Прочностной расчёт исполнительных элементов технологического оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА

Кафедра Автомобильный транспорт

Прочностной расчёт исполнительных элементов технологического оборудования

Нижний Новгород

2015г

1. Цель работы

Определить параметры прочности и устойчивости прямолинейной формы выдвижных / наиболее часто выходящих из строя элементов рабочего оборудования : штока гидроцилиндра и винта домкрата.

2. Краткие сведения о работе

шток винт прочность устойчивость

Понятие об устойчивости. Брус под воздействием центрально приложенных по его концам малых сжимающих сил деформируется (укорачивается), оставаясь прямым. Возникшие при этом внутренние усилия уравновешивают внешние силы.

Для надёжной эксплуатации бруса эта равновесная прямолинейная форма должна быть устойчивой в том смысле, что будучи нарушена каким-либо кратковременным внешним воздействием (толчком) любого направления, она должна полностью восстановиться (брус, выйдя временно из прямолинейного состояния, вернётся в него, после свершения ряда колебаний).

Указанная способность бруса устойчиво сохранять прямолинейную форму равновесия зависит от величины сжимающих сил (нагрузок). При некотором достаточно большом значении нагрузок нарушенная толчком прямолинейная форма равновесия окажется утраченной им навсегда (брус не вернётся в прямолинейное положение). Это значение нагрузки, при котором исходная прямолинейная форма равновесия перестаёт быть устойчивой (то есть происходит потеря устойчивости), называется критическим значением нагрузки. Достижение нагрузками критических значений равносильно разрушению бруса.

3. Исходные данные

Нагрузка, кН-60

Вылет, мм - 600

Материал - Ст35

уТ=380 Н/мм2

Шаг резьбы S=12мм

Коэффициент трения f=0,12

4.Расчетное задание

По заданным в приложении нагрузке и максимальному вылету найти диаметр штока гидроцилиндра из условия устойчивости прямолинейной формы.

E=2,1?106 кг /см2=2,1?105 кг /мм2 (сталь), E=1,7?106 см2 (чугун).

Расчёт провести любым из предложенных способов, но не менее, чем 2-мя оценивая при этом коэффициент запаса устойчивости.

Для винта домкрата грузоподъёмностью Q и диаметром d по данным и результатам расчётов предыдущего задания построить эпюры продольных сил и крутящих моментов. Определить коэффициент запаса прочности и усилие на рукоятке.

5. Расчетная схема

6. Решение задачи

1.Допускаемая нагрузка.

Выражаем :

1.8…3.0

2. Критическая сила.

, где

Выражаем из

;

Подставляем данные:

3. Критическое напряжение

Гибкость стержня

Минимальные радиус инерции

=1256 мм²

²

II часть.

4. Внутренний диаметр

=d-s

Диаметр

5. угол подъема винтовой линии

6,7^o

?=

?=arctg(0,12)=6,8^o

6. Угол самоторможения винтовой передачи ?.

Условие выполняется 6,7^o6,8^o

7. Нормальное напряжение в опасном сечении.

8. Касательное напряжение в опасном сечении.

?)

=234000 Н*мм

На рис. 3. показана, схема винта и эпюры N и MК. При построении эпюр принято (условно) равномерное распределение усилий по виткам нарезки гайки.

Опасным является поперечное сечение в нарезанной части винта выше гайки (участок б-в). На участке а-б винт имеет значительно большее сечение (см. рис. 3). поэтому этот участок менее опасен, хотя крутящий момент здесь несколько больше (МТ > MР).

9. Эквивалентное напряжение в опасном сечении.

10. Коэффициент запаса прочности для опасного сечения винта.

3>2,6 (является недостаточным)

Вывод: проделав данную работу, я определил параметры прочности и устойчивости прямолинейной формы выдвижных, наиболее часто выходящих из строя элементов рабочего оборудования: штока гидроцилиндра и винта домкрата. Также я рассчитал диаметр штока, который равен 40мм, выдерживающий критическую силу 180кН, и коэффициент запаса прочности для опасного сечения винта, не выполняющий условие 3>2,6.

Размещено на Allbest.ru