Усовершенствование камнеотделительной машины Р3-БКТ (стр. 5 из 6)

Рис. 10 Расчетная схема

Площадь среза швов А Определяется как:

где

– минимальный размер в поперечном сечении шва

k – катет шва,

– коэффициент глубины проплавления, для ручной дуговой сварки 0,7

l – длины швов.

Выражение для определения напряжения шва от действия силы имеет вид:

Для определения

необходимо найти силу с которой осадочная камера давит на раму. Для этого найдем её площадь и массу.

, где F- площадь поверхности осадочной камеры (F= 3,1 м²)

s- толщина листа, из которого изготовлена осадочная камера (s= 3мм)

ρ- плотность материла (для стали ρ=7800 кг/м³)

Т. к. на часть стойки которую мы рассчитываем действует лишь четверть силы, то

P = m∙g /4= 181,35 H

Следовательно:

Для определения

необходимо найти полярный момент инерции швов, равный сумме двух осевых моментов

и

.

где

момент инерции шва

;

площадь сечения шва

;

расстояние от оси Ох до центра тяжести сечения шва

.

где

расстояние от середины шва

до точки О.

Выражения для полярного момента инерции и

имеют вид:

Напряжение от изгибающего момента:

где

расстояние от точки О до точки А.

М – момент, М=Р*l = 181,35*0,58 = 105,2 Н∙м,

Суммарное напряжение

определено как векторная сумма:

где

угол между

, приблизительно 28 град.

Вывод

Рассмотренное сварное соединение надежно. Требования расчета выполнены: суммарное напряжение от действия силы и момента силы меньше допустимого:

.

560 МПа.

3.3.2 Конструирование фланцевого соединения и расчет болтового соединения на растяжение

Выберем соединение вентилятор - осадочная камера (позиции 2 и 4 соответственно на сборочном чертеже КП 260601. 03. 000СБ). Расчет болтового соединения сводится к

Т. к. нагрузка на болты при рабочих условиях мала ввиду невысокого давления в трубопроводах сети рециркуляции учитывать ее не будем.

Следовательно, на болт действует сила Р_зат, создающая напряжение растяжения. Расчетная схема приведена на рисунке :

Рисунок – Расчетная схема фланцевого соединения.

, Н

, где D – расчетный диаметр прокладки,

b₀ – расчетная ширина прокладки,

– посадочное напряжение прокладки. Для мягкой резины

• наружный диаметр Dн = 315мм

• диаметр болтовой окружности Dб = 345мм

• наружный диаметр фланца Dфланц = 375мм

Больший диаметр прокладки определяется из геометрических соображений:

= 345 + 10= 355 мм,

меньший:

= 315 + 10= 325 мм.

Расчетный диаметр прокладки, таким образом, будет равен D = 340 мм.

Находим геометрическую ширину прокладки

b₀ =

= 0,5 ( 355 – 325 ) = 15 мм.

• наружный диаметр фланца Dфланц = 315мм

Для нахождения диаметра болта воспользуемся упрощенным расчетом на прочность при растяжении. Предполагается, что высота гайки достаточная и разрушения путем среза витков резьбы не происходит:

, где d_p – диаметр болта,

– допускаемое напряжение при растяжении, для Ст3 =125 МПа.

Принимаем Болт М14 6g ГОСТ 7796-70

Болты изготовлены из Ст3. Значение предела прочности болтов, [

] = 125 МПа

Допускаемое напряжение будет равно:

=

МПа.

Допускаемая нагрузка на один болт :

_{= Н}

Количество болтов:

Принимаем количество болтов, равное 8 (кратно 4).

Фланцы изготовляем из стали СтЗ, для которой [

] = 125 МПа. Тогда толщина фланца :

Толщину фланца принимаем равной 25мм.