Определяем реакции R Ar и RrB. Необходимые для расчета |
расстоя |
ния берем согласно рис. 28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
м ар { = о. |
|
|
|
Отсюда |
|
ДУ + Rb (/i + |
/4) + R b h - P*i2= 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rr |
PTnl2- R |
Tc h —Rtd (h + h) |
|
5735-235 —898-350-152-1490 |
/0 / кгс. |
B = |
------------------- 1-------------------“ |
-------------------- 1840 |
|
= 4 2 4 |
|
|
|
2 а д = о . |
|
|
|
|
|
— PI (It ~b 0 + |
|
■ Д&(^i + ^4) |
Rd^ = 0. |
|
|
ДГ _ |
5735-2075 + 8 9 8 -1 4 9 0 + 1 5 2 -3 5 0 _ |
7 oQg к гс |
|
|
|
|
1840 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hi |
Ж |
|
|
|
Л |
- 1, =1140 |
D |
S 4 P |
|
|
|
Ц- 3 5 0 |
|
|
—* A l f I 6 5 |
1,^1140 |
|
t f Z 3 5 |
■ 1 4 S 4 0 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
27. Схема вертикальных усилий, |
Рис. 28. Схема усилий, |
действующих на |
действующих |
на |
барабан лебедки. |
подъемный вал лебедки |
в горизонталь |
|
|
|
|
|
ной плоскости. |
|
Проверяем правильность определения реакций
RrB + P^ + R'c + RtD = RfA.
424 + 5735 + 898 +152 = 7208.
|
|
7212^* 7208. |
|
Реакции |
определены |
правильно. |
|
|
Рертикальная плоскость. Исходные |
данные: PS = 10 000 кгс; |
Rc = 13 014 кгс; R BD = |
1950 кгс. |
и 7?^ согласно рис. 29. |
Определяем опорные реакции |
|
|
^ М АР{ = 0. |
|
Отсюда |
- R ll + Rd (h + /4) + R cl4- P lh =- 0. |
|
|
|
|
„в |
—10 000 - 235+1950-1490+13 014-350 |
Rb = ------------------- |
1840----------------------- |
|
= 2780 KrC- |
y,M Bp i = o.
|
PI (^2 + 1) — R \l + Pc (^1 |
^4) 4~RdI4— 0- |
DB |
10 000 • (235+1840) + 13 014 • 1490+1950 • 350 |
99 onn |
HA= |
-------------------------Js4o------------------------- |
|
= 11 ZUU Krc‘ |
Проверяем правильность определения реакций. |
|
|
P l + Rb + Rb = RBA + RB. |
|
|
10000 + 13014 + 1950 = 22200 + 2780. |
|
24 964^24980 |
кгс. |
|
Определяем изгибающие моменты, которые действуют в сечениях вала.
Рис. 29. Схема усилий, действующих на подъемный вал лебедки в вертикальной пло скости.
Горизонтальная плоскость. Изгибающий момент в плоскости действия усилия Рд
М ^ = Р + 0 = 0.
Изгибающий момент в плоскости действия реакции RA
Мкг = Рц12= 5735 • 23,5 = 135 000 кгс-см.
пА
Изгибающий момент в плоскости действия усилия Rrc
M rtc = Р цг (la + I J ~ RrAU = 5735 • 58,5 - 7208 • 35 = 83 000 кгс ■см.
Изгибающий момент в сечении действия усилия RrD
Мдг^ — Рц {1%+ h + li) — RrA (U+ ^i) + Rrch =
= 5735-172,5-7208-149,0 + 898-114 = 1480 кгс-см.
Изгибающий момент в сечении действия реакции RrB равен нулю. Вертикальная плоскость. Определяем изгибающие моменты в тех
же сечениях, что и в горизонтальной плоскости
МР1 = Р1-0 = 0.
— Р%12= 10 000 • 23,5 = 235 000 кгс • см.
аз4
т с = PI (la+ h) - |
R \h = 10 000.58,5 - 22 200 • 35 = 165 000 кгс • см. |
MR» = |
PS (ia + /4■+ ii) - Яд (h + h) + Rcl 1 = |
= 10000 • 1 7 2 ,5 - 22 200 • 149 + 1 3 014 • 114 = - 97 000 кгс - см.
Изгибающий момент в сечении действия реакции R% равен нулю. Строим эпюры изгибающих моментов и определяем максимальный
изгибающий момент (рис. 30).
Максимальный изгибающий момент действует в опоре А . Суммар ный изгибающий момент равен
ЛП“ = / ( М Я1)»+ (М Я.)» =
=У 135 ООО2 + 235 000= =
=270000 кгс-см.
Определяем коэффициент за паса прочности К по формуле
КKJC,
Ук \+ к \
K C = -^RL.
оиз
° - 1 и — 0,43сгв. |
Рис. 30. Эпюры изгибающих моментов. |
Принимаем материал для вала — сталь 40Х, у которой сг„ = 90— —100 кгс/мм2.
