9.1 Эксцентриковый вал

Этот вал подвергается одновременному действию напряжений изгиба и кручения. Изгибающий момент М определяется в основном силой Р, действующей через подшипники, при помощи которых шатун (или подвижная щека дробилки со сложным движением) подвешен на эксцентриковых шейках вала. В приближенном расчете массой маховиков и силой натяжения ремней пренебрегают.

Нормальные напряжения изгиба в опасном сечении вала, [1]:

, (14)

где d – диаметр вала, м; d = 0,019 м,

Н∙м, (15)

где N – мощность двигателя привода дробилки , кВт;

n – частота вращения эксцентрикового вала, об/мин;

Па

Напряжение кручения:

(16)

,

где е – эксцентриситет вала; е = 12∙10^-3

Суммарное напряжение:

(17)

Сравнивая напряжение в сечениях вала, с допустимыми напряжениями для данной марки стали, можно сделать вывод, что прочность вала достаточна. Условие [σ] ≥ σ выполняется.

Марка стали Сталь 40X

[σ] = 786 МПа ≥ 10 МПа

В дальнейшем в целях снижения материалоемкости изделия рекомендуется произвести дополнительный расчет на прочность с уменьшением размеров сечения и диаметров вала.

10 Подшипники качения

Подшипники подвергаются воздействию нагрузки, величина и характер которой изменяется так же как и усилие дробления от интенсивности загрузки и физико-механических свойств дробимой породы.

Срок службы подшипника определяется из выражения [2]:

, (19)

где n – частота вращения вала дробилки, об/мин;

h – срок службы подшипников, ч;

С – коэффициент, характеризующий работоспособность подшипника;

Q_экв – эквивалентная нагрузка на подшипник;

К_ - коэффициент, учитывающий влияние характера нагрузки на срок службы подшипника;

К_Т – коэффициент, учитывающий влияние температурного режима работы;

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

, (20)

где Р_max – максимальная радиальная нагрузка на подшипник, Н;

A_max – максимальная осевая нагрузка, Н;

m – коэффициент, учитывающий неодинаковое влияние радиальной и осевой нагрузок на срок службы подшипника;

К_к – коэффициент, учитывающий зависимость срока службы подшипника от того, какое кольцо вращается относительно вектора нагрузки;

К_э – коэффициент, учитывающий непостоянство действия максимальной нагрузки;

Для щековых дробилок характерны следующие значения коэффициентов:

К_к=1, К_ =2, К_Т= 1; для коренных подшипников К_э = 0,140,18.

; С = 476000

Выбираем подшипники радиальные роликовые сферические двухрядные по ГОСТ 24696-8,[6]

С = 480000

n (наибольшая) = 2000 об/мин

r = 2,5

d = 170 мм

D = 260 мм

B = 67 мм

Масса, кг: 13

Срок службы подшипника, ч: 6300