Главная       Продать работу       Заказать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дополнения > Конструкторский раздел
Название:
Расчет и разработка бульдозерного отвала с минимальным задним углом и упругим элементом управления

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дополнения
Подкатегория: Конструкторский раздел

Цена:
1 грн



Подробное описание:

3. Расчет и разработка бульдозерного отвала с минимальным задним углом и упругим элементом управления.

3.1. Характеристика и начальные условия проектирования нового бульдозерного оборудования.

Бульдозерное оборудование с минимальным задним углом и упругим элементом управления навешивается на тягач (ДТ-75) как комплект спаренного оборудования, в состав которого входит: отвал, брусья, гидроцилиндр подъема и раскос с упругим элементом. Причем раскос отвала закреплен на толкающих брусьях, что позволяет при достижении номинального усилия производить перемещение, а  значит и изменения угла резания (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Гидравлический бульдозер с упругим элементом на базе трактора ДТ-75.

Таблица 3.1.

Техническая характеристика новой конструкции

Название

Значение

1

2

1.Тяговый класс бульдозера

3

2.Максимальное тяговое усилие, кН

49,81

3.Мощность двигателя, кВт

58,8

Продолжение табл. 3.1.

1

2

4.Скорость движения вперед, км/ч:

          рабочая

          транспортная

 

5,45 - 6,08

6,77 - 7,52

5.Скорость движения назад, км/ч

4,67

6.Бульдозерное оборудование:

          длина отвала, мм

          высота отвала, мм

         угол резания, град

         задний угол, град

 

2660

1300

45

7

7. Давление настройки предохранительного клапана

 в гидросистеме, МПа

 

10

8.Подъем над опорной поверхностью, мм 

600

9.Опускание ниже опорной поверхности, мм 

300

10.Масса эксплуатационная кг:

     трактор   ДТ-75 

     бульдозерное оборудование

 

7100

1100

 

  1. 2. Расчет рациональных параметров отвала с минимальным задним углом.

Главный параметр бульдозера - номинальное тяговое усилие, под которым понимают усилие, развиваемое базовым трактором на плотном грунте с учетом догрузки от веса навесного оборудования при коэффициенте буксования не выше 7% для гусеничных и 20% для колёсных машин на низшей рабочей скорости определяется зависимостью:

,                                                         (3.1)

где   - оптимальный коэффициент использования веса базовой машины с оборудованием по сцеплению, соответствующий допустимому буксованию движителей (для гусеничных сельскохозяйственных тракторов= 0,69 );

 - сцепной вес бульдозера в рабочем состоянии.

Gбм;                                                (3.2)

=1,17×7,100×9,8=73,41 кН

где Gбм – вес базовой машины, кН.   mбм  =7,100(т)

=73,41·0,69= 49,81кН

Длину отвала L выбирают из расчета перекрытия габарита базовой машины по ширине или наиболее выступающих в стороны элементов толкающей рамы не менее 50 мм с каждой стороны. Принимаем L=2660мм.

Высоту отвала определяем в зависимости от номинального тягового усилия бульдозера при скорости, подходящей для бульдозерных работ, параметров отвальной поверхности и грунтовых условий.

, мм                                        (3.3)

Учитывая, что новая конструкция отвала в процессе копания грунта будет менять угол резания от min до max, и наоборот,  в связи с этим высвобождается порядка 15 – 20% тягового усилия трактора, а также с целью увеличения накопительной и планировочной способности принимаем решение об увеличении предварительно рассчитанной высоты на 25 – 30 %:

, мм                                          (3.4)

Учитывая рассчитанную высоту и обеспечения хорошего обзора из кабины трактора примем высоту отвала Н1=1300 мм, от режущей кромки до верхнего края лобовой поверхности.

Анализируя выше приведенные параметры и габаритные размеры базовой машины примем для дальнейших расчетов значение высот отвала Н=1200 мм.

Профиль отвала

Отвалы бульдозера оснащаются козырьком, высота которого составляет (0,1…0,25)Н. Козырек при основном положении отвала устанавливается вертикально. Общая высота отвала с козырьком должна быть такой, чтобы в транспортном положении обеспечивались видимость пространства перед бульдозером и требуемый угол въезда. Однако в нашем случае проболжение лобовой поверхности в верхнем поясе выполняет функцию козырька. Высоту козырька отвала принимаем равной - 0,08 м.

