Белдік беттерде жатқызылатын инерция моменті

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Арқалықтар прокаттық (қоставрлардан немесе швеллерлерден жасалған) және құрамалы -дәнекерленетін немесе тойтармалық (парақшалар мен бұрыштамалардан жасалған ) деп бөлінеді. Арқалық торы жабын төсемесін тіреу үшін арналған өзара қиылысқан көтеруші арқалықтан құралған жүйтөсеніштұрады. Арқалық торларын арқалықтың орналасу сызбасына қарай 3 типке бөледі: қарапайым, нормальды және күрделі. Қарапайым арқалық торында төсемтөсеніштүсетін жүктеме әдетте жабынның қысқа жағына параллель орналасқан арқалықтарға тікелей беріледі, содан соң тік орналасқан көтерушіқұралымдарға беріледі (қабырғаға, тіреуге, ұстынға және т. б. ) . Нормаль типтегі арқалық торында төсеме арқалықтар, бас арқалықтарға, ал олар, өз кезегінде, ұстындарға немесе басқа да көтерушіқұралымдарға тірелінеді. Күрделі арқалық торында төсемелік арқалықтар, бас арқалықтарға бекітілетін көмекші арқалықтарға тірелінеді. Төсеме арқалықтары мен көмекші арқалықтар әдетте прокаттық сортаменттерден жобаланады, ал бас арқалықтар прокаттық (үлкен профильдер) және құрамалы да болуы ықтимал. Арқалық торындағы арқалықтардың өзара орналасу тәртіптері әр түрлі болады: қабаттық, бір деңгейлік және төмендетілген. Арқалық торыларының типін пайдалану бағыты бойынша әр түрлі нұсқаларға талдау жүргізіп, құралымдарға қойылатын технологиялық талаптарға және пайдалану шартына сай, металдың минимальды шығынын ескере отырып тағайындайды. Арқалық торыныңжоспар және биіктігі бойынша басты өлшемдері(ұстындар немесе қабырғалар арасындағы қашықтық, төсеме үстіндегі белгі, бөлменің таза биіктігі, технологиялық саңылаулардың өлшемдері және т. б. ) әдетте ғимараттық жобалық тапсырмасына сәйкес қабылданады. Арқалықтар қимасының өлшемдері есептеу арқылы нақтыланады.

ВСт3кп2 болаттан жасалған төсеніштің бекітуін есептеп өлшемдерін анықтау. Берілгені: нормативтік біркелкі бөлінген, уақытша жүктеме q=20Кн/м2, артық жүктеме коэффициенті n=1, 2,

Төсенішөлшемдерін (1) формула бойынша анықтаймыз

$\frac{l}{t} = \frac{4\ n_{0\ }}{15}(1 + \frac{72E_{1}}{n_{0}^{4}q})$

$\frac{l}{t} = \frac{4\ \bullet 150}{15}\left( 1 + \frac{72 \bullet 2, 26 \bullet 10^{4}}{150^{4} \bullet 2, 1 \bullet 10^{- 3}} \right) = 101, 2$

$E_{1} = \frac{2, 06 \bullet 10^{4}}{1 - {0, 3}^{2}} = 2, 26 \bullet 10^{4}\frac{kH}{{см}^{2}}$

$l = 1 \bullet 101 = 101$

$H = n\frac{\pi^{2}}{4}\left\lbrack \frac{f}{l} \right\rbrack^{2}E_{1}t$

$H = 1, 2\frac{{3, 14}^{2}}{4}\left\lbrack \frac{1}{150} \right\rbrack^{2}2, 26 \bullet 10^{4} \bullet 1 = 2, 93\ кН \bullet см$

$kш = \frac{Н}{\beta_{ш} \bullet l_{Ш} \bullet R_{уш}^{св} \bullet \gamma}$

$kш = \frac{2, 93}{0, 8 \bullet 1 \bullet 18} = 0, 21см\$

Арқалық торының компоновкасы және төсенішарқалығының есебі

Екі нұсқаның салыстырылуын орындаймыз.

Бірінші нұсқа.

