Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 272
Скачиваний: 3
При s = 0 ч(на контуре) |
|
v = v» + T O + W < />» + /;'»cte*-»>' |
о « ) |
При рассмотрении стакана в зоне разъема получим аналогич |
|
ные выражения с той лишь разницей, что Р 0, cos Л0 и ctg |
ме |
няют знак: |
|
Мг = M0é~ks (cos ks X- sin ks) — (P0+ F0ctg A0) s-^ ° e~ks sin Äs; |
|
|
(149) |
M 2 = pM x; |
(150) |
N = — 2kMüé~ks sin ks — (P0-f- F0ctg X0) sin Я0 (cos ks — sin äs) e“ As;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(151) |
T 1~ |
~ 2kM ° ctg ^°e" kS sin ks “ |
(p ° + |
F ° ctg ^ |
cos |
x |
|||||
|
|
|
X (cos |
— sinÄs)e-fts; |
|
|
(152) |
|||
Tа = pzR2— |
|
+ 2k2P2M0(cos ks — sin ks) é~ks — |
||||||||
|
— 2äP 2 sin X0 (P0 -j- P0ct g \ ) e |
fescos Äs; |
|
(153) |
||||||
|
ѵі ==ѵо + д | ‘----д а ' (Po + |
|
ctg U |
|
(154) |
|||||
Здесь величины /?lf |
Р 2>^o. М-. Е, k |
берут для стакана, |
а значе |
|||||||
ния М 0, Р 0 и Р 0 |
являются общими для дна и стакана. |
контуре |
||||||||
На основании |
условия совместности деформаций |
на |
||||||||
(плоскости |
разъема) |
при X = |
к 0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Ѵ1с — ----Ѵ1д> |
|
|
|
|
|
|
получим |
|
|
|
^2С -- ß'2д» |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h + m + i l F ^ o + ^ c t g ^ |
|
|
|||||||
|
|
К ЖІ |
2ЖЛ* |
|
Ctg ^ |
|
|
|||
|
£б [ |
^ |
2 |
(я* |
+ Iх) sin\0 + |
2ä2/?2M0 |
|
|
||
|
+ 2äP2 Sin A0 (P0 -I- P0 ctg K0) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
+ p ) |
^ |
+ |
2 M A - |
|
|
|
— 2äP2 sin Л0 (P0+ F0ctg X0) |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
78
|
г = (R2 sin X0)c |
= |
(R2 sin Х0)д, |
|
|||
находим |
|
|
|
|
|
|
|
|
2M0 (ke + # д ) + |
P0(sin X0c — ф sin Х0д) = |
|
||||
= |
— 2Жс&с (ѵод + ѵос) — F0(cos X0c — ф cos Ход); |
(155) |
|||||
2Mn |
tf2)c ' ^ |
( «2 )д] |
+ 2P°r |
( kRl J |
+ Ф |
|
|
.( |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
C |
Ü O l |
|
|
|
|
|
|
+ Ц |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
V k*R. ■ ) « + * № ) . + £ |
|
|
|
/ДІ |
|||
|
|
|
|
|
cos X |
|
(156) |
|
- 2м ( т 5г ) < + ' |’ ( kR, |
|
|||||
|
|
|
|||||
Формулы (155) и (156) позволяют, например, найти местные |
|||||||
напряжения в сферической |
фильере в зоне |
соединения |
стакана |
||||
с дном (без плавного перехода). |
внутренним |
давлением |
рг = р, |
||||
Пусть фильера |
нагружена |
аPt = 0.
Вэтом случае:
для |
стакана |
R i |
— оо, |
R 2 = г, Хос = -у -; sinX0C = |
1;для дна |
|||
R i = |
Rz |
= R |
= const; |
Х0д = |
Х0; |
|
|
|
|
|
|
|
sin Х0д = |
-дг = |
• |
|
|
Осевая |
контурная сила |
|
|
|
||||
|
|
|
|
/7 |
_ |
р и г 2 |
_РЦ |
|
|
|
|
|
|
0 — 2лг |
2 • |
|
|
Так как ѵод |
|
'Ос = 0, то уравнения (155) и (156) примут вид |
||||||
|
2М0{kc + |
ф/гд) + |
Р0 ( 1 — |
— Ф-у-совХод; |
(157) |
2М,°(-г-І)+2Мт^+^)
- 4 - d - i r ) |
ф • |
cos X,од |
(158) |
2klR |
|
|
|
79
Неизвестные величины М 0 и Р 0 легко найти совместным ре шением уравнений (157) и (158):
Ф |
(1 |
- р ) . |
-L Л __ü_\ |
Ф |
cos X |
||
К* |
|
|
klr \ |
2 |
) |
R |
од |
|
|
р/ф cos Яод |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 (Ас + фАд) ( Ф - * ) |
(159) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2г |
|
|
ф \ |
О - |
Ф М Ф - |
1 ) |
|
Асга ' |
АДЯ8 ) |
|
|
Ас + ФАд |
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
ргф cos0A — 2Р, |
|
|
|
||
м |
„ |
= |
4 (Ас+ фАд) |
|
(160) |
||
|
|
|
|
|
Зная Р 0, F0 и М 0, по формулам (141)—(154) найдем силы и моменты N, ТX, Т 3, М г \\ М 2, а по формулам (127), (128)— напря жения.
