Файл: Хайзерук Е.М. Кабелеукладчики. Вопросы теории и расчета.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.06.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 0
Здесь изгибающий момент при совместном действии Rx и Ry
|
M2 |
= Rxy1 + |
M'z=:Rxx1-\-Rl/(±- |
+ |
coy |
В |
кабелепрокладочных ножах находят применение четыре |
||||
вида |
сечений: |
сплошное |
прямоугольное, |
полое |
прямоугольное |
толстостенное или тонкостенное и корытное. Геометрические ха рактеристики этих сечений указаны в табл. 19.
Действие на кабелепрокладочный нож сплошного сечения кру
тящего момента |
Мк |
= Му, изгибающих |
моментов |
Мх, |
Мг, |
|
поперечных сил |
Qx, Qz |
и продольной |
силы |
Sy = Ry |
изображено |
|
на эпюрах рис. 82, |
Сопоставляя |
эти |
эпюры для опасного |
|||
138
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 19 |
|
Геометрические характеристики |
плоских |
сечений |
|||||
|
|
кабелепрокладочных |
ножей |
|
||||
(плошадь |
F, осевые моменты инерции |
моменты |
сопротивления W, |
|||||
|
|
координата |
центра тяжести хс) |
|||||
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
ж . |
|
|
F^blr, |
^ |
= 1 Г |
, |
^ = - 1 2 " , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. \ |
|
|
|
|
|
|
|
|
угольник |
|
|
|
|
|
|
|
|
Прямо) |
|
|
|
|
|
|
|
|
* я |
|
|
v |
пи |
, , |
r |
|
BHs-bhs |
о : |
|
|
|
|||||
|
|
F = BH — bh-, JZ = |
— j 2 — ; |
|||||
- |
< |
|
||||||
, |
|
HB5 |
— hb3 |
|
|
BH3 — bh3 |
||
4»! |
|
|
|
m |
||||
|
x |
~ |
|
12 |
' |
w * - |
6H |
|
|
|
|
||||||
В ^ |
|
|
|
|
|
HBS |
- |
Л ft3 |
|
|
|
|
" x |
|
65 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полый прямоу гольм к
6, |
V |
|
r |
|
F-bh1 |
||
|
|
r |
|
<; |
• г |
Jz= |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
• Со |
|
|
|
- »С |
г |
* 3 ( A + |
|
|
||
-С" , |
|
* |
|
Корытно е сечение
, |
о , |
, |
xc= |
bh\ |
+ |
2blh(2h1 |
+ ft) |
|||
+ |
2b1k; |
2 |
{ b h i + |
2 b i h ) |
|
J |
||||
bh31 |
+ 2blh3 |
+bh1[xe |
( |
|
, |
j |
v |
+ |
||
|
|
1 |
2 |
|
|
2 l |
|
|||
|
+ 2b1h(-j- |
+ h1 |
|
- x e ) " ; |
|
|
|
|||
|
|
|
fti)-*(6-26x)s. |
|
|
|
J z |
|||
|
|
12 |
|
' |
' |
|
Л + |
|
Лх— л-с ' |
|
( A + / ! ! ) & » - f t ( Ь - 2 6 г ) *
~66
pj_
^ = 2 6 ( 5 + / / ) ; /,= 6 f |
( |
д
Полый прямоугольник с одинаковой толщино и стенок
139
сечения, Ё котором Совпадают большие значения Мх, Ми и Мг, можно найти эквивалентные напряжения в нескольких точках сечения.
