11.1 Определение диаметра вала струнного катка

Скоростной каток двухсекционный снабжён струнами квадратного сечения расположенными в пазах дисков по винтовым линиям (рис.11.2.1). Квадратные струны работают как двухгранный клин выполняющий операции по крошению комков и формированию ложа для семян и поверхностного мелкокомковатого мульчирующего влагосберегающего слоя почвы.

Каток скоростной имеет диаметр и состоит из трубчатого вала 1, дисков 2, и струн 3. (рис.32).

Рисунок 32 - Схема струнного катка

1-вал; 2-диск; 3-струна.

Вал катка можно рассматривать как балку нагруженной равномерно – распределённой нагрузкой интенсивностью q = 3 , на двух опорах по концам (рис.33)

Рисунок 33 - Схема нагруженности балки и эпюры изгибающего момента и поперечных сил

Определяем реакции опор балки при условии, что так как сила заменяющая равномерно – распределённую нагрузку расположена по средине балки.

Реакции опор определим по формуле:

 (16) [15]

где: - длина одной секции катка;

- интенсивность нагруженности вала.

тогда:

Строим эпюру поперечных сил: ; ;

Диаметр вала катка определим из условия прочности при изгибе по формуле:

 (17) [15]

Откуда момент сопротивления сечения определится:

 (18) [15]

Максимальный изгибающий момент возникает посредине балки (вала) и определится по формуле:

 (19) [15]

где: -длинна катка;

тогда:

Допускаемое напряжение изгиба для стали Ст5 определим исходя из предела текучести для стали 5, и коэффициента запаса прочности , по формуле:

 (20) [15]

где: - предел текучести для стали 5.

Нагрузка на вал имеет характер цикличности, следовательно коэффициент запаса прочности принимаем .

тогда: 

откуда:

Диаметр вала определится с учётом кольцевого сечения вала при этом , по формуле:

 (21) [15]

где: - отношение внутреннего диаметра к наружному

тогда:

С учётом цикличности нагружения вала принимаем диаметр трубы 76мм при этом согласно сортаменту для изготовления вала принимаем: