Повышение эффективности строительного камня в условиях ОАО Дальстроймеханизация (1225424), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

3 Расчет конструкции гравитационного сортировщика

3.1 Предварительная конструктивная схема сортировщика

Гравитационный сортировщик состоит из двух сварных металлических рам расположенных под углом 30 градусов к горизонту и опирающихся на металлические стойки.

Первая рама верхней поперечной балкой опирается на площадку работы погрузчика, а нижней на стойки. Каркас рамы выполняется из двух продольных стальных балок двутаврового сечения длиной 6000 мм и двух поперечных так же двутаврового сечения длиной 3550 мм сваренных между собой. Внутри рамы расположены балки с интервалом 200 мм для просыпания камня мелкой фракции до 200мм.

Вторая рама в верхней и нижней части опирается на стойки. Каркас выполняется из двух продольных стальных балок двутаврового сечения длиной 6000 мм и двух поперечных так же двутаврового сечения длиной 3660 мм сваренных между собой. Внутри рамы расположены балки с интервалом 500 мм для просыпания камня средней фракции от 200 до 500мм.

На продольные балки обеих рам навариваются борта из листовой стали по ГОСТ 19903-74.

Стойки выполняются из стальных швеллеров по ГОСТ 8240-97.

L – длина рамы, L= 600 мм; B – ширина рамы, B=3550 мм; L₁ – длина участка сортировки, L₁=10400 мм; - угол наклона рамы, ; H – высота участка сортировки, Н=7000 мм; Н₁ – высота наклона рамы, Н₁=3000 мм; Н₂ – высота крайней стойки, Н₂=800 мм; b₁ – ширина щели, b₁=200 мм; b₂= b₄ – ширина балки, b₂=155 мм; b₃ – ширина щели, b₃=500 мм.

Рисунок 12 Габаритные размеры участка сортировки

3.2 Выбор материала металлоконструкций рамы

Материал и размеры поперечного сечения балок сварной рамы определяются из расчета прочности, в котором учитывается фактическая нагрузка на металлоконструкцию.

3.2.1 Определение размеров поперечного сечения и материала балок 1ой рамы

1) Расчет продольной балки

а=5,7м; b=0,15м; c=0,15м; q – равномерно распределенная нагрузка,

q=8,25 кН/м; F – сосредоточенная сила, F=47 кН/м.

Рисунок 13 Расчетная схема продольной балки

F и q рассчитываются по удельному весу бутового камня равному 1м³=1600кг. Так как объем ковша погрузчика равен 3м³, то вес ссыпаемого камня на сортировщик равен 4800 кг=47 кН.

Следовательно F=47 кН, q=47 кН/5,7 м=8,25 кН/м.

По данным нагрузкам и расчетной схемы строятся эпюры изгибающих моментов.

Q – эпюра перерезывающих сил;

М – эпюра изгибающих моментов.

Рисунок 14 Эпюры изгибающих моментов

По эпюре изгибающих моментов находится опасное поперечное сечение балки, в котором Mmax = 151,65 кНм вызывает растягивающие нормальные напряжения в верхних волокнах и сжимающие нормальные напряжения в нижних волокнах.

На основании условия прочности по нормальным напряжениям

(1)

определяется требуемый осевой момент сопротивления

(2)

где - максимальный изгибающий момент, ;

- допускаемое напряжение при изгибе для стали Ст4,

/22/.

см³

Из сортамента (ГОСТ 8239-89) выбирается двутавр № 40 с Wx = 953 см3.

Принятый двутавр проверяется по нормальным и касательным напряжениям.

.

Из сортамента для двутавра № 40 выписываются геометрические характеристики:

Jx = 19062 см4 – осевой момент инерции площади относительно главной центральной оси x поперечного сечения;

Sx = 545 см3 – статический момент половины поперечного сечения относительно оси x;

s = 0,83 см – толщина стенки;

t = 1,3 см – толщина полки;

h = 40 см – высота двутавра;

b = 15,5 см – ширина полки двутавра.

Наибольшее касательное напряжение действуещее в стенке в точках на оси x, составляет:

(3)

где – допускаемое напряжение при кручении для стали Ст4,

/22/;

– максимальная перерезывающая сила, =70,53 кН;

= - – статический момент половины поперечного сечения относительно оси x, Sx = 545 см3;

– осевой момент инерции площади относительно главной центральной оси x поперечного сечения, Jx = 19062 см4;

– толщина стенки, s = 0,83 см.

Таким образом, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям выполняется.

2) Расчет поперечной балки

а – длина балки, а=3550мм; q – равномерно распределенная нагрузка,

q=47 кН/3,55 м=13,24 кН/м.

Рисунок 15 Расчетная схема поперечной балки

По данным нагрузкам и расчетной схемы строятся эпюры изгибающих моментов.

Рисунок 16 Эпюры изгибающих моментов

По эпюре изгибающих моментов находится опасное поперечное сечение балки, в котором Mmax = 132,2 кНм вызывает растягивающие нормальные напряжения в нижних волокнах и сжимающие нормальные напряжения в верхних волокнах.

