Сергей Гаврилов - Расчеты конструктору

Момент сопротивления Ф 50 мм.

W = 12271,846 куб.мм..

Площадь сечения S = 1963,4954 кв.мм .

Средний радиус тора R = 95 мм.

Коэф. Хx – для работы с таблицей :

Xx = R / ( R + ( Dps / 2 ))… Хx = 0,791667;

Коэф. Yx – определяем интерполяцией.

Yx = 1,35714 ; График Skb-02. Табл. Skb-03.

( Xx и Yx смотри таблицу в расчете серьги ).

Предельный изгибающий момент:

МПР = Bt * W * Yx … МПР = 4496745 Н *мм.

Максимальный изгибающий момент:

ММ = Mm = 0,318 * F * R… ММ = 2962589 Н*мм.

Коэф. запаса по изгибающему моменту.

K = МПР / Mm = 1,518 ; Достаточно прочно.

Минимальный допустимый коэф. запаса = 1,25 ;.

Исходные данные :

Прямой участок элемента звена ОВ1-10 .

Диаметр сечения = 50 мм.

Усилие на одну ветвь = 49033,25 Н.

Расчет :

Площадь сечения одной ветви S = 1963,4954 кв.мм.

Напряжение растяжения = 24,9724 МПа.

Коэф. запаса по растяжению от пред.проч. = 16,41813 ;

Минимальный допустимый коэф. запаса = 5,00 ;

Расчет серьги.

Исходные данные:

Q = 20 kH.

L xs= 80 мм.

D ps= 24 мм.

L xp= 60 мм.

D xp= 40 мм.

D pp= 30 мм.

S xp= 30 мм.

C pp= 120 мм.

Металл серьги:

Сталь 20 ГОСТ 1050-88…

Вt = 240 H/кв.мм.

Bv = 410 H/кв.мм.

Металл пальца:

Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Вtp = 360 H/кв.мм.

Bvp = 610 H/кв.мм.

Расчет:

Сечение прутка: Dps = 24 мм.

S = Pii* Dps* Dps/4… S = 452,3893 кв.мм.

Сопротивление изгибу:

W = Pii* Dps* Dps* Dps /32… W = 1357,168 куб.мм.

Напряжение на прямых участках прутка серьги:

BR = Q / ( 2*S )… BR = 22,105 H / кв.мм.

Запас прочности от предела прочности:

K = Bv / BR … K = 410 / 22,105 = 18,5 > [ 5 ]..

Прочность достаточна.

Рассчет криволинейного участка:

Радиус среднего слоя:

Rc = ( Lxp+Dps )/ 2… Rc = 52 мм…

Коэффициент Хх:

Xx = R / ( R + ( Dps / 2 ))… Xx = 0,8125…

Таблица по графику ( для круглого сечения Таб. 02 ).

Таб. Skb-03.

..

Линейной интерполяцией находим по формуле:

Yx = (( Y2 – Y1) * ( Xx – X1 ) / ( X2 – X1 )) + Y1…

Находим: Yx = 1,303…

Предельный изгибающий момент для кривого бруса:

Mp = Bt * W * Yx … Mp = 240 * 1357,168 * 1,303…

Mp = 424413,58 Н*мм..

Максимальный изгибающий момент как для части тора:

Mm = 0,318 * Q * Rc… Mm = 0,318 * 20000 * 52 … Mm = 330720 Н*мм..

Коэффициент запаса: K = Mp / Mm… K = 1,283 > [ 1,25 ] …

Прочность достаточна…

Палец серьги на изгиб:

F = Q = 20000 H…

L = Lxp + Sxp.. L = 90 мм.

М изг = L * F / 4… М изг = 450000 Н * мм…

Сопротивление изгибу:

Wip = Pii* Dpp* Dpp* Dpp /32… Wip = 2650,719 куб.мм.

Напряжение изгиба пальца:

Bip = М изг /Wip… Bip = 169,765 Н / кв.мм.

Коэф. запаса от Bt : K = Btp / Bip… K = 360 / 169,765 …

K= 2,12 > [ 1,25 ] … Прочность достаточна…

Расчет проушины на разрыв:

Сечение разрыва:

Su = 2* Sxp * ( Dxp – Dpp ) … Su = 600 кв.мм.

