Таблица 5.
Давление[p], МПа | 10 | 16 | 25 | 32 |
Толщина δ, мм | 0,07D | 0,1D | 0,12D | 0,15D |
Определим напряжение в осевом направлении, мПа:
Для гидроцилиндра стрелы:
σ0= 1,1[p]D2 / 4(D+δ)δ = 1.1 · 32 · 0.142 / 4 · (0.14 + 0.021) · 0.021 =51МПа
Для гидроцилиндра рукояти:
σ0= 1,1[p]D2 / 4(D+δ)δ = 1.1 · 32 · 0.142 / 4 · (0.14 + 0.021) · 0.021 =51МПа
Для гидроцилиндра ковша:
σ0= 1,1[p]D2 / 4(D+δ)δ = 1.1 · 32 · 0.142 / 4 · (0.14 + 0.021) · 0.021 =51МПа
Радиальными напряжениями ввиду их незначительности можно пренебречь.
Определим эквивалентные напряжения, МПа:
σэкв = (σt2 + σo2 - σtσo)1/2 ≤ [σ] = σT / n
σэкв = (σt2 + σo2 - σtσo)1/2 = (134.92 + 512 - 134.9 · 51)1/2 = 118 МПа 3.93
118 ≤ [σ]= 250 / 1.8 = 138.8 МПа
Расчет штока выполняется для худшего случая работы штока – сжатие при полном его выдвижении.
В этом случае напряжения сжатия равны, МПа:
Для штока стрелы:
σсж= РЦ / Sшφ ≤ [σсж] = РЦ / Sшφ = 0.412 / 0.0063 · 0.95 = 68.8 ≤ [σсж] =300 / 1.8 = 166.7 МПа
Для штока рукояти:
σсж= РЦ / Sшφ ≤ [σсж] = РЦ / Sшφ = 0.473 / 0.0063 · 0.89 = 84.3 ≤ [σсж] = 300 / 1.8 = 166.7 МПа
Для штока ковша:
σсж= РЦ / Sшφ ≤ [σсж] = РЦ / Sшφ = 0.466 / 0.0063 · 0.89 = 90.2 ≤ [σсж] = 300 / 1.8 = 166.7 МПа
где РЦ – усилие на штоке, Н; SШ – площадь штока, м2; φ – коэффициент, зависящий от гибкости штока λ и его свободной длины lш
Определим длину штока, м:
lш=L+(A-D),
Для штока стрелы:
lш=L+(A-D) = 1.12 + (0.58 – 0.14) = 1.56 м
Для штока рукояти:
lш=L+(A-D) = 0.9 + (0.58 – 0.14) = 1.34 м
Для штока ковша:
lш=L+(A-D) = 0.63 + (0.58 – 0.14) = 1.07 м
где L – ход штока, м;
А – конструктивный параметр гидроцилиндра, м;
D – диаметр цилиндра, м.
2.7 Параметры насосно–силовой установки. Выбор типоразмеров насосов и первичного двигателя
Определим типоразмер насосов по наиболее энергоемкой операции копания, продолжительность которой определим приближенно, в соответствий с рекомендациями, по эмпирической зависимости:
где q = 0.4 м3, вместимость основного ковша.
Приведенная к насосу регуляторная мощность определится как:
где АΣ = 146 кДж, kИ = 0.85 – коэффициент использования мощности насосной установки; ηΣ = 0.54 … 0.66.
Определим номинальную подачу, при РН ном = 20 МПа:
По этой подаче выберем насос серии 223.5 (двухпоточный аксиально– поршневой насос).
Определим требуемую частоту вращения вала, об / мин:
η НОМ = η НОМ ТАБЛ · Q НОМ / Q НОМ табл = 1400 ·198 / 290.6 =
=953 об / мин
Типоразмер выполнен правильно, так как η НОМ < η НОМ , где η МАХ = 2700 об / мин
Определим требуемую мощность двигателя внутреннего сгорания:
NE = NРЕГ · kСН / η РЕД · kВЫХ = 66 ·1.1 / (0.97·0.9) =83 кВт,
где kСН = 1.1 …1.15 - коэффициент учитывающий потребление мощности на собственные нужды (обогрев кабины, кондиционирование воздуха, электроосвещение); η РЕД = 0.97 – КПД редуктора; k ВЫХ = 0.9 – коэффициент снижения выходной мощности двигателя вследствие колебания нагрузки.
По мощности определим тип двигателя внутреннего сгорания серии СМД - 14
Определим передаточное число редуктора:
U = nДВ / n Н = 1400 / 953= 1.9
2.8 Расчет металлоконструкции рукояти
Определим наиболее нагруженное положение рукояти.
