Projekt żurawia na PKM-3, żuraw

Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
L = 1,8 [m] Q = 3,8 [kN] CD = 0,45 [m] l = 1,44 [m]	Schemat Konstrukcji żurawia: *Dane do obliczeń:* udźwig Q = 3,8 [kN] wysięg L = 1,8 [m] *Dane dodatkowe i zależności geometryczne*: materiał St3S (k_r= 120 [MPa] k_g = 145 [MPa] k_rj= 65 [MPa] k_gj = 75 [MPa]) ciężar wózka Q_w ≈ 0,3Q ciężar konstrukcji Q_k ≈ 0,2Q współczynnik obciążeń dynamicznych odniesiony do obciążeń zamiennych (siły Q) ψ = 1,3 współczynnik obciążeń dynamicznych odniesiony do obciążeń stałych (siły Q_w i Q_K) ϕ = 1,1 najmniejszy wymiar belki jezdnej dla Q = 8 [kN] - l 100 wymiary geometryczne: e ≈ 0,5L CD ≈ (0,33 ÷ 0,25)L l = 0,8L Dla powyższych zależności: L = 0,8L = 1,44 [m] e = 0,5L = 0,9 [m] CD = 0,25L = 0,45 [m] ciężar wózka Q_W = 0,3Q = 1,14 [kN] ciężar konstrukcji Q_K = 0,2Q = 1,4 [kN] °	l = 1,44 [m] e = 0,9 [m] CD = 0,45 [m] Q_W = 1,14 [kN] Q_K = 0,76 [kN] α = 16°
Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
Q = 3,8 [kN] Q_W = 1,14 [kN] ψ = 1,3 ϕ = 1,1 P = 6,19 [kN] l = 1,44 [m] M_gmax = 1780 [Nm] k_gj = 75 [MPa] M_gmax = 1780 [Nm] F′ = 10,6 [cm²] W_X′ = 34,2 [cm²] R_BH= 2,42 [kN] P = 6,19 [kN] α = 16° k_gj = 75 [MPa] δ_max = 54,3 [MPa]	1. Obliczanie konstrukcji nośnej żurawia. 1.a.Obliczanie belki poziomej (jezdnej). Obliczanie siły P: P = Qψ + Q_wϕ = 6,19 [kN] Obliczanie maksymalnego momentu gnącego: Obliczanie przekroju poprzecznego belki. Przeprowadza się uwzględniając naprężenia zginające i ściskające. *I. przybliżenie (pomijamy naprężenia ściskające) Na podstawie tabelki 2.1 - posostaje bez zmian dwuteownik I 100 (W_X′ = 34,2 [cm³]) II. przybliżenie* (z uwzględnieniem naprężeń gnących i ściskających) warunek zostaje spełniony - pozostaje I 100	P = 6,19 [kN] M_gmax = 1780 [Nm] I 100 W_X′ = 34,2 [cm²] h = 100 [mm] s = 50 [mm] g = 4,5 [mm] i_y = 12,2 [cm⁴] F′ = 10,6 [cm²] m = 8,32 [kG/m] δ_max = 54,3 [MPa] R_BV= 7,74 [kN] R_BH= 2,42 [kN]

Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
L = 1,8 [m] i_y= 1,07 [cm] E = 2,1⋅10⁵ [MPa] s ≈ 134,58 R_BH = 2,42 [kN] F′ = 10,6 [cm²] R_W = 112,26 [MPa] x_w = 3,5 P = 6,19 [kN] α = 16° k_rj= 65 [MPa]	Sprawdzanie belki jezdnej na wyboczenie: przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa x_w= 3,5 W celu obliczenia doraźnej wytrzymałości na wyboczenie R_W obliczam smukłość belki. Zachodzi przypadek odkształcenia sprężystego. Wytrzymałość doraźną oblicza się ze wzoru Eulera. δ_c = 22,63 [MPa] < R_W/ x_w= 32,07 [MPa] Warunek spełniony. Ostatecznie przyjmuje na belkę jezdną dwuteownik I 100. *1.b. Obliczanie zastrzału* Zastrzał jest tylko rozciągany siłą P_Z gdzie: Z tablicy 2.3 przyjmuje ceownik U45 dla którego F_z' = 6,41 [cm²]	x_w= 3,5 s = 134,58 R_w = 112,6 [Mpa] δ_c = 22,63 [MPa] R_W/x_w=32,07[MPa] P_z = 40,72 [kN] U45 h = 45 [mm] s = 38 [mm] g = 5 [cm] F_z' = 6,41 [cm²] m = 5,03 [kG/m]
Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
P = 6,19 [kN] L = 1,8 [m] e = 0,9 R_Ł1 = 12,38 [kN] R_BV = 7,74 [kN] R_DV = 7,74 [kN] F' = 23,6 [cm²] Mg_max= 3095 [Nm] W_X' = 51,4 [cm³] k_gj= 75 [MPa]	*3. Obliczanie słupa.* Reakcja w łożysku „1” R_DH⋅ CD = R_Ł1⋅ e R_DH = R_CH = R_BH = 11,14 [kN] R_Ł1 = R_Ł2 Mg_max = R_Ł1 ⋅ 0,25 = 3095 [Nm] *I przybliżenie* (pomijamy naprężenia ściskające) W_x ≥ 41,3 [cm³] Na podstawie tabeli przyjmuje rurę dla której W_x' = 51,4 [cm³] *II przybliżenie* (z uwzględnieniem naprężeń gnących i ściskających) δ_max = 40,68 [MPa] < k_gj= 75 [MPa] warunek spełniony - przyjęta rura pozostaje bez zmian.	R_Ł1 = 12,38 [kN] Mg_max= 3095 [Nm] Rura W_X'= 51,4 [cm³] D = 102 [mm] g = 8 [mm] m = 18,55 [kG/m] F' = 23,6 [cm²] i_min = 262 [cm⁴] R_DV = 7,74 [kN] δ_max = 40,68 [MPa]

Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
e = 0,9 [m] l_min = 262 [cm⁴] F' = 23,6 [cm²] R_DV = 7,74 [kN] F' = 23,6 [cm²] x_w= 3,5 R_w=317,2 [MPa] R₀ =3330 [kG/cm²] R₁ =11,2 [kG/cm²] R_w / x_w = 90,6 [MPa] k_r= 120 [MPa]	Sprawdzanie słupa na wyboczenie: przyjmuje współczynnik bezpieczeństwa x_w = 3,5 W celu obliczenia doraźnej wytrzymałości na wyboczenie R_w obliczam smukłość belki. Ponieważ 10 < s< s_kr to zachodzi przypadek odkształcenia plastycznego i należy korzystać ze wzoru Tetmajera: R_w= R₀- R₁⋅s = 333 - 1,12 ∙ 14,08 = 37,2 [MPa] *1.d. Obliczenia połączeń spawanych.* Obliczenie połączeń spawanych ma charakter sprawdzający. Z konstrukcyjnych rozwiązań wynika długość poszczególnych spoin. Znając je należy sprawdzić czy nie zostanie przekroczone dopuszczalne naprężenie ścinające w spoinie. k_t' ≈ 0,65 ⋅ k_r = 78 [MPa] to znaczy gdzie: F_SP = l_SP ⋅ a - pole przekroju spoiny l_SP - długość spoiny a ≈ 0,7 ⋅ g - wysokość spoiny g - grubość cieńszego z łączonych elementów	x_w = 3,5 s = 14,08 δ_c = 32 [MPa] R_w =37,2 [MPa] R_w/ x_w = 90,6 [MPa] k'_t = 78 [MPa]
Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
g = 5 [mm] l_SP = 119 [mm] a = 4 [mm] P = 6,91 [kN] k_t' = 78 [MPa] g = 4,5 l_SP = 90 [mm] a = 4 [mm] P = 6,19 [kN] k_t' = 78 [MPa] m_l = 8,32[kG/m] l_l = 1,44 [m] m_u = 5,03 [kG/m] l_u = 2,28 [m] m_R= 18,55 [kG/m] l_R = 0,45 [m] G = 0,32 [kN] ϕ = 1,1 s_o= 1,5 R_Ł = 10,38 [kN] R_V= 40,17 [kN]	spoina belka - zastrzał ze względów konstrukcyjnych l_SP= 119 [mm] a = 0,7 ⋅ g = 3,5 [mm] przyjmuję a = 4 [mm] warunek spełniony. spoina belka - słup Ze względów konstrukcyjnych l_SP = 90 [mm] a = 0,7 ⋅ g = 3,15 [mm] przyjmuję a = 4 [mm] warunek spełniony. *2. Obliczanie ciężaru konstrukcji:* G = m_ll_l+ m_ul_u + m_Rl_R ≈ 0,32 [kN] *3. Dobór łożysk.* W celu doboru łożysk obliczam reakcje w miejscach ułożyskowania słupa. Z sumy rzutów sił na oś poziomą wynika: Z sumy rzutów sił na oś pionową: Ostatecznie dobór łożysk przeprowadzam według nośności spoczynkowej przy zał. że n ≤ 10 obr/min, uwzględniając współczynnik s₀ zależny od warunków pracy - przyjmuje s₀= 1,5 Z katalogu łożysk dobieram według C_OW łożysko wzdłużne nr 51205 oraz według C_OŁ łożysko kulkowe wahliwe nr 2309	a = 4 [mm] a = 4 [mm] G = 0,32 [kN] M = 31,8 [kg] R_V = 40,17 [kN] C_0Ł = 15,57 [kN] C_0W = 60,76 [kN]
Dane:	Obliczenia i szkice:	Wyniki
R_V = 40,17 [kN] R_Ł2 = 10,38 [kN] R = 41,48 [kN] x = 1,5 n = 4 μ = 0,4 Q_n = 38,8 [kN] k_rj = 75 [MPa] n = 4 Q_n = 38,8 [kN] p_dop= 2 [MPa]	*4. Obliczanie zamocowania* (do ściany wieszaków łożysk żurawia) Obliczenia śrub mocujących przeprowadzam tylko dla śrub wieszaka dolnego (bardziej obciążony) a dla wieszaka górnego przyjmuje tę samą liczbę śrub co dla wieszaka dolnego. Największa reakcja całkowita obciążająca łożysko: Siła musi być równoważona siłą tarcia P_t > x ⋅ R gdzie: x ≈ 1,5 P_t = n ⋅ Q_n ⋅ μ n- ilość śrub (przyjmuje 4) Q_n - siła w jednej śrubie μ - współczynnik tarcia (stal - beton = 0,4) Stąd obliczam siłę w jednej śrubie Następnie z warunku wytrzymałościowego obliczam średnice śrub. Przyjmuje gwint: M 25 Sprawdzanie nacisków powierzchniowych dla materiału ściany (z tego warunku obliczam minimalną powierzchnie F_W wieszaka) Minimalna powierzchnia wieszaka powinna wynosić 810 [cm²] Przyjmuje 25 × 33 [cm]	R = 41,48 [kN] x = 1,5 n = 4 μ = 0,4 Q_n = 38,8 [kN] d = 24,65 [mm] M 30 F_W = 810 [cm²]