Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин - часть 46

ПРОГРАММА 4 

Программа расчета шнека на прочность, жесткость и устойчивость.  

Язык Бейсик 

CLS 
'"РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ КОНСОЛЬНО ЗАКРЕПЛЕННОГО ШНЕКА" 
A = 400: DIM MIZ(A), X(A), MK(A), Fmax1(A), Fmax2(A), Fmax01(A), Fmax02(A), Fmax03(A) 
AF = 0: dX = .0045: hx1 = .0045 
IF AF = 0 THEN 91 
5 PRINT "ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ" 
PRINT "ДОПУСКАЕМОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (SIG), [Па]" 
INPUT "SIG = "; SIG 
PRINT "ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИАЛА ШНЕКА, [кг/м^3]" 
INPUT "R0 = "; RO 
PRINT "ДАВЛЕНИЕ РАЗВИВАЕМОE ШНЕКОМ, [Па]" 
10 INPUT "P = "; P 
PRINT "ДИАМЕТР ОСЕВОГО ОТВЕРСТИЯ ШНЕКА, [м]" 
15 INPUT "d1 = "; d1 
PRINT "НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР ШНЕКА, [м]" 
20 INPUT "D = "; d 
PRINT "ДЛИНА НАРЕЗНОЙ ЧАСТИ ШНЕКА, [м]" 
30 INPUT "L = "; L 
PRINT "ГЛУБИНА ВИНТОВОГО КАНАЛА ШНЕКА, [м]" 
40 INPUT "H = "; H 
PRINT "УГОЛ НАКЛОНА ВИНТОВОЙ ЛИНИИИ ШНЕКА, [град.]" 
50 INPUT "FI = "; FI 
PRINT "ШАГ ВИНТОВОЙ НАРЕЗКИ ШНЕКА, [м]" 
60 INPUT "t = "; T 
PRINT "ширина гребня винтового канала шнека, [м]" 
70 INPUT "e1 = "; E1 
PRINT "ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ, [кВт]" 
75 INPUT "N = "; N 
PRINT "ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ШНЕКА, [об/мин]" 
80 INPUT "W = "; W: GOTO 93 
91DATA 5,50000000,0.032,0.001,0.64,0.0032,17,0.032,0.0032,70,7850,400E6 
 READ N, P, d, d1, L, H, FI, T, E1, W, RO, SIG 
93 E = 200000000000# 
ZX = (L / dX) 
95 PI = 3.14 
100 FI = FI * PI / 180 
120 A = PI * d * H * (T – E) * COS(FI) ^ 2 / 2 
130 B = H ^ 3 * (T – E) * SIN(2 * FI) / (24 * L) 
140 GAM = PI ^ 2 * d ^ 2 * DL ^ 3 * TAN(FI) * SIN(FI) / (10 * E1 * L) 
150 Q = A * K * N / (K + B + GAM) 
160 PRINT "Q = "; Q; "[м^3/c]" 
170 MKR = 9550 * N / W 
'PRINT MKR 
F = 3.14 * d ^ 2 / 4 
'"РАСЧЕТ УСИЛИЯ ОТ ДАВЛЕНИЯ ФОРМОВАНИЯ" 
180 P1 = F * P 
'PRINT "УСИЛИЕ ОТ ДАВЛЕНИЯ ФОРМОВАНИЯ, P1 = "; P1; " [Н]" 
' "РАСЧЕТ ГИБКОСТИ ШНЕКА" 
AL = d1 / d 

F1 = 3.14 * d ^ 2 / 4 * (1 – AL ^ 2) 
J1 = 3.14 * d ^ 4 / 64 * (1 – AL ^ 4) 
I = d * SQR(1 + AL ^ 2) / 4 
MU = 2 
 LA = MU * L / I 
'" РАСЧЕТ МОМЕНТА ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КРУЧЕНИЯ" 
WR = 3.14 * d ^ 3 * (1 – AL ^ 4) / 16 
'PRINT "МОМЕНТ ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КРУЧЕНИЯ, WR = "; WR; " [м^3]" 
'"РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ КРУЧЕНИЯ" 
TAUmax = MKR / WR 
q = RO * g * L 
FOR A = 0 TO ZX 
SCREEN 11 
LOCATE 2, 1: PRINT "РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ КОНСОЛЬНО ЗАКРЕПЛЕННОГО ШНЕКА 
ЭКСТРУЗИОННЫХ МАШИН" 
LOCATE 3, 1: PRINT "ГИБКОСТЬ ШНЕКА, LA = "; LA 
LOCATE 5, 1: PRINT "ЭПЮРА ИЗГИБАЮЩИГО Mи(X), КРУТЯЩЕГО Мкр(X) МОМЕНТОВ И 
ПРОГИБА ШНЕКА Y(X)" 
X(A) = dX * A: MIZ(A) = RO * F1 * X(A) ^ 2 / 2 * 10 
MK(A) = 9.55 * N / W 
 IF LA < = 90 THEN GOTO 191 ELSE GOTO 192 
191 LOCATE 4, 1: PRINT " РАСЧЕТ ПО ПЕРВОМУ ВАРИАНТУ – НА ПРОЧНОСТЬ " 
Fmax1(A) = RO * F1 * X(A) ^ 4 / (8 * E * J1) 
LOCATE 24, 1: PRINT "МАКСИМАЛЬНЫЙ ПРОГИБ Fmax1 = "; Fmax1(A); " [м]": GOTO 195 
192 LOCATE 4, 1: PRINT "РАСЧЕТ ПО ВТОРОМУ ВАРИАНТУ – НА УСТОЙЧИВОСТЬ" 
K1 = SQR(P1 / (E * J1)) 
A1 = RO * F1 * (X(A) – (SIN(K1 * X(A))) / K1) / (K1 * COS(K1 * X(A))) 
Fmax01(A) = RO * F1 / K1 ^ 2 * (1 / K1 ^ 2 + X(A) ^ 2 / 2) / (E * J1) 
Fmax02(A) = 1 / K1 * (RO * F1 / K1 ^ 3 + A1 * X(A)) * COS(K1 * X(A)) / (E * J1) 
Fmax03(A) = 1 / K1 ^ 2 * (RO * F1 * X(A) / K1 – A1) * SIN(K1 * X(A)) / (E * J1) 
Fmax2(A) = (Fmax01(A) – Fmax02(A) – Fmax03(A)) 
LOCATE 24, 1: PRINT "МАКСИМАЛЬНЫЙ ПРОГИБ F2 = "; Fmax2(A); " [м]" 
195 LINE(40, 100)-(40, 300): LINE (40, 300)-(600, 300) 
LINE(550, 100)-(550, 300):LINE(600, 100)-(600, 300) 
 FOR X = 40 TO 600 STEP 7.5 
LINE (X, 298)-(X, 302), 6: NEXT X: FOR X1 = 40 TO 600 STEP 75 / 2 
LINE (X1, 296)-(X1, 304), 6: NEXT X1: FOR Y1 = 300 TO 100 STEP -5 
 LINE (38, Y1)-(42, Y1), 7: NEXT Y1: FOR Y2 = 300 TO 100 STEP -25 
 LINE (36, Y2)-(44, Y2), 7: NEXT Y2 
FOR T1 = 300 TO 100 STEP -5: LINE (597, T1)-(603, T1), 6 
 NEXT T1: FOR T2 = 300 TO 100 STEP -25: LINE (595, T2)-(605, T2), 6: NEXT T2 
FOR Z1 = 300 TO 100 STEP -5: LINE (547, Z1)-(553, Z1), 6 
 NEXT Z1: FOR Z2 = 300 TO 100 STEP -25: LINE (545, Z2)-(555, Z2), 6: NEXT Z2 
LOCATE 20, 6: PRINT "0": LOCATE 20, 14: PRINT "0.1": 
LOCATE 20, 23: PRINT "0.2": LOCATE 20, 75: PRINT "X,M" 
LOCATE 20,33: PRINT "0.3": LOCATE 20, 41: PRINT "0.40" 
LOCATE 20,51: PRINT"0.50": LOCATE 20, 61: PRINT "0.60" 
LOCATE 14, 47: PRINT "Ми(X)": LOCATE 16, 51: PRINT "Мкр(X)" 
LOCATE 6, 6: PRINT "Ми,Н*м" 
 LOCATE 16, 1: PRINT "5": LOCATE 13, 1: PRINT "10": LOCATE 10, 1: PRINT "20" 
 LOCATE 6, 63: PRINT "Мкр,Н*м" 
LOCATE 16, 65: PRINT "1.0": LOCATE 7, 65: PRINT "4.0" 
 LOCATE 13, 65: PRINT "2.0": LOCATE 10, 65: PRINT "3.0" 
 LOCATE 6, 72: PRINT "Y,мкм": LOCATE 18, 40: PRINT "Y(X)" 
 LOCATE 16, 71: PRINT "40": LOCATE 14, 71: PRINT "60" 
 LOCATE 12, 71: PRINT "80": LOCATE 18, 71: PRINT "20" 

 LOCATE 10, 71: PRINT "100": LOCATE 8, 71: PRINT "120" 
LINE (40 + X(A) * 375 * 2, 300 – MIZ(A) * 10)-(40 + (X(A) – hx1) * 375 * 2, 300 – MIZ1 * 10) 
LINE (40 + X(A) * 375 * 2, 300 – MK(A) * 50)-(40 + (X(A) – hx1) * 375 * 2, 300 – MK1 * 50) 
LINE (40 + X(A) * 375 * 2, 300 – Fmax1(A) * 1000000)-(40 + (X(A) – hx1) * 375 * 2, 300 – Fmax1 * 1000000) 
LINE (40 + X(A) * 375 * 2, 300 – Fmax2(A) * 1000000)-(40 + (X(A) – hx1) * 375 * 2, 300 – Fmax2 * 1000000) 
MIZ1 = MIZ(A): MK1 = MK(A): Fmax1 = Fmax1(A): Fmax2 = Fmax2(A) 
LOCATE 22, 1: PRINT"КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ Mкр = ";MK(A); " [Н*м]" 
LOCATE 23, 1: PRINT "МАКСИМАЛЬНЫЙ ИЗГИБАЮЩИЙ МОМЕНТ Mиз = "; MIZ(A); "[Н*м] " 
NEXT A 
'MIZmax = RO * F1 * L ^ 2 / 2 * 10 
'"РАСЧЕТ МОМЕНТА ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗГИБА" 
Wh0 = 3.14 * d ^ 3 * (1 – AL ^ 4) / 32 
'"РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗГИБА" 
SIGRmax = P1 / F1 
SIGmax = SIGRmax + MIZmax / Wh0 
'"РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ " 
SIGekv = SQR(SIGmax ^ 2 + 4 * TAUmax ^ 2) 
LOCATE 25, 1: PRINT "НАПРЯЖЕНИЕ КРУЧЕНИЯ, TAUmax = "; TAUmax / 1000000; " [MПа]" 
LOCATE 26, 1: PRINT "НАПРЯЖЕНИЕ РАСТЯЖЕНИЯ, SIGRmax = "; SIGRmax / 1000000; " [MПа]" 
LOCATE 27, 1: PRINT "ЭКВИВАЛЕНТНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, SIGekv = "; SIGekv / 1000000; " [MПа]" 
IF SIGekv < SIG THEN 198 ELSE 200 
198 LOCATE 28, 1: PRINT "УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, ТАК КАК SIGekv < SIG": GOTO 
500 
200 LOCATE 28, 1: PRINT "УСЛОВИЕ ПРОЧНОСТИ НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ, ТАК КАК SIGekv > SIG" 
500 END 
 
 
 
 

ПРОГРАММА 5 

ПРОГРАММА РАСЧЕТА КОНСОЛЬНОГО ШНЕКА НА ПРОЧНОСТЬ, ЖЕСТКОСТЬ И 

УСТОЙЧИВОСТЬ С УЧЕТОМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ. ЯЗЫК БЕЙСИК 

 
 
5 REM INPUT "РАСЧЕТ ШНЕКА НА ПРОЧНОСТЬ,ЖЕСТКОСТЬ " 
6 REM INPUT " И УСТОЙЧИВОСТЬ. " 
10 REM INPUT "Максимальное давление смеси, [МПа] Pmax = ";PMAX 
20 REM INPUT "Ди аметp сеpдечника, [м] D2 = ";D2 
25 REM INPUT "Наpужний диаметp, [м] D = "D 
27 REM INPUT "Диаметp сеpдечника, [м] D1 = ";D1 
30 REM INPUT "Рабочая длина, [м] L = ";L 
40 REM INPUT "Модуль упpугости, [МПа] E = ";E 
50 REM INPUT "Шаг наpезки, [м] T = ";T 
60 REM INPUT "Коэффициент n = ";ETA 
70 REM INPUT "Допускаемое напpяжение, [МПа] [G] = ";G 
80 REM INPUT "Допускаемый коэф-т запаса устойчивости для шнека [Ny] = ;NY 
105 DATA 30,0.08,0.056,0.064,0.72,2.1E5,0.08,.6,68,0.35 
106 READ PMAX, D, D1, D2, L, E, T, ETA, G, X 
100 REM 
120 P1 = 3.141592 
130 A = 2 * P1 / T: PRINT A 
140 A1 = ((D2 – D1) / 4 / L) ^ 2 
150 DSPX = ((D + D1) / 2) + (((D2 – D1) / 2) * (X / L)) 
160 DX = (D1 + ((D2 – D1) / L) * X) 

170 A2 = (P1 * (DSPX / T)) ^ 2 
180 DEL = SQR(A1 + A2 + 1) 
190 F1 = T / P1 / D 
200 B = (D2 – D1) / D1 / L: PRINT "B"; B 
210 J0 = P1 * (D1 ^ 4) / 64: PRINT "J0"; J0 
220 J1 = P1 * (D1 ^ 4) / 64 
230 J2 = P1 * (D2 ^ 4) / 64 
240 S = (PMAX * P1 * (D ^ 2)) / 4: PRINT "S1"; S 
250 A1 = (((D – D1) / 4) * ((X ^ 2) / (L ^ 2) – 1)) – (((D2 – D1) / 6) * ((X ^ 3) / (L ^ 3) – 1)) 
260 NX = DEL * PMAX * COS(F1) * L: PRINT "A1"; NX 
265 NX = NX * A1 
270 NX = NX – ((PMAX * P1 * D * D) / 4) 
275 REM **************Mx(X)************************************************ 
280 A1 = ((D ^ 2) / 2) * ((X ^ 2) / (L ^ 2) – 1) 
290 A2 = .5 – (((2 / 3) * (X / L)) + ((X ^ 2) / (4 * (L ^ 2)))) 
300 A2 = A2 * ((X ^ 2) / (L ^ 2)) 
310 A2 = A2 – (1 / 12) 
320 A2 = (D1 ^ 2) * A2 
330 Mx = (DEL * PMAX * SIN(F1) * L) / 8: PRINT Mx 
340 A3 = ((1 / 3) – (X / 4 / L)) * ((X ^ 3) / (L ^ 3)) – (1 / 12) 
350 A3 = A3 * 2 * D1 * D2 
360 A4 = D2 ^ 2 / 4 * (X ^ 4 / L ^ 4 – 1) 
370 Mx = (-Mx) * (A1 – A2 – A3 – A4) 
373 PRINT "NX"; NX, "Mx"; Mx 
376 REM ***************MY(X)******************************************** 
380 A1 = (D – D1) * ((((-2) * COS(A * X)) / (A ^ 3)) – ((X * SIN(A * X)) / (A ^ 2)) + (2 / (A ^ 3))) 
390 A2 = ((D2 – D1) / L) * (((6 / (A ^ 4)) * SIN(A * X)) – (((4 * X) / (A ^ 3)) * COS(A * X)) – (((X ^ 

2) / (A ^ 2)) * SIN(A * X)) + ((4 * X) / (A ^ 3))) 

400 MY = ((DEL * PMAX * SIN(F1)) / (2 * L)) * (A1 – A2): PRINT "A1"; A1, A2 
410 A1 = (COS(A * X) / (A ^ 2)) + ((X * SIN(A * X)) / A) – (1 / (A ^ 2)) 
420 A1 = ((D ^ 2) – (D1 ^ 2)) / L * A1 
430 A2 = (2 * D1 * (D1 – D2)) / (L ^ 2) 
440 A3 = (((2 * X * COS(A * X)) / (A ^ 2)) + (((X ^ 2) / A) – (2 / (A ^ 3))) * SIN(A * X) – ((2 * X) / 

(A ^ 2))) 

450 A2 = A2 * A3 
460 A3 = ((3 * ((X ^ 2) / (A ^ 2))) – (6 / (A ^ 4))) * COS(A * X) 
470 A4 = ((((X ^ 3) / A) – ((6 * X) / (A ^ 3))) * SIN(A * X)) + ((6 / (A ^ 4)) – ((3 * L * X) / (A ^ 2))) 
480 A3 = A3 + A4 
490 A3 = (((D2 – D1) ^ 2) / (L ^ 3)) * A3 
500 MY = MY – ((DEL * PMAX * COS(F1)) / 8) * (A1 + A2 – A3) 
502 PRINT "MY"; MY 
505 REM ******************MZ(Z)********************************************* 
510 MZ = -DEL * PMAX * SIN(F1) / 2 / L 
520 A1 = (D – D1) * (((2 * SIN(A * X)) / (A ^ 3)) – ((X * COS(A * X)) / (A ^ 2)) + (X / (A ^ 2))) 
525 C = -(((X ^ 2) / (A ^ 2)) * COS(A * X)) – (6 / (A ^ 4)) + ((L * X) / (A ^ 2)) 
530 A2 = ((D2 – D1) / L) * ((6 / (A ^ 4)) * COS(A * X) + (((4 * X) / (A ^ 3)) * SIN(A * X)) + C): 

PRINT A1 

540 A1 = A1 – A2 
550 MZ = MZ * A1 
560 A1 = (DEL * PMAX * COS(F1)) / 8 
570 A2 = (((D ^ 2) – (D1 ^ 2)) / L) * ((SIN(A * X) / (A ^ 2)) – ((X * COS(A * X)) / A) + X / A)