Определить перепад температур по высоте сечения бандажа, изготовленного из стали 35Л.

Исходные данные. Температура корпуса под бандажом t_к = 330 º С, сечения бандажа: h_б = 0, 4 м, b = 1 м, высота подкладок h_п = 0, 09 м, радиальный зазор между бандажом и подкладками δ _з = 0, 001 м, коэффициент теплопроводности бандажа λ _б = 50, 66 Вт/(м·º С), стали подкладок λ _п = 52, 3 Вт/(м·º С), воздуха λ _в = 0, 025 Вт/(м·º С), коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности бандажа в окружающую среду α _б = 12 Вт/(м²·º С).

 

Таблица 22 – Значения изгибающих моментов в бандаже.

J2, …º	Mj2, кН·м	J2, …º	Mj2, кН·м
0 20 45 60 90	0, 180 0, 135 -0, 042 -0, 190 -0, 056	135 140 150 170 180	-1, 08 0, 03 2, 24 -1, 09 -2, 71

 

Решение. Эквивалентное термическое сопротивление из выражения (56)

тогда Ф_экв = 1/210, 925 = 0, 0047 м²·º С/Вт.

Симплекс

 

 

температура внутренней поверхности бандажа

где

 

Рисунок 27 – Эпюра изгибающих моментов в бандаже.

 

Температура наружной поверхности бандажа

 

Перепад температур в бандаже

 

3.2.5 Произвести расчёт температурных напряжений и определить запас выносливости n_min в сечении j₂ = 180º бандажа барабанного аппарата.

Исходные данные. Наружный диаметр бандажа D_н.б = 2730 мм, высота бандажа h = 140 мм, ширина бандажа b = 200 мм, изгибающий момент сечения бандажа в месте установки опор M_j2=150 = -3, 35·10⁴ Н·м, материал бандажа – сталь 35Л, коэффициент линейного расширения α _t = 11, 9·10^-6 1/º С, модуль упругости Е = 2, 01·10⁵ МПа перепад температур в бандаже ∆ t_б = 57 º C, коэффициент Пуассона μ = 0, 3, предел выносливости σ _-1 = 200 МПа.

Решение. Внутренний диаметр бандажа

D_в.б = D_н.б – 2h = 2730 - 2·140 = 2450 мм = 2, 45 м.

Момент сопротивления бандажа

Максимальное напряжение в сечении бандажа под опорой (j₂ = 150º ):

на наружной поверхности

на внутренней поверхности

Напряжение в бандаже от температурного перепада:

на наружной поверхности по формуле (52)

 

на внутренней поверхности по формуле (53)

Напряжения на наружной поверхности бандажа согласно (58) – (59):

максимальное

минимальное

среднее

амплитуда напряжений

Напряжения на внутренней поверхности бандажа по формулам (62) – (63):

минимальное

максимальное

среднее

амплитуда напряжений цикла

коэффициент концентрации напряжений стыковых швов с полным проваром для стали 35Л, из которой изготовлен бандаж, К_σ =1, 2.

Коэффициент чувствительности материала бандажа к асимметрии цикла принимаем ψ _σ =0, 1.

Коэффициент состояния поверхности для стали 35Л согласно таблицы 20 ε _п = 0, 84.

Коэффициент влияния размеров поперечного сечения бандажа на сопротивление усталости принимаем согласно таблицы 21 ε _м = 0, 644.

Коэффициент запаса прочности:

на наружной поверхности

на внутренней поверхности

нормативный коэффициент запаса прочности по формуле (69)

[n_min] = [n₁] [n₂] [n₃] = 1, 3·1, 5·1, 3 =2, 53.

где [n₁] = 1, 3 – при средней точности определения нагрузок и напряжений; [n₂] = 1, 5 – нижнее значение коэффициента, учитывающего неоднородность материала бандажа – сталь 35Л; [n₃] = 1, 3 – при средней степени ответственности детали. Так как условие (68) выполняется:  и  то выносливость бандажа при заданных нагрузках обеспечена.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: