Модернизация разгрузочного устройства установки сухого тушения пекового кокса
3.5.3 Проверка опасного сечения
Опасное сечение находиться около левого подшипника. Рассчитываем по методу, приведённому в [36, стр. 267].
Находим коэффициент запаса прочности для нормальных напряжений.
Эти напряжения найдем по формуле:
, Н·мм2, (3.17)
где М - изгибающий момент в сечении которое рассматриваем, Н·м;
W - осевой момент инерции сопротивления сечения вала, ослабленный шпоночным пазом, мм3.
Максимальный изгибающий момент в сечении (в соответствии с рисунком 3.6).
Осевой момент инерции сопротивления в сечении рассматриваемого вала рассчитываем по формуле:
, мм3, (3.18)
где d - диаметр в сечении рассматриваемого вала, мм.
Диаметр вала d = 60 мм.
мм3
Из этого нормальные напряжения в опасном сечении:
Н/мм2
Коэффициент концентрации нормальных напряжений в опасном сечении для вала с применением термообработки (поверхностного упрочнения):
, (3.19)
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений;
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
- коэффициент влияния шероховатости;
- коэффициент поверхностного упрочнения.
= 2,25 [36, стр. 271, табл. 11.2];
= 0,785 [36, стр. 272, табл. 11.3];
= 1,5 [36, стр. 272, табл. 11.4];
= 2,8 [36, стр. 272, табл. 11.5];
Отсюда коэффициент концентрации нормальных напряжений:
Предел выносливости по нормальным напряжениям вычислим по формуле:
, (3.20)
где - «предел выносливости при симметричном цикле изгиба, Н/мм2».
Предел выносливости для Стали 40Х Н/мм2 (см. п. 3.3.1).
Н/мм2
Находим коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям по формуле:
(3.21)
Находим коэффициент запаса прочности для касательных напряжений.
Эти напряжения в опасном сечении находим по формуле:
, Н·мм2, (3.22)
где Т - вращающий момент в рассматриваемом сечении, Н·м;
W - Полярный момент инерции сопротивления сечения вала, ослабленного шпоночным пазом, мм3.
Его найдем по формуле:
, мм3, (3.23)
d = 60 мм (см. рис. 3.4).
мм3
Касательные напряжения в опасном сечении:
Н/мм2
Коэффициент концентрации нормальных напряжений в опасном сечении:
, (3.24)
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений;
Коэффициенты формулы (3.24) находим по справочным таблицам:
= 1,75 [36, стр. 271,табл 11.2].
Отсюда коэффициент концентрации нормальных напряжений:
Предел выносливости по касательным напряжениям найдем по формуле:
, Н/мм2, (3.25)
где - предел выносливости при симметричном цикле, Н/мм2.
Для Стали 40Х Н/мм2.
Н/мм2
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжения найдем по формуле:
, (3.26)
Расчетный коэффициент запаса прочности.
Его мы находим по формуле:
, (3.27)
где - допускаемый коэффициент запаса прочности при уточненном расчете валов [36, стр. 267].
Так как условие прочности выполняется. Прочность опасного сечения обеспечена.