В положении 3Р будет максимальное плечо гидроцилиндра рукояти относительно шарнира В (стрела и рукоять). Из этого следует, что в этом положении будет развиваться наибольшее усилие копания, а со стороны ковша на рукоять будут действовать максимальные силы на шарниры рукояти.
Определим усилие для положений 3Р, действующее в тяге ковша (относительно шарнира крепления ковша и рукояти) Т, кН:
Т3= = (1 / 0.34) · (67.4 · 1.2 + 11 · 0.56) = 219.7 кН
Определим усилие в цилиндре ковша для положений 3Р:
PЦК3 = TrТ2/r2 = 219.7· 0.43 / 0.38 = 248.6 кН
Зная значения максимального усилия копания ковша, усилия в тяге ковша, усилия гидроцилиндра ковша, методом плана сил определим силы, которые действуют в шарнирах рукояти. Все построения для определения сил, выполним в масштабе. Чтобы определить силы возникающие в шарнирах рукояти, рассмотрим каждое звено (ковш, тягу, коромысло, рукоять) в отдельности.
Рассмотрим звено ковша.
Зная направление и значение силы действующей на ковш от тяги, а так же направление и силу действующее на ковш при копании, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире ковша РКОВ:
Рис. 14. Схема распределений усилий в ковше.
Рис. 15. План сил возникающих в ковше.
Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы РКОВ = 230.73 кН. Рассмотрим звено коромысла. Зная направление и значение силы действующей в тяги, а так же направление и силу действующее на коромысло от гидроцилиндра ковша, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире коромысла РКОР:
Рис. 16. Схема распределений усилий в коромысле.
Рис. 17. План сил возникающих в коромысле.
Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы РКОР = 77.18 кН. Рассмотрим звено рукояти. Зная направление и значение сил действующих в ковше, коромысле, гидроцилиндров рукояти и ковша, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире рукояти РСТЕЛЫ = 555.1 кН
Рис. 18. План сил определения усилия возникающего в шарнире рукояти и стрелы.
Выполним проверку:
ΣFx = 0;
ΣFy = 0;
ΣFx = 0
РГЦР = 492.5 · cos 54º = 325.7 кН
РКОРОМ = 77.48 · cos 54º = 51.3 кН
РСТРЕЛЫ = 555.1 · cos 55º = -360.4 кН
РКОВША = 230.73 · cos 5º = 230.4 кН
РГЦК = 248.6 · cos 5.5º = -247 кН
325.7 + 51.3 – 360.4 – 247 + 230.4 = 0
ΣFy = 0
РГЦР = 492.5 · cos 36º = 414 кН
Р КОРОМ = 77.48 · cos 36º = 64 кН
РСТРЕЛЫ = 555.1 · cos 35º = -474.3 кН
РКОВША = 230.73 · cos 85º = -54 кН
РГЦК = 248.6 · cos 84.5º = 58 кН
Gр = -7.7 кН
414 + 64 - 474.3 - 54 + 58 - 7.7 = 0
Исходные данные для расчета рукояти:
РО = 230.73 кН;
Р1 = 77.18 кН;
Р2 = 248.6 кН;
Р3 = 555.1 кН;
Р4 = 492.5 кН;
РОX = 230.7 ∙ cos 3.5º = 230 кН;
РОY = 230.7 ∙ cos 86.5º = 14.1 кН;
Р1X = 77.18∙ cos 59.5º = 39.17 кН;
Р1Y = 77.18 ∙ cos 30.5º = 66.5 кН;
Р2X = 248.6 ∙ cos 0º = 248.6 кН;
Р2Y = 0 кН;
Р3X = 555.1 ∙ cos 60.5º = 273.3 кН;
Р3Y = 555.1 ∙ cos 29.5º = 483.3 кН;
Р4X = 492.5 ∙ cos 82.5 = 64.2 кН;
Р4Y = 492.5 ∙ cos 7.5º = 488.2 кН;
М1 = 77.18 ∙ 0.031 = 2.39 кНм;
М2 = 248.6 ∙ 0.319 = 79.3 кНм;
М3 = 555.1 ∙ 0.240 = 133.2 кНм;
М4 = 492.5 ∙ 0.15 = 73.8 кНм;
q1 = 6.75 кНм – распределенная нагрузка от веса рукояти;
q2 = 0.9 кНм – распределенная нагрузка от веса рукояти.
Рис. 19. Схема распределений усилий в рукояти.
