- •2. Силова установка. Вибір привідного двигуна
- •3. Розрахунок стрілопідйомного механізму
- •4. Розрахунок механізму повороту рукояті
- •5. Розрахунок механізму повороту ковша
- •6. Вибір насосної установки екскаватора
- •7. Визначення зусиль у нерухомих гідроциліндрах та максимальних навантажень на робоче обладнання
- •7.1. Вихідні положення робочого обладнання:
- •7.2. Розрахунок максимальних зусиль при копанні поворотом
- •7.3. Визначення максимальних навантажень на робоче
- •8. Розрахунок на міцність елементів
- •8.4. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до корпусу
- •8.5. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення гідроциліндра підйому стріли
- •8.6. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до рукояті
- •8.7. Розрахунок металоконструкції стріли
- •9. Розрахунок механізму обертання платформи
- •Розрахункова потужність гідромотора
- •10. Розрахунок приводу рушія
- •11. Визначення стійкості екскаватора.
- •12. Визначення продуктивності екскаватора та собівартості розробки одинці об’єму грунту
8. Розрахунок на міцність елементів
РОБОЧОГО ОБЛАДНАННЯ
8.1. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення ковша до
рукояті
Н.
Матеріал кільця: Ст 45; термообробка ТВЧ; МПа.
Умова міцності на зріз:
Приймаємо мм.
8.2. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення ланки до ковша
Приймаємо мм.
8.3. Розрахунок металоконструкції ковша
При розрахунку враховуємо, що на ковш діють максимальні зовнішні навантаження, що знаходяться в вертикальній осьовій площині.
Під дією зовнішніх сил навантажень в перерізі ковша виникає складний напружений стан, обумовлений наявністю нормальних напружень розтягнення (стискання) і дотичних напружень зсуву. Перші виникають від дії осьових навантажень і згинаючих моментів, а другі в результаті дії поперечних сил. Розрахункову схему рукояті вибираємо по аналогії з прототипом.
На основі прийнятої конструкції креслимо розрахункову схему ковша з відповідними позначеннями.
Дано: Н; Н;Н;Н;Н.
Рис. 7. Розрахункова схема ковша
Розрахунок ланки :
;
;
За результатами отриманих даних будуємо епюри поздовжньо – осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 7). З побудови епюри бачимо, що , тоді:
;
.
Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що буде бічною смугою з листової сталі 45Г2 товщиною 15 мм, допустимі нормальні напруження σ=700МПа.
Нормальні напруження з урахуванням коефіцієнта запасу:
.
Тоді площа перерізу:
.
Момент опору перерізу:
.
Нормальні напруження в перерізі:
.
Розв’язавши рівняння ми отримали .
Приймаємо матеріал висотою 215 мм.
Розрахунок ланки R:
За результатами отриманих даних будуємо епюри поздовжньо – осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 7). З побудови епюри бачимо, що , тоді:
;
.
Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що буде бічною смугою з листової сталі 45Г2 товщиною 15 мм, допустимі нормальні напруження σ=700МПа.
Нормальні напруження з урахуванням коефіцієнта запасу:
.
Тоді площа перерізу:
.
Момент опору перерізу:
.
Нормальні напруження в перерізі:
.
Розв’язавши рівняння ми отримали .
Приймаємо матеріал висотою 220 мм.
8.4. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до корпусу
Н.
Матеріал кільця: Ст 45; термообробка ТВЧ; МПа.
Умова міцності на зріз:
Приймаємо мм.
8.5. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення гідроциліндра підйому стріли
Приймаємо мм.
8.6. Розрахунок на міцність пальця шарніру кріплення стріли до рукояті
Приймаємо мм.
Таким чином діаметри підібрані з необхідною міцністю.
8.7. Розрахунок металоконструкції стріли
При розрахунку враховуємо, що на стрілу діють максимальні зовнішні навантаження, що знаходяться в вертикальній осьовій площині.
Під дією зовнішніх сил навантажень в перерізі стріли виникає складний напружений стан, обумовлений наявністю нормальних напружень розтягнення (зтискання) і дотичних напружень зсуву. Перші виникають від дії осьових навантажень і згинаючих моментів, а другі в результаті дії поперечних сил. Розрахункову схему стріли вибираємо по аналогії з прототипом.
Дано:
Рис. 8. Розрахункова схема стріли
Розрахунок повздовжньо-осьових сил:
кН;
кН;
кН;
кН;
кН.
Розрахунок поперечних сил:
кН;
кН;
кН;
кН;
кН.
Розрахунок моментів сил існуючих в перетинах стріли ланки СД:
Розрахунок моментів сил існуючих в перетинах стріли ланки ОД:
За результатами розрахунку будуємо епюри повздовжньо-осьових, поперечних сил і згинальних моментів (рис. 8).
Рис. 9. Схема перетину стріли
Для визначення геометричних характеристик перетину, необхідно розробити їх конструкцію. Приймаємо що стріла буде моно блочною звареною з листової сталі 10Г2С1 і буде мати такі параметри перетину: м,м,м,м,м.
Тоді площина перерізу:
см2.
Статичний момент перерізу:
Момент інерції перерізу:
де - момент інерції стінки відносно осіZ,
см4.
- момент інерції відносно осей симетрії поясів Z,
см4.
- площа поперечного перерізу поясів,
см4.
Нормальні напруження розтягнення в перерізі:
МПа.
Приймемо матеріал для стріли (10Г2С1), має МПа, тому бачимо, що геометричні параметри перетину при діючих навантаженнях задовольняють умовам міцності.
Перевіримо умову міцності по дотичним напруженням в перетині. Тому для цього будуємо епюри дотичних напружень по висоті перетину.
На поверхні поясів .
На внутрішніх поверхнях поясів
МПа.
На поверхнях стінок примикаючих до поясів
МПа.
На рівні нейтрального слою
МПа.
Для обраної сталі МПа, тому умова міцності по дотичним напруженням виконується.