VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ FACULTY OF ECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF AUTOOTIVE ENGINEERING NÁVRH DVOUNOSNÍKOVÉHO JEŘÁBOVÉHO OSTU 50 T DESIGN OF DOUBLEBEA BRIDGE OF CRANE 50 TONS BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR JOSEF ATĚJA ING. ARTIN KUBÍN BRNO 0

2 Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav automobilního a doravního inženýrství Akademický rok: 00/0 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Josef atěja který/která studuje v bakalářském studijním rogramu obor: Stavba strojů a zařízení (0R06) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č./998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské ráce: v anglickém jazyce: Návrh dvounosníkového jeřábového mostu 50 t Design of doublebeam of bridge crane 50 tonne Stručná charakteristika roblematiky úkolu: Cílem bakalářské ráce je konceční návrh dvounosníkového jeřábového mostu mostového jeřábu. Cíle bakalářské ráce: Cíle bakalářské ráce: Proveďte konceční návrh dvounosníkového mostu mostového jeřábu. Navrhněte jeho hlavní arametry (rozětí, rychlost ojezdu,...). Základní technické arametry: - maximální nosnost kg Vyracujte: - technickou zrávu - výkres jeřábového mostu - dále dle okynů vedoucího BP

3 Seznam odborné literatury: [] YNÁŘ, B., KAŠPÁREK, J.: Doravní a maniulační zařízení, Brno, Skritum ro bakalářské studium [] RETA, F., KUPKA, L., DRAŽAN, F.: Jeřáby,., řerac. a doln. vyd., SNTL Praha, 975 Vedoucí bakalářské ráce: Ing. artin Kubín Termín odevzdání bakalářské ráce je stanoven časovým lánem akademického roku 00/0. V Brně, dne L.S. rof. Ing. Václav Píštěk, DrSc. Ředitel ústavu rof. RNDr. iroslav Douovec, CSc. Děkan fakulty

4 ABSTRAKT, KLÍČOVÁ SLOVA ABSTRAKT Bakalářská ráce se zabývá návrhem dvounosníkového jeřábového mostu o nosnosti 50 tun. Postu je rozdělen celkem do osmi částí. První z nich obsahuje ředběžný návrh celé konstrukce a návrh hlavních arametrů. Druhá část obsahuje výočet ředběžného zatížení nosníku, určení jeho hlavních rozměrů a výočet maximálního ohybového momentu. Další části zahrnují výočty a konstrukční řešení jednotlivých hlavních částí a říslušenství jako jsou jeřábový nosník, říčník, kola, kolejnice, ohon a brzda. Bakalářská ráce je zracována s oužitím říslušné odborné literatury a norem, které obsahují ostuy a dooručení ro výočet a konstrukci jeřábových mostů. KLÍČOVÁ SLOVA ostový jeřáb, jeřábový most, dvounosníkový, skříňový nosník, říčník ABSTRACT The Bachelor s thesis deals with the design of two-girder crane bridge for the lifting caacity 50 tons. The rocess is slit in eight arts. The first one contains a reliminary scheme of the whole design and roosal of main arameters. The second art contains calculation of reloading of the girder, secification of its main dimensions and calculation of maximum bending moment. The other arts include calculations and designing of individual main arts and accessories such as crane girder, cross girder, wheels, rails, gear and brake. The bachelor s thesis has been elaborated using the relevant technical literature and standards that contain rocedures and recommendations for calculation and designing of bridge cranes. KEYWORDS Bridge crane, crane bridge, two-girder, box girder, cross girder BRNO 0

5 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE BIBLIOGRAFICKÁ CITACE ATĚJA, J. Návrh dvounosníkového jeřábového mostu 50 t. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí dilomové ráce Ing. artin Kubín. BRNO 0

6 ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že tato ráce je mým ůvodním dílem, zracoval jsem ji samostatně od vedením Ing. artina Kubína a s oužitím literatury uvedené v seznamu. V Brně dne 7. května Josef atěja BRNO 0

7 PODĚKOVÁNÍ PODĚKOVÁNÍ Děkuji všem svým vyučujícím, zejména Ing. artinu Kubínovi, vedoucímu své bakalářské ráce, za oskytování cenných rad a dooručení v růběhu říravy bakalářské ráce i za ochotné zaůjčování odborné literatury otřebné k zracování zadaného úkolu. BRNO 0

8 OBSAH OBSAH Úvod...0 Rozbor zadání.... Základní zadání.... Zařazení jeřábu..... Dolňkové arametry zadání..... Klasifikace jeřábu..... Konstrukční usořádání...4 Zatížení...5. Předběžné zatížení...5. Výočet základních kombinací zatížení Zatížení stálá a nahodilá...7. Výočet mimořádných kombinací zatížení Zatížení stálá a nahodilá Zatížení mimořádná...9 Nosník...0. Určení hlavních rozměrů nosníku...0. Výočet maximálního ohybového momentu..... Zatížení hlavní..... Zatížení vedlejší..... Zatížení celkové Průhyb hlavního nosníku Výsledky získané omocí KP Příčník Hlavní zatížení Výočet reakcí hlavního nosníku v říadě najetí kočky do krajní olohy Podorové reakce říčníku Ohybové momenty v růřezech od hlavními nosníky Ohybové momenty v růřezech u rohových ložisek ojížděcích kol Vedlejší zatížení Brzdná síla účinkem stálého rovnoměrně rozloženého zatížení vyvozeného tíhou jeřábu Celkové zatížení Výsledky získané omocí KP Sojení nosníku s říčníkem Výočet sojovacích šroubů mezi říčníkem a hlavním nosníkem...55 BRNO 0 8

9 OBSAH 5.. Průřez jádra šroubu Kontrola šroubu na smyk Kontrola soje na otlačení Pojezdová kola a kolejnice Pojezdová kola Základní arametry Výočet Volba kolejnice Pohon Výočet hnacího ústrojí jeřábu Parametry Výočet ohonu Výběr ohonu Brzda...6 Výočet kotoučové brzdy Základní arametry Výočet brzd...64 Závěr...68 Seznam oužitých zkratek a symbolů...70 Seznam říloh...74 BRNO 0 9

