Thiết kế kỹ thuật công trình đà bán ụ trọng tải 5.000 tấn, chương 12 docx

Chương 12:
Tính toán kiểm tra bền trục bánh
xe
Tải trọng của xe triền: 250T
Tự trọng của xe triền: 5T
Mô hình tải trọng tác dụng lên trục xe được thể hiện như sau:
D
Qy (N)
q=593(N/mm)
270
135
135
-
+
Mx (N/mm)
Hình 3.2 Mô hình tải trọng tác dụng lên trục xe
Trục xe triền được chọn có dạng hình tròn với đường kính D ( mm
)
Như vậy tải trọng tác dụng lên một trục là:
p =
16
16
5250


T
Lực phân bố đều trên một trục là:
q =
593
270
160000


l
p
( N/mm )
D
ựa vào sơ đồ mô men lực ta thấy: tại mặt cắt giữa thì trục nguy
hiểm nhất
Mô men cực đại là: M
max
= 5403713
8
270.593
8
2

ql
(N/mm
2
)
L
ực cắt lớn nhất của trục là: Q
max
= 055,80
1000
.
2
270.593
2

ql

(N)
M
ặt khác vì chọn trục hình tròn nên ta có:
Mô men ch
ống uốn của mặt cắt là: W
x
= 0,1.D
3
Vậy ứng suất gây ra tại giữa trục là:

 


max
max
W
M



=235 (N/mm
2
)_ứng suất cho phép của vật liệu làm trục
Thế vào ta được:
0,1D
3

22995
V
ậy D


61,3 (mm)
Như vậy khi tính chọn đường kính trục ta thường nhân với hệ số an
toàn là: n = 1,5
V
ậy đường kính trục thực tế phải chọn là:
D = 61,3.1,5 = 91,95 (mm)
Để dễ thi công và đảm bảo độ bền của trục ta chọn đường kính trục
xe là:
D = 100 (mm)
3.1.4 Tính toán kiểm tra bền sàn xe triền:
Hình 3.3 Sơ đồ sàn xe triền
Quá trình kiểm tra bền được thực hiện theo quy trình sau:
 Kiểm tra tại vị trí nguy hiểm nhất của sàn chịu lực
 Lựa chọn từ việc kiểm tra để có được phương án tối ưu
Vị trí nguy hiểm nhất của sàn là tại dầm giữa sàn có kết cấu như
hình vẽ:
3.1.4.1 Đối với dầm đỡ dọc:
Sơ đồ tải trọng tác dụng.
450
h
t
d
Mx (N/mm)
Q
y
q=104,64(N/mm)
3000
1500
1500

-
+
Hình 3.4 Mô hình tải trọng tác dụng lên trục xe
Về mặt kết cấu của dầm như sau:
Chiều dài chịu tác dụng trên gối: 3000 mm
Dầm có kết cấu chữ I: d = 150 mm
b = 450 mm
h = 12 mm
t = 14 mm
T
ải trọng sàn làm việc: Q = 250 T
Tải trọng bản thân sàn và các thiết bị trên sàn: T = 5 (T)
S
ố dầm đỡ dọc trên sàn xe triền là: 8 dầm
Ta coi tải trọng phân bố đều trên sàn xe triền, như vậy ta tính được
tải trọng phân bố trên một dầm của sàn là: p = 32
8
255
 T
Khi đó lực phân bố đều trêm một dầm là: q =
64,104
3000
1000.81,9.32
 N/mm
Ứng suất bền cho phép của vật liều làm dầm là:


235

N/mm

2
Ứng suất tiếp cho phép của vật liệu làm dầm là:


5,117

N/mm
2
Dầm đặt trên gối di động
Mô men uốn tại mặt cắt giữa dầm là:
M =
117720000
8
3000.64,104
8
22

ql
N/mm
2
Lực cắt cực đại của dầm:
Q = 156960
2
3000.64,104
2

ql
N
Mô men quán tính:
V

ới dầm chữ I thì
Mô men quán tính: J
x
= 14.150.211.2
12
422.12
2
3
 = 262139648 mm
4
Mô men chống uốn của mặt cắt: W
x
=
225
x
J

1165065 mm
3
Ứng suất tiếp lớn nhất:

 
7,1
5,117.262139648
)2/211.12218.2.150.(156960
.
.
2
Fc
max






x
y
J
SQ
N/mm
2
<




Ứng suất pháp lớn nhất: 04,101
1165065
117720000
max

x
W
M

N/mm
2
<




Theo thuyết bền 3 ta có:

2
max
2
max
4


td

22
7,1.404,101 
td


101,1 N/mm
2
<



= 235 N/mm
2
.
V
ậy kết cấu trên đủ bền.
3.1.4.2 Đối với dầm đỡ ngang:
M x (N/m m )

+
-
1500
1500
3000
q=210(N /m m )
Q y
Hình 3.5 Mô hình tải trọng tác dụng lên dầm đỡ ngang
Kết cấu dầm theo hình vẽ:
Thép chữ I hàn, có chiều dài max là: 3000 mm
Thép chư I có các kích thước: d = 150 mm
B = 450 mm
H = 12 mm
T = 14 mm
T
ải trọng sàn làm việc: Q = 250 T
Tải trọng bản thân sàn: Q
s
= 5 T
S
ố dầm đỡ ngang trên sàn xe triền là: 4 dầm
Tải trọng tác dụng trên một dầm là: p = 64 T.
Ta coi t
ải trọng tác dụng lên sàn xe triền là phân bố đều, như vậy ta
có thể tính được tải trọng phân bố đều trên dầm là: q =

3000
1000.81,9.64
l
p

210 N/mm
Trong đó: Ứng suất bền cho phép của vật liệu làm dầm là:


235


N/mm
2
Ứng suất tiếp cho phép của vật liệu:


5,117

N/mm
2
Dầm đặt trên gối di động
Tính bền tại mặt cắt giữa
Mô men uốn tại mặt cắt giữa dầm là: M = 236250000
8
3000.210
8
22

ql
N/mm
2
Lực cắt cực đại của dầm: Q = 315000
2
3000.210

2

ql
N/mm
2
Mô men quán tính: J
x
= 14.150.211.2
12
422.12
2
3
 = 262139648 mm
4
Mô men chống uốn của mặt cắt: W
x
=
225
x
J

1165065 mm
3
Ứng suất tiếp lớn nhất:

 
4,3
5,117.262139648
)2/211.12218.2.150.(315000
.

.
2
Fc
max





x
y
J
SQ
N/mm
2
<



Ứng suất pháp lớn nhất: 203
1165065
236250000
W
x
max

M

N/mm
2

<



Theo thuyết bền 3 ta có:
03,2034,3.42034
222
max
2
max


td
N/mm
2
<



Vậy kết cấu trên là đủ bền