Расчет конструкторских параметров корообдирочного барабана. Проверка стенок корпуса барабана на прочность. Расчет опорной станции барабана, страница 2

         r – наружный радиус ролика, м;

         R₁ – внутренний радиус бандажа, м;

         s_т – предел текучести материала, s_т = 235,3·10⁶ Н/м²;

         p – удельная нагрузка между бандажом и роликом, Н/м.

                                               (3.19)

s_max = 193·10⁶ Н/м² < s_т = 235,3·10⁶ Н/м².

Условие прочности выполняется.

Максимальное напряжение изгиба в сечении бандажа против опор от веса металлоконструкции, баланса 𝜎_изг, Н/м², определяется по формуле:

                      (3.20)

где M_изг – максимальный изгибающий момент, Н·м, определяется по формуле:

                                     (3.21)

где A – коэффициент, зависящий от характера нагрузки и рода крепления бандажа, когда башмаки крепятся на клиньях, A = 0,07.

W_б – момент сопротивления прямоугольного сечения бандажа, м³;

                                     (3.22)

[s] – допускаемое напряжение, определяемое с учетом нагружения бандажа по асимметричному циклу, Н/м².

Коэффициент, учитывающий характер нагружения и концентрацию напряжений 𝜈, определяется по формуле:

                    (3.23)

где K_э – эффективный коэффициент концентрации напряжений, K_э = 1,5;

       r –   коэффициент асимметрии цикла.

                                       (3.24)

Принимаем s_min = 2,35·10⁶, тогда

n = -0,98 < 1

Условие выполняется.

Расчетное допустимое напряжение [𝜎_изг], Н/м², определяется по формуле:

                                     (3.25)

где n_з – принятый коэффициент запаса прочности, n_з = 1,7;

Принимаем s₁ = 147·10⁶ Н/м².

Допускаемое напряжение значительно превышает вычисленное значение напряжения изгиба, но в данном случае не учитывалось напряжение, возникающее в бандаже от натяга.

Условие прочности конструкции выполняется, если полученное значение допускаемого напряжения превышает суммарное вычисленное значение напряжения от натяга и изгиба.

Суммарное напряжение от изгиба и натяга 𝜎, Н/м², определяется по формуле:

                                       (3.26)

где s_н – напряжение, возникающее в бандаже от натяга, которое составляет для современных конструкций барабанов s_н = 17,7·10⁶ Н/м².

s = 24,8·10⁶ Н/м² < [s_изг] = 43,6·10⁶ Н/м²

Условие прочности на изгиб выполняется.

3.2.5 Расчет привода

Мощность электропривода, необходимая для вращения барабана N, кВт, определяется по формуле:

                                (2.27)

где h    -   КПД привода барабана;

      M₀ – суммарный статический момент сопротивления вращению барабана относительно его оси, Н·м;

       n   – частота вращения барабана, об/мин.

КПД привода барабана 𝜂, определяется по формуле:

                          (3.28)

где h_р – КПД редуктора, h_р = 0,94;

      h_п – КПД подшипникового узла, h_п = 0,99;

      h_зп – КПД открытой зубчатой пары, h_зп = 0,94

Суммарный статический момент сопротивления вращению барабана относительно его оси М₀, Н м, определяется по формуле:

               (3.29)

где M₁ – момент сопротивления, возникающий в результате смещения центра тяжести балансов, Н м;

       M₂ – момент трения качения опорных роликов по бандажам, Н м;

       M₃ – момент трения в опорах барабана, Н м;

       M₄ – момент трения качения бандажа по упорному ролику, Н м;

       M₅ – момент трения в опоре упорного ролика, Н м;

        z - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления при трении балансов о стенки барабанов, сопротивления в зонах загрузочного и выгрузочного отверстий барабана, z = 1.05.

Момент сопротивления, возникающий в результате смещения центра тяжести балансов М₁, Н м, определяется по формуле:

                        (3.30)

Момент трения качения опорных роликов по бандажам М₂, Н м, определяется по формуле:

                              (3.31)

где R₁ – радиус бандажа, м;

        r –  радиус опорного ролика, м;