2.3 Кинематический расчет привода механизма вращения конуса разматывателя

В приводе установлен одноступенчатый шевронный редуктор U=2,2

U_р= (8)

U_р= =2,3

Крутящий момент на валу электродвигателя

Т_дв=Т₁= ; (9)

где: 𝜔_дв– угловая скорость на валу электродвигателя;

𝜔_дв= ; (10)

𝜔_дв= =33 1/с

T_дв= =4,5·10³ Н*м

Крутящий момент на валу барабана разматывателя

Т_р= T₁ ·U_p·η_р (11)

Т_р= 4,5 ·10 ³ ·2,5 ·0,95=10,7 ·10 ³ Н·м

[9, стр35]

2.4 Расчет на прочность основных деталей и узлов привода разматывателя

2.4.1 Проверочный расчет на прочность ведущего вала редуктора

Усилия в зацеплении колеса

окружное усилие

F_t= ; (12)

F_t= =15 кH;

радиальное усилие

F_r=F_t ; (13)

F_r=610* =6,3 кH;

Равномерно распределяющиеся нагрузка

Q= (14)

где:G_р-вес рулона

L-Длина барабана

Q= =190кН

Опорные реакции в вертикальной плоскости

=0;

F_r·0,449-R_B·0,879+120 ·1,475=0;

R_B= =204,6кН (15)

=0;

·0,879-F_r ·0,43+120 ·0,596=0; (16)

R_B= =78,3кН

проверка: -F_r+ =0; (17)

-78,3-6,3+204,6-120=0;

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости

M₁ =0; M₂= *0,449; (18)

M₂ =-78,3 ·0,449=-35,16 кH*м;

М₃=R_A·0.879-F_r ·0.43=-78,3 ·0,879-6,3 ·0,43=71,5 кН ·м (19)

M_А=0; M_В=-q · =120 ·0,1=12 Н*м;

Опорные реакции в горизонтальной плоскости

=0;

F_t·0,449- ·0,879=0; (20)

R_B= =76,6

=0;

·0,879- F_t ·0,43=0; (21)

R_А= =76,4

проверка - F_t + =0; (22)

73,4-150+76,6=0;

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости

M₁=0;M₂= ·0,449=73,4 ·0449=32,96 кН ·м (23)

М₃=0;

Рисунок 6 -. Схема нагружения ведущего вала редуктора привода разматывателя и его эпюры [9, стр 158]

2.4.2 Уточненный расчет полого вала

материал-сталь 45; 𝜎_в=690 МПа предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

𝜎_-1 =0,43*𝜎_в ; (24)

𝜎_-1 =0,43*690=296,7 МПа;

Предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

𝜏_-1 =0,58*𝜎_-1 ; (25)

𝜏_-1 =0,58*269,7=172 МПа;

Суммарный момент в сечении В-В

М₃=71,5·10 ³H*мм;

каректировочные коэффициенты

К_𝜎=1,56; К_𝜏=1.18; 𝜀_𝜎=0.61; 𝜀_𝜏=0,52

Момент сопротивления кручению

W_{к нетто}= - ;⁴ (26)

где:d_вн-внутренний диаметр вала

D_нар-наружний диаметр вала

W_{к нетто}= - ⁴=11292*10 ³мм ³;

Момент сопротивления изгибу

W_нетто= ; (27)

W_нетто= =12410*10 ³мм ³;

Касательное напряжение

𝜏 _v= 𝜏 _т= ; (28)

𝜏 _v= =0.47 МПа;

Нормальное напряжение изгиба

𝜎_v= ; (29)

𝜎_v= =5,76МПа;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

S_𝜎= , (30)

где:k_𝜎=1,56-коэффициент концентрации нормальных напряжений,

𝜀_𝜎=0,61-масштабный фактор для нормальных напряжений;

S_𝜎= =20МПа;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

S_𝜏= , (31)

где:k_𝜏=1,18

𝜀_𝜏=0,67,52

𝜑_𝜏=0,1;

S_𝜏= =155;

Результирующий коэффициент запаса прочности

S= ; (32)

S= =19,9> =2,5-прочность вала обеспечена;

[9, стр 161]