Файл: Курсовой проект по дисциплине Грузоподъемные машины.docx

_к, необходимого для закрепления барабана в станке при нарезании канавок, может приниматься (4…5)d_К:

мм.

В итоге длина барабана

мм

Проверка соотношения длины и диаметра барабана:



Данное соотношение можно принять, так как оно входит в рекомендованное значение 3,5…5,0.

Толщину нарезанной цилиндрической части барабана по дну канавки определяют только по напряжениям сжатия.

, где - номинальное статическое натяжение ветви каната, набегающего на барабан; - допускаемое напряжение на сжатие. Для стали 20 при ГРР – 4М =140 МПа.

---

2.1.4. Проверка шпонок вала на смятие

Расчет выполняется как проверочный на смятие по формуле

= [ ],

где T – крутящий момент на участке вала со шпоночным пазом,Нм;

h – высота шпонки; t₁ – глубина паза на валу; l_р – рабочая длина шпонки, для шпонок со скругленными торцами l_р =l – b, здесь l – длина шпонки; b – ширина шпонки, [ ] - допускаемое напряжение смятия. Для стальных ступиц при нереверсивном приводе [ ]=150 МПа, при реверсивном приводе [ ]=120 МПа. Результаты расчета шпонки представлены в виде таблицы 2.

= = 230,82 МПа [ ],поэтому устанавливаем 2 шпонки под 180 градусов.

Таблица 2

Размеры шпонки, мм				t1, мм	T, Нм	, МПа
b	h	l	lр
32	18	240	208	11	21845,19	230,82

2.1.5. Проверка оси барабана на изгиб

Нагрузки на ступицы барабана (при пренебрежении его весом):

Н,

Н, где

---

— длина нарезанной части; — длина средней гладкой части барабана; — расстояние от ступицы барабана до опор оси.



Рис.1. Схема к расчету оси барабана

В качестве опасного сечения рассмотрим сечение, в котором действует наибольший изгибающий момент и имеется концентратор напряжения. Как следует из рис. 1, представленного выше, к такому сечениюотносится сечение 1, для которого концентратором напряжений является посадка с натягом ступицы и шпоночный паз.

Расчет вала на усталостную прочность

1. 
   Определение нагрузок
   

В сечении действуют: изгибающий момент М=19,19 кН м, крутящий момент Т=21845,19 кН м.

2. 
   Геометрические характеристики сечения:
   

В сечении 1 имеется шпоночный паз со следующими размерами: b=32 мм, t₁=11 мм.

Осевой момент сопротивления

Полярный момент сопротивления

3. 
   Определение напряжений
   

Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой



Среднее значение напряжений изгиба:

Касательные напряжения меняются по отнулевому циклу:

4. 
   Пределы выносливости
   

Определим пределы выносливости:





5. Коэффициенты запаса прочности



= ,

где

---

,— эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, = 1,9; – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений = 1,9; — масштабный фактор для нормальных напряжений, = 0,61; — масштабный фактордля касательных напряжений, = 0,52.

Найдем общий коэффициент запаса прочности:



Подставим значения:

.

Усталостная прочность вала в сечении 1 обеспечена.

---

2.1.6. Расчет подшипников оси барабана

Для компенсации несоосности опор вал барабана устанавливаем на самоустанавливающихся роликовых двухрядных подшипниках.

Эквивалентная нагрузка на правый подшипник может быть определена по упрощенной формуле:

Н,

где — коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца = 1); — динамический коэффициент (для механизма подъема = 1,2); — коэффициент приведения (ориентировочно его можно принять: = 0,6 для режимов М1–М3; = 0,65 для режимовМ4–М6; = 0,7 для режимов М7, М8).

Требуемая долговечность подшипника L10 (миллионов оборотов)определяется по формуле: = , где — частота вращения барабана, мин‑1; — долговечность подшипника, равная 1000 для режимов М1–М3; для режимов М4–М6 —3500; для режимов М7, М8 — 5000.

Динамическая грузоподъемность роликового подшипника будет определяться по формуле: Н.

Поскольку в левом подшипнике вращаются оба кольца (подшипник служит только опорой), то его можно рассчитать по статическойгрузоподъемности:

Н.

Выбираем подшипник 153615 с динамической грузоподъемностью С=351000 Н и статической грузоподъемностью =255000 Н.

2.1.7. Выбор электродвигателя

Группа режимов работы 4М относится к среднему режиму нагружения. Для этих групп режимов используются двигатели асинхронные с фазным ротором серии МТН.

---