Расчет щек на прочность

Изгибающий момент в сечении А-А, Н·мм

М_и1=

где G - нагрузка на один винт ,G= 17,157 кН,

l₂ - плечо изгиба ,1₂=40,55мм.

Момент в сечении А-А, мм³

W_и1= мм

где S - толщина щеки , S=6мм

h - ширина щеки, h=55мм.

Напряжение изгиба в сечении А-А, Н/мм²

115<240

Изгибающий момент в сечении Б-Б (сварной шов)

где l₁ - плечо изгиба , l₁=45мм .

Момент сопротивления сечения Б-Б, мм³

W_и2=

где b - длина сварного шва,b=56,4мм.

Напряжение изгиба в сечении Б-Б, Н/мм²

σ_и2 =

Расчетное сопротивление (допускаемое напряжение) для стали при расчетной температуре, Н/мм²

.

Допускаемое напряжение для сварного шва Н/мм²

[σ]_{свар.шва}=R₁·φ=240·0,9=216МПа,

где φ-коэффициент прочности сварного шва. φ=0,9 [2].

Расчет шарнирных гаек на прочность

Момент сопротивления круга, мм³

W_к=0,1d³=0,1·38³5487,2 мм²,

где d - диаметр шарнирной гайки, d=38мм.

Момент сопротивления прямоугольного сечения гайки, мм³

,

где b - длина сечения под винт ,b=32мм,

d₁ — диаметр отверстия,d₁=20мм.

Координата центра тяжести сегмента, мм

,

где F_c - площадь сегмента, F_c=40мм²

С - длина хорды, С=20мм.

Суммарный момент сопротивления сегментов, мм³

W_c=2F_c· y_c =2·40·16,67 =1337,3 мм³.

Момент сопротивления сечения а-а, мм2

W_и=W_к-W_п-W_c=5487,2-3413,3-1337,3=740,6 мм³.

Изгибающий момент, Н-мм:

где l - расстояние между щеками , l=34мм.

Напряжение изгиба в гайке, Н/мм²

.

Момент сопротивления сечения А-А относительно оси Х-Х, мм⁴

.

Ширина сечения в середине гайки, мм

b₁=d-d₁=38-20=18 мм;

Расстояние центра тяжести полукруга до оси Х-Х, мм

y_ц=0,2122d=0,2122·38=8,0636 мм.

Статический момент части круглого сечения выше оси Х-Х, мм³

мм³.

Статический момент части прямоугольного сечения выше оси Х-Х,мм³

.

Напряжение сдвига в сечении А-А, Н/мм²

Допускаемое напряжение сдвига для стали при расчетной температуре, Н/мм²

[τ]= 0,6[σ]= 0,6· 230 = 138МПа.

Расчет шарниров хомута

Изгибающий момент в сечении А-А, Н·мм

где L₂- плечо изгиба ,l₂=45 мм.

Момент сопротивления сечения А-А, мм³

где h - ширина ушка хомута , h=2R=2·15=30 мм ,

S- толщина ушка хомута S=16 мм .

Напряжение изгиба в сечении А-А, Н/мм²

.

Изгибающий момент сварного шва в сечении Б-Б, Н·мм²

,

где L₁- плечи изгиба ,l₁=36 мм.

Момент сопротивления сечения Б-Б, мм³

,

где b - длина сварного шва ,b=30 мм.

Напряжение изгиба в сечении Б-Б, Н/мм

.

Изгибающий момент, Н·мм

.

Изгибающий момент, Н·мм

=26395,4 Н·мм,

где l^’₁,l^’₂ - плечи изгиба l^’₁ =13 мм; l^’₂ =5 мм.

Напряжение изгиба, Н/мм²

,

где d - диаметр отверстия оси ,d=12 мм.

Расчет кронштейнов поворотного устройства Расчет кронштейна на участках 1 и 2

Геометрическая характеристика жесткости сечения А-А при кручении, мм⁴

I_{к1= ,}

где В₆=30 мм-ширина сечения А-А;

Н₁₁=160 мм-высота сечений А-А и Б-Б;

Т₂=4 мм-толщина ребра;

Т₄=10 мм-толщина кронштейна.

Момент инерции А-А относительно оси Х-Х при изгибе, мм⁴

= 4006666,67 мм^4..

Крутящий момент на участке I от действия веса крышки, Н^.мм

М_кр1=G₁·L₁₁=265·281=74465 H·мм;

где L₁₁=281 мм-расстояние от оси затвора до оси поворота крышки;

G₁=285 Н-вес крышки.

Угол поворота на участке I

,

где L₁₂=100 мм—длина участка;

G=8·10⁴ Н/мм^{2 -} модуль сдвига для углеродистой стали.

Величина прогиба от действия силы G₁ на конце участка I, мм

.

Суммарная величина прогиба на участке I от действия крутящего момента и сил G₁, мм

Δ′= φ₁·L₁₁+Δ₁=0,00012-281+0,00011=0,0383 мм.

Крутящий момент на участке II от действия силы G₁, Н·мм

М_кр2 = G₁·L₁₂ = 265·100 = 26500 Н·мм .

Геометрическая характеристика жесткости сечения Б-Б при кручении, мм⁴

,

где В₄ =12 мм - ширина сечения Б-Б.

Момент инерции сечения Б-Б относительно оси Х-Х при изгибе, мм⁴

.

Угол поворота на участке II

,

где L₁₃=128 мм—длина участка.

Величина прогиба от действия сил G₁ на конце участка II, мм

,

где Е=2·10⁵ Н/мм² - модуль продольной упругости.

Изгибающий момент на участке II, Н·мм

М_изг =G₁·L₁₃ = 265·128 = 33970 Н·мм.

Величина прогиба от действия изгибающего момента на участке II, мм

.

Суммарная величина прогиба на участке II от действия крутящего момента, силы G₁ и изгибающего момента, мм

Δ^˝= φ₂L₁₂ + Δ₂-Δ₃= 0,000455·100 + 0,000226 – 0,000339 = 0,0454 мм.

Величина прогиба кронштейна, мм

Δ = Δ΄+Δ" = 0,0383 + 0,0454 = 0,0837 мм.

Момент сопротивления сечения А-А при кручении, мм³

W_k =2Т₂·(В₆ – Т₂)·(Н₁₁-Т₄)=2·8·(30-4)·(160-10)= 31200 мм³.

Касательные напряжения в сечении А-А, Н/мм²

.