Розрахунок конструкторських параметрів корообдирного барабана
Сторінки роботи
зміст роботи
3 Конструкторська частина
3.1 Перевірка стінок корпусу барабана на міцність
Найбільша напруга в поперечному перерізі барабана виникає при нерівномірному розташуванні опорних станцій, коли все навантаження сприймається крайніми опорами. У цьому випадку барабан можна розглядати як циліндричну оболонку, що вільно розташована на двох опорах (рисунок 3.1).
Малюнок 3.1 - Розрахункова схема барабана
Відстань між опорами барабана l1, м визначається за формулою:
l1 = 0.586 · 10.2 = 5.98 мм
Максимальний згинальний момент у центрі прольоту Мі max, Н м визначається за формулою:
(3.2)
Момент опору перерізу щодо осі W, м 3 визначається за формулою:
де Kс – коефіцієнт ослаблення перерізу обичайки, спричиненого непроваром зварного шва, Kс = 0,9.
W = 3,14 · 2,5 2 · 0,035 · 0,9 = 0,62 м 3
Реакції опор при даній схемі навантажень RA, Н визначаємо за формулою:
Малюнок 3.2 - Епюра згинальних моментів по довжині барабана
Напруга в небезпечному перерізі 휎1 max , Н/м 2 визначається за формулою:
(3.5)
де [sі] - напруга вигину, що допускається, [sі] = 5·10 6 Н/м 2
Отримане значення s1 max = 0.5·10 6 Н/м 2 6 Н/м 2 відповідно умова міцності конструкції виконується.
3.2 Розрахунок опорної станції барабана
3.2.1 Розрахунок бандажу
Зовнішній діаметр бандажу Dб, м визначається за формулою:
(3.6)
Товщина підсилювального кільця,м, визначається за формулою:
Внутрішній діаметр бандажу D1, м визначається за формулою:
(3.8)
Висота перерізу бандажу h, м визначається за формулою:
Ширина бандажа b, м приймаємо рівною висоті перерізу бандажа.
3.2.2 Розрахунок роликів
Ширина ролика bр зазвичай приймається на 20 ÷ 30 % більше за ширину бандажа, що полегшує монтаж барабана, визначається за формулою:
Діаметр ролика d, м визначаємо за формулою:
(3.11)
3.2.3 Визначення сил, що діють на ролик
Ролики опорних станцій приймають він навантаження від усіх обертових частин барабана. Підшипники роликів встановлюються так, щоб забезпечити можливість переміщення роликів у напрямку, перпендикулярному до поздовжньої осі барабана.
Схема сил, які діють опорний ролик, показано малюнку 3.3.
Рисунок 3.3 – Схема сил, що діють на опорний ролик
Нехтуючи зміщенням центру ваги балансів, вважаємо, що ліва та права опори навантажені однаково. Опорну реакцію в зоні контакту T знайдемо з умови рівноваги:
Сумарна сила Т, Н визначається за формулою:
де Р - навантаження барана, що діє, на одну опорну станцію, Н;
φ – кут установки опори щодо вертикальної осі барабана, град, φ=35 град.
Навантаження на один підшипник R, Н визначається за формулою:
Осьова складова від сили ваги барана, що сприймається підшипником А, Н, визначається за формулою:
А = 858000 sin1 = 14974 Н
Горизонтальна складова сили Р –S , Н визначається за формулою:
Вертикальна складова сили Р –U, Н визначається за формулою:
Завзяті болти розраховуються на зусилля F, Н визначається за формулою:
(3.17)
де f – коефіцієнт тертякорпуса підшипника про раму, f=0,18
3.2.4.Перевірка бандажу та роликів на міцність
Під час роботи в матеріалі бандажів та роликів виникає контактна напруга. Щоб уникнути утворення лусочок (зруйнований метал) не слід допускати значень контактних напруг на поверхні тіл, що стикаються, що перевищують за величиною межу плинності.
Згідно з теорією Герца для двох циліндрів з паралельно розташованими осями, виготовленими з матеріалу з однаковими модулями пружності «E» та радіусами «R1» і «r», максимальна напруга в зоні контакту роликів та бандажу визначаються за формулою:
де E - модуль пружності матеріалу, для Ст3 E = 2 · 1011 Н / м 2;