Расчет оси барабана

Предварительно назначается материала оси – Приложение 5 табл. 1. Для определения геометрических размеров оси следует вычертить в масштабе принятый барабан, затем найти длины ее участков l₁, l₂, l₃, l. Предварительно можно принять расстояние от ступиц барабана до опор оси l₃ =150…200 мм, l₄ =50…100 мм, длину ступицы l _ст =(1,0…1,5) d_ст.

Определение реакций в опорах барабана (рис. 1.21).

Сила от натяжения лопаря шкентеля передается через ступицы на ось барабана (рис. 1.17 и рис. 1.24). Давление ступиц и , действующих на ось барабана, вызывает реакции и в ее опорах.

Сила, которая действует со стороны ступицы на ось барабана, кН

Реакция в опоре «2» определяется из уравнения равновесия оси – уравнения моментов относительно опоры «1», кН

, кН

Реакция в опоре «1» вычисляется из уравнения проекций, кН

.

Рассчитываются изгибающие моменты (рис.1.24) –

под левой ступицей оси, кН×м

,

l

Fшк.max

R1

R2

l 1

l 2

l 3

Fст2

Mи

Fст1

Tб

dст

Радиально поршневой гидромотор с кулачковой шайбой

l 4

Рис. 1.21. Расчетная схема для определения реакций в опорах грузовой лебедки с радиально-поршневым мотором (кулачковая шайба)

Для с радиально-поршневым мотором с эскцентриковым валом (рис.1.25) по условию равновесия оси барабана определяем силы, которые действуют со стороны ступицы на вал

F шк

R A

R B

l1

l

l2

l3

l 4

Mи1

Tб

Fст1

Fст2

dст

Mи2

Тормозной шкив

Рис. 1.22. Расчетная схема для определения реакций в опорах грузовой лебедки с радиально-поршневым мотором (эксцентриковый вал)

По условию равновесия оси барабана определяем реакции в его опорах, кН

.

Изгибающие моменты в опасном сечении (по ступицами барабана)

Расчет оси барабана сводят к определению диаметров под ступицей d_ст и цапф d_ц из условия работы оси на изгиб при симметричном цикле напряжений.

Условие прочности оси по напряжениям изгиба

, (1.46)

где W_o – осевой момент сопротивления опасного сечения оси, , мм³;

– допускаемые напряжения изгиба, МПа;

;

– предел выносливости материала оси по ГОСТ 25.504-82,

;

– предел прочности материала оси, Приложение 5 табл. 1;

k₀ – коэффициент, учитывающий конструкцию детали, k₀ =2,0…2,8;

– допустимый коэффициент запаса прочности, 1,4…1,6.

Из формулы (1.46) определяется диаметр оси d_ст под ступицей барабана, мм

. (1.47)

Полученное значение округляется к ближайшему, кратному пяти.

Диаметр цапфы оси (диаметр под подшипниками), мм

. (1.48)