Расчёт рубашек трубчатых валов

Расчёт валов на прочность заключается в определении напряжений, возникающих от различного вида нагрузок и сравнение их с допускаемыми

Из условия прочности рубашки сетковедущего вала имеем:

(10)

 

где [n_{σ i}] – допускаемый запас прочности в опасном сечении по пределу выносливости на изгиб.

Допускаемый запас прочности для пластических сталей легированных и углеродистых – 1, 3;

- для высокопрочных сталей с пониженными пластическими свойствами и высокопрочных чугунов – 1, 3÷ 1, 5;

- для стального литья – 1, 5 ÷ 2, 5;

- для сплавов из цветных металлов – 1, 5 ÷ 2, 0;

- для литья из цветных металлов – 2, 0 ÷ 2, 5

[σ _-1]_D – допускаемый предел выносливости рубашки вала в ослабленном сечении [5];

[σ _-1]_D = (11)

 

(k_σ )_D – коэффициент концентрации напряжений

 

(12)

k_σ ^п – коэффициент учитывающий нарезание резьбы под обрезиновку - 1, 96 (если имеет место облицовка);

ε _σ – масштабный фактор зависит от толщины рубашки вала ≤ 1;

- для легированных сталей при толщине стенок от 15до 40мм масштабный фактор изменяется от 0, 95 до 0, 5;

- для углеродистых сталей при толщине стенок от 15 до 40 мм масштабный фактор изменяется от 0, 95 до 0, 87 мм;

- для чугунов и цветных металлов при толщине стенок от 15 до 40мм масштабный фактор изменяется от 0, 9 до 0, 65мм;

- для легированных сталей при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0, 67 до 0, 6;

- для углеродистых сталей при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0, 72 до 0, 68;

- для чугунов и цветных металлов при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0, 62 до 0, 57

ε _N – коэффициент долговечности ≥ 1 определяется из выражения;

= m , (13)

где N₀ – заданное число циклов нагружения – 10⁷,

N_L – фактическое число циклов нагружения

N_L = 60·n·L, (14)

где n – число оборотов;

L – время работы в часах;

m – показатель степени – 6 ÷ 9

При N_L ≥ N₀ ε _N = 1, 0

 

При определении коэффициента концентрации напряжений, для расчёта на прочность рубашки вала по пределу выносливости в зоне запрессовки патрона, необходимо учесть на этом участке дополнительный источник концентрации напряжений от посадки с натягом. Тогда формула для определения коэффициента концентрации запишется следующим образом [4]:

(15)

где – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений при циклически изменяющихся нагрузках при передаче усилий через прессовую посадку, 1, 5 ÷ 2, 2.

Расчёт на прочность цапф приводных валов

 

Допускаемые напряжения в цапфах при расчёте по пределу выносливости на изгиб, с симметричным циклом изменения напряжений определяются аналогично допускаемым напряжениям в рубашке вала, но с учётом состояния поверхности.

 

[σ _-1]_ц = , (16)

Откуда

(17)

 

где ε _β – коэффициент учитывающий состояние поверхности

Для сталей с σ _в =400 ÷ 800 МПа при тонком шлифовании

ε _β = 0, 98 ÷ 0, 65;

k_σ – эффективный коэффициент концентрации напряжений

Значения некоторых коэффициентов приведены в таблицах 5, 6, 7, 8[1]

 

Таблица5

 

Таблица 6

 

Таблица 7

Таблица 8

 

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении К_σ и К_τ для галтелей

Таблица 9

Фактор концентрации	Кσ	Кτ
σ в, МПа
≤ 700	≥ 1000	≤ 700	≥ 1000
Галтель при:
r/d= 0, 02	2, 5	3, 5	1, 8	2, 1
r//d= 0, 06	1, 85	2, 0	1, 4	1, 53
(D/d = 1, 25….2) 0, 1	1, 6	1, 64	1, 25	1, 35

 

Условием прочности цапф приводных валов является;

 

n_i ≥ [n_i], (18)

 

где n_i – суммарный коэффициент запаса прочности [2];

 

 

, (19)

 

где n_{σ i} – коэффициент запаса прочности на изгиб [2];

 

, (20)

 

n_{τ i} – коэффициент запаса прочности на кручение [2];

 

, (21)

 

Допускаемое напряжение в цапфах от постоянного момента кручения (приводные цапфы) определяется по следующей формуле [2];

 

[τ _кр.]_ц = , (22)

где τ _-1 – предел выносливости материала при кручении;

(k_τ )_ц – коэффициент концентрации напряжений в цапфе с учётом масштабного фактора, коэффициента долговечности и состояния поверхности [2],

, (23)

k_τ – коэффициент эффективной концентрации напряжений при кручении

При отсутствии табличных значений этого коэффициента можно воспользоваться следующей формулой [2]:

k_τ = 1+ (0, 6 ÷ 0, 8) (k_σ - 1) (24)

Остальные значения коэффициентов можно использовать из предыдущего раздела.

Расчёт не приводных трубчатых валов сеточной части не требует определения коэффициента запаса прочности на кручение.

Основные значения допускаемого коэффициента запаса прочности использовать из предыдущего раздела.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I.Расчет подающих трубопроводов системы горячего водоснабжения при отсутствии циркуляции.
2. V. Поэлементный расчет фонда заработной платы.
3. X Расчет стоимости партии сырья
4. А.РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
5. Алгоритм расчета разветвленных цепей переменного тока методом проводимости
6. Анализ расчетов по налогам и сборам в ООО «Спорт-Энерджи».
7. Анализ электрокардиограммы: определение интервалов, зубцов, положения электрической оси сердца в грудной клетке.
8. Аудит расчетов с подотчетными лицами
9. Аудит расчетов с разными дебиторами и кредиторами
10. Бахвалов Н. С. Численные методы. — М.: Наука, 1975.
11. Безналичные расчеты, их виды.
12. Безналичный денежный оборот и принципы организации безналичных расчетов