Расчёт на прочность стрелы манипулятора
На стрелу также как на рукоять действуют: изгибающий момент в вертикальной продольной плоскости и растягивающие или сжимающие силы.
Для определения изгибающих моментов, действующих в различных сечениях стрелы в вертикальной продольной плоскости определим реакции в узле соединения стрелы с рукоятью, т.е. в точке D (рис.5) и усилие РР для принятого расчётного случая, т. е. при . Для этого рассмотрим равновесие рукояти.
При подъёме груза на максимальном вылете рукоять стремится под действием сил тяжести GP и Gгр повернуться по часовой стрелке т. е. усилие РР удерживает её и направлено так, как показано на рис.5
Рис.5 Схема нагружения рукояти в продольной вертикальной плоскости
Определим Рр из уравнения:
отсюда
Определим реакций в шарнире D из уравнений
Отсюда
Определив РР и реакции в шарнире D, чертим в масштабе стрелу с приложенными к ней в продольной вертикальной плоскости силами (рис. 6).
Рис.6 Схема нагружения стрелы в продольной вертикальной плоскости
Для построения эпюры изгибающих моментов в продольной вертикальной плоскости (М1) находим её ординаты.
Сечение D
M1=0
Сечение С
Сечение В
Сечение А
М1=0
Строим эпюру изгибающих моментов
Эпюра изгибающих моментов, кНм
|
На участке ВD растягивающая сила
Из построенных эпюр определяем наиболее нагруженные сечения. Задано расчётное сечение в виде прямоугольной коробчатой формы, симметричное относительно нейтральных осей xx и yy (рис. 4).
Нормальное напряжение от момента М1 находится
где: – момент сопротивления относительно оси х, см3;
σadm – допустимое нормальное напряжение для стали 15ХСНД σadm=295 МПа.
Откуда 3
Размеры балки можно определить по формуле [1]
где: ; ;
Решая уравнение методом итераций получим размеры сечения
B=16,5см=165 мм, Н=24,75 см =247,5мм.
Фактическая площадь поперечного сечения
Проверка напряжения
Принимаю сечение стрелы гидроманипулятора 165х247,5 мм
Использованные источники
1.http://knowledge.allbest.ru/transport/2c0b65635b2ad68b4c43b89521206d36_0.html
2.http://www.dpva.info/Guide/GuideMatherials/MaterialsResistant/MomentsOfInertion
|