Неравномерному распределению

случае Ft не равны между собой. Задача о распределении нагрузки по виткам статически неопределима. Для ее решения уравнения равновесия дополняют уравнениями деформаций. Впервые она была решена Н. Е. Жуковским в 1902 г. Не излагая это сравнительно сложное решение, ограничиваемся качественной оценкой причин неравномерного распределения нагрузки. В первом приближении полагаем, что стержень винта и гайка абсолютно жесткие, а витки резьбы податливые. Тогда после приложения нагрузки F все точки стержня винта (например, А и В) сместятся одинаково относительно соответствующих точек гайки (например, С и D). Все витки получат равные прогибы, а следовательно и равные нагрузки — рис. 1.15, а. Во втором приближении полагаем стержень винта упругим, а гайку оставляем жесткой. Тогда относительное перемещение точек А и D будет больше относительного перемещения точек В и С на значение растяжения стержня на участке АВ. Так как нагрузка витков пропорциональна их прогибу или относительному перемещению соответствующих точек, то нагрузка первого витка больше второго и т. д.

Коэффициент перекрытия еа [см. формулу (8.25)] учитывает уменьшение нагрузки расчетного зуба ввиду многопарности зацепления. Кра- — коэффициент неравномерности нагрузки одновременно зацепляющихся пар зубьев — см. табл. 8.7. У(< = 1 — [3°/140 — коэффициент, учитывающий повышение изгибной прочности вследствие наклона контактной линии к основанию зуба и неравномерного распределения нагрузки — см. рис. 8.27. При этом равнодействующая нагрузки приближается к основанию вуба, а изгибающий момент уменьшается. Формула для Fp построена на основании экспериментов при Р ^ 40°. Коэффициент формы зуба Y r — по графику рис. 8,20, при эквивалентном числе зубьев zv — по формуле (8.22). Значения 2i> tym и Р выбирают по рекомендациям табл. 8.5, 8.6.

При сварке металлов is зоне наплав-лепного валика металла и параллельно ему возникают весьма большие остаточные напряжения. В околошовной зоне, как правило, образуются остаточные растягивающие напряжения, равные или превышающие предел текучести металла. Вследствие неравномерного распределения температуры при сварке возникают тепловые напряжения первого рода (т. е. напряжения, уравновешенные в пределах всей конструкции). В зо-н ix, расположенных вдоль шва, где металл .нагревается выше критических температур, происходят структурные превращения и при остывании возникают большие растягивающие напряжения второго рода (т.е. напряжения, уравновешенные в пределах зерен металла и пс' зависящие от размеров изделия).

На рис. 372 приведены значения стсм для т = 1 и т = 2. Напряжения смятия незначительно уменьшаются при уменьшении s/d и при m = 1 составляют от 0,3 до 0,45, а при т = 2 от 0,55 до 0,8 напряжений разрыва. Как видно, наибольшую величину имеют напряжения разрыва, котррые заметно снижаются с измельчением резьбы. Напряжения изгиба, смятия и среза при допущении постоянства высоты гайки (и = 1) очень слабо уменьшаются с уменьшением s/d и имеют значительно меньшую величину, чем напряжения разрыва, за исключением случая неравномерного распределения нагрузки по виткам (т = 2), когда напряжения изгиба и смятия приближаются к напряжениям разрыва. .

В абразивной среде зубья передачи Новикова с одной линией зацепления изнашиваются в 2 раза интенсивнее, чем у эвольвент-ных передач, а из-за неравномерного распределения нагрузки по

Для двухрядных роликоподшипников с учетом неравномерного распределения сил между рядами принимают k = 5,2.

Близость энергии активации миграции к энергии активации самодиффузионных процессов свидетельствует о том, что миграция границ контролируется направленным перемещением вакансий. Другими словами, движение границы представляет процесс обмена местами атомов и вакансий (рис. 13.13). По своему атомному механизму и энергии активации миграция занимает некоторое промежуточное положение между самодиффузией по границам и объему зерен. В случаях малоугловых и специальных большеугловых границ обмен местами атомов и вакансий происходит в малоискаженных приграничных зонах, поэтому энергия активации миграции границы будет близка к энергии активации объемной самодиффузии в решетке. По мере разориентации границы и увеличения степени искажения решеток в приграничных зонах доля энергии активации, связанная с образованием и перемещением вакансий, будет уменьшаться. Общая энергия активации миграции будет приближаться к энергии активации самодиффузии по границам. В соответствии с этим большеугловые границы более подвижны, чем малоугловые и специальные. В условиях неравномерного распределения температуры, например при сварке, отмечают, что наиболее интенсивная миграция границ происходит в направлении тепловых потоков. Это, вероятно, обусловлено направленным потоком вакансий от более нагретого к менее нагретому участку металла.