10 ÚVOD ÚVOD Jeřáby jsou doravní stroje, které usnadňují maniulaci s břemeny, jejichž hmotnost odovídá jmenovité nosnosti jeřábu. Technický rojekt jeřábu musí zohledňovat odmínky jeho rovozu s dosažením říslušné úrovně bezečnosti ráce a dostatečné životnosti. Jeřáb jako celek a jeho mechanizmy musí být klasifikovány v souladu s ISO 40-. Klasifikace je systém, který zajišťuje růměrné racionální základy ro rojektování konstrukcí jeřábů a jejich strojního zařízení. ISO 40 stanovuje obecnou klasifikaci jeřábů vycházející z očtu racovních cyklů, které mají být rovedeny během očekávané životnosti jeřábu, a ze součinitele sektra zatížení jeřábů, která mohou ředstavovat jmenovitá zatížení. Klasifikace má dvě raktická ulatnění: - klasifikace zařízení jako celku - klasifikace ro účely konstrukce Dva faktory, které musí být vzaty v úvahu ři určení skuiny, ke které jeřáb atří, jsou - třída využívání (U 0 až U 9 odle maximálního množství rovozních cyklů) - stav zatěžování jeřábu (Q až Q 4 odle jmenovitého součinitele sektra zatížení) [] Existují různé druhy jeřábů konstruované ro různé účely využití; jedním z nich jsou jeřáby mostové. Název je odvozen od jejich nosné konstrukce, kterou tvoří ocelový jeřábový most, ohybující se o vyvýšené jeřábové dráze. Na mostě ak ojíždí jeřábová kočka. Podle racovního místa mohou být mostové jeřáby dílenské, montážní, nádvorní aod. Podle účelu ak rozlišujeme druhy běžné, draákové a magnetové, zvláštní konstrukce a hutní. Nejčastěji bývají tyto jeřáby s elektrickým ohonem a s mechanickými nebo hydraulickými řevody. Rozhodujícími arametry ro konstrukci těchto jeřábů jsou nosnost, rozětí, racovní rychlost zdvihu, racovní rychlost ojezdu kočky a ojezdu mostu a výška zdvihu. ostové jeřáby běžné ojíždějí o horních lochách kolejnic jeřábové dráhy a mohou být jednonosníkové nebo vícenosníkové. U tohoto druhu jeřábů se břemeno zdvihá vždy hákem. Zatímco jednonosníkové mostové jeřáby se ulatňují častěji v lehčím rovozu, dvounosníkové jeřáby umožňují nosnosti 00 t a výše a současně i větší rozětí. Jedním z nejdůležitějších arametrů je účel oužití jeřábu. Podle zadané ožadované nosnosti do 50 tun lze ředokládat, že mostový jeřáb bude sloužit k maniulaci s těžkými svařenci, kterým ve svařovacím rovozu svou hmotností odovídají svařované rámy železničních vagónů. Této skutečnosti musí být uzůsobena i šířka jeřábové lodi, která roto byla zvolena o velikosti 0 m. Vzhledem k rozětí jeřábové lodi 0 m by se na rvní ohled nabízelo jako nejvhodnější řešení oužití říhradové konstrukce, která by měla ři daném rozětí nejmenší hmotnost. Znamenalo by to sice úsoru materiálu a nosník by byl méně zatížen vlastní hmotností, ale vezmeme-li v úvahu i mimořádně velkou racnost a s ní sojené vysoké náklady na zhotovení říhradové konstrukce, bude celkově výhodnější oužít konstrukci skříňovou. Skříňová konstrukce je těžší než říhradová, ale její výroba je méně racná, rotože lze využít automatické svařování. Tím je její výroba i odstatně levnější. Z tohoto důvodu se v současné BRNO 0 0

11 ÚVOD době oužívá ro mostové jeřáby již téměř výhradně skříňová konstrukce. Skříňové nosníky navíc dobře zachycují i horizontální síly a jsou odolné vůči namáhání v krutu. Příčníky mostu jsou rovněž skříňové s ohledem na rozměry mostu. Konce jsou uraveny ro rohová ložiska ojezdových kol. Pro snazší maniulaci budou říčníky a nosníky vyrobeny zvlášť a terve ři konečné montáži budou sešroubovány dohromady. Obr. Jeřábový most BRNO 0

12 ROZBOR ZADÁNÍ ROZBOR ZADÁNÍ. ZÁKLADNÍ ZADÁNÍ aximální nosnost: kg Navrhnout hlavní arametry Vyracovat - technickou zrávu - výkres jeřábového mostu. ZAŘAZENÍ JEŘÁBU Dle ČSN ISO 7 00 se jedná o jeřáb všeobecného oužití ro ráci v dílnách a skladech růmyslových závodů. Zařazení jeřábu: - Zdvihová třída: H - Druh rovozu: D - Sektrum naětí: S - Provozní skuina: J4.. DOPLŇKOVÉ PARAETRY ZADÁNÍ Pro návrh dvounosníkového jeřábového mostu byly zvoleny následující dolňkové arametry: - Rozětí jeřábové lodi: 0 m - Rozětí jeřábu: 8,5 m - Rychlost ojezdu mostu: 0 až 00 m / min - Rychlost zdvihu: 0 až 5 m / min - Použití jeřábu: maniulace s břemeny v uzavřeném rovozu - Pracovní cyklus: méně časté zvedání ředevším středních břemen Uvažované dolňkové arametry vycházejí ze zrušené normy ČSN BRNO 0

13 ROZBOR ZADÁNÍ.. KLASIFIKACE JEŘÁBU KLASIFIKACE JEŘÁBU PRO NAVRHOVANÝ JEŘÁBOVÝ OST PODLE ČSN ISO 40-5: - Číslo: 4 b) - Použití: dílenský jeřáb - Provozní odmínky: ravidelné lehké oužití - Skuinová klasifikace jako celku: A - Skuinová klasifikace mechanizmu jako celku: zdvih: ojezd kočky: ojezd jeřábu: KLASIFIKACE JEŘÁBU PRO NAVRHOVANÝ JEŘÁBOVÝ OST PODLE ČSN ISO 40-/ V NÁVAZNOSTI NA ČSN ISO 40-5: Skuinová klasifikace jeřábu jako celku dle tabulky : Třída využívání U aximální množství rovozních cyklů: 6, 0 4 dle tabulky : Stav zatěžování Q střední Jmenovitý součinitel sektra zatížení: k 0, 5 Jeřáby, které zvedají bezečně racovní břemena častěji a obvykle to jsou střední břemena. Skuinová klasifikace dle tabulky : A Klasifikace mechanizmů dle tabulky 4 - Třída využívání mechanizmu: T - Celková doba využívání v hod.: 600 Dle tabulky 5 Jmenovitý součinitel sektra zatížení ro mechanizmy Stav zatěžování L střední Jmenovitý součinitel sektra ztížení k 0, 5 m echanismus je vystaven maximálnímu zatížení častěji a obvykle na něj ůsobí střední zatížení. Klasifikace mechanismu: BRNO 0

14 ROZBOR ZADÁNÍ.. KONSTRUKČNÍ USPOŘÁDÁNÍ Jeřáb je navržen ro šířku jeřábové lodi 0 m a výšku růjezdného rofilu,7 m. Základní usořádání dvounosníkové mostu je uvedeno na následujícím obrázku. Obr. Konstrukční usořádání BRNO 0 4

15 ZATÍŽENÍ ZATÍŽENÍ Při výočtu ocelových konstrukcí jeřábů se odle doby trvání a odle změn velikosti, olohy nebo smyslu a směru ůsobení rozeznávají zatížení a účinky zatížení a) stálých - od vlastní hmotnosti (nosná konstrukce, kabina, elektrická výzbroj aod.) - od trvalých ředětí (táhla, kotevní lana aod.) b) nahodilých - od jmenovitého břemena - od stálého břemena - od vlastních hmotností ohyblivých částí (nař. kočka) - od setrvačných sil (vznikajících nař. ři zvedání nebo souštění břemena, ojíždění jeřábu nebo kočky, rozjíždění a brzdění a zatížení od odstředivých sil) c) mimořádných (zatížení ři doravě a montáži, zatížení od nárazu jeřábu nebo kočky na narážky aod.) Výočet ocelových konstrukcí jeřábů se rovádí s uvážením všech neříznivých kombinací účinků zatížení stálých, nahodilých a mimořádných.. PŘEDBĚŽNÉ ZATÍŽENÍ Na základě daných arametrů jeřábu je nutno uvažovat ři výočtech též s vlastní hmotností mostového jeřábu. Celková hmotnost jakož i hmotnosti jednotlivých částí budou známy až na konci konstrukčního řešení. Z tohoto důvodu oužijeme návrhová zařízení určená z normy ČSN (zrušené). - Hmotnost jeřábového mostu: 48,4 t - Hmotnost jeřábové kočky: t - Předokládané zatížení od kabiny: t - Zatížení stálým břemenem kladnicí: 500 kg - Předokládané rozložení hmotnosti na kola kočky: 60/40 - Síla řiadající na jedno kolo zatíženého jeřábu na kolej jeřábové dráhy ři oloze jeřábové kočky v krajní oloze: K 40998N max - Zatížení od zkušebního břemena dle ČSN 7 04 m + 5% m BRNO 0 5

