Критическое число оборотов вала

Шпильки фланцевого соединения

Расчет шпилек на прочность ведем по усилию, необходимому для

создания герметичности соединения путем контактного сжатия прокладок и усилию от гидростатического давления Р_у = 4 МПа:

,

где Q – общая нагрузка на шпильки;

F – площадь на которую действует давление Р_у, м²;

Р_у = 4 МПа;

R₄ = 0,19 м, радиус;

b = 0,01м, ширина прокладки;

q_n = 31,5 МПа, удельное давление необходимое для сжатия

прокладки.

Подставляя значение величин, получим общую нагрузку на шпильки:

Н.

Принимаем 16 шпилек М24х3. Внутренний диаметр резьбы шпилек

d₁ = 0,207 м, площадь поперечного сечения f = 0,0003 м².

Нагрузка на одну шпильку:

МПа.

Материал шпилек сталь 35х по ГОСТ 4548-61 с пределом прочности

δ_в = 950 МПа.

Запас прочности:

.

Расчет критического числа оборотов вала выполнены по методике

Невского машиностроительного завода. Расчетная схема вала приведена на рисунке 1.14. Распределенные массы консольного участка и между опорного пролета могут быть заменены сосредоточенными силами.

Коэффициент приведения для пролета принимаем равным 0,5. Коэффициент приведения для распределенной массы консоли определяем по формуле:

, где .

Подставляя значение t в формулу, получим коэффициент приведения для распределенной массы консоли:

.

Сосредоточенная на конус консоли нагрузка определяется по формуле:

,

где Q – вес рабочего колеса, в Н, Q = 210 H;

γ – удельный вес материала вала.

Подставляя значение величины, получим нагрузку сосредоточенной на конце консоли: Н.

Критическое число оборотов вала без учета гидростатического эффекта определяем по формуле:

; мин^-1.

В приведенной формуле коэффициенты K_d и K_D соответственно учитывают непостоянство диаметров консоли и пролета (коэффициент U₁ учитывает влияние на критическое число оборотов сосредоточенной нагрузки, приведенной к середине пролета).

Влияние этой нагрузки на критическое число оборотов вала невелико, не более 1%, поэтому принимаем U₁ = 0,99. Для вала, консоль которого можно разбить на n участков, коэффициент K_d определяется по следующей формуле:

.

Для данной консоли состоящей из трех участков формула имеет вид:

.

Подставляя значение величин, получим:

.

Коэффициент K_D для ступенчатого ассиметричного пролета состоящего из m+P+1 участков вычисляется по формуле:

Пролет рассчитываемого вала состоит из четырех участков m= 1, P =2.

В этом случае формула имеет вид:

Подставляя значение величин, получим:

.

Критическое число оборотов ротора составит:

мин^-1.

мин^-1.

Дата добавления: 2015-07-02