Разработка конструкции крана, предназначенного для более быстрой разборки и сборки двигателя (Конструкторская часть дипломного проекта), страница 3

Суммарное напряжение

σ = √ ((σ_ИЗГb + σ_СЖ)² + 4τ²),                                   (4.15)

σ = √ ((386,5 + 13,1)² + 4∙1,5²) = 399,6 кг/см².

4.7.2 Неподвижная колонна

Горизонтальная сила в опоре неподвижной колонны

Н₁ = НL/h,                                               (4.16)

Н₁ = 4362∙200/40,2 = 21701,5 кг.

Изгибающий  момент в сечении а-а

М_ИЗГоп = Н₁l,                                             (4.17)

М_ИЗГоп = 21701,5∙35,6 = 772573,4 кг∙см.

Рисунок 4.4 – Неподвижная колонна

Рисунок 4.5 – Кран

Момент  сопротивления  изгибу

W_а-а  = π(D⁴ – d⁴)/(32D),                                   (4.18)

где  D – внешний диаметр неподвижной колонны, см (D = 24см);

d – внутренний диаметр неподвижной колонны, см (d = 9,5см).

W_а-а  = 3,14(18⁴ - 9,5⁴)/(32∙18) = 527,8 см³.

Напряжение изгиба

σ_ИЗГа-а = М_ИЗГоп/ W_а-а £ [σ]                                  (4.19)

где [σ] = 1600 кг/см² – допустимое напряжение (материал колонны – сталь 35).

σ_ИЗГа-а = 772573,4/527,8 =1463,6 £ 1600 кг/см².

Напряжение смятия на поверхности верхнего гнезда:

от горизонтальной силы

σ_СМ.Г = 3H∙L∙b/(2d_H(b³ – b₀³)),                              (4.20)

σ_СМ.Г = 3∙4362∙200∙22/(2∙30(22³ – 18³)) = 199,3 кг/см²;

от вертикальной силы

σ_СМ.В = 2(V + G_КОЛ.Н)/(π(d_В + d_Н)s),                        4.21)

где G_КОЛ.Н = 870 кг вес неподвижной колонны,

σ_СМ.В = 2(3016 + 870)/(3,14(30,5 + 30)0,25) = 163,6 кг/см².

Суммарное  напряжение  смятия

σ_СМ = σ_СМ.Г + σ_СМ.В,                                        (4.22)

σ_СМ = 199,3 + 163,6 = 362,9 кг/см².

Допустимое напряжение [σ_СМ] = 500 кг/см², что превосходит σ_СМ, таким образом необходимая прочность конструкции обеспечивается.

В связи с малым числом оборотов  провер­ка подшипников качения производится по допустимой статичес­кой нагрузке. На упорный шарикоподшипник 8107 допускается статическая   нагрузка    С₀ = 3721 кг.   Действительная   нагрузка V = 3016 кг. На радиальный шарикоподшипник 1614 до­пускается статическая нагрузка С₀ = 4536 кг. Действитель­ная нагрузка Н = 4362 кг. Следовательно, оба подшипника удов­летворяют требованиям.

4.8 Определение прогиба

4.8.1 Прогиб консоли от собственного веса и веса тали

δ₀₁ = (G_T)l³/(3EJ_Д) + G_Cl³/(8EJ_Д),                        (4.23)

где Е = 2,15∙10⁶ кг/см² – модуль упругости;

J_Д = 13380 см⁴ – момент инерции сечения консоли.

δ₀₁ = 66∙397,5³/(3∙2,15∙10⁶∙13380) + 210∙397,5³/(8∙2,15∙10⁶∙13380) = 0,105.

tg(α₀₁) = δ₀₁/l,                                         (4.24)

tg(α₀₁) = 0,105/397,5 = 0,0003, α₀₁ = 0,017⁰.

4.8.2 Прогиб вращающейся колонны без груза

а) на участке l₂

δ₀₂ = М_ИЗГl₂²/(2EJ),                                       (4.25)

где М_ИЗГ0 – изгибающий момент, действующий на колонну без нагрузки

(М_ИЗГ0 = 12887,2 кг∙см);

J = π(D⁴ – d⁴)/64,                                       (4.26)

где D – внешний диаметр вращающейся колонны, см (D = 42,6см);

d – внутренний диаметр вращающейся колонны, см (d = 39,0см).

J = 3,14(42,6⁴ - 39,0⁴)/64 = 48077,0 см⁴,

δ₀₂ = 12887,2∙160²/(2∙2,15∙10⁶∙48077 = 0,002,

tg(α₀₂) = δ₀₂/l₂,                                      (4.27)

tg(α₀₂) = 0,002/160 = 0,00001,  α₂ = 0,001⁰;

б) на участке l₃

δ_2' = Н₀∙l₃³/(3EJ),                                   (4.28)

где Н₀ – горизонтальная реакция действующая в отсутствии груза (Н₀=362,0кг);

δ_2' = 362∙200³/(3∙2,15∙10⁶∙48077,0) = 0,009,

tg(α_02') = δ_02'/l₃,                                       (4.29)

tg(α_02') = 0,009/200 = 0,00005, α_02' = 0,003⁰. ДП 150200.06.000 ПЗ

4.8.3 Прогиб неподвижной колонны без груза

δ₃ = Н₀l₃³/(3EJ_Н),                                   (4.30)

где J_Н – момент инерции сечения неподвижной колонны