в середине зубчатого венца. В действительности из-за неравномерного распределения нагрузки по ширине зубчатого венца результирующая сила смешена от середины зубчатого венца. Однако это смещение не превышает l/6bw, и им можно пренебречь при определении усилий в опорах и расчете валов на прочность.

К — коэффициент нагрузки, отражающий влияние на контактную прочность неизбежных в передаче дополнительных динамических нагрузок и неравномерного распределения нагрузки по длине зуба, вызываемого деформа-

ваемая шестерней, вт, и Wj — угловая ее скорость, рад/сек); К, — коэффициент нагрузки, отражающий влияние на контактную прочность неизбежных в передаче дополнительных динамических нагрузок и неравномерного распределения нагрузки по длине зуба, вызываемого деформациями валов передачи и самих зубчатых колес (значения /С указаны ниже); и^ — перрдатпинпр ПТИГЦЦРНМР; независимо от того, понижающая или повышающая передача, надо принимать и ;эг 1; Ь_^- ширина зубчатого венца (длина зуба), мм; [<т]к — допускаемое контактное напряжение, зависящее от твердости рабочих поверхностей зубьев (см. ниже).

Покажем, что использование корректировки по кэ в виде (3.87) для оценки несущей способности соединений, ослабленных мягкими прослойками с переменными механическими свойствами, изменяющимися по закон\- квадратной параболы (3.81), не всегда является правомерным. Так, например, на рис. 3.51 приведена погрешность расчета статической прочности рассматриваемых соединений, подсчитанная исходя из сравнения значений прочности, определенных по соотношениям (3.10) и (3.28) с уметом корректировки по кпр, кэ в виде (3.87) и (3.86). Нетрудно заметить, что в диапазоне изменения 1 < А'^1 < 1,875 (при к == 0,2— 1,0) погрешность оценки прочности соединений через к., не превышает ±5 %. При А'" > 1,87 погрешность такого подхода корректировки решения на случай неравномерного распределения свойств по объему мягкой прослойки существенно возрастает особенно для прослоек небольшой относительной толщины (порядка 0,2—0,3 и менее).

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. При передаче вращающего момента оно характеризуется значительными местными деформациями вала и ступицы, что приводит к неравномерному распределению давления по поверхности контакта посадочных поверхностей вала и ступицы, а также на рабочих гранях шпонки и шпоночных пазов, что, в свою очередь, снижает усталостную прочность вала. Поэтому применение шпоночных соединений должно быть ограничено. Его следует применять лишь в том случае, когда для заданного момента не удается подобрать посадку с натягом из-за недостаточной прочности материала колеса.

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. При передаче вращающего момента его характеризуют значительные местные деформации вала и ступицы, что приводит к неравномерному распределению давления на поверхности контакта посадочных поверхностей вала и ступицы, а также на рабочих гранях шпонки и шпоночных пазов, что, в свою очередь, снижает усталостную прочность вала. Поэтому применение шпоночных соединений должно быть ограничено. Его следует применять лишь в том случае, когда для заданного момента не удается подобрать посадку с натягом из-за недостаточной прочности материала колеса.

кого колеса и осей вращения генератора и гибкого колеса, что может быть достигнуто только при очень высоких требованиях к точности изготовления. Отклонение от соосности звеньев передачи приводит к неравномерному распределению нагрузки по зонам зацепления, нарушению силового равновесия и, как следствие, к снижению долговечности и даже поломке вала.

К числу недостатков эмалевого покрытия относится также низкий коэффициент теплопроводности, который в 8 раз меньше, чем у углеродистой стали. Низкая теплопроводность эмали способствует неравномерному распределению температуры при нагревании и охлаждении эмали, что, в свою очередь, вызывает

Наличие в испытуемом образце (изделии) механических надрезов, трещин, внутренних дефектов металла (металлургического, технологическое!) или эксплуатационного происхождения), сквозных отверстий, резких переходов от толстого к тонкому сечению и т. д. приводит к неравномерному распределению напряжений, создавая у основания надреза пиковую концентрацию нормальных напряжений (рис. 26, б). В связи с этим такие источники концентрации напряжений называют концентраторами напряжений. Пик напряжений «т,, тем больше, чем меньше радиус г концентратора напряжения и чем больше глубина надреза с: ст„ = 2onl/c/r, где а„ — номинальное (среднее) напряжение.

