Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

ВЫБОР МАРКИ СТАЛИ





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Применяемые стали подразделяются на две группы: ста­ли углеродистые обыкновенного качества и стали повышен­ной прочности. Эксплутационные характеристики сталей за­висят от их химического состава, вида и толщины проката.

Сталь обыкновенного качества поставляется с химиче­ским составом по ГОСТ 380—94. Сталь углеродистая обык­новенного качества. Марки. Для изготовления несущих ме­таллоконструкций используются преимущественно стали спокойной плавки Ст.ЗспЗ и Ст.ЗГспЗ. Механические харак­теристики проката в зависимости от его вида и толщины рег­ламентируются:

- ГОСТ 535—88. Прокат сортовой и фасонный из стали углеродистой обыкновенного качества. Общие технические условия.

- ГОСТ 14637—89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия.

Стали повышенной прочности (низколегированные) по химическому составу и механическим характеристикам по­ставляются по ГОСТ 19281—89. Прокат из стали повышен­ной прочности. Общие технические условия.

Наиболее применяемыми являются стали марки 09Г2-12; 09Г2С-12; 15ХСНД-12; 10ХСНД-12.

Применяются в основном следующие виды проката:

- ГОСТ 82—70*. Прокат стальной горячекатаный широ­кополосный универсальный. Толщина проката от 6 до 60 мм при ширине от 200 до 1050 мм.

- ГОСТ 1903—74*. Прокат листовой горячекатаный. Сор­тамент. Толщина листов от 0,4 мм до 160 мм, ширина от 500 мм до 3800 мм, длина листа до 9000 мм.

- ГОСТ 8239—89. Двутавры стальные горячекатаные. Сортамент.

- ГОСТ 8240—89. Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.

- ГОСТ 8278—83*. Швеллеры стальные гнутые равнополочные. Сортамент.

- ГОСТ 8509—93. Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.

- ГОСТ 8510—86*. Уголки стальные горячекатаные не-равнополочные. Сортамент.

Области применения некоторых наиболее используемых марок сталей в зависимости от вида и толщины проката и ми­нимальной температуры эксплуатации приведены в табл. 1.1.

Для кранов, эксплуатируемых при температуре не ниже минус 20°С, применение низколегированных сталей может оказаться целесообразным для изготовления металлоконст­рукций кранов большой грузоподъемности и больших проле­тов, так как в этих случаях может быть достигнуто снижение веса крана. В металлоконструкциях этих типов допускается сочетание низколегированных и малоуглеродистых сталей.

При оценке целесообразности замены малоуглеродистой ста­ли сталью низколегированной следует иметь в виду, что стоимость сталей 09Г2 и 09Г2С выше стоимости стали СтЗспЗ примерно на 10%, а сталей 15ХСНД и 10ХСНД соот­ветственно на 15 и 25%.

Таблица 1.1 - Области применения проката из наиболее распространённых марок конструкционных сталей

Марка стали   ГОСТ на химиче­ский состав ГОСТ на технические условия Вид* и толщина, мм, проката при температуре эксплуатации, °С, не ниже
—20° С -40° С
Ст.3сп4 Ст.3сп5 380- 94 535-88 Ф до 25 Ф до 10
14637-89 Л до 25 Л до 10
Ст.Зспб 380-94 14637-89   Л до 40
Ст.ЗГсп5 380-94 535-88 14637-89     Л, Ф от 11 до 30  
Ст.ЗГсп6 380-94 14637-89   Л от 11 до 30
09Г2-12 19281-89     Л до 32
Ф до 20
09Г2С-12     Л до 60; Ф до 25
15ХСНД-12     Л до 32; Ф до 20
10ХСНД-12     Л до 40; Ф до 15

* Обозначения: Ф — фасонный прокат (горячекатаные уголки, швел­леры, двутавры), Л — листовой прокат.

 

Низколегированные стали более чувствительны к кон­центрации напряжений и, следовательно, при разработке кон­струкций и технологии изготовления должны быть преду­смотрены специальные меры понижения концентрации на­пряжений, особенно для кранов режимных групп А6...А8 (ИСО 4301/1. Краны грузоподъемные. Классификация.), для которых лимитирующим фактором может явиться усталость металла.

Нецелесообразно использование низколегированных ста­лей в тех случаях, когда лимитирующим фактором является жесткость конструкции, так как модули упругости всех ста­лей практически одинаковы, и, следовательно, одинаковыми в этом случае будут и поперечные сечения несущих элементов.

В зависимости от механических характеристик, гаранти­рованных Государственными стандартами, стали можно под­разделять по классам и группам прочности.