16 ZATÍŽENÍ. VÝPOČET ZÁKLADNÍCH KOBINACÍ ZATÍŽENÍ Výočet zatížení dle ČSN Při výočtu základních kombinací zatížení neuvažuji zatížení zůsobené větrem, rotože jeřáb bude umístěn a oužíván ve výrobní hale a ůsobení větru nebude vystaven. Na základě rovozních odmínek byly z normy řevzaty koeficienty ro úravu zatížení: - Součinitel zatížení ro zatížení zůsobená vlastní hmotností γ g, - Součinitel zatížení od jmenovitého břemena γ lo, - Zdvihový dynamický součinitel δ h + H i (0, + 0,vh ) δ h δ h + (0, + 0,, Součinitel dynamický ojezdový δ t, ) - Součinitel zatížení od vodorovných sil setrvačných γ i, - Součinitel říčení jeřábu λ 0, 05 L s () 8,5 λ 0,05 5,6 λ 0,7 - Součinitel říčení jeřábové kočky λ k 0,05 BRNO 0 6

17 ZATÍŽENÍ.. ZATÍŽENÍ STÁLÁ A NAHODILÁ Všechna zatížení jsou uvažována ve vztahu na jeden nosník dvounosníkového jeřábového mostu. Vzhledem k tomu, že evnostní výočet bude rováděn ro jeden nosník, bude uvažována ouze olovina celkového zatížení. ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ VLASTNÍ HOTNOSTÍ G m g g γ δ g t () G 400 9,8,, G 8756N ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ JENOVITÝ BŘEENE Q m g γ lo () Q ,8, Q 885N ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ STÁLÝ BŘEENE Q s m g γ s g (4) Q s 750 9,8, Q s 809, N ZATÍŽENÍ JEŘÁBOVÉHO OSTU SILAI OD PŘÍČENÍ λ 0,7 H t H t λ K max 0, (5) H t 049N BRNO 0 7

18 ZATÍŽENÍ H H t γ t (6) H 049, H 45N Obr. Zatížení jeřábového mostu silami od říčení. VÝPOČET IOŘÁDNÝCH KOBINACÍ ZATÍŽENÍ.. ZATÍŽENÍ STÁLÁ A NAHODILÁ ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ VLASTNÍ HOTNOSTÍ G m g g γ g (7) G 400 9,8, G 64N ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ SETRVAČNÝI SILAI OD JÍZDY KOČKY F ik m g γ s g (8) F ik 750 9,, F ik 809, N BRNO 0 8

19 ZATÍŽENÍ.. ZATÍŽENÍ IOŘÁDNÁ ZATÍŽENÍ ZPŮSOBENÉ ZKUŠEBNÍ BŘEENE PŘI STATICKÉ ZKOUŠCE m m m zs zs zs m,5 5000,5 50kg (9) Q z m zs g (0) Q z 50 9,8 Q z 0656N Zkušební zatížení určené dle normy ČSN 7 04 je nižší než zatížení zůsobené jmenovitým břemenem. Nebude roto s ním dále uvažováno. BRNO 0 9

20 NOSNÍK NOSNÍK Protože jeřábový most je zhruba souměrný vzhledem k svislé rovině vedené osou mostu a z výrobních důvodů mají zravidla oba nosníky stejný růřez, vyšetřuje se jen ten hlavní nosník, který je více zatížen, tj. nosník na straně ojížděcího ústrojí a kabiny nebo koše řidiče. [] Výočet bude roveden v souladu s ostuem dooručeným odbornou literaturou [].. URČENÍ HLAVNÍCH ROZĚRŮ NOSNÍKU S využitím emirických vztahů ro návrh nosníku se volí následující rozměry růřezu skříňového nosníku s délkou 8,5m. Dodržení daného dooručení dostatečnou tuhost ve svislé i vodorovné rovině a dobře vzdoruje krutu. [] Obr. 4 Hlavní rozměry nosníku Pro délku mostu 8,5 m jsou zvoleny rozměry skříňového nosníku: výška šířka síla lechu bočnic síla ásnic h l 800 8,5 0 0,06 > h e 800mm b 700mm b 0mm h 0mm 0 Výška h vyhovuje dooručení. b l 700 8,5 0 0,04 > 50 BRNO 0 0

21 NOSNÍK Šířka b vyhovuje dooručení. b h < 60 Síla stěny vyhovuje dooručení. b h 700 < 90 0 Síla ásnice vyhovuje dooručení. Vzhledem k tomu, že byly dodrženy dooručené oměry výšky a šířky růřezu k rozětí není nutné kontrolovat nosník na celkovou stabilitu. []. VÝPOČET AXIÁLNÍHO OHYBOVÉHO OENTU Obr. 5 Hlavní zatížení nosníku BRNO 0

22 NOSNÍK.. ZATÍŽENÍ HLAVNÍ STÁLÉ NEPOHYBLIVÉ ZATÍŽENÍ Toto zatížení sestává ze zatížení od hmotnosti nosníku a lávky. Zatížení odovídá hodnotě určené v odstavci... G G n + G l () G 8756N PODPOROVÉ REAKCE VYVOLANÉ TÍHOU JEŘÁBU A g B g G () A g 8756 A g 468N PODPOROVÉ REAKCE OD OSAĚLÝCH BŘEEN Podorové reakce rovnováhy. [] m Gm 000kg G m 980N a Z, 7m, 75m l 8, 5m A a B od osamělých břemen se stanoví ze statických odmínek A A G k ( l ) l 980 (8,5,75) 8,5 () A 877N BRNO 0

23 NOSNÍK B Gk l (4) 980,75 B 8,5 B 09N AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT UPROSTŘED OSTU g G l 8 (5) g ,5 8 g 049, 5Nm OHYBOVÝ OENT UPROSTŘED ROZPĚTÍ OSTU B l (6) 09 8,5 5575Nm NAHODILÉ POHYBLIVÉ ZATÍŽENÍ OD KOČKY A BŘEENA Nahodilé zatížení tíhou kočky a tíhou kočky a tíhou celkového dovoleného břemena je ohyblivé zatížení, jehož krajní olohy na nosníku jsou omezeny dojezdem kočky. [] Zatížení se skládá z tíhy kočky, tíhy stálého břemena a tíhy jmenovitého břemena. Je uvažováno nerovnoměrné zatížení kol kočky v oměru 6:4. BRNO 0

24 NOSNÍK K ( Gko + Qs + Q) 60% (7) K ( ) 0,6 K 854 N K ( Gko + Qs + Q) 40% (8) K ) 0,4 K 54, 9N POLOHA AXIÁLNÍHO OHYBOVÉHO OENTU POD KOLE KOČKY x l K K + K a (9) x 8,5 x, 7m ,7 AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT POD KOLE KOČKY K a K + K a (0) 549 a a, 08m,7 BRNO 0 4

25 NOSNÍK k k ( l a ) ( K + K) 4 l (8,5,08) ) 4 8,5 () k 5946Nm ZATÍŽENÍ KOL KOČKY VČETNĚ DYNAICKÝCH ÚČINKŮ K d δ G + δ Q t ko h () K d, ,5 885 K d 45788N KVADRATICKÝ OENT PRŮŘEZU NOSNÍKU J x α + ( bh + bh ) bh () J x 0,7 0,00 ( + + 0,0 0,7 0,0 0,89 ) 0,89 J x 0,05m 4 ODUL PRŮŘEZU V OHYBU NOSNÍKU W x J x e (4) 0,05 W x 0,9 W x 0,0594m BRNO 0 5

26 NOSNÍK OHYBOVÉ NAPĚTÍ VE SVISLÉ ROVINĚ UPROSTŘED ROZPĚTÍ OSTU ÚČINKE HLAVNÍHO ZATÍŽENÍ σ, δt ( g + ) + W x kd (5) σ,,(049, ) ,0594 σ, 60,5Pa DYNAICKÝ OHYBOVÝ OENT kd K d ( l a ) 4l (6) kd (8,5,08) ,5 kd 0988Nm LOKÁLNÍ OHYB POJÍŽDĚNÉHO PÁSU SKŘÍŇOVÝCH NOSNÍKŮ Ohybové momenty kolejnice a ásnice budou vyočteny v souladu s ČSN LOKÁLNÍ OHYBOVÝ OENT 5 loc K d λ (7) loc ,57 5 loc 9N BRNO 0 6

