DIN 22261-2-2016 Excavators spreaders and auxiliary equipment in opencast lignite mines - Part 2 Calculation principles《露天挖掘褐煤矿挖掘机、排土机和辅助设备 第2部分 计算原理》.pdf

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1、Oktober 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 32DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 53.100; 73.100.30!%_u“2576082www.din.deDIN 22261-2Bagger, Absetzer und Zusatzgerte i

2、n Braunkohlentagebauen Teil 2: BerechnungsgrundlagenExcavators, spreaders and auxiliary equipment in opencast lignite mines Part 2: Calculation principlesExcavateurs, remblayeurs et appareils subsidiaires dans les mines au lignite Partie 2: Principes pour le calcul des charpentsAlleinverkauf der Nor

3、men durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 22261-2:2015-11www.beuth.deGesamtumfang 116 SeitenDDIN-Normenausschuss Maschinenbau (NAM)DIN 22261-2:2016-10 2 Inhalt Seite Vorwort 8 1 Allgemeines . 10 1.1 Anwendungsbereich . 10 1.2 Normative Verweisungen . 10 1.3 Annahmen 12 1.4 Unterscheidung

4、 nach Grundstzen und Anwendungsregeln 12 1.5 Begriffe 12 1.6 Formelzeichen 13 1.7 Definition der Bauteilachsen . 15 2 Grundlagen der Tragwerksplanung . 16 2.1 Anforderungen . 16 2.1.1 Grundlegende Anforderungen 16 2.1.2 Behandlung der Zuverlssigkeit 16 2.1.3 Geplante Nutzungsdauer 16 2.1.4 Dauerhaft

5、igkeit 16 2.2 Grundstzliches zur Bemessung mit Grenzzustnden. 17 2.3 Basisvariable . 17 2.3.1 Einwirkungen und Umgebungseinflsse 17 2.3.2 Werkstoff- und Produkteigenschaften 17 2.4 Statische Berechnung . 17 2.5 Nachweisverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten . 18 3 Einwirkungen 18 3.1 Stndige Einwirk

6、ungen (G) 18 3.2 Vernderliche Einwirkungen (Qk) 18 3.2.1 Frdergut 18 3.2.2 Windeinwirkungen . 22 3.2.3 Weitere vernderliche Einwirkungen . 24 3.2.4 Temperatureinwirkungen . 25 3.2.5 Besondere Sttzzustnde . 25 3.2.6 Neigungseinwirkungen . 25 3.2.7 Einwirkungen bei nderung des Gurtverlaufes . 26 3.2.8

7、 Einwirkungen aus Antrieben 31 3.2.9 Einwirkungen beim Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen durch Auflegen und berlasten 37 3.2.10 Dynamische Einwirkungen 39 3.2.11 Erdbebeneinwirkungen 42 3.2.12 Massenkrfte aus Bewegungsvorgngen 42 3.2.13 Puffersto . 42 3.2.14 Ungleiche Seilkrfte 42 3.2.15 Beweg

8、ungswiderstnde infolge Reibung . 43 3.3 Ermdungsbelastung . 44 3.3.1 Allgemeines . 44 3.3.2 Stndige Einwirkungen . 45 3.3.3 Frdergut auf Bndern 46 3.3.4 Verkrustung . 46 3.3.5 Neigungseinwirkungen . 46 DIN 22261-2:2016-10 3 3.3.6 Einwirkungen bei nderungen des Gurtverlaufes 46 3.3.7 Umfangskraft am

9、Schaufelrad, Kettenzugkraft an der Eimerkette . 46 3.3.8 Seitenkraft aus Schwenkwerksantrieb . 47 3.3.9 Lagerbelastungen aus Gurtzugkrften 47 3.3.10 Teilweises Aufliegen der Eimerleiter. 47 3.3.11 Dynamische Einwirkungen 47 3.3.12 Massenkrfte aus planmigen Bewegungsvorgngen 47 3.3.13 Einwirkungen au

10、s nderungen der Gleislage bei Gerten auf Schienenfahrwerken 48 3.3.14 Bewegungswiderstnde infolge Reibung . 48 3.3.15 Hinweise zu Belastungszyklen . 48 4 Bemessungssituationen und Kombinationen von Einwirkungen . 50 5 Werkstoffe 56 5.1 Allgemeines . 56 5.2 Baustahl 57 5.2.1 Werkstoffeigenschaften 57

11、 5.2.2 Anforderungen an die Duktilitt . 57 5.2.3 Bruchzhigkeit . 57 5.2.4 Eigenschaften in Dickenrichtung . 57 5.2.5 Toleranzen . 58 5.2.6 Bemessungswerte der Materialkonstanten. 58 5.3 Stahlgussteile, Schmiedeteile und Bauteile aus Vergtungssthlen 58 5.4 Verbindungsmittel 58 5.4.1 Schrauben, Mutter

12、n und Unterlegscheiben . 58 5.4.2 Niete . 59 5.5 Zugglieder aus Stahl . 59 6 Dauerhaftigkeit 59 7 Lagesicherheitsnachweis 60 7.1 Allgemeines . 60 7.2 Sicherheit gegen Umkippen . 60 7.3 Abtriebssicherheit 61 7.3.1 Allgemeines . 61 7.3.2 Abtriebssicherheit fr Gerte mit Schienenfahrwerken 61 7.3.3 Abtr

13、iebssicherheit fr schwenkbare Oberbauten 62 8 Tragwerksberechnung 62 8.1 Allgemeines . 62 8.2 Fachwerke 63 9 Grenzzustnde der Tragfhigkeit fr Bauteile . 63 9.1 Allgemeines . 63 9.2 Beanspruchbarkeit von Querschnitten . 64 9.3 Stabilittsnachweise fr Bauteile 64 9.4 Mehrteilige druckbeanspruchte Baute

14、ile 65 9.5 Plattenbeulen 65 9.6 Festigkeit und Stabilitt von Schalentragwerken . 65 9.7 Rumliche Spannungszustnde . 65 9.8 Zugglieder aus Stahl . 67 9.8.1 Zugbnder 67 9.8.2 Abspannseile . 67 9.9 Windwerkseile . 68 10 Verbindungsmittel, Schweinhte, Verbindungen und Anschlsse 69 10.1 Allgemeines . 69

15、10.2 Schrauben-, Niet- und Bolzenverbindungen . 69 10.2.1 Allgemeines . 69 DIN 22261-2:2016-10 4 10.2.2 Kategorien von Schraubenverbindungen . 70 10.2.3 Rand- und Lochabstnde fr Schrauben und Niete . 70 10.2.4 Tragfhigkeit von Schrauben und Nieten . 71 10.2.5 Gruppen von Verbindungsmitteln 73 10.2.6

16、 Lange Anschlsse . 73 10.2.7 Gleitfeste Verbindungen mit hochfesten Schrauben 73 10.2.8 Lochabminderungen 74 10.2.9 Absttzkrfte. 75 10.2.10Krfteverteilung auf Verbindungsmittel im Grenzzustand der Tragfhigkeit . 75 10.2.11Bolzenverbindungen / Gelenkverbindungen . 75 10.3 Schweiverbindungen . 78 10.3

17、.1 Allgemeines . 78 10.3.2 Geometrie und Abmessungen . 78 10.3.3 Schweien mit Futterblechen . 78 10.3.4 Beanspruchbarkeit von Kehlnhten 78 10.3.5 Tragfhigkeit von Stumpfnhten . 79 10.3.6 Verteilung der Krfte . 80 10.3.7 Steifenlose Anschlsse an Flansche 80 10.3.8 Lange Anschlsse . 80 10.3.9 Exzentri

18、sch belastete einseitige Kehlnhte oder einseitige nicht durchgeschweite Stumpfnhte 80 10.3.10Einschenkliger Anschluss von Winkelprofilen . 80 10.3.11Schweien in kaltverformten Bereichen 80 10.3.12Geschweite Eckausnehmungen . 81 10.4 Berechnung von Rahmenanschlssen mit H- und I-Querschnitten, Kopfpla

