ДП 23.05.03.16.153.ПЗ (1229214), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Далее произведен расчет при давлении 40 Н/см² по формулам (3.17), (3.18), (3.20):

Повторный расчет силы F₃ произведен при давлении 60 Н/см²:

Расчет при других значений сил упругости F_м, F_б и F_п представлен в таблицы 3.3.

Таблица 3.3 – Расчет силы, действующей на защелку в третьем случае

Таким образом были получены значения силы при третьем случае нагружения при давлении в цилиндре 40 Н/см² и критическом давлении 60 Н/см². Далее значения будут использоваться в прочностном расчете.

4 ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ЗАЩЕЛКИ ВБО-25

4.1 Исходные данные

Для выполнение прочностного расчета за исходные данные будут взяты размеры защелки ВБО-25, представленные на рисунке 4.1, параметры стали защелки и полученные значения нагрузок из пункта 3.

Рисунок 4.1 – Эскиз защелки ВБО-25

Все размеры на эскизе в миллиметрах. Не отмеченные скругления равны 6 мм. Защелка выполнена из среднеуглеродистой, трудно свариваемой легированной стали 40Х. Сталь содержит 0,4% углерода и 1,5% хрома. Необходимые параметры стали приведены в таблице 4.1. Предел текучести взят на основе справочных данных для соответствующей стали, подверженной нормализации и отпуску. Данная сталь используется в промышленности в узлах повышенной прочности. Аналогом стали является: 45Х, 38Х, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. Параметры стали предварительно уточняются в программе Solid Works 2017. Модель защелки в среде Solid Works представлена на рисунке 4.2. Требуется проверить защелку на наличие уязвимых мест: отверстие для втулки, внутренняя гран «клюва». Для данной защелки будет произведен статический и динамический расчет в трех случаях нагружения, о которых говорится в пункте 3.

Таблица 4.1 – Параметры стали 40Х

Рисунок 4.2 – Модель защелки в Solid Works

4.2 Статический расчет защелки

Производится статический расчет в первом случае нагружения защелки (рисунок 3.3) для значений нагрузки F₁ из таблицы 3.1. Фиксированную геометрию следует установить в месте контакта защелки с плитой, шарнирное крепление – в отверстие под втулку диаметром 12 мм. Сила F₁ приложена к внутренней грани «клюва» защелки. Результаты расчета представлены на рисунках в виде эпюр построенных в программе.

На рисунке 4.3 изображена эпюра напряжений для F₁ равное 1009 Н. На эпюре видно, что максимальное напряжение равно 244,048 Н/мм² и не превышает предел текучести 275 Н/мм². Далее произведены аналогичные расчеты для силы 1170 Н и 1383 Н. Результаты приведены на рисунках 4.4, 4.5.

Рисунок 4.3 – Эпюра напряжений для F₁=1009 Н

Рисунок 4.4 – Эпюра напряжений для F₁=1170 Н

Из рисунка 4.4 видно, что при данной нагрузке происходит превышение предела текучести защелки, максимальная концентрация напряжения образуется на внутренней грани «клюва». Максимальное напряжение составляет 285,969 Н/мм² при допустимом 275 Н/мм². Расчет показал, что нагрузка является опасной для защелки.

На рисунке 4.5 видно, что при нагрузке F₁ равное 1383 Н имеется превышение допустимого напряжения. Напряжение концентрируется в том же месте что и ранее. Максимальное напряжение составляет 334,508 Н/мм². Из этого следует вывод, что нагрузка 1383 Н является опасной для защелки.

Рисунок 4.5 – Эпюра напряжений для F₁=1383 Н

Данная нагрузка достигается при наибольшем сжатии пружин отключения и поджатия, при полном ходе изоляционной тяги. При неправильном отрегулированные выключателя, срок службы защелки снижается, ввиду большой силы упругости, которая приходится на защелку.

Далее произведен статический расчет для второго случая воздействия на защелку – в момент удара якорем при F₂ равное 38,78 Н. Фиксированная геометрия расположена в точке контакта защелки и плиты, в отверстие – шарнирный контакт. Сила приложена к нижней части «плеча», вертикально.

Рисунок 4.6 – Эпюра напряжения для F₂=38,78 Н

По рисунку 4.6 можно сказать, что превышение предела текучести не допускается. Нагрузка является не опасной для защелки.

При третьем случае нагружения используются значения таблицы 3.3. К наружной грани «клюва» защелки приложена сила F₃. Фиксированная геометрия установлена в отверстие под втулку. Эпюра, при F₃ равное 103,19 Н, представлена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – Эпюра напряжения для F₃=103,19 Н

Из рисунка выше следует, что максимальное напряжение не превышает предел текучести. Нагрузка является не опасной для защелки

Произведен расчет при F₃ равное 326,16 Н, представленный на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 – Эпюра напряжения для F₃=326,16 Н

Из рисунка выше также следует, что максимальное напряжение не превышает предел текучести. Из расчета при F₃ равное 516,175 Н (рисунок 4.9) можно сказать то же самое.

Рисунок 4.9 – Эпюра напряжения для F₃=516,175 Н

Расчет при третьем случае нагружения был произведен при давлении 40 Н/см², далее расчет повторяется при критическом давлении в цилиндре –‑60 Н/см² (рисунок 4.10, 4.11, 4.12).

Рисунок 4.10 – Эпюра напряжения для F₃=888,19 Н

Рисунок 4.11 – Эпюра напряжения для F₃=1111,16 Н

Рисунок 4.12 – Эпюра напряжения для F₃=1301,175 Н

Из расчета при давлении 60 Н/см² следует, что сила F₃ при повышенном давлении негативное воздействие на защелку не оказывает.

По результатам статического расчет можно сделать вывод, что нагрузки 1170 Н и 1383 Н являются опасными для защелки.

4.3 Динамический расчет защелки

Расчеты были выполнены для статической нагрузки. В добавок производится динамический расчет, для этого используем защелку в сборке с втулкой так, как она непосредственно вступает в шарнирную связь с защелкой, и предназначена для снижения концентрации напряжения в отверстии защелки. Втулка выполнена упрощенно, фиксированная геометрия исключена. Шарнирная связь приходится на цилиндрическую грань втулки. Модель втулки в программе Solid Works представлена на рисунке 4.13.

Рисунок 4.13 – Модель втулки

За исходные данные используются те же значения, что и выше – из таблицы 3.1. Полученные эпюры представлены на рисунках 4.14–4.16. Скопление напряжение в том же месте – внутренняя вертикальная грань «клюва».

Рисунок 4.14 – Эпюра напряжений для F₁=1009 Н

Рисунок 4.15 – Эпюра напряжений для F₁=1170 Н

Рисунок 4.16 – Эпюра перемещений для F₁=1383 Н

При нагрузке F₁=1009 Н по рисунку 4.14 видно, что превышение предела текучести отсутствует. При нагрузке F₁ равное 1170 Н из рисунка 4.15 можно сказать, что превышение предела текучести имеется и максимальное напряжение составляет 302,883 Н/мм². На рисунке 4.16 видно, что при нагрузке F₁ равное 1383 Н также существует превышение предела текучести. Максимальное напряжение – 358,023 Н/мм². Динамический расчет для первого случая нагружения показал, что нагрузка в 1170 Н и 1383 Н является опасной для защелки.

Производится динамический расчет для второго случая нагружения, когда на защелку воздействует якорь электромагнита.

Характеристики

Список файлов ВКР