Расчет стрингеров (обрешетин)
Стрингеры опираются на вертикальные элементы каркаса - диафрагмы. При диафрагмах сквозного сечения (продольный набор) пояс диафрагмы смещают от обшивки на высоту сечения стрингера. В этом случае нагрузка будет равномерно распределенной по длине стрингера.
При опирании обшивки только на горизонтальные элементы каркаса расчетная равномерно распределенная нагрузка вычисляется обычным образом:
|
(3.1) |
где qв - верхняя ордината грузовой площади рассматриваемой обрешетины, кН/м2;
qн - нижняя ордината грузовой площади рассматриваемой обрешетины, кН/м2;
К расчету принимают наиболее нагруженную обрешетину, сечение которой назначается по прочности при поперечном изгибе:
Таблица 2 – расчет стрингеров:
-
Стрингеры
№
q1 (т*м)
q2 (т*м)
qср (т*м)
l (м)
P (т/м)
1
0
0,25
0,125
0,4375
0,054688
2
0,25
1,1
0,675
1,3125
0,885938
3
2,1
3,2
2,65
1,1
2,915
4
4,15
4,6
4,375
0,425
1,859375
Рассмотрим последовательно снизу обрешетины и найдем наиболее нагруженную:
Самой нагруженной является третья обрешетина снизу.
По ГОСТ 8240-93
принимается швеллер №22П. Его геометрические
характеристики:
193см3,
2120см4.
Для принятого швеллера проводится проверка по предельно допустимым прогибам:
(3.2)
Условие выполнено.
Расчет диафрагм (стоек)
С достаточной точностью подбор сечения стоек можно производить от равномерно распределенной нагрузки. Расчетная погонная нагрузка для стойки в межригельном пространстве:
|
(4.1) |
где Рв - ордината верхнего ригеля, кН/м2;
Рн - ордината нижнего ригеля, кН/м2;
b – расстояние между стойками. м.
Требуемый момент сопротивления:
По ГОСТ 8239-89 принимаем двутавр № I 24.
Его геометрические характеристики: 289 см3, 3460 см4.
Расчет главных ригелей
Расчет ригеля заключается в подборе геометрических размеров составного сечения ригеля.
Расчетный пролет ригеля Lp=18,7 м.
В данной работе ригель принимается как ферма, расчет линейных размеров и усилий в которой производится в программе «Structure CAD 11.1»
Предварительно производится расчет нагрузки приложенной к наиболее загруженному ригелю:
Таблица 4 – Расчет ригеля:
-
№
q1 (кг*см)
q2 (кг*см)
qср (кг*см)
l (м)
P (кг/см)
1
0
2,65
1,325
1,95
2,58375
2
2,65
4,6
3,625
2,85
10,33125
Самый нагруженной является второй ригель.
По ГОСТ 8239-89 принимается двутавр № I 60. Его геометрические характеристики: 2560см3, 78806см4.
Для принятого двутавра проводится проверка по предельно допустимым прогибам:
Условие выполнено.
Опорно – ходовые части.
1. Обычно для поверхностных затворов колесная часть применяется при давлении на колесо до 80 – 100 т, при больших - скользящие опоры с салазками из ДСП (древесно-слоистый пластик) или специальные (катковые, гусеничные)
2. В колесных опорах рекомендуется назначать отношения ширины цилиндрического обода колеса (b) к его диаметру в пределах 1/5 - 1/6, а ширину втулки (В) к диаметру - 1/2 - 1/3. Размеры колесных опор обосновываются расчетом: диаметр колеса и ширина его обода - на диаметральное сжатие; диаметр оси - на срез и условно на удельное давление по диаметральному сечению антифрикционной втулки, которое для бронзовых втулок и втулок из ДСП может приниматься в пределах до 200 - 220 кгс/см2. Диаметр колеса принимается обычно до 0,8 м, рабочая ширина обода "b" - в пределах 8 - 16 см и до 25 см в глубинных затворах.
3. Диаметр колеса Dк может быть определен приближенно по прочности на диаметральное сжатие:
где Pк - полная нормативная нагрузка на одно колесо или опорная реакция одного ригеля;
b - ширина обода колеса (линия касания обода колеса c рельсом),
-
допускаемое напряжение на диаметральное
сжатие в пределах 60 - 90 кгс/см2
в зависимости от марки литой стали (55
- 70 кгс/см2).
Dk = 10,33*104/14*80=93.23 см.
Так как диаметр колес до 80 см, то делаем 2 колеса по 65 см.
Размеры колеса также должны быть подтверждены расчетами на местное смятие при свободном касании рельса по формуле:
,
где Е - модуль упругости,
-
динамический
коэффициент, вычисленный, как
(где
- скорость движения колеса в м/с, обычно
0,15 - 0,30).
вр : для Ст 3 - 4200 кгс/см2, 10Г2С и 15ХСНД - 5200 кг/см2.