Розрахунок трубчастих щоглів, що працюють на центральний стиск
При розрахунку симетрично навантажених щоглів, що працюють на центральне стискування, визначається поперечний переріз щогли та проводиться перевірка її на стійкість. Ця частина розрахунків для трубчастої щогли виконується так:
1. Визначають необхідну площу поперечного перерізу щогли:
де S м - сумарне стискаюче зусилля в щоглі; φo - коефіцієнт поздовжнього вигину;m- коефіцієнт умов роботи (для монтажних щоглів приймається рівним 0,9);R -розрахунковий опір.
2. Знаходять розрахункову довжину щогли:
де μ – коефіцієнт приведення розрахункової довжини (див. дод. 8). Для монтажної щогли μ = 1.
3. Підбирають переріз сталевої труби (див. дод. 7) за умовиFтFтр і визначають радіус інерціїrт.
4. Обчислюють гнучкість щогли:
причому має виконуватися умова λ ≤ [λ], де [λ] – гранична гнучкість (див. дод. 9). Для трубчастої щогли [λ]=180.
5. За дод. 10 визначають коефіцієнт поздовжнього вигину φ, відповідний розрахункової гнучкості λ.
6. Отриманий переріз труби для щогли перевіряють на стійкість:
Sм/(Fт·φ)mR.
За дотримання цієї нерівності міцність і стійкість щогли будуть забезпечені за умови, що розрахункова гнучкість λ менша за граничну [λ]. В іншому випадку необхідно підібрати інший переріз сталевої труби, що забезпечує дотримання цих умов.
Приклад 8. Розрахувати переріз вертикальної трубчастої щогли для підйому мостового крана масою Go=24т, якщо висота щогли Н=10м, що діє на щоглу сумарне стискаюче зусилля Sм=440 кН.
1. Визначаємо необхідну площу поперечного перерізу щогли(задавшись попередньоφo = 0,4):
2.Розрахункову довжину щогли знаходимо за формулою
3. За дод. 7 підбираємо трубу діаметром219х10ммз площею перерізу Fтр=65, 6 см 2і радіусом інерції rт=7 ,4 см.
4. Гнучкість щогли розраховуємо за формулою
λ= Нм/rт=1000 / 7,4=135,1; =180; λ ≤ [λ].
5. За дод. 10 визначаємо коефіцієнт поздовжнього вигину:
6. Отриманий переріз щогли перевіряємо на стійкість:
Sм / (Fт φo)mR ,
РОЗРАХУНОК ПОРТАЛІВ І ШЕВРІВ
Дві щогли, з'єднані вгорі ригелем, до якого прикріплені вантажні поліспасти, називаються порталом (рис. 17). Стійки порталу (щогли) мають, як правило, шарнірні опори. Стійки та ригель можуть бути як трубчастого, так і ґратчастого перерізу. Портали встановлюються у вертикальному або похилому положенні, фіксуються вантами регульованої довжини, які кріпляться до якорів. Портали широко використовуються в монтажній практиці, особливо при встановленні великовагового обладнання, що має значні поперечні розміри.
Мал. 17. Розрахункова схема монтажного порталу
Шевр являє собою А-подібну раму, що складається з двох збірно-розбірних трубчастих або решітчастих стійок, з шарнірними опорами і з'єднаних вгорі коротким ригелем (рис. 18). До ригеля кріпляться два поліспасти, один – для підйому вантажу, інший – для перекидання шевру, якщо шевр використовується як «падаючий». Ригель шевра може кріпитися до стійк жорстко або бути знімним.
Мал. 18. Розрахункова схема монтажного шевру
Розрахунок порталу зводиться до наступного:
1. Визначають мінімальну висоту порталуНаналогічно до монтажної щогли (див. п.10.1).
2. Підраховують зусилля, що діє кожен поліспаст:
деGо – маса устаткування, що піднімається;n– кількість вантажних поліспастів.
3. Знаходять зусилля, що діє на ригель у точці підвіски поліспаста,
деGг.п - маса вантажного поліспасту;Sп - зусилля в гілки поліспасту, що збігає.
4. Визначають максимальний згинальний момент у ригелі. Для даної схеми занурення згинальний момент без урахування власної маси ригеля
5. Обчислюють необхідний момент опору поперечного перерізу ригеля:
деm- коефіцієнт умов роботи (див. дод. 4), для порталівm= 0,9;R– розрахунковий опір при згинанні (див. дод. 3).
6. При виготовленні ригеля з двотавра, швелера або труби підбирають відповідний переріз (див.прил. 5–7), щоб виконувалася умоваWхWтр. При необхідності розраховують максимальний прогин ригеля і порівнюють його з допустимим.
7. Знаходять опорні реакціїNа таNб від дії ригеля на стійку порталу. При симетричній схемі навантаження, без урахування маси самого ригеля
8. Визначають сумарне зусилля, що стискає, що діє по осі кожної стійки порталу:
деGс - маса стійки порталу;Рн.в – стискаюче зусилля від неробочих вант (визначають як для монтажних щоглів).
9. Подальший розрахунок стійки порталу ведуть аналогічно до розрахунку трубчастих або ґратчастих щоглів (див. п. 10.3).
Розрахунок шевра, представленого на рис.18, проводять у такій послідовності:
1. Визначають мінімальну висоту шевруНаналогічно до монтажної щогли (див. п.10.1).
2. Підраховують зусилля у вантажному поліспастіРг.п. Для вертикального шевру це зусилля розраховують як при підйомі обладнання способом повороту навколо шарніра (див. п. 13.2).
3. Визначаютьсумарне стискаюче зусилля, що діє вздовж шевру:
де Р р.в - зусилля в задній робочій ванті, розраховують так само, як для вертикальної щогли (див. п.10.3);Gг.п таGр.п - маси вантажного та робочого поліспастів;Gш - маса шевру (визначається на початку орієнтовно);
Sг.п - зусилля в гілки, що збігає вантажного поліспаста (визначають при розрахунку поліспаста по. п.7).
4. Знаходять стискаюче зусилля у стійці шевру:
5. Розраховують переріз стійок і перевіряють їх стійкість як для трубчастої чи ґратчастої щогли (див. п.10.3).
6. Знаходять сумарне зусилля, що діє на ригель Р р. Якщо поліспасти закріплені посередині ригеля (l1=l2), можна вважати, щоРр=Sм.
7. Визначають згинальний момент у ригелі шевра, нехтуючи масою самого ригеля:
деlp - довжина ригеля (l1=l2=).
8. Обчислюють необхідний момент опору поперечного перерізу ригеля (см 3):
деm– коефіцієнт умови роботи (див. дод. 4), для шевруm=0,9;R– розрахунковий опір при згинанні (див. дод. 3).
9. За дод. 5–7 підбирають необхідний переріз стандартного профілю (труби, шевру або двотавра) так, щоб виконувалася умоваWх Wтр.