Расчет и проектирование двутавровой балки

4. Прихватка

Перед выполнением прихваток места под прихватки необходимо зачистить от окалины, масла и других загрязнений. Затем выполняют прихватки ручной дуговой сваркой.

5. Зачистка

Зачищают прихватки от шлака и сварочных брызг при помощи шабера или металлической щетки

6. Транспортирование

Освободить двутавровую балку от зажимов и передать ее с помощью крана на дальнейшую сварку.

7. Сварка

Перед сваркой необходимо подготовить к работе сварочный автомат: установить на трактор кассету со сварочной проволокой, заправить проволоку, засыпать во флюсобункер предварительно прокаленный флюс.

Поверхность проволоки должна быть очищена от ржавчины, смазки.

Флюс прокаливается при температуре 300 – 4000С в течение 1 – 2 часов.

Перед сваркой необходимо выставить вылет электрода и его положение относительно стыка, используя шаблон.

Закрепляем деталь в кантователе с пневмоприжимами.

Сварные швы выполняем в шахматном порядке.

После сварки необходимо зачистить сварной шов от шлаковой корки и провести контроль сварного шва внешним осмотром.

8. Контроль 

После сварки сварной узел транспортируют на позицию контроля. Производится контроль сварных швов внешним осмотром: наличие пор, прожогов, подрезов и т.д. не допускается; проверить размеры балки.

После чего производится ультразвуковой контроль.

Исправление дефектов.

Проверить внешним осмотром качество зачистки сварных швов от шлака, брызг, окалины.

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Расчетная часть

 

1.2.1 Определение  расчётных усилий

 

Рисунок 1 - Ордината линии влияния равна

        т·м

        т·м

        т·м

        т·м

        т·м

1.2.2 Определение  требуемой высоты балки

 

Чтобы определить требуемую высоту балки из условия её наименьшего сечения, нужно задаться толщиной вертикального листа балки, для этого воспользуемся приближенным соотношением

см.

Принимаем мм, тогда из условия наименьшего веса требуемая высота для двутаврового профиля составляет

см

Т.к. требуемая высота 113,5 см больше найденной высоты равной 57,6 см, то при подборе сечений балки принимаем высоту балки 116 см, а с учетом толщины листа высоту вертикального листа принимаем 114 см.

Определяем требуемый момент инерции поперечного сечения балки

см4

Определяем момент инерции вертикального листа

см4

см4

С другой стороны момент инерции горизонтальных листов равен

J0 – момент инерции  горизонтального листа относительно  свободной оси. Этой величиной  можно пренебречь вследствие  её малости.

- это расстояние от центра  пояса до центра тяжести балки

Принимаем  см.

см2

Определяем уточненное значение момента инерции поперечного сечения балки

см4.

Определяем наибольшее напряжение от центра тяжести

Сравнивая это значение с , делаем вывод, что расчетное напряжение  не превышает допустимое.

Определяем касательное напряжение на уровне центра тяжести балки в опорное сечении по формуле

где Q – расчётная поперечная сила равна 8400кг.

S – статический момент половины площади сечения относительно центра тяжести балки

см3

Определяем эквивалентные напряжения в сечении, в котором имеется наибольший изгибающий момент М=6400000кг/см и Q=3200кг.

Эквивалентное напряжение на уровне верхней кромки вертикального листа в зоне резного изменения ширины сечения.

Вычислим в этом волокне балки напряжение от М

.

В этом же волокне напряжение от Q

где S – статический момент площади сечения горизонтального листа относительно центра тяжести, равный см3.

Эквивалентное напряжение определяем по формуле

, что меньше наибольшего  нормального напряжения в крайнем  волокне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.3 Определение моментов инерции

 

Определим моменты в каждом сечении от веса тележки

 т·м

 т·м

 т·м

 т·м

 т·м

 

Наибольшее значение моментов для сечений балки от (Р) показаны на графике 1.

График 1- Значение моментов для сечений балки

 

Определим изгибающий момент от равносильно распределенной нагрузки (q).

Момент в сечении (а) от равномерно распределенной нагрузки (q) определяется по формуле

т·м

 т·м

 т·м

 т·м

 т·м

График 2 - Момент в сечении (а) от равномерно распределенной нагрузки (q)

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим суммарные величины моментов

т·м

 т·м

 т·м

 т·м

 т·м

График 3 - Суммарные величины моментов

Таким образом, расчетной величиной момента для балки является т·м =6400000кг·см

 

 

 

 

 

1.2.4 Определение  напряжений

 

Требуемый момент сопротивления балки от суммарной влечены моментов.

