Определение толщины стенки корпуса дозатора [4]

1. Определение толщины стенки корпуса дозатора [4]

S =  =  = 0,0034 м = 3,4 мм.,

где Dn – наружный диаметр корпуса дозатора, Dn = 0,15 м;

m – запас устойчивости, m = 4,6;

Е – модуль упругости, Е = 200 ГПа;

Е - модуль упругости материала корпуса при температуре 20°С, Е = 210 ГПа;

L – длина корпуса дозатора, L = 1 м.;

С – прибавка на коррозию, С = 0,002…0,004 м.

2. Расчет болта с шестигранной головкой на напряжение растяжения [4].

При вращении болта под действием момента, создаваемого усилием на рукоятке ключа, болт получает затяжку. Стержень болта растягивается усилием затяжки и скручивается моментом Мр в резьбе. Поэтому расчет необходимо вести по приведенному напряжению (оно примерно на 80 % больше напряжения растяжения).

Рисунок 1 – Схема сил, действующих на болт

,

= 1,8 = 35 МПа <=150 МПа

где Q - расчетная осевая нагрузка, Н;

d - внутренний диаметр резьбы болта, мм;

[]- допускаемое напряжение растяжения, МПа.

Далее можно определить коэффициент запаса прочности по формуле:

,

n = = 4,3.

3. Расчет вала на прочность [1,2,3]

Общий коэффициент запаса прочности

S = /.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

=  / 

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

=  /

Вычислим значения и в зависимости от предела прочности  по эмпирическим формулам:

= 0,35 + (70…120)МПа,

 = 0,58 ,

где - предел прочности стали,

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении,

и  - масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений,

 - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости,

- амплитуда циклов нормальных напряжений,

- амплитуда циклов нормальных напряжений,

и - коэффициенты.

= 0,35×700 + 100 = 245 МПа,

= 0,58×700 = 406 МПа,

= = 1,8,

= = 2,32,

S = = 1,44.

Определим номинальные напряжения изгиба и кручения:

= ,

Wн = ( 1- 1,54),

где а – диаметр поперечного отверстия, м.

= ,

Wкн = ( 1- ).

Wн = ( 1- 1,54) = (1- 1,54 ) = 6,6×м³,

= = = 10,6 МПа,

Wкн = ( 1- ) = (1- ) = 1,4× м³,

= = = 42,85МПа.

4. Расчет вала на изгиб и кручение.[1,2]:

Проведем расчета кругового вала кругового поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения (рис. 1).

Примем следующий порядок расчета.

1. Разлагаем все внешние силы на составляющие P1x, P2x,..., Pnx и P1y, P2y,..., Pny.

2. Строим эпюры изгибающих моментов My и My от этих групп сил.

 У кругового поперечного сечения все центральные оси главные, поэтому косого изгиба у вала вообще не может быть, следовательно, нет смысла в каждом сечении иметь два изгибающих момента Mx, и My а целесообразно их заменить результирующим (суммарным) изгибающим моментом (рис. 2).

3. Строим эпюра крутящего момента Мz.

Наибольшие напряжения изгиба возникают в точках k и k’, наиболее удаленных от нейтральной оси (рис. 3), где Wизг — момент сопротивления при изгибе.

В этих же точках имеют место и наибольшие касательные напряжения кручения, где Wр— момент сопротивления при кручении.

Имеем

Учитывая, что Wр=2 Wизг, для эквивалентных напряжений получаем

 ,

 =  = 92 Н м

где М экв— эквивалентный момент .

Тогда условие прочности для вала будет иметь вид

,

σ экв = = 66×Н

Рис.1. Расчетная схема изогнутого и скрученного вала

Рис.2. Формирование результирующего изгибающего момента

Рис.3. Напряженное состояние вала: а) эпюры напряжений б) распределение напряжений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренный дозатор обладает высокими технологическими, энергетическими и прочностными характеристиками.

Кроме того, в этом дозаторе используются высококачественные комплектующие. При изготовлении производится подбор химически стойких материалов контактирующих с фасуемым продуктом, что обеспечивает высокие показатели точности. Для удобства эксплуатации в нем предусматривается плавная регулировка производительности.

Список используемой литературы

1. Голубев А. И. Современные уплотнения вращающихся валов. - М.: Машгиз, 1991. – 324 с.

2. Данилевский В. В. Справочник техника машиностроителя. - М.: Высшая школа, 1962. – 489 с.

3. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. доктора техн. наук проф. Д. Н. Решетова. - М.: Машгиз, 1963. - 56 с.

4. Затворы, дозаторы и питатели (Чертежи общих видов). М.: ГОСИНТИ, 1962. – 38 с.

5. Курочкин А. А. и другие. Дипломное проектирование по механизации переработки сельскохозяйственной продукции. – М.: КолоС, 2006. – 424 с.