Предельное амплитудное напряжение σ_ίπ и показатель степени m взяты из

табл. 4.2: σ„„ = 26 МПа; от = 3,0.

Коэффициент запаса по амплитудным напряжениям вычисляют по формуле

где N_i; =2 -10⁶ — число циклов нагружении, соответствующее пределу вынос­ливости; N = 60nU =60-50-10⁴ =3-10⁷ — фактическое число циклов нагруже­нии расчетного сечения вала за весь срок службы.

Следовательно, величина  принята равной 1;

[_tS']_a — допускаемое значение коэффициента запаса по пределу выносливо­сти, принято минимальное значение [5], = 1,5 .

Таким образом, циклическая прочность в течение заданного ресурса не обеспечена, следовательно, данная конструкция неприемлема и должна быть изменена. Прежде всего, угловой шов необходимо заменить на стыковой, кон­центрация напряжений в котором значительно ниже.

Принята штампосварная конструкция вала-барабана с прежними размерами, очнако толщина дисков н трубы уменьшена: δ = 3,5 мм, что существенно сни­жает металлоемкость; соединение дисков с цапфами выполнено стыковым швом ι механической обработкой, а дисков с обечайкой — точечным швом; принято ./, = 63 мм (рис. 4.16, о).

 Проверка статической прочности в а л а . Эквивалентное на­пряжение в расчетном сечении вала (рис. 4.16, б):

С учетом перегрузки при пуске а_тах = Κ_ησ_£ =2,0-74,8 = 149,6 МПа.

Коэффициент запаса прочности по текучести S_T = o_T/o_mjul = 250/149,6 =

1,67 >[S]_t =1,5.

Статическая прочность вала обеспечена.

Величина амплитудных напряжений в опасном сечении вала

Величина предельных амплитудных напряжений принята из табл. 4.2 как ί ин стыкового сварного соединения с учетом механической обработки шва (повышена на 40 %}, сг_ап = 1,4-74= 104 МПа. Коэффициент запаса циклической прочности

104 ■ 1/64 s 1,62 > [S], =1,5.

11иклическая прочность вала обеспечена.

Проверка прочности точечного ш в а . Диаметр сварной точки принят с/_т = 7 мм из соотношения 1,25 +4 <d_T <1,55 + 5. Точечный шов одно-

1 речпый (/ = 1 ), число точек ζ = 36 , шаг точек

=21 мм.

Сварные точки испытывают во время работы переменное нагружение: каж­дая сварная точка r/ри вращении барабана регулярно попадает то в зону, где окружная сила F_r суммируется с силой от натяжения ленты (с учетом двух дисков Fj = 1,5/-у — см. гл. 14), то в зону, где эти силы вычитаются. Для упро­щения расчетов принято F_n,_m = F_E - F_r = 0 (ошибка идет в запас прочности)

= 7000 П. Таким образом, сварные точки при работе нагружаются по итнулевому циклу. Касательное напряжение в наиболее нагруженной точке (опасное сечение представляет круг диаметром ) вычисляют по формуле