Модернизация плуга ПЛН-4-35. Расчет прочности сварного шва, соединяющего уголок с рамой, страница 4

Произведем расчет пальцев, посредствам которых плуг соединяется с бороной тягами и шарнирным соединением, а также здесь получаем толщину ушей и петель. Расчет произведем по максимальному полученному усилию, максимальное усилие в тяге-упоре.

Рисунок     Шарнирное соединение пальца с тягой-упором.

Тяга соединяется с кронштейном при помощи цилиндрического пальца. Материал всех деталей – сталь Ст3.

Определим необходимый диаметр пальца. Палец работает на срез по двум плоскостям – это смятии тягой  и кронштейном рисунок…….

Рисунок   Плоскости среза

Срезающая сила, очевидно, Q=F.

Общая площадь среза пальца:

А_ср

где: d – диаметр сечения пальца, мм;

к – число плоскостей среза пальца, к=2.

С учетом этих данных из условия прочности на срез получаем

d,

F = N₂ = 8.5 кН.

d мм.

Полученное значение диаметра округляем до нормального размера, получаем d=9мм.

Смятие пальца происходит по цилиндрической поверхности, по этому в качестве величины А_см в условии прочности на смятие Q/А_см , принимаем площадь проекции поверхности смятия:

А_см= d·t,  (Рисунок  )

Рисунок 

Из уравнения прочности на смятие

 t

где:   - предел прочности на смятие, =190 МПа для стали Ст3.

t

Так как на тягу действует циклическая и не равномерная нагрузка, принимаем коэффициент запаса прочности к=2, тогда t будет равным 10мм.

Очевидно, что толщина платок кронштейна должна быть в два раза меньше t, соответственно равная 5 мм.

Расчет уголка, к которому крепится тяга – подвес на изгиб и подбор его по сортаменту.

        

Рисунок   Приложение сил к угольнику.

Решение

N_г = N₃·соs10°,

где: N₃ – усилие бороны, передающееся через регулировочную тягу на угольник;

N_г – усилие горизонтальной нагрузки.

N_г = 2,05·0,98=1,96кН.

М_и = N_г ·h,

где: М_и – изгибающий момент, кН м;

N_г – горизонтально приложенная нагрузка;

h – высота уголка, h=300мм.

Рисунок

М_и = 1,96 ·30=58,8 кН см².

d_и

где: d_и – напряжение на изгиб, =150 МПа;

М_и – изгибающий момент, кН м;

W – момент сопротивления сечения относительно его главных осей инерции.

W

где: J_х – момент инерции, см⁴;

Х_с – центр тяжести, см⁴.

Из нормативных данных подбираем момент инерции и центр тяжести относительно уголка с размерами 40*40*4 из стали марки Ст3.

J_х = 3,55 см⁴,

Х_с = 1,09 см⁴.

 W

d_и              

Условие прочности выполняется.

Расчет прочности сварного шва, соединяющего уголок с рамой.

Рассчитываем на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла. Расчетная высота h равна:

h= k · соs45°= 0,7k

P = N_г = 1,96 кН;

K = 0,8.

Рисунок   

Решение

,

где: Р – нагрузка на сварочный шов, кН;

k – катет сварочного шва;

 - допустимое напряжение на срез,  = 70 МПа;

L – длина сварочного шва, мм.

,

Условие прочности выполняется.

Расчет прочности сварного шва, соединяющего уши тяг со стальным прутом. Расчет произведем по максимальному полученному усилию N₂.

Рассчитываем на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла. Расчетная высота h равна:

h= k · соs45°= 0,7k

Рисунок

Решение

,

где: N₂ – максимальное полученное усилие в тягах, кН.

где: R – радиус окружности диаметра тяги, мм.

L = 2·3,14·5 = 32мм.

,

Условие прочности выполняется.

Расчет прочности сварного шва, соединяющего уши с рамой бороны.

Расчет по максимальному полученному усилию.

Рассчитываем на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла. Расчетная высота h равна:

h= k · соs45°= 0,7k

Рисунок

Решение

,

Условие прочности выполняется.

Расчет прочности сварного шва, соединяющего петли с рамой бороны.

Расчет произведем по максимальному полученному усилию N₂.

Рассчитываем на срез по сечению, проходящему через биссектрису прямого угла. Расчетная высота h равна:

h= k · соs45°= 0,7k

Решение

,

L = 2·3.14·10 = 62.8 мм.

Условие прочности выполняется.