Класс прочности обозначается величиной предела теку­чести в МПа, группа прочности - величиной временного сопротивления разрыву , МПа. Стандартные значения и принимаются как нормативные сопротивления. Расчет­ные сопротивления принимаются с учетом возможной нерав­номерности свойств сталей и вида напряженного состояния. Нормативные и расчетные сопротивления листового и фасон­ного проката приведены в табл. 1.2, формулы для определе­ния расчетного сопротивления — в табл. 1.3. Вспомогательные (нерасчетные) элементы металлоконструк­ций (лестницы, перила, настилы и т. д.) можно изготовлять из сталей марок СтЗпс2, СтЗпс5 по ГОСТ 380—94 с толщиной проката до 30 мм при температуре эксплуатации не ниже — 20°С; с толщиной до 10 и 20 мм соответственно при темпера­туре не ниже —40°С и с толщиной до 5 и 10 мм соответст­венно при температуре не ниже —65°С.

При расчетах следует принимать следующие физические характеристики стали:

- модуль упругости E=2,06·105, МПа;

- модуль сдвига G=0,78·105, МПа;

- коэффициент поперечной деформации (Пуассона) ν= 0,3;

-коэффициент линейного расширения α=0,12·10-4, °С-1.

 


Марка стали ГОСТ на прокат Толщина проката, мм Нормативные сопротивления, МПа Расчетные сопротивления, МПа
Листового Фасонного Листового Фасонного
RУП RИП RУП RИП RУ RИ RУ RИ
Ст. 3 сп 535-88 14637-89 до 10 вкл
св. 10 до 20 вкл.
св. 20 до 25 вкл.
Ст. 3 Г сп 14637 89 до 20 вкл. - - - -
св. 20 до 40 вкл. - - - -
09Г2 19281-89 до 20 вкл.
св. 20 до 32 вкл.
09Г2С 19281-89 до 10 вкл.
св. 10 до 20 вкл.
св. 20 до 32 вкл.
15ХСНД 19281 89 до 10 вкл.
до 32 вкл.
10ХСНД 19281-89 до 40 вкл. (лист) до 15 вкл. (фасон)

Таблица 1.2 - Нормативные и расчетные сопротивления некоторых марок для листового и фасонного проката сталей [4, 5]

 


Таблица 1.3 - Формулы для определения расчетного сопротивления проката[4]

Напряженное состояние и его условное обозначение Формула
Растяжение, сжатие, изгиб По пределу текучести RУ
По временному сопротивлению RИ
Сдвиг (срез) RS
Растяжение в направлении толщины проката (до 60 мм) Rth
Смятие местное в цилиндрических шарни­рах (цапфах) при плотном касании Rlp

Примечания. 1. За нормативное сопротивление RУП и RИП при­нимают соответственно значения предела текучести и временного сопротивления по соответст­вующим стандартам и техническим условиям на марки материала и вид проката.

2.γm— коэффициент надежности по материалу; для сталей с пределом текучести до 380 МПа γm =1,05; при >380МПа γm =1,1.

1.3. СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Сварочные материалы, применяемые для сварки несущих конструкций грузоподъемных кранов, должны обеспечивать механические свойства металла шва и сварного соединения не ниже нижнего предела механических свойств основного металла, установленного для данной марки стали Государст­венным стандартом или техническими условиями.

При выборе материалов необходимо, чтобы временное сопротивление наплавленного металла обеспечивалось в пре­делах 110—125% от сопротивления свариваемых сталей. Ти­пы сварных швов должны соответствовать действующим стандартам.

Рекомендуемые сварочные материалы приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4 - Сварочные материалы [5]

Стали для сварки несущих конструк­ций Электроды Марка флюса Марка сварочной проволоки для сварки
Тип Марка под флюсом в среде углекислого газа
Расчетная температура до — 20°С
  Углероди­стые Э42А Э46А Э42 Э42 УОНИ 13/45 УОНИ 13/45 ОЗС-4 АНО-4   АНЦ-1 АН-348А ОСЦ-45 — СВ-08ГА СВ-08ГА СВ-08ГА - СВ-08Г2С СВ-09Г2СЦ ПП-АН8 ПП-АНЗ
Расчетная температура до — 40°С
Низколеги­рованные Э50А Э50А Э50А УОНИ- 13/75 АНО-10 АНО-30 АН-47 АН-47 АН-60 СВ-08ГА СВ-10Г2 СВ-10Г2 СВ-08Г2С СВ-09Г2СЦ ПП-АН4

Расчетные сопротивления сварных соединений в зависи­мости от вида соединения и напряженного состояния следует определять по формулам, приведенным в табл.1.5. Для стыко­вых соединений указаны формулы при автоматической или ручной сварке с физическим контролем качества.