По теории наибольших касательных напряжений
®экв ~ °max ^mln •
Так как в фильере переход от стенок стакана к сфере выпол няют плавным с радиусом сопряжения р, то для зоны сопряжения
при % Kq. R 1c |
DO, R 2с |
R 1д |
Р> |
R 2д ~ |
^0С = ^ 0д ~ |
|
— JL- V |
= V |
— о■ F — рг |
|
|
|
|
2 > ѵ ос |
ѵ од |
и > * о |
2 ’ |
|
|
|
В этом случае уравнение (157) и (158) примут вид: |
||||||
|
|
2М0 (кс ф - фФд) ф - Р„ (1 — ф) = 0; |
|
|||
|
|
|
|
_ФV , |
2р |
iL |
|
|
|
|
rkl |
2 |
|
|
|
_Р |
Ü |
|
|
|
|
|
rk |
2 |
) • |
|
|
Если номинальная толщина стенок постоянная, |
то |
|||||
|
К -- £д — k — |
3 (1 - P 2) |
const; |
|
||
|
R22b2 |
|
||||
|
|
|
|
|
ф = 1.
Следовательно,
Mo = 0;
pr .
8Ap ’
EL
? '
30
Расчетные уравнения: |
|
|
|
|
для |
стакана: |
|
|
|
|
|
|
|
(161) |
|
|
EL- |
|
|
|
|
2 |
’ |
|
|
|
|
|
(162) |
для |
переходной части |
|
|
|
|
. _ |
рг . |
(163) |
|
|
1 — |
2 |
’ |
|
|
|
|||
|
T2 = pr( 1 |
|
|
(164) |
Последние формулы позволяют построить эпюры изгибающих моментов, задаваясь длиной s дуги меридиана, и убедиться в том, что введение плавного перехода от цилиндра к сфере резко умень шает местные напряжения, не вызывая существенного повышения расчетного напряжения.
Пример. Определить местные напряжения в сферической оболочке из пла тины в зоне перехода стакана в сферическое дно при наличии зоны сопряжения
с радиусом кривизны р срединного меридиана. Дано: |
р — 0,3 |
МН/м2, |
р, = 0,39; |
|||||||||
бх = 0,2 |
мм, |
г = 7,5 мм, р = |
1,5 мм, Е = 1,7- ІО6 |
МН/м2. |
М1 = |
|
Т1 = |
|||||
Решение. |
По |
формулам |
(161— 164) |
при |
s = 0 |
находим |
0, |
|||||
= 0,001125 МН/м, |
Т 2 = —0,00056 МН/м, |
а при s = |
0,5 мм: |
|
|
|
||||||
для |
стакана |
|
|
Тх = 0,001125 |
|
|
Т 2 = |
|
|
|
||
Мх = — 0,052ІО“ 6 |
|
М Н -м/м, |
МН/м, |
0,000788 |
МН/м, |
|||||||
Пішах = |
13,4 МН/м2, |
а 2гаах = |
10,7 МН/м2; |
|
|
|
|
|
|
|||
для |
переходной |
части |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Мх = 0,052ІО"« м н /м /м , Тг = 0,001125 |
МН/м, Т 2 = |
0,00191 |
МН/м, |
olmax = |
=13,4 МН/м2, о2тах = 17,3 МН/м2.
Сравнивая результаты последних примеров, замечаем, что вве дение зоны сопряжения резко уменьшает местные напряжения.
§ 7. РАСЧЕТ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДИСКОВ
Многие машины для производства химических волокон имеют вра щающиеся валы, диски, цилиндры, ролики.
Угловая скорость дисков и валов достигает больших значений (до 1500—2000 рад/с). В связи с этим необходим расчет дисков не только на прочность, но и на деформацию.
Чаще всего применяют диски постоянной толщины с централь ным посадочным отверстием,
81