pkm osinski91

180 ,v \Valy i otó

którą powinno przejąć jedno t łożysk wału. W obliczeniach wytrzymałościowych walu na ogól jej nie uwzględniamy. Gdy wartość jej jest bardzo duża, ni-leży uwzględnić wywołane przez nią naprężenia ściskające lub rozciągając* Rozkład wszystkich sil i reakcji przedstawiono na rysunku perspektywicznym (rys. 3.5),

4. Mając rzuty sil i reakcji na kierunki x i y, sporządzamy najpierw wykra momentów gnących M„_c w płaszczyźnie pionowej r.v. wywołanych składowymi P_w P_u, B.- Ponieważ Wykres momentów gnących, wywołanych silami skupionymi, składa się z odcinków prostych, wystarczy obliczyć momenty gnące w przekrojach / i 2. Moment w przekroju 1 wynosi (rys, 3.5c)

%, -4Ji,

a w przekroju 2

W punktach A i B momenty te są równe zeru. Wykres momentu 11,. sporządzamy w obranej skali momentów (rys. 3Jd),

5.    Obliczamy moment gnący M_n w płaszczyźnie poziomej xy (rys. 3.5f)- Charakterystyczny uskok momentów w przekroju 2 jest wynikiem przyłożenia w tym miejscu siły wzdłużnej. Uskok musi być równy wartości momentu siły wzdłużmij

psŚjjat

6.    Moment gnący M, w każdym przekroju jest sumą geometryczną prostopadłych momentów składowych i M,_f. Dodajmy więc geometrycznie te momenty Wystarczy przy tym znaleźć dwa tnómenty M,_t i M_g2, i sporządzić wykro prostoliniowy (prawdziwe wartości momentu między przekrojami i jego kierunek nie są istotne dla obliczeń). Operację sumowania geometrycznego przedstawiono na rys. 3.5f, b wykres M, — na rys. 3.5h.

7.    Sporządzamy wykres momentu skręcającego zredukowanego M'„ zgodnie ze wzorem

Moment występuje między przekrojami 1 i 2 (rys. 3.5gł.

8; Wyznaczamy wykreślnie moment zastępczy M_s, na podstawie wzoru (3.181 dodając geometrycznie momenty M_t i \M', (rys. 3.5h). Wyznaczamy także tylko wartości M, w przekrojach / i 2. Wykreślamy moment A/„ tworząc go z odcinków prostych (rys. 3.5j). Wykres ten jest uproszczony (dokładny wykres zaznaczono liną kreskowaną),

9. Dzielimy wał szeregiem przekrojów, zależnie od długości, i obliczamy średnicę walu w tych przekrojach ze wzoru (3.21), jeżeli wał ma być pełny. W przypadku walu drążonego trzebu najpierw przyjąć średnicę wydrążenia d„ i obliczać średnicę di korzystając zc wzorów (3.22) i (3-20).

ia Według obliczonych średnic wykreślamy żary* walu, tocząc ciągłą płynno linii! kolejne punkty (rys. 3.5k). Wał o takiej zmienności średnic byłby w przyhlt/cniu ttlem o stałej wytrzymałości dla danego układu obciążeń. Zastępujemy go walem (allilowym.

3.5. Sztywność statyczna wału

po obliczeniu wytrzymałościowym wału w wielu przypadkach należy jeszcze | sprawdzić, czy wał jest dostatecznie sztywny. Ma to duże znaczenie w szczególności dla walów maszyn wirnikowych, a więc dla turbin parowych i gazowych, wentylatorów. sprężarek, pomp wirnikowych oraz maszyn elektrycznych (prądnic i silników), a także w przypadku watów korbowych silników spalinowych itd. Rozróżniamy przy tym sztywność statyczną i dynamiczną. Sztywność statyczna jest to właściwość wału polegająca na odkształceniu się pod działaniem obciążających go l ii statycznych. Są to siły pochodzące od masy wirników oraz od elementów współpracujących, a więc naciski na kola zębate, naciski pasów w przypadku kół pasowych itp. W przypadku maszyn elektrycznych należy uwzględnić naciąg magnetyczny. Jeżeli wal jest za mało sztywny, to ugięcia jego mogą być zbyt duże. Sprawdzenie sztywności polega na obliczeniu maksymalnego ugięcia wału (strzałki | ugięcia) i sprawdzeniu, czy nic przekracza ono wartości dopuszczalnych dla danego typu maszyn.

W najprostszym przypadku wału obciążonego jednym kołem przy stałym lub milo zmieniającym się przekroju wału, przy zaniedbaniu masy wału, wzór okres-i łający strzałkę ugięcia ma postać (rys. 3.6)

0-23)

Hf

Ga(/*-a^a) f a⁵”

-    9,/3 EJ V /* '

Gdy koło umieszczone jest pośrodku wału, wtedy

¹⁴ SUS

W przypadku bardziej złożonych układów, izn. obciążenia większą liczbą sił. oraz zmiennego przekroju wału, strzałkę można wyznaczyć metodami analitycznymi lub »ykreślnymi.

Rys. 3.6. Strzałka ugięcia walu