Машиностроение \ Машиностроение

Проект рационального использования машинно-тракторного парка аозт «Нива» сосновского района челябинской области, страница 23

Где: Q – вес наибольшего рабочего груза и грейфера, Н;

R – расстояние от оси задних колес до оси подвеса груза, м;

G – вес трактора, Н;

С – расстояние от центра тяжести трактора до оси задних колес, м.

Из выражения (3.2) найдем вес груза грейфера:

Q=Xн xGxC/R, Н (3.3)

Q=0,4X125000X2.34/3.6=32500Н;

Максимальный груз, поднимаемый погрузчиком, от общей грузоподъемности агрегата составит:

Q-Qг=32500–16000=16500 Н;

Где: Qг – вес грейфера и части стрелы погрузчика, Н.

3.4 Расчет и выбор сечения под балку

Профилем поперечного сечения балки выбираем швеллер с уклоном внутренних граней балок. На стрелу погрузчика действует сила Р (Рис. 3.6), состоящая из веса груза и части веса грейфера. Так как двойная конструкция стрелы предполагает, что на одну балку действует только половина силы Р, отсюда:

Р=(16500+6000)/2=11250Н

Схема нагружения балки

Из уравнений равновесия определяем реакции опор R_A и Ra:

MA=-Px (a+b)+Rb xa=0; (3.3)

Rb=P (a+b)/a=11250x (2+1.3)/2=18562.5H; (3.4)

Mb=-Pxb-Ra xa; (3.5)

Ra=P xb/a; (3.6)

Ra=11250 x1.3/2=7312.5 H;

Проверка: y=Ra+P-Rb=0; (3.7)

y=7312.5+11250–18562.5=0

Определим максимальный изгибающий момент:

M^max _u=P xb, H м; (3.8)

M^max _u=11250 x1.3=14625 H м

Из условия прочности при прямом изгибе [14] найдем осевой момент сопротивления сечения:

=M^max _u/W_oc; (3.9)

Где: Wос – осевой момент сопротивления сечения;

[] – предельно допустимое напряжение при изгибе.

Из выражения (3.9) определим осевой момент сопротивления сечения.

W_oc=M^max_u/[]

Допустимое напряжение при изгибе для горячетканой стали равно:

[]=150H/см² [14]

Woc=14625/150=97.5см³

По ГОСТ 8240–72 выбираем профиль балки с учетом Woc=97.5см³– швеллер №16А с осевым моментом сопротивления, равным 103см³[14], с соблюдением условий прочности:

=14625/150=141<[]

3.5 Расчет диаметра стержня балок

Сила, действующая на стрелу грейферного погрузчика, также действует и на стержень, соединяющий балки стрелы (Рис. 3.7).

Определяем реакцию опор. Так как сила приложена к середине стержня, то реакции опор будут равны:

Ra=Rb=P/2, Н (3.11)

Ra=Rb=11250/2=5625H

Максимальный изгибающий момент составит:

M^max _u=Rb xa, H м (3.12)

M^max _u=5625 x0.4=2250 H м

Из условий прочности при изгибе определяет диаметр стержня в предполагаемом опасном сечении:

_u=M^max_u[]; (3.13)

Где [] – предельно допустимое напряжение при изгибе, Мпа;

Для сплошного круглого сечения осевой момент сопротивления сечения определяется как:

W_oc=d³/32=0.1d³, мм³(3.14)

Где d – диаметр сечения стержня, мм;

Отсюда:

M^max_u/_Woc₌M^max_u/0.1d³[]; (3.15)

Из выражения (3.15) найдем диаметр стержня при условии, что []=600 Мпа с учетом переменных напряжений для стали 45 [15]

d=M^max_u/0.1 [] (3.16)

d=2250 x/0,110³x600=33.5 мм

Принимаем диаметр стержня для конструкции равный 45 мм.

3.6 Расчет длины сварочного шва крепления кронштейна

Крепление кронштейна грейфера к поперечине агрегата производится двумя вертикальными стойками и четырьмя укосинами (Рис. 3.8). по взаимному расположению деталей сварное соединение – стыковое.

Расчет стыковых сварных соединений на прочность по номинальному сечению как для цельных деталей. В данном случае действует продольная сила, следовательно, условие прочности сварного шва имеет вид [16]

`=Q/ x1[`p] (3.17)