Проектирование механизма подъема груза мостового крана
2.25 Расчет оси барабана
Рисунок 2.11 - Расчетная схема оси барабана со сдвоенным полиспастом
В нашей конструкции установки барабана механизма подъема кранов общего назначения, соединение оси барабана с тихоходным валом редуктора осуществляется с помощью специальной зубчатой муфты (см. рисунок 2.7).
При этом конец вала редуктора выполняют в виде зубчатой шестерни, которая входит в зацепление с венцом, закрепленным на барабане. Крутящий омент от вала редуктора передается через зубчатое зацепление на венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана.
Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте, а также от собственного веса барабана (при расчете, обычно, весом барабана пренебрегают). При сдвоенном полиспасте положение равнодействующей натяжений каната относительно опор оси остается неизменным.
Величина этой равнодействующей, Н
"right">R = 2Fmax, (39)R =
венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана
Нагрузка, Н на опору 1 оси при положении равнодействующей, указанном на рисунке 2.11
"right"> (40)где l - расстояние между опорами оси, мм;
l5 - расстояние от места приложения равнодействующей R до середины ступицы С, мм;
l2 - расстояние от центра ступицы барабана С до опоры 2, l2 = 200мм.
Для определения расстояний используем следующие соотношения
Нагрузка на опору 2, Н
"right">R2 = R - R1, (41)R2 = 34722 - 19848 = 14874 Н.
Нагрузка на ступицу барабана А (1)
"right"> (42)где l4 - расстояние между центрами ступиц барабана А и С, мм;
По рисунку 2.11
l4 = l3 + l5 - l1,
где l1 - расстояние от центра ступицы барабана А до опоры 1, l1 = 120мм.
l4 = 1196 - 120 = 1076 мм.
Нагрузка на ступицу С (2)
"right">P2 = R - P1, (43)P2 = 34722 - 19297 = 15425 Н.
Расчет оси барабана сводят к определению диаметра ступицы из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле
"right">, (44)где Ми - изгибающий момент в расчетном сечении, Нм;
W - момент сопротивления расчетного сечения при изгибе, мм3;
допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений, Н/мм2.
Допускаемое напряжение при симметричном цикле, Н/мм2
"right"> (45)где k0 - коэффициент, конструкцию детали, для осей k0 = 2,0…2,8, принимаем k0 = 2,0;
предел выносливости стали, для углеродистых сталей
где предел прочности стали, = 1000 Н/мм2;
[n] - допускаемый коэффициент запаса прочности, для среднего режима [n] = 1,4.
Изгибающие моменты: наибольший изгибающий момент под правой ступицей барабана в точке С
"right"> (46)в точке А
"right"> (47)Момент сопротивления сечения оси под ступицей, мм3
"right"> (48)де d - диаметр оси под ступицей барабана С, d = 45мм (см. пункт 2.26).
Диаметр оси под ступицей барабана, мм
"right"> (49)Прочность оси на изгиб обеспечивается.