Рассмотрим первый участок 0 ≤ Х1 ≤ 0.231 м:
а). -Q1∙(Х1) + РОY - q∙X1 = 0
Q1∙(Х1) = РОY - q∙X1
Q1∙(0) = РОY - q∙X1 = 14.1 – 0 = -14.1 кН
Q1∙(0.354) = РОY - q∙X1 = 14.1 – 6.75 ∙ 0.231 = 12.54 кН
б). М1∙(Х1) - РОY ∙(Х1)+ q∙X1 ∙(X1/2) = 0
М1∙(Х1) = РОY ∙(Х1) - q∙X1 ∙(X1/2)
М1∙(0) =- РОY ∙(Х1) - q∙X1 ∙(X1/2)= 0
М1∙(0.231) = РОY ∙(Х1) - q∙X1 ∙(X1/2)= 14.1 ∙(0.231) – 6.75∙0.231 ∙(0.0.231/2)= 3.07 кНм
в). N1∙(Х1) - РОХ = 0
N1∙(Х1) = РОХ = 230 кН
Рассмотрим второй участок 0.231 м ≤ Х2 ≤ 1.74 м:
а). -Q2∙(Х2) + РОY -Р1Y - q∙X2 = 0
Q2∙(Х2) =- РОY - Р1Y - q∙X2
Q2∙(0.231) = РОY - Р1Y - q∙X2 = 14.1 – 66.5 – 6.75 ∙ 0.231 = -53.95 кН
Q2∙(1.74) = РОY - Р1Y - q∙X2 = -14.1 – 66.5 – 6.75 ∙ 1.74 = -64.145 кН
б). М2∙(Х2) - РОY ∙(Х2)+ Р1Y ∙(Х2 – l1)+ М1 + q∙X2∙(X2/2) = 0
М2∙(Х2) = РОY ∙(Х2) - Р1Y ∙(Х2 – l1) - М1 - q∙X2∙(X2/2)
М2∙(0.231) = РОY ∙(Х2) - Р1Y ∙(Х2 – l1) - М1 - q∙X2∙(X2/2) = 14.1 ∙(0.231) -
- 68.5∙(0) -2.39 – 6.75∙0.231 ∙(0.231/2) = -0.68 кНм
М2∙(1.74) = - РОY ∙(Х2)- Р1Y ∙(Х2 – l1)- М1 - q∙X2∙(X2/2) = 14.1 ∙(1.74) -
- 68.5∙(1.74) -2.39 – 6.75∙1.74∙(1.74/2) = -88.4 кНм
в). N1∙(Х2) - РОХ - Р1Х = 0
N1∙(Х2) = РОХ + Р1Х = 234.1 кН
Рассмотрим третий участок 1.74 м ≤ Х3 ≤ 2.52 м:
а). -Q3∙(Х3) + РОY - Р1Y - q∙X3 = 0
Q3∙(Х3) = РОY - Р1Y - q∙X3
Q3∙(1.75) = РОY - Р1Y - q∙X3= 14.1 – 66.5 -6.75∙1.74 = -64.14 кН
Q3∙(2.52) = = РОY - Р1Y - q∙X3= 14.1 – 66.5 -6.75∙2.52 = -69.41 кН
б). М3∙(Х3) - РОY ∙(Х3)+ Р1Y ∙(Х3 – l1)+ М1 + М2 + q∙X3∙(X3/2) = 0
М3∙(Х3) = РОY ∙(Х3) - Р1Y ∙(Х3 – l1) - М1 - М2 - q∙X3∙(X3/2)
М3∙(1.74) = 14.1 ∙(1.74) – 66.5∙(1.74 – 0.231) – 2.39 - 79.3-6.75∙2.52(1.74/2) = -167.37 кНм
М3∙(2.52) = 14.1 ∙(2.52) – 66.5∙(2.52– 0.231) – 2.39 - 79.3-6.75∙2.52 (2.52/2) = -219.8 кНм
в). N3∙(Х3) - РОХ - Р1Х +Р2Y = 0
N3∙(Х3) = РОХ +Р1Х -Р2Y = -4.5 кН
Рассмотрим четвертый участок 2.52 ≤ Х4 ≤ 2.7 м:
а). -Q4∙(Х4) + РОY - Р1Y +Р3Y - q∙X4 = 0
Q4∙(Х4) = РОY - Р1Y +Р3Y - q∙X4
Q4∙(2.52) = 14.1 -66.5+483.3-6.75∙2.52 = 413.89 кН
Q4∙(2.7) = 14.1 -66.5+483.3-6.75∙2.7 = 412.89 кН
б). М4∙(Х4) - М3 + М1+М2 – РОY ∙(Х4) + Р3Y ∙(Х-l1-l2) + q∙X4 ∙(X4/2) +
+ Р1Y ∙(Х-l1) = 0
М4∙(Х4) = М3 - М1-М2 + РОY ∙(Х4) - Р3Y ∙(Х-l1-l2) - q∙X4 ∙(X4/2) - Р1Y ∙(Х-l1)
М4∙(2.52) =133.2 – 2.39 – 79.3 -6.75∙2.52 (2.52/2)+ 14.1 ∙2.52 – 66.5∙(2.52– 0.231) +0 = -86.61 кНм
М4∙(2.7) = 133.2 – 2.39 – 79.3 -6.75∙2.7 (2.7/2)+ 14.1 ∙2.7 – 66.5∙(2.7 –0.231) + 483.3∙(2.7 –0.231) = - 12.2 кНм
в). N4∙(Х4) - РОХ - Р1Х +Р2Y + Р3Y = 0 N4∙(Х4) = РОХ +Р1Х -Р2Y - Р3Y = -252.73 кН
Рассмотрим пятый участок
0 ≤ Х5 ≤ 0.3 м:
а). –Q5∙(Х5) +Р4Y – q2∙X4 = 0
Q5∙(Х5) = -Р4Y + q2∙X4
Q4∙(0) = -Р4Y = -488.2 кН
Q4∙(0.3) = -488.2 -0.9∙0.3 = -487.93 кН
б). М4 + М5 – Р4 ∙(Х4) + q∙X5 ∙(X5/2) = 0
М5∙(0) = -73.8 кНм
М5∙(0.3) = – 73.8 -0.9∙0.3 (0.3/2)+ 488.3∙0.3 = - 72.6 кНм
в). N4∙(Х4) = -Р4Х = -64.2 кН
Произведем расчет пальцев проушин рукояти.
1. Расчет пальца проушины рукояти для крепления ковша:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 250 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия ковша РКОВ = 230.73 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Рков / 2∙ А ПАЛ = 230730 / 2∙ 4415.625 = 26.1 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Рков ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 348.3 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х (термообработка – закалка и средний отпуск с пределом текучести 480 МПа). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
