Прочностной расчет оси барабана и выбор подшипников

 

Составляем расчетную схему нагружения оси барабана изгибающими силами канатов F _max (рис. 3).

Определяем следующие конструктивные размеры (рис. 4).

 

294+14+21=329 мм;

 

приняв l ₃= l ₄=50 мм,

 

666+50+50=766 мм.

 

 

 

Рис. 3 – Расчетная схема оси барабана

 

 

 

Рис. 4 – Расчетная схема приводного барабана

 

Реакции в опорах находим по формулам

 

; (16)

. (17)

кН;

кН.

 

Изгибающие моменты в расчетных сечениях (под ступицами дисков барабана) получим по формулам

 

; (18)

. (19)

кН×м;

кН×м.

 

Принимаем в качестве материала оси сталь 45 (предел выносливости
s_-1=257 МПа). Допускаемое напряжение

 

, (20)

 

где k ₀ – коэффициент, учитывающий конструкцию детали (для валов и осей k ₀=2,0…2,8); принимаем k ₀=2,5;

[ S ] – допускаемый коэффициент запаса прочности (для групп режимов работы М1…М5 [ S ]=1,4; для М6 [ S ]=1,6; для М7 и М8 [ S ]=1,7).

 

МП.

 

Диаметр оси в наиболее опасном сечении (под правой ступицей) найдем из выражения:

 

, (21)

мм.

 

С учетом ослабления сечения шпоночным пазом принимаем d =45 мм и конструируем ось барабана.

Исходя из диаметра оси под ступицей барабана d =45 мм, назначаем диаметр под подшипником d _п=40 мм.

Учитывая невысокую точность монтажа оси барабана, выбираем шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники средней серии №1308 по ГОСТ28428-90. Для принятого типоразмера подшипника выполняется условие

 

R_B =7,61 кН< C ₀=8,8 кН,

 

где R_B – радиальная нагрузка на подшипник;

C ₀ – статическая грузоподъемность подшипника №1308.

Таким образом, статическая прочность обеспечена.