Расчет металлоконструкции стрелы

Определим площадь сечения пальца, мм2:

А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 1202 = 11304 мм2

Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:

W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 603 = 169560 мм3

Зная значение усилия в шарнире стрелы РБ = 790.6 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Рб / 2∙ А ПАЛ = 790600 / 2∙ 11304 = 34.9 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:

σПАЛ = Рб ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 693.5 МПа

В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)

Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с базой экскаватора 1-1.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 1-1. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.595 ∙ (0.234 – 0.120) = 0.06783 м2

X1 = b / 2 = 0.2975 м

Y1 = H / 2 = 0.117 м

Определим момент инерции сечения:

JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.595 / 12 ∙ (0. 2343 – 0. 1203) = 0.0005536 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = b / 6Н ∙ (H3 – h3) =0.00469 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 1-1:

σ = N /Fвсего сечения = 10.9 МПа,

N = 742.9 кН;

Fвсего сечения = 0.06783 м2

σ ЭКВ = = 10.9 МПа

Определим сечение стрелы 2-2.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 2-2. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.369 ∙ 0.340 – 0.323∙ 0.298 = 0.029206 м2

X1 = 0.17 м

Y1 = 0.1845 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000496 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.002919 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 2-2:

σ max= Mизг /W = 57.79 МПа,

где

Мизг = 168.7 кНм

τ = Q / ∑Fст = 10.55 МПа,

Q = 143.18 кН;

∑Fст = 0.013566 м2

σ = N /Fвсего сечения = 12.7 МПа,

где

N = 371.45 кН;

Fвсего сечения = 0.029206 м2

σ ЭКВ = = 72.85 МПа

Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с гидроцилиндром стрелы 3-3.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 3-3. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.298 ∙ (0.200 – 0.120) = 0.02384 м2

X1 = b / 2 = 0.149 м

Y1 = H / 2 = 0.1 м

1. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =

= 0.013889 м2

X1 = B / 2 = 0.17 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м

Y1' = H - Y1 = 0.1192 м

2. F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =

= 0.013889 м2

X1 = B / 2 = 0.17 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м

Y1' = H - Y1 = 0.1192 м

Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:

1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.298 / 12 ∙ (0.23 – 0.123) = 0.000155754 м4

2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4

3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4

Учитывая поправку Штейнера получим:

JX2 + ( y2)2 F2 = 0.000446 м4

JX3 + ( y3)2 F3 = 0.000446 м4

JX общ =∑JXi = 0.00105 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = JX общ / YC = 0.00461 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 3-3:

σ max= Mизг /W = 73.18 МПа,

Материалы о транспорте:

Выбор пневмоцилиндра поворота
Принимаем массу поворотного круга равной масса колёсной пары с буксовыми узлами. Найдём момент вращения требующийся для поворота крестовины с колёсной парой. где -коэффициент трения подшипников R-рад ...

Назначение область применения
Электрогидравлический рулевой привод РПД-28 предназначен для управления элеронами самолета по сигналам комплексной системы управления (КСУ). Основное назначение рулевого привода РПД-28 – перемещения ...

Ремонт сварных элементов
После обследования повреждений аварийный автомобиль может подвергаться одной из двух категорий ремонта: если наружные повреждения съемных элементов не вызвали деформацию кузова и подрамника, то произ ...