Работающих на поперечный изгиб

В такелажных приспособлениях и грузоподъемных устройствах широко используются элементы, работающие как балки на поперечный изгиб. К таким элементам относятся траверсы, монорельсы, кран-балки, ригели порталов, шевров и др.

В зависимости от назначения и величины нагрузок они могут быть сплошными, выполненными из одиночных швеллеров, двутавров, или стальных труб, либо сквозными. Сквозные составлены из парных швеллеров или двутавров, соединенных стальными пластинами, а также из стальных труб, усиленных элементами жесткости (уголками, пластинами и т.п.).

Балки, работающие на поперечный изгиб, рассчитывают в следующем порядке:

1. Подсчитывают нагрузки, действующие на балку с учетом всех внешних факторов (массы, поднимаемого груза, усилий в оттяжках и ветвях полиспатов и т.д.). При этом действующие нагрузки берут с учетом коэффициентов перегрузки К _п и динамичности К _д, которые принимают равными 1, 1.

2. Находят максимальный изгибающий момент от действующих расчетных нагрузок М _max. В практических расчетах изгибающим моментом от собственной массы балки можно пренебречь.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения балки

W _тр .

4. Для сплошных балок, пользуясь прил. 5–7, выбирают стандартный профиль с моментом сопротивления, ближайшим к большему требуемому W _тр. Для сквозных балок момент сопротивления рассчитывают при условии, что он должен быть также не менее W _тр.

5. При необходимости определяют прогиб балки и сравнивают его с допускаемым прогибом.

На рис. 2 представлена монтажная балка с закрепленным за средину полиспастом, предназначенным для подъема аппарата.

Расчет монтажной балки выполняют в следующем порядке:

1. Определяют усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста с учетом К _п и К _д.

Р= 10 ·G _о К _п К _д / n + 10 · G _п К _п + S _п,

где ·G _о– масса поднимаемого аппарата, т; n – количество полиспастов; G _п – масса полиспаста, т; S _п– усилие в сбегающей ветви полиспаста, кН.

Рис. 2. Расчетная схема монтажной балки

2. Максимальный изгибающий момент рассчитывают по формуле

М _max= ,

где l – пролет монтажной балки.

3. Вычисляют требуемый момент сопротивления, по которому подбирают стандартный профиль

W _тр = ,

где R – расчетное сопротивление, МПа (прил. 3); m – коэффициент условия работы.

Пример 3. Рассчитать монтажную балку пролетом l= 3 м для подъема аппарата массой 18т одним полиспастом, закрепленным за средину балки, если известно, что масса полиспаста G _п = 1, 2 т, усилие в сбегающей ветви S _п = 35 кН. Материал балки Ст.3.

Решение:

1. Определяем усилие, действующее на монтажную балку в точке подвески полиспаста:

Р = 10· G _о К _п К _д+10 G _п К _п+ S _п=10·18·1, 1·1, 1+10·1, 2·1, 1+35=266 кН.

2. Максимальный изгибающий момент в монтажной балке рассчитываем по формуле

М _max = кН·см.

3. Находим требуемый момент сопротивления поперечного сечения монтажной балки

W _тр = = 19950 / (0, 85·0, 1·210)=1117, 6см³.

4. Для балки сплошного сечения (прил. 5) принимаем двутавр № 45 с W_х= 1231см³, что удовлетворяет условию W_х> W _тр.