2399
.pdf
Исходные данные для расчета и выбора стропа приведены в табл. 5, 6.
|
|
Исходные данные для расчета |
|
|
|
Таблица 5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Габаритные |
|
|||
|
№ |
Вид груза |
|
Масса груза, т |
|
|
размеры |
|
|||
|
1 |
и |
|
|
1,17 |
|
|
|
L=2,77 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
B=1,15 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
бА |
|
|
0,77x1,03x0,65 |
|
|||||
|
|
|
|
|
3,3 т. |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А=1,2 м |
|
|
3 |
|
|
|
0,5 |
|
|
R1=0,1 м |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2=0,3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
Д |
|
– |
|
||||||
|
|
|
|
1,8 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина 1 м |
|
|
|
|
|
D2 |
(D h)2 |
|
|
Диаметр0,75 м |
|
|||
|
5 |
|
|
|
Толщина |
|
|||||
|
|
l |
|
|
|
|
cт |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
4И4 стенки0,015 м |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
металлическая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31
|
|
|
|
|
Исходные данные для расчета |
Таблица 6 |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Номер |
Вид груза |
|
Число ветвей |
|
Угол стропа с |
Коэффициент запаса |
||
|
варианта |
|
|
|
стропа |
|
вертикалью α, град |
прочности |
|
|
1 |
|
№1 |
|
2 |
|
|
30 |
3,5 |
|
2 |
|
№2 |
|
4 |
|
|
40 |
5 |
|
3 |
|
№3 |
|
2 |
|
|
30 |
4 |
|
4 |
|
№4 |
|
4 |
|
|
45 |
6 |
|
5 |
|
№5 |
|
4 |
|
|
30 |
5,5 |
|
|
вки |
|
|
|
||||
СЗадан е 2. Определение браковки каната |
|||||||||
|
1. Определ ть, подлежит ли малокрутящийся канат диаметром 25 мм |
||||||||
|
двойной св |
обрывов |
|
|
|||||
|
, реж м ра оты механизма М2 (работающий со стальными и |
||||||||
|
чугунными |
блоками) |
раковке, если |
на участке длиной 750 мм число |
|||||
|
видимых обрывов проволок равно 5. |
|
|
|
|||||
2. |
При в зуальном осмотре каната диаметром 20,5 мм механизма |
||||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|||
|
подъема козлового крана оказалось, что на канате имеются оборванные |
||||||||
|
проволоки, что максимальное число |
|
на длине 6d (6х20,5=123 мм) – |
||||||
7 обрывов. Режим ра оты механизма, согласно паспорту крана, М5. Конструкция каната по сертификату: 6х19(1+9+9)+1о.с. по ГОСТ 3077–80, тип
3.При осмотре каната грузовойДлебёдки башенного крана выяснилось, что при отсутствии обрывов проволок наружная поверхность каната имеет износ.
Измерение диаметра каната с помощью штангенциркуля показало, что при номинальном диаметре каната 19,5 мм его диаметрИоказался равным 18,1 мм. Определить, подлежит ли канат браковке.
4.При осмотре канатного стропа диаметром 17,5 мм перед работой выяснилось, что его наружные проволоки сильно изношены. змерение диаметра выступающей из-за обрыва наружной проволоки, произведенное с помощью микрометра, показало, что диаметр наружной проволоки составляет 0,83 мм. Конструкция каната 6х19(1+9+9)+1о.с. по ГОСТ3077–80, ЛК-О, крестовой свивки, диаметр проволок наружного слоя в прядях – 1,4 мм. Определить, подлежит ли канат браковке.
5.При осмотре канатного стропа оказалось, что в нём оборвана одна прядь. Определить, подлежит ли канат браковке.свивки ЛК-О (пряди линейного касания с одинаковыми диаметрами
32
|
Контрольные вопросы и задания |
1. |
Перечислите основные причины аварий с ГПМ. |
2. |
Укажите требования, которым должны удовлетворять грузозахватные |
приспособления. |
|
3. |
Укажите сроки и периодичность осмотров и испытаний стропов. |
С |
|
4. |
Перечислите критерии, по которым осуществляется браковка стропов. |
5. |
Перечислите дефекты элементов стропов, по которым осуществляется его |
браковка. |
|
6. |
Укаж те класс ф кац онные признаки канатов. |
7. |
Каковы техн ческ е характеристики стропов. |
Би |
|
8. |
Укаж те пер од чность и особенности проверки текстильных строп. |
лиографический список
1. РД 10–33–93. Стропы грузовые о щего назначения. Требования к устройству и безопасной эксплуатац . –Введ.1998–08–09.–М. : Издательство стандартов, 1998.
