|
3.3
Расчет
основных
деталей
на
прочность
Непосредственно
определить
усилия
,
действующие
в
щековой
дробилке
,
исходя
из
теории
дробления
,
не
представляется
возможным
.
Поэтому
в
качест
-
ве
исходной
величины
для
расчета
принимается
мощность
,
потребляемая
дро
-
билкой
.
Очевидно
,
что
усилие
раздавливания
будет
максимальным
в
том
слу
-
чае
,
когда
в
загрузочное
отверстие
дробилки
попадает
наибольший
по
размерам
кусок
материала
,
рис
. 3.6.
Рис
. 3.6.
Расчет
шатуна
D
R
2
R
1
R
L
r
Q
max
d
T
2
T
1
T
P
расч
A
B
D
C
α
α
β
29
Щековая
дробилка
имеет
рабочий
ход
в
том
случае
,
когда
шатун
переме
-
щается
вверх
.
В
это
время
подвижная
щека
приближается
к
неподвижной
,
пре
-
одолевая
сопротивления
дробимого
материала
.
Величина
сопротивления
воз
-
растает
при
этом
от
нуля
до
максимального
значения
.
На
шатун
действует
рас
-
тягивающее
усилие
,
которое
также
изменяется
от
нуля
до
максимума
.
Как
показывают
исследования
[6],
закон
изменения
нагрузки
в
шатуне
близок
к
пропорциональному
(
рис
. 3.7).
Рис
. 3.7.
Среднее
усилие
в
шатуне
Среднее
усилие
за
цикл
рабочего
хода
будет
равно
2
max
P
P
ср
=
,
Н
.
Работа
,
выполняемая
этой
силой
за
один
оборот
PS
A
=
,
где
P
–
усилие
,
S
–
путь
действия
силы
.
Так
как
перемещение
шатуна
равно
удвоенному
эксцентриситету
,
то
S
= 2
e
;
e
P
e
P
e
P
A
ср
max
max
2
2
2
=
=
=
,
Нм
,
P
P
max
P
ср
Рабочий
ход
Холостой
ход
0
0
90
0
180
0
270
0
360
0
α
Усилие
в
шатуне
30
где
e
–
эксцентриситет
эксцентрикового
вала
,
м
.
Работа
выполняется
за
время
рабочего
хода
,
то
есть
за
1/2
оборота
.
Сле
-
довательно
,
время
n
n
t
30
2
60
=
=
,
с
,
где
n
–
число
оборотов
,
об
/
мин
.
Мощность
будет
равна
30
max
en
P
t
A
N
=
=
,
Вт
.
Из
этой
формулы
легко
получается
en
N
P
30
max
=
,
Н
.
Учитывая
ударный
характер
нагрузки
и
возможность
попадания
в
дро
-
билку
не
дробимых
материалов
,
расчетное
усилие
для
шатуна
принимается
примерно
в
4
раза
больше
,
или
en
N
P
P
расч
5
max
10
2
,
1
4
⋅
=
=
,
где
N
–
мощность
в
кВт
.
Шатун
работает
на
растяжение
,
поэтому
его
поперечное
сечение
опреде
-
ляется
по
формуле
[ ]
σ
=
расч
P
F
,
м
2
.
31
На
прочность
шатун
проверяется
по
формуле
[ ]
σ
≤
=
σ
F
P
расч
.
Конструкция
шатуна
определяется
характером
его
работы
.
Так
как
шатун
имеет
возвратно
-
поступательное
движение
,
то
при
его
работе
возникают
боль
-
шие
неуравновешенные
инерционные
усилия
.
Для
снижения
их
шатун
стремят
-
ся
изготовить
как
можно
легче
,
применяя
высококачественные
стали
,
позво
-
ляющие
повышать
допускаемые
напряжения
.
Пример
.
Рассчитать
шатун
дробилки
,
мощностью
N
= 30
кВт
,
с
эксцен
-
триситетом
эксцентрикового
вала
e
= 0,025
м
.
Число
оборотов
n
= 250
об
/
мин
.
Находим
144000
250
025
,
0
1000
30
30
30
max
=
⋅
⋅
⋅
=
=
en
N
P
Н
.
Расчетное
усилие
5
max
10
76
,
5
4
⋅
=
=
P
P
расч
Н
.
Для
изготовления
шатуна
выбираем
сталь
марки
СТ
–35–5019,
для
которой
допускаемые
напряжения
[
σ
] = 1,129
⋅
10
8
Н
/
м
2
.
Поперечное
сечение
шатуна
[ ]
3
8
5
10
1
,
5
10
13
,
1
10
76
,
5
−
⋅
=
⋅
⋅
=
σ
=
расч
P
F
м
2
.
Расчет
распорных
плит
Усилие
,
передаваемое
от
шатуна
подвижной
щеке
и
задней
стенке
стани
-
ны
,
будет
максимальным
при
верхнем
положении
шатуна
(
рис
. 3.8).
Исходя
из
равновесия
сил
,
действующих
на
шатун
и
распорные
плиты
,
имеем
β
=
γ
=
Cos
P
Sin
P
T
расч
расч
2
2
,
Н
,
так
как
β
−
=
γ
90
.
