3.9. Рамы

Примеры металлоконструкций рамного типа в СДМ. Расчет рам на прочность, конструирование узлов рам. Расчетные схемы толкающих рам бульдозера. Виды нагрузок и их расчетные сочетания при расчете металлоконструкции бульдозера на прочность и выносли-

вость /4,5/.

Контрольные вопросы

1.Перечислите расчетные положения рамы бульдозера.

2.Какие расчетные положения тяговой рамы скрепера на прочность вы можете назвать?

3.Какие силы действуют на тяговую раму скрепера?

4.Какие силы действуют на раму бульдозера?

5.Каковы значения коэффициентов динамичности при расчете рамы бульдозера на прочность?

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Задача №1

Определение равнодействующей параллельных сил (графический метод)

Согласно приведенной схеме и исходным данным определить максимальный и минимальный вес противовеса (рис. 1).

Gпр

Zстр

Zкр

Рис. 1. Стреловой кран

17

Условие задачи. Графическим методом определить max и min силы тяжести противовеса стрелового крана. При этом равнодействующая всех вертикальных сил не должна выходить за пределы поворотного круга.

На рис.1 приведена расчетная схема стрелового крана. В расчетной схеме приняты следующие обозначения: расстояния от оси

вращения до центра тяжести противовеса – zпр, платформы – zпл,

стрелы – zстр, крюка с грузом – zкр ; соответственно сила тяжести противовеса – Gпр, платформы – Gпл , стрелы – Gстр, крюка с грузом

– Gкр; диаметр поворотного круга – D.

Размеры стрелового крана и действующие нагрузки приведены в табл. 1, а в приложении приведены данные Gкр соответствующего ва-

рианта.

Методические указания. Для определения силы тяжести противовеса графическим методом необходимо начертить в масштабе расчетную схему, указать точки приложения сил и их величину. Для построения плана сил силового многоугольника (рис. 2, б) выбираем произвольно полюс О и на некотором расстоянии откладываем последовательно в масштабе силы Gкр, Gстр , Gпл . Соединяем концы ука-

занных сил с полюсом О (линии 1–0; 2–0; 3–0).

Строим веревочный многоугольник (рис. 2, а). Для этого направление силы Gкр пересекаем прямой, параллельной лучу 1–0. До

18

пересечения с направлением действия силы Gстр. Затем из точки пересечения проводим прямую, параллельную лучу 2–0, до пересечения с направлением действия силы Gпл . Из точки пересечения проводим прямую, параллельную лучу 3–0. До точки пересечения с направлением действия силы Gпр . Из точки пересечения направле-

ния действия силы Gкр с прямой, параллельной лучу 1–0, проводим прямую, параллельную лучу 0–0’.

B A

3 0

Gпрmin

A

Gпрmax

B

Рис. 2. Графический метод определения:

а – веревочный многоугольник; б – силовой многоугольник

Задача состоит в том, что опорная реакция, или равнодействующая всех сил, должна быть приложена внутри опорно-

19

поворотного круга. Значит, можно провести бесчисленное множество направлений действия равнодействующих сил. Проведем два крайних направления, когда равнодействующая всех сил проходит через переднее т заднее ребра опорно-поворотного круга.

Проводим прямую, параллельную лучу 0–0, до пересечения с этими двумя направлениями. Точки пересечения соединим с точкой пересечения направления действия силы Gпр и прямой, параллельной

лучу 3–0. Получим два направления.

Проводя на плане сил из точки 0 прямые, параллельные этим направлениям, получим два значения силы тяжести Gпрmaxи Gпрmin ,

удовлетворяющие требуемому условию.

Задача № 2 Определение усилий в наиболее сжатой ветви стрелы

с прямолинейной осью

Определить максимальное сжатие в поясе стрелы с прямолинейной осью.

Размеры стрелы и действующие нагрузки приведены в табл. 2, а в приложении приведены данные соответствующего варианта.

20

PQ

Pб

Рис. 4. Нагрузка на стрелу

вгоризонтальной плоскости

Вгоризонтальной плоскости стрелы показаны следующие нагрузки (рис. 4): W – интенсивность ветровой нагрузки на стрелу;

Wгр – боковое давление ветра на груз; PQ и Pб – инерционные гори-

зонтальные нагрузки соответственно от массы груза и блоков; aг и aв

– максимальные ускорения груза в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Размеры сечения приведены на рис. 5: h1 и b1 – высота и ширина сечения стрелы; н – угол наклона рассматриваемого элемента пояса к оси стрелы.

Полный изгибающий момент:

MизгГ MB Wгр PQ Pбл Lcos , кНм.

Усилие сжатия наиболее нагруженной ветви стрелы для четырехгранной конструкции приведено на рис. 5.

h 1

22

Задача № 3

Определение реакций опор настенного крана с помощью линий влияния

Расчетная схема настенного крана приведена на рис. 6. В расчетной схеме приняты следующие обозначения: геометрические параметры настенного крана – H и L, сосредоточенная нагрузка – Р, распределенная нагрузка – q.

RВ

RAY P

RAХ

X

L

Рис. 6. Схема настенного крана

Кран загружен весом консоли и подвижной крановой нагрузкой. Условие задачи. Требуется построить линии влияния реакций опор RAX ,RYA ,RB для настенного крана и определить указанные величины от действия сосредоточенной силы Р и распределенной нагрузки q

при заданном значении X.

Размеры настенного крана и нагрузки приведены в табл. 3, а в приложении приведены данные соответствующего варианта.

23

Задача № 4

Определение реакций опор и изгибающего момента в пролете балки с помощью линий влияния от действия системы сосредоточенных сил и распределенной нагрузки

На рис. 7 представлена расчетная схема. В расчетной схеме приняты следующие обозначения: пролет балки – l, длина консоли балки

– b, сосредоточенные нагрузки от колес тележки – P1 и P2 , распределенная нагрузка – q, расстояние от опоры до сечения C в пролете балки – a, расстояние между колесами тележки – d.

Рис. 7. Схема балки с распределенной нагрузкой и грузовой тележкой

Геометрические размеры приведены в табл. 4, а в приложении приведены данные соответствующего варианта.

Условие задачи. Требуется построить линии влияния реакции опор RA , RB и изгибающего момента М в пролете балки в т. С. Определить указанные величины от действия нагрузки тележки и распределенной нагрузки при заданном значении Х.

24

Задача №5

Определение усилий в стержнях фермы с параллельными поясами от сосредоточенной и распределенной нагрузок

Схема представлена на рис. 8. В расчетной схеме приняты следующие обозначения: длина панели – a, высота фермы – H, длина пролета – L, расстояния между колесами тележки – d, распределенная нагрузка от собственного веса фермы – q, нагрузки на колеса от веса тележки с грузом – P1 и P2 , расстояние от шарнирно-неподвижной опоры до оси тележки – X.

Рис. 8. Расчетная схема фермы с ездой поверху

Размеры фермы и действующие нагрузки приведены в табл. 5, а в приложении приведены данные соответствующего варианта.

Условие задачи. Требуется построить линии влияния усилий и вычислить действительные значения сил и моментов от сосредоточенных сил и распределенной нагрузки в элементах фермы O6 8 ,U5 7 ,

S8 9 .

25