title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Нагрузки в опорах подвижного конуса

Нагрузки в опорах подвижного конуса

Для прочностного расчета деталей дробилки необходима количественная оценка усилий, возникающих при дроблении. Эти усилия могут быть определены, исходя из равенства моментов активных и реактивных сил, приложенных к эксцентрику.
При установившемся режиме работы передаваемый двигателем крутящий момент в первом приближении уравновешивается моментом сопротивления от реакции эксцентрика и моментами сил трения в опорах; поэтому справедливо равенство
Нагрузки в опорах подвижного конуса

Подвижный конус рассматриваем как балку, нагруженную собственным весом и равнодействующей сил дробления. Наиболее вероятно, что равнодействующая сил дробления приложена на расстоянии одной трети высоты корпуса конуса, считая от низа, и направлена под углом 20—30°, «опережая» плоскость эксцентрицитета. Схема нагрузок и реакций опор подвижного конуса, в котором использован конический подвес, показана на рис. 58, а.

Момент сопротивления и моменты сил трения от реакции Rэ и веса эксцентрика Gэ определяются по соотношениям

где е — средний эксцентрицитет внутренней расточки в плоскости приложения реакции;
f1 и f2 — коэффициенты трения в опорах;
Rтр — радиус трения в подпятнике эксцентрика.
Решая выражения (20), (21) и (22) относительно Rэ, получим

Усилие дробления и его составляющие определяются следующими очевидными равенствами:

где Pг и Pv — горизонтальная и вертикальная составляющие усилия дробления Р;
Gк — вес подвижного конуса;
l и l1 — плечи сил и реакции.
Реакции верхней опоры Rnv и Rnг определяются по усилию дробления из условия равновесия сил.
В случае применения комбинированного верхнего подвеса, включающего сферический подпятник для восприятия вертикальных нагрузок или шаровой опоры, схема реакций опор будет иной (рис. 58, б и в). Уравнение (23) сохраняет свою справедливость, а горизонтальная составляющая усилий дробления определяется выражением

Для дробилки с гидравлическим регулированием щели схема реакций опор конуса приведена на рис. 58, г. При определении усилий дробления и реакций опор дополнительно используем соотношения

так как угол ? для дробилок крупного и вторичного дробления составляет 20—30'. Горизонтальная составляющая усилий дробления

где fз — коэффициент трения в нижней опоре.
Дальнейший ход определения реакций аналогичен вышеизложенному.
Представляет интерес поведение эксцентрика на холостом ходу дробилки. В режиме холостого хода силы дробления отсутствуют и положение эксцентрика определяется соотношением инерционных сил конуса и эксцентрика С и С, и весом подвижного конуса Gк.

Ввиду сложности конфигурации подвижного конуса, определение его силы инерции требует трудоемких вычислений, особенно в части расчета моментов инерции J1 и J2. Подвижный конус условно разбивается на элементы цилиндрической формы (рис. 59) и момент инерции J2 определяется суммированием моментов инерции всех элементов:

где Ji — момент инерции элемента относительно оси Xi, проходящей через центр тяжести и параллельной оси X. Ось X проходит через точку подвеса и перпендикулярна оси конуса;
Mi — масса элемента;
li — расстояние от центра тяжести элемента до точки подвеса.
Для цилиндра высотой hi и радиусом ri момент инерции

Для полого цилиндра

где Ri и гi — радиусы наружной и внутренней поверхностей.
Для случая применения конического верхнего подвеса конуса характер системы сил, действующих на эксцентрик на холостом ходу, представлен на рис. 60. Из равенства моментов сил относительно точки подвеса определим реакцию наружной поверхности эксцентрика

При положительном значении реакции Rэ эксцентрик прижимается к втулке станины «толстой» стороной, при отрицательном значении реакции — «тонкой» стороной. В свою очередь, хвостовик вала подвижного конуса обыкновенно контактирует с образующей внутренней расточки на «тонкой» стороне эксцентрика, так как влияние инерционной силы С превышает момент от веса конуса. Конструктивное исполнение опор подвижного конуса влияет на поведение эксцентрика на холостом ходу. При использовании комбинированного или шарового подвеса вместо конического вертикальная реакция опоры проходит через точку подвеса и восстанавливающий момент от действия веса конуса уменьшается, что увеличивает вероятность контактирования эксцентрика «тонкой» стороной.

title-icon Подобные новости