Главная | Обратная связь

Расчет диаметра вала

Во время работы вал насоса подвергается воздействию крутящего момента, осевой сжимающей нагрузки на верхний торец вала и радиальной нагрузки. Радиальная нагрузка на вал вызывается насосным расположением валов секций насоса и протектора и возможность неточного изготовления шлицевого соединения.

 

Определяем крутящий момент:

, (2.1.1)

где N- мощность потребляемая насосом, (Вт);

- угловая скорость, (сек).

Найдем угловую скорость:

;

Рассчитаем крутящий момент вала:

.

Вычислим средний диаметр вала:

, (2.1.2)

где допустимое напряжение на кручение для валов из углеродистой стали.

.

Диаметр вала под подшипником принимаем 20 мм:

мм

 

Принимаем d_в = 20 мм из конструктивных соображений.

Находим момент инерции вала:

, (2.1.3)

где, - диаметр вала.

.

Радиальная нагрузка находится по формуле:

, (2.1.4)

где k – коэффициент, учитывающий компенсирующее влияние зазоров

(0,45-0,85);

Е – модуль упругости материала вала, (Па).

J – момент инерции вала, принимаемый с учетом тела втулки (кг/м.куб.);

С – расстояние от центра подшипника до середины муфты, (0.09 м);

.

Найдем окружную радиальную силу:

(2.1.5)

где, D – наружный диаметр шлицев (0,022 м);

;

Вычислим максимальный изгибающий момент конце вала:

, (2.1.6)

где b-расстояние от середины муфты или от точки приложения силы Р до проточки под стопорное кольцо, выбираем из интервала (0.025…0.045), (м).

Определим максимальное напряжение изгиба в опасном сечении:

, (2.1.7)

где Wх – осевой момент сопротивления вала в месте проточки под стопорное кольцо ( );

Вычислим осевой момент сопротивления вала в месте проточки под стопорное кольцо:

, (2.1.8)

где - полярный момент сопротивления вала ( ).

Вычислим полярный момент из следующей формулы:

, (2.1.9)

.

Найдем осевой момент сопротивления вала:

.

Максимальное напряжение изгиба будет:

.

Определяем напряжение кручения:

, (2.1.10)

.

Вычислим эквивалентное напряжение:

, (2.1.11)

.

Найдем коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

, (2.1.12)

 

Для вала насоса берем сталь с пределом текучести .

Из результатов расчетов видно, что вал из стали диаметром 20 мм со шлицем и с проточкой под стопорное кольцо выдерживает заданные нагрузки с коэффициентом запаса прочности , который удовлетворяет условию 12,77 >[1,3].

В качестве уплотнения на валу выбираем сальниковую набивку.