2.2 Проверка сечения балки
Рассмотрим работу сечения в вертикальной плоскости.
Нормальное напряжение в верхнем поясе подкрановой балки
В нижнем поясе
Касательные
напряжения в сечении при действии
,
J, кгс
определяем по формуле
Средние касательные
напряжения в сечении при действии
Следовательно, проверку напряжённого состояния с одновременным учётом нормальных и касательных напряжений производить не надо.
Проверяем местное смятие стенки. Сумма моментов деформации верхнего пояса и рельса
Отсюда местное напряжение
Проверяем прогиб
При определении прогиба принятые наибольшие напряжения от нормативной вертикальной нагрузки без учёта коэффициента динамичности.
Тормозная балка не только воспринимает тормозные силы, но и служит для прохода обслуживающего персонала. Ширина прохода – 500 мм, нормативная удельная нагрузка – 0,2 тс/м2
Удельные нагрузки на окаймляющие швеллер:
удельный вес швеллера и листа размерами 300х6 мм р=24+0,3.47,1=38 кгс/м;
удельная временна нагрузка q=0,5.0,5.200= 50 кгс/см
удельная расчётная
нагрузка
удельная нормативная
нагрузка
Наибольший изгибающий момент в швеллере от вертикальной нагрузки
Напряжения в окаймляющей балке
Значение Wx=242 см2 взято из справочных таблиц для данного сечения профиля балки.
Прогиб окаймляющей балки
2.6 Проверка сварных швов
2.6.1 Проверка поясных швов
Поясные швы соединяют горизонтальные листы с вертикальными. Рабочими напряжениями в поясных швах являются касательные напряжения J, Мпа. Принимают катеты верхних и нижних поясов в пределах К
Касательные
напряжения в нижних поясных швах
,
МПа, определяется по формуле
где – расчётная поперечная сила в опорном сечении балки
– статистический
момент нижнего горизонтального пояса
относительно горизонтального пояса
сечения балки
– уточнённое
значение осевого момента инерции
подобранного сечения,
Принимаем
=
Касательные
напряжения в верхних поясных швах, при
этом учитывают приваренный к данному
поясу рельс
,
Мпа определяют по формуле
К касательным
напряжениям, найденным в верхних поясных
швах необходимо добавить касательные
напряжения вызванные перемещающейся
сосредоточенно нагрузкой
,
определяются по формуле
где n – коэффициент зависящий от характера обработки кромки вертикального листа.
Принимаем n=0,4
Принимаем
=40
Условные
результирующие касательные напряжения
в верхних поясных швах
,
МПа определяют по формуле
Принимаем
=179
Расчёт на срез производим по формуле
Принимаем
Вывод: касательные напряжения в верхних и нижних поясных швах меньше допускаемых. Прочность швов гарантирована.
2.6.2 Расчёт швов рёбер жёсткости
2.7 Расчёт рёбер жёсткости
В сжатых поясах потеря устойчивости может быть связана с нормальными сжимающими напряжениями и комбинациями нормальных и касательных напряжений.
Чтобы обеспечить местную устойчивость сечения балки, приваривают ребра жесткости.
Ширину ребра
жёсткости,
,
мм, определяют по формуле
По конструктивным
соображениям ширину ребра жесткости
уменьшают.
Принимают
Толщину ребер
жесткости
,
мм определяют по формуле
Принимают
2.8 Конструирование опорных узлов балки
Опорные части балки конструируются в форме выпуклых плит. На одной из них балка имеет продольную подвижность, на другой она закреплена от продольного смещения болтами или штырями.
Определяем ширину опорной плиты по формуле
Толщина плиты у концевой части S0, см,
Радиус цилиндрической поверхности R
Диаметр отверстий под болты d, принимают 20 мм.
Толщина плиты Sопределяется по формуле
где Мu– момент изгиба на оси плиты
где RA – QMax, кН
отверстия
TD=45,025-45=0,025
Наименьшие предельно допустимое значение Td,мм, определяем по формуле
Td= dmax- dmin,(2)
где dmax- верхние отклонение вала, мм;
dmin- нижние отклонение вала, мм;
Td=45,042-45,026=0,016мм
Максимальный натяг Nmax, мм, определяем по формуле
Nmax= dmax-Dmin,(3)
где dmax-верхние отклонение вала, мм;
Dmin- нижние отклонение отверстия, мм;
Nmax=45,042-45,0=0,042мм
Минимальный натяг Nmin, мм, определяем по формуле
Nmin=dmin-Dmax,(4)
где dmin-нижние отклонение вала, мм;
Dmax- верхние отклонение отверстия, мм;
Nmin=45,026-45,025=0,001мм
Посадка внутреннего кольца подшипника на быстроходный вал
Посадка внутреннего кольца подшипника 7306 на быстроходный вал осуществляются с натягом Ø30k6
Для построения
полей допусков посадки Ø30
необходимо найти верхние и нижние
отклонение внутреннего кольца подшипника
(L0), и верхние и нижние
отклонение вала в системе отверстия.
