QKp — нагрузка на крюке, _QKp = |
160 000 кгс; а — угол наклона |
сечения к горизонтали, а — 12°; |
I — плечо изгиба |
1 = j-— —Ки
где К 1 — смещение центра тяжести относительно середины сечения. Определяем положение центра тяжести сечения относительно оси х*
|
__ F i X i — F 2 ^ 2 + F 3Ж3 |
|
|
где |
с ~ |
Fx- F 2 + Fs |
|
|
|
|
|
|
|
Fx = ас = 18 -12 = 216 см2; |
|
F2 = Dc = l 7-12 = 204 см2; |
|
F3 = bc = 17,5 -12 =210 см2; |
|
= |
|
— |
— 20,5 см; . |
Я2 = и1 + я + - |- = 11,5 + |
18 + |
-у- = 38 см> |
*3 = и 1+ а+ ~2~4" ~ — |
|
+ |
Щ - |
= 46,75 см; |
_ 2 1 6 - 2 0 , 5 — 2 0 4 - 3 8 + 2 1 0 - 4 6 , 7 5 |
29,2 |
см. |
с — |
2 1 6 — 2 0 4 + 2 1 0 |
|
|
|
|
Определив хс, найдем |
K L. |
|
|
|
|
Определяем середину сечения относительно оси у. |
|
^ = ^ + ± = 115 + - ^ - —377,5 мм.
Кг = hc—хс= 377,5 —292 = 85,5 мм.
Таким образом, плечо изгиба равно
I = 115 + ^ —85,5 = 292 мм.
Изгибающий момент в сечении
Мя= 160 000 cos 12° • 29,2 = 160 000 • 0,977 •29,2 = 4 560 000 кгс. см.
S — статический момент инерции относительно нейтральной оси
S=*Fs,
где F — площадь сечения / —I
F = F, + F3= 216 + 210 = 426 см2,
е — смещение нейтральной оси относительно центра тяжести
г = хс—г,
где z — расстояние от центра кривизны до нейтральной оси се чения. z определяется по формуле
|
___ |
а + Ъ |
|
|
Z ~ - |
и' |
и* |
’ |
|
1 п — |
^ |
|
где |
и" = их + а = 115 + 180 = 295 мм; |
|
и" = и2— Ь = 640 —175 = 465 мм. |
|
|
18+17,5 |
|
|
, |
29,5 • 64 |
' |
|
lg |
11,5-46,5 |
|
29,5-64 |
+ , 9 |
!» |
29,5-64 |
|
1 11,5-46,5 |
,d ig 11.5-46,5 ' |
|
z —28,2 |
см. |
|
8 = 29,2—28,2 = 10 см.
S = 426-10 = 4260 см3.
Анализируем дальше основную расчетную формулу: hy — рас стояние от нейтральной оси до крайних растянутых волокон.
h1 — z — = 28,2—11,5 = 16,7 см;
h2 — расстояние от оси до крайних сжатых волокон,
h2 — h — = 52,5 —16,7 = 35,8 мм;
N — нормальное усилие, действующее в сечении / —/,
N — QKр cos а = 160 000 ■0,977 = 156 000 кгс.
Таким образом, определив все необходимые данные, рассчитаем максимальные растягивающие и сжимающие напряжения, которые возникают в сечении.
Напряжение растяжения
|
4 560 000 • 16,7 |
156 000 = 1927 кгс/см2. |
|
р 4260 • 11,5 |
426 |
|
|
Напряжение сжатия |
|
|
|
4 560000-35,8 |
, 156 000 |
т225 кгс/см2. |
|
4260 • 64 |
426 |
|
|
|
Наиболее опасными являются напряжения растяжения. |
|
14* |
|
211 |
Определяем действительный коэффициент запаса прочности
К = ^ - ,
где
о0 р = 0,5ав = 0,5 • 90 = 45 кгс/мм2.
|
^ |
= |
i i 7 |
= |
2’28’ |
|
|
|
|
что является допустимым. |
Для крюка [К] |
= |
1,72. |
I I —II. |
Это |
|
|
|
Рассмотрим |
сечение |
т |
|
сечение крюка горизонтальной пло- |
^ |
|
скостью показано на рис. 17. |
мм; |
i; |
|
|
Согласно |
|
рис. 18, |
с — 120 |
^ |
|
hs = 520 |
мм. |
В |
этом сечении крюк |
1 |
|
испытывает |
деформации |
растяжения |
|
|
и изгиба. Суммарные напряжения, |
тт тт |
|
возникающие в сечении, |
можно |
опре- |
|
долить по формуле |
|
|
|
„ |
|
__ |
(?кр |
I |
М из |
|
|
|
|
и сум— |
р |
“Г |
w |
> |
|
|
|
где Qkp — максимальная |
нагрузка |
на |
крюке, |
QKP = 160 000 кгс; |
F — площадь сечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = h3c = 52•12 = 624 см2;
Миз — момент изгиба,
М аз = QKpl\.
1г — расстояние от центра тяжести сечения до приложенной нагрузки @кр. Согласно рис. 16,
11 = р —хс,
где р — расстояние от крайних (левых) волокон сечения до центра приложения нагрузки, р — 330 мм; ~ хс — центр тяжести сечения,
h3 |
520 оап |
хс= -^- = —.—= 260 мм. |
L i |
L t |
/х = 330— 260 = 70 мм.
Мю = 160 000 • 7,0 = 1120 000 кгс • см;
W — момент сопротивления сечения
W = ch* |
12-522 |
5400 см3. |
сум ' |
160 000 |
1 120 000 |
= 413 кгс/см2, |
|
624 |
5400 |
|
что является незначительным.
Рассмотрим сечение I I I —III. |
Это |
сечение рассчитываем на |
максимальные растягивающие напряжения по формуле Ляме |
^тах— Я |
Д2+,-2 |
’ |
_г~ |
где q — интенсивность удельного давления,
(?кр
Ядс
Вэтой формуле d — диаметр проушины, d = 150 мм; с — толщина пластин, с — 120 мм;
160 000
890 кгс/см2.
12-15
R = 210 мм.
гd_ 150 = 75 мм.
2 2
^ ш а х = 890 = 1150 КГС /С М 2.
Коэффициент запаса прочности по отношению к пределу усталости
|
g __ <То Р |
45 |
3,92. |
|
Стах |
11,5 |
|
|
Определение процента загрузки пружины крюка
Задача 123. Определить, на сколько процентов будет загружена пружина крюка (по отношению к максимально допустимой нагрузке),
если |
вес |
вращающихся деталей крюка qx = 1000 кг, вес |
свечи |
qCB = |
1800 |
кг, вес штропов с элеватором q2 = 600 кг, средний |
диа |
метр пружины Dcp = 265 мм, диаметр прутка d — 40 мм, допустимое напряжение сжатия для материала пружины [а]сж = 5800 кгс/см2.
Решение. Нагрузка на пружину складывается из веса свечи, вращающихся деталей крюка, веса штропов и элеватора.
Рв — Я1 + Ясв + = Ю00 +1800 + 600 = 3400 кгс.
Учитывая сопротивления трению в резьбе при подъеме свечи, фактическая нагрузка на пружину составит
Рф = 1,15РВ= 1,153400 = 3900 кгс.
Максимально допустимую нагрузку на пружину можно опре
делить по формуле
nds [д]сж Ртах-' 8Dcp
|
_ 3,14-43 - 5800 |
' 5500 кгс. |
|
8 • 26,5 |
|
|
