ZUT

Wydział mechaniczny

Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn

Zadanie Konstrukcyjne.

Temat: ”Zaprojektować żurawik przyścienny o wysięgu 2,9 m, udźwigu 30 kN i kącie pochylenia pręta skośnego 60°.”

Wykonał: Paweł Wilkołek

Grupa: IM 1-21

Rok akademicki: 2009 / 2010

Prowadzący: Dr inż. Marek Żebrowski

DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
m = 6 Q = 30 kN Rm = 1800 MPa K = 222 Q = 30 kN α = 45° β = 60° S1 = 82kN Re = 235 MPa xe = 2 l1 = 2,9 m S2 =112 kN μ = 2 xw = 3 E = 2·10^5MPa Ix = 491cm^4 Imin=Iy=31,2cm^4 Ix = 304cm^4 A2 = 13,3cm^2 μ = 2 l2 = 2,887 m dL = 16 mm Ix = 304cm^4 Im=210cm^4 W = 47,11 kN kg = 122 MPa Re = 205 MPa xe = 2 Re = 235 MPa xe = 1,8 Re = 235 MPa xe = 1,8 s=0.8 t2 = 5 mm Rms = 300 MPa xm = 2 Rms = 300 MPa xm = 2 S1 = 82 kN z1 = 4 μ2 = 0,3 z2 = 4 Qw = 22,4 kN krs = 150 MPa S = 24 mm D1 = 340 mm p = 1mm μ1 = 0,1 αr = 30°	Lina Σr= = = =90,4 300 Σr=naprężenie rozciągające Średnica drutu w linie Gdzie: m - współczynnik bezpieczeństwa dobrany dla napędu elektrycznego Rm - nominalna wytrzymałość drutu na rozciąganie K - ilość drutów w linie 1.1.2 Dobór liny Dobrano linę stalową: 16,0 - T6 x 37 + Ao - Z/s - II - g - 1800 wg PN-82/M-85061 o następujących parametrach: Średnica nominalna liny: 16,00 mm Średnica obliczeniowa liny: 15,75 mm Średnica drutu: 0,75 mm Przybliżony przekrój drutów w linie: 98,00 mm^2 Przybliżona masa 1m liny smarowanej: 0,93 kg 1.2 Profil krążka linowego 1.3 Obliczeniowa średnica profilu napęd elektro mechaniczny D' =18·dL D`=18·16 = 288 mm^2 napęd ręczny D'= 16·dL D'= 16·16=256mm Dobrano krążek wg normy PN-89/M-45371 o następujących parametrach: Gdzie: D - średnica oparcia liny krążka D1 - maksymalna średnica krążka R - promień wpustu na linę bk - grubość krążka 2.0 Obciążenia 2.1 Siła w pręcie skośnym Gdzie: S1 - reakcja w pręcie poziomym S2 - reakcja w pręcie skośnym Q - udźwig α - kąt pochylenia liny β - kąt pochylenia pręta skośnego 2.2 Siła w pręcie poziomym 2.3 Siła obciążająca oś 3.0 Profile pręta poziomego σ r1 = = = Gdzie: Re - granica plastyczności dla St3S xe - współczynnik bezpieczeństwa 3.1 Obliczeniowe pole przekroju profilu 3.2 Profil Ze względu na pole A1 = 2,44 cm^2 dobrano profil: kątownik równoramienny ∟50x50x5 wg normy PN - 69/H - 93401. 4.0 Pręt skośny 4.1 Długość pręta =2,9-(340+2.71+20)tg(90-α/2)-(D+dl/2)/2=2872mm 4.2 Długość pręta skośnego Gdzie: l1 - długość geometryczna pręta poziomego l2 - długość geometryczna pręta skośnego 4.3 Minimalny moment bezwładności pręta Gdzie: μ - współczynnik mocowania pręta xw - współczynnik bezpieczeństwa E - moduł Younga stali St3S 4.4 Profile L 130x130x12 477 23,6 L 150x100x10 557 19,1 C 140 605 16 CE 140E 491 12,3 Cp 140p 584 15,1 Najlepszym wyborem jest ceownik ekonomiczny CE 140 4.5 Smukłość - promień bezwładności przekroju, - smukłość graniczna dla stali St3S Gdzie: ix - minimalny promień bezwładności Rozsunięcie profili Ze względu na wyboczenie 4.6.2 Ze względu na grubość liny b” = dL + 5mm = 21 mm Gdzie: dL - nominalna średnica liny b” - obliczeniowe rozsunięcie profili ze względu na grubość liny 4.7.3 Ze względu szerokość krążka b”'= bk 5mm=50mm 4.7 Rozsunięcie b = max (b' v b”v b”') b = 59,75 mm Dla celów konstrukcyjnych przyjęto b = 60 mm Liczba przewiązek Gdzie: Ix, Im - osiowe momenty bezwładności Ze względów konstrukcyjnych przyjęto n = 1 5.0 Oś gdzie:σg- naprężenia gnące 5.1 Naprężenia dop. przy ścinaniu 5.2 Naprężenia tnące Warunek spełniony, oś nie ulegnie ścięciu. 5.1 Obliczeniowa średnica osi gdzie - siła obciążająca oś, - naprężenia dopuszczalne na docisk 5.2 Długość osi 5,3 Naprężenia dopuszczalne na zginanie granica plastyczności dla stali 10 5.3.1. Naprężenia gnące Warunek spełniony, oś nie ulegnie wygięciu. 5.3.2. Naprężenia dop. przy ścinaniu 5.3.3. Naprężenia tnące Warunek spełniony, oś nie ulegnie ścięciu. 5.3.4. Naprężenia zredukowane Warunek spełniony więc oś nie ulegnie zniszczeniu. 5.4 Luzy 5.4.1 Między osią a piastą krążka Pasowanie - ruchowe. Lmax1 = ES1 - ei = 0,076 -(-0,019) = +0,095 Lmin1 = EI1 - es = 0,03 - 0 = +0,03 5.4.2 Między osią a wspornikiem Pasowanie - lekko wciskane. Lmax2 = ES2 - ei = 0,009- (-0,019) = +0,028 Lmin2 = EI2 - es = 0,021 - 0 = +0,021 Gdzie: ES - górna odchyłka otworu EI - dolna odchyłka otworu es - górna odchyłka wałka(osi) ei - dolna odchyłka wałka(osi) 6.0 Grubość wspornika Dobieramy więc grubość blachy wspornika go = 6 mm Gdzie: go' - obliczeniowa grubość blachy kd2 - dopuszczalne naprężenia na docisk 7.0 Spoina 7.1 Złącze a Założono spoiny czołowe na pełną grubość, obliczenia wytrzymałościowe są zbędne 7.2 Złącze b 7.2.1. Grubość spoiny gdzie - grubość kątownika 7.2.2. Naprężenia dopuszczalne na ścinanie spoiny gdzie - wsp. bezpieczeństwa dla spoiny 7.2.3.Długości obliczeniowe spoin gdzie B- szerokość kątownika 7.2.4.Długości rzeczywiste spoin Przyjęto spoiny pachwinowe: Spoina górna : 3L90<U2 Spoina dolna : 3L40<U2 7.3 Złącze c 7.3.1. Grubość spoiny 7.3.2. Długość obliczeniowa spoiny 7.3.3. Długość rzeczywista spoiny Przyjęto spoinę pachwinową 5L60<U2 7.4 Złącze d 7.4.1 Grubość spoiny Ze względów konstrukcyjnych przyjęto grubość spoiny równą grubości ścianki profilu hutniczego. 7.4.2 Składowe siły w pręcie Składowa pozioma siły S2H = S2 · sinβ = 112 · sin60° = 96,99 kN Sk³adowa pionowa si³y S2V = S2 · cosβ = 112 · cos60° = 56 kN 7.4.3 Długość obliczeniowa spoiny 7.4.4 Długość rzeczywista spoiny Przyjęto spoinę pachwinową 3L150<U2 8.0 Połączenia gwintowe 8.1 Przy pręcie poziomym 8.1.1 Naprężenia dopuszczalne przy rozciąganiu MPa 8.1.2 Obliczeniowa średnica rdzenia mm Gdzie: z1 - ilość śrub fundamentowych 8.1.3 Gwint śruby Przyjęto cztery śruby fundamentowe z łbem sześciokątnym: Z-M16x400 wg PN - 82/M - 85061. 8.2 Przy pręcie kątowym 8.2.1 Siła zacisku wstępnego kN Gdzie: μ2 - współczynnik tarcia między nakrętką a śrubą fundamentową z2 - ilość śrub fundamentowych 8.2.2 Obliczeniowa średnica rdzenia gwintu σ = = mm 8.2.3 Gwint śruby Przyjęto cztery śruby fundamentowe z łbem sześciokątnym: Z-M16x400 wg PN - 82/M - 85061. 8.3 Moment na kluczy dynamometrycznym 8.3.1 Promień tarcia nakrętki na płytę fundamentową 8.3.2 Moment tarcia nakrętki na płytę fundamentową Mn = μ2 · Qw · rT = 0,1 · 22,4 · 9 = 20,16 Nm 8.3.3. Średnica tarcia w gwincie = 8.3.4 Kąt pochylenia linii gwintu =7,18° - skok gwintu 8.3.5 Pozorny kąt tarcia Gdzie: μ1 - współczynnik tarcia między nakrętką a śrubą αr - kąt pochylenia gwintu 8.3.6 Moment tarcia w gwincie MG = 0,5 · Qw · · tg(γ+ρ') = 0,5 · 22,4 · 15,46 · tg(1,18°+6,59°) = = 23,626 Nm 8.3.7 Moment na kluczu dynamometrycznym M = MN + MG =20,2+23,6=43,8 Nm	Σr=90,4 MPa dd ≥ 0,69 mm D ≥ 256 mm S2 = S1 =82kN W = 58kN σrl=11,2 MPa A1 = 3,66 cm^2 kr1 = 112kN =2,9m b” = 21 mm b”'=50mm n = 1 go =5,6mm S2H=97 kN S2V =56 kN krs = 150 MPa d31 ≥ 13 mm Qw = 22,4 kN mm Mn =20,2Nm γ=1,18° ρ' = 6,59° Mg=23,6Nm M= Nm
	KONIEC

2

---