Dane

Obliczenia

Wynik

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczenie wytrzymałości złącza spawanego łączącego korpus manipulatora z jego podstawą.

Do połączenia korpusu z płytą wybrano połączenie spoiną pachwinową.

0x08 graphic

Spoina jest:

  • Ściskana siłą Ry wyp

  • Zginana momentem gnącym wynoszącym: 0x01 graphic

  • Ścinana siłą Rx

Obliczam siły Rx i Ry działające na korpus manipulatora

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Uwzględniam ciężar korpusu, który również obciąża spoinę. Przyjmuję średnią gęstość stali ρ=7850[kg/m3] [3].

  • Objętość korpusu wyliczam wykorzystując różnicę między polami powierzchni ścian korpusu i jego otworu. Przyjmuję, iż korpus jest równoległobokiem z wydrążonym otworem (pomijam nakładki i otwór na sworzeń).

Zakładam długość korpusu 2000 mm.

0x08 graphic
0x01 graphic

  • Obliczam masę korpusu korzystając z zależności między masą a gęstością i objętością.

0x01 graphic

  • Przyjmując przyspieszenie ziemskie równe 9,80665[m/s2] obliczam ciężar korpusu.

0x01 graphic

Ogólna siła działająca na spoinę na osi y wynosi więc:

0x01 graphic

Obliczam pola powierzchni obciążonych przekrojów spoiny.

  • Przekrój pracujący na ścinanie

0x01 graphic

  • Przekrój pracujący na ściskanie i zginanie (przekrój całej spoiny)

0x01 graphic

Obliczam moment bezwładności oraz wskaźnik na zginanie przekroju obliczeniowego.

0x08 graphic
0x01 graphic

Obliczam poszczególne naprężenia:

  • na ściskanie

0x01 graphic

  • na zginanie

0x01 graphic

  • na ścinanie

0x01 graphic

Naprężenia normalne oraz mają te same kierunki działania i dodają się algebraicznie, zatem największe naprężenia normalne o charakterze ściskającym wynoszą:

0x01 graphic

Obliczam naprężenia zastępcze według wzoru z literatury [2]. Dobieram współczynniki wytrzymałości spoiny dla materiału o Re<255MPa [2].

0x01 graphic

Grubość korpusu wynosi 180 mm, więc dobieram Re=185MPa oraz xe=1,15 [2].

Obliczam naprężenia dopuszczalne

0x01 graphic

Jak wyraźnie widać naprężenia dopuszczalne są dużo wyższe od naprężeń działających na spoinę. Zachowany został warunek bezpieczeństwa z dużą rezerwą na wypadek znacznego zwiększenia obciążenia na ramieniu manipulatora(praca chwytaka).

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic


4