листовая накладка, 14 — ванты, 16 — шарнир, 17 — стяжка.

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

«Самарский государственный технический университет»

___________________________________________________________

Кафедра «Тепловые электрические станции»

Контрольная работа

По курсу: «Проектирование, строительство и монтаж ТЭС»

Тема: «Расчёт монтажного портала»

Вариант№ 1

Выполнил: студент V–ЗФ-2

Бондаренко А.А.

Проверил: Ерёмин А.В.

Самара 2016

Монтажный портал

1 — башмак, 2, 9 — отводные блоки, 3 — мачта, 4 — аппарат, 5 — площадки,

6 — ложный штуцер, 7, 22 — полиспасты, 8, 15 — сбегающие нити грузового полиспаста,

10 — подвеска отводного блока, 11 — подвеска полиспаста, 12 — ригель,

листовая накладка, 14 — ванты, 16 — шарнир, 17 — стяжка.

Задание:

Рассчитать высоту, пролет и сечение ригеля и стоек монтажного вертикального портала для подъема аппарата колонного типа,

Массой

Высотой

Диаметром на фундамент высотой h_ф=1 м со страховкой за монтажные штуцера, расположенные на расстоянии 5 м от верха колонны.

Решение:

1. Находим минимальную высоту портала:

где - высота фундамента (здания), м;

. - запас высоты под фундаментом, м; (принимаем hз.ф.=0, 5 м)

- высота поднимаемого оборудования (задана), м;

- запас высоты под ригелем портала, м; (принимаем hз.р.=1, 5 м)

2. Определяем минимальный пролет портала, назначая расстояние между стойкой портала и стенкой колонны для размещения полиспаста (l _з.=1, 5 м)

Подсчитываем усилия, действующие на каждый полиспаст:

где n - количество, участвующих в подъеме оборудования ()

3. Рассчитываем полиспаст (по §17)

- по приложению VI выбираем для каждого полиспаста два 15-тонных блока (тип БМ-15) с общим количеством роликов шт, диаметром роликов d =400 мм и массой двух блоков =172 кг

Где масса одного блока,

кол-во блоков.

По табл. 10 определяем коэффициент полезного действия полиспаста с подшипниками качения, учитывая один отводной блок η = 0, 921;

- подсчитываем усилие в сбегающем конце полиспаста

где η – КПД полиспаста, учитывающий потери на

трение роликов на осях и сопротивление от жесткости каната при огибании им роликов (полиспастных и отводных) и типа подшипников роликов (скольжения, качения) и определяется по таблице.

- находим разрывное усилие в сбегающем конце, определив по приложению XI коэффициент запаса прочности k_з (зависящий от типа стропа):

;

- из приложения I выбираем стальной канат со следующей характеристикой:

тип каната……………..… ЛК-Р 6 19 +1 о.с.

разрывное усилие, кгс…………………………17050

временное сопротивление разрыву, …..140

диаметр каната, мм……………………………..19.5

масса 1 000 м каната gк, кг……………………..1405

- подсчитываем длину каната для оснастки полиспаста:

;

где h - длина полиспаста в полностью растянутом виде, м

d - диаметр роликов в блоках полистата, м;

- длина сбегающего конца полиспаста, м, от ролика, с которого сбегает ходовая ветвь до барабана лебедки, м

;

- расчетный запас длины троса, м; =10 м

- Находим полную массу полиспаста:

4. Находим усилие, действующее на ригель в точке подвески полиспаста:

где – коэффициент перегрузки ( = 1, 1), учитывающий возможное отклонение фактической нагрузки в неблагоприятную сторону от нормативного значения, вследствие изменчивости нагрузки, отступлений от нормальной эксплуатации, а также вследствие неточного определения массы и центра тяжести поднимаемого оборудования;

– коэффициент динамичности, учитывающий повышение нагрузки на элементы такелажа, связанное с изменением скорости подъема или опускания груза и неравномерным сопротивлением трения при перемещении оборудования (этот коэффициент в среднем можно принимать = 1, 1).

