Проектирование рабочего оборудования одноковшового экскаватора

М3∙(Х3) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙( X3/2)

М3∙(0) = 0 кНм

М3∙(1.83) = – Р4Y ∙(Х3) – q2 ∙X3∙( X3/2)= - 8.99 ∙1.83 ∙ (1.83 /2) – 72.45∙1.83 = -269.1 кНм

в). N3∙(Х3) + Р4Х = 0 N3∙(Х3) = - Р4Х = - 550.3 кН

Рассмотрим четвертый участок 1.83 ≤ Х4 ≤ 2.64 м:

а). Q4∙(Х4) + Р3Y – Р4Y - q&

#8729;X4 = 0 Q4∙(Х4) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4

Q4∙(1.83) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4 = 8.99 ∙1.83 + 72.45 - 34.3 = 54.6 кН

Q4∙(2.64) = - Р3Y + Р4Y + q∙X4 = 8.99 ∙2.64 + 72.45 - 34.3= 61.88 кН

б). - М4∙(Х4) – М1 – Р4Y ∙(Х4) + Р3Y ∙(Х4 – l1) - q∙X4 ∙( X4/2) = 0

М4∙(Х4) = – М1 – Р4Y ∙(Х4) + Р3Y ∙(Х4 – l1) - q∙X4 ∙( X4/2)

М4∙(1.83) =- 207.8 – 72.45 ∙(1.83) + 0 – 8.99∙1.83 ∙( 1.83/2) = - 355.43 кНм

М4∙(2.64) =- 207.8 – 72.45 ∙(2.64) + 34.3(2.64-1.83) – 8.99∙2.64 ∙( 2.64/2) = =- 402.6 кНм

в). N4∙(Х4) – Р3Х + Р4Х = 0

N4∙(Х4) = Р3Х - Р4Х = 491.3 – 550.3 = - 59 кН

Произведем расчет пальцев проушин стрелы.

1. Расчет пальца проушины стрелы для крепления рукояти:

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины рукояти);

Определим площадь сечения пальца, мм2:

А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 752 = 4415.625 мм2

Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:

W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 37.53 = 41396.48 мм3

Зная значение усилия в шарнире стрелы РРУК = 555.1 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Ррук / 2∙ А ПАЛ = 555100 / 2∙ 4415.625 = 62.85 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:

σПАЛ = Ррук ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 1260 МПа

В качестве материала пальца используем сталь 40ХН σтек = 1450 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)

2. Расчет пальца проушины стрелы для крепления гидроцилиндра рукояти:

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 70 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 236 мм – длина пальца;

Определим площадь сечения пальца, мм2:

А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 702 = 3846.5 мм2

Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:

W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 353 = 33656.875 мм3

Зная значение усилия гидроцилиндра стрелы РГЦР = 492.5 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Ргцр / 2∙ А ПАЛ = 492500 / 2∙ 3846.5 = 64 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:

σПАЛ = Ргцр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 702 МПа

В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)

3. Расчет пальца проушины стрелы для крепления гидроцилиндра стрелы:

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 120 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 376 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины стрелы);

Определим площадь сечения пальца, мм2:

А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 1202 = 11304 мм2

Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:

W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 603 = 169560 мм3

Зная значение усилия гидроцилиндра стрелы РСТР = 824.6 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Рстр / 2∙ А ПАЛ = 824600 / 2∙ 11304 = 36 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:

σПАЛ = Рстр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 457 МПа

В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)

4. Расчет пальца проушины для крепления стрелы к базе экскаватора:

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 120 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 595 мм – длина пальца (определяется исходя из ширины стрелы);

Определим площадь сечения пальца, мм2:

А ПАЛ = 0.785 ∙ d2 = 0.785 ∙ 1202 = 11304 мм2

Определим момент осевой сопротивления пальца, мм3:

W ПАЛ = 0.785 ∙ r3 = 0.785 ∙ 603 = 169560 мм3

Зная значение усилия в шарнире стрелы РБ = 790.6 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Рб / 2∙ А ПАЛ = 790600 / 2∙ 11304 = 34.9 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце стрелы, МПа:

σПАЛ = Рб ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 693.5 МПа

В качестве материала пальца используем сталь 40Х σтек = 900 МПа (термообработка – закалка и средний отпуск). Напряжение в пальце от среза и изгиба не превышает допустимых. Напряжение среза и изгиба действуют в разных местах (изгиб – по середине пальца, срез – сбоку от проушины, поэтому напряжения действуют совместно.)

Определим сечение стрелы в шарнире соединения стрелы с базой экскаватора 1-1.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 1-1. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.595 ∙ (0.234 – 0.120) = 0.06783 м2

X1 = b / 2 = 0.2975 м

Y1 = H / 2 = 0.117 м

Определим момент инерции сечения:

JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.595 / 12 ∙ (0. 2343 – 0. 1203) = 0.0005536 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = b / 6Н ∙ (H3 – h3) =0.00469 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 1-1:

σ = N /Fвсего сечения = 10.9 МПа,

N = 742.9 кН;

Fвсего сечения = 0.06783 м2

σ ЭКВ = = 10.9 МПа

Определим сечение стрелы 2-2.

Определим размеры поперечного сечения стрелы 2-2. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

F = HB - bh = 0.369 ∙ 0.340 – 0.323∙ 0.298 = 0.029206 м2

X1 = 0.17 м

Y1 = 0.1845 м

Определим момент инерции сечения:

JX = HB3 –b h3 / 12 = 0.000496 м4

Определим момент сопротивления сечения:

W = HB3 –b h3 / 6H = 0.002919 м3

Определим напряжения возникающие в сечение 2-2:

σ max= Mизг /W = 57.79 МПа,

где

Мизг = 168.7 кНм

τ = Q / ∑Fст = 10.55 МПа,

Q = 143.18 кН;

∑Fст = 0.013566 м2

 Скачать реферат