27 NOSNÍK Obr. 6 Lokální ohyb ásnice KVADRATICKÝ OENT PRŮŘEZU PÁSNICE J f b h (8) J f J f 0,7 0, ,67 0 m K % d 60 K d (9) K d 0, K d 7479N 88 Kvadratický moment růřezu jeřábové kolejnice JK 85 dle ČSN J r 6 4 9,58 0 m Kolejnice není řivařena a není očítána do růřezu nosníku. Proto se kolejnici a ásnici v oměru jejich tuhosti. loc rozdělí mezi BRNO 0 7

28 NOSNÍK OENT PŘENÁŠENÝ PÁSNICÍ f loc J f J + J r f (0) f 4,67 0 9, , f 455, 8Nm OENT PŘENÁŠENÝ KOLEJNICÍ r loc J r J r + J f () r 9,57 0 9, , r 986Nm ODUL PRŮŘEZU V OHYBU PÁSNICE W x J J f () W x W x 4,67 0 0, ,67 0 m DODATEČNÉ NAÁHÁNÍ HORNÍ PÁSNICE V ÍSTNÍ OHYBU σ W f x () σ 455,8 4,67 0 σ, Pa 5 BRNO 0 8

29 NOSNÍK CELKOVÉ NAPĚTÍ V PÁSNICI OD HLAVNÍHO ZATÍŽENÍ σ σ +,max, σ (4) σ,max 60,5 +, σ,max 9,7Pa BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI PÁSNICE K k R e σ,max (5) K k K k 57 9,7,9 NAPĚTÍ V KOLEJNICI KOČKY 4 Pro kolejnici JK85 je modul růřezu v ohybu,686 0 m σ k W k xk (6) σ k 986,686 0 σ k 77Pa 4 NEJVĚTŠÍ POSOUVAJÍCÍ SÍLA V KONCOVÉ PRŮŘEZU U KRAJNÍ PODPORY K d 60% Kd (7) K d 0, K d 7479N BRNO 0 9

30 NOSNÍK K d 40% Kd (8) K d 0, K d 85N T σ ( A + A + K + K A max t g ) d d l a l (9) T A max 8,5,7,( ) ,5 T A max 6080N PLOCHA PRŮŘEZU STĚN NOSNÍKU U PODPORY Obr. 7 Průřez nosníku u odory Fs b h + b h k (40) F s 0,7 0,0 + 0,0 0,7 F s 0,04m BRNO 0 0

31 NOSNÍK SYKOVÉ NAPĚTÍ V PRŮŘEZU PODPORY τ, TA max F s (4) 6080 τ, 0,04 τ, 4,5Pa KROUTICÍ OENT V KONCOVÉ PRŮŘEZU U KRAJNÍ PODPORY Hmotnost roštu 000 kg Hmotnost konzole lávky 000 kg Tíha lávky ( ) 9,8 N G l 940 b 0,855m (vyšetřeno během konstrukce v rogramu Autodesk Inventor) v 0,470m w 0,6m s 0,5m u,494m d 0,98m Obr. 8 Zatížení nosníku BRNO 0

32 NOSNÍK kr kr l σ t Gl b + Gk d l 8,5,75, 940 0, , 98 8,5 (4) kr 7850N NAPĚTÍ V KRUTU STĚNY SKŘÍŇOVÉHO PRŮŘEZU Síla stěny nosníku s 0, 0m Plocha omezená střednicí stěny F m 0,460800m τ k F kr s (4) τ k k ,0 6 τ 0 τ k Pa Pa CELKOVÉ NEJVĚTŠÍ SYKOVÉ NAPĚTÍ ÚČINKE HLAVNÍHO ZATÍŽENÍ τ τ + max, τ k (44) τ 4,5 max + τ 7,5Pa max BRNO 0

33 NOSNÍK BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI S UVAŽOVÁNÍ HH TEORIE k k Re τ max (45) H 57 7,5 H,8.. ZATÍŽENÍ VEDLEJŠÍ Vzhledem k tomu, že daný mostový jeřáb je určen na ráci v montážní hale a nebude vystaven účinku větru, uvažuji ři výočtu vedlejších zatížení jen brzdné síly a boční rázy kol. Obr. 9 Vedlejší zatížení nosníku BRNO 0

34 NOSNÍK CELKOVÁ BRZDNÁ SÍLA PŘI BRZDĚNÍ POLOVINY VŠECH KOL H b ( G + Q) 4 (46) H b 4 ( ) H b 49, 5N BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE STÁLÉHO ZATÍŽENÍ ROVNOĚRNĚ ROZLOŽENÉHO H r G 4 (47) H r H r 058N AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT ÚČINKE OSTU Hr H 8 r l H r VE VODOROVNÉ ROVINĚ UPROSTŘED ROZPĚTÍ (48) Hr 058 8,5 8 Hr 7095Nm AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT ÚČINKE SOUSTAVY OSAĚLÝCH BŘEEN B l (49) 09 8,5 5575N BRNO 0 4

35 NOSNÍK H 4 (50) H H Nm AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT VE VODOROVNÉ ROVINĚ ÚČINKE TÍHY KOČKY S BŘEENE HK k 4 HK HK 7945Nm (5) AXIÁLNÍ OHYBOVÝ OENT ÚČINKE VŠECH BRZDNÝCH SIL + + b Hr H Hk (5) b b 56Nm NAPĚTÍ V PRŮŘEZU HLAVNÍHO NOSNÍKU UPROSTŘED ROZPĚTÍ ÚČINKE BRZDNÝCH SIL σ 0,75 W y b (5) 0,75 56 σ 0,04 σ,6pa BRNO 0 5

36 NOSNÍK BOČNÍ RÁZY KOL KOČKY OHYBOVÝ OENT OD BOČNÍCH RÁZŮ VE VODOROVNÉ ROVINĚ ε λ k k (54) ε 0, ε 5597Nm VÝPOČET KROUTICÍHO OENTU V KONCOVÉ PRŮŘEZU U PODPORY A ÚČINKE BRZDNÝCH SIL PŘI POLOZE KOČKY S BŘEENE U PODPORY A TÍHA NOSNÍKU BEZ LÁVKY G G G l (55) G G BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE TÍHY NOSNÍKU H n G n 4 (56) H n H n 775N BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE TÍHY LÁVKY Hl G l 4 (57) H l H l 80N BRNO 0 6

37 NOSNÍK BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE TÍHY KABINY H P G k 4 (58) H 4 P H P 70N 980 BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE TÍHY KOČKY S BŘEENE, PŘIPADAJÍCÍ NA KOLO H K K 4 (59) H 4 K H K 6N 854 BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE TÍHY KOČKY S BŘEENE, PŘIPADAJÍCÍ NA KOLO H K K 4 (60) H K H K 088N KROUTICÍ OENT V KONCOVÉ PRŮŘEZU U PODPORY A Krb l H n w + Hl s + H P u H K + H K l l a v l (6) 8,5,75 8,5,7 Krb 775 0, ,5+ 70, ,470 8,5 8,5 Krb 7056Nm BRNO 0 7

38 NOSNÍK KROUTICÍ OENT V KONCOVÉ PRŮŘEZU U PODPORY A ÚČINKE BOČNÍCH RÁZŮ KOL KOČKY PŘI POLOZE KOČKY S BŘEENE U PODPORY A Krε Krε λk K + K l a v l 8,5,7 0, ,47 8,5 Kr ε 86Nm (6) NAPĚTÍ V KRUTU ÚČINKE BRZDOVÝCH SIL τ kb krb F s (6) τ kb ,4608 0,0 τ kb 76565Pa τ kb 0, 765Pa NAPĚTÍ V KRUTU ÚČINKE BOČNÍCH RÁZŮ τ kε F krε s (64) τ k ε 86 0,4608 0,0 τ kε 945Pa τ kε 0, 94Pa BRNO 0 8