2. Расчет пальца проушины рукояти для крепления коромысла:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия от коромысла Ркор = 77.18 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Ркор / 2∙ А ПАЛ = 77180 / 2∙ 4415.625 = 8.73 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Ркор ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 175.25 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х (термообработка – закалка и средний отпуск с пределом текучести 480 МПа). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
3. Расчет пальца проушины рукояти для крепления стрелы:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия стрелы РСТР = 555.1 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Рстр / 2∙ А ПАЛ = 555100 / 2∙ 4415.625 = 62.85 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Рстр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 1260 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40ХН σтек = 1450 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
4. Расчет пальца проушины рукояти для крепления гидроцилиндра рукояти:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 250 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия гидроцилиндра рукояти РГЦР = 492.5 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Ргцр / 2∙ А ПАЛ = 492500 / 2∙ 4415.625 = 55.76 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Ргцр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 743.5 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
5. Расчет пальца проушины рукояти для крепления гидроцилиндра ковша:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 250 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия гидроцилиндра ковша Ргцк = 248.6 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Ргцк / 2∙ А ПАЛ = 248600 / 2∙ 4415.625 = 28.15 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Ргцк ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 375 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 Мпа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
Определим сечение рукояти в шарнире соединения рукояти с ковшом
Определим размеры поперечного сечения рукояти. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.196 ∙ (0.118 – 0.075) = 0.00843 м2
X1 = b / 2 = 0.098 м
Y1 = H / 2 = 0.059 м
2. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ 0.021) =
= 0.00638 м2
X1 = B / 2 = 0.119 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0147 м
Y1' = H - Y1 = 0.02985 м
1.F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ 0.021) =
= 0.00638 м2
X1 = B / 2 = 0.119 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0147 м
Y1' = H - Y1 = 0.02985 м
Определим статические моменты каждой фигуры, а так же общие координаты YC:
SX = F1 ∙ Y1 + F2 ∙ Y2 + F3 ∙ Y3 = 0.001737 м3 YC = SX / ∑ Fобщ = 0.001737/ 0.021184 = 0.082 м
Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:
1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.196 / 12 ∙ (0.1183 – 0.0753) = 0.000119673 м4
2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= =0.000037432 м4
3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= =0.000037432 м4
Учитывая поправку Штейнера получим:
JX2 + (y2)2 F2 = 0.000066358 м4
JX3 + (y3)2 F3 = 0.000066358 м4
JX общ =∑JXi = 0.000252389 м4
Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:
W = JX общ / YC = 0.00307 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 1-1:
σ = N /Fвсего сечения = 10.8 МПа,
N = 230 кН;
Fвсего сечения = 0.021184 м2
σ ЭКВ = = 10.8 МПа
Определим сечение рукояти 2-2.
