Вывод отчета на печать - Антиплагиат Рычков (1209367), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и дата3,157 0,76 10,515,05R ДС 0,39(т); (2.45)3,977 1,1 10,520,6R BE 0, 22(т). (2.46)Вычисляется суммарное усилие в стержнях навески:333114,7 26, 45 10,5 77,75( )50, 48 3,85 15,05 69,38( )105,7 31,84 15,05 88,91( )СЦ PСЦ PСЦ PTPGAB AB AB ABTPGAB AB AB ABTPGBE BE BE BERRRRmRRRRmRRRR m3.4. Расчет на прочность элементов рабочего оборудованияэкск 2 аватора 2Условия работы: стрела находится в крайнем нижнем положении.
Настрелу действуют максимальные внешние нагрузки, находящиеся в продольновертикальной осевой плоскости: R A - реакция шарнира стойки платформы напяту стрелы; F B - усилие действия рукояти на стрелу в шарнире В; F 4 цс - усилияштоков гидроцилиндров стрелы; F црт - 10 максимальное усилие корпусагидроцилиндра рукояти. Весом стрелы можно пренебречь, поскольку еговлияние на напряженное состояние металлоконструкции из-за распределенногохарактера незначительно.В данном расчете принимается допущение об отсутствии действия наметаллоконструкцию стрелы боковых нагрузок и скручивающих моментов,хотя в реальных условиях действие этих факторов необходимо учитывать.Исходные данные: R A = 99,71 кН; F B = 323,92 кН; F 4 цс = 79,9774 кН;F цр . м = 284,955 кН, = 2,337 м; l c = 6,45 м; l 1 =4,601м; l 2 =1,753м; l 3 = 0,323 м;1 = 86,56°; 2 = 30,79°; 3 = 19,44°; 4 = 11,23°; 05 11,92 ; 06 45,86 ;Под действием внешних нагрузок в сечениях стрелы возникает сложноенапряженное состояние, обусловленное наличием нормальных напряженийрастяжения (сжатия) и касательных напряжений сдвига.
Первые возникают врезультате действия осевых нагрузок и изгибающих моментов, а вторые - врезультате действия поперечных сил. 4ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист60И 5 зм Лист No докум. Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и датаКонструктивную схему стрелы выбираем по аналогии с прототипом. Наоснове принятой конструкции вычерчиваем расчетную схему стрелы сбуквенным обозначением ее геометрических параметров и внешних нагрузок.Расчет продольно-осевых сил. При левосторонней системе с 2 ил:0N 4 AE R A cos 1 99, 71 cos86, 58 5,95 кН0N EO R A cos 180 7 6 F цс cos 3 6 == 99,71 cos 180 0 86, 6 0 45, 86 0 79, 9774cos 19, 44 0 45,86 0 4,015 33, 4199 37, 4349 кН0N OB N OE F цр . м cos 4 37, 4349 284, 955cos11, 23 316, 93 кНПроверка: N OB F B cos 5 0 ;316,93 323,92cos11,92 0,0053 кНОшибка не превышает 0,04%.Расчет поперечных сил. При левосторонней системе с 2 ил:0Q 4 AE R A sin 1 99,71 sin36, 58 99, 53 кН;1636Q EO R A sin 180 0 F цс sin= 99,71sin 180 0 86,58 0 45,86 0 79, 9774sin 19, 44 0 45, 86 0 73, 584 72,6601 0,9243 кН;0Q OB Q EO F цр .
м sin 4 0 б 9243 284, 955sin11, 23 66, 9 кНПроверяем правильность расчета:0Q OB F B sin 5 66, 9 323, 92sin11,92 0,0042 кН.Погрешность расчета незначительна.Рассчитываем моменты сил, действующих в сечениях стрелы:MA00M E R A 4 sin 1 99, 71sin86,58 2,337 232, 6 кН.м;00M 0 R A sin 180 1 6 cos 6 l 2 R A cos 180 1 6sin 6 F 47 ЦС sin 3 6 l 299,71sin 180 0 86,58 0 45, 86 0 2, 337cos 45,86 0 1,753 99,71cos 180 0 86,58 0 45,86 02,337sin 45,86 0 79,9774 34 sin 45 19, 44 0 45, 86 0 1,7529 128, 113 кН мМомент справа:М 0 F B sin 5 ( 1 2 ) 232, 92sin11,92 (4, 6007 1,7529) 190, 53 кН м ;ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист61И 5 зм Лист No докум.
Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и датаМ В 0.По результатам расчетов строим эпюры продольно-осевых, поперечныхсил и изгибающих моментов.Эпюры свидетельствуют о том, что наиболее опасными по сочетаниюнагрузок являются сечения Е и О.Условие прочности по нормальным напряжениям для сеч 2 ения Е: 4АЕ E [ ]сж сжEZNMFW, (2.47)ЕO E [ ]pрEZNMFW, (2.48) 2где FE - площадь поперечного сечения E;WZ - момент сопротивления сечения E.По касательным напряжениям наиболее опасным является сечение E. Вэтом случае условие прочности определяется по формуле Журавского: 4AE ( y )ZQSbJ, (2.49) 2где S(y) - статический момент сечения E; b - ширина сечения;J Z - осевой момент инерции относительно оси рукояти E.Для определения геометрических характеристик сечений необходиморазработать их конструкцию.Современные конструкции моноблочных стрел выполнены сварными излистовой стали 10Г2С1, 10ХСНД, 15ХСНД, 14Г2 по ГОСТ 19282-73.
Формапоперечных сечений показана на рис. 3.9, 3.10. 4Значения параметров сечения E: b =0,6 м; h =0,8 м; b1 =0,58 м; t =0,016 м; t1=0,012 м. Для 2 сечения О: b =0,6 м; h =0,6 м; b1 =0,58 м; t =0,016 м; t1 = 0,012м.ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист62И 5 зм Лист No докум. Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и дата460,07175,2932,2845,8619,84645АЕВО86,58233,730,7911,23RARBFЦ.с.Fцр.м11,92АЕОВNeNaN0 QoQbQa NbMoЭпюра QЭпюра NЭпюра M99,53 24 кН-66,9 кН0,924 кН37,435 кН 316,9 кН5,95 кН232,6 кН120 кН190,5 кНРис.
3.11. 34 Конструктивная и расчетная схема. Эпюры 4 N,Q и М.60012121616580800УZ1234520,8 кН15,9 кН94,61 кН 4Рис . 3.12. 2 Схема сечения E и эпюры действующих напряжений: 1 - верхнийпояс; 2 – стенка; 3 - косынка; 4 - цапфа; 5 - нижний пояс 4ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист63И 5 зм Лист No докум. Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и дата60060016121612УZ100,52 кНРис . 3.13. Схема сечения О и эпюра нормальных напряжений.Площади 2 сечений 10 :2F E 2[ t b t 1 ( h 2 t ) ] 2 [1, 6 60 1, 2( 80 2 1,6)] 345, 5 см ;2F О 2[ t b t 1 ( h 2 t ) ] 2 [1, 6 60 1, 2( 60 2 1,6)] 328, 32 см . 2Статические моменты сечений 10 :221( 2 ) 80 1, 6 1, 2(80 2 1, 6) 22 ( ) 2 1, 6 60 ( ) 9885, 66ZE 2 2 3 2 2 3htthtS t b см221( 2 ) 60 1, 6 1, 2(60 2 1, 6) 22 ( ) 2 1, 6 60 ( ) 6896,89ZО 2 2 3 2 2 3htthtS t b смМоменты инерции рассчитываемых сечений:2 2[, ( )];22cnnEEZE ZE Z E EhtJ J J F (2.50)2 2[, ( )],22cnnООZО ZО Z О ОhtJ J J F (2.51)где cJ ZE, cJ ZO - моменты инерции стенок относительно оси Z:331( 2 ) 1, 2(80 2 1,6) 445298, 48 ;12 12cEZEthtJ см331( 2 ) 1,2(60 2 1,6) 418325,04 ;12 12cОZОthtJ см,nJ Z E,,nJ Z O - моменты инерции относительно осей симметрии поясов Z:334,60 1,620, 48 ;12 12nZEbtJ см 104n, n, 20, 48 ;J Z O J Z E смnF E, nF O - площади поперечных сечений поясов 10 :n n 1,6 60 96 2F E F O t b смДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист64И 5 зм Лист No докум.
Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и датаТогда: 80 1,6 42 45298, 48 2 [20, 48 96 ( )] 98164,32 ;J ZE 2 2 см60 1, 6 42 19325, 04 2 [20, 48 96 ( )] 42297, 44 .J ZО 2 2 смНормальные напряжения в крайних сжатых волокнах сечения:332485, 95 10 232, 6 10 80 1094, 61 .2 345, 5 10 2 98164, 32 10Е AE EсжE ZENMhмПаFJПо аналогии нормальные напряжения растяжения в сечении О.33243316,93 10 128,113 10 60 10100,52 .2 328,32 10 2 42297, 44 10О EО О ОрE ZОNMhмПаFJ 2Принимая для стрелы материал сталь 10Г2С1, имеющую T 250 мПа,видим, что геометрические параметры сечений при действующих нагрузкахудовлетворяют условиям прочности.Проверяем условие прочности по касательным напряжениям в сечении Е.Для этого строим эпюру касательных напряжений по высоте сечения.На поверхностях поясов τЕ=0.На внутренних поверхностях поясов 4 :362880 1,6( ) 99,53 10 1,6 60( ) 102 2 2 2 0,636 .60 10 98164,32 10EEn AEn AE ZZE ZEhtQtbQSмПаbJbJНа поверхностях стенок, примыкающих к поясам:36101180 1, 6( ) 99, 53 10 1, 6 60( ) 102 2 2 2 15, 9 .2 2 2 1.2 98164, 32 10En AEс AE ZZE ZEhtQtbQSмПаtJtJНа уровне нейтрального слоя Z:910199,53 9885,66 1020,88 .2 2 4 1, 2 98164,32 10n AE ZEZEQSмПаtJ 2Для выбранной стали [τ]=160мПа.
