Расчет гибкости поясов и раскосов. Проверка на прочность поясов и раскосов и их подбор.
При расчете пояса верхней секции следует учитывать, что крайние точки рассматриваемой панели закреплены в обеих гранях. Между точками закрепления сжатый пояс может изгибаться в любом направлении, т.е. и в направлении наименьшей жесткости. Поэтому гибкость определяется по минимальному радиусу инерции, а коэффициент расчетной длины пояса принимается
У поясов и крайние точки рассматриваемой панели закреплены только в одной грани, а между этими точками имеется закрепление в перпендикулярной грани. Между точками закрепления сжатый пояс может изгибаться только параллельно закреплению в средней точке, поэтому гибкость определяется по радиусу инерции . При креплении раскосов к поясу одним болтом (так в нашем случае) на расчетную длину пояса вводится коэффициент , учитывающий некоторую подвижность крайних точек, закрепленных только в одной грани.
Расчетная гибкость равна
По таблице 2.18 (1) путем линейной интерполяции находим коэффициент продольного изгиба, из таблицы 2.21 (1) выбираем коэффициент условий работы Затем определяем значение выражения , где F – площадь сечения стержня.
После чего определяется напряжение:
Если условие прочности выполняется, уголок выбран правильно.
При определении гибкости раскосов длина по геометрической схеме умножается на понижающий коэффициент длины определяются только в зависимости от гибкости . Для раскосов, закрепляемых сваркой или двумя и более болтами, значение следует определять в зависимости от гибкости и отношения наименьших погонных жестокостей пояса и раскоса:
|
|
Мы условно примем К=1,32.
Проверка раскосов на прочность аналогична расчету на прочность поя сов. Если прочность пояс или раскоса недостаточна, то необходимо его заменить другим и продать повторно расчет. Таким образом производится подбор уголков для опоры.
Такие величины, как площадь сечения, момент сопротивления, радиусы инерции берутся из учебников по сопротивлению материалов в таблицах об уголках.
Коэффициент условий работы для поясов принят в зависимости от схемы решетки и выполнения соединений на болтах или сваркой по табл. 2.21. (1). В соответствии с этой таблицей пояса с проколотыми дырами должны быть проверены на растяжение с коэффициентом условий работы, равным 0,9. В нашем случае раскосы к поясам крепятся посредством болтов, поэтому пояса имеют дырки. Необходимо выполнить расчет поясов на растяжение. Сделаем, к примеру, расчет пояса средней секции.
Растягивающее усилие в поясе
Площадь сечения пояса , где - площадь поперечного сечения уголка (берется из таблиц учебников по сопротивлению материалов); - толщина стенки уголка; - диаметр отверстия под крепление раскоса.
|
|
Проверяем на прочность.
, где - коэффициент условий работы, .
Условие прочности выполняется, поэтому пояс будет нормально работать и на растяжение. Аналогично рассчитываются и другие пояса с дырками. Результаты расчета сведены в табл. 2.5.
Таблица 2.5.
