Навигация
2.2.3 Расчет подъемного вала
Подъемный вал рассчитываем, ориентируясь на размеры вала прототипной лебедки ЛБУ-1100 ([3], с.476) по методике, приведенной в ([3], с.476-477, табл. 1П).
Чертеж вала показан на рисунке Приложения Б.
Схема нагружения подъемного вала и эпюры изгибающих и крутящих моментов см. на рис. 2.3. Величины изгибающих и крутящих моментов приняты пропорциональными величинам, приведенным на эпюрах моментов прототипного вала ([3], рис.21П) и увеличены в соответствии изменением размеров барабана и натяжения ходовой струны каната.
Материал вала по ([3], с.476)-сталь марки 34XН1М, термообработка—до твердости НВ 217—269; механические свойства: предел прочности на растяжение-сжатие σв = 780 МПа; предел прочности на кручение τв = 650МПа.
Приведем подробно расчет для сечения А-А. Проверочный расчет остальных опасных сечений вала сведем в таблицу 2.1.
Примем предварительно диаметр вала в сечении А-А dА-А=280 мм.
Определяем экваториальный момент сопротивления сечения
(2.2.3.1)
где Кх - коэффициент ослабления сечения.
По ([3], табл. III.3) Кх=1,0 как для вала с одним шпоночным пазом.
Рисунок 2.2 Схема нагружения подъемного вала и эпюры изгибающих моментов
Определяем полярный момент сопротивления сечения
(2.2.3.2)
где К0- коэффициент ослабления сечения.
По ([3], табл. III.3) К0=1,0 как для вала с одним шпоночным пазом.
Номинальные напряжения изгиба
(2.2.3.3)
Номинальные напряжения кручения
(2.2.3.4)
Запас прочности при изгибе
(2.2.3.5)
Запас прочности при кручении
(2.2.3.6)
Общий запас на статическую прочность
(2.2.3.7)
Допускаемый запас прочности найдем по ([3], табл. 2П) [S]=3,2.
Принимаем цикл напряжений изгиба симметричным, тогда амплитуда напряжений при изгибе, σа=σ=62,44 МПа, среднее напряжение σm=0.
Принимаем цикл напряжений кручения асимметричным, тогда амплитуда напряжений при кручении τа=τ/2=13,8 МПа, среднее напряжение τm=τ/2=13,8МПа.
Коэффициент концентрации напряжений при изгибе Кσ : от влияния шпоночного паза Кσ = 2,25 ([3], рис. 12П); от влияния напрессовки Кσ=6,15([3], табл. III.1). Принимаем Кσ = 6,15.
Коэффициент концентрации напряжений при кручении Кτ : от влияния шпоночного паза Кτ = 2,15 ([3], рис. 13П); от влияния напрессовки Кτ=4,42([3], табл. III.1). Принимаем Кτ = 4,42.
Коэффициент, учитывающий масштабный эффект Кd =0,52 ([3], рис. III.5).
Коэффициент, учитывающий состояние поверхности Кf=1,15 ([3], рис.III.6).
Коэффициент упрочнения при обкатке роликами Кv=2,2 ([3], табл. III.2).
Коэффициент снижения предела выносливости:
-при изгибе 
(2.2.3.8)
-при кручении 
(2.2.3.9)
Предел выносливости стали марки 34ХН1М по ([3], табл. III.5):
-при изгибе 
(2.2.3.10)
-при кручении 
(2.2.3.11)
Коэффициент эквивалентности по ([3], табл. 2П): при изгибе Кэσ=0,5; при кручении Кэτ=0,5.
Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла по ([3], табл. III.5): при изгибе ψσ=0,1; при кручении ψτ=0,05.
Запас прочности по переменным напряжениям:
-при изгибе 
(2.2.3.12)
-при кручении 
(2.2.3.13)
Общий запас прочности по переменным напряжениям
(2.2.3.14)
Допускаемый запас прочности по переменным напряжениям [n]=1,6 ([3], табл. 2П).
Диаметры других участков валов назначаем конструктивно.
Таблица 2.1 Расчет опасных сечений подъемного вала.
