Relazione Tecnica gru a bandiera

Corso di laurea in ingegneria meccanica

Laboratorio di costruzione di macchine

Progetto: gru a bandiera in trave a sbalzo

Relazione tecnica

Anno accademico 2021-2022

Studente: Francesco Baggiani

Matricola: 7004562

Indice generale

• Sommario .......................................................................................................................................... 2
• 1 Introduzione ................................................................................................................................ 3
• 2 Specifica Tecnica .......................................................................................................................... 3
• 3 Soluzioni costruttive adottate ...................................................................................................... 4
• 4 Materiali ..................................................................................................................................... 5
• 5 Schema di carico .......................................................................................................................... 5
• 6 Dimensionamenti e Verifiche ....................................................................................................... 7
  • Predimensionamento trave IPE. ................................................................................................................... 7
  • Dimensionamento tubo. ............................................................................................................................ 10
  • Dimensionamento cuscinetti ...................................................................................................................... 11
  • Dimensionamento mensole d’appoggio ...................................................................................................... 13
  • Dimensionamento e verifica viti di fissaggio ............................................................................................... 15
  • Dimensionamento e verifica barre filettate ................................................................................................. 16
  • Dimensionamento profilato quadro ............................................................................................................ 19
• 7 Dimensionamento e verifica delle saldature ............................................................................... 21
  • Saldatura trave IPE 240 .............................................................................................................................. 22
  • Saldatura appoggi inferiore e superiore ...................................................................................................... 24
  • Saldatura piastra interna ............................................................................................................................ 25
• 8 Scelta Paranco ........................................................................................................................... 26

1 Introduzione

Il tema della relazione tecnica riguarda la progettazione di una gru a bandiera per il sollevamento e la movimentazione di carichi all'interno di officine di modesta altezza. La gru a bandiera è stata progettata per essere ancorata a strutture portanti come, nel caso in esame, ad un pilastro in cemento armato preesistente. La gru è caratterizzata da dimensioni contenute che le permettono il sollevamento e la movimentazione di materiali aventi un peso massimo di 500 Kg in un raggio di 4 metri. Il sollevamento dei carichi avviene grazie al paranco elettrico, la rotazione del braccio avviene manualmente mentre lo scorrimento del paranco sulla trave è garantito dal carrello che scorre lungo le ali inferiori.

2 Specifica Tecnica

Affinché le richieste del committente siano soddisfatte il progetto deve rispettare la seguente specifica tecnica:

• Portata massima 500 kg
• Sbraccio 4000 mm
• Altezza totale 3000 mm
• Altezza sotto braccio > 2600 mm
• Angolo rotazione >= 210°
• Sezione del pilastro 300x300 mm

3 Soluzioni costruttive adottate

Per la progettazione della gru a bandiera sono state adottate le seguenti soluzioni progettuali:

• Per il braccio della gru, sollecitato a momento flettente, è stato deciso di utilizzare un profilato IPE ad ali parallele per permettere lo scorrimento delle ruote del carrello del paranco.
• La rotazione manuale del braccio della gru avverrà mediante tre cuscinetti volventi e due alberi posizionati internamente alle estremità del tubo di acciaio al quale è saldato il braccio della gru.
• L’apparato di rotazione della gru sarà collegato alle mensole d’appoggio mediante due alberi; a loro volta questi verranno fissati alle mensole con viti.
• Il cuscinetto assiale ha l’alloggio sull’albero inferiore e sosterrà i carichi della struttura mediante una piastra saldata al cilindro di rotazione.
• Il tubo in acciaio sarà tornito internamente alle estremità per creare l’alloggiamento dei due cuscinetti radiali.
• La piastra di ancoraggio della gru verrà fissata al pilastro mediante barre filettate che agiscono su profilati quadrati forati in modo da facilitare il montaggio.

4 Materiali

Il materiale scelto per la realizzazione della gru a bandiera è l’acciaio S 355 JR (norma UNI-EN 10027-1:2016) con le seguenti proprietà fisiche e meccaniche date dalla norma UNI-EN 10025-2:2019: r₀,₂ = 37800 N/mm², E = 210.000 N/mm², fₓ = 355 N/mm², Rₘ = 510 N/mm², ν = 0.3, ρ = 8000 kg/m³.

5 Schema di carico

Per il dimensionamento è stata considerata la configurazione di carico più gravosa ovvero quella in cui il paranco con il carico da sollevare si trova all’estremità del braccio della gru. Per il calcolo delle reazioni vincolari e dei carichi agenti sulle strutture è stato considerato il seguente schema di carico: Figura 1

P = Carico sollevabile + peso paranco

Nell’analisi dei carichi è stato anche considerato un sovraccarico della struttura dovuto ad effetti dinamici del sollevamento del carico da terra, secondo quanto previsto dalla norma UNI EN 13001-2; è stato quindi applicato un coefficiente correttivo = 1,276.

Per determinare le reazioni vincolari si considera un interasse delle mensole di appoggio (tratto A-C) pari a 700 mm in modo da limitare le reazioni sui vincoli che contrastano il momento ribaltante. È stato previsto di saldare il braccio della gru all’estremità superiore del tubo in modo da garantire la maggior altezza da terra del braccio stesso e quindi con una distanza...