Проектирование и расчет привода конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Краткие сведения о конвейерах. Конвейеры (транспортеры) перемещают сыпучие и кусковые материалы или однородные штучные грузы непрерывным потоком на небольшие расстояния. Их широко используют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т.д.

Независимо от типа тяглового органа конвейеры состоят из следующих основных частей (рисунок 1):

1 - приводная станция,

2 - тягловый орган с элементами для размещения груза,

3 - рама или ферма конвейера,

4 - поддерживающее устройство,

5 - натяжная станция.

Рисунок 1 - Основные части конвейера

1. Кинематическая схема

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода

Электродвигатель:

- мощность - 7,5 кВт

- синхронная частота вращения - 1450об/мин

Редуктор:

- передаточное отношение - uред=10

Цепная передача:

передаточное отношение =18,1

Табл. 1

	I вал	II вал	III вал	IIII вал
Мощность, кВт	6,8	6,2	4,65	4,2
Угловая скорость, рад/с	151,8	75,9	7,6	3,8
Крутящий момент, Н·м	45	81,7	611,8	1105

2. Кинематический расчет привода

Требуемая мощность электродвигателя для привода, кВт:

где - общий к.п.д. привода от двигателя до рабочего органа (барабана, тяговых звездочек и т.д), равный произведению частных к.п.д. отдельных элементов, составляющих привод:

=,

где: к.п.д муфты;

к.п.д подшипников качения;

к.п.д червячного редуктора;

к.п.д цепной передачи;

Для приближенной оценки к.п.д. отдельных составляющих элементов можно воспользоваться таблицей 2.1 с.5 /1/

Np- мощность на рабочем органе привода, кВт.

Определяем общее оценочное передаточное число привода :

где - оценочные передаточные отношения передач привода и червячного редуктора.

Назначаем передаточные отношения передач и червячного редуктора:

u=(8-80)- максимальный и минимальный предел передаточного числа червячного редуктора,

u=(2-5)- максимальный и минимальный предел передаточного числа цепной передачи.

Частота вращения вала электродвигателя:

Выбор электродвигателя.

По рассчитанным значениям мощности и максимальным и минимальным значениям частоты вращения вала электродвигателя выбираем электродвигатель:

Тип 4А132SY3.

Определяем частоту вращения n,об/мин, угловую скорость.

рад/с, мощность N, Вт, крутящий момент Т, Нм на валах привода:

1) вал электродвигателя:

;

;

;

;

;

2) быстроходный вал редуктора:

;

;

;

;

;

.

3) тихоходный вал редуктора:

;

;

;

;

;

;

;

.

4) ведущий вал цепной передачи:

;

;

;

;

;

;

;

.

3. Расчет цепной передачи

Рисунок 3 - Схема цепной передачи

Число зубьев ведущей звездочки:

Принимаем

Число зубьев ведомой звездочки:

Принимаем условие соблюдается

Коэффициент эксплуатации:

условие соблюдается,

где: - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, при нагрузке с умеренными толчками =1,2;

- коэффициент, учитывающий межосевое расстояние, при рекомендуемом =1;

- коэффициент, учитывающий наклон линии центров звездочек к горизонтали, при наклоне до 60о =1;

- коэффициент, зависящий от способа регулирования натяжения цепи, для нерегулируемой передачи =1,25;

- коэффициент, учитывающий характер смазки, при периодической смазке =0,8;

- коэффициент, зависящий от продолжительности работы в сутки, при односменной работе =1,25;

Среднее допускаемое давление в шарнирах:

При частоте вращения ведущей звездочки

МПа.

Ориентировочное значение шага цепи при числе рядов m=1

где mр - коэффициент, учитывающий число рядов цепи, при m=1 , mp=1.

Определение оптимального шага цепи.

Для определения оптимального шага цепи зададимся тремя смежными шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ 13568 - 75 и расчеты сведем в таблицу 2.

Табл. 2 - Расчет цепной передачи

Определяемая величина	Расчетная формула	Шаг цепи t, мм
		25,4	31,75
Частота вращения меньшей звездочки, об/мин		725,1	725,1
Допустимая частота вращения ,об/мин	По табл. 3.4 с.11 /2/	1300	1100
Условие соблюдается
Характеристика цепи:
Разрушающая нагрузка , Н		49050	68670
Ширина внутреннего звена, мм	По табл 3.2 с.9 /2/	15,88	19,05
Диаметр оси , мм		7,95	9,55
Масса 1м цепи , кг		2,6	3,8
Площадь опорной поверхности шарнира, мм2		183,06	263,79
Диаметр делительной окружности звездочки, мм		220,9	276,1
		403,2	503,1
Радиус делительной окружности звездочки , м		0,11	0,14
Средняя скорость цепи , м/с		0,8	1,6
Допустимое значение , м/с		20	20
Условие соблюдается

Для заданных условий работы пригодна цепа с шагом t=31,75 мм. Принимаем к выбору цепь ПР-31,75-8900 ГОСТ 13568-75 к использованию.

4. Расчет приводного вала

Проектный расчет вала.

