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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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;

 

 

 

 

 

V ,

iL

 

 

 

 

rkl

2

 

 

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