Параметры профиля отвала задаются углами резания , опрокидывания .

Экспериментально доказана целесообразность создания отвалов с изменяющейся кривизной (радиусом кривизны R), который выбирается из следующих соотношений:

R=(0,8…0,9)Н.                                                 (3.5)

Так как наша конструкция отвала имеет, по условию, минимальный задний угол, то при определении кривизны отвала разобьем полную высоту на верхний и нижний пояс. В связи с обеспечением прочностных характеристик, а также наилучшего перемещения срезаемого грунта по нижнему поясу обозначим величины Н1 высота нижнего прочностного пояса, Н2  - высота верхнего пояска. Зная высоту определим кривизну лобовой поверхности для каждого из перечисленных поясов:

Для первого пояса:                       R2 = 0,85×600 520мм.

Для второго пояса:                     R1 = 0,80×1200=950мм.

Задний угол  является также регулируемым и способным изменятся и приспосабливаться к различным грунтовым условиям либо выполняемым технологическим операциям.

При заглублении отвала в грунт обеспечивается условие  - что является традиционным значением для неповоротных отвалов жесткой конструкции.

В нашем случае данная величина будет изменятся: от 20° до 7°(α- θ = 7°…20°)

Скорость заглубления отвала выбираем такой, чтобы заглубление ножа на горизонтальной поверхности осуществлялось на основной рабочей передаче под углом к горизонтали, не превышающим затылочного угла ножа , а также чтобы грунт не сминался коробкой жесткости отвала, в проектируемом варианте управляемого отвала в период заглубления угол резания имеет мах значения, что отвечает традиционным условиям рационального внедрения в массив грунта.

Для выполнения этого условия необходимо соблюдение неравенства:

,                                                   (3.6)

где - скорость кромки ножа при заглублении отвала;

Vмаш скорость движения бульдозера на основной рабочей передаче Vмаш=5км/ч

В нашем случае значение заднего угла можно регулировать и изменять от θ=35° до θ=10°. В момент внедрения в массив примем значение равное θ=35°, тогда:

350 = arctg(Vз/Vмаш),                                           (3.7)

отсюда:

Vз=5∙tg35=5∙0,7002=3,501км/ч

Толщина лобового листа определяется ориентировочно в зависимости от номинального тягового усилия d=8мм.

Остальные габаритные размеры принимаем с учетом конструктивных соображений (рис. 3.2.).

Рис. 3.2. Рабочий орган бульдозера с минимальным задним углом.

На основании расчета и определения основных параметров рабочего органа бульдозера, оснащенного упругим элементом, приступаем к проектированию и расчету механизмов управления отвалом.

Для обеспечения изменения положения отвала в процессе копания, зная максимальную нагрузку воспринимаемую отвалом, принимаем количество управляемых гибких раскосов  n = 2 шт.

Особенности    и    параметры   гибких раскосов     выбираем  на основании

воспринимаемой нагрузки, а места закрепления к брусьям определяем на основании рассчитанных  габаритных параметров гибких раскосов.

Основываясь на вышеприведенном была построена проектируемая конструкция РО (рис. 3.3) со следующими тех. характеристиками (табл. 3.2.)

Рис. 3.3. Бульдозерное рабочее оборудование с упругим элементом.

Таблица 3.2.

Параметры модернизированного рабочего оборудования с упругим элементом

Наименование конструктивной части или параметра

Размер

Ширина отвала, мм

2660

Высота отвала:

1300

Радиус кривизны лобовой поверхности:

                           первого пояса, мм

                           второго пояса, мм 

 

520

950

Угол установки в плане отвала, град

75

Угол резания:

                           максимальный, град

                           минимальный, град         

 

55

37

Задний угол:

                           максимальный, град

                           минимальный, град         

 

20

7

Кол-во упругих раскосов, шт

2

Количество управляемых гидроцилиндров, шт

1

Масса отвала, т

1100

 

  1. 3. Расчет и проектирование упругого раскоса
  2. 3.1. Расчет пружины сжатия круглого поперечного сечения

Рис. 3.4. Схема к определению параметров пружины сжатия.

