Скребковый конвейер, параметры, расчет, проектирование

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

Кафедра ПТМ и Р

Курсовой проект

Скребковый конвейер

Выполнил студент: Петров М.Ю.

Проверил: Халикова О.Р.

2010

Содержание

1. Проработка задания

2. Выбор параметров конвейера

3. Тяговый расчёт конвейера, определение мощности и выбор элементов привода

4. Расчет передачи входящей в состав привода

5. Проектный расчёт вала, шпоночных соединений, посадок

6. Уточненный расчёт вала на прочность

7. Подбор подшипников

Библиографический список

1. Проработка задания

Спроектировать скребковый конвейер по следующим исходным данным: транспортируемый материал - магнезит;

производительность 9 т/ч; плотность материала 1,8 т/м³; длина

горизонтального участка 20 м; скорость транспортирования 0,2м/с.

В конструкции привода использовать ременную передачу и червячный редуктор

Выбор кинематической схемы конвейера:

Рис.1.1.Кинематическая схема горизонтального скребкового конвейера.

2. Выбор параметров конвейера

Производительность скребкового конвейера

(т/ч),

где В и h - соответственно высота и ширина жёлоба, (м);

- коэффициент заполнения жёлоба, - для легкосыпучих грузов и - для кусковых грузов.

В скребковых конвейерах принимают . С учётом этого соотношения из предыдущей формулы определяем ширину жёлоба:

(м),

где - для кускового рядового угля;

(табл. 66 ). Принимаем В=600 (мм).

Высота жёлоба:

(м)

Принимаем h=80 (мм).

Высота скребка:

(мм)

Шаг скребков:

(мм)

Расстояние между скребками и ширина жёлоба должны удовлетворять условиям:

;

;

;

,

где (табл. 67 ).

3. Тяговый расчёт конвейера, определение мощности и выбор элементов привода

Погонная нагрузка от перемещаемого груза:

(кг/м) = 125 (Н/м)

Погонный вес цепей и скребков:

(Н/м),

где - эмпирический коэффициент; для одно цепных конвейеров -; для двух цепных - .

Принимаем к расчёту одно цепной скребковый конвейер; для которого приближённо .

Методом обхода по контуру определяем натяжение в цепи и сопротивление движению тягового органа. Задаёмся минимальным натяжением цепи S _min = (10006000) Н - для цепи с низкими скребками,

S _min= (600010000) H - для цепи с высокими скребками.

Для рассчитываемого конвейера (с высокими скребками) принимаем

S _min= S₁=6000 (H).

Натяжение цепей в точке 2:

(Н)

где - коэффициент сопротивления движению цепи; для цепей с ходовыми катками на подшипниках скольжения ; для цепей без катков по жёлобу . Принимаем .

(Н),

где - коэффициент сопротивления на концевых звёздочках;

(Н),

где - коэффициент сопротивления движению груза по жёлобу.

В общем случае , здесь f - коэффициент трения груза по жёлобу.

Для ящичных конвейеров (с боковыми подвижными стенками) .

Сопротивление движению цепи:

(Н)

Установочная мощность двигателя:

(кВт),

где - КПД привода конвейера.

Из табл. 3.25 принимаем электрический двигатель типа 4А100L6 У3 повышенным пусковым моментом мощностью 2,2 кВт и частотой вращения n=700 об/м, Iр=1,75*10 кг*м².

Рис 3.1. Электродвигатель типа 4А100L6 У3

Предварительно для привода разборной цепи принимаем звёздочку с диаметром делительной окружности мм,

Числом зубьев z=8 и шагом t=80 мм, (приложение LXXXII, ).

Число оборотов звёздочки:

(об/мин)

Обшее передаточное число:

.

скребковый конвейер тяговый привод

Передаточное число ремня принимаем:

Передаточное число червячного редуктора:

При непрерывной работе привода в течение 24ч в сутки и нагрузке с умеренными толчками, коэффициент условий работы .

Расчётная мощность редуктора:

(кВт).

По каталогу принимаем редуктор РЧП-300 (iр=40,,

Мн=1000 Н*м) .

