5 Расчеты на прочность.

Рассчитаем палец крепления зуба экскаватора на контактную прочность и изгиб, также проверим на прочность зуб и пластинчатую пружину экскаватора.

5.1 Расчет пальца крепления зуба экскаватора

Расчётная схема для расчёта пальца представлена на рисунке 5.1.

Исходными данными являются: Р₀₁=67,95кН – сила сопротивления грунта копанию, диаметр пальца – d=30 мм, S₁=31мм – толщина стенок зуба, S₂=53мм – толщина посадочного места.

Материал пальца Сталь 30Х, у которой ;

Материал рамы автогрейдера Сталь 45, у которой .

Расчёт.

Условие прочности по напряжениям среза определим по формуле[3]:

, (3.1)

где i – число плоскостей среза (i=2);

d – диаметр пальца (d=30 мм);

F – поперечная сила (F=155 кН);

допускаемое напряжение среза, ;

.

Следовательно, условие прочности по напряжением среза выполняется.

Рисунок 5.1 – Расчётная схема крепления зуба.

5.2 Расчет зуба экскаватора

Представим зуб экскаватора как балку, жестко закрепленную с одной стороны. Расчетная схема представлена на рисунке 5.2.

Исходными данными являются P₀₂- составляющая силы копания грунта, b=0.485 – длина зуба, Р₀₁=67,95кН – сила сопротивления грунта копанию.

Материал зуба Сталь 110Г13Л, у которой ;

Рисунок 5.2 Расчетная схема зуба

Исходя из построенных эпюр Q_y и M_x определим положение опасного сечения и запишем уравнение прочности на изгиб:

где М_max – максимальный изгибающий момент, кН

М_max=P₀₂∙b=54.36∙0.485=26.36 кН;

W_x- момент сопротивления балки, в нашем случае принимаем зуб как круглый, тогда:

где d- наименьший диаметр зуба.мм

_Тогда:

Условие прочности выполняется.

Условие прочности по напряжениям смятия зуба определим по формуле[3]:

, (3.2)

где толщина посадочного места под зуб, S ;

допускаемое напряжение смятия;

;

.

Следовательно, условие прочности по напряжениям смятия выполняется.

5.3 Расчет пластинчатой пружины

Расчетная схема пружины представлена на рисунке 5.3. Исходными данными являются: длинна пружины l=100мм, толщина b=5мм, а также сила сопротивления грунта копанию Р₀₁=67,95кН.

Материал пружины Сталь 60С2А, у которой ;

Рисунок 5.2 Расчетная схема пластинчатой пружины

Исходя из построенных эпюр Q_y и M_x определим положение опасного сечения и запишем уравнение прочности на изгиб:

где М_max – максимальный изгибающий момент, кН

М_max=P₀₁∙l²/2=67,95∙0.01/2=0.339 кН;

W_x- момент сопротивления балки имеет прямоугольное сечение,

тогда:

_{Wx=αhb2=0.333∙53∙52=441.23 cм3}

где b- ширина пружины.мм

h- высота, мм

α- при h/b≥10=0,333

_Тогда:

Условие прочности выполняется.

6. Мероприятия по охране труда

Для безопасного ведения работ всех видов обслуживающий персонал должен строго соблюдать правила техники безопасности при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте экскаватора.

Лица, не имеющие соответствующей квалификации и не прошедшие инструктажа по технике безопасности, к работе на экскаваторе не допускаются. Обслуживающий персонал должен работать в специальной одежде, соответствующей климатическим условиям. На экскаваторе должна быть аптечка для оказания первой медицинской помощи.

Техника безопасности при эксплуатации.