Общие результаты расчетов
Часть опоры | Обозн-ачение Элемен-тов | Расчётное усилие | Расчётная схема режим | Сечение стержня | Пло-щадь сечения F, см2 | Мом-ент сопр-отив-ления см2 | Радиусы инерции | Дли-на элемента Lp | λ=Ip/z | |||||
Сжатие N, даН | Растяж ение, NдаН | Zx | Zy | |||||||||||
Тросостйка | UТ | 625,92 | - | I | 80×6 | 9,38 | - | 2,47 | - | 1,8 | 72,9 | |||
D1 | 2260 | 2260 | III | 50´5 | 4,8 | - | 1,53 | - | 0,5 | 32,7 | ||||
D2 | 2260 | 2260 | III | 50´5 | 4,8 | - | 1,53 | - | 0,5 | 32,7 | ||||
Верхняя секция | U1 | 14960 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | 3,87 | - | 7 | 180,9 | |||
D3 | 995,3 | 995,3 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,28 | 51,8 | ||||
D4 | 2155,8 | 2155,8 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,7 | 68,8 | ||||
D5 | 826,4 | 826,4 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,7 | 68,8 | ||||
D6 | 1709,4 | 1709,4 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,28 | 51,8 | ||||
D7 | 469,4 | 469,4 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 2,15 | 87,0 | ||||
Средняя секция
| U2 | 13312 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | 3,87 | - | 12,2 | 3152 | |||
D8 | 854,0 | 854,0 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 0,4 | 16,2 | ||||
D9 | 854,0 | 854,0 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 0,7 | 28,3 | ||||
Нижняя секция | U3 | 14636 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | 3,87 | - | 1,8 | 46,5 | |||
D10 | 444,2 | 444,2 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 2,55 | 103,2 | ||||
Верхняя траверса | U4 | 2442 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | - | 3,87 | 3,3 | 85,3 | |||
D1max | 801,1 | 801,1 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,65 | 66,8 | ||||
S1m | - | 2377,1 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 3,45 | 139,7 | ||||
Средняя траверса | U5 | 1236,3 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | - | 3,87 | 2,45 | 63,3 | |||
D2max | 781,04 | 781,04 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 1,53 | 61,9 | ||||
S2m | - | 1306,6 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 2,87 | 116,2 | ||||
Нижняя траверса | U6 | 791,22 | - | I | 125´8 | 19,7 | - | - | 3,87 | 2,0 | 51,7 | |||
D3max | 892,62 | 892,62 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 0,86 | 34,8 | ||||
S3m | - | 965,56 | III | 80´6 | 9,38 | - | - | 2,47 | 2,83 | 114,6 | ||||
Продолжение табл. 2.5.
Часть опоры | Обозн-ачение Элемен-тов | Mp | Гибкость, λ=μp. λ | К-т допуск. cниж., φ | К-т Усло-вий рабо-ты, m | Fφm | Напряжение, даН/см2 | Допуск. напряжение | Число и диаметр болтов | Нес. Способн болтов даН 103 | |||
От N | ∑σ | R | |||||||||||
Тросостйка
| UТ | 1,14 | 83,1 | 0,54 | 1,0 | 5,1 | 122,7 | 122,7 | 2100 | 2M16 | 8.17 | ||
D1 | 0,93 | 30,4 | 0,63 | 0,8 | 2,4 | 941,7 | 941,7 | 2100 | - | - | |||
D2 | 0,89 | 29,1 | 0,62 | 0,8 | 2,4 | 941,7 | 941,7 | 2100 | - | - | |||
Верхняя секция | U1 | 1,14 | 206,2 | 0,67 | 1,0 | 13,2 | 1133,3 | 1133,3 | 2100 | 4M24 | 36.76 | ||
D3 | 0,94 | 48,7 | 0,52 | 0,8 | 3,9 | 255,2 | 255,2 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
D4 | 0,9 | 61,9 | 0,47 | 0,8 | 3,5 | 615,9 | 615,9 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
D5 | 0,86 | 59,2 | 0,91 | 0,8 | 6,8 | 121,5 | 121,5 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
D6 | 0,91 | 47,1 | 0,65 | 0,8 | 4,9 | 348,9 | 348,9 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