Определим размеры поперечного сечения рукояти 2-2. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.195 ∙ 0.238 – 0.149∙ 0.196 = 0.017206 м2
X1 = 0.119 м
Y1 = 0.0975 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 9.3 ∙ 10-5 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.000954 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 2-2:
σ max= Mизг /W = 46 МПа,
где
Мизг = 44.54 кНм
τ = Q / ∑Fст = 9.43 МПа,
где
Q = 59.04 кН;
∑Fст = 0.006258 м2
σ = N /Fвсего сечения = 13.6 МПа,
где
N = 234.1 кН;
Fвсего сечения = 0.017206 м2
σ ЭКВ = = 61.7 МПа
Определим сечение рукояти в шарнире соединения рукояти с коромыслом 3-3.
Определим размеры поперечного сечения рукояти 3-3. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.196 ∙ (0.135 – 0.075) = 0.01176 м2
X1 = b / 2 = 0.098 м
Y1 = H / 2 = 0.0675 м
1. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.0551 – 0.023) =
= 0.00682 м2
X1 = B / 2 = 0.119 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0169 м
Y1' = H - Y1 = 0.0382 м
1. F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.0849 – 0.023) =
= 0.0080738 м2
X1 = B / 2 = 0.119 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.02516 м
Y1' = H - Y1 = 0.05974 м
Определим статические моменты каждой фигуры, а так же общие координаты YC:
SX = F1 ∙ Y1 + F2 ∙ Y2 + F3 ∙ Y3 = 0.00273409 м3
YC = SX / ∑ Fобщ = 0.00273409/ 0.030576 = 0.09 м
Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:
1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.196 / 12 ∙ (0.1353 – 0.0753) =
= 0.000033287 м4
2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000156 м4
3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000151 м4
Учитывая поправку Штейнера получим:
JX1 + (y1)2 F1= 0.0000346 м4
JX2 + (y2)2 F2 = 0.000192 м4
JX3 + (y3)2 F3 = 0.000231 м4
JX общ =∑JXi = 0.000458 м4
Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:
W = JX общ / YC = 0.0051 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 3-3:
σ max= Mизг /W = 0.13 МПа,
где
Мизг = 0.68 кНм
τ = Q / ∑Fст = 33.9 МПа,
где
Q = 53.95 кН;
∑Fст = 0.0015918 м2
σ = N /Fвсего сечения = 8.78 МПа,
где
N = 234.1 кН;
Fвсего сечения = 0.026656 м2
σ ЭКВ = = 59.3 МПа
Определим сечение рукояти 4-4.
Определим размеры поперечного сечения рукояти 4-4. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.022876 м2
X1 = 0.119 м
Y1 = 0.165 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.0001925 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00161 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 4-4:
σ max= Mизг /W = 27.6 МПа,
где
Мизг = 44.54 кНм
τ = Q / ∑Fст = 4.9 МПа,
где
Q = 59 кН;
∑Fст = 0.011928 м2
σ = N /Fвсего сечения = 10.2 МПа,
где
N = 234.1 кН;
Fвсего сечения = 0.022876 м2
σ ЭКВ = = 38.74 МПа
Определим сечение рукояти в шарнире соединения рукояти с стрелой.
Определим размеры поперечного сечения рукояти. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ (0.135 – 0.075) = 0.0143 м2
X1 = b / 2 = 0.119 м
Y1 = H / 2 = 0.0675 м
2. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.303 – 0.023) =
= 0.01723 м2
X1 = B / 2 = 0.119 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0115 м
Y1' = H - Y1 = 0.188 м
Определим статические моменты каждой фигуры, а так же общие координаты YC:
SX = F1 ∙ Y1 + F2 ∙ Y2 = 0.0073 м3
YC = SX / ∑ Fобщ = 0.0073/ 0.03153 = 0.232 м
Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:
1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.238 / 12 ∙ (0.1353 – 0.0753) = 0.0000404 м4 2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.00070024 м4
Учитывая поправку Штейнера получим:
JX1 + (y1)2 F1= 0.000314 м4
JX2 + (y2)2 F2 = 0.000936 м4
JX общ =∑JXi = 0.00125 м4
Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:
W = JX общ / YC = 0.00538 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 5-5:
σ max= Mизг /W = 16 МПа,
где
Мизг = 86.6 кНм
τ = Q / ∑Fст = 35.1 МПа,
где
Q = 413 кН;
∑Fст = 0.01176 м2
σ = N /Fвсего сечения = 8 МПа,
где
N = 252.7 кН;
Fвсего сечения = 0.03153 м2
σ ЭКВ = = 65 МПа
2.9 Расчет металлоконструкции стрелы
Определим наиболее нагруженное положение стрелы.