2. РД |
24–СЗК–01–01. Стропы грузовые общего назначения на текстильной основе. |
|
Требования |
к устройству |
езопасной эксплуатации. – Введ. 2001–08–11. – М. : |
Издательство стандартов, 2001. |
|
|
3.РД РОСЭК–012–97. Канаты стальные. Контроль и нормы браковки. – Введ.1997–03–11.–М. : Издательство стандартов, 1997.
4.ГОСТ 3077–80. Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х19(1+9+9)+1 о.с. Сортамент. –Введ.1982–01–01.–М. : Издательство стандартов, 1982.
5.Ремизович, О.В. Транспортно-технологические машины : учебное пособие /бА
Ю. В. Ремизович, О. В. Курбацкая. – ОмскД: Сиб И, 2014. – 156 с.
6. РД 31.45.03–82. Устройства грузозахватные крановые. Типовые расчеты. Методика. –Введ.1983–01–01.–М. : Издательство стандартов, 1983.
И
33
Лабораторная работа № 3
РАСЧЁТ БОЛТОВ НА ПРОЧНОСТЬ
Цельработы :освоениеметодоврасчетаболтовнапрочность. |
|
С |
1. Теоретическая часть |
|
|
Обозначен я болтов выполняют в соответствии с ГОСТ 7798–70, ГО Т 1759.0–87, ГОСТ Р 52644–2006. При этом указывают варианты
конструкт |
вного |
сполнения |
тела |
и головки |
болта, типоразмер, класс |
|
, |
|
кл мат ческое |
исполнение, вид |
и толщина покрытия, |
||
обозначен |
е стандарта (р с. 1). |
|
|
|||
прочности |
означения болта |
|||||
|
|
|
Р с. 1. Схема |
|||
Другое |
|
– |
олт |
М18-6g х 60.58 (s27) ГОСТ 7798–70: |
||
условный диаметр |
18.0 (мм); поле допуска 6g; длина 60 (мм); класс |
|||||
|
|
обозначение |
|
|||
прочности 58; ключ на 27. |
|
|
|
|||
|
|
|
А |
|||
Выделяют следующие виды нагружения болтов в соединениях [1,2]:
|
|
Д |
||||||
– Ненапряженные болты. Напряжения возникают после приложения |
||||||||
рабочей нагрузки. Ненапряженные болты работают только на растяжение |
||||||||
или сжатие. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Условиепрочностиболтапритаком нагружениизаписываетсяввиде[1,2] |
||||||||
|
P [ p] |
d12 |
, тогда d1 |
|
4P |
|
, |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
4 |
|
И |
|||||
|
|
|
[ |
p |
] |
|||
где P – сила, действующая вдоль оси болта, Н; d1 – внутренний диаметр резьбы, мм;[σp]–допускаемоенапряжениеприрастяжении(сжатии),МПа(табл.1,рис.2).