Следовательно, условие прочности покасательным напряжениям выполнено с существенным запасом.3.5. 4 Определение усилий выдвижения телескопической стрелы рабочегооборудования экскаватораДля выдвижения секций телескопической стрелы 6 используютгидравлические цилиндры (ГЦ) и канатно-блочные механизмы. 6ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист65И 5 зм Лист No докум. Подп. Д 5 атаИнв.No подп.
Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и датаПри проектировании телескопической стрелы необходимо определитьмаксимальные усилия ГЦ Fгц в канатах выдвижения и втягивания секций, атакже максимальный ход штока гц.Если в телескопической стреле первая секция неподвижна, а остальныевыдвигаются одинаково, то гц = 6 max /(n-1), где n – число секций стрелы; 6 max –максимальное суммарное удлинение 6 стрелы.Если при выдвижении или втягивании стрелы положение грузаотносительно стрелы не меняется (за счет разматывания или наматываниягрузового каната на барабан), то груз поднимается или опускается на ту жевысоту, что и оголовок стрелы:( ) 6 sin21niGii.Силы трения выразим через коэффициент трения скольжениянаправляющих секций f и нормальные силы в опорах скольжения i-й секции 6 N1iи N2i:Fif(N1iN2i).Для определения сил давления в опорах скольжения N1i и N2i необходимосоставить уравнения равновесия соответствующей секции стрелы.Чтобы учесть сопротивление вращению канатных блоков механизмоввыдвижения и втягивания секций, грузового полиспаста, в левую частьуравнения (1) необходимо добавить виртуальную работу А сил сопротивлениявращению блоков:BKPm 6Pm mniimKmА M Cim M311,где МCim – момент сопротивления вращению m-го канатного блока механизмоввыдвижения и втягивания i-й секции; МPm – момент сопротивления вращениюm-го канатного блока полиспаста; im – виртуальный угол поворота m-гоканатного блока механизмов выдвижения и втягивания i-й секции; m –виртуальный угол поворота m-го канатного блока полиспаста.
6ДП 23.05.01.0 3.00.00 ПЗЛист66И 5 зм Лист No докум. Подп. Д 5 атаИнв.No подп. Подп. 5 и дата Взам. инв.No Инв. No дубл. Подп. и датаВиртуальную работу А 6 сил сопротивления вращению блоков можно выразитьчерез коэффициент полезного действия (КПД) . 6Суммарно для механизмов выдвижения и втягивания стрелы()1A ( F 6 ГЦ 2 S пред ) 3 2.Определим теперь виртуальную работу Ап сил сопротивления вращениюблоков грузового полиспаста.Для рассматриваемой механической системы Ап = 0, если блокиполиспаста не вращаются, то есть груз относительно оголовка стрелы неперемещается. 6Рассчитаем усилие штока гидроцилиндра выдвижения телескопическойстрелы при КП = 6, Sпред = 2 кН, f = 0,15; = 0,99; П = 0,95.Телескопическая стрела состоит из 2 секций: 1-й – основной секции, 2-йсекции, выдвигаемой гидроцилиндром, G2 = 6,3 кН.Запишем принцип возможных перемещений для телескопической стрелы сгрузом (1) при выдвижении 6 секции с учетом сопротивления вращениюканатных блоков механизмов выдвижения и втягивания 6 :()F.1G()1[ G sin F ( ) ] G ( F 2 S )ГЦ ГЦ3i2ii1ППГГ ГЦ пред 3 23i2iiGiii1Согласно кинематической схеме механизма выдвижения секций стрелы3 2 2, 2 6 ГЦ .При выдвижении секций стрелы канатный барабан заторможен, поэтому,согласно (2), G ( 6 sin 1 / К П ) 2 2 .После подстановки и преобразования (3) принимает вид 6F.12G1( G 2 G ) sin 2 G (sin 1 / К ) F F ( F 2 S ) ГЦПП2 3 Г П 2 3 ГЦ пред ГСилы трения в направляющих скольжения секций F2 и F3 найдем изуравнений равновесия секций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
