нагрузка на баланс. 3 Расчет балансира станкакачалки на прочность При расчете балансира ск на прочность считается

• Название: 3 Расчет балансира станкакачалки на прочность При расчете балансира ск на прочность считается
• Дата: 02.06.2018
• Размер: 55.54 Kb.
• Имя файла: нагрузка на баланс.docx
• Тип: Документы; #45785

3.2. Расчет балансира станка-качалки на прочность

При расчете балансира СК на прочность считается, что нагрузки в ТПШ-Р и в шатуне - Р_шат, действуют перепендикулярно к оси балансира. Следует учитывать, что нагрузка на балансир может превысить Р_max за счет заклинивания плунжера в цилиндре насоса. Тогда величина максимальной кратковременной нагрузки составит

 , (66)

где  - коэффициент перегрузки, 1,5...1,8;

Р_мах- максимальная нагрузка в ТПШ, н.

Расчет балансира, как правило, осуществляют при статическом (постоянном) и динамическом(переменном) нагружениях.

3.2.1. Расчет при действии постоянных нагрузок. Максимальный изгибающий момент, действующий на балансир

 , (67)

где  - длина переднего плеча балансира, м.

Максимальное напряжение

, (68)

где W- полярный момент сопротивления сечения балансира действию данного изгибающего момента, м³.

Коэффициент запаса прочности при действии постоянных нагрузок в случае хрупкого разрушения

 , (69)

где - предел прочности материала балансира, Па.

3.2.2. Расчет при действии переменных нагрузок. Минимальный изгибающий момент, действующий на балансир и возникающий при движении ТПШ вниз

 , (70)

где - минимальная нагрузка в ТПШ (усилие от массы колонны штанг), н. Минимальное значение напряжения

, (71)

Значение амплитуды изменения напряжения

 (72)

Эффективный коэффициент концентрации напряжений, который характеризует действительное снижение предела выносливости вследствие концентрации напряжений при возникновении усталостного (амплитудного) напряжения

, (73)

где - коэффициент, учитывающий форму балансира (для двутаврового -1,4... 1,6; для двухдвутаврового - 1,7... 2,0);

- коэффициент, учитывающий снижение предела выносливости с ростом размера сечения (0,8...0,95; 0,9...1,1)

- коэффициент, учитывающий качество обработки поверхности (2.5...3.2). Напряжение при симметричном цикле нагружения

, (74)

Коэффициент запаса прочности при действии переменных нагрузок

 , (75)

где - предел выносливости материала балансира на изгиб, 0,4σ_в, МПа.

Задача 8. Рассчитать балансир на прочность при действии постоянных и переменных нагрузок. Исходные данные для решения задачи представлены в таблице 7. Общие данные: 

Таблица 7. - Расчет балансира СК на прочность.

№ вар.	, мм	L, м	dш2, мм	dш1 , мм	К1, м	кг/м3	n, мин-1	№ двутавра
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	42(3,5)	1150	16	19	2,0	820	15	16
2	48(4)	1160	16	19	2,1	830	14,8	18
3	60(5)	1170	19	22	2,2	840	14,6	18а
4	73(7,5)	1180	19	22	2,3	850	14,4	20
5	73(7)	1190	19	22	2,4	860	14,2	20а
6	89(6,5)	1200	22	25	2,5	870	14,0	22
7	89(8)	1210	22	25	2,6	880	13,8	22а
8	48(4)	1220	16	19	2,7	890	13,6	24
9	60(5)	1230	16	19	2,8	900	13,4	24а
10	73(7,5)	1240	16	19	2,9	910	13,2	27
11	73(7)	1250	16	19	3,0	920	13	27а
12	89(6,5)	1260	1.6	19	3,1	930	12,8	30
13	89(8)	1270	16	19	3,2	940	12,6	30а
14	48(4)	1280	16	19	3,3	950	12,4	30
15	60(5)	1290	19	22	3,4	960	12,2	27а
16	73(7,5)	1300	19	22	3,5	970	12	27
17	73(7)	1310	19	22	1,9	980	11,8	24а
18	89(6,5)	1320	19	22	1,8	990	11,6	24
19	89(8)	1330	19	22	1,7	915	11,4	22а
20	48(4)	1340	16	19	1,6	925	11,2	22
21	60(5)	1350	16	19	2,15	935	11	20а
22	73(7,5)	1360	16	19	2,25	945	10,8	20
23	73(7)	1370	19	22	2,35	955	10,6	18а
24	89(6,5)	1380	22	25	2,45	965	10,4	18
25	89(8)	1390	19	22	2,55	895	10,2	30

При расчете балансира СК на прочность считается, что нагрузки в ТПШ-Р и в шатуне - Р_шат, действуют перепендикулярно к оси балансира. Следует учитывать, что нагрузка на балансир может превысить Р_max за счет заклинивания плунжера в цилиндре насоса. Тогда величина максимальной кратковременной нагрузки составит

 , (66)

где  - коэффициент перегрузки, 1,5...1,8;

Р_мах- максимальная нагрузка в ТПШ, н.

Расчет балансира, как правило, осуществляют при статическом (постоянном) и динамическом(переменном) нагружениях.

3.2.1. Расчет при действии постоянных нагрузок.
Максимальный изгибающий момент, действующий на балансир

 , (67)

где  - длина переднего плеча балансира, м.

Максимальное напряжение

 , (68)

где W- полярный момент сопротивления сечения балансира действию данного изгибающего момента, м³.

Коэффициент запаса прочности при действии постоянных нагрузок в случае хрупкого разрушения

 , (69)

где  - предел прочности материала балансира, Па.

3.2.2. Расчет при действии переменных нагрузок.
Минимальный изгибающий момент, действующий на балансир и возникающий при движении ТПШ вниз

 , (70)

где  - минимальная нагрузка в ТПШ (усилие от массы колонны штанг), н. Минимальное значение напряжения

 , (71)

Значение амплитуды изменения напряжения

 (72)

Эффективный коэффициент концентрации напряжений, который характеризует действительное снижение предела выносливости вследствие концентрации напряжений при возникновении усталостного (амплитудного) напряжения

 , (73)

где  - коэффициент, учитывающий форму балансира (для двутаврового -1,4... 1,6; для двухдвутаврового - 1,7... 2,0);

 - коэффициент, учитывающий снижение предела выносливости с ростом размера сечения (0,8...0,95; 0,9...1,1)

 - коэффициент, учитывающий качество обработки поверхности (2.5...3.2). Напряжение при симметричном цикле нагружения

 , (74)

Коэффициент запаса прочности при действии переменных нагрузок

 , (75)

где  - предел выносливости материала балансира на изгиб, 0,4σ_в, МПа.

Задача 8. Рассчитать балансир на прочность при действии постоянных и переменных нагрузок. Исходные данные для решения задачи представлены в таблице 7. Общие данные: