книги / Скреперы

Эпюры продольных сил и изгибающих моментов показаны на рис. 14. Усилия расположены в плоскости рамы.

Для дальнейших расчетов необходимо вновь рассмотреть расчетную схему рис. 12, в которой теперь известны все опорные реакции. Рассматривая, как и раньше, только характерные точки 1, 2, 3, 4, 5 (см. рис.12, б), построим эпюру изгибающих моментов Мв в вертикальной плоскости.

Рис. 14. Эпюры продольных сил (а) и изгибающих моментов (б)

Как правило, опасными сечениями для продольных тяг рамы являются сечения в месте соединения их с поперечной балкой. Максимальные нормальные напряжения определяются по зависимости

32

Для поперечной полой балки круглого сечения (рис.16, б) имеет место:

где Y — координата рассматриваемой точки сечения;

δ = δ п= δ ст.

Рис. 16. Сечение балки цилиндрической формы

Приведенное напряжение в опасной точке сечения

лученных по формулам (12) и (13).

Коэффициент запаса прочности балки без учета концентрации напряжений

n = [σ ] ,

σ пр

где [σ ] — допускаемое напряжение.

34

Таким образом,

479кгс/см2.

При значении предела текучести для материала упряжных тяг

сталь 15ХСНД σ т= 3500 кгс/см2 имеем запас прочности.

Аналогично рассчитываются и другие сечения упряжных тяг. Результаты расчетов сводятся в таблицу.

6.3. Расчет на прочность поперечной балки тяговой рамы

Поперечная балка тяговой рамы скрепера представляет собой трубчатую конструкцию. Рассмотрим сечение III—III (см. рис.10)

иопределим действующие напряжения.

1.Момент сопротивления сечения изгибу:

где D и d — наружный и внутренний диаметры трубы. Таким образом, момент сопротивления изгибу (рис.18)

36

2. Момент сопротивления сечения кручению [9]:

Wкр = π D3 (1 − α 4 ), 16

где α = d / D.

Тогда Wкр = 2Wx = 2 1046,855 = 2093, 73 (см3 ).

3. В рассматриваемом сечении трубы (см. рис. 18) действуют изгибающие моменты [17]:

5.Касательные напряжения кручения

τ= M кр . Wкр

6.Приведенные напряжения в сечении III—III по теории Мора

Аналогично определяются напряжения и в других сечениях поперечной балки. Результаты расчета удобно свести в итоговую таблицу.

Запас прочности определяется по формуле

37

6.4. Расчет хобота

Рассмотрим сечение VI—VI хобота (см. рис. 10). На рис. 19 показаны размеры поперечного сечения хобота для варианта конструкции скрепера (пример).

1. Площадь сечения определяется по правилу расче-

Аналогично

Zo = −6, 25 11, 25 + 6, 25 1,55 − 38 0,1 = −0, 26 (см). 248,5

38

6. Момент сопротивления кручению

Wкр = 2 F δ ,

где F и δ — площадь, охватываемая средней линией контура, и толщина стенки хобота.

Wкр = 2 48,9 26, 2 1, 2 = 3074,8 (см3 ).

7. Определение напряжений в сечении хобота. Силы RЕ, RK и FK, приложенные к поворотно-сцепному устройству, относительно рассматриваемого сечения раскладываются по двум направлениям: N — нормально к сечению и Q — в плоскости сечения. При перенесении сил в центр тяжести сечения в последнем возникает изгибающий

момент My.

Нормальное усилие в сечении VI—VI:

N = RE cos γ + RK cos γ + FK sin γ .

Поперечная сила в сечении VI—VI:

Q = RE sin γ + RK sin γ + FK cos γ .

Изгибающий момент в сечении VI — VI:

M = ((R + R )cos γ + F sinγ )l + ((R + R )sinγ + F cosγ )l ,

z E K K 1 E K K 2

где l1 и l2 — расстояние от центра тяжести сечения VI—VI хобота до точки приведения усилий к поперечной балке тяговой рамы.

Для примера принимаем, что l1 = 785 мм и l2 = 700 мм. При N = = –18127 кгс, Q= 14683 кгс и Mz = 391129 кгc·м получим:

а) напряжения от изгиба в крайних точках сечения

σ сж= −M z (rн − rв ) ,

F (ρ − r)rн

где rн — наружный радиус кривизны (в нашем случае rн = 1252 см); r — радиус кривизны нейтрального слоя ( r = 961 см);

где rв — внутренний радиус кривизны ( rв = 749 см);

40