[Antikor]

Доброго времени суток

Появилась такая проблема.
Нужно закупить трубу для перемотки стального троса с барабана. Общий вес барабан+трос 32т. Подскажите, пожалуйста, расчет трубы круглого сечения на смятие в месте приложения силы. На изгиб проверку провел, но вот на смятие метода не нашел.

Спасибо.

[МСС]

Программа Solid Works в ней есть приложение Cosmos оно позволяет просчитать такого рода нагрузки.

[genya]

Изучить программу Solid Works для того чтобы произвести элементарный расчет это как минимум глупо. Достаточно вспомнить предпосылки сопротивления материалов, отсюдова следует:

прочность на смятие:
F/A<сигма

прочность на срез:
F/A<тау

[Fogel]

Сдается мне что тут не на смятие металла интересует, а потеря устойчивости стенки трубы под конкретной нагрузкой приложеной в данной точке от барабана. Усильте это место втулкой и не страдайте, раз на изгиб прошло.

[IgoryaN]

Сообщение от Antikor Нужно закупить трубу для перемотки стального троса с барабана. Общий вес барабан+трос 32т.

Схемку бы увидеть...

[МСС]

Сбрось исходные данные, на досуге просчитаю..

[Fogel]

Самое интересное зачем именно трубу... Неужто болванку найти не реально? А схемку бы да, в свое время для подобной штуки применял не цельную ось, а пару пальцев - краном или карой подали катушку между стое, пальцы загнали, отпустили...

[Antikor]

Простите, что долго не объявлялся.
Схема простейшая. Труба - ось для барабана с тросом. Поднимается вся эта конструкция на траверсе.
На изгиб расчет провел - все ок, но вот родился вопрос, не сомнет-ли трубу в месте приложения силы. Честно говоря, просто забыл формулу, а найти не смог (

Сообщение от Fogel Самое интересное зачем именно трубу...

Вопрос времени. Там где есть этот барабан, трубу проще найти, чем круг.

[Fogel]

беда что сила приложена к трубе в _точке_ а не по всему ее диаметру... 150мм всего... найти болванку в 190мм и загнать в это место и не думать проломится стенка или нет, ну, хотя бы лист поперек поставить, все едино под строп что-то будет.

[Antikor]

И все-таки, уже просто интересно именно такой вариант

[Fogel]

Не, устойчивость оболочки с точечным приложением силы и моментом, да еще и непонятной нагрузкой от стропа, я на пальцах не готов прикинуть

[Antikor]

) понятно, что задачка вполне себе интересная. И т.к. время уже не решающий фактор (тут уже скорее для себя), подскажите, пожалуйста, ссыль на книгу

[ZVV]

Считать трубу на устойчивость как оболочку не нужно, не то соотношение диаметра к толщине стенки. Можно посчитать на смятие в месте контакта трубы с торцевым листом барабана (если конструкция такая). В первом приближении можно воспользоватся формулой (3.31) из Справочника по кранам под. ред. Дукельского.
Возможные проблемы в такой конструкции.
1)Для обеспечение максимальной площади контакта наружный диаметр трубы должен быть близким диаметру отверстия в барабане, что будет трудно обеспечить, так как наружный диаметр трубы имеет определенные предельные отклонения, обусловленные технологическим процессом изготовления трубы.
2)Если труба будет использоваться в качестве оси (будет неподвижной), то встает вопрос об износе трущихся поверхностей.

[Antikor]

Сообщение от ZVV Возможные проблемы в такой конструкции.

1. Площадки контакта, как таковой, не будет, т.к. диаметр трубы 214, втулки - порядка 250. Будет точка (точнее линия, но мне кажется, что в данном случае этим можно пренебречь).
2. износа тоже практически не будет. Операция разовая. Один барабан, один раз нужно перевезти.
За формулу спасибо, обязательно погляжу.

[ZVV]

Там же есть формулы и для контакта по линии.
Сам такое не проектировал, но кажется, что будут проблемы с проворачиванием барабана.

[МСС]

Доброе время суток, смоделировал при помощи приложения Solid Works, картинка следующая коэф. безопасности равен 1,012, что говорит о том что конструкция находится на гране фола.
Интерпретация значений запаса прочности:
Запас прочности менее 1.0 в каком-либо местоположении, указывает на то, что материал в этом местоположении перешел в состояние текучести и конструкция стала ненадежной.

