Определение размеров и проверка стойки

 

Момент М действующий на стойку определяется по формуле

М=Q*a,                                                           (26)

где а=160мм – вылет поворотного кронштейна. Подставив значения а и Q=6000Н в формулу (26), получаем М=6000*160=960000Н*мм.

Если пренебречь, относительно малыми напряжениями растяжения, диаметр штыря можно найти из условия его прочности на изгиб под действием момента М

,                                                      (27)

где [s] – определяется по формуле (16). Штырь изготовлен из того же материала что и винт, а последствия его разрушения такие же как и при разрушении винта, значит [s]=196МПа. Подставим полученные значения в формулу (27) и, округляя до целого в большую сторону, получим,    

.

Диаметр стоики, подвергающейся действию тех же нагрузок, выбирается конструктивно [1] d_C=1,3*d_Ш=1.3*37=52мм.

Необходимую высоту штыря h находим из условия прочности рабочих поверхностей на смятие. Из [1] это условие выглядит так

                                                   (28)

где [s_СМ]=60МПа – максимальное допускаемое напряжение [1]. Подставляя значения в формулу (28), получим

.

Основание и стойка выполняются из двух отдельных деталей и соединяются при помощи сварки. Найдем необходимый катет шва [1] по формуле

                                                 (30)

где допускаемое напряжение в сварном шве [t]=0.6[s_P]=0.6*140=84Н/мм² [1] при ручной сварке электродами Э42, Э50. Подставляя значения М=960000Н*мм, d_C=52мм в формулу (30) получим           .

 

Определение размеров и проверка рычага

 

Высота опасного сечения рычага [1] h_O=50мм. Ширина рычага b₀=13мм.

Проверим рычаг на прочность по формуле

,                                                  (29)

где [s] – выбирается как при расчете штыря на прочность и равно 196МПа; W_X – момент сопротивления из [2] для прямоугольника W_X=b_0*h₀²/6=13*50²/6=5416мм³. Подставляя полученные значения в формулу (30) получим .

Для ограничения вертикального перемещения рычага нарежем на штырь резьбу [1] d_Р=20мм с шагом Р_Р=2,5мм. На штырь сверху одевается шайба 20 ГОСТ 18123 – 72, и гайка М20 ГОСТ 11860 – 73. Длина нарезанной части резьбы L_P=15мм. Гайка застопорена шайбой 20 ГОСТ 11872 – 73, для чего в винте выполняется канавка шириной 5мм и глубиной 4мм, длина канавки 20мм.

 

 

Расчет резьбового соединения основания и сварочной плиты

 

Размеры соединения В=100мм; y=40мм.

Определим усилие затяжки болта обеспечивающее нераскрытие стыка по формуле

     (31)

где n=4 – общее число болтов; [s_C]=1МПа – минимальное необходимое напряжение сжатия на стыке; А_СТ=B²=10000мм² – площадь стыка; W_СТ=B³/6=100³/6=166667мм³ – момент сопротивления стыка. Подставим эти значения в формулу и получим

                                         .

 

 

Внешнюю осевую нагрузку на болт найдем по формуле

.          (32)

Определим расчетную нагрузку на болт

Q_Б=Q_ЗАТ+cQ_Р,                                         (33)

где c=0.25 - коэффициент внешней нагрузки. Подставим в формулу (33) значения Q_ЗАТ=18250Н и Q_Р=4500Н получим Q_Б=18250+0.25*7200=20050Н

Условие прочности болта имеет вид

,                                       (34)

где y=1.3; d₁ – внутренний диаметр резьбы. В уравнении (34) допускаемое напряжение зависит от диаметра резьбы

[s]=(0,2+8d₁)s_т,                                       (35)

где s_T=400МПа – предел текучести материала болта. Диаметр находится по методу последовательных приближений d₁=16мм. Таким образом, основание прикрепляется к сварочной плите четырьмя болтами М16Х2Х40.58 ГОСТ 7798-70.