Төсенішсалмағын анықтаймыз

g = t _н ⋅78, 5 (1)

мұнда t _н -

g =1 ⋅78, 5 = 0, 785 кН/м ²

Төсенішарқалығына түсетін нормативті жүктеме тең:

q ^н = (р ^н + g ^н ) ⋅а (2)

мұнда р ^н -

g ^н -

а -

q ^н = (21+0, 785) ⋅0, 947 = 20, 6 кН/м = 0, 21 кН/см

Төсенішарқалығына түсетін еесптік жүктемені анықтаймыз:

q ^р = (n _р р ^н + n _g g ^н ) ⋅ а (3)

мұнда n _р -

n _g -

q ^р = (1, 2⋅21 + 1, 05⋅0, 785) ⋅0, 947 = 24, 6 кН/м

Төсенішарқалығының ұзындығы 2, 5м болғандағы, есептік иілу моменті тең:

М _max = (q⋅l ² ) /8 (4)

мұнда q -

l -

М _max = (24, 6⋅9 ² ) /8 = 249, 1 кН⋅м =24910 кН⋅см

Арқалыққа қажетті кедергі моментін мына формуламен анықтаймыз:

W _{нт. тр.} = М _max / (C ₁ ⋅R⋅γ) (5)

мұнда C ₁ -

R -

γ -

W _{нт. тр.} = 24910 / (1, 1⋅22, 5⋅1) = 1006, 5 см ³

Қоставр №45 ГОСТ 8239-72 бойынша қабылдаймыз, сәйкесінше I=27696см ⁴ , W=1231 см ³ , салмағы g=66, 5 кг/м, сөре ені b=8, 1 см.

W=1231 см ³ > 1006, 5 см ³ болғандықтан, келесі формуламен тек иілуді тексереміз.

f = (5/384) ⋅q⋅l ⁴ / (E⋅I) (6)

мұнда E -

I -

f =(5/384) ⋅0, 21⋅900 ⁴ / (2, 06⋅10 ⁴ ⋅27696) = 3, 2 см < 3, 6см =(1/250) ⋅900

Арқалықтың қабылданған қимасы беріктік пен иілу шарттарын қанағаттандырады.

Жабынның 1 м ² кететін металл шығынын анықтаймыз:

еден: 78, 5 кг/м ²

төсенішарқалықтары : g/а = 66, 5 / 0, 947 = 70, 2 кг/м ²

Барлық шығын құрайды: 78, 5 + 70, 2 = 148, 7 кг/м ² =1, 48 кН/м ²

Екінші нұсқа.

Төсенішарқалығының ұзындығын l =3, 6 м, а=1 қадаммен қабылдаймыз.

Нормативті және есептік жүктемелерді анықтаймыз:

q ^н = (21+0, 785) ⋅1 = 21, 7 кН/м = 0, 22 кН/см

q ^р = (1, 2⋅2 + 1, 05⋅0, 785) ⋅1 = 26, 02 кН/м

Есептік иілу моменті мен арқалыққа қажетті кедергі моменті тең:

М _max = (26, 02⋅3, 6 ² ) /8 = 42, 15 кН⋅м = 4215 кН⋅см

W _{нт. тр.} = 4215/ (1, 1⋅22, 5⋅1) = 170, 3 см ³

Қоставр №20 ГОСТ 8239-72 бойынша қабылдаймыз, сәйкесінше I=1840 см ⁴ , W=184 см ³ , салмағы g=21 кг/м.

W=184 см ³ > W _тр =170, 3 см ³ болғандықтан, келесі формуламен тек иілуді тексереміз.

f =(5/384) ⋅0, 22 ⋅360 ⁴ / (2, 06⋅10 ⁴ ⋅1840) = 1, 3см ≤ 1, 4 см =(1/250) ⋅360

Арқалықтың қабылданған қимасы беріктік пен иілу шарттарын қанағаттандырады. Төсенішарқалықтарынан қосалқы арқалыққа түсетін жүктемені біркелкі үлестірілген деп қарастырамыз. Оған түсетін нормативті және есептік жүктемені қарастырамыз:

q ^н = (р ^н + g ^н + (g/а) ) ⋅l (7)

мұнда g -

а -

q ^н = [21+0, 785+(0, 21/1) ] ⋅3, = 79, 2 кН/м = 0, 792 кН/см

q ^р = [n _р р ^н + n _g (g ^н +(g/а) ) ] ⋅l (8)

q ^р = [1, 2⋅21 + 1, 05⋅(0, 785+(0, 21/1) ) ] ⋅3, 6 = 95 кН/м

Арқалықтың есептік иілу моменті мен қажетті кедергі моментін анықтаймыз:

М _max = (95⋅3, 6 ² ) /8 = 153, 9 кН⋅м = 15390 кН⋅см

W _{нт. тр.} = 15390/(1, 1⋅22, 5⋅1) = 621, 8 см ³

Қоставр №36 қабылдаймыз, сәйкесінше I=13380см ⁴ , W=743см ³ , ені b=145см, салмағы g=48, 6 кг/м. Осыдан, беріктік W=743см ³ >W _тр. =621, 8см ³ шартын , арқалықты иілуге тексереміз :

f =(5/384) ⋅0, 79⋅360 ⁴ / (2, 06⋅10 ⁴ ⋅13380) =0, 63 см < 1, 4см =(1/250) ⋅360

$1 < \frac{h}{b} = \frac{55}{18} = 2, 5 < 6$

$\frac{b}{t} = \frac{18}{1, 65} = 10, 9 < 35$

$\delta = 0, 3$

$\frac{l_{0}}{b} = \delta\left\lbrack 0, 41 + 0, 0032\frac{b}{t} + \left( 0, 73 - 0, 016\frac{b}{t} \right) \frac{b}{h} \right\rbrack\sqrt{\frac{E}{R}}$

$\frac{l_{0}}{b} = 0, 3\left\lbrack 0, 41 + 0, 0032\frac{14, 5}{1, 23} + \left( 0, 73 - 0, 016\frac{14, 5}{1, 23} \right) \frac{14, 5}{36} \right\rbrack\sqrt{\frac{2, 06 \bullet 10^{4}}{22, 5}} = 6, 1 > \frac{100}{18} = 5, 5$

2 нұсқа бойынша барлық металл шығыны құрайды: (78, 5+(21/1) +(48, 6/3, 6) ) = 113 кг/м ²

Қорытынды: Металл шығыны 2 нұсқа бойынша үнемдірек.

2 Арқалық қималарын таңдау

Пісірілген арқалық қимасын таңдау қажет.

Арқалыққа түсетін норматвті және есптік жүктемені анықтаймыз:

q ^н = 1, 02⋅(21+1, 130) ⋅9= 203, 2кН/м

q ^р = 1, 02⋅(1, 2⋅21 + 1, 05⋅1, 130) ⋅9 = 242, 2 кН/м

Аралық ортасындағы есептік иілу моментін анықтаймыз:

М =(242, 2⋅18 ² ) /8 = 9809 кН⋅м = 980900 кН⋅см

Тіректегі көлденең күшті анықтаймыз:

Q = (242, 2⋅18) /2 = 2180 кН⋅м

Бас арқалықты икемді деформациялар дамуын ескере қарастырамыз және арқалықтың қажетті кедергі моментін анықтаймыз с ₁ =с=1, 1 мәні алдын -ала қабылданады.

W _тр. = 980900/(1, 1⋅23⋅1) = 38771 см ³

Алдын -ала арқалық биіктігі h=(1/10) l = 1, 8 м мен қабырға қалыңдығын t _ст =7+(3⋅1800) /1000=12, 4 мм есептеп, арқалықтың оптималды биіктігін анықтаймыз. Қабырға қалыңдығы 14 мм деп қабыланады.

h _опт = k⋅√W/t _ст (9)

мұнда k -

W -

t _ст -

h _опт = 1, 15⋅√38771/1, 4 = 192см

Минималды биіктігін мына формуламен анықтаймыз

h _min = ((5/24) ⋅(c ₁ ⋅R⋅l) /E) [l/f] ((p ^н +g ^н ) /(n _p ⋅p ^н +n _g ⋅g ^н ) ) (10)

h _min = ((5/24) ⋅(1, 1⋅23⋅1800⋅360) /2, 06⋅10 ⁴ ) ⋅((203, 2) /(242, 2) ) = 139, 2 см

Арқалықтың құрылыс биіктігін жабын мен оның конструкциясының берілген максимал мүмкін биіктігінің негізінде:

h _стр ^балки = h _стр ^перекр - h _{балк. наст} - t _наст (11)

мұнда h _стр ^перекр -

h _{балк. наст} -

t _наст -

h _стр ^балки = 270 - 36 - 1 = 233 см

Алынған биіктіктерді салыстыра отырып, арқалық биіктігін оптималды биікттікке h=190 см жақын мәнді таңдаймыз. Қабылданған қабырға қалыңдығын тексереміз:

Эмпирикалық формула бойынша:

t _ст = 7+(3⋅h) /1000 (12)

мұнда h -

t _ст = 7+(3⋅1800) /1000 = 12, 7 мм

Қабырғаның қалыңдығын 16 мм деп қабылдаймз.

