Механизм подъема с увеличенной высотой перемещения груза (перематывающая лебедка) (стр. 5 из 8)
Рассмотрим расчетную схему нагружения оси барабана в горизонтальной плоскости (рис. 3.3).
Опорные реакции:
, (3.68) 
.
, (3.69) 
.Проверка:
,
, (3.70) 
.Реакции вычислены, верно.
Изгибающие моменты:
в сечении «а»:
,(3.71) 
.в сечении «б»:
,(3.72) 
.Строим эпюру изгибающих моментов (см. рис. 3.3).
Рисунок 3.3 – Расчетная схема нагружения оси барабана и эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости
Рассмотрим нагрузки в вертикальной плоскости (рис. 3.4).
Рисунок 3.4 – Схема к определению нагрузок, действующих на ось барабана в вертикальной плоскости
, (3.73) 
. 
,(3.74) 
.Проверка:
, 
, (3.75) 
.Значит нагрузки
и 
вычислены правильно.Рассмотрим расчетную схему нагруженной оси барабана в вертикальной плоскости (рис. 3.5).
Опорные реакции:
, (3.76) 
.
, (3.77) 
.Проверка:
, 
, (3.78) 
.Реакции вычислены, верно.
Изгибающие моменты:
в сечении «а»:
, (3.79) 
.в сечении «б»:
,(3.80) 
.Строим эпюру изгибающих моментов (см. рис. 3.5).
Рисунок 3.5 – Расчетная схема нагружения оси барабана и эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости
Суммарные изгибающие моменты
. (3.81)В сечении «а»:
.В сечении «б»:
.3.15.4 Проверка прочности оси барабана
Рассмотрим два опасных сечения, а именно: I-I – под левой ступицей в месте перехода сечений; II-II –под правой ступицей в месте перехода сечений (см. рис. 3.4).
Изгибающие моменты в сечении I-I и II-II, учитывая незначительные удаления их точек «а» и «б», соответственно принимаем равными:
, 
,что идет в запас прочности.
Поскольку ось барабана работает только на изгиб, определяем запас прочности для одноосного напряженного состояния:
, (3.82)где
= 255 МПа – предел выносливости материала оси (сталь 45 нормализованная – см. 3.15.1) при симметричном цикле нагружения; 
- эффективный коэффициент концентрации напряжений, выбирается по таблицам в зависимости от вида концентратора; 
- масштабный фактор, принимается по таблицам в зависимости от размера сечения; 
- коэффициент состояния поверхности детали; 
- коэффициент влияния асимметрии цикла; 
- амплитудное напряжение цикла; 
- среднее напряжение цикла, для симметричного цикла = 0.Сечение I-I
= 2,02 для галтельного перехода при r/d = 0,02 (r = 5 мм), t/r = 3 (t = 15 мм) и 
= 60 кг/мм2 /15, с. 41, таб. 5/; = 0,61 для углеродистой стали и диаметре вала ~ 200 мм; = 0,93 для чистовой токарной обработки /15, с. 44, таб. 10/. 
, (3.83)где W = 0,1d3 – момент сопротивления сечения изгибу;
, 
.Сечение II-II
= 1,85 для галтельного перехода при r/d = 0,02 (r = 5 мм), t/r = 2 (t = 10 мм) и = 60 кг/мм2 /15, с. 41, таб. 5/; = 0,57 для углеродистой стали и диаметре вала ~ 250 мм /15, с. 44, таб. 10/; = 0,93 для чистовой токарной обработки /15, с. 44, таб. 10/. , (3.84) 
, 
.3.16 Расчет подшипников оси барабана
Предварительно (см. 3.13) подобраны роликоподшипники радиальные сферические двухрядные 3536 легкой широкой серии с динамической грузоподъемностью [C] = 62700 кг = 616 кН /16, с. 472, таб.7/.
Эквивалентная нагрузка на подшипник
, (3.85)где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1 /16, с. 115, таб. 13/;
- коэффициент кинематический, = 1,2 при вращающемся наружном кольце;R – радиальная нагрузка, кН;
Y – коэффициент осевой нагрузки;
А – осевая нагрузка, А = 0;
- динамический коэффициент (коэффициент безопасности), для нагрузки с толчками и перегрузками принимаем = 1,2 /16, с. 115, таб. 15/; 
- коэффициент температурный, для обычных рабочих температур подшипника до 100 єС можно принять = 1 /16, с. 112/.Максимальная радиальная нагрузка на наиболее нагруженной опоре «а»:
, (3.86) 
.Тогда эквивалентная нагрузка на подшипник
.Номинальная долговечность подшипника, млн. оборотов вращающегося кольца:
, (3.87)