Рис 3.2. Редуктор типа РЧП-300

Фактическое число оборотов звёздочки и скорость движения цепи:

(об/мин),

(м/с).

Поскольку предварительно принятая скорость цепи совпала с действительной, перерасчёт параметров конвейера не производим.

Расчётное тяговое усилие для одной цепи:

,

где - динамическое усилие в цепях при работе конвейера в установившемся режиме, определяемое при условии, что первоначальное натяжение цепи больше критического.

Скорость распространения упругой волны вдоль тягового органа, соответственно рабочей и холостой ветви:

(м/с)

(м/с),

где - коэффициент участия массы перемещаемого груза в неравномерном движении цепи;

- статическая жёсткость предварительно принятой штампованной разборной цепи с шагом 80 мм (табл. 68 ).

Средняя скорость распространения упругой волны:

(м/с).

Период основного тона собственных колебаний:

(с).

Период возмущающей силы:

(с), (с).

Отношение периода основного тона к периоду возмущающей силы:

.

Усреднённый коэффициент сопротивления:

Коэффициент отражения

Коэффициент прохождения:



Коэффициент затухания:

Динамическое усилие в цепях определяем по формуле 109 :

,

где (Н),

=1000 - определяем по номограмме (рис.11 )

(Н).

Для выбора цепи определяем расчётное усилие:

(Н)

Разрывное усилие цепи:

(Н),

где - запас прочности цепи, - для горизонтальных конвейеров неответственного назначения. Принимаем n=7.

По разрывному усилию выбираем цепь штампованную разборную с разрывным усилием 220000-290000 (Н), шагом цепи 80 (мм), диаметром шарнирного кольца 18 (мм), (табл. 69 ).

Динамическая нагрузка в цепях определяется по приближённой формуле 97 (по Иванченко):

(Н),

где z - число зубьев звёздочки z=8,

которая для данного примера значительно отличается от динамической нагрузки, определённой по формуле (109).

Максимальное усилие в цепи при пуске привода:

(Н),

где Sдп - динамическое усилие при пуске, определяемое по формуле 114 .

(Н)

(Н/м)

(Н) - вес вращающихся частей конвейера (без привода);

- коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со скоростью ;

- коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей.

Угловое ускорение вала двигателя:

 (1/с²)

(Н*м)

;

(Н*м)

Момент инерции движущихся масс конвейера, приведённый к валу двигателя:

(Н*м*с²);

(Н*м*с²)

Выбор муфт:

По расчётному крутящему моменту выбираем муфты:

Для тихоходного вала:

,

где - коэффициент запаса

(кН*м)

По ГОСТ 5006-55 выбираем зубчатую муфту типа М3 - 2 (Мк=1,4 Кн/м)



Рис 3.3. Муфта зубчатая типа МЗ-2

4. Расчет ременной передачи

Диаметры шкивов:

Если ни один из диаметров не известен,то можно задаться им в соответствии с рекомендуемыми минимальными диаметрами(табл. 4 [8])

Принимаем (мм)

Зная один из диаметров ,другой находят из уравнения:

(мм)

где i=1.5-передаточное отношение ремня

Принимаем (мм)

Межосевое расстояние:

(мм)

Угол обхвата ремнем шкива:

Длина ремня:

Число пробегов:

где скорость ремня,(м/с); (м/с)

Количество ремней:

где P=2.2кВт-мощность двигателя

p-допускаемое удельное окружное усилие на единицу ширины

поправочный коэффициент , зависяший от рода и расположения передачи (табл5[8]);поправочный коэффициент на влияние угла обхвата(табл6[ ]);коэффициент на влияние скорости(табл7[8]);

коэффициент на влияние режима работы(табл.8[8]); крутящий момент; D-диаметр шкива,(м)

5. Проектный расчет оси, шпоночных соединений, посадок

Предварительный расчет проведем по касательным напряжениям.

Условие прочности при кручении вала круглого сечения:

Материал вала - Сталь 40Х.

Приближенно оценим средний диаметр вала при .

Максимальный крутящий момент

Полярный момент сопротивления проектируемого вала

Полярный момент сопротивления вала круглого сечения

Получим:

Примем: d=120 мм.