5. Находим максимальный изгибающий момент в ригеле, выбрав = 1 м и пренебрегая собственной массой ригеля:

6. Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения ригеля:

где m – коэффициент условий работы, учитывающий особенности действительной работы материалов, элементов и соединений конструкций, имеющие систематический характер и не учтенные расчетом (например: влияние температур, многократность силовых воздействий, приближенность расчетных данных и упрощений в расчетах); коэффициент условий работы принимается по приложению XVIII, принимаем .

R – расчетное сопротивление прокатной стали, сварных и болтовых соединений, кгс/см². Расчетное сопротивление – наименьшая возможная величина нормативного сопротивления, представляющего собой сопротивление материалов, отвечающее значению предела текучести. Расчетное сопротивление R принимается по приложению XVII, принимаем .

8. Выбираем схему сечения ригеля из двух двутавров №40 с ; , массой 1 м равной .

где – момент сопротивления балки;

– момент инерции расчетного сечения балки.

При выборе схемы используется приложение II.

Таким образом, момент сопротивления всего сечения ригеля:

момент инерции всего сечения ригеля:

масса всего ригеля:

9. Определяем максимальный прогиб ригеля без учета его собственной массы:

Е – модуль упругости (для стали 2, 1·10⁶ кгс/см²)

[f ] – предельный прогиб балки, зависящий от ее назначения, приложение XXIII.

10. Определяем опорные реакции от действия ригеля на стойки портала:

11. Находим суммарное сжимающее усилие, действующее по оси стойки портала, задаваясь количеством вант

n = 3 шт. с углом заложения α = 45^о

с

где

Rn– усилие первоначального натяжения вант, (определяется по приложениюXIV).

12. Определяем требуемую площадь сечения стойки портала:

где – коэффициент продольного изгиба стержня, значением которого задаемся для стержня, швеллера, двутавра или уголка = 0, 7 ÷ 0, 9; из стальной трубы = 0, 4;

m – коэффициент условий работы (по приложению XVIII m = 0, 9).

13. Пользуясь приложением IV и выбрав схему сечения стойки портала расчетной конструкции из четырех уголков, связанных раскосами подбираем сечения поясных уголков №8 размером 80 80 8 мм с

где r – радиус инерции сечения, см;

– геометрический размер уголка (расстояние от центра тяжести уголка до обушка)

При этом суммарная площадь сечения стойки:

14. Находим расчетную длину стойки портала:

где µ - коэффициент приведения расчетной длины, зависящий от условий закрепления концов стержня и приложения перегрузки (определяется по приложению XVI).

15. Задаемся размером стороны стойки (рис. 1)

h = b = 1200 мм – в зависимости от грузоподъемности и высоты мачты H (до 40 м в диапазоне от 1000 ÷ 1400 мм)

16. Находим продольное усилие в раскосе стойки портала:

где .

17. Определяем требуемую площадь сечения раскоса:

18. По приложению IV принимаем с запасом уголок для раскоса №4 размером 40 40 5 мм с .

19. Находим расчетную длину раскоса:

20. Определяем гибкость раскоса:

где [λ ] – предельная гибкость раскоса (принимается )

21. По приложению XIX находим коэффициент продольного изгиба раскоса = 0, 314

22. Проверяем раскос на устойчивость:

23. Определяем момент инерции и радиус инерции сечения стойки портала по формулам из табл. 2 для схемы из 4-х уголков, имея в виду, что и ;

Момент инерции стойки:

Радиус инерции стойки:

24. Подсчитываем гибкость стойки:

.

25. Определяем приведенную гибкость:

для сечений с двумя свободными осями и соединением ветвей из уголков с раскосами и стойками.

и - коэффициенты зависящие от угла наклона решетки α (α = 45 ÷ 60, и = 27).

26. По приложению XIX находим коэффициент продольного изгиба стойки портала:

= 0, 917

27. Полученное сечение стойки портала проверяем на устойчивость:

Расчёт закончен.