Расчет на прочность барабана.

Расчетная схема.

Расчет производят по нормальным напряжениям.

 – максимальные напряжения от действия нагрузки в поперечном сечении барабана.

;

,

где  – линейная нагрузка.

,

m – суммарная масса:

 – масса футеровки;

 – масса материала;

–масса корпуса барабана.

,

 – плотность футеровки, ;

 – длина футеровки;

D_в – внутренний диаметр барабана;

D_ф – диаметр футеровки.

 – толщина слоя футеровки.

 – плотность обрабатываемого материала;

L – длина барабана;

ψ – коэффициент заполнения барабана.

Масса корпуса барабана как правило известна.

Q – поперечная сила, действующая на барабан в месте крепления шестерни.

.

 – масса элементов крепления венцовой шестерни;

 – масса венцовой шестерни;

W_z – осевой момент сопротивления.

,

δ – исполнительная толщина стенки барабана.

,

 – наружный диаметр барабана.

D_cp – средний диаметр барабана.

.

Для тихоходных барабанов допускаемые напряжения принимают:

Если барабан с футеровкой:

Без футеровки: .

Рекомендуемый материал для изготовления корпуса: Ст 10, 15, 3, 2.

Расчет барабана на жесткость.

Условием жесткости является: что бы максимальный относительный прогиб от действия нагрузок не превышал нормативно допускаемых.

,

 – максимальный прогиб от действия нагрузки.

,

 – линейная нагрузка от массы обрабатываемого материала;

 – линейная нагрузка от массы футеровки, насадки и барабана.

.

 – осевой момент инерции единичного кольцевого сечения барабана.

,

δ – исполнительная толщина стенки барабана.

 – допускаемое значение относительного прогиба.

Для барабана с футеровкой: .

Для барабана без футеровки: .

Помимо расчета барабана на прочность и жесткость интерес представляют и внутренние усилия барабана (в частности реактивные силы) вычисление которых зависит от числа опорных станций, от условия крепления бандажа и рекомендации по их вычислению можно посмотреть в Михалеве стр. 247 – 250.

Геометрические размеры бандажа опорного ролика.

а) Ширина бандажа.

,

 – допускаемые контактные напряжения (Михалев, таб. 3.25, стр. 250);

R_p – реакция опорного ролика.

,

 – реакция опоры:  равна максимальной из рассчитанных опорных реакций;

j – половина угла между роликами;

Е₁, Е₂ – модуль Юнга материала ролика и бандажа;

 – наружный диаметр бандажа;

 – диаметр опорного ролика.

.

б) Высота сечения бандажа.

,

 – максимальный изгибающий момент, возникающий в поперечном сечении бандажа (в зависимости от установки, Мих., стр. 247 – 250);

 – допускаемое напряжение материала бандажа.

Для данного расчета

b – ширина бандажа.

в) Наружный диаметр бандажа.

,

 – средний диаметр бандажа.

г) Внутренний диаметр бандажа.

При свободной посадке бандажа: .

При жесткой посадке бандажа: ,

 – наружный диаметр барабана.

д) Диаметр внешней поверхности башмаков.

Для свободной посадки.

,

 – разность между температурами барабана при монтаже и в рабочем состоянии;

 – температурный коэффициент линейного расширения материала барабана;

 – максимальный монтажный зазор между внутренним диаметром бандажа и наружным диаметром башмаков ( ).

е) Ширина опорного ролика.

,

 – конструктивная прибавка, компенсирующая отклонение, возникающее при монтаже ( ).

ж) Ширина упорного ролика.

,

 – модуль Юнга материала упорного ролика;

 – угол наклона барабана;

 – угол конусности упорного ролика ( ).

з) Диаметр упорного ролика.

.