Оценка прочности и ресурса деталей машин из композиционных материалов на примере роликоопор ленточных конвейеров

• Автор: Демурин, Алексей Степанович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 117 с. : ил

Содержание

Введение
1. Литературный обзор проблем обеспечения прочности роликоопор ленточных конвейеров из композиционных материалов
1.1. Современные представления о прочности роликоопор
из композиционных материалов
1.2. Требования, предъявляемые к роликоопорам
из композиционных материалов, и механика разрушения
данных материалов
1.3. Прочность роликоопор из композиционных материалов
и теория расчета напряжений
1.4. Цель, актуальность, необходимость и важность работы.
Задачи исследования
2. Анализ эксплуатационных условий роликоопор
из композиционных материалов
2.1. Анализ износа роликоопор из композиционных материалов
2.2. Анализ взаимодействия вязкоупругой роликоопоры
с транспортерной лентой. Расчет напряжений по теории упругости
3. Экспериментальное исследование напряженно-
деформированного состояния корпуса роликоопоры
3.1. Анализ экспериментальных данных
4. Разработка роликоопор из композиционных и вязкоупругих
материалов. Исследование защитных покрытий
4.1. Разработка армированной вязкоупругой роликоопоры
с предварительно напряженным состоянием

4.2. Разработка роликоопоры из композиционного материала
с предварительно напряженным состоянием
4.3. Исследование защитных покрытий для роликоопор из композиционных материалов
5. Ресурсные испытания роликоопор: моделирование нагрузок и
стенды для их реализации
5.1. Обзор, классификация и анализ стендов для испытания
роликоопор
5.2. Моделирование нагрузок на роликоопоры из композиционных
материалов и стенды для их реализации
6. Эффективность выполненных разработок
Выводы
Литература
Приложения. Результаты внедрения
Приложение 1. Опытно-промышленное внедрение роликоопор
на конвейере транспортировки отработанной формовочной смеси литейного цеха
Акт научно-технической комиссии о реализации научных положений и выводов кандидатской диссертации на НПО «Знамя Октября»
Приложение 2. Разработка конвейера экскаватора ЭТР—201А Акт о внедрении результатов диссертационной работы ПО «ВНИИ Земмаш»

Введение
Ресурс и надежность деталей машин — важная проблема, как техническая, так и экономическая, влияющая в конечном счете на ценообразование услуг и товаров. Решение данной проблемы может идти двумя путями: первый — повышение качества узлов и деталей, совершенствование технологии их изготовления; второй — замена материалов, изменяющих качественно как технические характеристики деталей, так и технологии их изготовления.
К таким материалам относятся композиционные материалы (КМ). В настоящей работе рассматриваются проблемы применения данных материалов на примере роликоопор ленточных конвейеров.
Известно, что затраты [54] только на ролики из стали для ленточных конвейеров составляют до 40 %, приходящихся на обслуживание и ремонт конвейеров, а сменяемость их за время эксплуатации конвейеров производится до 5 раз.
Можно сделать вывод: ролики и их опоры являются очень ответственным и определяющим звеном ленточного конвейера. Вопрос наиболее актуализируется при рассмотрении конвейеров с роликами и опорами из композиционных, вязкоупругих материалов, в т. ч. древесно-прессовочных масс и древесно-полимерных материалов, стоимость которых гораздо ниже стальных — в 3-4 раза. При этом они просты в изготовлении, достаточно прочны, износостойки и в 5-6 раз легче металлических, что, в свою очередь, является определяющим фактором при создании передвижных (нестационарных) конвейеров для механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ на складах, станциях, строительных и промышленных объектах.
Данных о соотношении объема выпуска роликоопор из КМ и стали в литературе не обнаружено, а по экспертным оценкам специалистов это соотношение составляет всего 2 %. Одной из причин ограниченного применения является то, что имеющиеся конструкции роликоопор недостаточно изучены и не отвечают возрастающим требованиям к узлам машин непрерывного
Таблица 3.1.
лаРАл Нагрузка Сосредоточенная Неравномерно распределенная Равномерно распределенная
Сечение в ГРЬ1 подшипника Б2-Б2 Бі-Бі подшипника Б2-52 1 Б,-Б, подшипника Бг-8: Бі-Бі
сколь- жения каче- сколь- жения каче- ния сколь- жения качения
№1111 о* -5,5 -4,1 2,0 -4,3 -5,8 -10,4 2,3 -1,3 -4,1 -9,7 0,3 -0,
шах -0,6 1,7 16,8 2,1 -0,8 -2,5 3,5 2,7 0,5 0,8 0,6 0,
П1ІІ1 о, 0 0 0 0 0,9 1,2 0 0,09 0,6 0,7 0 0,
шах 0,4 7,1 0 0,6 2,7 3,8 0 0,1 2,15 2,7 0 0,
П1ІП о,* 0 0 0 0 0,1 0 0 0 0 0
шах 0 2,1 0 0 3,0 0,5 0 0 1,7 0,8 0
Среднее на- -3,0 -1,2 9,4 -1,1 -3,3 -6,4 2,9 0.7 -1,8 -4,45 0,45 0„
пряжение цик- 0,2 3,35 0 0,3 1,8 2,5 0 0,09 1,55 0 0,
ла 0 1,0 0 0 1,5 0,2 0 0 0,7 0,4 0
Амплитуда 2,4 2,9 7,4 3,2 2,5 -3,9 0,6 2,0 2,3 5,2 -0,15 -0,
цикла 0,2 3,55 0 0,3 0,9 1,3 0 0 0,95 0
0 1,0 0 0 1,4 0,2 0 0 0,7 0,4 0
Ко* Характеристи- -0,8 -2,4 0,8 -2,9 -0,7 -0,6 0,2 2,8 -1,3 -0.9 0,3 -7,
Ко, ка цикла 1.0 1,0 0 1,0 0,5 0,5 0 0 0,6 0,6 0
Кт„ 0 1,0 0 0 0.9 1,0 0 0 1.0 1,0 0
го, Коэффициент 9,16 -2,7 ■ 0,1 -2,0 7,2 4,2 0,6 -0,5 -9,0 -12,1 0,2 -1.
го. ассиметрии б 0 0 0 0,3 0,3 0 0 0,3 0,25 0 1,
гт„ 0 0 0 0 0,03 0 0 0 0 0 0
о'п Номинальное 0,4 1,8 3,6 3,6 0,4 1,8 0,9 0,9 0,4 1,8 0,9 0,
о"„ напряжение - 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,
о'"„ 3,5 4,6 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,
Тгп, 2,35 5,0 1,8 1,8 2,35 5,0 0,45 0,45 2,35 5,0 0,45 0,
ас', Коэффициент 13,7 2,3 4,6 1,2 14,5 5,7 3,8 3,0 10,3 5,4 0,55 0,
аа", концентрации 22,4 5,7 4,6 3,6 0,75 0,
ас"1. напряжения 1,6 0,9 3,73 9,55 - 7,7 6,0 1,1 0,
ат«. 0,4 1 - ! - 1,3 0,1 1 0,6 1,4 - -