21 (75)

404 9. WAŁY MASZYNOWE KSZTAŁTOWE

Wał maszynowy w przekroju 1 (rys. 9.13) przenosi odzerowo-- tętniący moment skręcający. Wartość rzeczywistego współczynnika bezpieczeństwa obliczymy za pomocą wzoru (2.22), opartego na wykresie zmęczeniowym Soderberga. Zakładamy, żc przy przeciążeniach nie ulegnie zmianie wartość współczynnika stałości obciążenia k. Dla odzerowo-tętniącego skręcania w przekroju 1 otrzymujemy

404 9. WAŁY MASZYNOWE KSZTAŁTOWE

Tn

2

M»

2 • 0,2d³

400 • 10³ 2 • 0,2 • 35^s

= 23.3 MPa

Współczynnik kształtu karbu znajdujemy z wykresu na rys. 2.18 dla -fc = ^ = 0,05 (krzywa 3): a* = 4,1. Z rysunku 2.11 dla p = 0.2 i R_m = 700 MPa odczytujemy:    = 0,58. Stąd możemy określić

współczynnik działania karbu (wzór (2.13))

fik = 1 + Vk(<*k - 1) = 1 + 0,58 • (4,1 - 1) = 2,798

Przyjmujemy, że wał jest starannie toczony, więc z rys. 2.12 otrzymujemy wartość współczynnika stanu powierzchni: fi'_p = 1.07, zatem współczynnik spiętrzenia naprężeń wynosi

fi = fik + fi'_p-l = 2,798 + 1,07 - 1 = 2,868

Współczynnik wielkości określamy z rys. 2.13 (dla d = 35 mm i a* = = 4,1): c = 0,735. Współczynnik bezpieczeństwa b wynosi zatem

6 =

•so

183

/5    , Z o o_

i ^T<X ^ R_r. ^Tl

2^868

m 0,735

23,3 + £j§ ■ 23,3

= 1,630

Obliczoną wartość rzeczywistego współczynnika bezpieczeństwa należy uznać za niezadowalającą, gdyż nie spełnia założeń wstępnych. Spiętrzenie naprężeń może osiągnąć wartość

^<rmax —

46,6 • 2,868 0,735

= 181,8 MPa

Obniżenie spiętrzenia naprężeń można uzyskać przez:

—    zwiększenie promienia zaokrąglenia dna row-ka wpustowego, zastosowanie dwóch rowków wpustowych usytuow^ranych co 180° względem siebie,

—    wykonanie otworu odciążającego w^r czopie, zweryfikowanie założeń w odniesieniu do charakterystyki zmian momentu skręcającego,

zwiększenie średnicy w^t przekroju 1 wału maszynowego.