Выполнить проектировочный расчет пружины сжатия круглого поперечного сечения при следующих исходных данных:

- действующие на пружину усилие предварительного сжатия  F1 = 20кН;

- рабочее осевое усилие F2 = 28,5кН;

- осадка пружины при рабочей нагрузке δ = 43 см;

- относительный инерционный зазор Δ = 0,05.

Пружина первого класса, число циклов нагружения не более N = 107.

По заданным параметрам произведем расчет.

На начальном этапе расчета по выбранному значению допускаемого напряжения  сдвига τа находим предварительное значение диаметра проволоки:

                                                            (3.8)

где  индекс пружины (отношение среднего диаметра пружины D  к диаметру проволоки d) и в данном случае принимаем С = 5; тогда:

  -  вспомогательный коэффициент.

Величина допускаемого напряжения сдвига  τа  зависит от класса пружины, материала, из которого она изготовлена, и условий ее работы.

По ГОСТ 13764-86 пружины подразделяются на три класса. К пружинам первого класса относятся пружины сжатия-растяжения, работающие в условиях переменного режима нагружения без соударения витков, с числом циклов нагружения не менее 107. Пружины второго класса – это пружины сжатия-растяжения, испытывающие циклическую или статическую нагрузку и имеющие выносливость не менее 105 циклов. К пружинам третьего класса относят пружины сжатия, работающие при циклических нагрузках с возможным соударением витков не менее 2000 циклов.

Таким образом, расчет пружины начинается с задания механических характеристик материала. Поскольку предел прочности материала проволоки σb зависит от диаметра проволоки и от класса пружины, то процедура его выбора неоднозначна. В таблице 3.3 с некоторыми сокращениями приведены значения предела прочности по ГОСТ 9389-75 при растяжении стальной углеродистой пружинной проволоки различного диаметра для различного класса пружин.

Замечание. Величина τа  выбирается исходя из следующих рекомендаций:

Таблица 3.3.

Пределы прочности пружин

Предварительно в качестве предела прочности примем среднее арифметическое  значений диапазона (таблицы 3.3), соответствующего пружинам первого класса:

Учитывая класс пружины, определяем допускаемое напряжение сдвига:

Теперь по формуле (3.1) вычисляем предварительное значение диаметра проволоки:

Определяем средний диаметр пружины:

Определяем внешний диаметр пружины:

Сила, действующая на пружину при полном сжатии

Под полным сжатием понимается такой случай деформирования, при котором осевой зазор между витками исчезает, а витки пружины опираются друг на друга. Сила F3, действующая на пружину при полном сжатии, вычисляется как:

где Δ = 0,05 – предварительно заданный относительный инерционный зазор.

Замечание. Величина инерционного зазора для пружины сжатия выбирается следующим образом:

В нашем случае, т.к. рассматриваемая пружина принадлежит к первому классу, можно положить Δ = 0,05 , тогда для силы F3 имеем

Наибольшее напряжение сдвига:

Расчет критической скорости пружины сжатия

Критической скоростью Vk называется предельно допустимое значение скорости перемещения пружины, при которой отсутствуют динамические нагрузки от соударения витков. Рабочая скорость перемещения пружины не должна превышать предельно допустимое значение. Если скорость перемещения задана изначально, то ее необходимо сравнить с полученным расчетным путем предельным значением Vk и в случае превышения последнего изменить параметры так, чтобы при пересчете добиться получения необходимых характеристик.

Для расчета критической скорости пружины сжатия необходимо знать такие характеристики материала, как модуль упругости Е, коэффициент Пуассона  µ, модуль сдвига G , и плотность ρ. Так как проволока изготовлена из пружинной стали, то   

              

Тогда критическая скорость:

Геометрические характеристики пружины сжатия:

Найдем необходимое число рабочих витков, обеспечивающих заданное по условию значение осадки пружины δ = 43 мм:

Полное число витков с учетом опорных (n2 =1,5 – число опорных витков):

Осадка пружины от полной рабочей нагрузки:

Осадка пружины при предварительной деформации:

Проверим величину рабочего хода пружины (напомним, что по условию    δ=43 мм):

Осадка пружины при полном сжатии:

Длина пружины при максимальной деформации:

где n3 =1,5 – число срезанных витков.