Запас прочности, равный 1.0, в каком-либо местоположении, указывает на то, что материал в этом местоположении начал переходить в состояние текучести.

Запас прочности более 1.0 в каком-либо местоположении, указывает на то, что материал в этом местоположении еще не податлив.

Материал в каком-то местоположении начнет становиться текучим, если применить новые нагрузки, равные текущим нагрузкам, умноженным на полученный коэффициент запаса прочности.

COSMOSWorks предлагает несколько критериев разрушения для пластичных и хрупких материалов.

----- добавлено через ~27 мин. -----
Пардон, не ту сталь подставил если считать, что трубу делают со стали20 (импортный аналог АISI 1020), то коэф. безопасности равен 1,78572 что гарантирует отсутствие пластической деформации в трубе.

[Fogel]

Я бы все едино не рискнул - кран имеет неприятное свойство слишком резко действовать тормозами временами, может динамикой и превысить...

[ZVV]

Сообщение от МСС Доброе время суток, смоделировал при помощи приложения Solid Works, картинка следующая ...

Вы не могли бы прикрепить пару картинок с результатами и немного прокомментировать выбранные критерии работоспособности конструкции. Как определялся коэффициент безопасности?

[МСС]

Вы не могли бы прикрепить пару картинок с результатами и немного прокомментировать выбранные критерии работоспособности конструкции. Как определялся коэффициент безопасности?
======================
Есть программа проектирования для конструкторов машиностроения Solid Works, в ней уже встроено приложение для расчета узлов на разного рода нагрузки которое называется Сosmos express. Я ничего не считал, я нарисовал трубу, указал марку стали приложил нагрузку и указал точки опоры, дальше машина считает в течение нескольких секунд и выдает коэф. безопасности, если он ниже 1, то программа подсвечивает на детали места в которых произойдет пластическая деформация материала, вот примерно так...

----- добавлено через ~3 мин. -----
Кстати, у автора схема составлена неверно, по такой схеме считается нагрузка на тросы, а в нашем случае есть две точки опоры и сила в 320 кН приложенная к трубе.

[Fogel]

Это плохо когда человек может воспользоваться офтом, но с трудом представляет физику процесса. Либо не вполне ясно поставлена задача. Есть барабан, он состоит из двух щек, которые и опираются на трубу и собственно самой втулки, которая обычно намного больше дырок в щечках. Поэтому все правильно нарисовано - барабан давит на трубу в двух местах и чем ближе стропы цепляют к щекам барабана, тем ниже момент, все начинает работать на чистый срез.

[МСС]

Это плохо когда человек может воспользоваться офтом, но с трудом представляет физику процесса. Либо не вполне ясно поставлена задача. Есть барабан, он состоит из двух щек, которые и опираются на трубу и собственно самой втулки, которая обычно намного больше дырок в щечках. Поэтому все правильно нарисовано - барабан давит на трубу в двух местах и чем ближе стропы цепляют к щекам барабана, тем ниже момент, все начинает работать на чистый срез.
=============================
Что вы хотите мне сказать??? Я говорю о том что данная конструкция работать будет с превышением нагрузок до 70 %, а насчет среза, так перед срезом идет пластическая деформация, а уже потом разрыв или срез(Срез осуществляется заточенным инструментом , а в нашем случае, если увеличивать нагрузку произойдет не срез, а разрыв). Мой вердикт, конструкция работать будет. В конце-концов нетрудно и проверить, подвесив барабан на трубе и приподняв ее на высоту нескольких сантиметров. Если конструкция и поплывет, в чем я сомневаюсь, то проблем никаких не будет.

[Fogel]

Ничего я не хочу говорить, просто вот эта фраза:

Сообщение от МСС Кстати, у автора схема составлена неверно, по такой схеме считается нагрузка на тросы, а в нашем случае есть две точки опоры и сила в 320 кН приложенная к трубе.

неверная. Да, автор не показал реакцию по стропам, но все размеры заданы.

Сообщение от МСС Срез осуществляется заточенным инструментом

Может удивлю, но вот ножи которые рубят прокат, выглядят как пара стальных паралепипедов и грани у них не то что точеные, а местами давно уже с фасками а между сомкнутыми лезвиями палец можно сунуть но они продолжают резать. Посему отметать возможность среза вот так, сходу не стоит (да, в этом случае маловероятно, но возможно)

[МСС]

Может удивлю, но вот ножи которые рубят прокат, выглядят как пара стальных паралепипедов и грани у них не то что точеные, а местами давно уже с фасками а между сомкнутыми лезвиями палец можно сунуть но они продолжают резать. Посему отметать возможность среза вот так, сходу не стоит (да, в этом случае маловероятно, но возможно
=========================
Насчет фасок вместо рубящих кромок на инструменте, так вы меня ничем не удивили. дебилизмом сильна земля русская, просто наши люди будут работать пока не рассыпется инструмент . Просто там вместо классического среза идет обрыв металла, а на обрыв металла тратиться усилие в разы больше чем на срез, а насчет пальца между инструментом так это так называемый технологический зазор, который тем больше чем толще металл применяется тоже для снятия усилия и увеличения срока службы инструмента. Но вы забываете главное, это то что пластическая деформация предшествует срезу, нет деформации - нет и среза.

[Fogel]

Нас начинает заносить не в ту область, а то сейчас начнем механику движения ликваций объяснять друг другу естественно пластика, но все же не чистый обрыв, не растяжение а смещение. 600мм толщины реза металла и зазор в 10мм и фаска в пять это тьфу
Но в данной задаче простой сопромат не очень работает - первое допущение сопромата что длина к толщине как 1/10 относятся, бо на кубиках совсем не хотят работать "классические" формулы, да и устойчивость стенки в сжатом месте под нагрузкой и точечном нагружении мне показалась сомнительной

[zai]

Да проблем то можно избежать если на барабане изначально намотано 2-3 слоя троса( конечно дорого по нашим временам - но дешевле ненадежных уже по достоверности расчетных работ). Даже один слой (впрочем маловероятно) уже снимет сосредоточенную силу в месте крепления троса, что вызывает смятие от тангециальной силы на барабане, накладку богатую там надо ставить, а косинусоида нормальных сил на барабан от скользящего троса еще не один барабан по конструктиву не смяла. Чертежи аналогов надо поднять - тогда будет все понятно. Там еще надо беспокоиться о общей устойчивости барабана как трубы- трос создает сжатие во всех витках - расчетный случай труба под действием внешнего давления. А если это перемотка, то первые витки надо делать с минимальной скоростью.

[TCO Slave]

Я думаю каждый из конструкторов регулярно встает перед выбором: сконструировать быстро - с огромным запасом, либо долго но с высокой точностью. Ответов на этот выбор три - ответственность конструкции, размер бюджета и сроки.
Если хотите точно посчитать то (по моему):
1) Общий расчет вала -трубы: (все с учетом хотя бы коэф. динамичности)
- Изгиб
- Кручение
- Устойчивость
2) Расчет стенки:
- Смятие
- Устойчивость тонкой стенки
- Усталость стенки (пластика) или износ
3) Учет расчетных случаев:
- Норм. плавный режим
- Случай ударов от соскальзываний и конечного торможения
- Перемена точки соприкосновения трубы и обмотки (перемены располож. векторов сил)
- Повышение температуры трубы за счет трения

ХОТИТЕ все это делать? нет? тогда просто возьмите все с запасом.

[zai]

to TCO Slave
Нет локального смятия стенки барабана если на барабане изначально до начала перемотки несколько слоев троса.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от zai если на барабане изначально до начала перемотки несколько слоев троса.

Offtop: Если мне принесут такой расчет, самолично расстреляю расчетчика

[Fogel]

Мне остается только поинтересоваться: zai, Вы катушки с кабелем или тросом "вживую" видели? Я понимаю что теперь такая штука не валяется на любом пустыре, но хотя бы логику включите, не может трос загнуться вокруг трубы, заначит радиус намотки явно больше, а следовательно конструкция катушки не так проста

[Break_BoY]

Ответ на Ваш вопрос в http://dwg.ru/dnl/3560 страница - 124.

[zai]

Если мне принесут такой расчет...

