Реферат: Проектирование грузовой кабины для подъема людей краном

СОДЕРЖАНИЕ

1 УСТРОЙСТВО ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ

Грузовые кабины (далее - люльки), применяемые в процессе производства строительно-монтажных работ при возведении, реконструкции и ремонте зданий и сооружений для размещения рабочих и материалов непосредственно в зоне производства работ, также применяются для устройства лифтов, сварки судовых корпусов, работ на дымовых трубах, мостах и плотинах, регламентируются согласно [1]. Строительная люлька - многоцелевое эффективное подъемное строительное оборудование, применяемое для работ на высотах до 150 метров. Строительные люльки оборудованы ограждениями, со стороны с которой производятся работы высота ограждения составляет 1000мм, стороны с которых работа не производится высота ограждения составляет 1200мм, одного промежуточного горизонтального элемента и бортовой доски высотой 150мм. Так же ограждения служат для крепления рабочих страховочными поясами. Каркас строительной люльки представляет собой сварную конструкцию из проката черных металлов. Настил люльки может быть металлическим или деревянным, настил должен быть ровным и иметь ограждение с четырех сторон.

Металлический настил покрывают специальным противоскользящим составом. Деревянный настил делают из шпунтованных или обрезных досок толщиной не менее 50мм, в нем не должно быть щелей шириной более 5мм. Настил бракуется при наличии гнилых мест, изломов, трещин, сильно изношенных участков. При работе настил люльки должен находиться в горизонтальном положении, перекос во всех случаях не должен превышать 5°. Нагрузку по площади настила следует располагать равномерно. Запасы материалов не должны превышать установленных заданием. Настилы должны быть сухими, их следует систематически очищать. Для предохранения от выпадения рабочие должны закрепляться предохранительными поясами за поручни люльки.

Инструмент следует располагать рационально и удобно, мелкие предметы и детали хранить в ящиках или сумках. Вход(выход) на люльку осуществляется только с земли или перекрытия. С захватки на захватку люлька может передвигаться (по швеллерам или инвентарным деревянным щитам) при ослабленных канатах.

Основные параметры и размеры люлек должны соответствовать указанным в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Основные параметры и размеры люлек

Регулярный уход и осмотры до и после работы грузовой кабины должен выполнять оператор, регулярные осмотры и ремонты выполняются квалифицированным персоналом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном проекте была рассчитана металлоконструкция грузовой кабины грузоподъемность 300кг.

Металлоконструкция грузовой кабины представляет собой сваренный между собой прокат уголка из низколегированной конструкционной стали для сварных конструкций марки 09Г2С, которая обеспечивает работу при температуре от -70 до +420єС.

При проектировании сварное соединение выполняется с помощью ручной дуговой сварки, которая широко распространено на монтаже конструкций. Ручная сварка универсальна, так как может выполнятся в нижнем, вертикальном и потолочном положениях, а также в труднодоступных местах. При сварке применялись электроды УОНИ 13/55.

В ходе расчетов было определено, что металлоконструкция грузовой кабины выдерживает заданные значения напряжений и имеет достаточно большой предел прочности.

Таким образом были рассмотрены и изучены основные вопросы проектирования металлоконструкции портовых грузоподъемных машин, что очень важно для получения навыков работы по данной специальности и дальнейшего их развития.

3 РАСЧЕТ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ

3.1 Расчет подхватывающей балки АВ

Металлоконструкция подъемной люльки испытывает нагрузку от веса поднимаемого груза и от собственного веса металлоконструкции.

Металлоконструкция люльки состоит из проката уголка стального горячекатанного неравнополочного размером 63404мм по [2] из стали 09Г2С.

Определим массу металлоконструкции по формуле:

где Lпр – общая длина углового проката, используемая в конструкции, м;

mпм – масса погонного метра углового проката, кг.

Общий вес нагрузки металлоконструкции с грузоподъемностью определим по формуле:

G=9,81(Q+Qк);

G=9,81(300+102)=3945Н.

Определим реакции опор и исходя из условия равновесия относительно точки А:

Определим изгибающие моменты, возникающие в опорах А и В по формуле:

Определим расчетный предел текучести по формуле:

где - коэффициент запаса прочности (принимаем =2).

Произведем проверку нормальных напряжений по формуле:

где Мmax – максимальный изгибающий момент;

Wx – момент сопротивления сечения относительно оси X.

Определим расчетное касательное напряжение по формуле:

Произведем проверку касательных напряжений по формуле:

где - максимальная перерезывающая сила, Н;

- статический момент инерции относительно оси x-x, см3;

- толщина стенки, см;

- момент инерции относительно оси x-x, см4.

Определим статический момент инерции относительно оси x-x по формуле:

где S – площадь поперечного сечения уголка, см2;

- радиус инерции относительно оси x-x, см.

При равномерно распределенной по длине балки нагрузки определим максимальный прогиб по формуле:

где Е – модуль упругости первого рода.

3.2 Расчет стержней на прочность

Рассмотрим стержень АС, который действует на растяжение.

Стержень нагружен сосредоточенной силой Р, которую определим по формуле:

Продольная сила N в поперечном сечении стержня будет иметь вид:

N=P=986,25Н.

Определим нормальное напряжение в поперечном сечении стержня по формуле:

Определим перемещения поперечных сечений стержня по формуле:

Стержень выдерживает расчетное напряжение с большим запасом прочности и его растяжение составляет 0,02мм. Условие прочности для заданного стержня выполняется.

Рассмотрим стержень DС, действующий на сжатие.

Чтобы определить усилие в стержне, воспользуемся способом моментных точек. Рассмотрим правую половину. Моментная точка А.

Определим нормальное напряжение в поперечном сечении стержня по формуле:

Определим перемещения поперечных сечений стержня по формуле:

Стержень выдерживает расчетное напряжение с большим запасом прочности и его сжатие составляет 0,01мм. Условие прочности для заданного стержня выполняется.

Рассмотрим стержень MF, действующий на сжатие.

Чтобы определить усилие в стержне, воспользуемся способом моментных точек. Рассмотрим правую половину. Моментная точка В.

Определим нормальное напряжение в поперечном сечении стержня по формуле:

Определим перемещения поперечных сечений стержня по формуле:

Стержень выдерживает расчетное напряжение с большим запасом прочности и его сжатие составляет 0,01мм. Условие прочности для заданного стержня выполняется.

3.3 Расчет сварного соединения

Расчет сварного соединения проведем в наиболее нагруженной точке А.

Сварное соединение производим ручной дуговой сваркой электродами марки УОНИ 13/55 (типа Э50А) с пределом текучести =39кгс/мм2=380МПа.

Расчет углового шва произведем по формуле:

где N – продольная сила, Н;

lш – расчетная длина шва, мм;

- коэффициент полноты шва, который зависит от способа сварки (=0,7 – для ручной дуговой сварки);

k – катет шва, мм;

- расчетное касательное напряжение сварного шва, МПа, которое определим по формуле:

где - расчетный предел текучести сварного шва, МПа, который определяется по формуле:

- предел текучести электрода, МПа;

- коэффициент запаса прочности(=2);

Возникающее в сварном шве напряжение не превышает допускаемое, что обеспечивает прочность соединения.

3.4 Расчет проушин, работающих на растяжение

Исходные данные: усилие, действующее на проушины N=986,25Н, толщина проушины b=10мм, диаметр отверстия проушины d=50мм, ширина проушины l=100мм, расстояние от отверстия до кромки h=20мм. Материал проушин – сталь 09Г2С с пределом текучести =345МПа, коэффициент запаса прочности =2.

Проверим проушину на растяжение в сечении а-а, б-б, в-в, задаваясь основными её размерами по формуле:

где - площадь сечения проушины, мм2, в зависимости от места сечения;

- допускаемое напряжение растяжения, равное расчетному пределу текучести.

Определим площади сечений проушины а-а, б-б, в-в, испытывающие наибольшую нагрузку:

Проверим проушину на смятие по формуле:

где - допускаемое напряжение смятия, которое определим по формуле:

Сварное соединение производим ручной дуговой сваркой электродами марки УОНИ 13/55 (типа Э50А) с пределом текучести =39кгс/мм2=380МПа.

Односторонний сварной шов со скосом одной кромки проушины.

Расчет сварного стыкового шва произведем по формуле:

где - толщина проушины, мм.

Результаты расчетов показали, что проушины выдерживают нагрузку с большим запасом прочности.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ГОСТ27372-87 Люльки для строительно-монтажных работ. Технические условия. – Введен 14.08.87. – М.: Издательство стандартов, 1987. – 6с.

ГОСТ 8510-86 Уголки стальные горячекатаные неравнополочные. Сортамент. – Взамен ГОСТ 8510-72; Введен 01.07.87. – М.: Издательство стандартов, 1987. – 15с.

Анурьев В.Н. Справочник конструктора машиностроителя, 6 – е изд. – М.: Машиностроение, 1982. – 557с.

Богуславский П.Е. Строительная механика крановых металлоконструкций.– Л.: Машгиз, 1954. – 283с.

Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. – Л: Машиностроение, 1976.– 564с.

Металлические конструкции. Справочник проектировщика. Под ред. Н.П. Мельникова, 2–е изд.– М.: Стройиздат, 1980. – 278с.

Моисеев В.И. Расчет местной устойчивости стальных балок за пределом упругости. Строительная механика и расчет сооружений.– Л: Стройиздат, 1982. –496с.

Рачков Е.В., Силиков Ю.В. Подъемно-транспортные машины и механизмы., – М.: Транспорт,1989. – 592с.

Ясинский Ф.С. Избранные работы по устойчивости сжатых стержней. – М.: Гостехиздат, 1952. – 512с.

2 ПОРЯДОК БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ ГРУЗОВОЙ КАБИНЫ

Установленные для работы люльки до пуска в работу проходят техническое освидетельствование, которое осуществляется инженерно-техническим работником по надзору за техническим состоянием и безопасной эксплуатацией люлек, производителем работ или мастером, под руководством которого выполняются работы. При техническом освидетельствовании люльку осматривают и подвергают статическому и динамическому испытаниям. При внешнем осмотре проверяется надежность крепления и длина выступающей части консолей, состояние канатов, исправность узлов и деталей, металлоконструкций, ограждения, механизма подъема, тормозов, предохранительных устройств и приборов безопасности.

При статическом испытании несамоподъемную люльку, лебедка которой установлена на земле, загружают балластом, масса которого превышает расчетную на 50%, поднимают на высоту 1м, держат под нагрузкой 15-20мин, а затем опускают. Динамическое испытание имеет целью проверку действия механизмов подъема, управления и предохранительных приборов(устройств). При динамическом испытании люльку загружают грузом, на 10% превышающим расчетный, и производят неоднократный равномерный подъем и опускание на всю высоту здания. Самоподъемные люльки поднимают на высоту 30-40см от земли, подкладывают подставки и загружают грузом, превышающим расчетный на 25%. После этого подставки выбивают и люлька остается под нагрузкой 15-20мин. После каждого испытания делается соответствующая запись в специальный журнал.

Лицо, ответственное за безопасное производство работ подъемниками, назначается после проверки знаний им соответствующих разделов правил, производственных инструкций для машинистов, рабочих люльки, стропальщиков (при необходимости) комиссией с участием инспектора госгортехнадзора, выдачи ему соответствующего удостоверения и должностной инструкции.

Ответственность за обеспечение безопасного производства работ подъемниками на каждом участке работ в течение каждой смены должна быть возложена только на одного работника. Фамилии этих лиц должны быть указаны на табличке, вывешенной на видном месте на постоянном участке работ. Копия приказа о назначении ответственных лиц должна находиться на участке производства работ.

Персонал на платформе строительной люльки должен иметь защитные каски и пристегиваться ремнем к предохранительному тросу, как требует техника безопасности. Платформа строительного подъемника люльки должна быть заземлена, груз должен примерно равномерно распределяться по платформе. Нельзя перегружать платформу или работать с платформой, если неисправны подъемники или предохранительная блокировка. При работе платформы оператору следует следить за ее состоянием, быстро выявлять скрытые неисправности, которые могут привести к аварии строительной люльки. Платформу строительной люльки следует быстро отрегулировать, если наклон по сторонам или высота падения превысит более 15см. Работа подвесного оборудования строительной люльки должна отвечать требованиям выполнения высотных работ. Подъемники строительные люльки нельзя применять в грозу, туман, при пятибалльном ветре (скорость ветра 8,3м/с и выше). Люльки строительные следует размещать на расстоянии 10м от силовых кабелей высокого напряжения. Не пользоваться никаким дополнительным оборудованием, например, лестницами, контейнерами, чтобы увеличить высоту подвесной платформы. Не применять никакие насадки, превышающие допустимую длину платформы. Материалы и оборудование хранятся в закрытом месте в пределах платформы. Строительную люльку следует хранить в сухом, хорошо проветриваемом помещении, не содержащем коррозийных газов.