Привод к скребковому конвееру

     

     Рисунок 4 – Расчётная схема ведущего вала 

     Вертикальная плоскость

     Реакция опор

 

      ∑М_А=0; -F_n1·0,031+ F_r1·0,054-R_BY·0,108 =0;

     ∑М_В=0; -F_n1·0,139-F_r1·0,054+R_АY·0,108 =0;

     

       

     Проверка: 

     ∑F_i=-F_n1+R_АY-F_r1+R_BY=-780+355-1158+1583=0 

     Изгибающие  моменты в сечениях вала 

       

     Строим  эпюру М_х

     Горизонтальная  плоскость

     Реакции опор 

     R_АХ = R_ВХ =F_t1/2=2872/2=1436 Н 

     Изгибающие  моменты в сечениях вала 

        

     Строим  эпюру М_у

     Определяем  суммарный изгибающий момент в сечении  вала по формуле 

        (8.1)

     

       

     Крутящий  момент 

     Т=Т₂=82,9 Нм 

     Вал ведомый

     Исходные  данные 

     Т₃= 321,7Нм;

     F_t2= F_t1=2872 Н;

     F_r2= F_r1=1158 Н;

       

     

     Рисунок 5 – Расчетная схема ведомого вала

 

      Вертикальная плоскость 

     R_DY= R_CY=F_r2/2=1158/2=579 

     Изгибающие  моменты в сечениях вала 

       

     Строим  эпюру М_у

     Горизонтальная  плоскость 

       

     Проверка: 

       

     Изгибающие  моменты в сечениях вала 

       

     Определяем  суммарный изгибающий момент в сечении вала

 

       

     Крутящий  момент  

     Т=Т₃=321,7 Нм 

     9. Подбор подшипников качения 

     Вал ведущий 

     Предварительно  принимаем шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии 207 по ГОСТ 8338-7, С_r=20,1 кН; С_оr=13,9кН

     Определяем  коэффициент влияния осевого  нагружения 

        (9.1) 

     Принимаем коэффициенты по таблице 9.3 [1; с.133])

     Х=0,56 - коэффициент радиальной нагрузки;

     Y=1,31 - коэффициент осевой нагрузки;

     е=0,34 - коэффициент осевого нагружения;

     V=1 – коэффициент вращения

     Определяем  осевые составляющие радиальной нагрузки 

        (9.2)

     

     

     

     

       (9.3)

     

         (9.4) 

     Определяем  эквивалентную нагрузку 

       (9.5)

        (9.6) 

     где - температурный коэффициент

      - коэффициент безопасности 

       

     Определяем  динамическую грузоподъемность 

      ,  (9.7) 

     где ,рад/с- угловая скорость на валу;

      ,ч- расчетная долговечность

 

      , 

     Подшипник пригоден

     Расчетная долговечность 

     

       

     Вал ведущий 

     Предварительно  принимаем шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии 209 по ГОСТ 8338-7, С_r=2571 кН; С_оr=18,9кН

     Определяем  коэффициент влияния осевого  нагружения 

       

     Принимаем коэффициенты по таблице 9.3 [1; с.133])

     Х=0,56 - коэффициент радиальной нагрузки;

     Y=1,3 - коэффициент осевой нагрузки;

     е=0,33 - коэффициент осевого нагружения;

     V=1 – коэффициент вращения

     Определяем  осевые составляющие радиальной нагрузки

 

       

     Определяем  эквивалентную нагрузку 

       

     где - температурный коэффициент

      - коэффициент безопасности 

       

     Определяем  динамическую грузоподъемность 

      , 

     где ,рад/с- угловая скорость на валу;

      ,ч- расчетная долговечность

 

      , 

     Подшипник пригоден

     Расчетная долговечность 

     

       

     10. Проверочный расчет валов на выносливость 

     Уточненные  расчеты на сопротивление усталости  отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояние поверхности. Расчет выпоняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [S] =1,5-2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушение вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля.

     Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вычисляют коэффициент  S: 

         (10.1) 

     где S_σ и S_τ– коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжением, определяемые по зависимостям

 

         (10.2) 

     Здесь и – амплитуды напряжений цикла; и - средние напряжения цикла ; и - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения.

     В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному  циклу: и , а касательные напряжения –по отнулевому циклу : и

     Тогда 

       (10.3) 

     Напряжение  в опасных сечениях вычисляют  по формулам 

       (10.4) 

     где - результирующий изгибающий момент, Н·м; М_к – крутящий момент ( М_к = Т), Н·м; W и W_к – моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении, мм³

     Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении: 

       (10.5)

 

      где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (таблица 10.2 [2; с.163]); и - коэффициенты снижения предела выносливости.

     Значения  и вычисляют по зависимостям: 

       (10.6)

      , (10.7) 

     где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений; и - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения (таблица 10.7 [2; с.170]); и - коэффициенты влияния качества поверхности (таблица 10.8 [2; с.170]); - коэффициенты влияния поверхностного упрочнения (таблица 10.9 [2; с.170]);

     Коэффициенты  влияния асимметрии цикла для  рассматриваемого сечения вала 

      , (10.8) 

     где - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений (таблица 10.2 [2; с.163]).

     Вал ведомый. Сечение 2-2 – место установки зубчатого колеса на вал d=55мм; колесо посажено с натягом концентрат напряжений гарантирован натягом. Материал валов – сталь 45

     Напряжение  в опасном сечениях

 

       

     Пределы выносливости в рассматриваемом сечении 

      ,

     

     

     

     

     где

     

     

     

 

      Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям 

     

     

     

     

       

     Коэффициент запаса прочности 

       

     11. Выбор типа смазывания 

     Смазывание  зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны V из расчета 0,4… 0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности: V=2,32·(0,4…0,8)=1,44…2,88 дм³

     По  таблице 10.21 [ 1.,с.255] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σ_НР=466 МПа и скорости υ =0,76 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равно 34· 10^-6 м²/с. По таблице 10.21 [1.,с.255] принимаем сорт масла И-Г-А 32

     (индустриальное- для гидравлических систем – масло без присадок – класс кинематической вязкости 32, по ГОСТ 17479.4-87).

     Определение уровня масла.При окунании В масляную ванну колеса 

     m<h_m<0,25d₂   (11.1)

     2< h_m<0,25·224=56 мм 

     Камеры  подшипников заполняем вручную смазочным материалом при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет. Смену смазочного пластинчатого материала производят при ремонте. Принимаем смазочный пластинчатый материал УТ -1. 

     12. Выбор посадок 

     Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в таблице 10.13 [ ]