39 NOSNÍK.. ZATÍŽENÍ CELKOVÉ AXIÁLNÍ NAPĚTÍ V PRŮŘEZU HLAVNÍHO NOSNÍKU UPROSTŘED ROZPĚTÍ OSTU ÚČINKE CELKOVÉHO ZATÍŽENÍ σ σ + σ σ max, max 60,5 max +,6 σ max 7,5Pa (65) AXIÁLNÍ NAPĚTÍ SYKOVÉ τ τ + τ k max, k + τ krε (66) τ 4,5 + k max + τ k max 8, 4Pa 0,94 KOBINOVANÉ NAÁHÁNÍ PODLE HH TEORIE red max σ σ + τ k max (67) σ red 7,5 + 8,4 σ red 76Pa BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI K k Re σ (68) K k K k,0 BRNO 0 9

40 NOSNÍK..4 PRŮHYB HLAVNÍHO NOSNÍKU Podle ČSN 7 00 je nutno kontrolovat výočtem růhyb hlavního nosníku účinkem tíhy kočky s maximálním dovoleným břemenem v oloze urostřed mostu. ( K + K ) ( l a) f 96 E [ l ( l a) ] J x ( ) (8,5,7) f 96, 0 0,059 f 0,070m 7mm [ 8,5 (8,5,7) ] (69) Podle ČSN 7 00 je maximální hodnota růhybu daná vztahem ojížděné jeřábovou kočkou o horních ásnicích. f d l 700 l f d ro jeřáby 700 (70) f d f d 40, 7mm f < f d Navržené rozměry vyhovují ožadavku normy.. VÝSLEDKY ZÍSKANÉ POOCÍ KP Nosník byl vymodelován v rogramu Autodesk Inventor. Pomocí nadstavby tohoto rogramu ro evnostní analýzu metodou konečných rvků byly získány následující výsledky. NAPĚTÍ VYPOČTENÉ POOCÍ HH TEORIE BRNO 0 40

41 NOSNÍK Obr. 0 Výočet naětí v nosníku DEFORACE NOSNÍKU Obr. Výočet deformace nosníku BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI Obr. Výočet bezečnosti nosníku BRNO 0 4

42 NOSNÍK Zatížení nosníku je rerezentováno vlastní tíhou, tíhou kabiny, ojezdu kočky a dynamickým ohybovým momentem. Získané výsledky vykazují nižší hodnoty naětí než klasickým výočtem. Toto je zřejmě dáno tím, že ři klasickém výočtu není zohledněn vliv vnitřních výztuh. Program rovněž očítal s aktuální tíhou nosníku. BRNO 0 4

43 4 PŘÍČNÍK 4 PŘÍČNÍK Příčníky mostů se skříňovými nosníky jsou zravidla též skříňového růřezu. []. 4. HLAVNÍ ZATÍŽENÍ Ve výočtu se uvažuje: - stálé rovnoměrné zatížení vyvozené tíhou říčníku G q L - osamělá zatížení účinkem maximálních odorových tlaků hlavních nosníků P, P - maximální krouticí momenty koncových růřezů hlavních nosníků a 4.. VÝPOČET REAKCÍ HLAVNÍHO NOSNÍKU V PŘÍPADĚ NAJETÍ KOČKY DO KRAJNÍ POLOHY Zatížení od rvního kola ojezdu kočky K 854 N Zatížení od druhého kola ojezdu kočky K 549 N Obr. Zatížení říčníku BRNO 0 4

44 4 PŘÍČNÍK VÝPOČET REAKCÍ OD POJEZDU KOČKY 900 K + ( ) K B B K K z 0 ( ) N 8500 B K (7) F y 0 (7) A K K K + BK 0 A K K + K B K A K A K 544N VÝPOČET PODPOROVÉ REAKCE HLAVNÍHO NOSNÍKU NA STRANĚ, KE KTERÉ NAJELA JEŘÁBOVÁ KOČKA S NOINÁLNÍ BŘEENE PRO NOSNÍK S LÁVKOU A KABINOU P A + A + A K P P N g (7) VÝPOČET PRO NOSNÍK BEZ LÁVKY A KABINY P A K + A g (74) P P N BRNO 0 44

45 4 PŘÍČNÍK VÝPOČET PODPOROVÉ REAKCE HLAVNÍHO NOSNÍKU NA VZDÁLENĚJŠÍ STRANĚ OD JEŘÁBOVÉ KOČKY S NOINÁLNÍ BŘEENE PRO NOSNÍK S LÁVKOU A KABINOU P B + B + B g P P 799N K (75) VÝPOČET PRO NOSNÍK BEZ LÁVKY A KABINY P B g + B K (76) P P 70089N PODPOROVÉ REAKCE PŘÍČNÍKU PODPOROVÉ REAKCE PŘÍČNÍKU NA STRANĚ NAJETÍ KOČKY S NOINÁLNÍ BŘEENE TÍHA PŘÍČNÍKU G G G m g , N (77) R δ t G l + P + l l i + P l l i + K l 0 i K (78) R, +, 5, , R 5689N BRNO 0 45

46 4 PŘÍČNÍK l l + l K R δ t G + P + P + l l l i i i K (79) R , R 59N PODPOROVÉ REAKCE PŘÍČNÍKU NA VZDÁLENĚJŠÍ STRANĚ JEŘÁBU OD NAJETÉ JEŘÁBOVÉ KOČKY S NOINÁLNÍ BŘEENE R δ t G R l + P + l l i + P l + l i K l 0 i K , R 054N (80) R δ t G + P l l i l + P + l l i + K l 0 i K (8) R , R 950N 4.. OHYBOVÉ OENTY V PRŮŘEZECH POD HLAVNÍI NOSNÍKY Výočet se rovádí ouze ro více zatížený říčník. G R l δ t L l (8) ,, 8,5 6407Nm, BRNO 0 46

47 4 PŘÍČNÍK G R l δ t L l (8) ,, 8,5 6559Nm, 4..4 OHYBOVÉ OENTY V PRŮŘEZECH U ROHOVÝCH LOŽISEK POJÍŽDĚCÍCH KOL m R c c 65mm [] m , Nm OHYBOVÉ NAPĚTÍ V PRŮŘEZU POD HLAVNÍ NOSNÍKE ÚČINKE HLAVNÍHO ZATÍŽENÍ σ, W x (84) σ, ,0 0 6 σ, 8 0 Pa 8Pa KVADRATICKÝ OENT PRŮŘEZU PŘÍČNÍKU Obr. 4 Průřez říčníku I BRNO 0 47

48 4 PŘÍČNÍK J x J x J x b h + b h a + b h 0, 0,008 0, 0,008 0,66 0, ,859 0 m 0,74 (85) ODUL PRŮŘEZU V OHYBU W x J x e (86) W x W x, ,7 5,0 0 m 4. VEDLEJŠÍ ZATÍŽENÍ Uvažují se brzdné síly a boční rázy kol kočky. Brzdné vodorovné síly se uvažují jako /7 tlaků všech brzděných kol jeřábu. 4.. BRZDNÁ SÍLA ÚČINKE STÁLÉHO ROVNOĚRNĚ ROZLOŽENÉHO ZATÍŽENÍ VYVOZENÉHO TÍHOU JEŘÁBU VODOROVNÉ ÚČINKY BRZDNÝCH SIL KOČKY S BŘEENE V KRAJNÍ POLOZE H H K 4 + K K, K,4 l a l (87) H K H, K,4 4 8,5, ,5 H K, H K,4 674N BRNO 0 48

