Расчет вала АЗОТадувки (~1)

Посмотреть архив целиком

  • Расчет вала.



    Быстроходные валы, вращающиеся в подшипниках скольжения, требуют высокой твердости цапф, поэтому их изготавливают из цементируемых сталей 2 х 13(ГОСТ 5632 –61)с пределом прочности и текучести:



    Σв = 65 Мпа


    Σт = 45 Мпа


      1. Расчет статической прочности, жесткости и устойчивости вала.


    Основными для вала являются постоянные и переменные нагрузки от рабочего колеса.

    На статическую прочность вал рассчитываем по наибольшей возможной кратковременной нагрузке, повторяемость которой мала и не может вызывать усталостного разрушения. Так как вал в основном работает в условиях изгиба и кручения, а напряжение от продольных усилий не велики, то эквивалентное напряжение в наружного вала:




    Где: σн – наибольшее напряжение при изгибе моментом Ми.





    Ĩк – наибольшее напряжение при кручении моментом.





    Wк и Wн – соответственно осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала.





    Для вала круглого сплошного сечения Wк = 2 Wн, в этом случае:




    Где: D – диаметр вала = 5,5 м;


    Запас прочности по пределу текучести




    Обычно Пт = 1,2 – 1,8.




      1. Расчет на усталостную прочность.


    На практике переменная внешняя нагрузка изменятся либо по симметричному, либо по асимметричному циклу.


    Наибольшие напряжения будут действовать в точках наружных волокон вала.



    ;




    Амплитуды и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений будут:





    Если амплитуды и средние напряжения возрастают при нагружении пропорционально, то запас прочности определяют из соотношения:



    Где: n Σ и n Ī – соответственно запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям.





    Если известны пределы выносливости реальной детали, то равенство можно переписать в виде.







    6.



    В равенствах (а) и (б) Σ = 1 и Σ – 1 q – пределы выносливости стандартного образца и детали при симметричном изгибе; Ī –1 и Ī1-q – то же при кручении RΣ и RĪ – эффектные коэффициенты концентрации соответственно нормальных и касательных напряжений.

    При отсутствии данных значения RΣ и RĪ можно вычислить из соотношений.



    7.



    Здесь ąΣ и ąĪ – теоретические коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.

    G – коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений.


    Значения эффективных коэффицтентов концентраций напряжений для прессовых соединений валов и дисков в таблице.




    ЕΣ и ЕĪ – коэффициенты, учитывающие масштабный эффект при изгибе и кручении.

    ΒΣ и βĪ – коэффициенты, учитывающие влияние состояния поверхности.


    Φυ и φĪ – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметррии цикла напряжений


    В приближенных расчетах принимают φσ = 0,1 –0,2 для углеродистых сталей при σβ < 50 кгс/мм2 ;


    Φυ = 0,2 –0,3 для легированных сталей, углеродистых сталей при σβ > 50


    кгс/мм2 ;


    φĪ = 0,5 φσ – титановые и легкие сплавы.


    Принимаем при азотодувке β = 1,175 (1,1 – 1,25)


    Для легированных сталей


    Φυ = 0,25; σĪ = 0,5 * 0,25 = 0,125


    Пределы выносливости при изгибе и кручении


    Σ-1 = (0,45 – 0,55) σβ


    Ī-1 = (0,5 –0,65) σ-1


    σ-1 = 0,5 * 65 = 32,5 (Мпа)


    Ī-1 = 0,575 * 32,5 = 18,68 (Мпа)


    Во время работы нагнетателя на вал действуют;


    1. крутящийся момент;

    2. изгибающий момент;

    3. осевое усилие.


    Составляем уравнение состояния вала:


    Σma = Р * а + mRB *B = 0 ,




    Σmв = Ra * BP (а + В) + m = 0





    8.




    Нагрузка, действующая на вал: P = 2 Mkp / D, где:


    D –диаметр рабочего колеса (М) = 0,06



    9.



    Где: N – мощность дантера в КВт из газодинамического расчета.

    N = 20,33 (КВт);

    W – частота вращения ротора (с-1)

    W = 126 (с-1)



    10.



    11.



    Проверка:


    Σm =0, Σm = - P + Ra – Rb = 0, Σm = - 5366,6 + 9089,1 – 3722,5 = 0


    Определяем перерывающие силы и строим их эпюру.


    1. Qec =0

    2. Qуа сл = - Р = - 5366,6 (Н)

    3. Qуа спр = - Р + Ra = - 5366,6 + 9089,1 = 3722,5

    4. Qур = - Р + Ra – RB = - 5366,6 + 9089,1 – 3722,5 = 0


    Определяем изгибающие моменты и строим их эпюру (рис.

    1).

    1. Мх0 сл = 0.

    2. Мх0 сл = - М = - 161 (Н * м)

    3. Мх1 сл = - Р Х1 – М, где: Х1 изменяется от 0 до 0,018, значит:

    При Х0 = 0; Мх1 = - М = - 161 (Н * м)

    При Х1 = 0,018; Мх1 = - 5366,6 * 0,018 – 161 = - 257,6

    1. Мх2 сл = - Р Х2 – М, где Х2 изменяется от 0,018 до 0,025

    При Х2 = 0,025

    Мх2 сл = - 5366,6 * 0,025 – 161 = - 295,17

    1. Мх3 сл = - Р Х3 – М, где Х3 изменяется от 0,025 до 0,045

    При Х3 = 0,045

    Мх3 сл = - 5366,6 * 0,045 – 161 = - 402,5

    1. Мх4 сл = - Р Х4 – М, где Х4 изменяется от 0,045 до 0,068

    При Х3 = 0,068

    Мх4 сл = - 5366,6 * 0,068 – 161 = - 525,9

    1. Мх5 сл = - Р Х5 – М, где Х5 изменяется от 0,068 до 0,075

    При Х3 = 0,075

    Мх5 сл = - 5366,6 * 0,075 – 161 = - 563,5

    1. Мх6 сл = - Р Х6 – М, где Х6 изменяется от 0,075 до 0,09

    При Х6 = 0,09

    Мх6 сл = - 5366,6 * 0,09 – 161 = - 643,9

    1. Мх6 спр = - R в (Х10 – Х6); при Х6 = 0,09

    Мх6 спр = - 3722,5 ( 0,263 – 0,09) = - 643,9

    1. Мх7 спр = - R в (Х10 – Х7); при Х7 = 0,1

    Мх7 спр = - 3722,5 ( 0,263 – 0,1) = - 606,8

    1. Мх8 спр = - R в (Х10 – Х8); при Х8 = 0,1 – 0,176

    Мх8 спр = - 3722,5 ( 0,263 – 0176) = - 323,9

    1. Мх9 спр = - R в (Х10 – Х9); при Х9 = 0,176 – 0,253

    Мх9 спр = - 3722,5 ( 0,263 – 0,253) = - 37,2

    1. Мх10 спр = - R в (Х10 – Х10); при Х10 = 0,253 – 0,263

    Мх10 спр = 0







  • Случайные файлы

    Файл
    57539.rtf
    132464.rtf
    KOSHOV.DOC
    93022.rtf
    69498.rtf




    Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
    Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
    Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.