Длина пружины в свободном состоянии:

Длина пружины при предварительной деформации:

Длина пружины при рабочей нагрузке:

Шаг пружины в нагруженном состоянии:

Шаг пружины в свободном состоянии (шаг навивки):

Угол подъема винтовой линии:

Длина развертки пружины:

Для определения длины заготовки длину развертки увеличивают на  5 – 10% , в данном случае увеличим на 7%:

                     

Определяем угол закручивания пружины в радианах [20], который равен:

где   [20]

Определяем потенциальную энергию пружины [20]:

                           

где    [20]

В заключении проводим проверку устойчивости пружины:

                                    

Условие выполняется!

  1. 3.2. Определение параметров упругого раскоса.

Рассчитав и подобрав пружину, главный составляющий элемент упругого раскоса, далее произведем подборку конструктивных элементов раскоса, с учетом прочностных характеристик и свойств деталей (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Элементы упругого раскоса:

а – шток с пружиной; б – регулировочная втулка с откидным болтом;                  в – крышка, цилиндр с проушинами; г – устройство регулирования жесткости пружины.

Штоками будут являться откидные болты 1 и 5 ГОСТ 3033-79 имеющие резьбу М20 , на которые (в первом случае) благодаря шайбе 3 ГОСТ 9649-78 и гайке 4 М20 ГОСТ 2528-73 закрепляется пружина 2, (во втором случае) регулировочная втулка 6.

Пружина помещена в цилиндр 9 диаметром 182мм и закрыта крышкой 11 с манжетой 12 1-37 х 45-1 / 4 ГОСТ 8752-79.

Для обеспечения предварительного сжатия пружины применяется болтовое устройство, состоящее из 4 проушин 10 закрепления,  2 откидных болта 14 B.М20-6g х 200 ГОСТ 3033-79, опорной втулки 6, регулировочной пластины 13 и 2-х гаек М20 ГОСТ 15523-70. Закручивая гайки - производим затяжку пружины на необходимую величину (рис. 3.5).

Результаты проектирования отображены на рис. 3.6. представлены в                 табл. 3.4.

Таблица 3.4.

Параметры спроектированного упругого раскоса

Название

Значение

1

Предварительная сжатие пружины, кН

20

2

МАХ рабочее осевое усилие, кН                     

30

3

Диаметр пружины,мм                                  

158

4

Рабочий ход пружины, мм

250

5

Диаметр цилиндра, мм

182

6

Диаметр штока, мм

37

 

  1. 4. Прочностной расчет бульдозера.

Первое расчетное положение (рис. 3.7,а). Внезапный упор в препятствие средней точкой отвала при движении по горизонтальной поверхности; цилиндры находятся в запертом положении.

Второе расчетное положение (рис. 3.7,б). В процессе заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания базовой машины, относительно точки А.

Рис. 3.6. Упругий раскос.

Рис. 3.7. Схема пять расчетных положений действия сил, на нож отвала, (,  и  - усилия, действующие на отвал).

Третье расчетное положение (рис. 3.7,б). В процессе, заглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор выве­шивается на крайней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки А (рис.3.8).

Четвертое расчетное положение (рис. 3.7,в). В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор вывешивается на средней точке отвала; в. цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В (рис.3.8).

Пятое расчетное положение (рис. 3.7,в). В процессе выглубления отвала при одновременном движении вперед по горизонтальной поверхности трактор выве­шивается на крайней точке отвала; в цилиндрах развивается усилие, достаточное для опрокидывания трактора относительно точки В (рис.3.8).

Динамическая сила для всех расчетных положений бульдозера,

,,                                (3.9)

где  ,  и  - три составляющие, динамической силы, .

Динамическая сила для первого расчетного положения,

,

 

Рис. 3.8. Схема бульдозера.

;                (3.10)

 - согласно рисунку 3.7,а.