19、ttenanschlssen 81 10.5 Anschlsse mit Hohlprofilen . 81 11 Ermdung . 82 11.1 Allgemeines . 82 11.2 Ermdungsbelastung . 82 11.2.1 Allgemeines . 82 11.2.2 Vereinfachtes Ermdungslastmodell . 83 11.3 Teilsicherheitsbeiwerte fr Ermdungsnachweise 83 11.4 Ermdungsbeanspruchungen . 83 11.5 Berechnung der Spa

20、nnungen 83 11.6 Berechnung der Spannungsschwingbreiten 84 11.6.1 Allgemeines . 84 11.6.2 Ermdungslastmodelle auf der Basis schadensquivalenter Spannungsschwingbreiten . 84 11.6.3 Ermdungslastmodell auf der Basis eines Lastspektrums 84 11.6.4 Bercksichtigung von konstruktiv gegebenen Exzentrizitten b

21、ei geschweiten Verbindungen . 85 11.7 Ermdungsfestigkeit 86 11.7.1 Allgemeines . 86 11.7.2 Modifizierung der Ermdungsfestigkeit . 86 11.8 Ermdungsnachweis 86 11.9 Schweinahtnachbehandlung . 106 11.9.1 Grundlagen und Grenzen . 106 11.9.2 Anwendung bei Grogerten . 106 12 Grenzzustnde der Gebrauchstaug

22、lichkeit . 106 12.1 Allgemeines 106 12.2 Nachweis zum Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit . 106 12.2.1 Allgemeines 106 12.2.2 Formnderungen von Bauteilen . 107 12.2.3 Dynamische Einflsse . 107 DIN 22261-2:2016-10 5 12.3 Grundstze fr die Konstruktion 107 13 Krane und Kranbahnen 107 13.1 Allgemeine

23、s 107 13.2 Betriebsfall des Kranes 107 13.3 Auerbetriebsfall des Gertes und des Kranes . 107 13.4 Betriebsfall des Gertes . 108 14 Hauptverlagerungen und tragende Maschinenbauteile 108 15 Tabellen zu Beanspruchbarkeiten . 108 Anhang A (informativ) Bauarten von Grogerten . 111 A.1 Schaufelradbagger (

24、Gert RBW 262) 111 A.1.1 Gerteskizze . 111 A.1.2 Technische Daten . 112 A.2 Eimerkettenschwenkbagger (Es 3750. 35/30. 4. 4000) 113 A.2.1 Gerteskizze . 113 A.2.2 Technische Daten . 113 A.3 Bandabsetzer . 114 A.3.1 Gerteskizze . 114 A.3.2 Technische Daten . 114 A.4 Bandschleifenwagen (Gert RBW 948/949)

25、 115 A.4.1 Gerteskizze . 115 A.4.2 Technische Daten . 115 Literaturhinweise 116 Tabellen Tabelle 1 Krfte aus Aufprall an bergabestellen 22 Tabelle 2 Einwirkungen beim Ansprechen von Sicherheitseinrichtungen . 38 Tabelle 3 Faktoren fr die Ersatzlasten 40 Tabelle 4.1 Reibungszahlen fr Gleitwiderstnde.

26、 43 Tabelle 4.2 Reibungszahlen fr Rollwiderstnde in Wlzlagern 43 Tabelle 4.3 Fahrwiderstnde in Prozent der Auflast . 44 Tabelle 5 Anwendung der Reibungszahlen fr Gleit- und Rollwiderstnde sowie der Fahrwiderstnde . 44 Tabelle 6 Kombinationsbeiwerte fr den Ermdungsnachweis . 45 Tabelle 7 Bemessungssi

27、tuationen und zugehrige Einwirkungskombinationen 51 Tabelle 8 Bemessungssituationen und zugehrige Einwirkungskombinationen bei Beanspruchungen aus Fahrbewegungen, bei Vernderung der Gleislage sowie bei besonderen Sttzungen im Fahrwerk 54 Tabelle 9 Bemessungssituationen und Einwirkungskombinationen f

28、r Einwirkungen mit rtlich begrenztem Einfluss . 55 Tabelle 10 Empfehlung fr die Wahl der Z-Gte nach DIN EN 10164 57 Tabelle 11 Nennwerte fr die Streckgrenze fybund die Zugfestigkeit fubfr Schrauben 58 Tabelle 12 Bemessungswerte der Vorkrmmung e0/L von Bauteilen . 62 Tabelle 13 Randabstnde und Lochab

