8. Розрахунок на міцність елементів

РОБОЧОГО ОБЛАДНАННЯ

8.1. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення ковша до

рукояті

Н.

Матеріал кільця: Ст 45; термообробка ТВЧ; МПа.

Умова міцності на зріз:

Приймаємо мм.

8.2. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення ланки до ковша

Приймаємо мм.

8.3. Розрахунок металоконструкції ковша

При розрахунку враховуємо, що на ковш діють максимальні зовнішні навантаження, що знаходяться в вертикальній осьовій площині.

Під дією зовнішніх сил навантажень в перерізі ковша виникає складний напружений стан, обумовлений наявністю нормальних напружень розтягнення (стискання) і дотичних напружень зсуву. Перші виникають від дії осьових навантажень і згинаючих моментів, а другі в результаті дії поперечних сил. Розрахункову схему рукояті вибираємо по аналогії з прототипом.

На основі прийнятої конструкції креслимо розрахункову схему ковша з відповідними позначеннями.

Дано: Н; Н;Н;Н;Н.

Рис. 7. Розрахункова схема ковша

Розрахунок ланки :

;

;

За результатами отриманих даних будуємо епюри поздовжньо – осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 7). З побудови епюри бачимо, що , тоді:

;

.

Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що буде бічною смугою з листової сталі 45Г2 товщиною 15 мм, допустимі нормальні напруження σ=700МПа.

Нормальні напруження з урахуванням коефіцієнта запасу:

.

Тоді площа перерізу:

.

Момент опору перерізу:

.

Нормальні напруження в перерізі:

.

Розв’язавши рівняння ми отримали .

Приймаємо матеріал висотою 215 мм.

Розрахунок ланки R:

За результатами отриманих даних будуємо епюри поздовжньо – осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 7). З побудови епюри бачимо, що , тоді:

;

.

Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що буде бічною смугою з листової сталі 45Г2 товщиною 15 мм, допустимі нормальні напруження σ=700МПа.

Нормальні напруження з урахуванням коефіцієнта запасу:

.

Тоді площа перерізу:

.

Момент опору перерізу:

.

Нормальні напруження в перерізі:

.

Розв’язавши рівняння ми отримали .

Приймаємо матеріал висотою 220 мм.

8.4. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до корпусу

Н.

Матеріал кільця: Ст 45; термообробка ТВЧ; МПа.

Умова міцності на зріз:

Приймаємо мм.

8.5. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення гідроциліндра підйому стріли

Приймаємо мм.

8.6. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до рукояті

Приймаємо мм.

Таким чином діаметри підібрані з необхідною міцністю.

8.7. Розрахунок металоконструкції стріли

При розрахунку враховуємо, що на стрілу діють максимальні зовнішні навантаження, що знаходяться в вертикальній осьовій площині.

Під дією зовнішніх сил навантажень в перерізі стріли виникає складний напружений стан, обумовлений наявністю нормальних напружень розтягнення (зтискання) і дотичних напружень зсуву. Перші виникають від дії осьових навантажень і згинаючих моментів, а другі в результаті дії поперечних сил. Розрахункову схему стріли вибираємо по аналогії з прототипом.

Дано:

Рис. 8. Розрахункова схема стріли

Розрахунок повздовжньо-осьових сил:

кН;

кН;

кН;

кН;

кН.

Розрахунок поперечних сил:

кН;

кН;

кН;

кН;

кН.

Розрахунок моментів сил існуючих в перетинах стріли ланки СД:

Розрахунок моментів сил існуючих в перетинах стріли ланки ОД:

За результатами розрахунку будуємо епюри повздовжньо-осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 8).

Рис. 9. Схема перетину стріли

Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що стріла буде моно блочною звареною з листової сталі 10Г2С1 і буде мати такі параметри перетину: м,м,м,м,м.

Тоді площина перерізу:

см².

Статичний момент перерізу:

Момент інерції перерізу:

де - момент інерції стінки відносно осіZ,

см⁴.

- момент інерції відносно осей симетрії поясів Z,

см⁴.

- площа поперечного перерізу поясів,

см⁴.

Нормальні напруження розтягнення в перерізі:

МПа.

Приймемо матеріал для стріли (10Г2С1), має МПа, тому бачимо, що геометричні параметри перетину при діючих навантаженнях задовольняють умовам міцності.

Перевіримо умову міцності по дотичним напруженням в перетині. Тому для цього будуємо епюри дотичних напружень по висоті перетину.

На поверхні поясів .

На внутрішніх поверхнях поясів

МПа.

На поверхнях стінок примикаючих до поясів

МПа.

На рівні нейтрального слою

МПа.

Для обраної сталі МПа, тому умова міцності по дотичним напруженням виконується.