Динамическая сила для второго расчетного положения,

;                      (3.11)

;                                (3.12)

;

,

Динамическая сила для третьего расчетного положения,

;

;

;              (3.13)

,

Динамическая сила для четвертого расчетного положения,

;                        (3.14)

;

;

,

Динамическая сила для пятого расчетного положения,

;

;

;

,

Полученные значения усилий, действующих на раму неповоротного отвала, занесем в таблицу 3.5.

Расчет навесного оборудования можно разделить на три части:

1) Нахождения реакций и усилий;

2) Выбор поперечного сечения;

3) Проверка выбранного поперечного сечения.

 

Таблица 3.5

Значения усилий, действующих на раму поворотного отвала.

Расчетное

положение

Значения усилий, действующих на раму,

I

175,78

0

0

175,78

II

175

0

16,27

175,75

III

175

16,83

16,27

176,56

IV

150

0

28,57

152,7

V

150

16,83

28,57

153,62

Опасное и аварийное расчетное положение для работы

 

I

175,78

16,83

28,57

175,78

Разработка и расчет схемы навесного оборудования.

Рис. 3.9. Схемы навесного оборудования бульдозера.

С помощью уравнений равновесия найдем некоторые реакции в шарнирах и усилие в гидроцилиндре (рис. 3.9).

Сумма моментов относительно оси Y и найдем усилие в гидроцилиндре , относительно точки начало координат,

;,

     (3.15)

Сумма моментов относительно оси X и найдем усилие в шарнире А  , относительно точки С,

;,

           (3.16)

Сумма моментов относительно оси X1 и найдем усилие в шарнире С  , относительно точки А,

;,

             (3.17)

Для проверки правильности нахождения реакций и усилия гидроцилиндре спроектируем все силы на ось Z, т.е.,

;,

Проверка показала, что реакции найдены правильно.

Сумма моментов относительно оси Z и найдем усилие в шарнире A  , относительно точки C,

;,

                 (3.18)

Сумма моментов относительно оси Z и найдем усилие в шарнире С  , относительно точки A,

;,

                 (3.19)

Проверка правильности нахождения реакций, спроектировав все силы на ось X,

;,

Проверка показала, что реакции найдены правильно.

Разделяем рабочее оборудование и составляем расчетные  схемы толкающих брусьев и отвала.

Рис. 3.10. Схемы действий сил на толкающие брусья.

Сумма моментов относительно оси Y1 и найдем усилие , относительно точки В (Рис. 3.11,а),

;,

 

Рис. 3.11 Схемы действий сил на отвал.

       (3.20)

Находим реакцию ZB, из условия суммы сил, спроектировав все силы на ось Z1,

;,

Сумма моментов относительно оси Y1 и найдем усилие , относительно точки D (Рис. 3.11,б),

;,

          (3.21)

Находим реакцию ZD, из условия суммы сил, спроектировав все силы на ось Z,

;,

Проверка правильности нахождения реакций, используя расчетную схему отвала, спроектируем все силы на ось Z:

;,

Проверка показала, что реакции найдены правильно.

Для нахождения неизвестных реакций необходимо составить систему уравнений, используя расчетные схемы бруса AB, бруса CD (рис. 3.11,а, б) и отвала (рис. 3.12):

Для схемы :

;, (3.22)

;,(3.23)

;;(3.24)

Для схемы :

;,(3.25)

;,   (3.26)

;;(3.27)

Для схемы :

;,                      (3.28)

;,        (3.29)

Составим эпюры изгибающих моментов и продольных сил на обоих брусьях, подкосах и раскосах.

Рассмотрим расчетную схему бруса AB (Рис. 3.13)

Рис. 3.12. Расчетная схемы нагружения бруса АВ

Разобьем брус АВ на участки р1 и р2 и построим эпюры изгибающих моментов в плоскости xOz.

Для участка р1 ():

;                                                        (3.30)

;                                                   (3.31)

;

Для участка р2 ():

;                                                        (3.32)

;                                                   (3.33)

;

Построим эпюры изгибающих моментов в плоскости xOy.

Для участка р1 ():

;                                                             (3.34)

;                                                   (3.35)

;

Рис. 3.13. Эпюра изгибающих моментов в плоскости xOz.

Рис. 3.14. Эпюра изгибающих моментов в плоскости xOy.

Для участка р2 ():

;                                                         (3.36)

;                                                   (3.37)

;

 

Построим эпюру нормальных сил:

Рис. 3.15. Эпюра нормальных сил бруса АВ.

Для участка р1 ():

;

Для участка р2 ():

;

Аналогично поступим с брусом CD (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Расчетная схемы нагружения бруса CD

Разобьем брус CD на участки р1 и р2 (рис. 3.17) и построим эпюры изгибающих моментов в плоскости xOz.

Для участка р1 ():

;                                                        (3.38)

;                                                   (3.39)

;

Для участка р2 ():

;                                                        (3.40)

;                                                   (3.41)

;

 

Рис. 3.17 Эпюра изгибающих моментов в плоскости xOz.

 

Построим эпюры изгибающих моментов в плоскости xOy (Рис. 3.18)

Для участка р1 ():

;                                                        (3.42)

;                                                   (3.43)

;

Для участка р2 ():

;                                                        (3.44)

;                                                   (3.45)

;

 

Рис. 3.18 Эпюра изгибающих моментов в плоскости xOy.

 

Построим эпюру нормальных сил:

 

Рис. 3.19. Эпюра нормальных сил бруса CD.

Для участка р1 ():

;

Для участка р2 ():

;

Выбор поперечного сечения толкающих брусьев и определение его геометрических характеристики.

Выбираем профиль бруса:

 

Рис. 3.20  Поперечное сечение толкающего бруса

, , , .

Материал толкающего бруса (Ст. 30) -  - предел прочности стали.

Площадь поперечного сечения,

             (3.46)

Момент инерции сечения,

          (3.47)

            (3.48)

Определяем допускаемое напряжение,

,                                (3.49)

где   - коэффициент запаса прочности, лежит в пределах .

Проверка поперечного сечения толкающих брусьев по допускаемому напряжению.

,    (3.50)

где ,   - максимальный изгибающий момент бруса, в плоскостях,

,  - размеры поперечного сечения бруса,

,  - момент инерции сечения бруса,

 - нормальная сила, действующая в брусе, в плоскостях, ;

 - площадь поперечного сечения бруса, .

Проверим брус AB по допускаемому напряжению,

Для сечения I:

где   - максимальный изгибающий момент бруса AB, в плоскости xOy.

  - максимальный изгибающий момент бруса AB, в плоскости xOz.

 - нормальная сила на первого участка бруса AB.

Для сечения II:

где  - изгибающий момент бруса AB, произвольного сечения, в плоскости xOz, (используя правило подобия треугольников).

 - изгибающий момент бруса AB, произвольного сечения, в плоскости xOy, (используя правило подобия треугольников).

 - расстояние до произвольно выбранного сечения.

 - нормальная сила на втором участке бруса АВ.

Условие выполняется в обоих сечения, значит, толкающий брус АВ удовлетворяет условиям прочности и может быть использован в рабочем оборудовании.

Проверим брус CD по допускаемому напряжению,

Для сечения I:

где   - максимальный изгибающий момент бруса CD, в плоскости xOy.

  - максимальный изгибающий момент бруса CD, в плоскости xOz.

 - нормальная сила на первого участка бруса CD.

 

Для сечения II:

где  - изгибающий момент бруса CD, произвольного сечения, в плоскости xOz и xOy, (используя правило подобия треугольников).

 - нормальная сила на втором участке бруса CD.

Условие выполняется в обоих сечения, значит, толкающий брус CD удовлетворяет условиям прочности и может быть использован в рабочем оборудовании.

В подкосах действует только сжимающая и растягивающая сила, поэтому условие прочности будет, 

,                                             (3.51)

где  - нормальная сила, действующая в элементе, ;

 - площадь поперечного сечения элемента, .

Рассмотрим подкос бруса АВ. Условие прочности примет вид,

 - условие выполняется.

где - сила, действующая в подкосе бруса АВ.

 - условие выполняется.

где - сила, действующая в подкосе бруса CD.

 




Комментарий:

Конструкторский раздел полный, все есть (чертежи, записка, приложение)


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы