Модернизация прессовой части картоноделательной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
й камере направлены по вертикальной оси отсасывающего вала. Это значит, что вес рубашки вала на расчет не влияет, так как нагрузка полностью приходиться на желобчатый вал, и включается в линейное давление. Давлением, уплотнений, пренебрегаем ввиду его малости.
Рис.18. Схема нагрузок, действующих на отсасывающий вал
Для того, чтобы найти равнодействующую, необходимо построить силовой многоугольник (рис. )
Условие прочности перфорированного цилиндра:
, МПа,
где: М - изгибающий момент в опасном сечении вала;
W - момент сопротивления в опасном сечении вала;
[?] - допускаемое напряжение в опасном сечении вала.
Максимальный изгибающий момент на валу находиться по формуле:
Допускаемое напряжение:
, МПа,
где ? - масштабный фактор, ? =0,5[4];
?-1 - предел выносливости для стали 20Х13, из которой изготавливается перфорированный цилиндр отсасывающего вала, ?-1=260МПа[4];
?n - поверхностный фактор, ?n=0,8[4];
[n] - коэффициент запаса прочности, [n]=2,25;
- коэффициент концентрации напряжений, =2,8
Необходимый момент сопротивления поперечного сечения вала:
Условие жесткости цилиндра:
,
где ? - относительный прогиб, который доже находиться в пределах от до . Для расчета принимаем ;
R - равнодействующая сил, которая действует на вал, Н;
E - модуль Юнга, E=2•1011 Па;[19]
Y - момент инерции поперечного сечения отсасывающего вала, м4;
Из условия жесткости выводим формулу минимального момента инерции:
, м4;
Так как отсасывающий вал должен удовлетворять условиям жесткости и прочности одновременно, то средний диаметр перфорированного вала, и его геометрические характеристики определяются из следующей системы:
,
где Dср - средний диаметр перфорированного цилиндра;
? - толщина стенки перфорированного цилиндра;
разделим первое уравнение на второе:
Dср=0,7м
?=0,064м
С учетом резиновой оболочки ?рез=25мм:
D= Dср+?+?рез=0,7+2•0,064+2•0,025=0,88м
Для компенсации ослабления от перфорации, увеличиваем диаметр на 10%:
D=0,88*1,1=0,968м
Учитывая конструктивные особенности узла, принимаем D=1,04м.
Расчет цапфы отсасывающего вала
Изгибающий момент в опасном сечении:[19]
Рис.19. Схема нагрузок, действующих на цапфу отсасывающего вала
Определяем допускаемое напряжение:
, МПа,
где ?? - масштабный фактор;
?-1 - предел выносливости для стали 45, из которой изготавливается цапфа отсасывающего вала, ?-1=360МПа[4];
Кб - коэффициент концентрации напряжений, Кб=2,28;
?п - поверхностный фактор;
[nб] - запас прочности [nб]=2,5.
Момент сопротивления сечения равен:
,
Отсюда dц равен:
Внутренний диаметр равен:
Учитывая конструктивные особенности и условия эксплуатации принимаем наружный диаметр равным 400мм.
Выбор и расчет подшипников на долговечность
Выбираем подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный самоустанавливающийся серии 3113172К с характеристиками:
d=400мм D=600мм B=140мм Cн=3820кН
Расчетная долговечность подшипника определяется по формуле:[20]
,
где [Ln] - допустимая долговечность подшипника, [Lh]=100000 часов;- частота вращения вала, об/мин
н - динамическая грузоподъемность выбранного подшипника- эквивалентная динамическая нагрузка, определяемая по формуле:
, Н
где - температурный коэффициент, ;
- коэффициент безопасности, ;- коэффициент вращения, V=1;
- радиальная нагрузка; ;
- осевая нагрузка, ;
x - коэффициент радиальной нагрузки, x=1;
;
m -степенной показатель, m=10/3.
часов
Условие долговечности выполняется. Выбранный подшипник походит.
Расчет вала большего диаметра
Рис.20. Узел вала большего диаметра.
На вал действуют следующие нагрузки:
давление верхнего прижимного вала;
горизонтальная составляющая веса вала.
Данные для расчета:
1.линейное давление между валами: q1=90кН/м;
2.длина рабочей части вала b=3,5м;
.расстояние между опорами l=4,5м;
.ориентировочная масса вала G=10000 кг.
Общая нагрузка, действующая на вал:
Горизонтальная составляющая веса вала:
Рис.
Условие прочности вала:
;
где M- изгибающий момент инерции посередине вала, равный
W - момент сопротивления для трубчатых валов, равный
[d] - допускаемое напряжение для сечения посередине пролета вала из чугуна СЧ 21, при прогибе равный 100 Мпа;
e - масштабный фактор, равный 0.5
n - запас прочности для СЧ 21, равный 3.0
Мпа
Тогда, условие прочности примет вид:
Па
Условие жесткости вала будет:
;
где Е - модуль упругости чугуна, равный 1011 Па
Y - момент инерции поперечного сечения вала,
Равный
Условие жесткости вала после преобразования принимает вид:
Выбор и расчет подшипников на долговечность.
Выбираем подшипник роликовый радиальный сферический двухрядный самоустанавливающийся серии