Offtop: Да Вам видно не часто что-то носят судя по Вашему пониманию. Особенности эксплуатации такого рода устройств, обсужденные мною после продолжительного обсуждения без моего участия не содержат ничего кроме рекомендаций по опытной эксплуатации единичного экземпляра изделия в случае если смятие все же имеет место.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от zai обсужденные мною после продолжительного обсуждения без моего участия не содержат ничего кроме рекомендаций по опытной эксплуатации единичного экземпляра изделия

Вот именно "рекомендации по опытной эксплуатации" то бишь теоретик, научный сотрудник, на производство бы вас где эти канаты массой идут, вам бы после этих метров в три слоя...

[zai]

Offtop: Три слоя не три буквы. Я то как то сначала не понял, что за Уральским хребтом конструктора есть, а сейчас достоверно все понимаю. Вяжитесь Вы к моему сообщению утра субботы - сожалею на серьезных форумах к таким сообщениям после конца недели да и в выходные не отвечают, оттого что сообщатель может быть русским и с привычками. По существу моего сообщения Вы так и не высказались, о чем я искренне сожалею. Ваша нелюбовь к теоретикам и научным сотрудникам мне удивительна. Форум то не сменных мастеров в ремонтно механических мастерских все же. А вообще конструктора как и чукчи различаются на писателей, которые создают новые чертежи и читателей, которые убивают расчетчиков. Ваше выражение о расчетчиках, что их можно убивать наводит на меня мысль о том что Вы бьете руками нетрезвых слесарей после получки.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от zai Ваша нелюбовь к теоретикам и научным сотрудникам мне удивительна.

Ничего удивительного, я работал в СОРАН.

Сообщение от zai которые создают новые чертежи и читателей, которые убивают расчетчиков.

Это не противоречит друг другу, расчетчик который не знает производства может наломать многое

Сообщение от zai Ваше выражение о расчетчиках, что их можно убивать наводит на меня мысль о том что Вы бьете руками нетрезвых слесарей после получки.

В этом то и разница, в вашем понимании производство-это нетрезвые слесаря, а я там живу.
ЗЫЖ Обсуждение вышло за рамки темы, мне ваши излияния более не интересны, посему закругляемся.

[Crotique]

У меня немного схожая проблема: есть полая ось, на которую действуют локальные поперечные силы и реакции в подшипниках.
Я могу легко посчитать общую прочность и общий изгиб, могу легко посчитать контактные напряжения.
Но мне нужно еще проверить деформацию в опорных сечениях - насколько труба становится эллиптической в этих местах? Внутри полой оси проходит еще одна, сплошная. Мне нужно, чтобы она не "закусилась".
Как посчитать деформацию трубы от местных нагрузок?

[Darvit]

Здравствуйте коллеги!
Прочитав ветку я вижу что никто не считал стенку круглой трубы на смятие от местной нагрузки ?????? Никогда не понимал людей которые на вопрос "как посчитать" пишут много слов в ответ и никогда не указывают ссылок на конкретную литературу, или не приводят пример расчёта. Спасибо Break_BoY за конкретную ссылку.....

[Liukk]

Darvit, а проблема то в чём? Лично я подобные расчёты делаю в SolidWoks Simulation, методом МКЭ, и вышеприведённая литература мне, по-большому счёту, вообще не нужна (ну, кроме Сопромата и пособий по МКЭ).
И не понимаю, чего тут копья ломать.

[Darvit]

я думаю не многие работают в солиде. и я в том числе.

[Liukk]

Это в машиностроении то?
Ну не в SW, так в Inventor, SolidEdge, T-flex или компасе-3D работает подавляющее большинство машиностроителей. (на форуме даже ветки есть специально по SW и компасу)

[Winston Smith]

Darvit,

если Вас интересует расчёт именно для барабана лебёдки, то могу ещё порекомендовать РТМ 24.090.21-76 "Краны грузоподъемные. Барабаны канатные. Метод расчета" (сразу ищется в том же Google). Там расчёт более подробный и дополненный, чем в учебнике Александрова. Если точнее, то расчёт в учебнике взят из руководящего материала.

[S-Y]

У меня задача схожая: барабан также из трубы ( тр.152х25 ГОСТ 8732-78 Сталь 20) обточенной до d=150 мм. На трубу опирается рельс Р65. Как в данном определить достаточно-ли толщины стенки трубы. Где найти методику расчета?