Прочностной расчет оси барабана и выбор подшипников

Составляем расчетную схему нагружения оси барабана изгибающими силами канатов F _max (рис. 3).

Определяем следующие конструктивные размеры (рис. 4).

770+44+66=880 мм;

приняв l ₃= l ₄=50 мм,

1774+50+50=1874 мм.

Рис. 3 – Расчетная схема оси барабана

Рис. 4 – Расчетная схема приводного барабана

Реакции в опорах находим по формулам

; (16)

. (17)

кН;

кН.

Изгибающие моменты в расчетных сечениях (под ступицами дисков барабана) получим по формулам

; (18)

. (19)

кН× м;

кН× м.

Принимаем в качестве материала оси сталь 45 (предел выносливости
s_-1=257 МПа). Допускаемое напряжение

, (20)

где k ₀ – коэффициент, учитывающий конструкцию детали (для валов и осей k ₀=2, 0…2, 8); принимаем k ₀=2, 5;

[ S ] – допускаемый коэффициент запаса прочности (для групп режимов работы М1…М5 [ S ]=1, 4; для М6 [ S ]=1, 6; для М7 и М8 [ S ]=1, 7).

МП.

Диаметр оси в наиболее опасном сечении (под правой ступицей) найдем из выражения:

, (21)

мм.

Исходя из диаметра оси под ступицей барабана d =90 мм, назначаем диаметр под подшипником d _п=80 мм.

Учитывая невысокую точность монтажа оси барабана, выбираем шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники тяжелой серии №1616 по ГОСТ28428-90. Для принятого типоразмера подшипника выполняется условие

R_B =51 кН< C ₀=64 кН,

где R_B – радиальная нагрузка на подшипник;

C ₀ – статическая грузоподъемность подшипника №1616.

Таким образом, статическая прочность обеспечена.