Расчет стоячного плоского затвора, страница 2

Проверка выбранного сечения на прочность в месте  максимального изгибающего момента:

,                            (14)

Условие выполнено.

Проверка на прогиб.      

,                         (15)

Значение прогиба не превышает допустимых значений.

Проверка сечения ригеля у опорных быков.

В опорном сечении балки на касательное напряжение работает только стенка, а пояса ещё не включились в работу сечение балки и с учетом внутренней силы.

                               (16)

Значение касательных напряжений в стенке не превышает предельной величины.

3. Расчет обшивки

Основной нагрузкой на затвор является сила гидростатического давления, которая непосредственно воздействует на внешнюю плоскость затвора, т.е. на обшивку. Требуемую толщину обшивки находим как для пластины опертой на два края (т.к. отношение большей стороны к меньшей более 2) и испытывающей местный изгиб от гидростатического давления, по формуле:

,                          (17)

где q- гидростатическое давление воды в кг/см² на середине пролета обшивки                  

 

Принимается толщина обшивки - 10 мм.

4. Расчет сварных швов

Расчет поясных швов производится на сдвигающее усилие возникающее между стенкой и поясами при изгибе балки. Сначала определяется  наименьшее расчетное сопротивление по которому будет подбираться катет шва. Сварка принимается механизированная порошковой проволокой марки ПП-АН3, тип порошковой проволоки ПС-50-Н4, диаметром . Положение шва - в лодочку.

;   ;

Коэффициент условий работы шва: , .

Срез по металлу границы сплавления:

 ;

Срез по металлу шва:

Расчет производится по металлу границы сплавления.

Сдвигающее усилие на 1 пог.см балки:

                       (18)

где - статический момент полки

,                 (19)

                      (20)

Принимается 6 мм как минимально допустимый катет шва.

5. Расчет стоек

Шаг стоек 3150мм

Расчетная погонная нагрузка для стойки в межригельном пространстве:

,                            (21)

Определяется максимальный изгибающий момент испытываемый стойкой:

                          (22)

Требуемый момент сопротивления:

                           ,                      (23)

                      

По сортаменту принимается балочный двутавр № 30. Его геометрические характеристики: , , A=46,5см², m=36,5 кг/м.п

Принятое сечение стойки проверяется на прочность:

<

Условие выполняется.

Проверка принятого сечения стойки на прогиб

[f/l]<=1/250

[f]=100/250=0,25

f<[f]

Значение прогиба стоек не превышает допустимых значений.

6. Расчет обрешетины

                            (24)

Максимальный изгибающий момент на обрешетине:

                                         (25)

Требуемый момент сопротивления:

                                                 (26)

                                                 

Принимается швеллер №22. Его геометрические характеристики: , , A=36,7см², m=21кг/м.п

Для принятого сечения обрешетины выполним проверку на прочность:

<.

Условие выполнено.

Проверка выбранного сечения обрешетины на прогиб

[f/l]<=1/250

[f]=315/250=1,26

f<[f]

Значение прогиба не превышает допустимых значений.

7. Расчет опорно-ходовой части

Давление на колесо определяется по формуле:                       

                        (27)

Принимаются колёсные опоры. Для уменьшения давления на колесо принимаются сдвоенные колёса. P_k=36090,5кг

Диаметр колеса Д_к может быть определен приближенно по прочности на диаметральное сжатие:

,                           (28)

где b- ширина обода колеса (линия касания колеса с ригелем )-10см;

- допустимое напряжение на диаметральное сжатие - для стали 55л-70кг/см².

Принимаем диаметр колеса - 55см.

Проверка выбранных размеров колеса на местное смятие при свободном касании рельса по формуле Герца:

,                       (29)

где - динамический коэффициент  ;

- cкорость движения колеса в м/с - принимаем – 0,3 м/с;

5200кг/см² для стали Ст-15ХСНД.

.

<10400кг/см².

Местное смятие не превышает допустимых значений.

Проверку удельного давления во втулке по диаметральному сечению можно выполнить по зависимости

,                          (30)

где -диаметр оси колеса,см;

В - ширина втулки ,см Принимаем  ;

[q] - допустимое давление 100-200 кг/см², принимаем - 200 кг/см².

Откуда диаметр втулки

                                      (31)

Принимаем =7см.

Проверка выбранного сечения втулки

Условие выполнено.

Список литературы

1. Металлические конструкции. В 3 т. Т.3. Специальные конструкции и сооружения: Учеб. Для строит. вузов; Под ред. В.В.Горева.-М.: Высш. шк., 1999.-544с.

2. Металлические конструкции в гидротехнике /Учебное издание/ И.И.Кошин и др.- М.: Издательство АСВ, 2002-192с.

3. СНиП-П-23-81 Нормы проектирования. Стальные конструкции.-М.: Стройиздат, 1982