Қабырғаның тіректегі қатысты кернеулерге жұмысы шартынан формула бойынша:

t _ст = (3/2) ⋅(Q _max /(h⋅R _ср ) ) (13)

t _ст = (3/2) ⋅(2179/(190⋅13, 5) ) = 1, 4см =14 мм

мұнда R _ср =13, 5кН/см ²

Қаттаңдыққа бойлық қырларды қабылдамау үшін:

t _ст = (h√R/E) /5, 5 (14)

мұнда E -

R -

t _ст = (190√23/2, 06⋅10 ⁴ ) /5, 5 = 1, 3см

Арқалық қимасына қажетті инерция моментін анықтаймыз:

I = (W⋅h) /2 (15)

I = (38771⋅190) /2 = 3683245 см ⁴

Арқалық қабырғасының инерция моментін анықтаймыз, белдіктер қалыңдығын 3см деп аламыз:

h _ст = h - 2t _п (16)

h _ст = 190 - 2⋅2 = 186 см

I _ст = (t _ст ⋅h _ст ³ ) /12 (17)

I _ст = (1, 4⋅186) /12 = 750733 см ⁴

Белдік беттерде жатқызылатын инерция моменті:

I _п = I - I _ст (18)

I _п = 3683245 - 750733 = 2932512 см ⁴

Арқалықтың белдік бетінің инеция моменті оның бейтарап осіне қатысты I _п =2⋅А _п⋅ (h ₀ /2) ² , мұнда А _п - белдік қимасының ауданы.

Белдіктің инерция моментін оның өзіндік осіне қатысты аздығына қарай қадағаламаймыз.

Бұдан арқалық белдігінің қажетті қима ауданын аламыз:

А _п = (2⋅I _п ) /h ₀ ² (19)

А _п = (2⋅2932512) /188 ² = 166см ²

мұнда h ₀ =h - t _п = 190 - 2 =188 см.

$А_{П} = b_{п}t_{п} = 63 \bullet 3 = 189{см}^{2}$

$А_{ст} = h_{ст}t_{ст} = 186 \bullet 1, 4 = 261{см}^{2}$

$\frac{А_{П}}{А_{ст}} = \frac{189}{261} = 0, 724$

Белдіктерді әмбебап болаттардан 630х30 қабылдаймыз. Белдіктің қабылданған енін олардың жергілікті тұрақтылығы негізенде тексереміз:

b _св. / t _п = (63 - 1, 4) /(2⋅3) = 10, 3< 0, 11⋅(h ₀ / t _ст ) = 0, 11⋅(188/1, 4) =14, 77< 0, 5√E/R = 14, 96

Максимал момент әсер ететін жердегі арқалықтың икемді деформациялары ауданында орналасқан қабырғаның тұрақтылығына қарай арқалықтың көтергіш қабілетін тексереміз мұнда Qжәне τ = 0.

λ _ст = (h _ст /t _ст ) √R⋅E (20)

λ _ст = (186/1, 4) √23⋅2, 06⋅10 ⁴ = 3, 9

M ≤ R⋅γ⋅h ₀ ² ⋅t _ст ⋅(A _п /А _ст +α) (21)

мұндағы α=0, 24-0, 15⋅(τ/R _ср ) ² - 8, 5⋅10 ^-3 ⋅(λ _ст - 2, 2) ² = 0, 215

М _max = 980900<23⋅1⋅188 ² ⋅1, 4⋅(0, 724+0, 215) =1068654 кН⋅см

Таңдалған арқалық қимасын беріктікке тексереміз. Ол үшін арқалықтың инерция моменті мен кедергі моменті анықталады:

I = I _ст +I _п = I _ст + 2⋅b _п ⋅t _п ⋅(h _0п /2) ² (22)

I = 750733 + 2⋅63⋅3⋅(188/2) ² = 4090741 см ⁴

W = I/(h/2) (23)

W = (4090741⋅2) /190 = 43061 см ³

σ = М _max /(С ₁ ⋅W) (24)

σ = 980900/(1, 1⋅43061) = 20, 71 кН/см ²

σ болуы керек ≤ R = 23кН/см ² , ⇒ Таңдалған арқалық қимасы беркіктік талаптарын қанағаттандырады. Арқалықтың иілуін тексеру қажет емес.

3 Пісірілген арқалық қимасының өзгерісі

X = l/6 (25)

X = 18/6 = 3 м

М ₁ = [q⋅x⋅(l-x) ] /2 (26)

М ₁ = [242, 2⋅3⋅(18 - 3) ] /2 = 5449, 5 кН⋅м =545000 кН⋅см

Q ₁ = q⋅(l/2-x) (27)

Q ₁ = 242, 2⋅(18/2 - 3) = 1454 кН

Өзгертілген қиманы таңдауды материал жұмысынң икемді сатысы бойынша формуламен жүргіземіз:

W _{нт. треб.} = М _max /(R⋅γ) (28)

