Расчет металлоконструкции рукояти

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 250 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 гидроцилиндра рукояти РГЦР = 492.5 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Ргцр / 2∙ А ПАЛ = 492500 / 2∙ 4415.625 = 55.76 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:

σПАЛ = Ргцр ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 743.5 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.)

5. Расчет пальца проушины рукояти для крепления гидроцилиндра ковша:

Расчет производится на срез и изгиб.

Исходные данные:

DПАЛ = 75 мм – диаметр пальца;

LПАЛ = 250 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 гидроцилиндра ковша Ргцк = 248.6 кН, определим τПАЛ, МПа:

τПАЛ = Ргцк / 2∙ А ПАЛ = 248600 / 2∙ 4415.625 = 28.15 МПа

Определим напряжение возникающие в пальце рукояти, МПа:

σПАЛ = Ргцк ∙ L ПАЛ /2 ∙ 2 ∙ W ПАЛ = 375 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 рукояти в шарнире соединения рукояти с ковшом

Определим размеры поперечного сечения рукояти. Рассмотрим сечение, его геометрические характеристики, размеры сечения, исходя из условий прочности.

1. F1 = b ∙ (H - h) = 0.196 ∙ (0.118 – 0.075) = 0.00843 м2

X1 = b / 2 = 0.098 м

Y1 = H / 2 = 0.059 м

2. F2 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ 0.021) =

= 0.00638 м2

X1 = B / 2 = 0.119 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0147 м

Y1' = H - Y1 = 0.02985 м

1.F3 = Bh+2b ∙ (H - h) = 0.238 ∙ 0.023 + 2 ∙ 0.021 ∙ 0.021) =

= 0.00638 м2

X1 = B / 2 = 0.119 м

Y1 = Bh2+2b ∙ (H2 - h2) / 2(Bh+2b ∙ (H - h)) = 0.0147 м

Y1' = H - Y1 = 0.02985 м

Определим статические моменты каждой фигуры, а так же общие координаты YC:

SX = F1 ∙ Y1 + F2 ∙ Y2 + F3 ∙ Y3 = 0.001737 м3 YC = SX / ∑ Fобщ = 0.001737/ 0.021184 = 0.082 м

Определим моменты инерции сечения в отдельности и всего сечения в целом:

1. JX1 = b / 12 ∙ (H3 – h3) = 0.196 / 12 ∙ (0.1183 – 0.0753) = 0.000119673 м4

2. JX2 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= =0.000037432 м4

3. JX3 = Bh3 + 2 b ∙ (H – h) 3/ 12 + Bh(Y1 – h/2) 2 + 2 b ∙ (H – h) (H – h / 2 + h - Y1)= =0.000037432 м4

Учитывая поправку Штейнера получим:

JX2 + ( y2)2 F2 = 0.000066358 м4

JX3 + ( y3)2 F3 = 0.000066358 м4

JX общ =∑JXi = 0.000252389 м4

Определим момент сопротивления относительно нейтральной линии:

W = JX общ / YC = 0.00307 м3