1.9 Расчёт стыков балок

Расчёт стыков балок производится в соответствии с рисунком 7.

Стыки стенки и сжатого пояса делают прямыми. Стык растянутого пояса устраивают прямым, если напряжения в поясе не превышает расчётное сопротивление сварного соединения растяжению. В противном случае делают косым.

Рисунок 7 – Стыки балок

Стык каждого элемента балки рассчитываются на усилие (момент), воспринимаемое этим элементом. Стык стенки рассчитывают на действия изгибающего момента и поперечной силы.

Определяем изгибающий момент, приходящийся на стенку Мст, кН^.см, по формуле

,

где М – изгибающий момент, действующий в данном сечении (в месте

расположения стыка), кН^.см;

Iст – момент инерции всего сечения стенки, см⁴;

Iх – момент инерции всего сечения балки, см⁴.

Определяем касательные напряжения в сварном стыковом шве ^Q_w, кН/см², от действия поперечной силы, по формуле

где Q – поперечная сила, действующая в данном сечении, кН;

Sх – статический момент половины продольного сечения шва

относительно нейтральной оси, см³.

Определяем нормативные напряжения в сварном шве σ_w^Мст, кН/см², от изгибающего момента, по формуле

,

79.5

89.2

106.2

85.2

где Wст – момент сопротивления сечения стенки балки, см³.

Кроме того, стыковой сварной шов стенки должен быть проверен на приведенные напряжения σ_w^пр, кН/см², по формуле

Определяем усилие N, кН, воспринимаемое поясом, по формуле

,

где hо – расстояние между центрами тяжести поясов, см,в соответствии

с рисунком 3.

Тогда напряжение в растянутом поясе σ_w^N, кН/см², будет определено по формуле

,

где Аш – площадь поперечного сечения пояса, см².

1.10 Расчёт массы балки

Определяем массу балки G, кг, по формуле

,

где Gп – масса пояса балки, г;

Gст – масса стенки балки, г.

,

где l – пролёт балки, см;

γ – удельный вес металла, г/см³;

γ = 7,85 г/см³ .

На современном этапе при организации всех производственных процессов в различных отраслях промышленности самым актуальным является сбережение

2 . Технологический раздел

2.1 Выбор способа сварки и методов контроля качества

сварных соединений

Выбираем и обосновываем способ сварки для изготовления балки, исходя из обеспечения высокой производительности и качества изготовления. Выбираем и обосновываем методы контроля качества сварных соединений.

2.2 Выбор режимов сварки и сварочного оборудования

Исходя из выбранного способа сварки, необходимо выбрать и обосновать параметры режима:

- для сварки поясных швов;

- для сварки рёбер жёсткости и опорных рёбер;

- для сварки стыков балки.

Критерием оптимального выбора режимов служит максимальная производительность процесса сварки при условии получения требуемых геометрических размеров поперечного сечения шва, регламентированных ГОСТ 14771-76, ГОСТ 5264-80 и достаточно низких потерь металла на угар и разбрызгивания.

Расчёт режимов сварки производится для конкретного случая.

Для угловых швов расчёт режимов имеет следующий вид.

Определяем скорость сварки Vсв, м/ч, по формуле

Берём электрод Э46 МР-3

Коэффициент наплавки-7,8 г/А^.ч

Диаметр электрода 5мм

Расход электродов на 1 кг наплавленного металла -1,7кг

Допустимый ток в нижнем положении-260 А.

,

м/час

где αн – коэффициент наплавки, г/А^.ч;

I – сила тока, А;

γ – удельная плотность;

γ = 7,85 г/см³;

Аш – площадь поперечного сечения шва, мм².

,

где Кf – катет шва, мм;

q – высота усиления шва, мм.

Режимы сварки свести в таблицу 3.

Таблица 3 – Режимы сварки

Катет сварного шва, мм	Диаметр электрода, d, мм	Сварочный ток, Iсв, А	Напряжение дуги, Uд, В	γ – удельная плотность	Скорость сварки, Vсв, м/ч	Расход электродов на 1 кг наплавленного металла	Тип, марка электрода
13-16	5	260		7,8	6,7	1,7	Э46 МР-3

Для стыковых швов расчёт режимов выглядит следующим образом.

Определяем скорость сварки Vсв, м/ч, по формуле

,

где Аш - площадь поперечного сечения шва, мм²

где е-8, q-1, b-2, – значения принимаются по ГОСТ 14771-76;

S=13 – толщина металла, мм.

Результаты расчётов сводим в таблицу 4.

Таблица 4 – Режимы сварки

Толщина, S, мм	Диаметр электрода, d, мм	Сварочный ток, I, А	Напряжение, U, В	γ – удельная плотность	Скорость сварки, Vсв, м/ч	Расход электродов на 1 кг наплавленного металла	Тип, марка электрода
13-16	5	260		7,8	8,07	1,7	Э46 МР-3

Учитывая выбранный способ и режимы сварки, выбираем сварочное оборудование. Рассчитанные диапазоны скоростей уточняем по паспортным данным полуавтомата. Далее описываем принцип работы, конструкцию и техническую характеристику оборудования.