Проектный расчет приводного вала ведем по формуле:

d= ,

где Т - крутящий момент на валу, Нмм;

[] - пониженное допускаемое напряжение на кручение:

- для быстроходного вала: [] = 25..40 Н/мм2

Определяем диаметр выходного конца вала d, мм:

d=

Принимаем диаметр вала равным 65 мм; (ГОСТ 6636-69). Диаметр остальных участков вала определяются из соотношений:

Диаметр вала под уплотнитель, мм:

d2 = d +(3..4) =69 мм;

Диаметр вала под подшипником, мм;

dп = d2 +(0,5..1) =70 мм;

Диаметр вала под звездочкой, мм;

d3 = dп +(3..5) =75 мм;

Проверочный расчет вала.

Длины участков a,b,c, мм

; ; ;

; ;

Строим схему нагружения вала в вертикальной плоскости и определяем опорные реакции:

Проверка:

Строим эпюру изгибающих моментов:

Строим схему нагружения вала в горизонтальной плоскости и определяем опорные реакции:

Строим эпюру изгибающих моментов:

Строится эпюра крутящих моментов:

Строим эпюру суммарных сил:

Принимаем материал вала сталь Ст. 40XH.

Коэффициент безопасности по изгибу:

Sу=

Коэффициент безопасности по кручению:

Общий коэффициент безопасности:

=1,52 > 1,5

Таким образом, прочность обеспечена.

5. Обоснование выбора стандартных узлов и деталей

Выбор редуктора.

Для выбора редуктора необходимо знать: крутящий момент на тихоходном валу Т = 611,8 Н•м, передаточное отношение редуктора uчр=10.

Выбираем редуктор: РЧУ-160-10-4-2-1 ГОСТ 13563-68.

Выбрали редуктор с частотой вращения n =750 об/мин, крутящий момент на тихоходном валу T=15009,81=14715,мощность на быстроходном валу N=17,8 передаточное отношение редуктора uчр =10.

Расчет шпоночного соединения.

Рассчитаем шпонку для приводного вала, т.е. вала в месте посадки ведомой звездочки:

Принимаем стандартное значение диаметра приводного вала d=63мм.

b=18 мм, h=11 мм, t=7 мм,

Нм

Проверяем условие прочности на срез:

Полную длину шпонки определяем по значению lp:

l= lp +b;

l= 39,7+18=57,7 мм.

Таким образом, из стандартного ряда длин шпонок, выбираем шпонку длиной 63 мм.

Расчет подшипников на приводном валу редуктора.

В настоящее время наиболее распространены подшипники качения, поэтому выбираем радиальные однорядные шарикоподшипники, как наиболее простые в эксплуатации и дешевые.

Радиальные однорядные шарикоподшипники предназначены для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, но могут воспринимать и относительно небольшие осевые нагрузки. Допускаются перекосы осей колец до , а при больших перекосах ресурс резко снижается и возможны аварийные разрушения из-за перегрева и разрыва сепаратора. Радиальные однорядные шарикоподшипники могут фиксировать осевое положение вала, однако из-за малой осевой жесткости точность фиксации относительно невелика. Сравнительно невелика жесткость в радиальном направлении.

При расчете вала мы определили ориентировочный диаметр вала под подшипником и значения радиальных нагрузок на опорах 1 и 2.

По этим данным намечаем к установке радиальный шарикоподшипник 411 ГОСТ 8338-75.

Его параметры: , , ,

Суммарная реакция на опорах:

Эквивалентная нагрузка на наиболее нагруженный подшипник:

где - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается, , - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки при работе с толчками, , - температурный коэффициент, при работе подшипника в условиях , - максимальная радиальная нагрузка.

Расчетная грузоподъемность подшипника:

где - для шариковых подшипников, - угловая скорость вращения вала, , - долговечность подшипника, .

Условие выполняется, следовательно принимаем к установке на приводной вал радиальный однорядный шарикоподшипник ГОСТ 8338-57 тип 411, имеющий размеры и допускающий динамическую грузоподъемность .

Литература

конвейер приводной вал подшипник

1. Методическое указание к курсовому проекту по курсу “Прикладная механика”- часть 1: Могилев 1990.

2. Харкевич В.Г. Расчет цепных передач: Методические указания к выполнению расчетов в курсовом проектировании, расчетно-графических и контрольных работ по дисциплинах “Детали машин” и “Прикладная механика” для студентов механических и технологических специальностей / Харкевич В.Г., - Могилев, 2001.

3. Редукторы. Справочное пособие. Изд. 2-е, доп. и переработ. Краузе Г.Н., Кутилин Н.Д., Сыцко С.А. - Л.: Машиностроение, 1972. - 144с.

4. Детали машин. Проектирование: учебн. пособие\ Л.В. Курмаз, А.Т. Скобейда. - 2-е изд., испр. и доп. - Мн.: УП «Технопринт», 2002 - 290с.

5. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкции и расчет. Альбом. Изд. 3-е, переработ. и доп. М., «Машиностроение», 1971 - 284с.

6. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин.2-е изд. перераб. и дополненное - М. Машиностроение, 1987.

Размещено на Allbest.ru

...