29、stnde bei genieteten und geschraubten Verbindungen 71 DIN 22261-2:2016-10 6 Tabelle 14 Teilsicherheitsbeiwert Mffr die Ermdungsfestigkeit . 83 Tabelle 15.1 Ungeschweite Bauteile und Anschlsse mit mechanischen Verbindungsmitteln 88 Tabelle 15.2 Geschweite zusammengesetzte Querschnitte 91 Tabelle 15.3

30、 Quer laufende Stumpfnhte . 93 Tabelle 15.4 Angeschweite Anschlsse und Steifen 96 Tabelle 15.5 Geschweite Ste 99 Tabelle 15.6 Hohlprofile (t 12,5 mm) . 101 Tabelle 15.7 Geschweite Knoten von Hohlprofil-Fachwerken . 103 Tabelle 15.8 Obergurt-Stegblech Anschlsse zur lokalen Lasteinleitung von Radlaste

31、n . 105 Tabelle 16 Streckgrenze, Zugfestigkeit und Beanspruchbarkeiten fr Bauteile mit M0= 1,0 bzw. M2= 1,25 . 108 Tabelle 17 Beanspruchbarkeiten FV,Rdje Schraube bzw. Niet und je Scherflche senkrecht zur Schrauben- bzw. Nietachse fr Passschrauben und Niete in Scher-/Lochleibungsverbindungencsowie R

32、egelvorspannkrfte und Grenzzugkrfte fr hochfeste vorgespannte Passschrauben 109 Tabelle 18 Bemessungswerte des Gleitwiderstandes Fs,Rdje Schraube und Reibflche, senkrecht zur Schraubenachse sowie Mindestvorspannkrfte Fp,Cfr hochfeste Schrauben 10.9 in gleitfesten Verbindungen mit = 0,5 . 110 Tabelle

33、 19 Bemessungswerte der Beanspruchbarkeit von Schweinhten 110 Tabelle s Technische Daten Schaufelradbagger . 112 Tabelle t Technische Daten Eimerkettenschwenkbagger . 113 Tabelle u Technische Daten Bandabsetzer . 114 Tabelle v Technische Daten Bandschleifenwagen . 115 Bilder Bild 1 Bandquerschnitt .

34、 19 Bild 2 Maximaler Frderquerschnitt . 20 Bild 3 Anstrmwinkel und Windkraftkomponenten . 24 Bild 4 Funktion der bezogenen Lngswindkomponenten WWL/WWL24 Bild 5 Einwirkungen im Bereich des Aufgabetisches . 27 Bild 6 Belastung der Endrollen am Aufgabetisch 28 Bild 7 Belastung des Aufgabetisches 29 Bil

35、d 8 Umlenkkrfte des Gurtes in Horizontalebene . 29 Bild 9 Belastung der Endrollen im Auflaufteil des Bandschleifenwagens . 30 Bild 10 Lastangriffspunkte bei Aufnahmegerten 34 Bild 11 Rumlicher Spannungszustand 66 Bild 12 Mae von Kreuzstcken 67 Bild 13 Versetzte Schraubenreihen 71 Bild 14 Einfaches A

36、ugenblech . 76 DIN 22261-2:2016-10 7 Bild 15 Sonderformen von Augenblechen . 76 Bild 16 Magebende Spannungen in Kehlnhten . 79 Bild 17 Magebende Spannungen in Stumpfnhten 80 Bild 18 Ausbildung von Eckausnehmungen und Randabstand von Steifen 81 Bild 19 Flansch mit Dickensprung 85 Bild 20 Flansch mit

37、Zulage . 85 Bild 1 Schaufelradbagger . 111 Bild 2 Eimerkettenschwenkbagger 113 Bild 3 Bandabsetzer . 114 Bild 4 Bandschleifenwagen . 115 DIN 22261-2:2016-10 8 Vorwort Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 008-10-01 AA Bagger, Absetzer und Zusatzgerte in Braunkohlentagebauen“ des DIN-Normenausschu

38、sses Bergbau (FABERG) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN 22261, Bagger, Absetzer und Zusatzg

