Составление конструктивной схемы металоконструкции машины (стрелы экскаватора). Выбор стали и определение расчетных характеристик, страница 6

где А_вн – площадь, охватываемая средней линией  замкнутого профиля, м²; t_min – минимальная толщина элемента, м.  

                                             А_вн=в×h                                                         (12)

Момент инерции относительно оси х и y, м⁴:

                                            ,м4                                                   (13)

Значения М_х, М_y, Q_x, Q_y, N, M_кр представлены в пункте 4.

Моменты инерции относительно осей х, у сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Моменты инерции относительно осей х, у

Сечения	Iх,м4	Iу,м4
А-А	52,1.10-4	32,7.10-4
Б-Б	87,5.10-4	38,9.10-4
В-В	75,6.10-4	37.10-4
Г-Г	27,8.10-4	26,5.10-4
Д-Д	27,8.10-4	26,5.10-4

Проверяем напряженное состояние в опасных точках сечений стрелы экскаватора.

Сечение А-А:

N=-207231,919 H;          M_kp=0;

Q_y=537628,49 H;            M_y=2,84 H^.м;

Q_z=-227,15 H;                 M_z=-1176062,32 H^.м.

А=2^.(0,344^.0,012+0,008^.0,516)=1,65^.10^{-2 м2};

                                        ;                                          (14)

Точка 1:   ;

; .

Точка 2: ;

;

.

Точка 3: ;

; .

, т. к. М_кр=0.

;;.

;

;

.

Сечение Б-Б:

N=195509 H;                  M_kp=2,18 H^.м;

Q_y=-200438,89 H;          M_y=3,44 H^.м;

Q_z=-176,22 H;                 M_z=-1098331,25 H^.м.

А=2^.(0,344^.0,012+0,008^.0,676)=1,9^.10^{-2 м2};

Точка 1: ;

;.

Точка 2: ;

;

.

Точка 3: ;

;.

.

; ;.

;

;

.

Сечение В-В:                      

N=-233440,38 H;           M_kp=0;

Q_y=2541,82 H;               M_y=-785,44 H^.м;

Q_z=299,5 H;                    M_z=4989,79 H^.м.

А=2^.(0,344^.0,012+0,008^.0,516)=1,65^.10^{-2 м2};

Точка 1: ;

;.

Точка 2: ;

;

.

Точка 3: ;

;.

, т. к. М_кр=0.

;;.

;

;

.

     Сечение Г-Г:

N=-273881,17 H;          M_kp=-2490,37 H^.м;

Q_y=58214,78 H;             M_y=1268 H^.м;

Q_z=-4096 H;                   M_z=139224,26 H^.м.

А=2^.(0,444^.0,012+0,008^.0,176)=1,3^.10^{-2 м2};

Точка 1: ;

;.

Точка 2: ;

;

.

Точка 3: ;

;.

.

;;.

;

;

.

Сечение Д-Д:

N=-207231,919 H;        M_kp=0;

Q_y=537628,49 H;          M_y=499,5 H^.м;

Q_z=-227,15 H;                M_z=-537,63 H^.м.

А=2^.(1,1^.0,012+0,008^.0,176)=2,9^.10^{-2 м2};

Точка 1: ;

;.

Точка 2: ;

;

.

Точка 3: ;

;.

, т. к. М_кр=0.

;;.

;

;

.

7  КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАССЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

          Расчет шарнирных соединений

   Расчет шарнирного соединения гидроцилиндра рукояти со стрелой

Расчетные сопротивления материала оси и проушины.

Принят материал оси – Сталь 45 (σ_Т = 375 МПа).

Материал проушины – Сталь 10ХСНД (σ_Т = 390 МПа).

Определение диаметра оси шарнира из условия работы пальца на срез:

                                                                                     (15)

где Р – усилие, действующее на шарнир, Р = 233440,38  Н; d – диаметр шарнира, м.

                                                (16)

Принято d = 35 мм.

Определение ширины проушины из условия работы на смятие:

                                                                                      (17)

 

Принято b = 35 мм.

Определение радиус головки проушины R, мм:

                                                                                                   (18)

где D – диаметр ввариваемого кольца, мм:

                                                                                             (19)

Принята толщина листа проушины t_л = 12 мм.

Определение высоты проушины h, мм:

                                                                                                               (20)

Определение длины проушины B, мм:

                                                                                                               (21)