Расчет площади сварного шва

7 Расчет площади сварного шва

Площадь шва [4]:

S = h ∙ l,(11)

где h – ширина шва;

l – длина шва;

l = π ∙ d,(12)

где d − диаметр свариваемой поверхности, d = 0,270 м;

l = 3,14 ∙ 0,270 = 0,85 м.

Ширина шва h = 0,01 м, тогда площадь шва

S = 0,01 ∙ 0,38 = 0,004 м².

8 Расчет сварного шва крепления корпуса гидроцилиндра с серьгой

Проведем расчет сварного шва крепления корпуса цилиндра с серьгой из условия прочности на отрыв (рисунок 3).

Действующая нагрузка будет только в вертикальной плоскости и возникает от усилия, передаваемого штоком Р = F_шт = 200 кН.

Расчет прочности стыковых соединений, нагруженных силой Р, выполняется по формуле:

,(12)

где t – напряжение, возникающее в сварном шве;

Р – сила, действующая на сварной шов;

S − площадь шва.

Рисунок 3 – К расчету сварного шва гидроцилиндра

Напряжение, возникающее в сварном шве:

τ =  = 50 МПа.

Условие прочности [τ’] = 56 МПа ≥ τ = 50 МПа выполняется.

9 Расчет параметров гидравлического насоса

Для безопасной работы гидромагистрали принимаем стандартное давление, равное 3 МПа. Произведем расчет параметров гидропривода при принятом значении давления.

Производительность гидравлических насосов рассчитывается по формуле

V = ,(13)

где Q − требуемая сила на штоке, Q = 200 кН;

L − длина рабочего хода поршня гидроцилиндра, L = 0,5 м;

t − время рабочего хода поршня гидроцилиндра, t = 0,1 мин;

р − давление масла в гидроцилиндре, р = 3 МПа;

η₁ − КПД гидросистемы, η₁ = 0,85;

V =  = 39,2 л/мин.

По данным расчета выбираем насос НШ-40Д.

10 Расчет параметров электродвигателя

Мощность, расходуемая на привод насоса, определяется по формуле:

N = ,(14)

где η₁₂ − общий КПД насоса, η₁₂ = 0,92;

V – производительность гидравлического насоса, V = 40 л/мин;

р − давление масла в гидроцилиндре, р = 3 МПа;

N =  = 0,21 кВт.

По данным расчета для получения требуемой производительности насоса выбираем электродвигатель АОЛ2-11, с частотой вращения n = 1000 мин⁻¹ и мощностью N = 0,4 кВт.

11 Расчет пальца лап на изгиб

Наибольший изгибающий момент пальцы лап будут испытывать при максимальной нагрузке R = 200 кН. Так как лап 6, то один палец будет испытывать изгибающий момент от нагрузке R = 200 / 6 = 33,3 кН (рисунок 4).

Длина пальца L = 100 мм = 0,1 м.

Изгибающее напряжение для круглого сечение [3]:

σ = (15)

где М − изгибающий момент;

d – диаметр пальца;

В опасном сечении момент будет

М_изг = R ∙ L / 2 = 33,3 ∙ 0,1 / 2 = 1,7 кН∙м.

Рисунок 4 – К расчету пальца на изгиб.

Палец в своем сечении представляет круг диаметром d = 40 мм = 0,04 м. Определим его изгибающее напряжение:

σ =  = 33,97 ∙ 10⁶ Па = 135,35 МПа

Условие прочности [3]: [σ_изг] ≥ σ_изг.

Для стали Ст 45 допускаемое напряжение [σ_изг] = 280 МПа.

Условие прочности выполняется, т. к. допускаемое напряжение на изгиб больше действительного.

Заключение

Были рассчитаны необходимые параметры гидроцилиндра. По данным расчета был установлен гидроцилиндр с диаметром поршня 250 мм и диаметром штока 120 мм. Действующее усилие на штоке составляет 204 кН. Площадь поперечного сечения штока 0,011 м².

Расчет штока на сжатие показал, что напряжение сжатия равно 18,5 МПа и меньше допускаемого 160 МПа.

Был проведен расчет сварного шва на прочность. Допускаемое напряжение равно 56 МПа. Действительное напряжение, возникающее в сварном шве равно 50 МПа. Площадь шва 0,004 м².

Расчет параметров гидравлического насоса показал, что производительность насоса должна быть больше 39,2 л/мин. По данным расчета выбираем насос НШ-40Д.

Был проведен расчет параметров электродвигателя. По результатам расчета был выбран электродвигатель АОЛ2-11 с частотой вращения n = 1000 мин⁻¹ и мощностью N = 0,4 кВт.

Расчет пальца лап на изгиб показал, что в опасном сечении изгибающий момент будет М_изг = 1,7 кН∙м. Изгибающее напряжение σ = 135,35 МПа, что меньше допускаемого [σ_изг] = 280 МПа.

Список используемых источников

1 Власов Ю.А., Тищенко Н.Т. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования. Учебное пособие. Томск: Агр. Строит. Универс. 2004 – 277 с.

2 Дурков П.Н. Насосы и компрессорные машины. М., Машгиз, 1960.

3 Крипицер М.В. Специализация авторемонтного производства., М., «Транспорт», 1968.

4 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/ С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: «Машиностроение.