Определим реакции в опорах вала (подшипниках). Для этого найдем усилие, с которым звездочки действуют на вал.:

;

(Н);

(Н);

(Н);

Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Плоскость XOY

Участок №1:

Участок№2:

Участок№3:

Опасное сечение под звездочкой в точке С;.



Рис 5.1. Схема нагружения оси

Расчет шпоночных соединений.

Для посадочного диаметра

звездочки d_зв=120 мм выбираем

шпонку 32*18*180 (по ГОСТ 8788-68).

H=18 мм, b=32 мм, t₁=7,4мм.;

Осевой момент сопротивления сечения:



Проведем проверку прочности шпоночных соединений по напряжениям смятия и среза.

Проверяем сечение под приводной звездочкой d_зв=120 (мм);.

Напряжение смятия

(МПа);

Напряжение среза в продольном сечении шпонки

Проверяем прочность шпоночного соединения под муфтой

Для посадочного диаметра муфты

Выбираем шпонку 28*16*120 (по ГОСТ8788-68)

Н=16мм, b=28мм, мм;

Осевой момент сопротивления сечения:

Напряжение смятия:

Напряжение среза в продольном сечении шпонки:

Проверка шпонок на срез и смятие показывает, что они выдержат максимальные нагрузки, возможные в процессе работы конвейера.

Выбор посадок.

При передаче крутящего момента от редуктора на звездочки шпоночным соединением принимаем посадку H7/s6.

Допуск ширины шпоночных пазов звездочек принимаем при неподвижном соединении нереверсивной передачи Js9.

Шероховатость посадочных поверхностей в местах установки подшипника на валу и в корпусе должна соответствовать ГОСТ 2789-73.

Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом относительно действующей радиальной нагрузки и имеет, следовательно, циркуляционное нагружение.

Назначаем поле допуска вала в местах базирования подшипников k6.

Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению. Выбираем поле допуска отверстия H7.

6. Уточненный расчет оси на прочность

Напряжение изгиба в сечении:

Напряжение кручения:

Полярный момент сопротивления сечения:

;

Пределы выносливости

Для шпоночного паза

эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (ориентировочно);

масштабный фактор;

фактор шероховатости поверхности.

Примем:

коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости.

Запас сопротивления усталости

где запас сопротивления

усталости только по изгибу;

запас сопротивления

усталости только по кручению.

7. Выбор подшипников

Определим эквивалентную нагрузку:

где (наиболее нагруженная опора в точке А);

коэффициент приведения.;

Требуемая долговечность подшипника:

(млн. об.),

где L_h=10000 ч.- долговечность подшипника в часах,

n - частота вращения приводного вала конвейера.

Расчетная динамическая грузоподъемность подшипника

Окончательно выбираем роликовый радиальный сферический двухрядный подшипник типа 3003140, d=100 мм, D=180 мм; динамическая грузоподъемность С=509 кН; статическая грузоподъемность С₀=786 кН.

Библиографический список

1. Ф.К.Иванченко и др. Расчёты грузоподъёмных и транспортирующих машин.

Киев:-1975г.

2. Марон Ф.Л., Кузьмин А.В. Справочник. По расчётам механизмов подъёмно-транспортных машин. Минск, «Вышейшая школа», 1983г.

3. Атлас конструкций. Подъёмно-транспортные машины. М.П.Александров,

Д.Н.Решетов.,М.-Машиностроение.1987г.

4. «Расчёты транспортирующих систем РТК»:Методические указания по курсовому проектированию. Магнитогорск; МГМИ, 1990, 53с.

5. Дунаев П.Ф., Лёликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин»:Учебное пособие для машиностроительных специальных вузов - 4е издание, переработанное и дополненное; М., Высшая школа, 1985г.,416с.

6. Атлас конструкций. «Транспортирующие машины». А.О. Спиваковский.

7. «Транспортирующие машины». Под редакцией А.О. Спиваковского.

8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. Т.2. - 5-е изд.,перераб. И доп. - М: Машиностроение, 1979. - 559с.,ил.

Размещено на Allbest.ru

...