32
Из
предыдущей
формулы
видно
,
что
с
увеличением
угла
возрастает
уси
-
лие
T
,
а
при
β
= 90
0
усилие
T
→
∞
.
Следовательно
,
в
щековой
дробилке
мож
-
но
получить
усилие
,
многократно
превышающее
расчетное
.
Проверка
на
проч
-
ность
производится
по
формуле
[ ]
сж
сж
F
T
σ
≤
=
σ
.
Рис
. 3.8.
Усилие
в
шатуне
Плиты
работают
на
сжатие
.
Так
как
их
высота
соизмерима
с
поперечным
сечением
,
то
нет
необходимости
проверять
их
на
устойчивость
.
Расчет
вкладышей
распорных
плит
производится
на
удельное
давление
по
формуле
[ ]
уд
уд
P
ld
T
P
≤
=
,
где
[
P
уд
] =
34,3
⋅
10
6
– 39,2
⋅
10
6
,
Н
/
м
2
для
вкладышей
из
высокоуглеродистых
сталей
;
d
–
диаметр
вкладыша
,
м
;
l
–
длина
вкладыша
,
м
.
Пример
.
Для
условий
P
расч
= 5,76*10
5
Н
,
β
= 80
0
усилие
P
расч
T
T
γ
γ
β
33
5
0
5
10
66
,
1
80
cos
2
10
76
,
5
⋅
=
⋅
=
T
Н
Если
распорные
плиты
изготовить
из
чугуна
СЧ
–32,
то
необходимая
площадь
поперечного
сечения
[ ]
0024
,
0
10
7
,
686
10
66
,
1
5
5
=
⋅
⋅
=
σ
=
сж
T
F
м
2
.
При
ширине
плиты
b
= 0,6
м
,
толщина
ее
составит
004
,
0
6
,
0
0024
,
0
=
м
.
Расчет
подвижной
щеки
При
работе
щековой
дробилки
на
подвижную
щеку
действуют
следую
-
щие
силы
(
рис
. 3.90):
–
Сила
воздействия
распорных
плит
–
T
;
–
Сила
сопротивления
материала
дроблению
–
Q
;
–
Реакция
опоры
–
R
.
Весом
щеки
в
расчете
пренебречь
.
Рис
. 3.9.
Силы
,
действующие
на
подвижную
щеку
X
Y
0
r
1
r
Q
max
T
T
1
T
2
R
2
R
1
R
0
1
34
Рассмотрим
подвижную
щеку
,
как
балку
на
двух
опорах
.
Все
силы
,
дей
-
ствующие
на
щеку
можно
разложить
по
двум
взаимоперпендикулярным
на
-
правлениям
X
и
Y
.
При
этом
силы
T
2
и
R
2
,
действующие
вдоль
щеки
,
не
будут
оказывать
влияния
на
изгиб
.
Щека
в
основном
работает
под
действием
изги
-
бающих
моментов
(
рис
. 3.10)
(
)
r
r
T
Qr
+
=
1
1
;
γ
=
cos
1
T
T
;
(
)
r
r
r
T
Q
+
=
1
1
.
Рис
. 3.10.
Эпюра
изгибающих
моментов
Обычно
ориентировочно
принимают
L
r
3
1
=
,
где
L
–
общая
длина
щеки
,
м
.
Тогда
(
)
L
L
L
T
Q
3
1
3
1
3
2
1
+
=
.
Таким
образом
,
усилие
дробления
примерно
в
3
раза
превышает
усилие
на
подвижную
щеку
со
стороны
распорных
плит
.
R
1
Q
T
1
r
1
r
M
изг
35
Пример
.
Находим
усилия
T
1
и
T
2
.
(
)
5
5
0
0
5
1
10
635
,
1
985
,
0
10
66
,
1
80
90
cos
10
66
,
1
cos
⋅
=
⋅
⋅
=
−
⋅
=
γ
=
T
T
Н
;
5
5
2
10
289
,
0
174
,
0
10
66
,
1
sin
⋅
=
⋅
⋅
=
γ
=
T
T
Н
.
Усилие
дробления
5
5
10
98
,
4
10
66
,
1
*
3
3
⋅
=
⋅
=
=
T
Q
Н
.
Вследствие
неравномерности
хода
,
щека
должна
иметь
небольшой
вес
и
быть
достаточно
прочной
,
поэтому
ее
изготавливают
с
ребрами
жесткости
из
литой
стали
марки
СТ
–35–5015.
Реакции
опоры
R
1
=
Q
–
T
1
=
(
4,98 – 1,635)10
5
= 3,345·10
5
Н
.
Тогда
5
5
1
max
10
67
,
1
5
,
0
3,345·10
⋅
=
⋅
=
=
r
R
M
изг
Нм
.
Напряжение
в
рассматриваемом
сечении
[ ]
и
изг
и
W
M
σ
≤
=
σ
max
,
где
W
–
момент
сопротивления
для
выбранного
профиля
щеки
.
Необходимое
сечение
щеки
находим
по
моменту
сопротивления
[ ]
3
8
5
max
10
37
,
1
10
22
,
1
10
67
,
1
−
⋅
=
⋅
⋅
=
σ
=
и
изг
M
W
м
3
.
Do'stlaringiz bilan baham: |
