Определение напряжений на валу винта

Наиболее нагруженной секцией конвейеров является головная секция, поскольку на нее одновременно действует наибольший крутящий момент, суммарная продольная сила и изгибающие моменты от погонной массы винта, от эксцентрично приложенных продольных сил. Поэтому вал винта в опасных сечениях необходимо подвергать проверочному расчету по суммарному эквивалентному напряжению.

Касательные напряжения, возникающие на головной секции винта от передаваемого крутящего момента:

 

τ = 10655∙Мк/d³, (3.29)

 

где τ - касательные напряжения, Н/мм²;

Мк-крутящиймомент, Н;
d- наружный диаметр, мм;

τ = 10655∙2668/90³ = 39,03 Н/мм²

Нормальное напряжение от суммарной продольной силы, действующей на головную секцию винта, равно:

 

σ_р = 0,46∙P/d², (3.30)

где σ_р - нормальное напряжение от суммарной продольной силы, Н/мм²;

Р- продольная сила;

d-наружный диаметр;

σ_р = 0,46∙27019/90² = 1,5344 Н/мм²

От этой силы на валу винта возникают сжимающие напряжения, если материал транспортируется «от привода» и растягивающие, если материал транспортируется «к приводу»

Нормальные напряжения от приведенного изгибающего момента:

 

σ_м = 3245,5∙М_пр/d³, (3.31)

где σ_м - нормальные напряжения, Н/мм²;

М_пр- приведенный изгибающий момент;

d - наружный диаметр.

σ_м = 3245,5∙27019/90³ = 120,28 Н/мм²

Суммарное нормальное напряжения в поперечном сечение вала винта:

 

σ_cум = σ_м+σ_р, (3.32)

 

где σ_cум - суммарное нормальное напряжения, Н/мм²;

В уравнении знак «+» ставится если вал винта растянут, а знак «-» если он сжат.

σ_сум = 120,28+1,5344 = 121,8144 Н/мм²

Суммарное эквивалентное напряжение, действующее на головную секцию винта (по-третьей гипотезе прочности):

 

σ_эк = (σ_сум²+4τ²)^1/2 (3.33)

 

где σ_эк - суммарное эквивалентное напряжение, Н/мм²;

σ_эк = (121,8144²+4∙39,03²)^1/2 = 144,67 Н/мм²

При этом для винта величина коэффициента запаса прочности в опасном сечении должна быть не менее 1.5, а предел текучести 240 Н/мм². [1]

 

П_τ = σ_τ / σ_эк, (3.34)

 

где П_τ - величина коэффициента запаса прочности в опасном сечении;

σ_т - предел текучести материала вала винта, Н/мм²;

П_τ=240/144,67= 1,65 Н/мм²

условие прочности выполняется.