/>
Мета даного розділу - розробити конструкції елементів робочого устаткування, а також розрахувати параметри їх перетинів з умови міцності і надійності при дії екстремальних навантажень. Вихідними даними є раніше виконані розрахунки по визначенню геометричних параметрів і навантажень в шарнірних зчленуваннях розглянутих елементів при строгому дотриманні їх просторової орієнтації.
Умови роботи: стріла перебуває в крайньому нижньому положенні. На стрілу діють максимальні зовнішні навантаження, що знаходяться в поздовжньо-вертикальній осьовій площині: - реакція шарніра стійки платформи на п'яту стріли;- Зусилля дії рукояті на стрілу в шарнірі В;- Зусилля штоків гідроциліндрів стріли;- Максимальне зусилля корпусу гідроциліндра рукояті. Вагою стріли можна знехтувати, оскільки його вплив на напружений стан металоконструкції через розподіленого характеру незначно.
У даному розрахунку приймається допущення про відсутність дії на металоконструкцію стріли бічних навантажень і моментів, що скручують, хоча в реальних умовах дію цих факторів необхідно враховувати.
Вихідні дані:=99,71 кН; =323,92 кН; =79,9774 кН; =284,955 кН,=2,337 м; =6,45 м; =4,601м; =1,753м; =0,323 м; =86,56 °; =30,79 °; =19,44 °; =11,23 °; ; ;
Під дією зовнішніх навантажень в перетинах стріли виникає складний напружений стан, обумовлений наявністю нормальних напружень розтягування (стиснення) і дотичних напружень зсуву. Перші виникають в результаті дії осьових навантажень і згинальних моментів, а другі - в результаті дії поперечних сил.
Конструктивну схему стріли вибираємо за аналогією з прототипом. На основі прийнятої конструкції вичерчуємо розрахункову схему стріли з літерним позначенням її геометричних параметрів і зовнішніх навантажень
Малюнок 6.1. Конструктивна і розрахункова схема. Епюри, і М
Розрахунок поздовжньо-осьових сил. При лівосторонньої системі сил
кН
=
=кН
кН
Перевірка:
;
кН
Помилка не перевищує 0,04%.
Розрахунок поперечних сил. При лівосторонньої системі сил
кН;
=кН;
кН
Перевіряємо правильність розрахунку:
кН.
Похибка розрахунку незначна.
Розраховуємо моменти сил, що діють в перетинах стріли:
кН.м;
кН м
Момент праворуч:
За результатами розрахунків будуємо епюри поздовжньо-осьових, поперечних сил і згинальних моментів (див. рис. 7.1).
Епюри свідчать про те, що найбільш небезпечними по поєднанню навантажень є перетину Е і О.
Умова міцності за нормальними напруженням для перетину Е:
де FE - площа поперечного перерізу E;
WZ - момент опору перерізу E.
За дотичним напруженням найбільш небезпечним є перетин E. У цьому випадку умова міцності визначається за формулою Журавського:
де S (y) - статичний момент перетину E; b - ширина перерізу;
- осьовий момент інерції щодо осі рукояті E.
Для визначення геометричних характеристик перетинів необхідно розробити їх конструкцію.Современние конструкції моноблочних стріл виконані зварними з листової сталі 10Г2С1, 10ХСНД, 15ХСНД, 14Г2 за ГОСТ 19282-73. Форма поперечних перерізів показана на рис. 7.2, 7.3.
Малюнок 6.2. Схема перетину E і епюри діючих напруг:
1 - верхній пояс; 2 - стінка; 3 - косинка; 4 - цапфа; 5 - нижній пояс
Малюнок 6.3. Схема перетину О і епюра нормальних напружень
Значення параметрів перетину E (див. рис. 9): b=0,6 м; h=0,8 м; b 1=0,58 м; t=0,016 м; t 1=0,012 м. Для перетину О (див. рис. 10): b=0,6 м; h=0,6 м; b 1=0,58 м; t=0,016 м; t 1=0,012 м.
Площі перетинів
Статичні моменти перетинів
Моменти інерції розраховуються перетинів
де, - моменти інерції стінок щодо осі Z;
, - моменти інерції щодо осей симетрії поясів Z:
, - площі поперечних перерізів поясів:
