Расчет корпуса трубной мельницы на прочность

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=8441

Расчет корпуса трубной мельницы на прочность
После отработки и выбора кинематической схемы привода мельницы производит¬ся ее силовой расчет, который является основой для дальнейшего прочностного расче¬та основных деталей машины.
Корпус мельницы представляет собой цилиндрическую оболочку, нагруженную распределенными и сосредоточенными силами и установленную на две опоры. Распре¬деленной нагрузкой являются: мелющие тела и сырьевые материалы; сила тяжести межкамерных перегородок и разгрузочных устройств; сила тяжести корпуса мельницы и т.п. При расчете распределенной нагрузки, действующей на корпус, за расчетную длину принимают полную его длину.





Рисунок 4.2 – Расчетная схема нагрузок трубной мельницы
Динамические нагрузки вызваны центробежной силой, благодаря давлению па¬дающих масс мелющих тел и сырьевых материалов.
После определения этих нагрузок по общеизвестным правилам строятся схема на¬грузок в вертикальной плоскости и эпюры перерезывающих сил и изгибающих момен¬тов.
В соответствии с полученными эпюрами нагрузок определяют величину и строят эпюры перерезывающих сил и изгибающих моментов, действующих на корпус мель¬ницы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Нагрузка в горизонтальной плос¬кости создается только горизонтальной составляющей центробежной силы, которая приложена по длине корпуса в виде равномерно распределенной нагрузки.
Определяем реакции опор, поперечные силы в сечениях и изгибающие моменты:









Участок 1 (0 < x1 < 1,27)


при
при




Участок 2 (0 < x2 < 0,5)


при
при
Участок 3 (0 < x3 < 0,77)



при
при
Участок 4 (0 < x4 < 15,02)

при
при


при
при
Участок 5 (0 < x5 < 52,44)


при
при



Участок 6 (0 < x5 < 0,5)


при
при
Участок 7 (0 < x7 < 0,72)



при
при


На участке от муфты до первого (со стороны муфты) подшипника действует полный крутящий момент, подводимый к барабану, кНм:
(1.20)
где N-мощность двигателя, кВт;
-угловая скорость, рад/с;

Вследствии трения в подшипнитке крутящий момент уменьшается на величину
(1.22)
где Rв-нагрузка на подшипник, кН;
-коэффициент трения в подшипнике;
rц-радиус цапфы, м

По длине корпуса крутящий момент изменяется по наклонной прямой. Наиболее опасное сечение будет в середине пролёта, где приведенный момент, кН м
, (1.23)
где Мz – максимальный изгибающий момент, кН м

Напряжения в этом сечении, кН м
(1.24)
где k = 0,8- коэффициент, учитывающий ослабление сечения вырезами и отверстиями для болтов;
W-момент сопротивления сечения корпуса, м3, который равен
W= , (1.25)
где S- толщина стенки барабана, м
R-наружный радиус корпуса, равный 1,64 м.

Подставляя полученное значение в формулу, получим