|
Дано: |
|
СИ: |
|
||||
|
D = |
2,4m |
2,4 |
|
||||
|
H = |
5.5m |
5,5 |
|
||||
|
L = |
0.7m |
0,7 |
|
||||
|
α = |
60˚ |
1,046667 |
|
||||
|
a1 = |
180mm |
0,18 |
|
||||
|
a2 = |
260mm |
0,26 |
|
||||
|
b1 = |
320mm |
0,32 |
|
||||
|
b2 = |
0mm |
0 |
|
||||
|
Pгаз = |
0,5МПа |
500000 |
|
||||
|
ρж = |
1300кг/м³ |
1300 |
|
||||
|
Hж = |
4,4m |
4,4 |
|
||||
|
Dб = |
D+100mm |
2,5 |
|
||||
|
e = |
100mm |
0,1 |
|
||||
|
fтр = |
0,15 |
0,15 |
|
||||
|
kб = |
1,2 |
1,2 |
|
||||
|
æ = |
0,2 |
0,2 |
|
||||
|
æ = |
0,6 |
0,6 |
|
||||
|
[σ] = |
160MПа |
160000000 |
|
||||
|
[τ] = |
100МПа |
100000000 |
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
G = |
? |
|
|
Rопор = |
? |
|
|
Rmax = |
? |
|
|
Rmax(болт) = |
? |
|
|
d(болт) = |
? |
|
|
Pдав = |
? |
|
|
n(болтов) = |
? |
|
|
G(болта) = |
? |
|
Расчёт нагрузки
Находим воздействие силы тяжести.
G = 1,2•Gж = 1,2•ρж•g•Hж•πD²/4 = 1,2•1100•10•6,4•3,14*2,8²/4=519923,7H=520,00KH
M = k•D•H(k = 0,3[KH/m]) = 0,3•2,8•8 = 6720H =6,72 KH•m
Находим нагрузку на болты.
-рассматриваем стержень А
Pp = 0,25•G + M/(D+2e) = 0,25•520,00 + 3,96/(2,8+2*0,1) = 132,22KH
Px = Pp•sin(α) = 131,27•0,86 = 114,47KH
Py = Pp•cos(α) = 131,27•0,5 = 66,17KH
lk = (L-a1)/cos(α) = 2,08m
Qx = ⅓Px = 0,33*68,08 = 38,16KH
Qy = ⅓Py = 0,33*39,35 = 22,06KH
Момент от внешних нагрузок оказывает нагрузку на болты с силами F1, F2, F3 соответственно.
Mc = Py•lk = 65,70•2,08 = 137,51KH*m
Силе F3 соответствует плечо L(F3) =⅔a1 = 0,11m
Силе F2 и F1 соответствуют плечи L(F2) и L(F1), L(F2) = L(F1) = √(⅓a1² + (0,5a2)²)=0,12m
F1•L(F1) + F2•L(F2) + F3•L(F3) = Mc
Т. к. F1 = F2 то, 2*F1•L(F1) + F3•L(F3) = Mc;
F1/F3 = L(F1)/L(F3) => F1 = F3•L(F1)/L(F3);
2*F3•L(F1) ²/L(F3) + F3•L(F3) = Mc => F3 = Mc•(L(F3)/(L(F1) ²+2*L(F3)²)) =
= 136,32•(0,11/(0,11² + 2*0,12²)) =355,44KH
F1 = F2 =F3•L(F1)/L(F3) = 355,44•0,11/0,12 = 310,14KH
Угол w = 90˚ - B
tanB = ⅓a1 / 0,5a2 => угол B = atan(⅓a1 / 0,5a2) = atan(0,4848) = 0,45рад = 25,88˚
w = 90˚ - 25,88˚ = 64,12˚ = 1,12 рад
F1y = F1 • cos(w) = 310,14 • 0,437 = 135,53KH
F1x = F1 • sin(w) = 310,14 • 0,9 = 278,96KH
F1x = F2x; F1y = F2y
Q1 = √((Qx+F1x)²+(Qy+F1y)²) =√((37,88+278,96)²+(21,90+135,53)²) =354,11KH
Q2 = √((Qx-F2x)²+(Qy+F2y)²) =√((37,88-307,91)²+21,90²) = 277,78KH
Q3 = √Qx²+(Qy-F3)²) =√(37,88²+(21,90-352,89)²) = 335,56KH
Qmax = Q1 = 354,11KH
Qрасч = Kб•Qmax = 1,2•354,49= 424,93KH
Расчёт узла В.
-находим центр тяжести
Yc = ΣAi•Yci/ ΣAi = (A•b1 + 2A•0)/3A = b1/3 = 0.08m
-находим Mc относительно центра тяжести
Мс = Pp•L = 131,27•1,2 = 158,67KH*m
-вычисляем напряжения на болтовых соединениях
Qi = ⅓Pp = 0,33*132,22 = 33,06KH
r1 = Yc = 0,08m
r2 = b1-Yc = 0,16m
N1:N2:N3 = r1:r1:r2
Mc = N1•r1 + N2•r1 + N3•r2
N1 = N2; N3:r2 = (N1+N2):r1 => N3 = 2N1•r1/r2
Mc = 2N1•r1 + 2N1•r1/r2*r2 =>
N1 = Mc/(2•(r1 + r1/r2)) = 158,67/(2•(0,08 + 0,08/0,16)) =136,78KH
N2 = N1 = 135,8KH; N3 = 2N1•r1/r2 = 2*135,8•0,8/0,16 = 136,78KH
Nрасч = N3
-находим нагрузку на болты плиты
Pзат = Kб•(1-æ) •Nрасч = 1,2•(1 – 0,2) •136,78 = 131,31KH
Pp’ = 1,3Pзат + æ•Ni = 1,3•131,31 + 0,2•136,78 = 198,06KH
i – число поверхностей стыка = 1
Pзат = Kб•Qрасч / i•fтр = [Qрасч = maxQi] = 1,2•33,06 / 1•0,15 = 264,64KH
Pp” = 1,3•Pзат = 343,77KH
Pрасч = max(Pp’,Pp”) = Pp” =343,77KH
dб ≥ 1,2d1 =62,78mm => dб = 64mm
Расчёт крышки аппарата
Шаг = 100mm
n = π•Dб/100 = 3,14•2900/100 ≈92
Pд = Pгаза•πD²/4 = 06,5•3,14•2,8²/4 = 4036KH
Pi = Pд/n = 4036/92 = 43,48KH
Pзат = Кб•(1-æ) •Pi = 1,2•(1-0,6) •43,48 = 20,87KH
Pрасч = 1,3•Pзат + æ•Pi = 1,3•20,87 + 0,6•43,48 = 53,22KH
dб ≥ 1,2d1 = 24,7mm
dб = 26mm,
Ответ: G = 52KH
На болты стержня действуют следующие нагрузки
Q1 = 346,49KH
Q2 = 270,92KH
Q3 = 333,15KH
Максимальная нагрузка Q3 = 333,15KH и для такой нагрузки соответствуют болты с dб = 56mm
Крепления узла В с основной опорой нагружены силой Pp’ = 196,64KH
и Pp” =341,41KH. Исходя из Ррасч = Рр” dб =64mm,
-Для крышки с шагом 100mm, n болтов = 92
Нагрузка на каждый болт Pi =43,48KH
dб = 26mm,