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.