Разработка конструкции крана, предназначенного для более быстрой разборки и сборки двигателя (Конструкторская часть дипломного проекта), страница 5

σ_{ИЗГрамы} = М_Б/ W_ДВ,                                       (4.46)

σ_{ИЗГрамы} = 184375,4/743 = 248,1 кг/ см².

4.10 Фундамент

Устойчивость фундамента определяют при подъеме краном груза весом на 25% выше номинального с учетом коэффициента запаса устойчивости К = 1,4. При этом должно быть соблюдено неравенство

М_ИЗГок + 0,25QL< (G + G_Ф)∙D_Ф1,5/(6∙K),                        (4.47)

где L = 400 см – вылет крюка крана;

D_Ф = 480 см – диаметр фундамента;

G_Ф – вес фундамента.

Из условия устойчивости определим вес фундамента.

G_Ф > (М_ИЗГок + 0,25QL)6К/( D_Ф1,5) – G,                       (4.48)

G_Ф > (872390 + 0,25∙2000∙400)6∙1,4/(480∙1,5) – 4000 = 8511,2 кг.

Определим глубину фундамента

Н_Ф > 4G_Ф/(π(D_Ф² – d_Ф²)ρ_Ф)                               (4.49)

где d_Ф = 0,6 м – внутренний диаметр фундамента;

ρ_Ф = 1700 кг/м³ – объемный вес бетона.

Н_Ф > 4∙8511,2/(3,14(4,8² – 0,6²)1700) = 0,281 м.

Принимаем Н_Ф = 0,360 м, G_Ф = 10895,9 кг.

Максимальное напряжение смятия фундамента

σ_СМФ = М_ИЗГок/ W_сеч + (G + πd_б²σ_бz)/ F £ [σ_СМ],           (4.50)

где    d_б = 2,01 см — внутренний диаметр  резьбы болта;

z = 16 – число болтов;

F = 22040 см² – опорная площадь рамы;

σ_б = 200 кг/см² – напряжение в сечении болта от предва­рительной

затяжки;

[σ_СМ] = 15кг/см² – допустимое напряжение смятия для бетона.

σ_СМФ = 872390/1081796,7 + (4000 + 3,14∙2,01²∙200∙16)/22040 = 2,83 £ 15 кг/см².

Площадь основания фундамента

F_Ф = π(D_Ф² – d_Ф²)/4,                                      (4.51)

F_Ф = 3,14(480² - 60²)/4 = 178038 см².

Момент сечения фундамента

W_сеч.Ф = π(D_Ф⁴ – d_Ф⁴)/(32∙ D_Ф) ,                             (4.52)

W_сеч.Ф = 3,14(480⁴ – 60⁴)/(32∙480) = 10849190,6 см³.

Напряжение смятия грунта

σ_СМ.ГР = ± М_ИЗГок/W_сеч.Ф + (G + G_Ф)/ F_Ф,                   (4.53)

σ_СМ.ГР = ± 872390/10849190,6 + (4000 +10895,9)/178038,

σ_СМ.ГР = ± 0,080+ 0,084 кг/см²,

σ_СМ.ГРmin  = 0,004 кг/см²,

σ_СМ.ГРmax  = 0,164 кг/см².

4.11 Расчет сварных швов

Напряжения в шве определим по формулам

σ = M_Ш/(0,1k∙h²) £ [σ_P],                                 (4.54)

τ = М_Ш/(0,7k∙l∙h +0,1k∙h²) £ [τ],                            (4.55)

где М_Ш – момент в шве, Н∙мм,

k – катет шва, мм,

h, l – длины швов, мм,

[σ_P], [τ] – допускаемые напряжения растяжения и среза, МПа ([σ_P] = 94,2МПа, [τ] = 61,2 МПа).

Шов, соединяющий стрелу крана с крышкой поворотной колонны: для снижения напряжений в шве установим на поворотной колонне косынки.

Момент действующей на шов М_Ш = М_ИЗГа= 872390 Н∙мм, длин шва h равна ширине полки двутавра h = 145мм, длина l равна сумме длин косынки (600 мм) и диаметра поворотной колонны (426 мм).

σ = 872390/(0,1∙5∙145²) = 82,9 £ 94,2 МПа,

τ = 872390/(0,7∙1026∙145 + 0,1∙5∙145²) = 7,9 £ 61,2 МПа.

Шов, соединяющий крышку поворотной колонны и поворотную колонну. Момент в шве М_Ш = М_ИЗГа= 872390 Н∙мм, длину шва принимаем равной 0.25 длины окружности шва l = h = 0,25∙3,14∙205 = 160,9 ≈ 161 мм (205мм – диаметр крышки поворотной колонны).

σ = 872390/(0,1∙5∙161²) = 67,3 £ 94,2 МПа,

τ = 872390/(0,7∙161∙161 + 0,1∙161²) = 56,1£ 61,2 МПа.

Так как неравенства выполняются, условия прочности шва выполняются.

4.12 Расчет экономической эффективности от внедрения разрабатываемой конструкции приспособления

Затраты на стандартные изделия, используемые при изготовлении  приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Затраты на стандартные изделия

Наименование	Количество		Стоимость, руб.
			Единицы	Общая
1	2		3	4
Таль ручная	1		6000	6000
Подшипник 308	4		20	80
Подшипник 1614	1		90	90
Подшипник 8107	1		50	50
Электроды		30	5	150
Итого:				6370