На основании условия прочности по нормальным напряжениям определяется требуемый осевой момент сопротивления

см³

Из сортамента (ГОСТ 8239-89) выбирается двутавр № 40 с Wx = 953 см3.

Принятый двутавр проверяется по нормальным и касательным напряжениям.

.

Из сортамента для двутавра № 40 выписываются геометрические характеристики:

Jx = 19062 см4 – осевой момент инерции площади относительно главной центральной оси x поперечного сечения;

Sx = 545 см3 – статический момент половины поперечного сечения относительно оси x;

s = 0,83 см – толщина стенки;

t = 1,3 см – толщина полки;

h = 40 см – высота двутавра;

b = 15,5 см – ширина полки двутавра.

Наибольшее касательное напряжение действуещее в стенке в точках на оси x, составляет:

Таким образом, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям выполняется /25/.

Для изготовления данной рамы понадобится десять стальных двутавров № 40 длиной 6000 мм и два стальных двутавра № 40 длиной 3550 мм.

Дополнительно в верхней части рамы приваривается металлический лист для усиления конструкции в точке приложения ударной нагрузки, который будет служить быстро изнашиваемой деталью.

Рисунок 17 Первая рама вид сверху

3.2.2 Определение размеров поперечного сечения и материала балок 2ой рамы

1) Расчет продольной балки

а – длина балки, а=6000мм;

q – равномерно распределенная нагрузка,

q=47 кН/6 м=7,83кН/м.

Рисунок 18 Расчетная схема поперечной балки

По данным нагрузкам и расчетной схемы строятся эпюры изгибающих моментов.

Рисунок 19 Эпюры изгибающих моментов

По эпюре изгибающих моментов находится опасное поперечное сечение балки, в котором Mmax = 35,24 кНм вызывает растягивающие нормальные напряжения в нижних волокнах и сжимающие нормальные напряжения в верхних волокнах.

На основании условия прочности по нормальным напряжениям определяется требуемый осевой момент сопротивления

см³

Из сортамента (ГОСТ 8239-89) выбирается двутавр № 40 с Wx =953 см3.

Принятый двутавр проверяется по нормальным и касательным напряжениям.

.

Из сортамента для двутавра № 40 выписываются геометрические характеристики:

Jx = 19062 см4 – осевой момент инерции площади относительно главной центральной оси x поперечного сечения;

Sx = 545 см3 – статический момент половины поперечного сечения относительно оси x;

s = 0,83 см – толщина стенки;

t = 1,3 см – толщина полки;

h = 40 см – высота двутавра;

b = 15,5 см – ширина полки двутавра.

Наибольшее касательное напряжение действуещее в стенке в точках на оси x, составляет:

Таким образом, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям выполняется.

2) Расчет поперечной балки

а – длина балки, а=3660 мм; q – равномерно распределенная нагрузка, q=47 кН/3,66 м=12,84 кН/м.

Рисунок 20 Расчетная схема поперечной балки

По данным нагрузкам и расчетной схемы строятся эпюры изгибающих моментов.

Рисунок 21 Эпюры изгибающих моментов

На основании условия прочности по нормальным напряжениям определяется требуемый осевой момент сопротивления

см³

Из сортамента (ГОСТ 8239-89) выбирается двутавр № 40 с Wx = 953 см3.

Принятый двутавр проверяется по нормальным и касательным напряжениям.

.

Из сортамента для двутавра № 40 выписываются геометрические характеристики:

Jx = 19062 см4 – осевой момент инерции площади относительно главной центральной оси x поперечного сечения;

Sx = 545 см3 – статический момент половины поперечного сечения относительно оси x;

s = 0,83 см – толщина стенки;

t = 1,3 см – толщина полки;

h = 40 см – высота двутавра;

b = 15,5 см – ширина полки двутавра.

Наибольшее касательное напряжение действуещее в стенке в точках на оси x, составляет:

Таким образом, прочность балки по нормальным и касательным напряжениям выполняется /25/.

Для изготовления данной рамы понадобится шесть стальных двутавров № 40 длиной 6000 мм и два стальных двутавра № 40 длиной 3660 мм.

3.3 Выбор стоек

В качестве стоек выбирается сварная металлическая конструкция из двух швеллеров и двух листов стали.

3.3.1 Определение размеров поперечного сечения швеллера для стоек

F – суммарная нагрузка от веса рамы и камня

Рисунок 22 Расчетная схема

Суммарная нагрузка определяется:

F=G_р+G_к (4)

где G_к – вес камня, G_к=47 кН;

G_р – вес рамы, G_р=g₁n+g₂n (5)

где g₁, g₂ – вес продольной и поперечной двутавровых балок,

g₁=342 кг=3,35 кН, g₂=202,35 кг=1,98 кН; n – количество балок

Характеристики

Список файлов ВКР