- •Курсовая работа
- •1 Исходные данныедля проектировочного расчета лебедки
- •2 Расчет и выбор стального каната
- •3 Расчет и выбор блоков полиспаста и отклоняющих блоков
- •4 Определение основных размеров барабана лебедки
- •5 Проверка прочности цилиндрической обечайки барабана лебедки на сжатие
- •6 Расчет цилиндрической стенки обечайки при совместном действии изгиба и кручения
- •7 Определение толщины реборд барабана и выступающей части
- •8 Расчет беззазорного болтового соединения обечайки и ступицы барабана
- •9 Диаметр окружности вершин реборд
- •10 Определение толщины торцевых стенок соединения обечайки и ступицы барабана.
- •11 Габаритная расчетная и конструктивная длины барабана
- •12 Расчет диаметра цапфы оси вращения барабана лебедки в опасном сечении
- •13 Расчетная линейная скорость тянущей ветви каната и соответствующая ей частота вращения барабана
- •14 Мощность статического сопротивления на валу барабана лебедки
- •15 Определение кпд механизма лебедки
- •16 Расчет мощности и выбор электродвигателя
- •17 Расчет и выбор редуктора
- •18 Расчет и выбор тормоза колодочного, гидравлического
- •19 Расчет и выбор опорных подшипников оси вращения барабана лебедки
6 Расчет цилиндрической стенки обечайки при совместном действии изгиба и кручения
6.1 Для случая когда расчетная рабочая длина обечайки барабана ℓрб.л. > 2.8 × Dб.л., необходимо выполнить расчет цилиндрической стенки обечайки на прочность при совместном действии изгиба и кручения от тягового усилия Рл. При этом обечайку барабана рассчитываем как полый вал кольцевого поперечного сечения.
1359.2 > (2.8 × 450 = 1260)
6.2 Определяем максимальный изгибающий момент (рис. 6.1), действующий на обечайку барабана лебедки создаваемый тяговым усилием Рл приложенным на средине длины барабана в опасном сечении, Нм.
Ми.max = Рл × ℓрб.л. / 103 / 4, (6.1)
где Рл - тяговое усилие, Н;
ℓрб.л. - рабочая длина, мм.
Ми.max = 23750.2 × 1359.2 / 103 / 4 = 8070.59
6.3 Определяем вращающий момент, действующий на обечайку барабана лебедки, создаваемый тяговым усилием Рл на последнем слое навивки (см. расчетную схему (рис. 6.1), Нм.
Мв = Рл × [0.5 × Dб.л. / 103 + dk / 103 × (Кs - 0.5)], (6.2)
где Рл - тяговое усилие, Н;
Dб.л., dк - диаметры, мм.
Мв = 23750.2 × [0.5 × 450 / 103 + 16.5/ 103 × (2 - 0.5)] = 5931.62
6.4 Определяем приведенный момент (Нм) от совместного действия на обечайку барабана изгиба и кручения. Используем 4-ю теорию прочности при условии, что Мкр. = Мв. (рис. 6.1).
Мпр.4 = (М2и.max + 0.75 × М2в)1/2, (6.3)
где Ми.max, Мв – моменты, Нм.
Мпр.4 = [(8070.59)2 + 0.75 × (5931.62)2]1/2 = 9566.74
6.5 Для цилиндрической стенки (обечайки) барабана определяем отношение α ее внутреннего диаметра к наружному диаметру
α = (Dб.л – 2 × δ0) / Dб.л, (6.4)
где Dб.л. - диаметр цилиндрической стенки обечайки, мм;
δ0 - толщина цилиндрической стенки обечайки (рис. 4.2), мм.
α = (450 – 2 × 17) / 450 = 0.92
6.6 Определяем осевой момент сопротивления изгибу кольцевого сечения цилиндрической обечайки барабана лебедки, м3
W = π × (D б.л / 103)3 × (1 - α4) / 32 = π × (450 / 103)3 × (1 - 0.924) / 32 = 2.41E-03,
где Dб.л. - диаметр, мм.
6.7 Определяем расчетное эквивалентное напряжение по 4-й теории прочности, МПа
σэкв. = Мпр.4 / W / 106, (6.5)
где Мпр.4 - приведенный момент, Нм;
W - момент сопротивления, м3.
σэкв. = 9566.74 / 2.41E-03 / 106 = 3.97
6.8 Допускаемое напряжение [σи] (МПа) на изгиб для чугунов определяем на основании таблицы 5.1 с учетом коэффициента запаса прочности [n]ч = 10, [2].
[σи] = σв.и / [n]ч (6.6)
[σи] = 432 / 10 =43.2
Рисунок 6.1 - Расчетная схема цилиндрической обечайки барабана для ее расчета на прочность при совместном действии изгиба и кручения
6.9 Для проверочного расчета записываем условие прочности цилиндрической стенки обечайки барабана при изгибе с кручением, МПа
σэкв ≤ [σи] (6.7)
6.10 Проверяем условие прочности обечайки барабана лебедки при действии изгиба с кручением подставив расчетные и допускаемые численные значения напряжений в условие прочности (6.7), МПа. Если условие прочности (6.7) не выполняется необходимо увеличить толщину стенки обечайки.
3.97 ≤ 43.2