В положении 3Р будет максимальное усилие действующие на шарнир В (стрела и рукоять) от рукояти.
Зная значения максимального усилия гидроцилиндра стрелы, гидроцилиндра рукояти, усилия в шарнире соединения стрелы с рукоятью, методом плана сил определим силы, которые действуют в шарнирах стрелы. Все построения для определения сил, выполним в масштабе.
Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы Р1 = 790.6 кН.
Рис.20 План сил возникающих в стреле.
Выполним проверку:
ΣFx = 0;
ΣFy = 0;
ΣFx = 0
Р4 = 555.1 · cos 54º = -324 кН;
Р3 = 492.5 · cos 51.5º = 308.6 кН;
Р2 = 824.6 · cos 47º = -560 кН;
Р1 = 790.6 · cos 43.5º= 575.4 кН.
308.6 – 324 + 575.4 – 560 = 0
ΣFy = 0
Р4 = 555.1 · cos36º = -448 кН;
Р3 = 492.5 · cos 38.5º = 387 кН;
Р2 = 824.6 · cos 43º = 604 кН;
Р1 = 790.6 · cos 46.5º = -543 кН;
Исходные данные для расчета стрелы:
Р1 = 790.6 кН;
Р2 = 824.6 кН;
Р3 = 492.5 кН;
Р4 = 555.1 кН;
Р1X = 790.6∙ cos 20º = 742.9 кН;
Р1Y = 790.6∙ cos 80º = 137.28 кН;
Р2X = 824.6 ∙ cos 85.5º = 800 кН;
Р2Y = 824.5 ∙ cos 4.5º = 199.48 кН;
Р3X = 492.5 ∙ cos 4º = 491.3 кН;
Р3Y = 492.5 ∙ cos 86º = 34.3 кН;
Р4X = 555.1 ∙ cos 7.5º = 550.3 кН;
Р4Y = 555.1 ∙ cos 82.5º = 72.45 кН;
М1 = 492.5∙ 0.422 = 207.8 кНм;
q1 = 5.36 кНм – распределенная нагрузка от веса стрелы (для второго участка);
q2 = 8.99кНм – распределенная нагрузка от веса стрелы (для второго участка);
Схема распределений усилий в стреле.
Рассмотрим первый участок 0 ≤ Х1 ≤ 2.35 м:
а). Q1∙(Х1) + Р1Y + q1 ∙X1 = 0
Q1∙(Х1) = - Р1Y – q1 ∙X1
Q1∙(0) = - Р1Y – q1 ∙X1 = -137.28 – 0 = -137.28 кН
Q1∙(2.35) = - Р1Y – q1 ∙X1 = -137.28 – 2.35 ∙ 5.36 = -149.08 кН
б). М1∙(Х1) + Р1Y ∙(Х1)+ q1 ∙X1 ∙(X1/2) = 0
М1∙(Х1) = - Р1Y ∙(Х1) – q1 ∙X1 ∙(X1/2)
М1∙(0) = - Р1Y ∙(Х1) – q1 ∙X1 ∙(X1/2)= 0
М1∙(2.35) = - Р1Y ∙(Х1) – q1∙X1 ∙(X1/2)= - 137.28 ∙(2.35) – 2.35 ∙ 5.36 ∙(2.35/2)= -337.4 кНм
в). N1∙(Х1) – Р1Х = 0
N1∙(Х1) = Р1Х = 742.9 кН
Рассмотрим второй участок 2.35 м ≤ Х2 ≤ 2.4 м:
а). Q2∙(Х2) + Р1Y - Р2Y + q1∙X = 0
Q2∙(Х2) = - Р1Y + Р2Y - q1∙X2
Q2∙(2.35) = 199.48 - 137.28 - 5.36∙2.35 = 49.6 кН
Q2∙(2.4) = 199.48 - 137.28 - 5.36∙2.4 = 49.3 кН
б). М2∙(Х2) + Р1Y ∙(Х2) - Р2Y ∙(Х2 – l1) + q1 Х2 (Х2 – l1) = 0
М2∙(Х2) = - Р1Y ∙(Х2) - Р2Y ∙(Х2 – l1) - q1∙ Х2 (Х2 – l1)
М2∙(2.35) = 0 – 137.28∙2.35 – 5.36∙2.35∙(2.35/2) = - 337.4 кНм
М2∙(2.4) = 199.48∙(2.4 – 2.35) – 137.28∙2.4 – 5.36∙2.4∙(2.4/2) = -334.9кНм
в). N1∙(Х2) – Р1Х + Р2Х = 0 N1∙(Х2) = Р1Х – Р2Х = 742.9 – 800 = -57.1 кН
Рассмотрим третий участок 0 м ≤ Х3 ≤ 1.83 м:
а). Q3∙(Х3) – Р4Y - q2 ∙ X3 = 0
Q3∙(Х3) = Р4Y +q2 ∙ X3
Q3∙(0) = Р4Y + q2 ∙X3 = 72.45 кН
Q3∙(1.83) = Р4Y + q2 ∙X3 = 72.45 + 8.99∙1.83= 88.9 кН
б). - М3∙(Х3) – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙(X3/2) = 0
М3∙(Х3) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙(X3/2)
М3∙(0) = 0 кНм
