Составление конструктивной схемы металлоконструкции. Выбор стали и определение расчетных характеристик. Определение действующих нагрузок. Составление расчетных схем металлоконструкции и определение усилий в ее элементах, страница 4

Узел	Сила [Н]			Момент [Н*мм]
	Fx (осевая)	Fy	Fz	Mx (кручения)	My	Mz
20	6440.77	-450.38	-821.17	-0.00	-0.00	-558327.07
21	6334.35	-442.94	-821.17	-0.00	1026467.60	0.00

Определение диаметра оси шарнира из условия работы пальца на срез:

(7.1)

где Р – усилие, действующее на шарнир, Р = 63025Н; d – диаметр шарнира, м; n – количество площадей среза, n = 2.

(7.2)

Принято d = 5 мм.

Определение ширины ввариваемого кольца из условия работы на смятие:

(7.3)

где k – количество проушин, k = 2.

Принято δ₁ = 4 мм.

Диаметр ввариваемого кольца, мм.

(7.4)

Проверка прочности колец:

Радиус головки проушины, мм:

(7.5)

Принято R = 15мм.

Толщина проушины:

(7.6)

Принято δ =4 мм

Высота проушины, мм:

(7.7)

Принято h = 10мм.

Длина проушины, мм:

(7.8)

Принято S = 20мм.

Толщина накладки проушины δ_н = 20мм.

Расстояния от проушины до накладки, мм:

lн = 5δн, s1= 10δн,

(7.9) (7.10)

l_н= 5∙4 = 20 мм.

s₁= 10∙4 = 40 мм.

Принято l_н = 20 мм; s₁ = 40 мм.

Рисунок 14 - Конструкция проушины шарнирного соединения

гидроцилиндра подъема-опускания ковша с рамой

7.2 Расчет шарнирного соединения упряжной тяги с ковшом

Расчетные сопротивления материала оси и проушины:

Принят материал оси – Сталь 45 (σ_Т = 375 МПа). Допускаемые напряжения рассчитаны по формулам 2.1, 2.2:

Материал проушины – Сталь 09Г2 (σ_Т = 310 МПа).

Таблица 6 – Усилия в узлах стержня (стержень 18)

Узел	Сила [Н]			Момент [Н*мм]
	Fx (осевая)	Fy	Fz	Mx (кручения)	My	Mz
16	-29005.45	1216.72	-5208.95	-0.00	-3594509.49	844269.02
1	-29035.73	1215.63	-5146.88	-0.00	0.00	-0.00

Действующее усилие:

Определение диаметра оси шарнира из условия работы пальца на срез по (7.2):

Принято d = 12 мм.

Определение ширины ввариваемого кольца из условия работы на смятие по (7.3):

Принято δ₁ = 15 мм.

Диаметр ввариваемого кольца по (7.4):

Принято D = 30мм.

Радиус головки проушины по (7.5):

Принято R = 25мм.

Толщина проушины по (7.6):

Принято δ = 15 мм.

Рисунок 10 – Конструкция проушины шарнирного соединения упряжной тяги с ковшом

7.3 Расчет сварного соединения упряжной тяги и поперечной балки

Материал стенки и полки 09Г2: [σ] = 221 МПа. Сварка полуавтоматическая.

Допускаемые напряжения сварного шва:

(7.11)

(7.12)

Таблица 7 – Усилия в сечении (стержень 9)

Узел	Сила [Н]			Момент [Н*мм]
	Fx (осевая)	Fy	Fz	Mx (кручения)	My	Mz
0	-28734.94	5784.01	1125.62	-0.00	3907037.95	18737025.39
13	-28828.22	5592.77	1125.62	-0.00	3125630.36	14788145.55

Расчет соединения на сдвиг в горизонтальной плоскости:

где Q – поперечная сила, Н, (Q = 5784, l_ш – длина сварного шва, (l_ш = 0,3 м); β – коэффициент провара, (β = 0,8[5]); k_ш – катет шва, (k_ш = 0,004 м).

Условие прочности сварного шва выполняется.

Расчет соединения на сдвиг в вертикальной плоскости:

где Q – поперечная сила, Н, (Q = 28734); l_ш – длина сварного шва, (l_ш = 0,2 м); β – коэффициент провара, (β = 0,8[5]); k_ш – катет шва, (k_ш = 0,006 м).

Условие прочности сварного шва выполняется.

7.4 Расчет сварного соединения поперечной балки и проушины гидроцилиндра подъема-опускания ковша