Рис. 2. Расчетная схема ненапряженного болта на сжатие
34
– Напряженные соединения (с предварительной затяжкой) (рис. 3). |
||||||||||||||||
При затяжке гаек в болтах возникают значительные растягивающие усилия и |
||||||||||||||||
усилия скручивания. При затягивании вручную, при рабочем усилии на |
||||||||||||||||
ключе Рр = 300–400 Н, как правило, болты с диаметром d ≤ 12 мм |
||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
разрываются. Поэтому в ответственных соединениях органы технического |
||||||||||||||||
надзора не разрешают устанавливать болты диаметром меньше 16 мм. |
||||||||||||||||
зводится |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Рис. 3. Расчетная схема |
||||||||||||||
|
ненапряженного олта на растяжение |
|||||||||||||||
Расчет |
про |
|
отдельно на срез (рис. 4, 5) и смятие. |
|||||||||||||
|
болтов |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
А |
||||||||||||||
|
|
Рис. 4. Расчетная схема |
||||||||||||||
|
|
односрезного болта |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Д4 |
|||||||||||||
|
|
Рис. 5. Расчетная схема |
||||||||||||||
|
|
двусрезного болта |
|
|
|
|
|
|
||||||||
На срез болт рассчитывают по формуле [2] |
||||||||||||||||
|
|
|
P [ |
|
|
|
] |
d |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ср |
|
|
|
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
d1 |
|
|
|
4P |
|
|
|
|
, |
||||
|
|
|
|
|
[ ср ] |
|||||||||||
где Р – сила,действующая поперек болта, Н;[τср]– допускаемоенапряжениена |
||||||||||||||||
срез,МПа, принимают [τср] = (0,2–0,3)σт;(σт – пределИтекучести,см.табл.1). |
||||||||||||||||
Расчет на смятие производят по формулам [2] |
||||||||||||||||
|
|
|
P [ см ]dh, |
|||||||||||||
|
|
|
h |
|
|
|
|
P |
|
|
|
, |
|
|
||
|
|
|
d[ см ] |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где h – высота участка смятия,мм; [σсм] – допускаемое напряжение на смятие,МПа.
35
Число болтов в соединении, работающем на срез, рассчитывается по формуле
С |
|
. |
|
|
|
Число болтов в соединении, работающем на смятие, рассчитывается по |
||
формуле |
|
|
соединяемых |
, |
|
|
|
|
где n – требуемое ч |
сло олтов; Nb – расчетная нагрузка, действующая на |
|
соединен , Н; Rbs, Rbp – расчетные сопротивления для материала соединения |
||
бА |
||
срезу, смят ю, МПа; |
γb – коэффициент условий работы; d – диаметр болта, |
|
мм; ns – ч сло расчетных срезов одного болта; ∑t – наименьшая толщина элементов, сминаемых в одном направлении,мм.
По окончан |
расчета принимают наибольшее количество болтов, |
округляя до бл жайшего целого числа. |
|
Механические |
свойства и допускаемые напряжения углеродистых |
качественных конструкционных сталей приведены в табл. 1,2.
Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые. Конструкционные стали
Ст.10; Ст.20; Ст.30; Ст.45) обозначаютДдвузначным числом, указывающим на среднее содержание углерода в стали: 0,10; 0,20% и т.д.
обыкновенного качества нелегированные обозначают буквами Ст.
(например, Ст.3 и др.).
Конструкционные нелегированные качественные стали (например,
Конструкционные легированные стали, такие как 20Х, 30Х, 40Х, обозначают буквами и цифрами, в данном случае марка показывает содержание углерода и основного легирующего элемента хрома. Цифры
после каждой буквы обозначают примерное содержание соответствующего |
|
элемента, однако при содержании легирующего элемента менее 1,5% цифра |
|
после соответствующей буквы не ставится. |
И |
36
С |
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механ ческ е свойства углеродистых качественных конструкционных сталей |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка стали |