см3.

Определяем ординаты линий влияния поперечной силы в сечении балки.

Рисунок 2 - Линии влияния поперечной силы

 

 

Рассчитываем значения Q от веса груза в сечениях балки исходная формула:

т

т

т

т

т

т

График 4 - Значения Q от веса груза в сечениях балки

 

 

 

Определяем напряжение силы от собственного веса q

 

т

т

т

т

т

т

График 5 - Поперечные силы Q от собственного веса q

 

 

 

 

Определяем суммарные значения от поперечных сил.

т

т

т

т

т

т

График 6 - суммарные расчетные значения от поперечных сил

 

 

 

 

 

 

 

1.2.3 Определение  высоты

Переходим к определению наименьшей высоты балки из условия нормы жесткости от сосредоточенных грузов при , т.к. суммарный максимальный момент равен 64,0 т·м достигает напряжения , то момент от сосредоточенных грузов будет вызывать напряжение равное от допустимых напряжений т·м.

, эту величину будем  учитывать при определении требуемой высоты балки.

Прогиб балки от двух сосредоточенных сил равен

Е – модуль упругости (для ст3  ),

 – коэффициент устойчивости, определить  .

Рисунок 3 - При симметричном расположении груза схема балки выглядит следующим образом:

 

Если заменить на М, то получаем , если заменить момент М из формулы и коэффициент J из формулы , то получаем формулу . Отсюда требуемая высота балки

см.

Чтобы определить требуемую высоту балки из условия её наименьшего сечения, нужно задаться толщиной вертикального листа балки, для этого воспользуемся приближенным соотношением

см.

Принимаем мм, тогда из условия наименьшего веса требуемая высота для двутаврового профиля составляет

см

Так как требуемая высота 113,5 см больше найденной высоты равной 57,6 см, то при подборе сечений балки принимаем высоту балки 116 см, а с учетом толщины листа высоту вертикального листа принимаем h=114 см.

Определяем требуемый момент инерции поперечного сечения балки

см4

Определяем момент инерции вертикального листа

см4

см4

С другой стороны момент инерции горизонтальных листов равен

J0 – момент инерции горизонтального листа относительно свободной оси. Этой величиной можно пренебречь вследствие её малости.

- это расстояние от  центра пояса до центра тяжести  балки

Принимаем  см.

см2

Определяем уточненное значение момента инерции поперечного сечения балки

см4.

Определяем наибольшее напряжение от центра тяжести

Сравнивая это значение с , делаем вывод, что расчетное напряжение  не превышает допустимое.

Определяем касательное напряжение на уровне центра тяжести балки в опорное сечении по формуле

где Q – расчётная поперечная сила равна 8400кг.

S – статический момент половины площади сечения относительно центра тяжести балки

см3

Определяем эквивалентные напряжения в сечении, в котором имеется наибольший изгибающий момент М=6400000кг/см и Q=3200кг.

Эквивалентное напряжение на уровне верхней кромки вертикального листа в зоне резного изменения ширины сечения.

Вычислим в этом волокне балки напряжение от М

.

В этом же волокне напряжение от Q

где S – статический момент площади сечения горизонтального листа относительно центра тяжести, равный см3.

Эквивалентное напряжение определяем по формуле

, что меньше наибольшего нормального напряжения в крайнем волокне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.5 Определяем катет шва

 

Определяем катет шва мм. Принимаем катет шва 6 мм.

Рисунок 4 – Двутавровая балка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В данной курсовой работе была рассчитана, спроектирована двутавровая балка.

Разработана технология автоматической сварки под слоем флюса. Произведен выбор сварочных материалов, оборудования для изготовления.

Был выполнен сборочный чертеж балки двутавровой.

И была произведена оценка результатов выполненных задач.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЛИТЕРАТУРЫ

 

Марочник сталей и сплавов. /Под общ. ред. В.Г.Сорокина. М.: Машиностроение, 1989.

Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления: Учебное пособие – М.: Высшая школа, 1983.

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. Патона Б.Е. М.: Машиностроение, 1974.

Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением. М., Высшая школа, 1988.

ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.