Расчет металлоконструкции рукояти

Определим наиболее нагруженное положение рукояти.

В положении 3Р будет максимальное плечо гидроцилиндра рукояти относительно шарнира В (стрела и рукоять). Из этого следует, что в этом положении будет развиваться наибольшее усилие копания, а со стороны ковша на рукоять будут действовать максимальные силы на шарниры рукояти.

Определим усилие для положений 3Р, действующее в тяге ковша (относительно шарнира крепления ковша и рукояти) Т, кН:

Т3= = (1 / 0.34) · (67.4 · 1.2 + 11 · 0.56) = 219.7 кН

Определим усилие в цилиндре ковша для положений 3Р:

PЦК3 = TrТ2/r2 = 219.7· 0.43 / 0.38 = 248.6 кН

Зная значения максимального усилия копания ковша, усилия в тяге ковша, усилия гидроцилиндра ковша, методом плана сил определим силы, которые действуют в шарнирах рукояти. Все построения для определения сил, выполним в масштабе. Чтобы определить силы возникающие в шарнирах рукояти, рассмотрим каждое звено (ковш, тягу, коромысло, рукоять) в отдельности.

Рассмотрим звено ковша.

Зная направление и значение силы действующей на ковш от тяги, а так же направление и силу действующее на ковш при копании, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире ковша РКОВ:

Рис. 14. Схема распределений усилий в ковше.

Рис. 15. План сил возникающих в ковше.

Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы РКОВ = 230.73 кН. Рассмотрим звено коромысла. Зная направление и значение силы действующей в тяги, а так же направление и силу действующее на коромысло от гидроцилиндра ковша, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире коромысла РКОР:

Рис. 16. Схема распределений усилий в коромысле.

Рис. 17. План сил возникающих в коромысле.

Воспользовавшись методом плана сил, мы определили значение и направление силы РКОР = 77.18 кН. Рассмотрим звено рукояти. Зная направление и значение сил действующих в ковше, коромысле, гидроцилиндров рукояти и ковша, методом плана сил определим значение и направление силы, которая возникает в шарнире рукояти РСТЕЛЫ = 555.1 кН

Рис. 18. План сил определения усилия возникающего в шарнире рукояти и стрелы.

Выполним проверку:

ΣFx = 0;

ΣFy = 0;

ΣFx = 0

РГЦР = 492.5 · cos 54º = 325.7 кН

РКОРОМ = 77.48 · cos 54º = 51.3 кН

РСТРЕЛЫ = 555.1 · cos 55º = -360.4 кН

РКОВША = 230.73 · cos 5º = 230.4 кН

РГЦК = 248.6 · cos 5.5º = -247 кН

325.7 + 51.3 – 360.4 – 247 + 230.4 = 0

ΣFy = 0

РГЦР = 492.5 · cos 36º = 414 кН

Р КОРОМ = 77.48 · cos 36º = 64 кН

РСТРЕЛЫ = 555.1 · cos 35º = -474.3 кН

РКОВША = 230.73 · cos 85º = -54 кН

РГЦК = 248.6 · cos 84.5º = 58 кН

Gр = -7.7 кН

414 + 64 - 474.3 - 54 + 58 - 7.7 = 0

Исходные данные для расчета рукояти:

РО = 230.73 кН;

Р1 = 77.18 кН;

Р2 = 248.6 кН;

Р3 = 555.1 кН;

Р4 = 492.5 кН;

РОX = 230.7 ∙ cos 3.5º = 230 кН;

РОY = 230.7 ∙ cos 86.5º = 14.1 кН;

Р1X = 77.18∙ cos 59.5º = 39.17 кН;

Р1Y = 77.18 ∙ cos 30.5º = 66.5 кН;

Р2X = 248.6 ∙ cos 0º = 248.6 кН;

Р2Y = 0 кН;

Р3X = 555.1 ∙ cos 60.5º = 273.3 кН;

Р3Y = 555.1 ∙ cos 29.5º = 483.3 кН;

Р4X = 492.5 ∙ cos 82.5 = 64.2 кН;

Р4Y = 492.5 ∙ cos 7.5º = 488.2 кН;