D7 | 0,94 | 81,8 | 0,58 | 0,8 | 4,4 | 106,7 | 106,7 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
Средняя секция | U2 | 1,14 | 3593 | 0,51 | 1,0 | 10,0 | 1331,2 | 1331,2 | 2100 | 4M24 | 3.76 | ||
D8 | 0,85 | 13,8 | 0,52 | 0,8 | 3,9 | 219,0 | 219,0 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
D9 | 0,83 | 23,5 | 0,47 | 0,8 | 3,5 | 244,0 | 244,0 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
Нижняя секция | U3 | 1,14 | 53,0 | 0,52 | 0,9 | 9,2 | 1590,9 | 1590,9 | 2100 | 4M24 | 36.76 | ||
D10 | 0,78 | 80,5 | 0,51 | 0,8 | 3,8 | 116,9 | 116,9 | 2100 | IM20 | 9,19 | |||
Верхняя траверса | U4 | - | 120 | 0,78 | 0,8 | 12,3 | 198,5 | 198,5 | 2100 | 4М20 | 9,19 | ||
D1max | - | 99 | 0,4 | 1,0 | 3,8 | 210,8 | 210,8 | 2100 | - | - | |||
S1m | - | 156 | 0,37 | 1,0 | 3,5 | 679,2 | 679,2 | 2100 | 4М16 | 9,19 | |||
Средняя траверса | U5 | - | 175 | 0,77 | 0,8 | 12,1 | 102,2 | 102,2 | 2100 | 4М20 | 36.76 | ||
D2max | - | 73 | 0,28 | 1,0 | 2,6 | 300,4 | 300,4 | 2100 | - | - | |||
S2m | - | 200 | 0,25 | 1,0 | 2,3 | 568,1 | 568,1 | 2100 | 4М16 | 31.4 | |||
Нижняя траверса | U6 | - | 146 | 0,48 | 0,8 | 7,6 | 104,1 | 104,1 | 2100 | 4М20 | 36.76 | ||
D3max | - | 114 | 0,25 | 1,0 | 2,3 | 388,1 | 388,1 | 2100 | - | - | |||
S3m | - | 192 | 0,16 | 1,0 | 1,5 | 643,7 | 643,7 | 2100 | 4М16 | 31.4 |
3. Расчет траверсы на прочность
|
Определяем значения опорных реакций:
В реальных конструкциях опор и , конечно же, не равны, но для упрощения расчета примем их одинаковыми, что не окажет большого влияния на качество и точность расчета.
Определим усилия в заданных стержнях фермы методом вырезания узлов
Узел А
Узел B
Узел С
Узел Р
Сделаем проверку на узле D
Сведем полученные результаты в табл. 3.1.
Таблица 3.1.
Усилия в стержнях траверсы
Продольная сила | Значение продольной силы | Сечение стержня | Площадь сечения,см2 |
N1 | -253,5 (растяжение) | 80×6 | 9,38 |
N2 | 1658,9 (сжатие) | 125×9 | 19,7 |
N3 | -1263,0 (растяжение) | 125×8 | 19,7 |
N4 | 75,4 (сжатие) | 80×6 | 9,38 |
N5 | 80,0 (сжатие) | 80×6 | 9,38 |
N6 | 1460,0 (сжатие) | 125×8 | 19,7 |
N 7 | 1263,0 (сжатие) | 125×8 | 19,7 |
Условия прочности выполняются, конструкцию выдержит нагрузки.
4. Расчет соединений на прочность
Расчет сварных соединений
Сварные соединения деталей опор ЛЭП могут быть следующих типов:
1. Соединения стыковые. К ним относятся заводские соединения поясов опор, применяемые при отсутствии на заводе уголков нужной длины, приварка фасонок к поясам, сварка листов и другие.
2. Соединения внахлестку. К этому виду соединений относятся основная масса соединений раскосов решетки с поясами, сварные узлы траверс, крепление поясов к вертикальным листам опорного башмака и т.п.
Соединение встык может выполняться стыковым или угловым швом. Расчет стыкового шва производится по формуле:
,
где - расчетное сопротивление сварного шва на растяжение;
- на сжатие;
- длина сварного шва, равная ширине элемента минус 1 см;
- расчетная толщина шва, равная меньшей из толщин свариваемых элементов.
Прочность косого шва проверяется при воздействии растягивающих (сжимающих) и срезающих усилий по формулам:
где - расчетное сопротивление на срез сварного шва;
- угол между направлением усилия и осью шва.
Расчет угловых швов (лобовых и фланговых) производится по формуле:
где - расчетное сопротивление на срез углового шва.
Рассчитаем сварное соединение в узле крепления раскосов к поясу тросостойки опоры. Расчет ведем по формуле:
где - толщина углового шва, принимается равной катету вписанного равнобедренного треугольника.