Усилия, возникающие в зацеплении колес, вызывают деформацию не только зубьев, но и валов, корпусов и опор, что приводит к неравномерному распределению нагрузки вдоль контактной линии зубьев, а также к дополнительным динамическим нагрузкам. Такое же влияние оказывают неизбежные погрешности изготовления и монтажа деталей передачи.

При укладке очередного валика Агл (рис. 11.13, а) в результате поперечной усадки в нем возникают остаточные поперечные напряжения растяжения. Нижележащие участки металла шва оказывают сопротивление усадке слоя п, поэтому в них возникают сжимающие поперечные напряжения. Кроме этого, без закрепления пластин происходит угловая деформация, вызывающая пластические деформации удлинения еу и соответственно поперечные напряжения растяжения ау в нижних слоях наплавленного металла. Совокупное воздействие указанных факторов приводит к неравномерному распределению поперечных напряжений (кривая / на рис. 11.13, в). На поверхности шва растягивающие напряжения достигают 0,5сгт и более. В корне

Для аппаратов наиболее типичны механические и тепловые нагрузки, а для элементов электроприборов - электрические и тепловые. Укрупненно виды нагрузок подразделяют на механические, электрические, акустические, тепловые, гидравлические (пневматические), радиационные, электромагнитные, магнитные, биологические, климатические и химические. Нефтехимические аппараты одновременно подвергаются влиянию, как правило, нескольких видов нагрузок. Действие различных видов нагрузок взаимозависимо. Так, электрические нагрузки деталей электроприборов, как правило, являются следствием появления тепловых нагрузок. В свою очередь , сравнительно большая тепловая инерция материалов приводит к неравномерному распределению температуры по отдельным конструктивным элементам аппаратов, что является причиной неравномерной деформации и, как следствие этого, появления механических нагрузок.

Решение этой проблемы - задача не простая. Прежде всего, наибольшую сложность в эту проблему вносят концентраторы напряжений, в том числе различные дефекты сварных соединений и основного металла, которые приводят к крайне неравномерному распределению напряжений и деформаций, возникновению локализованных пластических деформаций, изменению свойств металла из-за деформационного охрупчи-вания и старения и др. Кроме того, в расчетах ресурса безопасной эксплуатации необходимо учитывать повреждаемость металла во времени, что дополнительно усложняет решение подобных задач. Особую сложность представляет оценка ресурса элементов оборудования при одновременном действии нескольких повреждающих во времени факторов с учетом различного рода дефектов, в том числе и трещиноподобных. Заметим также, что практически открытой остается проблема старения металла в процессе эксплуатации оборудования.

Клиновые ремни нормальных сечений (ГОСТ 1284.1—80) применяют при скорости ремня и^ЗО м/с. Состоят из корда, оберточного тканевого слоя и слоев резины, свулканизованных в одно изделие. Корд является тяговым элементом ремня. Он выполняется из нескольких рядов прорезиненной ткани, расположенных в зоне нейтральной линии — кордотканевые ремни (в) или из одного ряда толстых шнуров 1 (из капрона, лавсана, вискозы) — кордошнуровые ремни (г). Последние более гибки и долговечны; применяют при шкивах уменьшенных диаметров. Клиновые нормальные ремни — это ремни общего назначения, их выпускают семи сечений: 0(Z) *, А (А), Б (В), В (С), Г(О), Д(Е) и Е, отличающихся размерами (рис. 3.65 и табл. 3.5). Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемой мощности Р± и частоты вращения п\_ малого шкива (рис. 3.66). Сечение ремней 0(2) применяют для передаваемых мощностей до 2 кВт, а сечение Е — свыше 200 кВт. Недостатком ремней является их большая высота, что приводит к значительной деформации сечения при изгибе и к неравномерному распределению

Следует отметить, что геометрическая и физическая неоднородности колонного аппарата приводят к неравномерному распределению дефектов уже на стадии изготовления. Поскольку принципиально невозможно выявить все дефекты с помощью технологического контроля можно утверждать, что распределение поврежденности по элементам колонны при эксплуатации в значительной степени обусловлено технологической наследственностью.