М3∙(1.83) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙(X3/2)= - 8.99 ∙1.83 ∙ (1.83 /2) – 72.45∙1.83 = -269.1 кНм
в). N3∙(Х3) + Р4Х = 0 N3∙(Х3) = - Р4Х = - 550.3 кН
Рассмотрим четвертый участок 1.83 ≤ Х4 ≤ 2.64 м:
а). Q4∙(Х4) + Р3Y – Р4Y - q∙X4 = 0 Q4∙(Х4) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4
Q4∙(1.83) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4 = 8.99 ∙1.83 + 72.45 - 34.3 = 54.6 кН
Q4∙(2.64) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4 = 8.99 ∙2.64 + 72.45 - 34.3= 61.88 кН
б). - М4∙(Х4) – М1 – Р4Y ∙(Х4) + Р3Y ∙(Х4 – l1) - q∙X4 ∙(X4/2) = 0
М4∙(Х4) = – М1 – Р4Y ∙(Х4) + Р3Y ∙(Х4 – l1) - q∙X4 ∙(X4/2)
М4∙(1.83) =- 207.8 – 72.45 ∙(1.83) + 0 – 8.99∙1.83 ∙(1.83/2) = - 355.43 кНм
М4∙(2.64) =- 207.8 – 72.45 ∙(2.64) + 34.3(2.64-1.83) – 8.99∙2.64 ∙(2.64/2) = =- 402.6 кНм
в). N4∙(Х4) – Р3Х + Р4Х = 0
N4∙(Х4) = Р3Х - Р4Х = 491.3 – 550.3 = - 59 кН
Произведем расчет пальцев проушин стрелы.
1. Расчет пальца проушины стрелы для крепления рукояти:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3
Зная значение усилия в шарнире стрелы РРУК = 555.1 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Ррук / 2∙ А ПАЛ = 555100 / 2∙ 4415.625 = 62.85 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:
σПАЛ = Ррук ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 1260 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40ХН σтек = 1450 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
2. Расчет пальца проушины стрелы для крепления гидроцилиндра рукояти:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 70 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 236 мм – длина пальца;
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 702 = 3846.5 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 353 = 33656.875 мм3
Зная значение усилия гидроцилиндра стрелы РГЦР = 492.5 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Ргцр / 2∙ А ПАЛ = 492500 / 2∙ 3846.5 = 64 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:
σПАЛ = Ргцр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 702 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
3. Расчет пальца проушины стрелы для крепления гидроцилиндра стрелы:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 120 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины стрелы);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 1202 = 11304 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 603 = 169560 мм3
Зная значение усилия гидроцилиндра стрелы РСТР = 824.6 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Рстр / 2∙ А ПАЛ = 824600 / 2∙ 11304 = 36 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:
σПАЛ = Рстр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 457 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
4. Расчет пальца проушины для крепления стрелы к базе экскаватора:
Расчет производится на срез и изгиб.
