3.3.4.6 Визначення необхідної товщини планки за умови рівної міцності її основи і стійки лопаті

Накреслимо небезпечний поперечний переріз основи стійки на рисунку 3.13

Рисунок 3.13 – Поперечний переріз підставки стійки

Визначаємо основні величини, що характеризують переріз . Знаходимо координату центру ваги по осі У

(3.141)

(3.142)

(3.143)

(3.144)

(3.145)

(3.146)

Обчислюємо момент інерції перерізу відносно осі Х

(3.147)

(3.148)

(3.149)

(3.150)

(3.151)

Знаходимо момент опору перерізу відносно осі Х

(3.152)

де – максимальна відстань від центру тяжіння перерізу до найбільш віддалених точок, м.

(3.153)

(3.154)

З умови рівності Wх1 і Wх знаходимо необхідну товщину планки

Wх1 = Wх; (3.155)

(3.156)

Отже, за умови за умови рівної міцності основи і стійки лопаті, товщина планки повинна бути не менше 23 мм.

3.3.4.7 Перевірка на міцність основи стійки

Напруження згину в небезпечному перерізі стійки визначаємо за формулою

(3.157)

Стійка виготовлена із Сталі 40Л з наступною механічною характеристикою згідно з [1],. Одже, при потужності електродвигуна приводу змішувача 30 кВт з урахуванням коефіцієнта перевантаження 2 напруження згину перевищує межу текучості матеріалу на 18%.

Отже, основу стійки необхідно підсилити. Рекомендується посилення шляхом збільшення висоти основи стійки.

Розрахунковим шляхом визначаємо необхідну висоту основи стійки. Знаходимо необхідну висоту небезпечного перерізу основи стійки виходячи з межі текучості матеріалу стійки, зменшену на 10%.

Приймаємо допустиме напруження = 250 Тоді, необхідний момент опору перерізу буде рівний

(3.158)

Шляхом підбору визначаємо необхідну висоту перерізу h, м, зображену на рисунку 3.13.

h = 0,29 (3.159)

При цьому значенні h момент опору перерізу буде рівний м3

Значить, при потужності електродвигуна приводу змішувача рівною 30 кВт з урахуванням коефіцієнта перевантаження, рівного 2, висота небезпечного перерізу основи стійки повинна бути не менше 29 мм, тобто збільшена на 4 мм.

3.3.4.8 Визначення товщини планки залежно від марки вживаної сталі

З огляду на те, що розрахунок проводився на максимально можливі навантаження, приймаємо допустиме напруження на згин на 10% менше від межі текучості матеріалу.

Для Сталі 20 межа текучості матеріалу згідно з [1]= 250. Для Сталі 35 межа текучості матеріалузгідно з [1]= 320. Для Сталі 40 межа текучості матеріалузгідно з [1]= 340.

Приймаємо за допустимі значення наступні величини:

– для Сталі 20 = 250/1,1 = 227;

– для Сталі 35 = 320/1,1 = 290;

– для Сталі 40 = 340/1,1 = 309.

Визначаємо необхідний момент опору перерізу планки ,, виходячи з допустимого згинального напруження, і максимально можливих навантажень. При електродвигуні приводу змішувача потужністю 30 кВт і коефіцієнті перевантаження рівного 2,0 і згинального моменту який діє на планку буде рівний

(3.160)

Для Сталі 20

(3.161)

Для Сталі 35

(3.162)

Для Сталі 40

(3.163)

Визначаємо необхідну товщину пластини , використовуючи формулу для визначення моменту опору пластини

(3.164)

(3.165)

Для Сталі 20

(3.166)

Для Сталі 35

(3.167)

Для Сталі 40

(3.168)