Графіки для підбора перетинів балок і рам складальних пристосувань

О

а-при довжині l – 0…5м ; б - при довжині l = 5...10м

Рис.6.4

Дійсна жосткість балки повинна бути не менш розрахункової. При визначенні коефіцієнта А необхідно спочатку задатися відношенням (см. мал.6.3), що вибирають на підставі досвіду або методом послідовних наближень.

Приклад розрахунку. Стапель зборки панелі має поздовжню балку з відстанню між опорами l = 2000 мм, зварену з 2 швелерів № 14 з накладками S = 10 мм (мал. 6.5). Навантаження балки : маса рубильників, установлених із кроком 500 мм, і панелі що складається, шириною В = 1500 мм.

Конструктивно приймаємо: довжина рубильника 1_р =2000 мм; ширина рубильника b — 200мм; товщина рубильника S_p= 30мм; приведена товщина панелі (з урахуванням перетину стрингерів f_стр) S_np - 8 мм.

Визначаємо величину зовнішнього навантаження

Маса рубильників Р_р = М_р*п, де кількість рубильників п визначиться:

(5 пар), а маса одного рубильника з дюралюмінієвоїплити М_р (масова щільність р = 2,8 г/см³)

Тоді Р_р= 34-10 = 340 кг,

Маса панелі що складається

Змінне навантаження Р_пр=Р_р+Р_п= 340 + 67 = 4070 Н, інтенсивність рівновеликого розподіленого навантаження на балку

Підбираємо перетин балки. Відповідно до розрахунковій схемі (див. мал. 6.1, схема 2) установлюємо коефіцієнт А = 0,625. Тоді розрахункове навантаження р = А*Р_пр =0,625*4070 = 2544,Н. По діаграмі (див. мал. 6.4) для l= 2,0 м знаходимо необхідну жорсткість EJ. По табл.6.1 приймаємо балку потрібних розмірів перетину Н х В.

Приклад розрахунку. Конструктивна й розрахункова схема СП для складання кермової поверхні представлена на мал. 6.6. Відстань між колонами l = l₁ = 3600мм. Маса об'єкта зборки М_ОС = 200кг, число пар рубильників - 10, середня маса пари рубильників - 30 кг, загальна маса рубильників М_р = 300 кг.

Тоді змінне навантаження Р_пр визначиться

Р_пр = 200 + 300 = 500кг = 5000Н,

яку приймаємо умовно рівномірно розподіленої (мал.6.6,б) і однаково між верхньою й нижньою балками.

При підборі перетину нижньої балки до змінного навантаження Р_пр для використання наведених графіків визначимо поправочний коефіцієнт за схемою 23 (див. мал. 6.2) при а/l = 0,1 , що буде А = 0,145. Одержимо розрахункове навантаження А*Р_пр/2 = 0,145 • 2500 = 363Н. За графіком мал. 6.4 для l = 3,6м встановлюємо необхідну жорсткість EJ = 0,47*10⁷,H*м², а по таблиці 6.1 підбираємо перетин балки зі зварених швелерів № 4 твердістю EJ_X =0,5*10⁷,Н*м²; Н х В=180 х 148, мм.

При підборі перетину верхньої балки приймаємо схему 28 (мал. 6.3). Поправочний коефіцієнт А к змінному навантаженню визначиться

За розрахунковою схемою 11 мал. 6.1 при а/l = 0,1 маємо А_сх11 = 0,745. За розрахунковою схемою 27 мал. 6.3, прийнявши твердості балки EJ_б і колон EJ_K однаковими EJ_S =EJ_K =1,75*10⁷,Н*м² (пер,7, табл. 6.1) при середній висоті колон h_ср=1,9 м, вильоті балок щодо колон l₂ = 600 мм, одержимо

у результаті А_СХ27 = 16 + 48*æ = 16 + 48*3,17 = 168.

Можливі два варіанти перетинів балки тип I і тип II (див. мал. 6.6), Варіант 1

1. У першому наближенні задаємося EJ¹_б= 1,34 * 10⁷ , Н * м² , як шарнірноопертої і більше навантаженої, чим затиснена нижня балка, і визначимо

Поправочний коефіцієнт буде А_СХ28= 0,745+0,00072/2*168 = 0,805.

2. Розрахункове навантаження А*Р_пр = 0,805 * 2500 = 2013,Н.

3. По графіках (див.мал.6.4) визначаємо необхідну жорсткість балки EJ_потр= 1,08 * 10⁷ , Н * м²

Таким чином, прийнята жорсткість балки й тип перетину задовольняють розрахунковим даним. Необхідність розрахунку по другому варіанті відпадає. Приймаємо перетин 6 (див. табл. 6.1) з розмірами 240x190 мм.

За наведеною методикою ведуть розрахунок і поперечні балки.

У ряді випадків з'являється необхідність розрахунку на стійкість стиснуто-навантажених елементів оснащення типу стійок настилів і сходів, домкратів гвинтових регульованих ложементів, притисків тощо. При цьому досить скористатися формулою Эйлера для визначення критичної сили Р_кр стислих стрижнів .

де: μ*l = l_пр - наведена довжина стрижня;

l - фактична довжина стрижня;

μ - коефіцієнт приведення довжини.

При розрахунку, наприклад, шарнірно закріплених ложементів, навантажених стиском, μ = 1,0; для стислого гвинта домкрата вважаємо один кінець затисненим, а інший вільно обпертим μ = 2; або μ = V2, коли один кінець жорстко закріплений, а другий приймаємо шарнірно обпертим.

Таким розрахунком, найчастіше перевіряємо правильність підбора перетину за значеннями EJ_min.

Підбор перетинів рам (балок) по розрахункових навантаженнях

У конструкторських підрозділах відділів клепально-складальних робіт (ОКСР) підприємств галузі при проектуванні СП використають таблиці, розроблені відповідно стандартам підприємства (СТП). У них врахована група складності й компоновочная схема (додаток 3); габаритні розміри : довжина L, кількість вхідних роздільних рам n x l = L, висота H, розміри перетину Н_б х В_б (балки, рами); розрахункові параметри перетину : площа F, момент інерції J_x тощо. (табл. 6.2).

У таблиці 6.2 наведені розміри перетинів рам (балок) стосовно до конструктивної схеми пристосувань для зборки агрегатів і вхідних у них подсборок, з обвідними (теоретичними) поверхнями, а також для лонжеронів, що мають силові вузли систем керування (мал.6.7).

Табл.6.2 можливо використати при розрахунку на твердість пристосувань для складання лонжеронів без силових вузлів різних систем і для зборки панелей з більшою кількістю незнімних ложементів (більше 3-х) при L > 5,0м.

При цьому номер швелера необхідно брати на один менше зазначеного в табл. 6.2. Розрахункові значення навантажень і твердість балок не приводяться.

У навчальному проектуванні також можна скористатися даними табл. 6.2, особливо у випадку розробки оснащення складальних процесів за завданням підприємства для вище наведеного призначення пристосування.

Тема № 25 Розрахунок на міцність елементів складальних пристосувань.

Розрахунок колони

Найбільше часто колони СП навантажуються стискаючими силами Р (мал. 7.1,а) або стискаючими силами й згинальним моментом М_из (мал. 7.1,6). Тому що розміри перетинів нормалізованих колон досить великі, деформації їхнього стиску практично незначні, а тому розрахунок на чистий стиск не проводиться. Не перевіряються колони й на поздовжню стійкість. При внецентровому стисканні (див. мал.. 7.1 б) можливе переміщення точки продольної балки в результаті згину колони

тут Р_к - діюче на колону вертикальне навантаження;

Н - розрахункова висота колон;

е - ексцентриситет діючого навантаження;

Е - модуль пружності матеріалу колони.

Для залізобетонних колон найнебезпечніші напруги розтягання, тому що можуть викликати тріщини. Виникаючі напруги розтягання можуть бути підраховані по формулі

де: Р_к - діюче навантаження;

е - ексцентриситет навантаження;

W_np- наведена (до бетону) площа перетину колони.

Розрахунок виробляється по методиках, викладеним у курсах «Опір матеріалів» й « Деталі механізмів і машин».

Необхідно також зробити розрахунок на виривання болтів при кріпленні кронштейнів до стінок залізобетонних колон і розрив болтів при кріпленні до металевих колон (мал.7Л, в).