Өзгертілген қиманың қажетті кедергі моменті мен инерция моементін анықтаймыз, созылуға жұмыс істейтін пісірілетін дәнекерлеу жігінің беріктігі негізінде:

W ₁ = M ₁ /R ^св (29)

W ₁ = 545000/(0, 85⋅23) =27877 см ³

I ₁ = W ₁ ⋅(h/2) (30)

I ₁ = 27877⋅(190/2) = 2648315см ⁴

Белдіктердің қажетті инерция моментін анықтаймыз (I _ст = 454515, 01 см ⁴ )

I _п1 = I ₁ - I _ст (31)

I _п1 = 2648315 - 750733 = 1897582 см ⁴

Белдіктердің қажетті қима ауданы:

А _п1 = (2⋅I _п1 ) /h ² ₀₁ (32)

А _п1 = (2⋅1897582) /188 ² = 107 см ²

Белдік 360х30 өлшеммен қабылдаймыз немесе А _п1 = 107 см ² .

Қабылданған белдік ұсынылған b _п1 >18 мм және b _п1 >h/10=19 мм шарттарды қанағаттандырады. Қысқартылған қиманың инерция моменті мен кедергі моментін анықтаймыз:

I ₁ = I _ст + 2⋅b ₁ ⋅t _п ⋅(h ₀ /2) ² (33)

I ₁ = 750733+2⋅36⋅3⋅(188/2) ² = 2659309 см ⁴

W ₁ = (2⋅I ₁ ) /h (34)

W ₁ = (2⋅2659309) /190 = 27993 см ³

σ = М ₁ /W ₁ (35)

σ = 545000/27993 = 19, 5 кН/см ² ≤ R ^св = 0, 85⋅23 = 19, 55 кН/см ²

4 Арқалықтың жалпы тұрақтылығын тексеру және қамтамасыз ету

Арқалық беріктігін тексеру. Арқалық ортасындағы белдіктерде максимал қалыпты кернеуді мына формуламен тексереміз:

σ = М _max /(С ₁ ⋅W) (36)

σ = 980900/(1, 1⋅43061) = 20, 7 кН/см ² ≤R = 23 кН/см ²

Арқалық тірегінің қабырғасындағы масимал қатысты кернеуді тексереміз:

τ = (Q _max ⋅S ₁ ) /(I ₁ ⋅t _ст ) (37)

мұнда S ₁ -

τ = (2179, 8⋅10184, 2) /(2659309⋅1, 4) = 5, 9 кН/см ² < R _ср = 13, 5 кН/см ² .

Арқалықтың жартықимасының статикалық моменті:

S ₁ = b ₁ ⋅t _п ⋅(h ₀ /2) +((t _ст ⋅h ² _ст ) /8) (38)

S ₁ = 36⋅3⋅(188/2) +((1, 4⋅184 ² ) /8) = 10184, 2см ³

Төсенішарқалықтарының астындағы қабырғадағы жергілікті кернеулерді тексереміз:

σ _м = F/(t _ст ⋅l _м ) (39)

мұнда l _м -

σ _м = 234, 18/(1, 4⋅22) = 7, 6 кН/см ² < R

F = 2⋅26, 02⋅(9/2) = 234, 18 кН

Арқалық қабырғасына түсетін жүктемені беру ұзындығын анықтаймыз:

l _м = b+2⋅t _п (40)

мұнда b -

l _м = 14, 5+(2⋅3) = 20, 5 см

Арқалық қимасының өзгертңлген жерңндегі келтірілгенкернеуді тексереміз:

σ _прив = √σ ₁ ² +3τ ₁ ² (41)

σ _прив = √18, 8 ² +3⋅3, 9 ² = 19, 9 кН/см ² < 1, 15R = 26, 45 кН/см ²

σ ₁ = (М ₁ /W ₁ ) ⋅(h _ст /h) (42)

σ ₁ = (545000/27993) ⋅(184/190) = 18, 8 кН/см ²

τ ₁ = (Q ₁ ⋅S _п1 ) /(I ₁ ⋅t _ст ) (43)

τ ₁ = (1454⋅10152) /(2659309⋅1, 4) = 3, 9 кН/см ²

S _п1 = b ₁ ⋅t _п ⋅(h ₀ /2) (44)

S _п1 =36⋅3⋅(188/2) = 10152 см ³

Тексеру бойынша арқалық биіктігі қамтамасыз етілген.

Максимал қалыпту кернеу әсер ететін жердегі арқалықтың тұрақтылығын тексереміз, есептік аралық ретінде l ₀ -төсенішаралықтарының арасындағы арақашықтық алынады.

