5.1.2 Проверочный расчет

5.1.2.1. Расчет запаса циклической прочности оси

Фактический запас прочности оси в опасном сечении

где n_σ n_τ- запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям:

n_σ = n_τ=

n_σ== 24n_τ= =395

где σ_{-1 ;} τ _-1 –пределы выносливости стандартных образцов при симметричном изгибе

и кручении (см. табл. 3.1);

ε- масштабный фактор, выбирается в зависимости от диаметра сечения оси;β - коэффициент качества поверхности;β=0,9;

К_σ , К _τ -эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении

σ_a,τ_a– амплитуда переменных напряжений цикла при изгибе и кручении,

σ_{a = ==}5,32МПа τ_{a= ==}0,24МПа

где M_u –изгибающий момент в расчетном сечении оси

W– момент сопротивления сечения, W= 0,1*= 0,1*= 0,000034;

_- принятый диаметр сечения оси;

[n] – допустимое значение коэффициента запаса прочности, [n] = 3

n==2,26 ≥ [n]

5.2. Подшипники оси барабана

Подшипники опор АиВработают в различных условиях. Оба кольца подшипника, установленного внутри вала редуктора (опораВ), вращаются совместно. Этот подшипник выбирается по статической грузоподъёмности, т.е.С₀ ≥ R_B . Подшипник опорыА рассчитывается по динамической грузоподъёмности С с учётом переменной нагрузки. [1]

1. Выбор подшипника

Для осей барабанов принимаются радиальные сферические двухрядные шариковые подшипники по ГОСТ 5720-75 типоразмера 1211 легкой серии с размерами d = 55мм, D = 100мм и B 21мм с динамической грузоподъёмностью не менее С = 27000 Н.

2. Расчет эквивалентных динамических нагрузок и

долговечности подшипника

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник опоры А при каждом режиме нагружения определяется по формуле:

F_i=R_A α_i VK_б K_T,

где R_a- реакция в опоре Апри подъеме номинального груза, Н;

α_i- отношение массы каждого уровня груза к номинальной грузоподъемности (принимается по графику загрузки в зависимости от режимной группы механизма [5]);

V- коэффициент вращения (V=1,0 при вращении внутреннего кольца, V=1,2 при вращении наружного кольца);

K_б- коэффициент безопасности,K_б=1,0...1,2;

К_т- температурный коэффициент (К_т=1,0 при температуре до 100°С). Суммарная эквивалентная динамическая нагрузка

F_Э =

где ,, , -относительная продолжительность работы механизма при режиме нагружения (принимается по графику загрузки механизма).

Долговечность выбранного подшипника

L_h=,

где L_{h –} долговечность работы подшипника, ч;

n– частота вращения оси барабана, мин ^-1.

V= 1,0;K_б=1,0;К_т=1,0.

Из графика загрузки механизма подъема груза для режимной группы 4М принимаем:

α1= 1,0 α2 = 0,5 α3 = 0,195 α4=0,05

L1 = 0,1 L2 =0,5 L3 =0,1 L4 = 0,3

Тогда:

F₁ =702*1,0*1,0*1,0*1,0= 702 Н

F₂ =702*0,5*1,0*1,0*1,0=351 Н

F₃=702*0,195*1,0*1,0*1,0=137 Н

F₄ =702*0,05*1,0*1,0*1,0=35 Н

F_Э = =384 Н

L_h ==351126000 часов

5.3. Узел крепления каната к барабану

5.3.1.Выбор основных геометрических размеров болта и прижимной планки

Принята конструкция узла крепления каната к барабану прижимной планкой с одним болтом. Профиль канавки полукруглый (тип - к). [1]

d₁= 0,011 м;а=0,009 м