3.5 Технологические расчеты конструкции

Расчет усилия сварных швов ванны

Определим допустимое усилие в сварном соединении.

Напряжение в швах изменяется от .

На сварное соединение действует усилие растяжения. Материал листов сталь Ст3. Электродв Э42. Сварка ручная , К_L=1.

Определим допускаемое напряжение на растяжение при условии, что для листа из стали Ст3: , :

(3.1)

где - масштабный фактор,

К – эффективный коэффициент концентрации напряжений при статических нагрузках,

[s] – коэффициент безопасности

Определяем коэффициент, учитывающий переменность нагрузки:

(3.2)

где а и b – коэффициенты, 0,6 и 0,2 соответственно,

r – коэффициентассиметрии цикла напряжений, -0,6.

Допустимое напряжение на срез в сварном шве :

Определим допустимое напряжение на сварное соединение при катете шва к=6мм:

(3.3)

Проверим напряжение в местах соединения по формуле :

Расчет на жесткость ванны

Коэффициенты жесткости по нагружению:

(3.4)

где As – площадь сечения,

J – момент инерции сечения,

l - длина прутка,

E и G – модули упругости второго ряда для прутка диаметром 10мм.

С учетом того, что прутки для каркаса выполняем диаметром 10 мм, из стали 30ХГСа с характерными параметрами: и Е=2,1*10¹¹ Па. Определяем:

Расчет на жесткость делаем при условии равномерного внутреннего давления, упруго заделанного контура и угле .

где As – площадь поперечного сечения,

а – радиус,

h – высота.

Расчет планки

Условие допускаемого напряжения:

(3.5)

где F – сдвигающая нагрузка, Н;

А – площадь поперечного сечения, мм.

F = 500/2 = 250 кг = 2500 Н

(3.6)

Из условия допускаемого напряжения находим:

Тер = 0,7*176 = 123 Н/мм²

Условие прочности соблюдено, поэтому планка, изготовленная из стали 35, выдержит заданную нагрузку.

Расчет допускаемого напряжения стойки

Срок службы (сталь 40Х) 5 лет, коэффициент использования в течение года составляет 0,75, коэффициент использования в течение суток 0,33, режим нагружения - тяжелый. Коэффициент безопасности примем .

Определим допускаемое напряжение по формуле:

(3.7)

где - предел выносливости для симметричного цикла нагружения;

К_L – коэффициент долговечности;

- коэффициент упрочнения или коэффициент влияния качества обработки поверхности.

По нормативам находим коэффициенты:

, , .

Определим коэффициент долговечности по выражению:

(3.8)

где N₀ = 10⁷ – базовое число циклов нагружения;

m – показатель степени кривой выносливости:

Эквивалентное число циклов нагружений, при постоянной частоте нагружения:

(3.9)

N_LE=60*26700*1000*(1⁶*0,2+0,75⁶*0,5+0,2⁶*0,3)=9,25*10⁷

Где число часов работы приспособления за срок службы:

L_h=365*24*L*Кг*Кс = 365*24*10*0,75*0,33=26700 часов (3.30)

Тогда:

принимаем равным 1.

Допускаемое напряжение: