Нагрузками на рассчитываемую балку в данном случае являются масса поднимаемого груза, масса тележки, собственная масса балки и дополнительные силы инерции при подъеме или торможении груза. Для последующих расчетов примем массу моста Gм = 150 т, массу главной балки G1 = 42 т, массу механизма передвижения G2 = 30 т.
Последующий расчет производим для наиболее нагруженной балки со стороны механизма передвижения. Нагрузка от собственной массы и массы механизма передвижения, приходящаяся на 1 м этой балки, таким образом, будет равна :
gв = (G1 + G2 ) / L = (30000 + 42000) / 25,5 = 2323,5 кгс/м.
Ранее принятая масса тележки Gт = 40000 кг. Балка также будет нагружена крутящим моментом из-за внецентренного приложения нагрузки от массы механизма передвижения моста, в данном случае этой нагрузкой можно пренебречь.
Для определения динамического коэффициента предварительно определяем массы моста и поднимаемого груза :
mм = ( 0,5Gм + Gт ) / g = ( 0,5*150000 + 42000 ) / 981 = 119,3 кгс*с2 / см;
mг = Q / g = 160000 / 981 = 163,1 кгс*с2 / см;
Скорость подъема груза :
V = 4,67 см /с.
Статический прогиб балки от массы поднимаемого груза приближенно определяем из условия ( P = Q ) :
yст = Q L3 / 2*48 E Jx = 160000*25503 / 2*48*2,1*106*4382750,5 = 3 см.
Коэффициент жесткости моста :
см = Q / yст = 160000 / 3 = 53333,3 кгс / см.
Статическое удлинение канатов при подъеме номинального груза Q =160000 кгс :
ст = Q H / i f Eк = 160000*3200 / 8*5,3856*1*106 = 11,8 см.
где i – кратность полиспаста, f – площадь поперечного сечения каната см2, Ек – модуль упругости каната, Н – высота подъема груза.
Динамический коэффициент по формуле :
д = 1 + а v = 1,058,
- где - поправочный коэффициент, равный 1,5.
v – скорость поднимаемого груза ( см / с ).
а – величина, учитывающая вид нагрузки.
Для случая подъема груза :
a = [ 1 / ( yст + ст ) ] * [ ( mг + mм ) / см ]0,5 = 0,0049
Для случая экстренного торможения :
а = 1 / ( g ( yст + ст ) )0,5 = 0,00829
за расчетную принимаем а = 0,00829.
Нагрузки на колеса тележки :
Pmin/c = Pmin*д + Gт/4 = 54000*1,058 + 42000/4 = 67632 кгс;
Pmax/d = 286000*1,058 + 42000/4 = 313088 кгс;
Максимальная нагрузка на балку действует со стороны тележки, где установлен двигатель, редуктор, тормоз ( а - расстояние от равнодействующей до наиболее нагруженной колесной установки тележки ).
Нагрузка на опору А от массы тележки с грузом в этом случае :
RA = Pmax/d( L + a ) / 2L + Pmin/c[ L – ( 2Lo – a )] / 2L = 313088 ( 25,5 + 2,0 ) / 51 + 67632[ 25,5 – ( 2*4,0 – 2,0 )] / 51 = 168821 + 25859 = 194680 кгс.
Изгибающий момент в рассматриваемом сечении от подвижной нагрузки
Ми1 = RA ( L – a ) / 2 = 194680 ( 25,5 – 2,0 ) / 2 = 2676850 кгс*см.
Нагрузка на опору А от массы балки и механизма передвижения
RA1 = gв*L / 2 = 2323,5*25,5 / 2 = 29624,5 кгс.
Изгибающий момент от этой нагрузки
Ми11 = ( RA1 ( L – a ) / 2 ) – ( gв ( L – a )2 /8*100) = (29624,5( 25,5 – 2,0 ) / 2) – (2323,5( 25,5 – 2 )2 / 800) = 348087 – 1603 = 346484 кгс*см.
Суммарный изгибающий момент :
Ми = Ми1 + Ми11 = 3023334 кгс*см.
Напряжения в рассчитываемом сечении :
и = ( Ми / Wx ) * kзап = ( 3023334 / 5156,1 )*1,7 = 996,81 кгс / см2.
[ и ] и => 1700 996,81 – выполняется ( 1700 кгс /см2 – для крановых конструкций легкого и среднего режимов работы ).
Для обеспечения устойчивости стенок балки между ними установлены поперечнные листы ( диафрагмы ). Принятое наибольшее расстояние между диафрагмами 3000 мм. Наименьшее расстояние между ребрами 1000 мм.
Напряжения смятия торца диафрагмы при толщине = 2,0 мм.
см = Pmax/d / bo313088 / 104 * 2,0 = 1505,3 кгс/см2
- где bo = b2 + 2,0 = 104 мм – ширина площадки диафрагмы, воспринимающей нагрузку на колесо тележки, b2 – ширина подошвы рельса.
Допустимо [ см ] = 1,5 p= 1,5 *1700 = 2550 кгс/см2.