6.5.1. Расчет вала па прочность

Эпюры изгибающих моментов строят методом сечений. Сечением вала считаем точку приложения силы. Построение эпюры изгибающих моментов проводят от любой опоры. Изгибающий момент (рис.61) при условии отсчета от левой опоры:

для первого сечения

для второго сечения

для i-го сечения

Принятое правило знаков:

если М>0, то момент действует по «часовой стрелке»;

если М<0, то момент действует против «часовой стрелке».

Аналогично строим эпюру изгибающих моментов от силы R (на рис 62 колено вала условно не показано).

Суммарный изгибающий момент определяется в каждом сечении как (рис.63)

Эпюра М_ю приведена на рис.63.

Крутящий момент постоянен по величине (рис.63) и равен

Рис.60. Схема нагружения вала (на

примере 8-ми цилиндрового

компрессора)

Крутящий момент приложен к валу на участке от первого цилиндра до конца вала (со стороны правой опоры, т.е. со стороны

электродвигателя).

Момент сопротивления изгибу сечения вала

Напряжение при работе вала на изгиб

Рис.61. Изгибающий момент и

прогиб вала в плоскости действия

силы Т

Момент сопротивления кручению

Напряжение при кручении вала

Сложное напряжение при работе на изгиб и кручение одновременно

Рис.62. Изгибающий момент и

прогиб вала в плоскости

действия силы R

Рассчитывая вал по III теории

прочности, определяют минимально

"' возможный диаметр шатунной шейки вала, учитывая наличие в вале концентраторов напряжений, таких как масляные каналы

Рис.63. Суммарные эпюры

изгибающего момента,

прогиб вала и крутящего

момента

6.5.2. Расчет вала па жесткость

Момент инерции сечения вала

Из условия равенства нулю прогиба на правой опоре, угол поворота на левой опоре определяют

Прогиб в любом сечении вала с координатой по длине вала Z (0≤ Z≤ l) - рис.61

Аналогично определяют угол поворота на левой опоре и прогиб

вала в каждом сечении в плоскости действия силы - рис.62.

Суммарный прогиб вала в каждом сечении (рис.63) составит

После построения эпюры необходимо произвести проверку

7. Расчет коренных подшипников

7.1. Коренные подшипники качения

Расчет подшипника качения осуществляют по нагрузкам, действующим на вал.

R радиальная - суммарная реакция в опоре (значения А и В из расчета вала), Н;

S осевая, возникающая в сальниковых компрессорах вследствие разности

атмосферного давления и давления в картере, принимаемого равным

атмосферному

(для бессальниковых и герметичных компрессоров S=0), где

d диаметр коренной шейки вала, м;

p_атм = 0,1 MПa - атмосферное давление.

Подбор подшипников качения производят по коэффициенту работоспособности

где

k_т - температурный фактор (таблица 19); k_k - коэффициент (таблица 20);

т - коэффициент (таблица 21); и - частота вращения вала, об/сек;

k_σ - коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки подшипника, k_σ = 1,3 ... 1,8;

h - желаемая долговечность подшипника (для компрессоров следует принять 10000 часов).

Выбор подшипников качения производится по таблицам, приведенным в любом справочнике конструктора-машиностроителя.

Примечание: при R/S ≈ 2, значение т необходимо увеличить на 15%, при R/S ≈ 1 - на 25%, при R/S ≥ 5 -осевую нагрузку не увеличивают.