Икемді деформациялар ескерілген арқалық аралығының ортасында формуланын қолданылуын тексереміз:

l = h/b _п (45)

l = 190/63 = 3, 1< 6

b/t _п = 63/3 = 21< 35

l ₀ /b _п =360/63=5, 7<δ[0, 41+0, 0032⋅b _п /t _п +(0, 73 - 0, 016b _п /t _п ) ⋅b _п /h ₀ ] ⋅√E/R

=0, 3[0, 41+0, 0032⋅63/3+(0, 73 - 0, 016⋅63/3) ⋅63/188] ⋅√2, 06⋅10 ⁴ /23 = 5, 8

δ = [1-0, 7⋅(с ₁ -1) /(с-1) ] = 0, 3, τ=0 и с=с ₁

Арқалық қимасының қысқаратын жерінде δ=1.

l ₀ /b ₁ =360/36=10<1[0, 41+0, 0032⋅36/3+(0, 73 - 0, 016⋅36/3) ⋅36/188] ⋅√2, 06⋅10 ⁴ /23 =16, 5

Екі тексеру де арқалықтың толық тұрақтылығы қамтамасыз етілгенін көрсетеді.

Арқалықтың иілуін тексері орындалмауы мүмкін, өйткені қабылданған арқалықтың биіктігі минималды биіктіктен көп h=156, 5 см>136 см.

5 Арқалық элементтерінің жергілікті тұрақтылығын тексеру және қамтамасыз ету

$\frac{h_{0}}{t_{ст}} = \frac{184}{1, 4} = 134, 3 > 2, 7\sqrt{\frac{E}{R}} = 80, 8.$

$\frac{b_{св}}{t_{п}} = \frac{63 - 1б4}{2 \bullet 3} = 10, 3 > 0, 11\frac{188}{1, 4} = 14, 7 < 0, 5\sqrt{\frac{E}{R}} = 14, 95.$

Қабырға тұрақтылығын тексереміз. Алдымен қатаңдыққа қырлардың орнату қажеттілігін формуламен анықтаймыз:

λ _ст = h _ст /t _ст ⋅(√R/E) (46)

λ _ст = 184/1, 4⋅(√23/2, 06⋅10 ⁴ ) = 3, 9 > 2, 2

осыдан вертикалды қатаңдық қырлары қажет.

Бұдан басқа икемді деформациялар ескерілген аймақтарда еденнің әрбір арқалықтарының астынан қатаңдық қырларын орнату қажет, өйткені бұл аймақтағы қабырғада жергілікті кернеулердің болуы жіберілмейді. Қабырғадағы икемді деформациялардың қолданылу зонасын формуламен анықтаймыз:

а = l√1-(1/c ₁ ⋅h/h _ст ) (47)

а = 1800√1-(1/1, 1⋅190/184) = 486, 3 см

λ _ст = 3, 15 > 2, 5 болғандықтан, 2 h _ст = 166х2 = 332см. «а» бөлімін тексереміз. Формулаға сәйкес х=270см арақашықтықта орналасқан қимадағы М және Q орташа мәндерін анықтаймыз:

М ₂ = [q⋅х⋅(l-x) ] /2 (48)

М ₂ = [207, 6⋅4, 86⋅(17-4, 86) ] /2 = 6124 кН/м = 612400 Н/см

Q ₂ = q⋅(l/2-x) (49)

Q ₂ = 207, 6⋅(17/2-4, 86) = 756 кН

Әсер ететін кернеулерді анықтаймыз:

σ = (М ₂ /W) ⋅(h _ст /h) (50)

σ= (612400/29747) ⋅(150, 5/156, 5) = 19, 8 кН/см ² .

τ = Q ₂ /(h _ст ⋅t _ст ) (51)

τ = 756/(150, 5⋅1, 6) = 3, 14 кН/см ²

σ _м = 4, 7 кН/см ² .

Критикалық (критические) кернеулерді анықтаймыз. Формула бойынша табамыз:

τ _кр = 10, 3(1+0, 76/μ ² ) ⋅(k _кр /λ ² _усл ) (52)

τ _кр = 10, 3⋅(1+0, 76/3, 23 ² ) ⋅(13, 5/3, 15 ² ) = 15 кН/см ²

мұнда h ₀ = h _ст ; λ _усл = λ _ст = 3, 15; μ = a/h ₀ = 485, 6/150, 5 = 3, 23; R _ср = 13, 5 кН/см ² .

Бөлім (отсек) өлшемі: a/h ₀ = μ = 3, 23 и σ _м /σ = 4, 7/19, 8 = 0, 24

δ = β⋅b _п /h ₀ ⋅(t _п /t _ст ) ³ (53)

δ = 0, 8⋅53/150, 5⋅(3/1, 6) ³ = 1, 8

кестеден, δ = 1, 8 және a/h ₀ = 3, 23 болғанда шекті мәні σ _м /σ =0, 7628 тең. Есептік мән σ _м /σ = 0, 24<0, 7628, сондықтан σ _кр формуламен анықталады:

σ _кр = (с _кр ⋅R) /λ ² _ст (54)

σ _кр = (32, 94⋅23) /3, 15 ² = 76, 4 кН/см ²

с _кр = 30 -δ = 3, 9 тең болғанда кесттөсенішалынған.

Формула бойынша анықтаймыз σ _{м. кр.} , мұнда кесттөсеніша орнына а/2 мәндері қойылады:

σ _{м. кр} = (с ₁ ⋅R) / λ ² _а (55)

σ _{м. кр} = (37, 88⋅23) /5 ² = 34, 8 кН/см ²

мұнда λ _а = а/(2⋅t _ст ) ⋅(√R/E) = 485, 6/(2⋅1, 6) ⋅(√23/2, 06⋅10 ⁴ ) = 5; с ₁ = 37, 88

Кесте бойынша δ = 1, 8 және a/2 болғанда t _ст =485, 6/(2⋅150, 5) = 1, 6

Енді барлық мәндерді мына формулаға қоямыз:

√(σ/σ _кр +σ _м /σ _{м. кр.} ) ² +(τ/τ _кр ) ² = √(19, 8/76, 4+4, 7/34, 8) ² +(3, 14/15) ² = 0, 5 < γ =1

Тексеру қабырғаның тұрақтылғы қамтамасыз етілгенін көрсетеді.

6 Арқалық белдіктерінің қабырғамен байланысуы

Жіктер екі жағынан орындалады, дәнекерлеу сымы Св-0, 8А. Жылжығыш күш максимал болатын төсенішарқалығының бірінші тірек астында орналасқан қимадағы жіктің қалыңдығын анықтаймыз.

k _ш =1/[n⋅(β⋅R ^у _св ) min] ⋅√(Q⋅S _п /I) ² +(F/l _м ) ² (56)

k _ш = 1/[3⋅(18, 97) ] ⋅√(2179, 8⋅10152/2659309) ² +(234, 18/20, 5) ² = 0, 25

мұнда S _п = b ₁ ⋅t _п ⋅(h ₀ /2) = 36⋅3⋅(188/2) =10152

Кесте бойынша анықтаймыз R ^св _уш = 180Мпа = 18кН/см ² , ал R ^св _ус = 165 Мпа = 16, 5 кН/см ² .

Кесте бойынша анықтаймыз β _ш = 1, 1, β _с = 1, 15. Әрі қарай жіктің аса қауіпті қимасын анықтаймыз:

β _ш R ^св _уш = 1, 1⋅18 = 19, 8 кН/см ² >β _с R ^св _ус = 1, 15⋅16, 5 = 18, 97 кН/см ²

Белдік t _п = 30 мм қалыңдығы болғанда жіктікесте бойынша минимал рұқсат етілетін k _ш = 8 мм деп аламыз, есеп бойынша алынған мәннен k _ш = 3 мм көбірек қабылдаймыз.

7 Арқалықтар буындары

Жоғары беріктікті болттары бар пісірілетін арқалықтың монтаждау буындарын есептейміз.

Буынды арқалық аралығының ортасында жсаймыз, мұнда М = 9809 кН⋅м және Q = 0.

Буынды диаметрі d=20мм жоғары беріктікті болттармен 40х «селект» болаттан орындаймыз, сәйкесінше R ^н _в = 1100Мпа = 110кН/см ² , бетінің өңделуі газ-жалынды (газопламенная) . Екі үйкеліс жазықтығы бар болттың көтеру қабілеттілігі орналасқан:

Q ^вб = R ^вб _р А ^б _нт (γ _б хμ/γ _н ) хk (57)

Q ^вб = 77⋅3, 52⋅0, 85⋅ (0, 42/1, 02) ⋅2 = 189, 7 кН

мұнда R ^вб _р = 0, 7, R ^н _в = 0, 7⋅110 = 77 кН/см ² , А ^б _нт = 2, 45 см ² , γ _б = 0, 85, өйткені тесік мен болттың номиналды диаметрлеріндегі айырмашылық айналдыру бұрышы бойынша к=2 -екі үйкеліс жазықтығы.

