kurmaz051

51

51

1.

.4.7. OBLICZANIE ZMĘCZENIOWE WALÓW [19]

-----—---------- |

[33], [34]

Obliczenie zmęczeniowe wałów wykonuje się po opraco -waniu rysunku wykonawczego wału podlegającego obliczeniom

Przed rozpoczęciem obliczeń muszą być wykonane:

a)    udokładnienie rozstawu podpór wału z uwzględnieniem

-    rzeczywistego rozstawu (z rysunku złożeniowego),

-    zmiany tego rozstawu na wielkość 2(0-0,55) (rys.

1.5.4.37, 1.5.4.40) (w przypadku korzystania z łożysk kulkowych skośnych lub stożkowych zmontowanych wg układu „X" lub „O"),

b)    udokładnienie rozmieszczenia punktów przykładania sił obciążających wał,

c)    obliczenie rzeczywistych reakcji w podporach wału,

d)    obliczenie momentów gnących Mg w charakterystycz nych przekrojach wału wynikających z jego ukształtowania i przedstawienie wykresu Mg,

e)    przedstawienie wykresów T, M& i teoretycznej linii przekrojów wału r/teor, gdzie zredukowane naprężenia gnące są równe naprężeniom dopuszczalnym.

PARAMETRY ZADANE:

A.    Konstrukcja wału (ze wszystkimi wymiarami, promieniami zaokrągleń, pasowaniami, chropowatością powierzch

ni itp.) (rys. 1.5.4.36).

B.    Materiał i obróbka cieplna wału (HB, R_m).

I C. Wartości momentów gnących Mg i momentów skręcają-! cych T, N-m w charakterystycznych przekrojach wału.

D. Wykres teoretycznej linii przekrojów wału, gdzie zredukowane naprężenia gnące są równe naprężeniom dopuszczalnym.

| E. Czy jest wymagana zmiana kierunku obracania wału (pa rametr zadany).

I

I    - ■■    ----------

i

Obliczenia zmęczeniowe wału polegają na obliczeniu rzeczywistego współczynnika bezpieczeństwa w przekrojach przewidywanego złamania zmęczeniowego wału.

Wyznaczone przekroje mają parametry: przekrój 1    ć/waii,    Mg-,,    T_h    rodzaj karbu,    p_ai,    fł_Tu

przekrój 2    dwaii,    M_gly    T_2y    rodzaj karbu,    Poi,    Pt i,

przekrój 3    d^,    M_g3f    T₂,    rodzaj karbu,    /3<n,    /?r₃.

Dla każdego z wyznaczonych przekrojów oblicza się:

2. Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa wg naprężeń normalnych (od zginania)

Ó(j~Zg₀ • £ !(Pga 'pa) ■

2.1.    Z_g0, MPa - wytrzymałość na zmęczenie przy próbie ob-

rotowo-giętej (tabl. 1.5.4.13, tabl. 4.2.1).

2.2.    £ - współczynnik wielkości przedmiotu (rys. 1.5.4.38)

£ ⁼ f(dwał} Rm}-

2.3.    aga, MPa - amplituda cyklu naprężeń gnących

(Tga = o_g = M_g• 10^{1 2 3}/ W_g,

M_g, N-m - moment gnący w obliczeniowym przekroju, W_g= tt-c?³/32, mm³ - wskaźnik wytrzymałości przy zginaniu dla obliczeniowego przekroju wału o średnicy d.

2.4.    p_a - współczynnik uwzględniający działanie karbu i stan

powierzchni dla stalowych części zginanych

Po — Pko^Pp a~ 1 >

Pta ~ współczynnik działania karbu dla zginania (tabl. 1.5.4.14),    = f (rodzaj karbu,

Ppa - współczynnik stanu powierzchni dla stalowych części zginanych (rys. 1.5.4.39), P_pv=f {Rm, V ).

i

i

■

i

3.    Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa wg naprężeń stycznych (od skręcania)

-    przy wymaganej zmianie kierunku obracania

ÓT-Z^e/ir^Pr),    I

-    przy stałości kierunku obracania

Ót ⁼ Zgę' £ l(T_sa-P-r+TpyTęzj)-

3.1 -Zso , MPa - wytrzymałość na zmęczenie przy próbie wahadłowego skręcania (tabl. 1.5.4.13, tabl. 4.2.1).

3.2.    £ - współczynnik wielkości przedmiotu (rys. 1.5.4.38),

£= f(</_wa}, J?_m).    j

3.3.    Ty , MPa - amplituda cyklu naprężeń stycznych,

Tsm, MPa - średnie naprężenia styczne cyklu.

Wartości naprężeń stycznych

-    przy zmianie kierunku obracania    j

T_sfl⁼ TTO /W₀, Tsm — 0 MPa,

-    przy stałości kierunku obracania

T_sa=T_aiJ= T T03/(2W„), MPa,    j

T, N-m -moment skręcający w obhczeniowym przekroju, W_a =7T-t/³/16, mm³ - wskaźnik wytrzymałości przy skrę -caniu dla obliczeniowego przekroju wału o średni- j cy d.    !

3.4.    p_T - współczynnik uwzględniający działanie karbu i

stan powierzchni dla stalowych części skręcanych Pt~ PiT~^~ PpT~ L

Pii— współczynnik działania karbu dla skręcania (tabl. 1.5.4.14),    pkr= f (rodzaj karbu, R_m),

P_pt - współczynnik stanu powierzchni dla stalowych części skręcanych (rys. 1.5.4.39), p_pT =f(Rm, v0-

3.5.    Tp.j - współczynnik wrażliwości materiału na asymetrię

cyklu (tabl. 1.5.4.13).

i

4.    Rzeczywisty współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń

złożonych    I

Ó~Ó_a-Ó_r//ó0+ÓT ^ 1,5 , S_a-p.2_t    dr-p.3. j

Przy niedotrzymaniu warunku p~. 4 należy:

-    zmienić konstrukcję wału w taki sposób, żeby zwięk- i szyć minimalny ó_a lub ó_r >

-    dobrać materiał o podwyższonych charakterystykach mechanicznych,

-    zwiększyć średnicę wału.

1

Z analizy zarysu teoretycznej linii przekrojów wału i rze

2

czywistego zarysu (rys. 1.5.4.15h, 1.5.4.16c, 1.5.4.36)

3

wynika, że potencjalnie słabymi ogniwami wału mogą być przekroje oznaczone cyframi 1, 2, 3.