Расчет вала ЭЦН на выносливость

Величины средних напряжений изгиба в цикле и их амплитуда зависят от характера цикла. Произведем расчет вала на выносливость.

В общих случаях при асимметричном цикле они равны:

Н/см²;

Н/см² (2.3.23)

Вал насоса ЭЦН6-350-850 изготавливается из стали марки 40Х (таблица 4.1 [2]).

Коэффициент запаса прочности:

при изгибе:

(2.3.24)

при кручении, с условием что вал крутится равномерно без обрывков, τ_а =0:

(2.3.25)

где σ_-1 и τ_-1 –пределы выносливости материала при изгибе и кручении соответственно, если τ_-1 неизвестно, то принимаем:

τ_-1=(0,5-0,7) σ_-1 =250 Н/см²

φ_σ = 0,2 - коэффициенты, характеризующие чувствительность металла к асимметрии цикла;

φ_τ =0,1 – коэффициенты, характеризующие чувствительность металла к асимметрии цикла;

(2.3.26)

где k_σ =2,15- коэффициент концентрации напряжения;

ε_σ – коэффициент, учитывающий масштабный фактор;

β – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности.

Если амплитуды и средние напряжения возрастают при нагружении 11пропорционально, то общий запас прочности определяют из соотношения:

(2.3.27)

2.3.4 Расчет вала ЭЦН на смятие шлицев

Напряжнение на смятие определяют по форме:

МПа(2.3.28)

где Т_к= 11,2 кН - расчетный крутящий момент, равный М_крmax при работе насоса в нормальном режиме;

L = 4см – длина сопряжения шлицев с муфтой;

S_F =0,48см²– статический момент.

Допустимое напряжение смятия определяется по формуле:

(2.3.29)

где η=1,25 -коэффициент запаса для незакаленных рабочих поверхностей;

k_см, k_з, k_пр, k_п – коэффициент концентрации нагрузки:

k_см = k_з · k_пр · k_п=1·1,8·1,3=2,34

k_D=2- коэффициент динамичности нагрузки.

k_з=1-коэффициент закалки, принимаем 3,0-1,6 при отношении L/D=2;

k_пр=1,8- коэффициент приработки.

Тогда:

Н/см²=128,2МПа

В результате расчета должно соблюдаться условие σ <[σ]_см.

58,3 МПа<12820МПа

Date: 2016-05-17; view: 858; Нарушение авторских прав