49 4 PŘÍČNÍK VODOROVNÉ PODPOROVÉ REAKCE OD ÚČINKŮ BRZDNÝCH SIL KOČKY S BŘEENE x F 0 H K,4 H K, (88) H R H K,4 H K, + H R 0 H H R R za 0 (89) H ( l + l ) H L 0 K,4 l + H k, R H R H K,4 l + H L k, ( l + l ) H R 5974N NAPĚTÍ POD NOSNÍKE VYVOLANÉ ÚČINKY BRZDNÝCH SIL KOČKY σ by H R l W y (90) σ by 5974, 4,6 0 σ by 4, 4Pa KVADRATICKÝ OENT PRŮŘEZU Obr. 5 Průřez říčníku II BRNO 0 49

50 4 PŘÍČNÍK J y J y J y b h + b h + b h b 0, 4 4 6,50 0 m 0, ,08 0,74 + 0,08 0,74 0,4 (9) ODUL PRŮŘEZU V OHYBU W y J c y (9) W y W y 6,50 0 0,5 4 4,6 0 m OHYBOVÉ NAPĚTÍ V PRŮŘEZU - σ m W m xm (9) σ m , σ m 6,9 0 Pa 6, 9Pa BRNO 0 50

51 4 PŘÍČNÍK VÝPOČET ODULU PRŮŘEZU - V OHYBU Obr. 6 Průřez říčníku v rovině m-m S mm (94) S mm (95) S mm (96) VÝPOČET POLOHY TĚŽIŠTĚ y T 4 S + 4 S 87 + S S + 4 S + S 66 (97) y T y T 77, 5mm BRNO 0 5

52 4 PŘÍČNÍK KVADRATICKÝ OENT PRŮŘEZU J x b h + S a + 4 b h + S a + b h + S a (98) J x 0,46 0,008 J x 0,00047m + 0,0068 0, ,08 0,58 + 0,08 0, , 0, ,0004 0,95 ODUL PRŮŘEZU V OHYBU W xm J x e (99) 0,00047 W xm 0,0040m 0,965 ZATÍŽENÍ OD BOČNÍCH RÁZŮ KOL JEŘÁBU σ ř o max W y (00) σ ř ,6 0 6 σ ř 48 0 Pa 48Pa 4. CELKOVÉ ZATÍŽENÍ aximální naětí v říčníku je nejneříznivějším součtem naětí od účinku hlavního a vedlejšího zatížení. Přitom se uvažuje buď účinek brzdných sil anebo účinek bočních rázů kol jeřábu, a to odle toho, který je neříznivější. [] Vzhledem k tomu, že se jedná o součet normálových naětí na sebe kolmých v rovině, budou naětí sečtena dle HH teorie ro dvojosou najatost. σ σ + σ σ + σ red,, ř ř (0) σ red σ red 9Pa BRNO 0 5

53 4 PŘÍČNÍK BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI k k k K K K Re σ red 57 9,6 (0) 4.4 VÝSLEDKY ZÍSKANÉ POOCÍ KP Příčník byl vymodelován v rogramu Autodesk Inventor. Pomocí nadstavby tohoto rogramu ro evnostní analýzu metodou konečných rvků byly získány následující výsledky: NAPĚTÍ VYPOČTENÉ POOCÍ HH TEORIE DEFORACE NOSNÍKU Obr. 7 Naětí v říčníku Obr. 8 Deformace říčníku BRNO 0 5

54 4 PŘÍČNÍK BEZPEČNOST VŮČI EZNÍU STAVU PRUŽNOSTI Obr. 9 Bezečnost říčníku Zatížení říčníku je rerezentováno vlastní tíhou, zatížením od nosníků a ohybovým momentem od říčení jeřábového mostu. Z výsledků evnostní analýzy vylývá, že největší naětí se koncentrují v okolí ostrých řechodů, kde jsou až několikanásobně vyšší. Zbytek říčníku ak vyhovuje s vyšší bezečností. BRNO 0 54

55 5 SPOJENÍ NOSNÍKU S PŘÍČNÍKE 5 SPOJENÍ NOSNÍKU S PŘÍČNÍKE 5. VÝPOČET SPOJOVACÍCH ŠROUBŮ EZI PŘÍČNÍKE A HLAVNÍ NOSNÍKE Zadáno: ateriál sojovaných částí 5. ( S55 J0 ) Počet šroubů na soj i 0 Druh šroubů dle ČSN 0 aximální řenášená síla Charakter síly F N zatížení míjivé ateriál šroubu dle ISO 8.8 Dovolené naětí ve smyku Dovolený tlak ve stykové loše τ D 6Pa D 90Pa Koeficient řenosu sil k 0, 75 Počet střižných loch h s 5.. PRŮŘEZ JÁDRA ŠROUBU A F i k τ s D (0) A s , A s,07 0 m BRNO 0 55

56 5 SPOJENÍ NOSNÍKU S PŘÍČNÍKE d 4A π (04) d 4,07 0 π d 6, 9mm Zvolen šroub 6x d 8mm 5.. KONTROLA ŠROUBU NA SYK τ max 4 4 F i k π d (05) τ max (8 0 ) τ max 59, 58Pa τ D 5.. KONTROLA SPOJE NA OTLAČENÍ F 0,75 i d s min (06) , , Pa 7, Pa < D Šroub 6xx5 ČSN vyhovuje. BRNO 0 56

57 6 POJEZDOVÁ KOLA A KOLEJNICE 6 POJEZDOVÁ KOLA A KOLEJNICE 6. POJEZDOVÁ KOLA Zvolené arametry: - kola s dvěma nákolky - růměr kola: 800 mm - šířka kola: 05 mm - vůle mezi kolem a kolejnicí: 0 mm Budou oužita kola na říčník. 6.. ZÁKLADNÍ PARAETRY Parametry ro střední druh rovozu [6]: Trvanlivost Y - ožadavek: Součinitel k ro materiál kola s kaleným ovrchem: Y 700h k Pa Ostatní arametry: aximální rychlost: Průměr ojezdového kola: Rychlost otáčení kola: Účinná šířka kolejnice: Zatížení kola maximální: Zatížení kola minimální: v v 00 m / min,67m / s D 0, 8m,67 vv n 0,66s πd π 0,8 b 7mm Kmax 5689N K min 054N BRNO 0 57

58 6 POJEZDOVÁ KOLA A KOLEJNICE 6.. VÝPOČET EKVIVALENTNÍ TLAKOVÁ SÍLA EZI KOLE A KOLEJNICÍ K ekv K min + K max (07) K ekv K ekv 4577N ŽIVOTNOST KOLA k 500 Y Kekv 0, b D n (08) Y 0, ,66 Y 868h Vyočtená hodnota vyhovuje ožadavku. 6. VOLBA KOLEJNICE Pro ojezdová kola budou oužity kolejnice JK 85. Účinná šířka kolejnice je 7 mm. Kolejnice bude ružně uložena. BRNO 0 58

59 7 POHON 7 POHON Elektrický ohon jeřábů je nejrozšířenějším druhem jejich ohonu. [] V tomto říadě budou ro ohon oužity dva asynchronní elektromotory s kuželočelní řevodovkou. Oba motory budou vybaveny inkrementálním rotačním snímačem, čímž bude udávána řesná oloha jeřábového říčníku. Oba elektromotory budou lynule řízeny frekvenčním měničem. Řídicí jednotka bude vyhodnocovat okamžitou olohu obou říčníků a v říadě, kdy dojde k ooždění, rovede korekci frekvence na jednom z frekvenčních měničů. Tímto oatřením bude zabráněno říčení jeřábového mostu. 7. VÝPOČET HNACÍHO ÚSTROJÍ JEŘÁBU 7.. PARAETRY Hmotnost jeřábu včetně břemena aximální rychlost ojezdu aximální zrychlení ojezdu Hmotnost ojezdového kola m c v o a m k kg 00 m / min,67m/ s 0,9m / s 8 kg Průměr ojezdových kol D 0,8m Průměr rotoru asynchronního motoru Hmotnost rotoru asynchronního motoru D R m R 0,5m 5 kg Otáčky asynchronního motoru n 500ot / min Rameno valivého odoru ξ 0,5 0 m Účinnost řenosu hnacího momentu η 0, 90 Počet ojezdových kol 4 Počet brzdových kotoučů Průměr brzdového kotouče D K 0,5m Hmotnost brzdového kotouče m BK 6 kg Tíhové (gravitační) zrychlení g 9,8m / s BRNO 0 59

60 7 POHON 7.. VÝPOČET POHONU CELKOVÝ VALIVÝ ODPOR F VR mc g ξ D (09) F VR 0, ,8 0,8 F VR 4N VÝPOČET REDUKOVANÉ HOTNOSTI m red 8 vo Ii ϖ i + m v c o (0) DVOJNÁSOBEK KINETICKÉ ENERGIE KOL I ϖ mr ( πn) () I ϖ 4π n mr I ϖ,67 0,8 4 π π 0,8 8 I ϖ I ϖ I ϖ I 4ϖ 4 068kgm s DVOJNÁSOBEK KINETICKÉ ENERGIE BRZDOVÝCH KOTOUČŮ I 5 ϖ 5 mr ( πn) () I 5ϖ 5 4π n mr I ϖ 5 5,67 0,5 4π 6 π 0,8 I 5ϖ 5 I 6ϖ 6 4, 5kgm s BRNO 0 60

61 7 POHON DVOJNÁSOBEK KINETICKÉ ENERGIE ROTORŮ ELEKTROOTORŮ I 7 ϖ 7 mr ( πn) () I 7ϖ 7 4π n mr I ϖ ,5 4 5 π 60 I 7ϖ 7 I 8ϖ 8 469kgm s REDUKOVANÁ HOTNOST m red 8 Ii ϖ i + vo m c v o (4) 8 Ii ϖ i m red v + m o m red 4kg c VÝPOČET VÝKONU OTORU Redukovaná hmotnost m red 4 kg aximální rychlost ojezdu v o,67m / s aximální zrychlení ojezdu s jmenovitým břemenem a 9 m / s Účinnost řenosu hnacího momentu (vč. čeového tření) η 0, 90 Přetížitelnost motoru ři rozběhu κ, 0 Celkový valivý odor F m a + red F VR F VR 4 N (5) F 4 0,9 + 4 F 75N BRNO 0 6

62 7 POHON P F v η κ o (6) 75,67 P 0,9 P 48W 7. VÝBĚR POHONU Budou oužity motory s kuželočelní řevodovkou NORD SK X/4. P 8, 5kW n 4min BRNO 0 6

63 8 BRZDA 8 BRZDA S ohledem na rozměry a možnost jednoduchého řiojení brzdy k ose ojezdových kol se jeví jako nejvýhodnější oužití kotoučové brzdy na dvou kolech, tj. o jednom brzdovém kotouči na každé straně jeřábu. Vhodným nezávislým řízením brzd na každé straně jeřábu by též bylo možné omezit jeho říčení. VÝPOČET KOTOUČOVÉ BRZDY Při výočtu zanedbáme energii rotačních hmot vzhledem k malým rychlostem a oměru váhy rotačních hmot k celkové hmotě jeřábu. 8.. ZÁKLADNÍ PARAETRY hmotnost jeřábu maximální rychlost ojezdu hmotnost břemena vnější růměr kotouče vnitřní růměr kotouče vnější růměr obložení vnitřní růměr obložení m j v o m z D o D i d o d i kg 00 m / min,67m / s kg 0,50m 0,6m 0,40m 0,40m úhel obložení θ θ 6 úhel obložení θ θ 44 součinitel adheze µ 0, ad růměr kola ojezdu D 0,8m očet kol jeřábu celkem očet brzděných kol jeřábu n j 4 n b součinitel tření brzdového obložení f 0, 5 tíhové zrychlení g 9,8m / s BRNO 0 6

64 8 BRZDA rameno valivého odoru ξ 0,5 0 m reakční čas řidiče a systému t o s 8.. VÝPOČET BRZD AXIÁLNÍ BRZDOVÁ SÍLA n b F Bn m j g µ ad n j (7) F Bn ,8 0, 4 F Bn 496N AXIÁLNÍ ZÁPORNÉ ZRYCHLENÍ JEŘÁBU BEZ BŘEENA F a m Bn j (8) 496 a a 0,589m / s AXIÁLNÍ ZÁPORNÉ ZRYCHLENÍ JEŘÁBU S BŘEENE FBn a m + m j z (9) 496 a a 0,9m / s BRNO 0 64

65 8 BRZDA CELKOVÝ VALIVÝ ODPOR F vr ξ ( m j + m D z ) g (0) F vr 0,5 0 ( ,8 ) 9,8 F vr 4N BRZDOVÝ OENT NA JEDEN KOTOUČ B ( F Bn Fvr ) D n b () B (496 4) 0,8 B 674Nm AXIÁLNÍ OENT NA JEDEN BRZDOVÝ SEGENT B () 674 6Nm AXIÁLNÍ TLAK NA BRZDOVÝ SEGENT ( θ θ ) f d i do di a () a 6 π 0,4 0,4 0,9 (44 6) 0,5 80 a 7, 544Pa BRNO 0 65

66 8 BRZDA OVLÁDACÍ SÍLA F ( θ θ) a di do di (4) F π (44 6) 7, ,4 0,4 F 49480N EKVIVALENTNÍ POLOĚR do di + r e (5) r e 0, 095m POLOĚR OVLÁDACÍ SÍLY d o d + i cosθ cosθ r θ θ (6) d o d + i cos6 cos44 r π (44 6) 80 r 0, 059m BRZDNÁ DRÁHA JEŘÁBU BEZ BŘEENA s v t o o vo + a (7),67 s,67 + 0,589 s 4, 04m BRNO 0 66

67 8 BRZDA BRZDNÁ DRÁHA JEŘÁBU S BŘEENE s v t o o vo + a (8),67 s,67 + 0,9 s 6, 00m BRNO 0 67

68 ZÁVĚR ZÁVĚR Na základě zadání byl zracován návrh konstrukce dvounosníkového jeřábového mostu o nosnosti 50 tun. Vzhledem k tomu, že součástí zadání nebyly žádné další arametry, byl řiraven ředběžný návrh konstrukčního řešení a vybrány arametry dle normy ro nosníky dané kategorie. Poté byly v souladu s normou ČSN 7 00 rovedeny ostuně ředesané výočty nosníku, říčníku, sojení nosníku s říčníkem, výočty ojezdových kol a kolejnice, ohonu a brzdy. Na základě rovedených výočtů byl zvolen materiál nosníku, zůsob sojení nosníku s říčníkem, arametry ojezdových kol a kolejnice, druh ohonu a ty brzdy. Předběžná hmotnost jeřábového mostu stanovená v odstavci. činí 48,4 t; hmotnost odečtená z modelu činí 48,6 t. Znamená to, že odhad byl roveden s dostatečnou řesností a dosažené výsledky není nutno uravovat. Návrh konstrukce dvounosníkového jeřábového mostu o nosnosti 50 tun odovídá zadání této ráce. BRNO 0 68

