Műszaki könyv és szilárdsági számítások Guardian Közép-Európai Szolgáltató Kft Tengely emelő gerenda

Műszaki könyv és szilárdsági számítások Guardian Közép-Európai Szolgáltató Kft Tengely emelő gerenda

Tengely emelő gerenda

TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

1. Bevezetés A tengely emelő gerenda a Guardian Közép-Európai Szolgáltató Kft megbízásából készült. Feladata a Megrendelőnél üzemelő „Eliminator conveyor” berendezés karbantartásakor szükséges tengelykiemeléseknél olyan segédeszköz biztosítása, amely felhasználásával egy emelési pont használatával a hosszú tengely két végpontján emelhetővé tehető. Ez a feladat egy olyan gerendaszerű elem felhasználásával oldható meg, melynek közepe táján elhelyezett emelőszembe daruhorog akasztaható, két végpontján elhelyezett emelőfülekbe emelőelemek akaszthatóak, melyekkel a tengely a gerendához rögzíthető.

2. A szerkezet azonosítása A szerkezet azonosítására a gyártómű által elhelyezett adattábla szolgál, mely a tartó szelvény gerinclemezére van szegecskötéssel erősítve. Az adattáblán az azonosításra szolgáló megjelölések, valamint a főbb műszaki adatok szerepelnek.

Entra-SYS Kft. Szeged, Bakay N. u. 24 Tel.:62-468-478

Összesen címlappal: 13 oldal Ez a 2. oldal


TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

3. Műszaki adatok A szerkezet hossza: A szerkezet szélessége: A szerkezet magassága: A szerkezet saját tömege: Névleges terhelhetőség:

5000 mm 240 mm 425 mm 220 kg 20 kN (2t)

4. Műszaki leírás A tengely emelő gerenda szénacél profilból és lemezelemekből hegesztett kötésekkel kialakított szerkezet. Fő eleme egy DIN 1025 szabvány szeinti HEA 160 melegen hengerelt profil. Ennek középpontjától kis mértékben eltolva helyezkedik el az emelőszemet hordozó függőleges lemezelem, melybe lekerekített élű gyűrűelem került behegesztésre. A középponttól való eltolás azért szükséges, hogy a tengely tömegközéppontja az emelési pont alá essen. A gyűrűelembe kell a daruhorgot akasztani. A lemezelemet a HEA profilhoz a lemez két oldalán elhelyezett sarokvarrat erősíti, ez a két sarokvarrat a fő terhelésátadó kötés. A függőleges lemezelem két széléhez, szintén hegesztett kötésekkel két profilkivágásos lemez kapcsolódik, melyek feladata, hogy fölös túlbiztosításként a terhelő erő egy részét alakzáró kötéssel a gerendára átadják. A HEA profil két végére, az alsó övlemezre kerültek a hegesztett kötéssel kapcsolódó emelőfülek, melyek feladata emelőelemek segítségével az emelendő tengelyről a terhelés átvétele. A fő terhelésátadó elem ez esetben is a lemez két oldalán elhelyezett hegesztett sarokvarrat. A HEA profil két végére, a felső övlemezekre két csődarab lett hegesztve, melyekbe rudakat illesztve az emelés közben kormányzás valósítható meg. A HEA profil alsó részére targoncával történő emelés számára lehetőséget biztosító targonca villazsebek találhatóak. A szerkezet felületvédelme cinkkromát tartalmú alapozó festéssel és két sor zománcfestéssel történt.




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

5. Szilárdsági ellenőrzés A szilárdsági ellenőrzés alapvető megfontolásai a következők: - Szilárdsági ellenőrzéskor a fő teherviselő elemeket: -HEA profilgerenda, emelőszemet hordozó függőleges lemezelem sarokvarratai, emelőfülek sarokvarratai- vizsgáltuk. -Az igénybevételek szempontjából kedvezőtlenebb eset a daruval egy ponton történő emelés, kedvezőbb eset a villazsebeken keresztül targoncavillával történő emelés, a szilárdsági ellenőrzéskor a kedvezőtlenebb esetet vizsgáltuk. -A szerkezet teherviselő elemeinek anyaga Fe 235B MSZ 500-89 (St 37-2 DIN 17100), melynek folyáshatára ReH= 235 N/mm2. A hegesztési varrat anyagának legalább ilyen nagyságú folyáshatárral kell rendelkeznie. -Méretezés során hatóerőként a névleges terhelést tekintjük. -A méretezés alapvetően megengedett feszültségre történik, ez azt jelenti, hogy a vizsgált elemek anyagában ébredő egyenértékű feszültség sehol sem haladhatja meg a legnagyobb megengedhető feszültséget. A legnagyobb megengedhető feszültség ebben az esetben a folyáshatár. A folyáshatár és a számított feszültségek hányadosából biztonsági tényező számítható, mely megmutatja, hogy a megengedhető feszültséget a szerkezet névleges terheléshez képest hányszoros túlterhelésével érjük el. Az egyenértékű feszültség kiszámításánál a Mohr féle legnagyobb csúsztatófeszültség elméletét használjuk, mely csúsztató és húzó-nyomó feszültségek összegzésekor a legnagyobb értéket adja, tehát valamennyi számítási mód szerint a legnagyobb biztonság irányába mutat. -A szilárdsági ellenőrzés megfogalmaz bizonyos elvárásokat a gyártási folyamat számára, ezeket a számítások értékelésekor rögzítjük. Emelõgerenda szilárdsági ellenörzés 5.1. Alapadatok b := 2145⋅ mm a := 4640⋅ mm − b a = 2495mm Ft := 20⋅ kN




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

HEA 160 gerenda: h := 152⋅ mm u := 160⋅ mm 4

Ix := 1670⋅ cm

3

Kx := 220⋅ cm

Anyaga Fe 235B Rm := 340⋅ MPa Reh := 235⋅ MPa

E := 210000MPa ⋅

5.2. Erõjáték b FA := Ft⋅ a+b FA = 9.246kN a FB := Ft⋅ a+b FB = 10.754kN i := 0 .. 2 ⎛ 0⋅ mm

⎞ ⎜ x := a ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ a+b ⎠




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

⎛ FA ⎞ ⎜ ⎟ F := ⎜ −Ft ⎟ ⎜ F ⎟ ⎝ B ⎠ ⎛ 9.246 ⎞ F = ⎜ −20 ⎟ kN ⎜ ⎟ ⎝ 10.754 ⎠ ⎛ 0 ⎞ x = ⎜ 2.495 ⎟ m ⎜ ⎟ ⎝ 4.64 ⎠ 0⋅ kN⋅ m ⎡⎢ ⎤⎥ F − ⋅ x M := ⎢ 0 1 ⎥ ⎢ F0⋅ x1 + ( F1 + F0) ⋅ ( x2 − x1) ⎥ ⎣ ⎦ ⎛ 0 ⎞ M = ⎜ −23.068 ⎟ kN⋅ m ⎜ ⎟ ⎝ 0 ⎠ 0⋅ mm ⎤ ⎡ ⎢ ⎥ 2 2 Ft⋅ a ⋅ b ⎥ f := ⎢ ⎢ 3⋅ E⋅ I ⋅ ( a + b) ⎥ x ⎢ ⎥ 0⋅ mm ⎣ ⎦ ⎛ 0 ⎞ f = ⎜ 11.734 ⎟ mm ⎜ ⎟ ⎝ 0 ⎠ Nyíróerõábra

4

3 .10 4 2.4 .10 4 1.8 .10 4 . 1.2 10 6000 0 6000 4 1.2 .10 4 1.8 .10 4 2.4 .10 4 . 3 10

F

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

x

M

0 3000 6000 9000 4 1.2 .10 4 1.5 .10 4 . 1.8 10 4 . 2.1 10 4 2.4 .10 4 2.7 .10 4 . 3 10

Hajlítónyomatékábra

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

x

j := 0 .. 5000




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

⎛ 0 ⎞ x = ⎜ 2.495 ⎟ m ⎜ ⎟ ⎝ 4.64 ⎠ ⎛ 0 ⎞ f = ⎜ 0.012 ⎟ m ⎜ ⎟ ⎝ 0 ⎠ vs := lspline( x, f ) fxj := interp ( vs , x, f , j⋅ mm) Lehajlásábra

fxj

0.015 0.0135 0.012 0.0105 0.009 0.0075 0.006 0.0045 0.003 0.0015 0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

j

fit( x) := interp ( vs , x, f , x)

Legnagyobb lehajlási érték: fmax=11,734 mm Ezrelékes értékben a nyílásközre számítva: fmax/4640 mm=2,53 ‰ A maximális hajlítónyomaték az Ft erõ keresztmetszetében ébred. M max = 23.068kN⋅ m