Напряжение разрыва:

BRP = Q / Su … BRP = 33,33 Н / кв.мм.

Коэф. запаса прочности от Bv:

K = Bv / BRP … K = 12,3 > [ 5 ] …

Прочность достаточна..

Расчет проушины на смятие: Dpp = 30.

Ssm = 2* Dpp * Sxp… Ssm = 2 * 30 * 30…

Ssm = 1800 кв.мм.

Напряжение смятия: Bsm = Q / Ssm …

Bsm = 11,11 Н / кв.мм.

Коэф.запаса от предела текучести :

K = Bt / Bsm.. K = 21,6 …

Прочность достаточна..

( разработка автора ).

Выбор материала.

Определение допускаемых напряжений. Смотри РД 10-33-93 Стр. 6.. ## Ссылка:

По рекомендациям пункт 2.3.3 Ударная вязкость металла деталей клещей при температуре минус 40 С. должна быть не менее 30 Дж / кв.см. По требованию заказчика проектируются клещи минимального веса. Поэтому для деталей клещей выбираем сталь 38 ХГН ГОСТ 4543-71.

с закалкой с 850 С. в масло и отпуском с 600 С. С контролем механических характеристик

после термообработки на образце – спутнике. Сталь 38 ХГН ГОСТ 4543-71 после термообработки

имеет предел текучести не менее 660 Н / кв.мм. Предел прочности не менее 950 Н / кв.мм.

и ударную вязкость при температуре минус 40 С. более 80 Дж / кв.см.

Для Стали 38 ХГН ГОСТ 4543-71 допустимое касательное напряжение не более 369 Н / кв.мм.

Для планок, по технологическим соображениям, выбираем сталь 09Г2С – ГОСТ 19281-2014.

с нормализацией. Учитывается возможность работы клещей при температуре до минус 40 С.

В общем виде клещей указываем рабочую температуру от плюс 200 до минус 40 градусов С.

Нестандартные элементы грузозахватных приспособлений рассчитываются на напряжения растяжения

и изгиба с обеспечением запасов прочности, как на грузоподъемном крюке, не менее:

При расчете рабочей части крюка – запас прочности должен быть не менее одной целой и двух десятых – от предела текучести. При расчете ветвей головки крюка с проушиной на растяжение – запас прочности должен быть не менее одной целой и пяти десятых – от предела текучести.

пункт 2.1.6.

При расчете петель стропов: Прямолинейные участки рассчитываются на растяжение -

запас прочности должен быть не менее пяти – от предела прочности. пункт 2.1.7.

Криволинейные участки ( с учетом кривизны ) – запас прочности для внутренней стороны сечения должен быть не менее одной целой и одной десятой – от предела текучести. – На внешней стороне запас прочности должен быть не менее одной целой и трех десятых – от предела прочности. пункт 2.1.7.

При расчете канатов и цепей на действие номинальной нагрузки запас прочности по отношению к разрушающей нагрузке указанной в сертификате должен быть не менее пяти.. пункт 2.1.5. Для каната запас прочности не менее шести – по отношении к разрушающей нагрузке согласно сертификата.

Коэффициент надежности удержания груза как отношение закрывающего клещи момента

к моменту размыкания под весом груза должен быть не менее одной целой и двадцати пяти сотых .

Примечание: При расчете овального звена, серьги и клещей ссылки на нормы прочности по

« Руководящие материалы РД 10 – 33 – 93 .. Москва НПО ОБТ 2000 г. ».

Геометрический расчет.

Рабочий профиль схвата клещей очерчен внутренней и внешней кривыми, построенными по координатам

из приведенной таблицы координат.

Концы схвата оканчиваются бобышками в виде дисков. Бобышки позволяют точно рассчитать положение центра тяжести захваченной круглой штанги. Точное положение центра тяжести захваченной штанги максимального диаметра обусловлено тремя точками контакта с поверхностью штанги.

Две точки обеспечивают бобышки и одна точка – на окружности центра клешней.

При захвате заготовки диаметром меньше максимального – положение заготовки зафиксировано четырьмя точками контакта с рычагами захвата, а именно: по две верхние точки на внутренней поверхности сопряжения нижней части рычага захвата и по две нижние точки контакта с бобышками на нижних концах рычагов. Все точки контакта расположены симметрично, относительно оси отвеса.