4. Исходные данные и порядок выполнения расчета

4.1. Схема 1. Стрела рабочего оборудования экскаватора прямая лопата

Расчетная схема и необходимые сечения показаны на рис.2 и рис. 3.

Рис 2. Расчётная схема стрелы рабочего оборудования прямая лопата

На рис. 2: а = 1,2 м; в = 1,3 м; d = 1,6 м; h = 1,25 м; h₁ =0,5 м; h₂ = 0,6 м; H = 2,5 м; l_C = 6,8 м; l_Н = 2,5 м; l_I = 0,4 м; l_II = 2,1 м; l_III = 0,45 м; r = 0,3 м; r₁ = 0,15 м; r₂ = 0,25 м; G_Н = 8 кН; G_Р = 14 кН; G_С = 20 кН; G_К = 16 кН; V_К = 1,25 м³.

Рис. 3. Сечения стрелы

Исходные данные для проектирования представлены в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчёта стрелы рабочего оборудования прямая лопата

Номер варианта	Исходные данные
	α, град.	φ, град.	L, м	Pο1, Кн	γ1, кН М3	kН -	А, мм	Б, мм	В, мм	Мате-риал	Расчетное сварное соединение	Графическая часть
1	30	30	3,0	60	16	1,2	400	600	300	Сталь Ст 3 сп	Опоры пяты стрелы с остовом стрелы	Стрела
2	30	15	3,8	70	17	1,2	350	530	280
3	30	40	4,0	80	17,5	1,1	380	570	290
4	45	30	4,5	75	16	1,0	390	580	385	Сталь 09 г2с
5	45	45	4,2	68	17	1,0	410	570	270
6	40	30	3,1	65	15	1,1	405	565	300
7	40	35	3,2	61	15	1,2	395	590	310	Сталь 10ХСНД	Опоры основных головных блоков с остовом стрелы
8	40	40	3,4	74	16,5	0,9	385	585	304
9	35	20	4,0	73	18	1,0	400	605	295
10	35	30	4,3	63	15	1,0	370	594	290	Сталь 15ХСНД
11	45	15	4,0	65	17	1,1	350	550	300
12	40	20	3,2	72	16	1,2	400	580	280

Наибольшие напряжения в сечениях верхней части стрелы (выше напорного вала) возникают при действии максимального усиления в канатах подъема. При этом направление канатов подъема, сбегающих с блоков головы стрелы, образует прямой угол с продольной осью стрелы.

На стрелу и рукоять действуют следующие нагрузки: – сопротивление грунта копанию: – сила тяжести ковша с грунтом; – сила тяжести рукояти; – сила тяжести стрелы; – сила тяжести напорного механизма; – усилие в подъемном канате; – усилие в стреловом канате; – реакция в пяте стрелы.

Неизвестными являются: .

Порядок расчета.

1. Определяют силу тяжести ковша с грунтом:

. (8)

2. Рассматривают равновесие рукояти. Составляют уравнение моментов относительно точки - и находят .

3. Рассматривают равновесие системы «стрела-рукоять»: составляют уравнение моментов относительно точки : - и находят : составляют уравнение проекций на ось Х: ∑ Х = 0 - и определяют ; составляют уравнение проекций на ось Y: ∑ Y = 0 - и находят .

4. Последовательно рассматривая равновесие части стрелы длиной , определяют изгибающие моменты в вертикальной плоскости, а также продольные и поперечные силы, действующие в сечениях I – I, II – II, III – III (рис. 3).

5. Находят суммарные нормальные, касательные и приведенные напряжения в точках сечений I – I, II – II, III – III (рис. 3).