3.3.2.2 Расчет стойки на устойчивость

Стойка рассматривается, как защемленный нижним концом стержень, нагруженный сжимающей силой равной 1000 Н.

Гибкость стойки находится по формуле:

=(l_СТ)/i_X, (3.18)

где - коэффициент приведенной длины (=2),

l_СТ- длина стойки (принимается l_СТ=0,87 м).

=(20,87)/0,0316=101,3

Так как _ПРЕД=92, то необходимое критическое напряжение, при котором стойка потеряет устойчивость, определяется по формуле Эйлера:

_КР=(Е)/², МПа (3.19)

где =3,14- число Пи,

Е- модуль упругости ( Принимается Е=2,1510¹¹МПа для стали).

_КР=(3,142,1510¹¹)/(101,3)²=206,6 МПа

Критическая сила по устойчивости определяется по формуле:

Р_КР=_КРF, Н (3.20)

где F=8,98 см²- площадь сечения.

Р_КР=2066000000,000898=18552,7 Н

Коэффициент запаса по устойчивости определяется по формуле:

n_У=Р_КР/Рn_У, (3.21)

где n_У- нормативный коэффициент устойчивости n_У=3,5-5,0 для машиностроительных конструкций.

n_У=18552,7/1000=18,6n_У=5

Таким образом, коэффициент запаса устойчивости превышает нормативный, поэтому устойчивость стойки обеспечена.

3.3.3 Расчет анкерных болтов

Анкерные болты- болты крепления стоек рамы стенда к бетонному полу шиномонтажного участка.

Характеристики резьбы:

Резьба общего назначения, треугольная, однозаходная, М12х1,5, ГОСТ 9150-59;

Шаг резьбы Р=1,5 мм;

Наружный диаметр болта d=12 мм;

Внутренний диаметр резьбы болта d₁=10,11 мм;

Средний диаметр резьбы болта и гайки d₂=10,86 мм;

Высота гайки Н=10 мм;

Высота резьбы h=0,947 мм;

Площадь сечения стержня винта рассчитывается по формуле:

А=(d₁²)/4 (3.22)

А=(3,14(10,11)²)/4=80,24 мм²;

Материал сталь Ст. 35, _В=280 МПа, HRC 30…40.

Каждая стойка крепится к фундаменту одним анкерным болтом.

Рассмотрим одну стойку: при поднятии шины механизмом подъема опускания будут равномерно нагружены все болты. Необходимо произвести для болтов проверочный расчет на прочность и смятие резьбы

3.3.3.1 Расчет анкерных болтов на прочность

При расчете на прочность определяется площадь поперечного сечения стержня болта по заданному усилию по формуле:

А=(d₁²)/4Р/_В_Р,мм², (3.23)

где Р- растягивающее усилие, действующее на один болт, рассчитывающееся по формуле:

Р=G/4, Н, (3.24)

где G- общий вес стенда (принимается вес стенда с установленным на нем колесом G=2100 Н).

Р=2100/4=525 Н

_В_Р=_В/n, (3.25)

где n- коэффициент запаса (принимается n=2,5 для статически нагруженного пластичного материала)

_В_Р=280/2,5=112 МПа

Подставляя полученные значения в формулу (4.23) получается:

А=(3,14(10,11)²)/4=80,24 мм²;

Р/_В_Р=525/112=4,7 мм²

80,244,7

Условие выполняется.

Таким образом, площадь поперечного сечения стержня болта намного больше площади, необходимой для сохранения целостности вала при нагрузке Р=525 Н. Это означает, что при растяжении болта условие прочности при данных условиях эксплуатации выполняется.

3.3.3.2 Расчет анкерных болтов на смятие

Из условия износостойкости резьбы по напряжениям смятия:

_СМ=F/(d₂hz)_СМ, МПа, (3.26)

где F- сила, действующая на резьбу винта и гайки;

Поскольку стенд имеет четыре нагруженных анкерных болта, то сила, действующая на резьбу болта и гайки, будет находится по формуле:

F=G/4, Н (3.27)

F=2100/4=525 Н.

_СМ- допустимое напряжение при смятии, МПа;

h- высота резьбы, мм;

z- число рабочих витков, находящееся по формуле:

z=Н/Р, шт, (3.28)

где Н=10 мм- высота гайки;

Р=1,5 мм- шаг резьбы.

z=10/1,5=6,7 шт.

_СМ- допустимое напряжение при смятии, вычисляется по формуле:

_СМ=_В/n , МПа, (3.29)

где _В=280 МПа- предел прочности;

n=2,5

_СМ=280/2,5=112 МПа

Тогда, подставляя полученные значения в формулу (4.26) получается:

_СМ=525/(3,1410,860,9476,7)112

Таким образом, напряжение смятия полностью удовлетворяет условию износостойкости ходовой резьбы по напряжениям сжатия, при этом имея значительный запас.