Расчет металлоконструкции стрелы

Определим наиболее нагруженное положение стрелы.

В положении 3Р будет максимальное усилие действующие на шарнир В (стрела и рукоять) от рукояти.

Зная значения максимального усилия гидроцилиндра стрелы, гидроцилиндра рукояти, усилия в шарнире соединения стрелы с рукоятью, методом плана сил определим силы, которые действуют в шарнирах стрелы. Все построения для определения сил, выполним в масштабе.

Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы Р1 = 790.6 кН.

Рис.20 План сил возникающих в стреле.

Выполним проверку:

ΣFx = 0;

ΣFy = 0;

ΣFx = 0

Р4 = 555.1 · cos 54º = -324 кН;

Р3 = 492.5 · cos 51.5º = 308.6 кН;

Р2 = 824.6 · cos 47º = -560 кН;

Р1 = 790.6 · cos 43.5º= 575.4 кН.

308.6 – 324 + 575.4 – 560 = 0

ΣFy = 0

Р4 = 555.1 · cos36º = -448 кН;

Р3 = 492.5 · cos 38.5º = 387 кН;

Р2 = 824.6 · cos 43º = 604 кН;

Р1 = 790.6 · cos 46.5º = -543 кН;

Исходные данные для расчета стрелы:

Р1 = 790.6 кН;

Р2 = 824.6 кН;

Р3 = 492.5 кН;

Р4 = 555.1 кН;

Р1X = 790.6∙ cos 20º = 742.9 кН;

Р1Y = 790.6∙ cos 80º = 137.28 кН;

Р2X = 824.6 ∙ cos 85.5º = 800 кН;

Р2Y = 824.5 ∙ cos 4.5º = 199.48 кН;

Р3X = 492.5 ∙ cos 4º = 491.3 кН;

Р3Y = 492.5 ∙ cos 86º = 34.3 кН;

Р4X = 555.1 ∙ cos 7.5º = 550.3 кН;

Р4Y = 555.1 ∙ cos 82.5º = 72.45 кН;

М1 = 492.5∙ 0.422 = 207.8 кНм;

q1 = 5.36 кНм – распределенная нагрузка от веса стрелы (для второго участка);

q2 = 8.99кНм – распределенная нагрузка от веса стрелы (для второго участка);

Схема распределений усилий в стреле.

Рассмотрим первый участок 0 ≤ Х1 ≤ 2.35 м:

а). Q1∙(Х1) + Р1Y + q1 ∙X1 = 0

Q1∙(Х1) = - Р1Y – q1 ∙X1

Q1∙(0) = - Р1Y – q1 ∙X1 = -137.28 – 0 = -137.28 кН

Q1∙(2.35) = - Р1Y – q1 ∙X1 = -137.28 – 2.35 ∙ 5.36 = -149.08 кН

б). М1∙(Х1) + Р1Y ∙(Х1)+ q1 ∙X1 ∙( X1/2) = 0

М1∙(Х1) = - Р1Y ∙(Х1) – q1 ∙X1 ∙( X1/2)

М1∙(0) = - Р1Y ∙(Х1) – q1 ∙X1 ∙( X1/2)= 0

М1∙(2.35) = - Р1Y ∙(Х1) – q1∙X1 ∙( X1/2)= - 137.28 ∙(2.35) – 2.35 ∙ 5.36 ∙( 2.35/2)= -337.4 кНм

в). N1∙(Х1) – Р1Х = 0

N1∙(Х1) = Р1Х = 742.9 кН

Рассмотрим второй участок 2.35 м ≤ Х2 ≤ 2.4 м:

а). Q2∙(Х2) + Р1Y - Р2Y + q1∙X = 0

Q2∙(Х2) = - Р1Y + Р2Y - q1∙X2

Q2∙(2.35) = 199.48 - 137.28 - 5.36∙2.35 = 49.6 кН

Q2∙(2.4) = 199.48 - 137.28 - 5.36∙2.4 = 49.3 кН

б). М2∙(Х2) + Р1Y ∙(Х2) - Р2Y ∙(Х2 – l1) + q1 Х2 (Х2 – l1) = 0

М2∙(Х2) = - Р1Y ∙(Х2) - Р2Y ∙(Х2 – l1) - q1∙ Х2 (Х2 – l1)

М2∙(2.35) = 0 – 137.28∙2.35 – 5.36∙2.35∙(2.35/2) = - 337.4 кНм

М2∙(2.4) = 199.48∙(2.4 – 2.35) – 137.28∙2.4 – 5.36∙2.4∙(2.4/2) = -334.9кНм

в). N1∙(Х2) – Р1Х + Р2Х = 0 N1∙(Х2) = Р1Х – Р2Х = 742.9 – 800 = -57.1 кН

Рассмотрим третий участок 0 м ≤ Х3 ≤ 1.83 м:

а). Q3∙(Х3) – Р4Y - q2 ∙ X3 = 0

Q3∙(Х3) = Р4Y +q2 ∙ X3

Q3∙(0) = Р4Y + q2 ∙X3 = 72.45 кН

Q3∙(1.83) = Р4Y + q2 ∙X3 = 72.45 + 8.99∙1.83= 88.9 кН

б). - М3∙(Х3) – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙( X3/2) = 0

М3∙(Х3) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙( X3/2)

М3∙(0) = 0 кНм

М3∙(1.83) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙( X3/2)= - 8.99 ∙1.83 ∙ (1.83 /2) – 72.45∙1.83 = -269.1 кНм

в). N3∙(Х3) + Р4Х = 0 N3∙(Х3) = - Р4Х = - 550.3 кН

Рассмотрим четвертый участок 1.83 ≤ Х4 ≤ 2.64 м:

а). Q4∙(Х4) + Р3Y – Р4Y - q∙X4 = 0 Q4∙(Х4) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4

Q4∙(1.83) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4 = 8.99 ∙1.83 + 72.45 - 34.3 = 54.6 кН

Материалы о транспорте:

Зарубежный опыт сервисного обслуживания в поездах
Из опыта работы зарубежных железнодорожных компаний нужно выделить следующие направления деятельности, которые способствуют повышению конкурентоспособности и улучшению сервиса на пассажирских поездах ...

Насос системы охлаждения КамАЗ-740.10. Устройство и принцип действия
В систему охлаждения КамАЗ-740 (рис.1) входят водяные рубашки блока и головок 26 цилиндров, водяной насос 27, радиатор 4, вентилятор 30 с гидромуфтой 5, жалюзи 3, два термостата 10, расширительный ба ...

Расчёт стоимости машино-смены машины ВПО-3000
Определяем стоимость машино-смены по формуле: М = И + Г + П + Ф + З (руб.) , где П – постоянные расходы на полное восстановление первоначальной стоимости машины (руб.) Г – стоимость ''горюче-смазочны ...