Расчет диска распылительной сушилки

Цель работы: 1) приобретение практических навыков расчета диска распылительной сушилки на прочность;

2) построение эпюр радиальных и тангенциальных напряжений в диске и определение местного коэффициента запаса прочности;

З а д а н и е: выполнить прочностной расчет диска распылительной сушилки и построить эпюры радиальных и тангенциальных напряжений, если задано: угловая скорость , рад/с; диск изготовлен из стали 16ГС; размеры диска R ₁, м; R ₂, м; r ₂, м; b ₁, м; b ₂, м. Радиальные напряжения от посадки ступицы диска на вал =-5 МПа; напряжения на внешнем контуре =0 МПа; предел текучести материала диска МПа при t = 20 ⁰С.

 

Методика расчета

 

Диск распылительной сушилки представляет собой диск сложного профиля, состоящий из двух дисков постоянной толщины. Поэтому при расчете воспользуемся уравнениями (5.7…5.13) метода двух расчетов.

Первый расчет. На внутренней поверхности диска (ступицы) радиусом R ₁ (первый участок) зададимся произвольным значением , например МПа. Это даст возможность для различных значений радиуса ступицы, вычислить , МПа и , МПа, значения заносим в табл. 5.3 (первый участок).

При переходе к расчету диска, имеющего толщину b ₂, мм с учетом резкого скачка значений его толщины от b ₁, мм до b ₂, мм, необходимо по формулам (5.37) и (5.38) для внутренней поверхности диска с b ₂, вычислить новые значения и с помощью уже известных и на наружной поверхности диска толщиной b ₁

; (5.37)

. (5.38)

Эти значения напряжений указаны при радиусе r = r₂ в табл. 5.6 (второй участок).

Зная эти напряжения, далее по формулам (5.39), (5.40) рассчитываем напряжения и , на соответствующих радиусах диска результаты, и заносим в табл. 5.6 (второй участок). По формулам определяем для них коэффициенты α и β, как для самостоятельного диска постоянной толщины при R ₁ = r ₂.

; (5.39)

, (5.40)

где коэффициенты α и β определяются по уравнениям (5.3), а сомножитель

. (5.41)

Второй расчет. Зададимся новым произвольным значением , например МПа, кроме того, положим n = 0, T = 0, (не вращающийся диск, свободно посаженный на вал).

Дальнейшие расчеты выполняются по тем же формулам (5.7…5.13) и их результаты для удобства следует свести в табл. 5.7, в которой приведены значения напряжения и для различных радиусов диска.

Истинные значения и для различных радиусов диска определяются по формулам

; (5.42)

, (5.43)

где – поправочный коэффициент, .

Результаты вычислений свести в табл. 5.8.

После построения эпюр напряжений и определить наиболее нагруженный участок. Учитывая, что для стали 16ГС МПа, определим коэффициент запаса прочности (местный) по формуле

, (5.44)

после чего проверим соблюдение условия местной прочности рассмотренного диска распылительной сушилки по пределу текучести

, (5.46)

где – запас прочности (местный); – допускаемый местный запас прочности, принимаемый обычно = 2.

Таблица 5.6