Проверочный расчет резьбового соединения подъемного механизма на растяжение

3.2.2.2 Проверочный расчет резьбового соединения подъемного механизма на растяжение

Р
асчет на прочность резьбовых соединений выполняют следующим образом. Площадь поперечного сечения стержня болта по заданному внешнему усилию определяют по формуле:

где d₁ – внутренний диаметр резьбы винта, d₁ = 43 мм;

Р – растягивающее усилие, действующее на винт подъемного механизма;

Т

(16)

ак как подъемник П-97М имеет два винта, то растягивающее усилие, действующее на один винт подъемного механизма, найдем следующим образом:

где G – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

П
одставив данные в формулу, получим:

(17)

[σ_в]_р – допускаемое напряжение на растяжение; допускаемое напряжение при растяжении находится по формуле:

[σ_в]_р= σ_в/n ,

где σ_в – предел прочности материала винта, σ_в = 980 Н/мм²;

n – коэффициент запаса, для статически нагруженного хрупкого материала n = 3,2.

[σ_в]_р= 980/3,2 = 300 Н/мм²

Подставим данные в формулу (15) и получим:

Из результатов расчета видно, что площадь поперечного сечения стержня болта гораздо больше площади, необходимой для сохранения целостности винта при нагрузке Р = 12740 Н. Это означает, что прочность при растяжении анкерного болта удовлетворяет условию прочности при данных условиях эксплуатации.

3.3 Проверочный расчет анкерных болтов

Анкерные болты – это болты крепления стойки подъемника к полу производственного корпуса ПТО.

Характеристика резьбы:

Резьба общего назначения, треугольная, однозаходная М14х2 ГОСТ 9150–59

шаг резьбы P = 2 мм

наружный диаметр резьбы болта d = 14 мм;

внутренний диаметр резьбы болта d₁ = 11,84 мм;

средний диаметр резьбы болта и гайки d₂ = 12,7 мм;

высота гайки Н = 11 мм;

высота резьбы h = 1,082 мм;

площадь сечения стержня винта A = 110.05 мм²;

материал – автоматная сталь А12 σ_в = 420 Мпа, δ = 22 %, НВ = 160

Каждая стойка подъемника крепится четырьмя болтами. При не нагруженном подъемнике будем считать болты ненагруженными. Рассмотрим одну стойку: при подъеме подъемником автомобиля ГАЗель нагруженными будут два внешних болта, поэтому необходимо произвести проверочный расчет анкерных болтов на прочность и смятие резьбы.

3.3.1 Проверочный расчет анкерного болта на прочность

Р

(18)

асчет на прочность резьбовых соединений выполняют следующим образом. Площадь поперечного сечения стержня болта по заданному внешнему усилию определяют по формуле:

где d₁ – внутренний диаметр резьбы винта, d₁ = 11,84 мм;

Р – растягивающее усилие, действующее на болт,

(19)

растягивающее усилие, действующее на один болт, найдем следующим образом:

где G – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

Подставив данные в формулу, получим:

[σ_в]_р – допускаемое напряжение на растяжение, допускаемое напряжение при растяжении находится по формуле:

(20)

[σ_в]_р= σ_в/n ,

где σ_в – предел прочности материала болта, σ_в = 420 Н/мм²;

n – коэффициент запаса, для статически нагруженного пластичного материала n = 2,5.

[σ_в]_р= 420/2,5 = 168 Н/мм²

П
одставим данные в формулу (18) и получим:

Из результатов расчета видно, что площадь поперечного сечения стержня болта гораздо больше площади, необходимой для сохранения целостности болта при нагрузке Р = 6370 Н. Это означает, что прочность при растяжении анкерного болта удовлетворяет условию прочности при данных условиях эксплуатации.

3.3.2 Проверочный расчет анкерного болта на смятие

Из условия износостойкости резьбы по напряжениям смятия:

г

(21)

де F – сила, действующая на резьбу винта и гайки.

Так как подъемник П-97М имеет четыре нагруженных анкерных болта то силу, действующую на резьбу болта и гайки, найдем следующим образом:

(22)

г
де G – нагрузка, действующая на подъемник, G = 25480 Н.

d₂ – средний диаметр резьбы винта и гайки d₂ = 48 мм;

h – высота резьбы, h = 4 мм;

z – число рабочих витков.

Ч
исло рабочих витков находится следующим образом:

(23)

г

де Н – высота гайки, Н = 11 мм;

Р

(24)

– шаг резьбы, Р = 2 мм.

[σ_см] – допускаемое напряжение при смятии, допускаемое напряжение при смятии находится по формуле:

[σ_см] = σ_в/n ,

где σ_в – предел прочности материала болта, σ_в = 420 Н/мм²;

n – коэффициент запаса, для статически нагруженного пластичного материала n = 2,5.

[
σ_см]= 420/2,5 = 168 Н/мм²

Подставив данные в формулу (21) получим

Напряжение смятия полностью удовлетворяет условию износостойкости ходовой резьбы по напряжениям смятия, более того имеет запас более 100%.

Вывод

Предложенное приспособление просто в использовании, функционально и имеет огромный ресурс работы. Оно позволит расширить производственные возможности ПТО и сократить время на ТО и ТР автомобилей ГАЗель.

12000

5000

2000

4000

1750

16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1№№
Устройство для удаления выхлопных газов	Стеллаж	Верстак	Тележка инструментальная	Набор профессионального инструмента	Полуавтомат для сварки	Маслосборник отработанного масла	Пуско-зарядное устройство	Подъемник	Стенд сход/развал	Комплект приборов для очистки и проверки свечей зажигания	Компьютерная диагностика ДВС	Дымомер для дизельных двигателей	Газоанализатор	Прибор для проверки и регулировки света фар	НАИМЕНОВАНИЕПрибор для контроля суммарного люфта рулевого управления
																S, М2

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНЫХ ФИЛЬТРОВ

Р, м³/ч

Стационарные воздушные фильтры серии EFO с электростатическим способом фильтрации Модель Расход воздуха Р, (м3/ч) Макс. потеря давления П, (Па) Активная фильтрующая поверхность, (м2) Вес, (кг) EFO-2000 1200 900 9,6 69 EFO-3000 2000 1200 16,4 89 EFO-5000 3000 1500 32,8 139 3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 П, кПа

Р, м³/ч

Самоочищающиеся кассетные фильтры

Модель	Расход воздуха Р, (м3/ч)	Макс. потеря давления П, (Па)	Активная фильтрующая поверхность, (м2)	Вес, (кг)
B-2-M	1000	1000	30	60
B-4-M	2000	1000	60	140
B-6	3000	1000	90	480
B-16	8000	1000	240	795
B-64	32000	1000	960	2760

7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 П, кПа 0

Р, м³/ч

Стационарные воздушные фильтры ME серии с механическим способом фильтрации воздуха Модель Расход воздуха Р, (м3/ч) Макс. потеря давления П, (Па) Активная фильтрующая поверхность, (м2) Вес, (кг) ME-2 9500 550 6,5 148 ME-3 15000 650 11,0 175 14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 П, кПа 0