Файл: Родин И.И. Проектирование одноковшовых строительных экскаваторов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.06.2024
Просмотров: 122
Скачиваний: 5
1 |
max — радиус инерции сечения; |
р−2 = —7= — коэффициент длины стрелы, учитывающий
Угі
ееформу;
'I |
/ |
,^2 1 |
|
коэффициент длины |
стрелы, |
||
І*з = у |
1 + |
FpZ /sinlTos2f _ |
|||||
учитывающий |
работу решетки. |
|
|
|
|
||
Здесь Fp — сечение |
двух раскосов. В табл. 30 а даны зна |
||||||
чения коэффициента ц |
критической силы в |
зависимости |
от |
||||
формы стрелы. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
7/T7UJ |
|
|
|
|
|
Рис. 36. Значение коэффициента |
|
|
|||
|
|
г) |
критической силы. |
Т а б л и ц а |
30а |
||
|
|
|
|
|
|||
|
Значения коэффициента ц критической силы |
|
|
||||
Imin |
|
|
|
аЦс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Imax |
|
0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
|
0,1 |
|
5,40 |
6,67 |
8,08 |
9,25 |
9,79 |
|
0,2 |
|
6,37 |
7,49 |
8,61 |
9,44 |
9,81 |
|
0,4 |
|
7,61 |
8,42 |
9,15 |
9,63 |
9,84 |
|
0,6 |
|
8,51 |
9,04 |
9,48 |
9,74 |
9,85 |
|
0,8 |
|
9,24 |
9,50 |
9,69 |
9,82 |
9,86 |
|
Силы инерции FIIC И Fик+гр (по рис. 35) определяются по выражениям:
Рис — |
° с£ |
(2г -ф- /сcos я) ; |
(7.54) |
|
2 g |
1* ° |
|
F„„- |
... |
° к +гР Р.Г. |
(7.55) |
|
|
|
Прочность отдельных элементов стрелы (поясов и решет ки) іи сварных узлов рассчитывают обычными 'методами.
141
§ 2. Расчет основных валов кинематической цепи экскаваторов [23]
Существует два метода расчета .валов: приближенный и уточненный. Первый служит для определения основных па раметров вала и производится по зависимостям сопротивле ния материалов с учетам принятых допускаемых напряжений.
Второй выполняется как поверочный на основе конструк тивного чертежа вала и служит для определения коэффици ентов запаса прочности при действии максимальных нагру зок (расчет по несущей способности) и для определения ко эффициентов запаса прочности по долговечности при дейст вии эквивалентных нагрузок (расчет на выносливость).
Р а с ч е т в а л о в по н е с у щ е й с п о с о б н о с т и
Расчет выполняется по напряжениям от действия случай ных наибольших кратковременных нагрузок. При совмест ном действии изгиба и кручения общий запас прочности оп ределится по формуле:
|
пт |
К |
2 |
д- Пг |
|
(7.56) |
|
|
|
ГѴ п Тj |
I 11 т* |
|
|
где |
Кг — поправочный |
коэффициент; |
по пределу текуче |
|||
|
Пт* — коэффициент запаса |
прочности |
||||
|
сти при действии нормальных напряжений; |
|||||
|
Пт- — то же, при |
действии |
касательных напряжений. |
|||
Для пластичных материалов (углеродистая и |
легирован |
|||||
ная |
высокоотпущенная |
сталь) |
Кг=1. В |
общем |
случае Кг |
|
принимают (рис. 36) в |
зависимости от величин |
ат |
||||
^ = — - |
||||||
и arc tg —lüäi (здесь ат и тт — пределы текучести соответствен-
3max
но при изгибе и кручении; ат ах и ттах — нормальные и каса тельные максимальные напряжения).
Величины пТз и птт вычисляют по формулам:
п |
( 3т ) і о £т |
|
("т) 1|)£т |
(7.57) |
|
°шах |
|
тшах |
|
Здесь |
8т— масштабный фактор; |
|
||
( от)ю и (тт)ю — пределы |
текучести при изгибе и круче |
|||
|
нии |
для |
нормальных |
образцов диамет |
|
ром |
10 мм. |
|
|
142
Коэффициент запаса прочности пт принимается от 1, 2 до 1,4. Он представляет произведение трех коэффициентов:
пт = пТ] • пТз • пТз, |
(7.58) |
где пТ] —1,1 — коэффициент степени ответственности рассчитываемого вала;
пт2=1,1 —1,2 — коэффициент однородного материала; П т з = 1 , 1 — коэффициент степени точностй определе
ния действующих нагрузок.
Р а с ч е т в а л о в на в ы н о с л и в о с т ь
Расчет на выносливость заключается в определении за паса прочности по пределу выносливости и сравнению его с
соответствующим минимально допустимым значением коэф фициента запаса.