В точке С суммируются нормальные напряжения от изгибаю щих моментов Мх, Мг и продольной силы Su. В этой точке соз дается линейное напряженное состояние. Условие прочности имеет вид
|
' т " I |
п |
Mt |
. М, , S u |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ос = Оу + Оу + Оу = -щ- + |
+ -f- |
< [О], |
|
|
|||||||||
где F — ah — площадь сечения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В точке Е совпадают наибольшее нормальное напряжение а' |
|||||||||||||
наибольшее |
касательное |
напряжение max тк |
от кручения, наи |
||||||||||
большее касательное напряжение в плоскости х—у |
max хцх |
и |
|||||||||||
напряжение |
а" от продольной |
|
силы. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Напряжение от кручения определяется по формуле |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
max т к |
_ |
Мк |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—. |
- , |
|
|
|
|
|
|
|
||
где № к — момент сопротивления при кручении; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
WK = ahb2; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
здесь а — коэффициент, |
зависящий |
от |
соотношения |
сторон |
h |
||||||||
и |
b прямоугольного |
сечения. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
4о- |
2,0 |
2,5 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
8 |
|
10 |
оо |
|
|
а |
0,246 |
0,258 |
0,267 |
0,282 |
0,291 |
0,299 |
0,307 |
0,312 |
0,333 |
|
|||
у |
0,79 |
0,77 |
0,75 |
0,74 |
0,74 |
0,74 |
0,74 |
|
0,74 |
0,74 |
|
||
В |
выполненных конструкциях |
кабелепрокладочных |
ножей |
|||||
-^- = |
3 - н 6 . |
Толщина |
b ножей современных кабелеукладчшшв |
|||||
составляет |
15—210 мм в зависимости |
от диаметра прокладывае |
||||||
мого |
кабеля. |
|
|
|
|
|
|
|
По формуле Журавского касательное |
напряжение от |
изгиба |
||||||
|
|
|
|
_ |
3QX |
, |
|
|
|
|
|
|
max %уХ — |
9р |
|
|
|
где F = ah— |
площадь |
сечения. |
|
в точке Е |
|
|||
Суммарное |
касательное напряжение |
|
||||||
|
|
|
%Е = т а х т к + т а х т ^ = мк |
± зох |
|
|||
В точке F совпадают наибольшее нормальное напряжение
Оу = касательное напряжение от кручения т к = Ymax Мк : W..
wz
(у — коэффициент, зависящий от соотношения сторон сече ния; указан на данной странице), наибольшее касательное на пряжение от изгиба в плоскости у—г max туг и нормальное напря жение а" от продольной силы.
140
Суммарное |
касательное |
напряжение в |
точке F |
|||||||
|
|
|
|
|
|
„ |
м « |
, |
3Q2 |
|
|
|
|
|
|
xF — у |
WK |
- |
2F |
|
|
Элементы, выделенные в точках Е и F, находятся в плоском |
||||||||||
напряженном |
состоянии. |
|
|
|
|
|
||||
По третьей |
теории прочности |
|
условие |
прочности: |
||||||
в |
точке |
Е а п р |
= |
У~(0'У? + |
4 т | ==£ [а]; |
|
||||
в |
точке |
F |
опр |
= |
У(аУУ-\-4%р |
|
|
|
||
По четвертой теории прочности условие прочности: |
||||||||||
в |
точке |
Е |
а„р |
= |
] / (а,,)2 |
+ |
З т | ==£ [а]; |
|
||
в |
точке |
F |
сгпр = |
]/"(ау )2 |
|
3 T f ^[сг]. |
|
|||
Расчет на прочность замкнутого тонкостенного профиля,
имеющего -j^-^IO |
(где bmin — минимальный |
поперечный раз- |
° т ах |
|
|
мер сечения и б т а х — наибольшая толщина |
стенки профиля), |
|
требует определения касательных напряжений кручения прибли женным методом. Этот расчет основан на условии, что касатель ные напряжения от действия крутящего момента распределяются по толщине стенки равномерно и направлены параллельно каса тельной к средней линии контура (гипотеза Бредта), представляю щей собой геометрическое место точек середин толщин стенок.
Касательное напряжение |
в любой точке |
замкнутого профиля |
|||||
с переменной толщиной стенки |
|
|
|
|
|||
|
|
Т |
~ |
26/ |
' |
|
|
где б — толщина |
стенки; |
|
|
|
|
|
|
/ — площадь, |
ограниченная |
средней линией стенки |
профиля. |
||||
Наибольшее напряжение в любой точке профиля с наимень |
|||||||
шей |
толщиной стенки |
|
|
|
|
|
|
|
|
"max — |
ок |
г |
|
|
|
У |
кабелепрокладочного |
ножа, |
сечение |
которого |
составлено |
||
из нескольких узких прямоугольников различной толщины, образующих открытый профиль, наибольшие касательные напря
жения |
возникают |
в |
средних |
точках |
длинных |
сторон элемента; |
||
эти |
напряжения |
определяют |
по формуле |
|
|
|||
|
|
|
|
_ Мк |
М к б т а х |
_ ЗМ к б |
|
|
|
|
|
|
WK ~ |
JK |
£ |
max |
' |
|
|
|
|
h $ |
||||
где |
£ |
— сумма |
произведений высоты |
каждого элемента на |
||||
|
|
куб |
его толщины. |
|
|
|
||
141
Наибольшие напряжения в г'-м элементе, толщина которого б£
З М К 6,
l i h i 6 i
Расчет пальцев крепления кабелепрокладочного ножа к хреб товой балке производится на действие случайной нагрузки, возникающей в результате встречи ножа с препятствием. Сила, действующая на палец А (см. рис. 81, а):
|
|
|
|
|
Qi = V(Q'aY |
+ <& |
|
|
||||||
|
Ha |
палец В действует сила |
QB. |
|
|
срез: |
|
|||||||
|
Условие |
прочности |
пальцев |
|
А и В на |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Fa |
|
|
|
|
||
где |
|
т с р |
— расчетное |
напряжение |
среза; |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nd2 |
|
|
FA |
и FB |
— площади |
среза, |
|
|
равные |
2-j-4 |
(d — диаметр |
|||||
|
|
|
пальца); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
[т с р ] — допускаемое |
напряжение |
среза. |
|
|||||||||
|
Для |
стальных |
пальцев |
можно |
принимать |
[т с р ] = (0,25-f- |
||||||||
-т-0,30) стт, где стт |
— предел текучести материала |
пальца. |
||||||||||||
|
Расчет пальцев крепления на смятие выполняется по формуле |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
а |
с м = |
J |
- |
|
< |
I^CMJ - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
см |
|
|
|
|
|
|
где |
стсм |
— расчетное |
напряжение |
смятия; |
|
|
||||||||
|
|
Q — сила, |
действующая |
|
на палец; |
|
|
|||||||
|
FC M — расчетная |
площадь |
|
смятия; |
|
|
||||||||
|
[ а с м ] — допускаемое |
напряжение |
смятия. |
|
||||||||||
Для |
сталей 15, 20, 25, СтЗ и Ст4 [стс м ] = 1000ч-1200 кгс/см2 , |
|||||||||||||
для |
сталей 35, 40, 45, 50 и Ст5 [сгс м ] |
= 1400^-1650 кгс/см2 . |
||||||||||||
Расчетная площадь смятия FCM |
|
равняется произведению диа |
||||||||||||
метра цилиндрической |
поверхности |
пальца |
на длину ее сминае |
|||||||||||
мой |
части. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пальцы крепления ножа обычно выполняют роль предохрани тельных элементов, предотвращающих разрушение конструкции кабелеукладчика при встрече ножа в грунте с жестким препят ствием. Поэтому при расчете пальцев на срез как предохранитель ных элементов принимают ( т с р ) в = [тс р ], т. е. расчет ведут по макси мальным нагрузкам.
Из-за наличия заусенцев остатки срезанного пальца трудно извлечь из отверстия, поэтому на некоторых кабелеукладчиках -вместо одного из пальцев поставлен элемент крепления, работаю-
142
