Расчет мощности привода центробежного стенда

1893428,6 Н = 1893428,6 Н

8. Расчет на прочность и проверка условия прочности вращательного звена

Момент инерции  для прямоугольного сечения с  отверстием:

Iz = 0,00000110 м⁴

ymax – расстояние до самой дальней точки от центра сечения

ymax = b2 / 2

ymax = 0,04125 м

Wz – момент сопротивления изгибу данного поперечного сечения

Wz = 0,00003 м³

σmax – напряжение изгибающей силы

σmaxлз = 5 443 699,99061 Па

σmaxпз = 113 493 249,43279 Па

 

S’ – площадь сечения вращательного звена, на которое действует центробежная сила

S’ = a2*b2-a1*b1

S’ = 0,00360 м²

σн – нормальное напряжение при растяжении-сжатии

σнлз = 2 744 000 Па

σнпз = 49 563 500 Па

σсумм = σn + σmax

σсумм = 171 244 449,4234 Па

 

σdop – допустимое напряжение

   σpr = 530 МПа - предельное значение напряжения

σdop = 176 666 666,66667 Па

 

Условие прочности:

 

Условие прочности  вращательного звена выполняется:

171 244 449,4234 Па  ≤ 176 666 666,66667 Па

 

9. Нахождение  массы центробежного  стенда

mст =  2481,66667 кг

 

10. Определение мощности, необходимой  для преодоления  момента инерции

   J – собственные моменты инерции объекта, балансира и вращательного звена

   

   Jо = 2 500 кг*м²

   Jб = 2 745,7 кг*м²

   Jвр.зв = 347,2875 кг*м²

   J = Jo + Jб + Jвз

   J = 5 592,9875 кг*м²

   ε –  угловое ускорение

   

   ε = 0,87305 1/с²

   Mu – момент сил инерции

   

Mu = 4 882,9767 кг*м²/с²

   Nu – мощность для преодоления момента инерции

 

Nu = 127 892,98083 кг*м²/с

 

11. Определение мощности, необходимой  для преодоления  сил аэродинамического  сопротивления

Найдём удельную плотность воздуха в зависимости  от точек варьирования давления:

t = 20^оС (температура воздуха)

T = 293 K

R = 287,14 м²/с²К – универсальная газовая постоянная

ρ1 = 0,11886 кг/м³

ρ1 = 0,35658 кг/м³

ρ1 = 0,59430 кг/м³

ρ1 = 0,83203 кг/м³

ρ1 = 1,18861 кг/м³

 

Найдём Fx – силу лобового сопротивления для ОИ, балансира и вращательного звена при 5 варьируемых значениях давления (плотности воздуха):

Сх – коэффициент  лобового сопротивления

S – площадь Миделя

 

Fхо1 = 764,42358 Н

Fхо2 = 2 293,27074 Н

Fхо3 = 3 822,11790 Н

Fхо4 = 5 350,96507 Н

Fхо5 = 7 644,23581 Н

 

Fхб1 = 24,76204 Н

Fхб2 = 74,28612 Н

Fхб3 = 123,8102 Н

Fхб4 = 173,33428 Н

Fхб5 = 247,6204 Н

 

Fхлз1 = 0,56058 Н

Fхлз2 = 1,68173 Н

Fхлз3 = 2,80289 Н

Fхлз4 = 3,92404 Н

Fхлз5 = 5,60577 Н

 

Fхпз1 = 43,03307 Н

Fхпз2 = 129,09920 Н

Fхпз3 = 215,16533 Н

Fхпз4 = 301,23146 Н

Fхпз5 = 430,33066 Н

 

 

Fх1 = 832,77926 Н

Fх2 = 2 498,33779 Н

Fх3 = 4 163,89632 Н

Fх4 = 5 829,45485 Н

Fх5 = 8 327,79264 Н

 

v – линейная скорость движения объекта по радиусу

Na1 = 109 059,11399 Вт

Na2 = 327 177,34198 Вт

Na3 = 545 295,56997 Вт

Na4 = 763 413,79795 Вт

Na5 = 1 090 591,13994 Вт

 

12. Определение потребной мощности центрифуги

N1 = 236 952,09483 Вт

N2 = 455 070,32281 Вт

N3 = 673 188,55080 Вт

N4 = 891 306,77879 Вт

N5 = 1 218 484,12077 Вт