денисюк / пункт 3.6

3.6. Прочностные расчёты

Расчет вала приводного барабана

Определяем диаметр вала из расчета только на кручение

где – мощность на валу приводного барабана;

n = 28,65 об/мин – частота вращения вала;

выберем вал со средним диаметром 155 мм. Диаметр вала под подшипники d_П=190 мм, диаметр вала под муфту d_М=170 мм, диаметр средней части d_C=200 мм.

Масса барабана G_Б = 438 кг, расстояние между втулками – 1020 мм.

Расчетная схема вала представлена на рисунке

Определим силы F

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия

кН,

кН.

Аналогично для вертикальной плоскости В_Г = 5,25 кН, В_В = –5,25 кН.

Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Определим суммарные и эквивалентные изгибающие моменты в сечении вала под втулки барабана

Учитывая, что [σ] = 272 МПа для материал сталь 40Х, проверим диаметр вала

м,

следовательно выбранный нами диаметр – 200 мм, удовлетворяет условиям прочности.

Выбор подшипников приводного барабана

Опорой приводного вала на раму являются роликоподшипники. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику. На подшипник действуют только радиальные усилия, равные F_R = 17,55 кН.

Предварительно принимаем роликовые радиальные подшипники 32317А по ГОСТ 8328-75 С = 297 кН, С_о = 190 кН.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку

,

где – коэффициент долговечности.

Номинальная эквивалентная нагрузка определяется по зависимости

,

где – кинематический коэффициент, учитывающий снижение долговечности при неподвижном внутреннем кольце подшипника; – коэффициент безопасности при нагрузке с незначительными толчками; – температурный коэффициент при . Тогда

кН,

кН,

Расчетную долговечность проверяем по динамической грузоподъёмности:

,

где – коэффициент, учитывающий вероятность безотказной работы; – коэффициент, учитывающий совместное влияние качества металла и условий эксплуатации; – частота вращения приводного вала – показатель степени для роликоподшипников.

, что удовлетворяет требованиям.