Строим схему полей допусков
П
dmax
осадка Ø30
EI=0,018
k6
к6
Nmax
dmin
ES=0
ei=0,002
Nmin
Dmax
L0
Dmin
es=0,010
Рисунок 3 – схема полей допусков посадки Ø30
Определяем верхние и нижние отклонение вала и отверстия
Dmax=30+0=30,0мм
Dmin=30-0,010=29,99мм
dmax=30+0,018=30,018мм
dmin=30+0,002=30,002мм
Наибольшие предельно допустимое значение TD, мм, определяем по формуле
TD= Dmax- Dmin,(5)
где Dmax- верхние отклонение отверстия, мм;
Dmin- нижние отклонение отверстия, мм
TD=30-29,99=0,01 мм
Наименьшие предельно допустимое значение Td,мм определяем по формуле
Td= dmax- dmin,(6)
где dmax- верхние отклонение вала, мм;
dmin- нижние отклонение вала, мм;
Td=30,018-30,002=0,016 мм
Максимальный натяг Nmax, мм, определяем по формуле
Nmax= dmax-Dmin,(7)
где dmax-верхние отклонение вала, мм;
Dmin- нижние отклонение отверстия, мм;
Nmax=30,018-29,99=0,028 мм;
Минимальный натяг Nmin, мм определяем по формуле
Nmin=dmin–Dmax,(8)
где dmin-нижние отклонение вала, мм;
Dmax- верхние отклонение отверстия, мм;
Nmin=30,002-30=0,002 м
Посадка внешнего кольца подшипников 7306 в корпус редуктора осуществляется с зазором Ø72H7
Для построения
полей допусков посадки Ø72
необходимо найти верхние и нижние
отклонение внешнего кольца подшипника
(l0)Строим схему полей
допусков
Посадка Ø72
ES=0,030
H7
Dmax
EI=0
l0
Smin
Dmin
dmax
es=0
dmin
ei=0,013
.
Рисунок 4- схема полей допусков посадки Ø72
Определяем верхние и нижние отклонение вала и отверстия
Dmax72+0,030=72,030 мм
Dmin72+0=72 мм
dmax=72+0=72 мм
dmin= 72-0,013=71,87мм
Наибольшие предельно допустимое значение TD, мм, определяем по формуле
TD= Dmax- Dmin,(9)
где Dmax- верхние отклонение отверстия, мм;
Dmin- нижние отклонение отверстия, мм;
TD=72,03- 72=0,030мм
Наименьшие предельно допустимое значение Td,мм определяем по формуле
Td= dmax- dmin,(10)
где dmax- верхние отклонение вала, мм;
dmin- нижние отклонение вала, мм;
Td=72-71,87=0,030 мм
Максимальный зазор Smax, мм, определяем по формуле
Smax,=Dmax–dmin,(11)
где Dmax-верхние отклонение отверстия, мм;
dmin-нижние отклонение вала, мм;
Smax,=100,035-99,98=0,055 мм;
Минимальный зазор Smin, мм, определяем по формуле
Smin=Dmin- dmax,(12)
где Dmin- нижние отклонение отверстия, мм
dmax- верхние отклонение вала, мм;
Smin=72-72=0
Для построения полей допусков посадки Ø100 необходимо найти верхние и нижние отклонение внешнего кольца подшипника (l0), и верхние и нижние отклонение отверстия в корпусе в системе вала.
Строим схему полей допусков
Посадка Ø100
ES=0,035
H7
Dmax
EI=0
l0
Smin
Dmin
dmax
es=0
dmin
ei=0,020
.
Рисунок 5 – схема
полей допусков посадки Ø100
Определяем верхние и нижние отклонение вала и отверстия
Dmax=100+0,035=100,035 мм
Dmin=100+0=100 мм
dmax=100+0=100 мм
dmin= 100-0,020=99,98 мм
Наибольшие предельно допустимое значение TD, мм, определяем по формуле
TD= Dmax- Dmin,(9)
где Dmax- верхние отклонение отверстия, мм;
Dmin- нижние отклонение отверстия, мм;
TD=100,035-100=0,035 мм
Наименьшие предельно допустимое значение Td,мм определяем по формуле
Td= dmax- dmin,(10)
где dmax- верхние отклонение вала, мм;
dmin- нижние отклонение вала, мм;
Td=100-99,98=0,02 мм
Максимальный зазор Smax, мм, определяем по формуле
Smax,=Dmax–dmin,(11)
где Dmax-верхние отклонение отверстия, мм;
dmin-нижние отклонение вала, мм;
Smax,=100,035-99,98=0,055 мм;
Минимальный зазор Smin, мм, определяем по формуле
Smin=Dmin- dmax,(12)
где Dmin- нижние отклонение отверстия, мм
dmax- верхние отклонение вала, мм;
Smin=100-100=0