化工机械作业.docx
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化工机械作业
BC及BD的受力大小。
设BC、BD与水平夹角为60°C
2.
桅杆式起重机由桅杆
D、起重杆AB和钢丝BC用铰链A连接而组成
P=20KN,试
求BC绳的拉力与铰链A的反力(AB杆重不计)
3.起吊设备时为避免碰到栏杆,
施一水平力P,设备重G=30KN,求水平力P及绳子拉
力T。
4.
悬臂式壁架支承设备重
P(KN),壁架自重不计,求固定端的反力
5.化工厂的塔设备,塔旁悬挂一侧塔。
设沿塔高受风压q(N/m),塔高H(m),侧塔
与主塔中心相距为e(m),主塔重Pi(KN),侧塔重P2(KN)。
试求地面基础处的支座
A
JTk
1'
■
—*
Hp
■
Fi
十
1
亠
1
2
制
6.
梯子由AB与AC两部分在A处用铰链联结而成,下部用水平软绳连接如图放在光滑
面上。
在AC上作用有一垂直力P。
如不计梯子自重,当P=600N,:
.=75C,h=3m.
a=2m时,求绳的拉力的大小。
.7试用截面法求各杆件所标岀的横截面上的内力和应力。
杆的横截面面积
2
A为250mm,
P=10KN
8.一根直径d=3mm,长L=3m的圆截面杆,承受轴向拉力P=30KN,其伸长为AL=2.2mm。
试
求此杆横截面上的应力与此材料的弹性模量E。
参考答案
9.一根钢杆,其弹性模量E=2.1xi05MPa,比例极限<Tp=210MPa;在轴向拉力P作用下,纵向
线应变=0.001。
求此时杆横截面上的正应力。
如果加大拉力P,使杆件的纵向线应变增加到
■=0.01,问此时杆横截面上的正应力能否由虎克定律确定,为什么?
10.两块Q235-A钢板用E4301焊条对焊起来作为拉杆,b=60mm,:
=10mm。
已知钢板的许用应
力[;「]=160MPa,对接焊缝许用应力[门=128MPa,拉力P=60KN。
试校核其强度。
11.
已知反应釜端盖上受气体内压力及垫圈上压紧力的合力为400KN,其法兰联接选用Q235-A钢
制M24的螺栓,螺栓的许用应力[;「]=54MPa,由螺纹标准查岀M24螺栓的根径d=20.7mm,试计算需要多少个螺栓(螺栓是沿圆周均匀分布,螺栓数应取4的倍数)。
12.
简易支架可简化为图示的铰接三角形支架ABC。
AB为圆钢杆,许用应力[二]=140MPa;BC
为方木杆,许用应力[;:
]=50MPa。
若载荷P=40KN,试求两杆的横截面尺寸。
P=2MPa,油缸内径D=75mm,活塞杆直径d=18mm,已知活塞
杆的[㈡=50MPa,试校核活塞杆的强度
参考答案
1-13.解:
横截面上的应力:
pp2
a=—===-=j=-=480
s町_叱£14x607宁艮14x001胪
」-MPa
0>[□]=50
因为:
^MPa,所以该活塞杆的强度不够。
14
卧式容器,支承在支座A和B上,容器总重G=500KN,作用于中点,两支座A、B的垫板
之截面均为长方形,边长a:
b为1:
4,若支座下的基础的许用应力[㈡=1MPa,试求垫板截面所
需的尺寸
16.一卧式贮耀,内径为1600mm,壁厚20mm,圭寸头高H=450mm;支座位置如图,L=8000mm,
a=1000mm。
内贮液体,包括贮罐自重在内,可简化为单位长度上的均布载荷q=28N/mm简
化图如(b)°求罐体上的最大弯矩和弯曲应力。
17.悬臂管道托架上,支承管道重P=8MPa,l=500mm,梁用10号工字钢,材料的弯曲许用应力
[;「]=120MPa。
问工字梁的强度是否足够。
18.分馏塔高H=20m,塔内径为'1000mm,壁厚6mm,塔与基础的固定方式可视为固端,作用在塔
体上的风载荷分两段计算,qi=420N/m,q2=600N/m。
求风力引起的最大弯曲应力
19.一卧式容器筒体部分,总重40KN,支撑在容器焊接架的托轮上,已知支承托轮A、B两轴的
直径d=50mm,材料的弯曲许用应力[㈡=120MPa。
试校核该轴的强度
的材料的许用应力[G=150MPa。
试设计I-I及II-II截面的尺寸
21.横梁设计为矩形截面h/b=3:
1,许用应力[<|=160MPa,求此梁的最大挠度和最大转角。
钢
材的弹性模量E=2.0xiO5MPa。
图中P=20KN,q=10KN/m,l=4m。
参考答案
22.销钉联接,已知P=18KN,板厚ti=8mm,2=5mm,销钉与板的材料相同,许用剪应力[J=60MPa,许用挤压应力[;「jy]=200MPa,销钉直径d=16mm,试校核销钉强度。
23.齿轮与轴用平键联结,已知轴直径d=70mm,键的尺寸b>hx|=20X12X100(mm),传递的力
偶矩m=2KN・m,键材料的许用应力[]=80MPa,[;「jy]=200MPa,试校核健的强度。
24.已知圆轴输入功率Na=50KW,输岀功率Nc=30KW,Nb=20KW。
轴的转速n=100转/分,
[]=40MPa,[]=0.5/m,G=8.0XO°MPa。
设计轴的直径d.
参考答案1-24解:
销钉所受的的最大剪应力为:
P/2P/2lSxio3/2“r
t血==——n——=q—=49.S
\:
MPa1
销钉所受的的最大挤压应力为:
25.某搅拌轴材质为45号钢,其许用应力[]=31MPa,轴的n=20r/min,传递功率为N=5KW。
试
求此实心轴的直径
26.某化工厂的螺旋输送机,输入功率为7.2KW。
现拟用外径D=50mm、内径d=40mm的热轧无
缝钢管做螺旋的轴,轴的转速n=150r/min,材料的扭转许用剪应力[.]=50MPa,问强度是否足够?
27.某反应器的搅拌轴由功率N=6KW的电动机带动,轴的转速n=40r/min,由'89X10(外径89mm,
壁厚10mm)制成,材料的许用剪应力[-]=50MPa。
试校核电动机输岀额定功率时轴的强度。
28.—带有框式搅拌桨叶的主轴,其受力情况如图所示。
搅拌轴由电动机经过减速箱及圆锥齿轮带
动。
已知电动机的功率为2.8KW,机械传动的效率为85%,搅拌轴的转速为5r/min,轴的直径
为d=75mm,轴的材料为45号钢,许用剪应力为[.]=60MPa。
试校核轴的强度
29.试求图示单元体内主应力的大小及方向,并在它们的中间绘岀仅受主应力作用的单元体。
3试求图示各单元体内主应力的大小及方向,并在它们中间绘岀仅受主应力作用的单元体。
0参考答案
1-30(c)解:
主应力为:
6=[(匹+J)+g隔-请+砰=1(-20+30)+!
7(-20-30)2_+4x20a二37
MPa
o2=—(口肚+——口孑十+1兀j=—20+30)一w“J[—20-30)^*+4x20=—27
22lijLj
MPa
受主应力作用的单元体如下图中的蓝色线条所表示的:
3链环由直径d=20mm的圆钢制成,距离a=50mm。
钢材的许用应力[G=1OOMPa。
如果图示链环
P为多大?
1有缺口,其许可拉力P为多大?
如果将缺口焊好,则其许可拉力
3
手摇铰车如图所示。
轴的直径d=30mm,材料为Q235钢,[曰=80MPa。
试按第三强度理论求铰
2
车的最大起重量P。
3
电动机的功率为9KW,转速为715r/min,皮带轮直径D=250mm,主轴外伸部分|=120mm,主轴
3
直径d=40mm。
若[G=60MPa,试用第三和第四强度理论来校核主轴的强度。
3
千斤顶的螺杆由Q235-A钢制成,内径di=32mm,最大升高l=30mm。
若起重量P=50KN,两端
4
支座看成上端自由、下端固定,许用应力[;「]=160MPa,用折减系数法校合其稳定性。
3
铸铁管外径D=200mm,内径d=120mm,长|=3000mm,两端看成铰链支座。
铸铁的许用应力
5
[■q=80MPa。
求此管最大许可压力。
1-1AC
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