Условия работы валов конвейеров и их расчет на прочность

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Новосибирский технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Московский государственный университет дизайна и технологии»

(НТИ (филиал) «МГУДТ»)

Кафедра механики и инженерной графики

(МиИГ)

РАСЧЕТ ПРИВОДНОГО ВАЛА

Методические указания

к выполнению домашних расчетно-графических работ

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

по специальности: 150406.65 – Машины и аппараты текстильной и

легкой промышленности

по направлению: 260900.65 – Технология и конструирование

изделий лёгкой промышленности

по специальностям: 260901.65 – Технология швейных изделий;

260902.65 – Конструирование швейных изделий;

260905.65 – Технология изделий из кожи;

260906.65 – Конструирование изделий из кожи

Новосибирск – 2012

Автор к.т.н., доцент М.А. Ланцевич

Рецензент к.т.н., доцент В.Ф. Ермолаев

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры МиИГ

Протокол №5 от « 27 » января 2012 г.

Зав. Кафедрой В.Ф. Ермолаев

к.т.н., доцент

Методические указания. – Новосибирск: НТИ (филиал) «МГУДТ», 2012.- 14 с.

Условия работы валов конвейеров и их расчет на прочность

Валы конвейеров с гибким тяговым органом (лентой, цепью, канатом) предназначены для поддержания вращающихся вместе с ними в опорах приводных элементов (барабанов, звездочек, блоков) и передачи к ним от электродвигателя посредством механических передач приводной станции крутящего момента (см. рисунок 1).

Валы, несущие на себе приводные элементы, через которые передается движение ходовой части конвейера, воспринимают через эти детали нагрузки от натяжения тягового органа и, следовательно, работают одновременно на изгиб и кручение, причем нормальные напряжения, возникающие при изгибе вращающегося вала, изменяются по симметричному циклу (см. рисунок 2), т.е. нормальные напряжения внутри вала за один его оборот становятся то растягивающими, то сжимающими, и одновременно от передаваемого крутящего момента возникают касательные напряжения. Это наиболее неблагоприятные условия работы валов и поэтому их расчет на прочность в опасном сечении ведется по допускаемому пределу выносливости [ ] и эквивалентному моменту , определяемому по третьей теории прочности

(1)

где – диаметр вала в опасном сечении (мм);

- [s_-1и] –допускаемый предел выносливости или допускаемое

нормальное напряжение для материала вала при симметричном цикле изгиба (МПа);

- М_Экв. - эквивалентный момент (Н^.мм).

Эквивалентный момент определяется по формуле

(2)

где М_И – изгибающий момент в опасном сечении вала (Н мм);

- Т_К - крутящий момент в опасном сечении вала (Н мм).

Внешние силы, действующие на вал конвейера, в общем случае имеют пространственное расположение, и изгибающий момент находится из моментов, действующих в двух взаимно перпендикулярных плоскостях по формуле

(3)

где М_Их и М_И_z – изгибающие моменты относительно осей х иz в опасном сечении, определяемые с помощью эпюр изгибающих моментов.

Рисунок 1 – Схема приводной станции двухцепного конвейера

Рисунок 2 – Изменение нормальных напряжений внутри вращающегося вала от времени (симметричный цикл)

Чтобы провести расчет вала на прочность по формуле (1) с использованием выражений (2) и (3), необходимо предварительно построить эпюры изгибающих и крутящих моментов. Для чего определяется ориентировочный диаметр вала по касательным напряжениям, подбираются подшипники, выполняется эскизная компоновка [1], составляется расчетная схема вала конвейера и рассчитываются реакции опор.

Если опасное сечение находится в местах насаживания тяговых элементов на валу (как правило, у двухцепных конвейеров), то в этих местах вал будет ослаблен шпоночным пазом. Поэтому после определения диаметра вала по формуле (1) его необходимо увеличить на (7-10)% и по ГОСТ 6636-69 [1] округлить до стандартного значения.

Затем окончательно разрабатывается конструкция вала (делается чертёж вала).

12 Следующая ⇒