тив |
|
|
Предел текучести |
|
Предел выносливости |
||
Термообработка |
Временное сопро ление |
|
|
|||||
|
|
|
в, МПа |
|
|
Т,МПа |
|
прирастяжении tp, МПа |
08 |
H |
|
330 |
|
|
200 |
|
120 |
10 |
Н |
|
340 |
|
|
210 |
|
125 |
|
Ц |
|
400 |
|
|
250 |
|
145 |
15 |
Н |
|
380 |
|
|
230 |
|
135 |
|
Ц |
|
450 |
|
|
250 |
|
160 |
20 |
Н |
|
420 |
|
|
250 |
|
150 |
|
Ц |
|
500 |
|
|
300 |
|
180 |
25 |
Н |
|
460 |
|
|
280 |
|
170 |
|
Ц |
|
550 |
|
|
350 |
|
200 |
|
|
б |
|
|
|
|
||
30 |
Н |
500 |
|
300 |
|
180 |
||
|
У |
|
600 |
|
|
350 |
|
215 |
35 |
Н |
|
540 |
|
|
320 |
|
190 |
|
У |
|
650 |
|
Д |
|
230 |
|
|
|
|
|
380 |
|
|||
|
Ц |
|
1000 |
|
|
650 |
|
360 |
|
|
|
А |
|
|
|||
40 |
Н |
|
580 340 |
|
210 |
|||
|
У |
|
700 |
|
|
400 |
|
250 |
Примечание. * Термообработка: Н – нормализация; У – улучшение; Ц – цементация. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
И |
||
37
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|||||||
|
|
|
Допускаемые напряжен я углеродистых качественных конструкционных сталей |
|
|
|
|||||||||||||||||||
Марка |
Термо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Допускаемые напряжения, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
стали |
обработка |
|
при |
|
|
|
|
при кручении |
|
присрезе |
|
|
присмятии |
||||||||||||
|
|
растяжен |
|
при изгибе |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
[ p] |
|
|
[ из] |
|
|
|
[ кр] |
|
|
|
[ ср] |
|
|
|
[ см] |
||||||
|
|
|
I |
|
II |
|
III |
I |
|
II |
|
|
III |
I |
II |
III |
|
I |
II |
|
III |
|
I |
|
II |
08 |
H |
|
110 |
|
80 |
|
60 |
130 |
95 |
|
|
75 |
80 |
60 |
45 |
|
60 |
45 |
|
35 |
|
165 |
|
120 |
|
10 |
Н |
|
110 |
|
80 |
|
60 |
145 |
100 |
|
75 |
80 |
60 |
45 |
|
65 |
45 |
|
35 |
|
165 |
|
120 |
||
|
Ц |
|
130 |
|
90 |
|
70 |
155 |
115 |
|
90 |
100 |
65 |
55 |
|
70 |
50 |
|
40 |
|
195 |
|
135 |
||
15 |
Н |
|
125 |
|
85 |
|
65 |
150 |
110 |
|
85 |
95 |
65 |
50 |
|
75 |
50 |
|
40 |
|
185 |
|
125 |
||
|
Ц |
|
145 |
|
50 |
|
80 |
175 |
125 |
|
100 |
110 |
80 |
60 |
|
85 |
60 |
|
45 |
|
210 |
|
175 |
||
20 |
Н |
|
140 |
|
115 |
|
95 |
170 |
120 |
|
95 |
105 |
70 |
55 |
|
85 |
60 |
|
45 |
|
210 |
|
175 |
||
|
Ц |
|
165 |
|
115 |
|
90 |
200 |
140 |
|
110 |
125 |
75 |
55 |
|
100 |
60 |
|
45 |
|
240 |
|
175 |
||
25 |
Н |
|
150 |
|
110 |
|
85 |
180 |
130 |
|
105 |
110 |
80 |
60 |
|
90 |
65 |
|
50 |
|
220 |
|
165 |
||
|
Ц |
|
180 |
|
130 |
б100 210 160 |
125 |
135 |
95 |
75 |
|
110 |
80 |
|
60 |
|
270 |
|
195 |
||||||
30 |
Н |
|
165 |
|
115 |
|
90 |
200 |
140 |
|
110 |
125 |
90 |
70 |
|
100 |
65 |
|
55 |
|
240 |
|
175 |
||
|
У |
|
200 |
|
140 |
|
105 |
240 |
175 |
|
135 |
150 |
105 |
80 |
|
120 |
85 |
|
65 |
|
300 |
|
210 |
||
35 |
Н |
|
180 |
|
125 |
|
95 |
210 |
155 |
|
120 |
135 |
90 |
70 |
|
110 |
75 |
|
55 |
|
270 |
|
190 |
||
|
У |
|
210 |
|
150 |
|
115 |
260 |
185 |
|
145 |
Д |
|
90 |
|
70 |
|
520 |
|
220 |
|||||
|
|
|
|
|
160 |
110 |
85 |
|
130 |
|
|
|
|||||||||||||
|
Ц |
|
330 |
|
230 |
|
180 |
А400 290 220 250 165 135 |
|
200 |
140 |
|
110 |
|
500 |
|
350 |
||||||||
40 |
Н |
|
190 |
|
130 |
|
105 |
230 |
165 |
130 |
140 |
100 |
75 |
|
115 |
80 |
|
60 |
|
280 |
|
200 |
|||
|
У |
|
230 |
|
160 |
|
125 |
270 |
200 |
155 |
170 |
120 |
95 |
|
140 |
100 |
|
80 |
|
340 |
|
240 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
||||||||
Примечание. Вид нагрузки: I – статическая; II – переменная, действующая от нуля до максимума, от максимума до нуля (пульсирующая); III – знакопеременная (симметричная).
