Расчет гидропрессового соединения валов валопровода

Одним из способов соединения валов между собой при использовании для валопровода подшипников качения является муфтовое гидропрессовое соединение.

Передача крутящего момента осуществляется за счет сил трения, возникающих при упругой деформации материалов валов, гильзы и муфты при создании натяга.

Таблица 8.1

Исходные данные для расчёта гидропрессового соединения

Дизель, мощность, частота вращения	Диаметр валов d,м	Длина муфты Lф , м	Наружный диаметр гильзы Dr , м	Наружный диаметр муфты Dн , м	Конусность соеди нения K	Диамет ральный зазор между валом и гильзой , мм
6ЧСП18/22   N=110 кВт n=12,5с-1	0,090	0,25	0,12	0,19	1:50	0,12

Крутящий момент:

Н·м,

где Ne – передаваемая мощность, кВт;

n – частота вращения, с^-1.

Контактное давление на сопрягаемых конических поверхностях муфты и гильзы, обеспечивающее обжатие последней до устранения диаметрального зазора, МПа:

МПа,

где - зазор между валом и промежуточной гильзой, м;

E=2,1*10 ⁵ МПа – модуль упругости материала промежуточной гильзы;

Dr - средний наружный диаметр промежуточной гильзы, м

d – диаметр шейки вала, м.

Диаметральный натяг между муфтой и гильзой:

где А и В – безразмерные коэффициенты, зависящие от диаметра вала, гильзы и муфты:

Контактное давление на сопрягаемых поверхностях вала и гильзы, обеспечивающее передачу крутящего момента:

МПа;

где W=0,2*d³=0,2*0,09³=1,5*10^-4– момент сопротивления вала кручению, м³;

f_m=0,18 – коэффициент трения при круговом смещении;

К=3 – коэффициент запаса несущей способности соединения по трению.

Диаметральный натяг между гильзой и валом, соответствующий контактному давлению q2 :

м;

Контактное давление на сопрягаемых конических поверхностях муфты и гильзы в рабочем состоянии:

МПа;

Диаметральный натяг между гильзой и втулкой в рабочем состоянии:

м;

Осевое перемещение муфты по конусу гильзы:

м;

Усилие установки муфты в начальное положение (до плотного соприкосновения поверхностей):

Н;

где q0=1,5МПа контактное давление на сопрягаемых поверхностях;

м² - фактическая площадь контакта сопрягаемых поверхностей;

f₀=0,07 коэффициент трения при осевом смещении.

Усилие окончательной напрессовки муфты с подачей масла на сопрягаемые конические поверхности:

Н;

где МПа - давление масла на сопрягаемых поверхностях;

fm=0,01 - коэффициент трения при осевом смещении муфты с подачей масла.

Приведенные напряжения на внутренней поверхности муфты:

МПа;

Из условия прочности ,

где предел текучести материала муфты.

МПа;

Условие прочности не выполняется, поэтому нужно заменить материал муфты.

Приведенные напряжения на внутренней поверхности гильзы:

,

тангенциальные напряжения, МПа;

радиальные напряжения, МПа;

МПа;

МПа;

Из условия прочности , где предел текучести материала гильзы.

МПа;

Условие прочности не выполняется, поэтому материал гильзы нужно менять.