Определение реакций в плоскости ОХZ

5.4      Определение реакций в плоскости ОХZ

 SМА=0

R_BX=(F_M (l-l₁)- Ft (l₁-l₂))/l₁=(41,667*3,0- 250*1,5)/3,0= -83,33 H

 SМB=0

R_AX =(F_M l- Ft l₂)/l₁=(41,667_*6- 250_*1,5)/3,0= -41,667 H

5.5      Определение реакций в плоскости OYZ

SМА=0

R_BY=(Fr(l₁ –l₂)- Gг(l₁- l₂))/l₂ ,

где Gг- горизонтальная проекция веса материала передаваемого по винту

При определении веса материала, находящегося в шнеке, пользуемся формулой из источника 3: G=(p/4)(D²-d_вала²)Lg_0*w_н;

где g₀-вес единицы объема транспортируемого материала: принимаем g₀=0,147 т/м³ согласно источнику 3; w_н-коэффициент наполнения объема шнека;

G=(3,14/4)(0,16²-0,051²) 6_*0,147_*0,3=0,00478 кH=4,78 H

Gг=G_* cos w =4,78_*cos10⁰ =4,707

R_BY=(120_*1,5- 4,707_*1,5)/3,0=57,65 H

 SМB=0

R_AY =(Fr l₂- Gг l₂)/l₁=(120_*1,5- 4,707_*1,5)/3,0=57,65 H

5.6.        Построение эпюр напряжений рис. 10

5.7.        Расчет вала на выносливость

s_FA=4(F_oc + G_B)/pD²=4(430,12+ 4,78_*sinw)/3,14_*0,16²=2,14_*10⁴

s_u =T / W_oc= M_xz²+ M_yz²/0,1D³=3,71_*10⁵

s_max=s_u+s_FA=3,93_*10⁵ H

s_min=-s_u+s_FA= -3,496_*10⁵ H

t_a=t_w=t_max/2=T/2W_P=2,44_*10⁴ H; W_p=0,2D³

Определим коэффициент запаса для вала винта

 S=(S_t*S_s)/ S_t²+S_s²  /[S]=1,5…2,0

S_s=s_-1/(k_s*s_a/(e_Me_пb)+c_s*s_M),

S_t=t_-1/(k_t*t_a/(e_Me_пb)+c_t*t_M),

где s_-1, t_-1-приделы выносливости материала; k_s, k_t-коэффициенты концентрации напряжений; e_M- коэффициент учитывающий масштабный фактор; e_п- коэффициент учитывающий поверхностный фактор; c_s, c_t- коэффициентs учитывающие ассиметрию цикла изменения напряжений; b- коэффициент учитывающий упрочнение поверхности.

Все эти коэффициенты приняли согласно справочной литературе для марки материала винта.

Материал винта	s-1 , МПа	t-1 , МПа	tТ , МПа	sТ , МПа	HB
Сталь 45	350	210	300	550	200…240

e_M=0,75; e_п=0,85; c_s= 0,1; c_t=0,05; k_s=1; k_t=1; b=1.

s_a=(s_max +s_min)/2=2,17_*10⁴

s_m=(s_max +s_min)/2=3,71_*10⁵

S_s=350_*10⁶/(2,17_*10⁴/(0,75_*0,85)+0,1_*3,71_*10⁵)=4919,9

S_t=210_*10⁶/(2,44_*10⁴/(0,75_*0,85)+0,005_*2,44_*10⁴)=5469,25

 S=(4919,9_* 5469,25)/ 4919,9 ²+5469,25²  =36,57>[S]

Вывод: выносливость вала обеспечена.

5.8.        Расчет вала на статическую прочность.

 S_sТ=s_Т/s_max =550_*10⁶/3,93_*10⁵=1399,49

 S_tТ=t_Т/t_max=300_*10⁶/2_*2,44_*10⁴=6147,54

S_T=(1399,49_*6147,54)/ 1399,49²+6147,54² =13,64>[S_T]=1,5…2,0

Вывод: статическая прочность вала обеспечена.