5.3. Szilárdsági méretezés (gerenda) M max := M 1 M max = 23.068kN⋅ m

Az ébredõ hajlítófeszültség: σh :=

M max Kx

σh = 104.855MPa

A hajlítási biztonsági tényezõ: n h :=

Reh σh

n h = 2.241




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

5.4. Szilárdsági méretezés (varrat Ft ker.m.)

β := 0.8

varrat jósági tényezõ lFt := 600⋅ mm − 14⋅ mm lFt = 586mm

v := 7⋅ mm τvFt :=

F1 2⋅ v ⋅ lFt⋅ 2

τvFt = 1.724MPa σvFt :=

3⋅ F1 2⋅ 2⋅ lFt⋅ v

σvFt = 5.171MPa 2

σredvFt := σvFt + 4⋅ τvFt

2

Egyenértékű feszültség Ft varratban: σredvFt = 6.215MPa

Biztonsági tényező:




n Ft :=

TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

β ⋅ Reh σredvFt

n Ft = 30.248

5.5. Szilárdsági méretezés (varrat FA ker.m.)

lFA := 200⋅ mm v := 7⋅ mm β := 0.8

varrat jósági tényezõ τvFA :=

F0 2⋅ v ⋅ lFA ⋅ 2

τvFA = 2.335MPa σvFA :=

3⋅ F0 2⋅ 2⋅ lFA⋅ v

σvFA = 7.005MPa 2

σredvFA := σvFA + 4⋅ τvFA

2

Egyenértékű feszültség FA varratban: σredvFA = 8.419MPa n FA :=

β ⋅ Reh σredvFA




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

n FA = 22.332

5.6. Szilárdsági méretezés (varrat FB ker.m.)

lFB := 200⋅ mm v := 7⋅ mm β := 0.8

varrat jósági tényezõ τvFB :=

F2 2⋅ v ⋅ lFB⋅ 2

τvFB = 2.716MPa σvFB :=

3⋅ F2 2⋅ 2⋅ lFB⋅ v

σvFB = 8.148MPa 2

2

σredvFB := σvFB + 4⋅ τvFB σ redvFB = 9.792 MPa

n FB :=

β ⋅ Reh σredvFB

n FB = 19.199

Szilárdsági számítások értékelése Fenti számítások azt mutatják, hogy a tartó HEA profilgerendája folyáshatárra, mint legnagyobb megengedhető feszültségre 2-nél nagyobb biztonsági tényezővel megfelel. Hozzá kell tegyük ehhez, hogy a folyáshatárra méretezés a tartó hajlítási tengelytől való legszélső szálára vonatkozik. Amennyiben a feszültség ezen pontokban elérné a megengedhető értéket, a feszültségek a tartó hajlítási tengelyéhez közelebbi pontjaiban még ez alatt maradnak. A




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

keresztmetszet tönkremenetele akkor történik, amikor a keresztmetszet teljes anyaga megfolyik. Teherbírás szerint tehát a tartó keresztmetszetében a fenti biztonsági tényezőn felül még jelentős tartalékok vannak. A hegesztési varratok nagy biztonsággal megfelelőnek mondhatók. A gyártás során azt kell figyelembe venni, hogy a varrat anyagának folyáshatára legalább 235 N/mm2 kell legyen, valamint a varrat jóságtényezője legalább a számításokban feltételezett 0,8 legyen. A tartó rugalmas lehajlása a névleges terhelés esetén ezrelékes értéket tekintve megfelel az előírásoknak. Számszerű értéke 12 mm körül van. Ez az érték azt mutatja, hogy a dinamikus erőhatások kialakulása szempontjából kedvező rugalmas tulajdonságokkal rendelkezik a szerkezet.

6. Terheléspróba A szerkezet használatbavétele előtt terheléspróbát kell végezni az érvényes szabványok és előírások szerint. Mivel a terhelésre igénybevett elemek biztonsági tényezői közül a legkisebb érték 2,24-nek adódott, a terhelsépróbát maximálisan a névleges terhelés 2-szeresével szabad elvégezni. Ily módon terhelve a szerkezetet, megvizsgálva annak geometriáját próbaterhelés előtt és után, a szerkezeten maradandó alakváltozást nem szabad tapasztalnunk. Ha a próba terhelőerő Fp „A” pontban ható terhelőerő értéke Fpa=0,4623*Fp „B” pontban ható terhelőerő értéke Fpb=0,5377*Fp Ezeket az értékeket a szerkezet egyensúlyának biztosítása céljából kell betartani.

7. A szerkezet használata A szerkezet használata egyszerű. A megfelelő terhelhetőségű daru emelőhorgát beakasztva a tartó közepe táján elhelyezett emelőszembe a tartó megemelhető. A tartót a végpontjain elhelyezett cső tokokba dugott rudakkal kormányozva a kiemelendő tengely fölé irányítjuk. Megfelelő terhelhetőségű, szabványi előírásoknak megfelelő kötöző vagy emelőelemekkel a tengelyt a tartóhoz erősítjük, ügyelve arra, hogy a tengely tömegközéppontja az emelőszem alá essen. A tengelyt megemelve, továbbra is a kormányzó rudakkal irányítva a kívánt helyre vezetjük az emelőgerendát a tengellyel, ott kellő elővigyázattal letesszük, eltávolítjuk az emelőelemeket, majd az emelőgerendát tárolási helyére szállítjuk. Lehetőség van szállítás közben az emelőgerenda targoncavillára történő átvételének. Ügyeljünk az emelőgerenda tárolásánál arra, hogy tároláskor stabil helyzetben feküdjön és ne legyen kitéve sérülés veszélyének.




TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

8. A szerkezet karbantartása A szerkezet egyszerűsége folytán minimális karbantartást igényel. A legfontosabb karbantartási feladat a szerkezet vizsgálata. Ellenőrizze le a szerkezetet a következőképpen:

• •

•

Minden használat előtt ellenőrizze le a szerkezet általános épségét. Amennyiben a szerkezet teherviselő elemein sérülést tapasztal, ne használja azt! Kéthavonta tüzetesen ellenőrizze a szerkezet festés általi felületvédelmét! Amennyiben a festésen folytonossági hiányt, kezdődő korróziót észlel, az ép felületig tisztítsa le a festékbevonatot, eltávolítva a könnyen leválasztható részeket, majd cinkkromát tartalmú alapozófestékkel és két rétegű zománccal javítsa ki a felületvédelmi hibát Amennyiben a szerkezeten sérülést, vagy a szerkezet jellemző helyi szerkezeti méretét (Gerenda gerinclemez, övlemezek vastagsága, lemezvastagság, lemez befoglaló méretek, furatátmérő, kivágás méretek) 5%-kal meghaladó kopást, bemaródást, korróziót észlel, vegye fel a kapcsolatot a gyártóval a javítás elvégzése céljából

9. Biztonsági előírások Veszélyes és ártalmas tényezők:

• • •

Emelt teher lezuhanása által okozható, akár végzetes kimenetelű sérülés Szerkezet kiélesedett szélei által okozható, vágott sérülés Helytelenül tárolt szerkezet eldőlése által okozható, akár végzetes kimenetelű sérülés

Ellenük való védekezés módja:

• • •

• •

• •

A szerkezetet emelő daru kezelését, az emelt tengely rögzítését csak érvényes emelőgépkezelői vizsgával rendelkező személy végezze! Mivel a munka végzését a tengely szükséges kormányzása miatt több személy kell végezze, a munka irányítójának az emelőgépet kezelő személyt kell kinevezni, ő irányítson a munka folyamán minden tevékenységet! A szerkezet emelésére, az emelt tengely felkötözésére csak szabványos, az emelt súlynak megfelelő teherbírású, az időszakos vizsgálatokon megfelelt emelő vagy kötöző eszközöket használjon! Tartsa be a terhek felerősítésére vonatkozó hatályos szabályokat, előírásokat! A felemelt gerenda és tengely alá sem a munkát végző, sem más személy ne kerüljön az emelés művelete során. A szerkezet és a tengely kormányzásakor a kormányzásra szolgáló rudak ne kerüljenek 1500 mm magasság fölé. Ha a tengelyt az emelőgerendával az így meghatározott magasság fölé kell emelni, a kormányzásra szolgáló rudakat távolítsa el, így végezze a magasabbra emelést. Sérült, láthatóan korrodált szerkezetet ne használjon, intézkedjen a hiba kijavításáról! Amennyiben a szerkezeten sérülés, kopás folytán előállott éles részeket tapasztal, ne használja azt a hiba kijavításáig. A munka végzésekor mindig használjon védőkesztyűt és a hasonló feladatok végzésére az üzem szabályzata szerint előírt egyéni védőeszközöket!




•

TEG-01 Gy.sz.: 001/2005

A szerkezetet soha ne állítva, mindig fektetve tárolja oly módon, hogy helyzete stabil legyen, külső erő hatására se billenjen ki egyensúlyi helyzetéből!

10. Kapcsolódó dokumentumok: Szerkezet gyártási rajzai: Megnevezés Tengely emelő gerenda Tartógerenda Tartólemez Függőleges lemezidom Villazseb Emelőfül Befogó cső Menetes hüvely Akasztó gyűrű

Rajzszám 6303-TEG-00-000 6303-TEG-00-001 6303-TEG-00-002 6303-TEG-00-003 6303-TEG-00-004 6303-TEG-00-005 6303-TEG-00-006 6303-TEG-00-007 6303-TEG-00-008

2005-02-22

Lukics Péter Vezető tervező

ENTRA-SYS Kft. Szeged Bakay Nándor utca 24



Műszaki könyv és szilárdsági számítások Guardian Közép-Európai Szolgáltató Kft Tengely emelő gerenda

Recommend Documents