Исходные данные:
DПАЛ = 120 мм – диаметр пальца;
LПАЛ = 595 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины стрелы);
Определим площадь сечения пальца, мм2:
А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 1202 = 11304 мм2
Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:
W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 603 = 169560 мм3
Зная значение усилия в шарнире стрелы РБ = 790.6 кН, определим τПАЛ, МПа:
τПАЛ = Рб / 2∙ А ПАЛ = 790600 / 2∙ 11304 = 34.9 МПа
Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:
σПАЛ = Рб ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 693.5 МПа
В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)
Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с базой экскаватора 1-1.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 1-1. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.595 ∙ (0.234 – 0.120) = 0.06783 м2
X1 = b / 2 = 0.2975 м
Y1 = H / 2 = 0.117 м
Определим момент инерции сечения:
JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.595 / 12 ∙ (0. 2343 – 0. 1203) = 0.0005536 м4
Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:
W = b / 6Н ∙ (H3 – h3) =0.00469 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 1-1:
σ = N /Fвсего сечения = 10.9 МПа,
N = 742.9 кН;
Fвсего сечения = 0.06783 м2
σ ЭКВ = = 10.9 МПа
Определим сечение стрелы 2-2.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 2-2. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.369 ∙ 0.340 – 0.323∙ 0.298 = 0.029206 м2
X1 = 0.17 м
Y1 = 0.1845 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000496 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.002919 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 2-2:
σ max= Mизг /W = 57.79 МПа,
где
Мизг = 168.7 кНм
τ = Q / ∑Fст = 10.55 МПа,
Q = 143.18 кН;
∑Fст = 0.013566 м2
σ = N /Fвсего сечения = 12.7 МПа,
где
N = 371.45 кН;
Fвсего сечения = 0.029206 м2
σ ЭКВ = = 72.85 МПа
Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с гидроцилиндром стрелы 3-3.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 3-3. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.298 ∙ (0.200 – 0.120) = 0.02384 м2
X1 = b / 2 = 0.149 м
Y1 = H / 2 = 0.1 м
1. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =
= 0.013889 м2
X1 = B / 2 = 0.17 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м
Y1' = H - Y1 = 0.1192 м
2. F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.340 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ (0.1675 – 0.023) =
= 0.013889 м2
X1 = B / 2 = 0.17 м
Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0483 м
Y1' = H - Y1 = 0.1192 м
Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:
1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.298 / 12 ∙ (0.23 – 0.123) = 0.000155754 м4
2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4
3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= = 0.000306433 м4
Учитывая поправку Штейнера получим:
JX2 + (y2)2 F2 = 0.000446 м4
JX3 + (y3)2 F3 = 0.000446 м4
JX общ =∑JXi = 0.00105 м4
Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:
W = JX общ / YC = 0.00461 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 3-3:
σ max= Mизг /W = 73.18 МПа,
где
Мизг = 337.4 кНм
τ = Q / ∑Fст = 31.5 МПа,
Q = 49.6 кН;
∑Fст = 0.0015918 м2
σ = N /Fвсего сечения = 1.1 МПа,
где
N = 57.1 кН;
Fвсего сечения = 0.051618 м2
σ ЭКВ = = 74.3 МПа
Определим сечение стрелы 4-4.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 4-4. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.00588 м2
X1 = 0.170 м
Y1 = 0.2275 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000588 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00346 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 4-4:
σ max= Mизг /W = 97.15 МПа,
где
Мизг = 336.15 кНм
τ = Q / ∑Fст = 2.8 МПа,
где
Q = 49.6 кН;
∑Fст = 0.017178 м2
σ = N /Fвсего сечения = 9.71 МПа,
где
N = 57.1 кН;
Fвсего сечения = 0.00588 м2
σ ЭКВ = = 106.96 МПа
Определим сечение стрелы 5-5.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 5-5. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.0031138 м2
X1 = 0.170 м
Y1 = 0.2075 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000545508 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00320887 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 5-5:
σ max= Mизг /W = 46 МПа,
где
Мизг = 147.63 кНм
τ = Q / ∑Fст = 5.73 МПа,
где
Q = 88.9 кН;
∑Fст = 0.015498 м2
σ = N /Fвсего сечения = 176.7 МПа,
где
N = 550.3 кН;
Fвсего сечения = 0.0031138 м2
σ ЭКВ = = 222.92 МПа
Определим сечение стрелы 6-6.
Определим размеры поперечного сечения стрелы 6-6. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.
F = HB - bh = 0.0028282 м2
X1 = 0.170 м
Y1 = 0.1735 м
Определим момент инерции сечения:
JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000472746 м4
Определим момент сопротивления сечения:
W = HB3 –b h3 / 6H = 0.00278086 м3
Определим напряжения возникающие в сечение 6-6:
σ max= Mизг /W = 48.38 МПа,
где
Мизг = 134.55 кНм
τ = Q / ∑Fст = 5.2 МПа,
где
Q = 66.137 кН;
∑Fст = 0.012642 м2
σ = N /Fвсего сечения = 27.8 МПа,
где
N = 78