38
Задание 1. Определить диаметр нарезанной части грузового крюка (рис. 7), материал – сталь 35 для силы Р=100 кН. Нагрузка II – переменная. Термическая обработка–нормализация.Гайкузаворачивают,нонезатягивают.
С |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Определить |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Рис. 7. Расчетная схема |
|
|
|
|
|
|
|
|
Задан |
е 2. |
|
возможность использования |
односрезного |
|||
|
болта (табл. 3) для с лы Nb =100 кН. |
|
|
Таблица 3 |
||||||
|
|
|
|
|
О означения болтов |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
|
|
|
О означение |
олта |
|
Марка стали |
||
|
1 |
|
Болт М18-6g×60.58 (S18) ГОСТ 7798-70 |
|
|
Ст 35 |
|
|||
|
2 |
|
Болт 3М18×1,25-6g×60.109.40Х.016 (S18) ГОСТ |
|
Ст 20 |
|
||||
|
|
|
|
7796-70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
Болт М24-6g×80.58 (S18) ГОСТ 7805-70 |
|
|
Ст 45 |
|
|||
|
4 |
|
Болт М24×1,25-6g×80.58.40Х.012 ГОСТ 7808-70 |
|
Ст 10 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Д |
||||
|
|
Задание 3. Определить диаметр болта, материал – сталь 35 для фланца |
||||||||
|
в сосуде под избыточнымбАдавлением 30 МПа, диаметр фланца 120 мм. |
|||||||||
|
|
Термообработка – нормализация, режим нагрузки – переменная. |
||||||||
|
|
Сила, действующая вдоль оси болта, определяется как произведение |
||||||||
|
избыточного давления на площадь круга (S=πR² или S=πD²/4). |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
|
|
|
Задание 4. Рассчитать на прочность болтовое соединение при |
|||||||
|
следующих |
исходных данных: |
два элемента |
конструкции, |
нагруженные |
|||||
расчетной нагрузкой Nb=300 кН, соединяются при помощи болтов диаметром d=42 мм по схеме «встык» с накладками (рис. 8). Расчетные сопротивления для материала соединения:срезу Rbs=150 МПа, смятию Rbp=450 МПа.Коэффициент условий работыболта γb=0,9.
Рис. 8. Расчетная схема
39
На прочность болты рассчитываются согласно СП 16.330.2011. Допущения:
1) площадь сечения уменьшается за счет отверстий под болты для прокатных профилей примерно на 10%, для листов – на 20%;
2) окончательно толщину листа и накладок принять в соответствии с сортаментом (t = 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 30 мм); 3) м н мальное расстояние от края элемента до центра болта равно
1,5d, между центрами болтов – 3d.
прочностиТак как расчетная нагрузка воспринимается двумя швеллерами (см. рис. 8) и площадь сечен я уменьшается за счет отверстий под болты для прокатных
1. Определ ть необходимую площадь элемента 2 (см. рис. 8) из
условия |
на растяжение по формуле |
|
|
|
С |
Nb |
|
|
|
|
Аnt |
R |
|
, |
|
|
bt |
b |
|
где Nb – расчетная нагрузка, Н; Rbt – сопротивление растяжению, Па.
профилей пр мерно на 10%, расчетная площадь будет равна
|
|
|
nt 0,1 |
||
|
ntрасч |
2 |
|
. |
|
2. По сортаменту (та л. 4) вы рать швеллер. |
|||||
3. Определить толщину накладки t1 (для этого необходимую площадь |
|||||
элемента увеличить на 20%) |
|
необх |
|
1,2 . |
|
|
nt |
|
|||
|
|
nt |
|
||
бА |
|||||
С другой стороны, |
|
|
|
h t1 , |
|
|
nt необх |
||||
где h – высота швеллера (см. табл. 3). Следовательно, |
|||||
t1 |
Аntнеобх/h. |
|
|||
|
|
Д |
|||
4. Определить количество болтов из условий прочности: |
|||||
а) на срез (в данном соединении болты срезаются в двух плоскостях) по |
|||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
И |
где ns – число расчетных срезов одного болта;
40