При совместном действии изгиба и кручения запас проч ности определяется по формуле:
п К, л/ |
2—і----2~ • |
(7.59) |
У |
щ2 -f- Пх2 |
|
Величины коэффициента |
Кг определяются |
по графику |
(риС. 37) в зависимости о т ^ = ———-и величины arctg |
-^-. Для |
|
углеродистых и легированных |
высокоотпущенных |
сталей |
І\Г~ 1 • |
|
|
143
Коэффициенты запаса прочности для нормальных и каса тельных напряжений находят по формулам:
|
|
_______ 3_J________ |
|
|
|
(7.60) |
|||
|
п0 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
(KO)D аа ~Ь 'V®аш |
|
|
|
|
|||
|
|
(Kt) DTa 4“ 'фт Ttn |
|
|
|
(7.61) |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Здесь ст—! и т_1— пределы выносливости |
материала |
при |
|||||||
|
|
изгибе |
и кручении; |
и касательных |
|||||
сга и та — амплитуды |
нормальных |
||||||||
|
|
напряжений; |
|
|
|
|
и |
каса |
|
сгщ и Тщ — средние |
значения нормальных |
||||||||
фа = 2 а_і |
- о0 |
тельных напряжений цикла; |
|
|
|
||||
коэффициент, |
характеризующий |
|
влия |
||||||
|
|
ние асимметрии цикла на прочность при |
|||||||
|
|
нормальном |
напряжении |
(а0 — предел |
|||||
|
|
выносливости |
при изгибе для |
пульсиру |
|||||
(К„)о и |
(К-) |
ющего |
цикла); |
эффективной |
концентра |
||||
—коэффициенты |
|||||||||
|
|
ции напряжений при изгибе и кручении; |
|||||||
|
сга — рассчитывают |
после построения |
эпюры |
||||||
|
|
изгибающих |
моментов, |
|
|
|
|
||
|
|
М„ |
|
|
|
|
|
(7.62) |
|
|
|
аа |
Wp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Миэ — изгибающий момент в расчетном сечении, соответ
ствующий эквивалентной нагрузке; \ѴИ — момент сопротивления сечения при изгибе.
Среднее же напряжение цикла ат в этом случае будет равно нулю.
Определение касательных напряжений при кручении для реверсивного вала аналогично нахождению нормальных на пряжений:
= -ТГр- . |
= 0 • |
(7.63) |
В случае нереверсивного вала при переменном крутящем моменте (например, вал главной лебедки) цикл изменения
144
касательных напряжений принимается пульсирующим. При этом
|
"ш ах |
М к э |
|
т |
хт а х |
|
(7.64) |
|
|
WK |
|
'2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициенты ф , |
и ф- можно принимать: |
|
||||||
для углеродистых мягких сталей ф3 =0,05, ф- =0; |
||||||||
для |
среднеуглеродистых |
сталей |
ф, = 0,10, |
ф- = |
0,05; |
|||
для |
легированных |
и хромоникелевых |
= |
0,15, |
= 0,10. |
|||
Коэффициенты (К3)о'и (Кт)о эффективной |
концентрации на |
|||||||
пряжений детали |
определяются по формулам: |
|
||||||
|
(К ,ь = |
V |
, (KI)D = ре, |
, |
|
(7.65) |
||
|
Входящие в эти |
формулы |
эффективные ■ коэффициенты |
|||||
концентрации К* и К ,, коэффициенты влияния абсолютных
размеров еа |
и ет , |
коэффициент состояния |
поверхностного |
||||
слоя детали ß находятся по справочным таблицам |
(напри |
||||||
мер «Справочник машиностроителя», т. IV). |
эквива |
||||||
Для расчета валов одномоторных экскаваторов |
|||||||
лентные нагрузки определяются через номинальные |
усилия |
||||||
путем |
умножения |
их |
на |
коэффициенты |
эквивалентности |
||
I V и Ѵ |
: |
|
|
|
|
|
|
|
Миэ = |
IV Л4Н5 |
= |
tv SJJ , Мкэ = |
tV Мн . |
(7.66) |
|
Коэффициенты эквивалентности определяются по зависимо сти:
|
|
|
|
|
|
(7.67) |
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
Рі |
А |
Mj |
, |
= |
Щ |
(7.68) |
|
|
S„ |
м„ |
1 |
2 ііП сум |
|
|
|
Здесь: ааі — амплитуда |
напряжений |
от і-той |
ступени |
дей |
|||
|
ствующей нагрузки; |
|
при номинальной |
на |
|||
|
аап — амплитуда |
напряжений |
|||||
|
грузке; |
|
|
|
|
|
|
Пі — число циклов действия напряжений;
Sn — общее число циклов действия на вал перемен ных напряжений.
145