- коэффициент, принимаемый в зависимости от вида сварки; для однопроходной автоматической сварки ; для двух- и трехпроходной ; для однопроходной полуавтоматической сварки ; для ручной сварки, а также для много проходной автоматической сварки ; - усилие в рассчитываемом раскосе;
Для
Для
Условия выполняются, следовательно, сварные швы выдержат нагрузку
Расчет болтового соединения.
Болтовые соединения в конструкциях ЛЭП являются основным видом монтажных соединений, выполняемых на трассе линии. В опорах применяются преимущественно соединения с болтами нормальной точности. Болты нормальной точности работают как на срез, так и на растяжение, при этом в опорах линий электропередачи болты работают в основном на срез. Болтовые соединения могут быть как односрезными, так и двухсрезными; соединения, имеющие более двух срезов, в конструкциях опор применяются редко. Болты нормальной точности устанавливаются в отверстиях, номинальных диаметр которых для болтов диаметром до 30мм на 1.5 мм больше номин ального диаметра болта. С учетом допусков на изготовление болта и сверловку отверстия, разница между фактическими диаметрами болта и отверстия может доходить до 4 мм. Работа болтовых соединений без сдвигов, являющихся необратимыми, т.е. работа соединений в упругой области определяется напряжением болта. Величина нормального болта прямо пропорциональна моменту закручивания и может быть определена по приближенной формуле:
где диаметр болта.
Расчет на срез:
где расчетная продольная сила, действующая на соединение;
число болтов в соединении;
число рабочих срезов одного болта;
диаметр отверстия для заклепки или наружный диаметр стержня болта;
расчетное сопротивление на срез: при одноболтовом соединении , при многоболтовом
Расчет на смятие ведется по формуле:
,
где наименьшая суммарная толщина элементов, сжимаемых в одном направлении;
расчетное сопротивление смятию, . Проверим 4-х болтовое соединение (М-16) тяги средней траверсы со стойкой с накладной фасонки на срез и смятие (рис. 4.2)
1.На срез
,
2.На смятие
Если хотя бы одно из условий не выполняется, то необходимо взять другой болт и опять проверить его на срез и смятие. Таким образом, производится выбор болтов.
Расчет анкерных болтов.
Усилие в поясе нижней секции составляет . Это усилие воспринимается двумя анкерными болтами фундамента (рис. 5.1).
Производим расчет анкерных болтов на растяжение: ,
где - расчетная продольная сила, действующая на болтовое соединение; - число болтов; - площадь болтового сечения определяемая по формуле:
,
где номинальный средний диаметр резьбы;
,
где номинальный внутренний диаметр резьбы; теоретическая высота болта; расчетное сопротивление растяжению болта, равное .
Определяем болтов:
По таблице СниП П-В.3-72 принимаем болт диаметром 32 мм с площадью сечения нетто
6. Расчет механизма натяжения троса
|
|
|
|
1. Определяем общий к.п.д. привода
По табл. 1.1.
2. Мощность на валу катушки
3. Требуемая мощность электродвигателя
4. Угловая скорость в катушке
5. Частота вращения барабана
6. По табл. П1 по требуемой мощности выбираем электродвигатель
Синхронная частота вращения 1000 об/мин
Мощность двигателя
Скольжение
4А100L6У3
Номинальная частота вращения двигателя
Угловая скорость двигателя
7. Определяем общее передаточное отношение
Выбираем по ГОСТу стр. 36
8. Определяем мощность на всех валах
9. Угловые скорости на всех валах
10. Частота вращения на всех валах
11. Крутящие моменты на всех валах
12. Результаты расчетов сводим в таблицу
Р, кВт | Т, | |||
вал I | 2,04 | 20,54 | 99,3 | 949 |
вал II | 1,974 | 79,6 | 24,8 | 237,25 |
вал III | 1,799 | 224,875 | 8 | 76,53 |
Расчет передач
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2344; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!