Значения RWИП для швов, выполненных ручной сваркой, принимают по табл. 1.6, автоматической или полуавтомати­ческой — по табл. 1.7.

Таблица 1.5 - Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных соединений [4]

Свар­ные соеди­нения Напряженное состояние Услов­ные обо­значе­ния Расчетное сопротивление сварных соединений
Стыко­вые   Сжатие, растяжение, изгиб   по пределу текучести
по временному со­противлению
Сдвиг
С угло­выми швами Срез (условный) по металлу шва
границы сплавления
           

* При условии полного провара соединяемых элементов;

** значение коэффициента надежности по материалу следует при­нимать равным 1,25 при значении нормативного сопротивления ме­талла шва не более 490 МПа; 1,35 - при значениях =590 МПа и более.

 

Таблица 1.6 - Нормативные и расчетные сопротивления металла угловых швов сварных соединений, выполненных ручной сваркой [4]

Сварочные материалы   МПа   МПа
Тип электрода (ГОСТ 9467-75) Марка проволоки
Э42, Э42А Э46, Э46А Э50, Э50А Св-08, Св-08А, Св-08ГА Св-ЮГА, Св-08Г2С Св-08Г2СЦ, ПП-АН8, ПП-АНЗ

 


Таблица 1.7 - Нормативные сопротивления металла швов, выполненных автоматической или полуавтоматической сваркой [4]

Марка проволоки (ГОСТ 2246—70) для автоматической и полуавтома­тической сварки Марка порошковой проволоки (ГОСТ 267 1-84)     Значения нор­мативного со­противления металла шва МПа
Под флюсом (ГОСТ 9087-81) В углекислом газе (ГОСТ 8050-85)
Св-08, Св-08А Св-08ГА Св-10ГА Св-10НМА Св-10Г2 - Св-08Г2С Св-08Г2СЦ Св-08Г2С Св-08Г2СЦ - - ПП-АН8 ПП-АНЗ - 590* -

* При сварке проволокой Св-08Г2С и Св-08Г2СЦ значение =590 МПа следует принимать только для угловых швов с ка­тетом <8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа и более.

МЕТОДЫ РАСЧЕТА

В соответствии с ГОСТ 28609—90 [7] расчеты металло­конструкций грузоподъемных кранов должны проводиться по методу предельных состояний.

ПЕРВОЕ предельное состояние — потеря несущей спо­собности по условиям:

- разрушения (хрупкого, вязкого, усталостного) элемента или соединения конструкции;

- достижения состояния, при котором дальнейшее увели­чение нагрузок приведет к переходу конструкции или ее эле­мента в изменяемую систему (например, вследствие потери устойчивости формы или достижения напряжениями в от­дельных зонах сечения предела текучести.)

Основная расчетная зависимость при проверочных рас­четах:

(2.1)

 

 

при проектных расчетах

(2.2)

где — нормативные значения внешних нагрузок для принятого расчетного случая; — усилие (момент) в рас­считываемом элементе (сечении) при — коэффи­циенты надежности по нагрузке (коэффициенты перегруз­ки), учитывающие возможность отклонения действитель­ной величины нагрузки от ее нормативного значения; Ф — геометрический фактор, зависящий от вида дефор­мации элемента (площадь поперечного сечения, момент сопротивления и др.); R— расчетное сопротивление ма­териала при данном виде деформации (табл. 1.2); коэффициент неполноты расчета, учитывающий: степень ответственности рассчитываемого элемента, зави­сящую от возможных последствий его разрушения; от­клонение фактических геометрических размеров конст­рукции от проектных; качество изготовления конструк­ций; несовершенства расчета, связанные с неточностью расчетных схем, неполнотой методов расчета и др.

ВТОРОЕ предельное состояние - потеря несущей спо­собности по условиям:

- возникновения деформаций, препятствующих нормаль­ной эксплуатации крана при сохранении несущей способно­сти по условиям первого предельного состояния;

- возникновения длительных незатухающих колебаний, препятствующих достижению необходимой точности работы (для монтажных кранов) и оказывающих неблагоприятные воздействия на машиниста крана.

Расчетные зависимости второго предельного состояния:

(2-3)

(2-4)

Где — расчетная комбинация нормативных нагрузок ( ); С — коэффициент жесткости конструкции; — фактическое (расчетное) время затухания колебаний конструкции после подъема груза; и — пре­дельные величины упругого прогиба и времени затухания колебаний.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.