风机强度课件(1).docVIP

轮盘应力分析及强度计算

自由旋转等厚轮盘的应力计算

前提条件：轮盘的厚度B比外径Da小得多，材料密度?，弹性模量E，材料泊松比?，轮盘以角速度?绕其轴中心线自由旋转，温度均匀且无变化。(条件分析：自由旋转即无外部载荷；温度均匀且无变化那么不考虑热应力)

应力计算公式：

式中

X=R

(D为计算应力处直径mm；n为转速r/min)

?r，?t，?c，?r，?t，?c称为等厚轮盘的应力计算系数。它们都是X的函数，由函数曲线图查得(图1-2)。

注意：1.图中?c和?c的单位是Kgf/cm2，计算时×0.09807才是国际单位MPa。

2.假设轮盘材料不是钢，由表查得的?c和?c值需进行换算，

?C

例：一等厚轮盘，内径D1=300mm，外径D=500mm，n=4000r/min。内径处应力?r1=200Kgf/cm2，?t1=1000Kgf/cm2，求外径处应力?r，?t=？

解：直径X=D1/D=300/500=0.6

由表1-2查得：?r=?t=0.68，?t=?r=0.31，?c=-62，?c=-28

T=

那么外径D处的应力为：

?r=0.68×200+0.31×1000-62×4

=198Kgf/cm2=19.4MPa

?t=0.31×200+0.68×1000-28×4

=630Kgf/cm2=61.8MPa

递推－代入法

由轮盘内径计算到外径处：

?

?

例题：如图等厚空心轮盘，钢制，以n=4000r/min自由旋转，内径处?ri=0，?ti未知，试用递推代入法计算各截面应力。

注：对于离心式轮盘?ra=0，自由旋转下?ri=0

列表计算：

轮盘截面突变的应力计算

根据连续和平衡条件，不管截面是否突变，在同一半径处该截面上所作用的总的径向力应相等(Frj=Frj*)

?Dj

由虎克定律可得到：?

?

锥形轮盘的应力计算

与等厚轮盘相比，锥形轮盘的应力要小一些，公司所有的鼓风机后盘均采用锥形结构，锥形轮盘经过以下处理可以得到和等厚轮盘相近的公式。

根据几何关系：（

那么:d=D

t

可得：

?

?

任意截面轮盘的应力计算

关键在与如何分段，实例〔17页，36页〕

叶片强度校核

叶片常用型式有平板、圆弧、和机翼型，叶片与前后盘连接一般采用焊接、铆接或整体铣制，在计算叶片强度时，对于铆接的叶片可假设叶片为简支梁，对于焊接和铣制叶片可简化为固定梁。叶片因旋转产生的离心力假设为在梁上的均布载荷。如下图：

对于简支梁承受均布载荷时，最大弯矩Mmax