Тогда
0_1И= О,43.9О,О = 38,7 кгс/мм2.
М тах.
~ W
где
W ^O .ldl.
<4 — диаметр вала под подшипник, принимаем dB = 170 мм,
|
|
270 000 |
гсго |
|
, |
|
|
■"из— о i |
. лнз |
=—553 кгс/см . |
|
|
0,1 -17* |
|
|
|
|
|
|
|
_ |
38,7 |
|
|
7. |
|
|
|
|
5,53 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К х = |
т-1кр |
|
|
|
где |
1кр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т - 1кр = 0,22-90 = |
19,8 |
кгс/мм2. |
|
«'Кр ' |
Miкр |
665000 |
|
=670 кгс/см2. |
|
W p |
0,2 • 173 |
|
|
|
|
|
|
кх |
19,8 |
2,96. |
|
|
|
6,7 |
|
|
|
Коэффициент запаса прочности
что вполне достаточно.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РАСЧЕТ БАРАБАНА ЛЕБЕДКИ НА ПРОЧНОСТЬ |
Задача |
138. Рассчитать |
барабан |
лебедки на |
прочность при |
следующих |
данных: |
натяжение ходового |
конца |
каната Рх к = |
= 15 000 кгс; |
диаметр |
бочки |
барабана |
D = |
650 мм; диаметр тале |
вого каната |
dK = 28 мм; |
материал для изготовления барабана — |
сталь 35Л, у которой ов = |
50—60 кгс/мм2; расстояние между ступи |
цами барабана 1г = 1140 мм. |
|
|
|
|
Решение. При навивке каната в стенке барабана возникают напряжения изгиба, кручения и сжатия. Напряжения изгиба опре деляются по формуле
DX= D - 26,
где б — толщина стенки, которая определяется по формуле
б = (0,03+0,07) D + (6+ 10)7мм.
Таким образом,
б= 0,05 *650+ 10 = 42,5 мм. /)1 = 650 — 85 = 565 мм.
Определяем W
что является незначительным и поэтому коэффициент запаса проч ности на изгиб нецелесообразно рассчитывать.
Расчет прочности на кручение
хКР-
ТкР Wp ’
где Мкр = 665 000 кгс-см из задачи 137.
что также является неопасным.
Расчет прочности на сжатие ведем по формуле
а |
-Рх. к _ |
15 |
000 |
__1260 кгс/см 2 |
0СЖ" |
dK6 ~ |
2,8 |
-4,25 |
“ |
и КГС/СМ • |
Определяем коэффициент запаса прочности на сжатие по формуле
К :
(То. сж
Осж
где а0 сж — предел выносливости на сжатие при пульсирующем цикле нагрузок
а0 сж = О ,5 0 в = 0,5 • 55 = 27,5 кгс/мм2.
« “ - Щ г - 2'17'
что вполне достаточно.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЯ ТОРМОЖЕНИЯ
Задача 139. Определить усилие торможения, которое необходимо приложить к рукоятке ленточного тормоза, если нагрузка на крюке
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
составляет |
QKP = 95 |
тс, |
вес по |
|
|
|
стоянно поднимаемого оборудования |
|
|
|
Роб = 5 т; |
оснастка 5 x 6 ; |
диаметр |
|
|
|
тормозных шайб D m= |
1180 мм; мак |
|
|
|
симальный |
диаметр |
навивки каната |
|
|
|
на барабан лебедки D max = |
1080 мм. |
|
|
|
Решение. Пусть, согласно рис. 31, |
|
|
|
Рх к — натяжение |
ходового конца |
|
|
|
каната при спуске бурильной ко |
|
|
|
лонны, |
Dmax — максимальный диа |
|
|
|
метр навивки каната на барабан |
Рис. 31. Схема для определения |
лебедки, |
Т х и |
Г2 — соответственно |
натяжение |
сбегающего |
и |
набега |
усилия |
торможения |
барабана |
ющего |
конца |
ленты, |
|
а — радиус |
лебедки, которое необходимо^при- |
|
ложить |
к рукоятке |
ленточного |
кривошипа, |
I — длина |
рукоятки, |
|
тормоза. |
|
Р — усилие торможения. |
|
|
|
|
Определяем натяжение ходового конца каната при спуске буриль ной колонны
fic.K =(— 1 Роб- ) ц г.^ б К ,
где т)т с— коэффициент полезного действия талевой системы, т]т с =
= 0,85; п — число рабочих струн, п = |
10; |
г|б — коэффициент |
полезного действия барабана лебедки, цб = |
0,98; |
К — коэффициент, |
учитывающий действие инерционных сил при спуске колонны, К =
=1 , 1 -
Подставив значения, получим
Рх к = ( ^ + 1 ) . 0)85.0,98. 1,1 = 914° кгс.