69 POUŽITÉ INFORAČNÍ ZDROJE POUŽITÉ INFORAČNÍ ZDROJE [] ČSN 7 00, schválena: Navrhování ocelových konstrukcí jeřábů - Výočet odle mezních stavů [] ČSN ISO 40/, 7 000, vydání: listoad 99; Jeřáby a zdvihací zařízení [] DRAŽAN, F., KUPKA, L., Jeřáby. SNTL, Praha, 968 [4] ČSN , schválena: Kolejnice ro jeřábové dráhy z ocelí třídy 0, válcované za tela [5] ČSN 7 04, vydání: sren 990. Zdvihací zařízení. Zkoušení [6] YNÁŘ, B., KAŠPÁREK, J., Doravní a maniulační zařízení, Brno, skrita ro bakalářské studium [7] RETA, F., KUPKA, L., DRAŽAN, F., Jeřáby,., řeracované a dolněné vydání, SNTL Praha, 975 [8] SHIGLEY, J. E., ISCHKE, Ch. R., BUDYNAS, R. G., Konstruování strojních součástí. První vydání, VUTIU, Brno, 00. ISBN [9] SVOBODA, P., BRANDEJS, J., DVOŘÁČEK, J., PROKEŠ, F., Základy konstruování. Druhé vydání, Akademické nakladatelství CER, Brno, 008. ISBN [0] SVOBODA, P., BRANDEJS, J., PROKEŠ, F., Výběry z norem ro konstrukční cvičení. Druhé vydání, Akademické nakladatelství CER, Brno, 007. ISBN I [] LEINVEBER, J., ŘASA, J., VÁVRA, P., Strojnické tabulky. Třetí vydání, Scientia, Praha, 999. ISBN [] DEJL, Z., Konstrukce strojů a zařízení I., ONTANEX, Ostrava, 000. ISBN [] ŘEŘÁBEK, A., Stavba a rovoz strojů ro školu a raxi, Strojní součásti. První vydání, SCIENTIA, Praha, 006. ISBN I [4] HOSNEDL, S., KRÁTKÝ, J., Příručka strojního inženýra. První vydání, Comuter Press, Praha, 999. ISBN BRNO 0 69

70 SEZNA POUŽITÝCH ZKRATEK A SYBOLŮ SEZNA POUŽITÝCH ZKRATEK A SYBOLŮ a [m/s] maximální zrychlení ojezdu A g [N] odorová reakce v místě A A s [m] růřez jádra šroubu b [mm] šířka B g [N] odorová reakce v místě A D [m] růměr ojezdového kola D k [m] růměr brzdového kotouče e [mm] vzdálenost ke krajnímu vláknu růřezu f [mm] růhyb hlavního nosníku F [N] maximální řenášená síla F ik [N] zatížení setrvačnými silami od jízdy kočky F [m] locha omezená střednicí stěny F VR [N] celkový valivý odor g [m/s] táhové zrychlení G l [kg] tíha lávky G m [N] zatížení zůsobené vlastní hmotností G [N] zatížení tíhou říčníku h [mm] výška H b [N] celková brzdná síla H K [N] brzdná síla účinkem tíhy kočky s břemenem na kolo H K [N] brzdná síla účinkem tíhy kočky s břemenem na kolo H l [N] brzdná síla účinkem tíhy lávky H n [N] brzdná síla účinkem tíhy nosníku H P [N] brzdná síla účinkem tíhy kabiny H r [N] brzdná síla od stálého zatížení h s [-] očet střižných loch H t [N] zatížení od říčení i [-] očet šroubů na soj I [kg/m] moment setrvačnosti J [m4] kvadratický moment růřezu nosníku Jf [m4] Kvadratický moment růřezu ásnice Jr [m4] Kvadratický moment růřezu kolejnice BRNO 0 70

71 SEZNA POUŽITÝCH ZKRATEK A SYBOLŮ K [N] nahodilé ohyblivé zatížení od kočky a břemene k [Pa] součinitel materiálu kola k [-] koeficient řenosu sil K d [N] dynamické zatížení od kol kočky K ekv [N] ekvivalentní tlaková síla mezi kolem a kolejnicí k k [-] bezečnost vůči meznímu stavu ružnosti b [Nm] maximální ohybový moment účinkem všech brzdných sil m BK [kg] hmotnost brzdového kotouče m c [kg] hmotnost jeřábu včetně břemena g [Nm] maximální ohybový moment urostřed mostu HK [Nm] maximální ohybový moment účinkem tíhy kočky s břemenem HP [Nm] maximální ohybový moment účinkem osamělých břemen Hr [Nm] maximální ohybový moment ve vodorovné rovině urostřed mostu k [Nm] maximální ohybový moment od kolem kočky krb [Nm] krouticí moment v koncovém růřezu u odory A krε [Nm] krouticí moment v koncovém růřezu účinkem bočních rázů kol m [Nm] Ohybový moment v růřezu rohového ložiska kola [Nm] ohybový moment urostřed rozětí mostu r [Nm] moment řenášený kolejnicí m red [kg] redukovaná hmotnost m zs [kg] hmotnost zkušebního břemena ři statické zkoušce ε [Nm] ohybový moment od bočních rázů ve vodorovné rovině n [s-] otáčky kola P [W] výkon motoru P [N] Podorová reakce hlavního nosníku P [N] Podorová reakce halvního nosníku na vzdálenější straně P [N] Podorová reakce druhého nosníku P [N] Podorová reakce vedlejšího nosníku na vzdálenější straně P D [Pa] dovolený tlak ve stykové loše Q [N] zatížení zůsobené jmenovitým břemenem Qs [N] zatížení zůsobené stálým břemenem Q z [N] zatížení zůsobené zkušebním břemenem ři statické zkoušce R [N] Podorová reakce říčníku v místě BRNO 0 7

72 SEZNA POUŽITÝCH ZKRATEK A SYBOLŮ R [N] Podorová reakce říčníku v místě na vzdálenější straně R [N] Podorová reakce říčníku v místě R [N] Podorová reakce říčníku v místě na vzdálenější straně s [m] ůsobiště síly Hl S [mm] růřez T Amax [N] největší osovající síla v koncovém růřezu u krajní odory u [m] ůsobiště síly H v [m] ůsobiště síly Hk v v [m/s] maximální rychlost W [m] modul růřezu v ohybu w [m] ůsobiště síly Hn Y [hod] trvanlivost y T [mm] oloha těžiště γ g [-] součinitel zatížení zůsobeného vlastní hmotností γ i [-] součinitel zatížení od vodorovných sil setrvačných γ lo [-] součinitel zatížení od jmenovitého břemena δ h [-] zdvihový dynamický součinitel δ t [-] součinitel dynamický ojezdový η [-] účinnost řenosu hnacího momentu θ [ ] součinitel obložení κ [-] řetížitelnost motoru ři rozběhu λ [-] součinitel říčení jeřábu λ k [-] součinitel říčení jeřábové kočky λ [m] vzdálenost výztuh ásnice µ ad [-] součinitel adheze ξ [m] rameno valivého odoru σ, [Pa] ohybové naětí σ by [Pa] naětí od nosníkem od brzdných sil kočky σ m [Pa] ohybové naěí v růřezu rohového ložiska kola σ max [Pa] maximální naětí v růřezu halavního nosníku σ red [Pa] kombinované namáhání τ, [Pa] smykové naětí v růřezu odory τ D [Pa] dovolené naětí ve smyku BRNO 0 7

73 SEZNA POUŽITÝCH ZKRATEK A SYBOLŮ τ k [Pa] naětí v krutu stěny skříňového růřezu τ kb [Pa] naětí v krutu účinkem brzdných sil τ kmax [Pa] maximální smykové naětí τkε [Pa] naětí v krutu účinkem bočních rázů τ max [Pa] největší smykové naětí od hlavního zatížení ω [rad/s] úhlová rychlost BRNO 0 7

74 SEZNA PŘÍLOH SEZNA PŘÍLOH Výkresová dokumentace Jeřábový most Nosník Bočnice Bočnice Pásnice Pásnice Pásnice Svislá výztuha Výztuha ásnice Podložka Příojná deska Koncová deska BRNO 0 74