| Параметр | Единица измерения | Обоз-начение | Способ определения | Результаты расчета для сечений вала | ||||||||||
| Д-Д | В-В | С-С | Б-Б | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||
| Диаметр сечения | 10-3м | d | 220 | 225 | 235 | 270 | ||||||||
| Коэффициенты ослабления сечения: -экваториальный -полярный | - | Кх К0 | По ([2], табл. III.3) | 1,08 1,12 | 1 1 | 1 1 | 1 1 | |||||||
| Момент сопротивления: -экваториальный -полярный | 10-3м3 | Wи Wк | (2.2.3.1) (2.2.3.2) | 1,128 2,340 | 1,118 2,235 | 1,273 2,547 | 1,931 3,863 | |||||||
| Изгибающий момент | кН*м | Ми | Рис 2.2 | - | - | 69,7 | 112,3 | |||||||
| Крутящий момент | кН*м | Мк | Рис 2.2 | 119 | 119 | 119 | 82,4 | |||||||
| Номинальные напряжения: изгиба кручения | МПа | σ τ | (2.2.3.3) (2.2.3.4) | - 50,85 | - 53,24 | 54,75 46,72 | 58,16 21,33 | |||||||
| Запас прочности при: изгибе кручении | - | Sσ Sτ | (2.2.3.5) (2.2.3.6) | - 12,78 | - 12,21 | 14,25 13,91 | 13,41 30,47 | |||||||
| Общий запас на статическую прочность | - | S | (2.2.3.7) | 12,78 | 12,21 | 9,95 | 12,27 | |||||||
| Допускаемый запас прочности | - | [S] | По ([2], табл. 2П) | 3,2 | 3,2 | 3,2 | 3,2 | |||||||
| Амплитуда напряжений при: изгибе кручении | МПа | σа τа | - 25,4 | - 26,6 | 54,75 23,4 | 58,16 10,7 | ||||||||
| Среднее напряжение при: изгибе кручении | МПа | σm τm | - 25,4 | - 26,6 | 0 23,4 | 0 10,7 | ||||||||
| Коэффициент концентрации напряжений при изгибе: шпоночный паз напрессовка | - | Кσ | ([2], рис. 12П) ([2], табл. III.1) | - - | - - | - 6,15 | - 6,15 | |||||||
| Коэффициент концентрации напряжений при кручении: шпоночный паз напрессовка | - | Кτ | ([2], рис. 13П) ([2], табл. III.1) | 2,15 4,42 | - 4,42 | - 4,42 | - 4,42 | |||||||
| Коэффициент, учитывающий масштабный фактор | - | Кd | ([2], рис. III.5) | 0,52 | 0,52 | 0,52 | 0,52 | |||||||
| Коэффициент, учитывающий состояние поверхности | - | Кf | ([2], рис.III.6) | 1.15 | 1,15 | 1,15 | 1,15 | |||||||
| Коэффициент упрочнения от обкатки роликами | - | Кv | ([2], табл. III.2) | 2,2 | 2,2 | 2,2 | 2,2 | |||||||
| Коэффициент снижения предела выносливости: при изгибе при кручении | - | Ки Кк | (2.2.3.8) (2.2.3.9) | - 4 | - 4 | 5,5 4 | 12,1 4 | |||||||
| Предел выносливости стали марки 34ХН1М при: изгибе кручении | МПа | σ-1 τ-1 | (2.2.3.10) (2.2.3.11) | 367 211 | 367 211 | 367 211 | 367 211 | |||||||
| Коэффициент эквивалентности: при изгибе при кручении | - | Кэσ Кэτ | ([2], табл. 2П) | 0,5 0,5 | 0,5 0,5 | 0,5 0,5 | 0,5 0,5 | |||||||
| Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла при: изгибе кручении | - | ψσ ψτ | ([2], табл. III.5) | 0,1 0,05 | 0,1 0,05 | 0,1 0,05 | 0,1 0,05 | |||||||
| Запас прочности по переменным напряжениям: при изгибе при кручении | - | nσ nτ | (2.2.3.12) (2.2.3.13) | - 4,05 | - 3,87 | 2,44 4,41 | 2,29 9,62 | |||||||
| Общий запас прочности по переменным напряжениям | - | n | (2.2.3.14) | 4,05 | 3,87 | 2,13 | 2,23 | |||||||
| Допускаемый запас прочности по переменным напряжениям | - | [n] | ([2], табл. 2П) | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | |||||||
Похожие работы
... Выбор дизель-электростанции производится по коэффициенту загрузки Кз = 0,7. , (2.29) где n = 1 число дизель-электростанции При n= 3 Выбираем три АС-630/51-АН дизель-электростанции. На буровой установке устанавливаем три дизель-электростанции АС-630/51-АН, повышающий трансформатор 0,4/6 кВ для питания двигателя буровой лебедки. Резервное питание обеспечивается с ...
... устья и дна моря вокруг консервируемой скважины с целью обнаружения навигаци-онных опасностей и составить акт водолазного осмотра устья сква-жины, после чего снять буровую установку с точки бурения. При временной консервации скважины, в открытом стволе ко-торой отсутствуют газонефтеводонасыщенные объекты, необходимо: -- заполнить интервал открытого ствола скважины КСЖ, па-раметры которой ...
... . Необходимость в цементировании "хвостовиков" или секций обсадных колонн возникает, если в конструкции скважины предусмотрен спуск колонны в виде "хвостовиков" или секций [2]. Выбираем простейший, наиболее технологичный и распространенный на данном месторождении и в Западной Сибири способ прямого цементирования, который предполагает доставку тампонажной смеси в затрубное пространство через ...
... .страх, грн 0,96 Стоимость материалов, грн 3.95 Стоимость энергии, грн 0,77 Амортизационные отчисления, грн 0,24 Себестоимость 1 т. руды 8.32 Специальная часть. 2. Подготовка и организация массового взрыва в блоке 2.1 Понятие о массовом взрыве в шахте Очистка отбойка выполняется большим количеством зарядов, число которых ограничивается устойчивостью кровли, размерами залежи и ...
0 комментариев