Расчет резинового конуса

Задача - спроектировать резиновый конус с заданной жесткостью, расчет которой был произведен ранее в разделе. Спроектированный резиновый конус должен удовлетворять условиям прочности при максимально возможных рабочих нагрузках.

Предварительный выбор параметров резинового конуса производится в соответствии по следующими размерам:

средний радиус большого основания конуса R_c = 0,1 м;

средний радиус малого основания конуса г_с = 0,014 м;

толщина стенки конуса = 0,067 м;

угол между образующей боковой поверхностью и осью конуса = 15;

Длина образующей конуса l;

Коэффициент формы К_ф рассчитывается по формуле:

где - площадь нагружения, м²;

- площадь выпучивания, м²;

Модуль упругости резины при сжатии Е_сж, МПа, существенно зависит от способа закрепления торцов и коэффициента формы к_ф резинового элемента, что выражается следующим коэффициентом к_сж:

Где к_{ф -} коэффициент формы, представляющий собой отношение площади опорной поверхности одного торца к площади свободной боковой поверхности резины;

m - коэффициент зависящий от вида соединения резиновой детали с металлической арматурой и коэффициента трения опорных поверхностей резины по арматуре.

В расчете принимаем m=1, 5 т.к. резиновые конусы не прикреплены к стальным поверхностям, между которыми они располагаются.

Модуля упругости на сжатие Е_сж рассчитывается по следующей формуле:

где Е - модуль упругости резины

Жесткость , кН/м, проектируемого резинового конуса можно определить по следующей формуле:

где

- площадь боковой поверхности усеченного конуса;

G - модуль упругости при сдвиге.

При этом жесткость проектируемого конуса и жесткость заданного конуса должны отличаться между собой не более чем на 3%

Результаты расчета можно считать удовлетворительными, если полученные максимальные напряжения при сжатии и сдвиге , МПа при длительной динамической нагрузке не превышают [] и []:

где - относительное удлинение при сжатии;

- статический прогиб резинового конуса,

- высота усеченного конуса, м;

- площадь боковой поверхности усеченного конуса, м²;

Рис.12 Резиновый конус