Напряжение изгиба для внутреннего ( сжатого ) волокна:
Biv = ( Mm * ( d/2 ) / J ) * ( Rc / ( Rc – ( d / 2 ))…
Biv = ( 3357652,41 * 25 / 306796,158 ) * ( 95 / ( 95 -25 )) … Biv = 371,323 H / кв.мм.
Находим коэф. Хх:
Xx = Rc /( Rc – ( d /2 ))… Xx = 95 /( 95 – 25 )… Xx = 1,35714…
По графику находим коэф. Yx = 2,221…
( Кривой брус прочней прямого бруса )…
Коэф. запаса: K = Bt * Yx / Biv … К = 270 * 2,221 / 371,32 = 1,615 > [ 1,25 ].
Прочность достаточна.
Напряжение изгиба для наружного ( растянутого внешнего) волокна:
Bin = ( Mm * ( d/2 ) * Rc / J )* ( Rc + ( d/2 ))…
Bin = ( 3357652,41 * 25 /306796,158 ) * ( 95 / ( 95 + 25))…
Bin = 216,606 H / кв.мм.
Находим коэф. Хх:
Xx = Rc /( Rc + ( d /2 ))… Xx = 95 /( 95 + 25 )… Xx = 0,79167…
По графику находим коэф. Yx = 1,2675… (Skb-02.).
Коэф. запаса: K = Bt * Yx / Bin … К = 270 * 1,2675 / 216,606 = 1,58 > [ 1,25 ]..
Прочность достаточна…
Развернутая длина звена:
Lr = ( 2 * Pii * Rc ) + ( 2 * L )… Lr = 776,9 мм.
Масса звена:
Qm = 7,85 * S * Lr / 1000000; … Qm = 11,98 кг…
График Skb-02.
Контрольный пересчет звена по РД 10-33-93.
Торообразный элемент звена ОВ1-10 .
Исходные :
Радиус внутренней части тора Rвн = 70 мм.
Диаметр сечения тора d = 50 мм.
Усилие на серьгу F = 98066,5 H.
Предел прочности материала Bv = 410 МПа.
Напряжение текучести материала Bt = 270 МПа.
Расчет :
Расчет криволинейного участка: ( смотри расчет серьги ).
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.
Lxs= 80 мм.
Dps= 24 мм.
Lxp= 60 мм.
Dxp= 40 мм.
Dpp= 30 мм.
Sxp= 30 мм.
Cpp= 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..
Расчет клещевого захвата.
( 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.
