Определение толщины цилиндрической стенки

Принимая в качестве материала барабана сталь 35Л (), определяем приближенное значение толщины стенки барабана:

где:  наибольшее статическое натяжение каната;  расстояние между соседними витками каната, м;  допускаемое напряжение материала, МПа.

Уточним полученное значение, для чего по формуле определим коэффициент влияния деформаций стенки барабана и каната:

где:  модуль упругости каната. Для шестипрядных канатов с органическим сердечником ;  площадь сечения всех проволок каната;  модуль упругости стенки барабана. Для стальных литых барабанов .

Толщину цилиндрической стенки барабана определяем зависимостью:

Из условия технологии изготовления литых барабанов толщина стенки должна быть не менее:

где:  диаметр барабана по дну канавок, м.

Окончательно принимаем

 

Проверка устойчивости цилиндрической стенки

Устойчивость цилиндрической стенки барабана проверяют по формуле:

где:  запас устойчивости цилиндрической степени, для стальных барабанов [n]>1,7;

   номинальные напряжения в цилиндрической стенке:

    критическое напряжение:

где:  радиус барабана;  длина барабана,

Следовательно, устойчивость цилиндрической стенки обеспечена.

Расчет оси барабана на изгиб

Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте, а также от собственного веса. При пренебрежении весом барабана определим нагрузки на ступицы барабана:

где:  максимальное статическое усилие в канате;  длина нарезанного участка барабана;  длина гладкого участка барабана. Длины , ,  взяты с чертежа механизма подъема: , , .

Определим реакции опор  и :

Определим значения изгибающих моментов M₁ и М₂:

Определим минимальный диаметр ступицы исходя из работы оси на изгиб в симметричном цикле:

где:  изгибающий момент в расчетном сечении;  момент сопротивления расчетного сечения при изгибе;  допускаемое напряжение при симметричном цикле.

Рисунок 5.1Схема к расчету оси барабана на изгиб

 

Наибольший изгибающий момент под правой ступицей, тогда наименьший возможный диаметр оси под неё:

где:  коэффициент, учитывающий конструкцию детали (для валов, осей и цапф );  предел выносливости (для стали 35Л равен 245 МПа);  допускаемый коэффициент запаса прочности (для режима работы 5М равен 1.7).

Примем диаметр оси под правую и левую ступицы  

 

Список литературы

1. Алексеев Ю. В., Богословский А.П. Крановое электрооборудование. – М.: Энергия, 1979.

2. Казак С.А. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. М.: Высшая школа, 1989.

3. Костин В. Ф. Металлургические грузоподъемные машины. – Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ, 2007.

4. Краузе Г. Н., Кутилин Н. Д. Редукторы: Справ. пособие. – Санкт- Петербург: Машиностроение, 1972.

5. Руденко Н.Ф., Александров М.П. и Лысяков А.Г. Курсовое проектирование грузоподъемных машин. – М.: Машиностроение, 1971.

6. Руденко Н.Ф. и Руденко В.Н. Грузоподъемные машины. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1970.