Расчет деталей и узлов крановых механизмов

Для рассматриваемого примера a = 0,2 м; b = 0,12 м; c = 0,52 м; l = 1,2 м.

Перерезывающая сила в расчетном сечении оси =19597,93 Н.

Исходные данные заносим в программу «OS.xls» (приложение А).

Ниже приведен фрагмент программы:

Диаметр оси в расчетном сечении, м		0,11
Изгибающий момент в расчетном сечении оси, Н·м	МИ	3919,59
Перерезывающая сила в расчетном сечении оси, Н		19957,93

3.1.2.2 Расчет запаса циклической прочности оси

Фактический запас прочности оси в опасном сечении

,

где , - запасы прочности по нормальным и касательным напряжениям:

= ; = ,

где , - пределы выносливости стандартных образцов при симметричном изгибе и кручении (см. табл. 3.1);

- масштабный фактор, выбирается в зависимости от диаметра сечения оси;

- коэффициент качества поверхности. Для полированной поверхности =1,0; для поверхности, обработанной резцом, =0,9;

, - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (табл. 3.3);

, - амплитуды переменных напряжений цикла при изгибе и кручении,

= ; = ,

здесь – изгибающий момент в расчетном сечении оси;

- перерезывающая сила в расчетном сечении оси;

- момент сопротивления сечения, ;

- принятый диаметр сечения оси;

- допустимое значение коэффициента запаса прочности, =1,5…2,5 [5].

Рисунок 3.2 – Зависимость масштабного фактора от диаметра оси

Исходные данные заносим в программу файла «OS.xls».

Ниже приведен фрагмент программы:

3.2.2 Выбор подшипника

Исходя из диаметра расточки зубчатой муфты редуктора (D_р=110 мм), по табл. 3.4 принимаем подшипник №1610 с динамической грузоподъемностью С = 50 000 Н.

Исходные данные заносим в программу:

3.2.3 Расчет эквивалентных динамических нагрузок и

долговечности подшипника

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник опоры при

каждом режиме нагружения определяется по формуле

= ,

где - реакция в опоре при подъеме номинального груза, Н;

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

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

- коэффициент безопасности, =1,0…1,2;

- температурный коэффициент ( =1,0 при температуре до 100°С).

Суммарная эквивалентная динамическая нагрузка [12]

,

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

Долговечность выбранного подшипника

,

где - долговечность работы подшипника, ч;

- частота вращения оси барабана, мин ^-1.

Таблица 3.4 – Основные параметры шариковых радиальных сферических двухрядных подшипников для установки опоры оси барабана в расточку зубчатой муфты редукторов типа Ц2

Серия	Обозна-чение под-шипника	Размеры, мм	Динамическая грузоподъем-ность , Н	Статическая грузоподъем-ность , Н
Лег-кая					12 200	5 920
				12 300	6 780
				15 100	8 720
				23 800	15 800
				38 700	28 000
				44 700	32 400
Сред-няя					14 100	6 120
				16 800	7 900
				20 000	10 000
				34 100	17 800
				58 600	35 900
				62 400	39 100
Сред-няя широ-кая					18 900	7 600
				24 400	10 200
				30 500	13 000
				50 000	25 900
				85 700	45 400

Для рассматриваемого примера:

=1,0; =1,1; =1,0.

Из графика загрузки механизма подъема груза [5] для режимной группы 4М принимаем:

=1,0	=0,1;
=0,5	=0,5;
=0,195	=0,1;
=0,05	=0,3.

Тогда:

=19 597,93·1,0·1,0·1,1·1,0 = 21 558 Н;

=19 597,93·0,5·1,0·1,1·1,0 = 10 779 Н;

=19 597,93·0,195·1,0·1,1·1,0 = 4 204 Н;

=19 597,93·0,005·1,0·1,1·1,0 = 1 080 Н;

11 783 Н;

= 70 014 ч.

Значения , , , , , , , , , , заносим в программу:

Коэффициент вращения		1,0
Коэффициент безопасности		1,1
Температурный коэффициент		1,0
Коэффициент для1-го груза		1,0
Коэффициент для 2-го груза		0,5
Коэффициент для 3-го груза		0,195
Коэффициент для 4-го груза		0,05
Относительная продолжительность работы при 1-м режиме нагружения		0,1
Относительная продолжительность работы при 2-м режиме нагружения		0,5
Относительная продолжительность работы при 3-м режиме нагружения		0,1
Относительная продолжительность работы при 4-м режиме нагружения		0,3

Результаты расчетов, выполненных программой:

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник при 1-м режиме нагружения, Н		21 557,73
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник при 2-м режиме нагружения, Н		10 778,86
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник при 3-м режиме нагружения, Н		4 203,76
Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник при 4-м режиме нагружения, Н		1 077,89
Суммарная динамическая нагрузка, Н		11 782,74
Долговечность подшипника, ч		70 014