5.9.        Расчет подшипника на валу винта

На валу винта, в концевой опоре, установлен подшипник роликовый - упорный под диаметр & 45 №2007108А

5.9.1.    Расчет подшипника на долговечность.

В основе расчета лежит экспериментальная зависимость:

L=(C/F)^a, млн/об,

где, L-долговечность подшипника в миллионах оборотов; С - динамическая грузоподъемность (задается в каталоге) [Ист.1 стр. 176]

С=49500 H; F-приведенная нагрузка на подшипник; a- показатель степени (для роликовых a=3,33) e=1,314- коэффициент зависящий от типа подшипника.

Нахождение приведенной нагрузки на подшипник

R = R_ax² + R_ay² = 41,667²+57,65² =71,13

 При вращении внутреннего кольца k_k=1,0

 Проверим условие: F_oc/(R_*k_k)«e

430,12/(71,13_*1)=6.046>e=1,314

Значит, приведенная нагрузка на подшипник равна: F=(XR_* k_k +Y_* F_oc) k_{b *}k_T =(1,2_*71,13+430,12_*0,85) 1,1_*1=496,05

Данные по коэффициентам взяты из 5-го источника

L=(49500/496,05 )^3,33=4538742,567

L_H=L_*10⁶/60_*n=4538742,567_*10⁶/60_*60=1,261_*10⁹ часов

5.9.2.Расчет подшипника скольжения

Определим V –окружную скорость на шейке вала, по формуле:

V=(p d_p n)/60_*1000,

где d_p- диаметр подшипника; n- частота вращения шпинделя, мин^-1

V=(3,14_*45_*60)/60000=0,14 м/с.

Удельная нагрузка на подшипник МПа.

P=100F/d_pl_p£ [P]=2-10 МПа

R= R_вx² + R_вy² = 83,33 ²+57,65² =101,328

Так как действует осевая сила значит формула определения приведенной нагрузки на подшипник такая – же как и в предыдущем случае:

F=(XR_* k_k +Y_* F_oc) k_b k_T =(0,9_*101,328+0,85_*430,12) 1,1_*1=502,477

P=100_*502,477/55_*75=7,08 < [P]

 

PV£ [PV]=4-10 Мпа м/с

7,08_*0,14=0,99 < [PV]

Ссылка на расчет в источнике 1. том 2. Стр.32

Вывод: Все условия соблюдены.

 

Список использованной литературы:

1.         Анурьев В.И. “Справочник - Машиностроителя” в 3-х томах. т. 3 – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение., 82.

2.         Волков Р.А. “Конвейеры: Справочник”/ Под общей редакцией Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. 367с., с ил.

3.         Григорьев А.М. “Винтовые конвейеры”/ М.: Машиностроение., 1972. 184 с.: ил.

4.         Дунаев В.И. “Конструирование узлов и деталей машин”/ М.: Машиностроение. 1984.

5.         Длоугий В.В. “Приводы машин: Справочник”/ В.В. Длоугий, Т.И. Муха: Под общей ред. В.В. Длоугого – 2-е изд. перераб. и доп.- Л.: Машиностроение., Ленинградское отделение, 1982. – 383 с.: ил.

6.         Зенков Р.Л. и д.р. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности “Подъемно – транспортные машины и оборудование.” / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов,- 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение., 1987. – 432 с.: ил.

7.         Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. “Машиностроительное черчение: Справочник”/ Л.: Машиностроение., Ленинградское отд-ние, 1986. – 447с.: ил.

8.          Спиваковский А.О., Дьячков В.К. “Транспортирующие машины: Учебное пособие для машиностроительных вузов”/ 3-е изд. перераб. и доп. –М: Машиностроение., 1983. – 487 с.: ил.