Проверочный Расчет бандажа на контактное напряжение

Определим максимальное контактное напряжение по формуле ([1] стр.37 ф.3.47)

, где Р - Нагрузка, приходящаяся на единицу длины контакта «бандаж – ролик», R- радиус бандажа, r- радиус опорного ролика, Е- модуль продольной упругости

Нагрузка, приходящаяся на единицу длины контакта «бандаж – ролик»

Рассчитывается по формуле ([1] стр. 37 ф.3.48):

Отсюда ≈ 376МПа

Из теории сопротивления материалов известно, что расчетное напряжение в опасной точке, которая лежит на некоторой глубине контактирующих тел, по энергетической теории прочности составляет примерно 60% от максимального напряжения:

На поверхности соприкосновения расчетное напряжение по той же теории прочности равно 40% максимального напряжения:

Вычисленные напряжения не превосходят принятого значения предела текучести для выбранного материала ₀₂ = 330 МПа.

Остаточных деформаций при контакте ролика с бандажом происходить не должно. Выбранные стандартные бандажи и опорные ролики по прочности соответствуют требованиям установки.

Проверочный расчет бандажа на изгиб

После проверки бандажа на контактное напряжение, необходимо провести его проверку на изгиб. Максимальный изгибающий момент возникает в бандаже в сечениях, находящихся против опор. Величина изгибающего момента зависит от действующих сил, вида насадки, радиуса бандажа и угла между опорными роликами.

Определили максимальный изгибающий момент в сечениях бандажа, находящихся против опор по формуле ([1] стр.38 ф.3.49)

,где А- коэфф. зависящий от характера нагрузки. В данном случаи принимаю значение A равной 0,08 для бандажа свободно опирающиегося на башмаки ([1] стр.38), Q-нагрузка на бандаж, Н;

Вычислили внутренний диаметр бандажа:

R_вн =1,235-0,135 = 1100 мм = 1,1 м.

По ([6], стр.30, ф.(3.5)) вычислили нагрузку на каждый бандаж:

Определили максимальный изгибающий момент в сечениях бандажа, находящихся против опор:

Нашли максимальное изгибающее напряжение в указанных сечения по формулe ([1] стр.38]): , где момент сопротивления для прямоугольного сечения.

Полученное значение максимального изгибающего напряжения не превосходит принятого значения предела текучести для выбранного материала ₀₂ = 330 МПа.

Остаточного изгиба бандажа происходить не должно. Выбранные стандартные бандажи по прочности на изгиб соответствуют требованиям установки.

Расчет опорной станции

По нормали Н413-56 завода «Прогресс» определили расстояние между опорной и опорно-упорной станциями l = 4,7 м.

Принятая рабочая температура стенки барабана t_вн = 40°С.

Взяли коэффициент линейного удлинения для материала барабана (сталь) по ([6], стр.33) при данной температуре:

α_t = 1,1·10^-5+0,8·10^-8 ·t_ВН = 1,1·10^-5+0,8·10^-8·40 = 1,132·10^-5 м/м·⁰С

Найдем величину термического удлинения барабана по ([6], стр.33):

Δl = 1,132·10^-5·(40-18,2)·4,7 = 0,001159 м = 1,16 мм.

Вычислили ширину ролика с запасом для удобства монтажа:

B = b +Δl + (20...40 мм) = 170+1,16+20 = 200 мм.

Принимаем ширину ролика В =200 мм.

Выбор и расчет зубчатого венца и привода барабана

Вращение барабана осуществляется за счет передачи ему вращательного момента. Он передается от электродвигателя через редуктор с помощью цилиндрической зубчатой передачи. Зубчатая пара состоит из малой шестерни, установленной на выходном валу редуктора, и зубчатого венца, крепящегося на барабане. Для снижения радиального биения венец устанавливают как можно ближе к опорно-упорной станции.

На основании принятой скорости вращения барабана и рассчитанной ранее мощности на вращение барабана выбрали моторно-редукторную группу 614040 мощность электродвигателя 14 кВт.

Во избежание попадания посторонних предметов в зубчатую передачу венцовая пара закрыта кожухом (обозначение Б2071 по Н444-58).

Венцовую зубчатую пару выбрали по нормали Н442-56. Обозначение Б2071.

Расчет сушильного барабана

Механический расчет вращающегося барабана включает проверку стандартной толщины стенки барабана на прочность и жесткость.

Данные для расчета

По нормали стандартная толщина стенки барабана составляет δ = 10 мм = 0,01 м. Допускаемое напряжение на изгиб для материала барабана приняли по ([7], стр.409) равным .

Модуль упругости материала барабана по ([5], стр.395, табл.13.2) составляет: Е = 2·10⁵ МПа.