39、erte in Braunkohlentagebauen besteht aus: Teil 1: Bau, Inbetriebnahme und Prfungen Teil 2: Berechnungsgrundlagen Teil 3: Ausfhrung von Stahltragwerken Teil 4: Mechanische Bremsen fr Hubwinden Teil 5: Mechanische Bremsen und berlastsicherungen fr Schwenkwerke Teil 6: Prfung von Seilen und Seilendbefe

40、stigungen nderungen Gegenber DIN 22261-2:2006-12 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Umfassende berarbeitung der Norm und Umstellung der grundlegenden Bezugsnorm (von DIN 18800 auf DIN EN 1993-1); b) Nationalen Anhang zu DIN EN 1993-1-8 per normativem Verweis eingebunden; c) Strukturierung der

41、 Norm und Verwendung von Begriffen in enger Anlehnung an die magebenden aktuellen europischen Baunormen (Eurocodes); d) Aktualisierung der Bezge auf andere Normen; e) separaten Unterabschnitt 1.5 Begriffe neu aufgenommen; f) separaten Unterabschnitt 1.6 Formelzeichen neu aufgenommen; g) Przisierung

42、der Grundlagen zur Tragwerksplanung in Abschnitt 2; h) Zusammenfassung der Regeln zu Einwirkungen in Abschnitt 3; i) Przisierung von Ermdungsbelastungen in Unterabschnitt 3.3; j) Przisierung der Bildung von Kombinationen von Einwirkungen mit Hilfe von Teilsicherheitsbeiwerten in Abschnitt 4; DIN 222

43、61-2:2016-10 9 k) Ergnzung der Regeln zu Werkstoffen in Anlehnung an DIN EN 1993-2; l) Bercksichtigung von Regeln zur Dauerhaftigkeit in Abschnitt 6; m) redaktionelle Anpassung der Regeln zum Lagesicherheitsnachweis; n) Einbindung und Ergnzung von Regeln zur Tragwerksberechnung nach DIN EN 1993-1-1

44、in Abschnitt 8; o) Einbindung der Regeln zum Nachweis der Grenzzustnde der Tragfhigkeit fr Bauteile nach DIN EN 1993-1-1, DIN EN 1993-1-5 und DIN EN 1993-1-6 einschlielich Przisierungen dieser Regeln; p) Einbindung von Bemessungen von Anschlssen nach DIN EN 1993-1-8 einschlielich Przisierungen diese

45、r Regeln; q) Ermdungsnachweis in Abschnitt 11 in enger Anlehnung an DIN EN 1993-1-9 unter Anwendung der Stoarten fr Schweiverbindungen nach DIN 22261-3; r) Anhang A reduziert auf bersichten und technische Daten der in Tabelle 3 genannten Bauarten von Gerten. Gegenber DIN 22261-2:2015-11 wurden folge

46、nde Korrekturen vorgenommen: a) Tabelle 7 korrigiert; b) Gleichungen redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 22261-2: 1997-10, 1998-01, 2006-12, 2015-11 DIN 22261-2:2016-10 10 1 Allgemeines 1.1 Anwendungsbereich Diese Norm legt die Berechnungsgrundlagen fr den Bau von Grogerten nach DIN 22261-

47、1 fest. Sie kann fr den Bau von anderen Baggern, Absetzern und Zusatzgerten mit einer Dienstmasse ber 200 t sowie fr vergleichbare Gerte und Anlagen zum Anhalt genommen werden. Ein Nachweis mit den Lastannahmen und Regelungen dieser Norm ist fr alle tragenden Bauteile der Stahlkonstruktion zu erbrin

48、gen; fr die brigen Stahlbauteile ist DIN EN 1993-1 magebend. Fr Krane und Kranbahnen gelten zustzlich die Fachnormen. ANMERKUNG Bauteile, fr deren Bemessung ausschlielich Einwirkungen nach 3.2.3 magebend sind, zhlen im Sinne dieser Norm nicht zu den tragenden Bauteilen. Diese Norm ist auch anzuwenden bei nderungen von Gerten oder Gerteteilen, wenn diese nderungen die Standsicherheit oder die Beanspruchung der tragenden Konstruktion des Gertes oder eines seiner Teile b