Белдіктердің буыны. Арқалықтың әр белдігі үш накладными қималармен 630х16 мм и 2х300х16 мм жабылған, жалпы қима ауданы:

А _н = 1, 6⋅(63+2⋅30) = 196, 8 см ² >А _п = 189 см ²

Белдіктегі күшті формуламен анықтаймыз:

М _п = М⋅I _п /I (58)

М _п = 9809⋅3340008/4090741 =8008 кН⋅м

N _п = М _п /h ₀ (59)

N _п = 8008/1, 88 = 4260 кН

Қаптауларды (накладки) бекітуге арналған болттар санын есептейміз:

n = N _п /Q ^вб (60)

n = 4260/189 = 22

22 болт қабылдаймыз және оларды орналастырамыз.

Төменгі тесіктермен әлсіретілген белдіктің болттардағы d ₀ = 26 мм (болт диаметрінен 2 мм үлкен) . Белдік екі тесікпен әлсіретілген.

А _{п. нт} = 3⋅(63 - 2⋅2, 6) = 115, 6 см ² <0, 85А _п = 160, 6см ²

Белдіктің әлсіреуін ескермеуге болады.

Төрт тесігі бар буынның ортасындағы қаптауларлың әлсіреуін тексереміз:

А ^накл _нт = 196, 8 - 4⋅2⋅1, 6⋅2, 6 = 163, 52 см ² >0, 85А _п = 160. 6см ²

Қабырға буыны. Қабырғаны қимасы 320х1800х8 мм екі вертикалды қаптаулармен жабамыз. Қабырға әсер етуші моментті формуламен анықтаймыз:

М _ст = М⋅I _ст /I (61)

М _ст = 9809⋅750733/4090741 = 1801кН/м

Биіктік бойынша шеткі болт қатарларының арасындағы арақашықтықты а _max = 1840 - 2⋅80=1680 мм қабылдаймыз.

100 мм-ден 15 қатар қабылдаймыз. Қабырға буынын формуламен тексереміз:

N _max = М _ст ⋅а _max /m∑а _i ² (62)

N _max =1800 ⋅1, 68/2⋅9. 38= 161, 5 кН <Q ^вб = 189Кн

мұнда ∑а _i ² = 9, 38м ² . N _max < Q ^вб болғандықтан, шарт орындалады.

8 Арқалықтардың тірелуі мен түйісуі

Пісірілетін арқалықтың тірелу қырын есептеу қажет. Арқалықтың тірелу реакциясы F=2180 кН. Қырлар үшының күйреуі анықталады:

А _р = F/R _{см. т} (63)

А _р = 2180/35, 5 = 61, 41 см ²

мұнда R _{см. т} - ұшындағы беттің күйреуінің есептік кедергісі R _{см. т} = R _в = 355Мпа = 35, 5кН/см ² .

Қырларды 530х12 мм қабылдаймыз, А _р = 53⋅1, 2=63, 6см ² >61, 41 см ² .

Z осіне қатысты арқалықтың тірек стойкасын тұрақтылыққа тексереміз. Тірек стойкасының жұмысына енген қабырға ауданының ені:

b _ст = 0, 65⋅t _cт ⋅√E/R (64)

b _ст = 0, 65⋅1, 4⋅√2, 06⋅10 ⁴ /23 = 27, 2 см

А _ст = А _р +t _ст ⋅b _ст (65)

А _ст = 63, 6+1, 4⋅27, 2 = 101, 68 см ²

I _z = 1, 2⋅53 ³ /12 +27, 2⋅1, 4 ³ /12 = 14894 см ⁴

I _z = √I _z /А _ст (66)

I _z = √14894/101, 68 = 12, 1 см

λ = h _cт /i _z (67)

λ = 184/12, 1 = 15, 2; қосымша бойынша ϕ = 0, 967.

σ = F/ϕ⋅А _ст (68)

σ = 2179, 8/0, 967⋅101, 7= 22, 15 кН/см ² < R=23 кН/см ²

Тіреу қырының арқалық қабырғасына екі жақтан жіктермен жартылай автоматты пісіру арқылы Св-08Г2 сыммен бекітілуін есептейміз. Алдын ала пісіру жүктерінің өлшемдерін табамыз және минимал мәндерін βR _у ^св анықтаймыз. Қабылдаймыз R _уш ^св = 215 Мпа = 21, 5 кН/см ² ; R _ус ^св = 165 Мпа = 16, 5 кН/см ² ; β _ш = 0, 9; β _с = 1, 05; β _ш ⋅ R _уш ^св = 0, 9⋅21, 5 = 19, 3 кН/см ² > β _с ⋅R _ус ^св = 1, 05⋅16 = 16, 8 кН/см ² .