Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Биотехнологический факультет

Кафедра биологической и химической технологии

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине Прикладная механика

Тема: «Расчет и проектирование привода ленточного конвейера»

Курск

Задание 2. Привод ленточного конвейера. Вариант 5

Привод состоит из электродвигателя 1, упругой муфты 2, редуктора 3, цепной передачи 4 и приводного барабана 5 конвейера. Подобрать электродвигатель, найти общее передаточное отношение редуктора, разбить его по ступеням, найти крутящие моменты на валах. Определить диаметры валов. Вычертить кинематическую схему.

Исходные данные:

- окружная сила на барабане F_t = 8 кН;

- окружная скорость на барабане V = 0,5 м/с;

- диаметр приводного барабана D = 500 мм;

Содержание

Введение

1. Обзор существующих конструкций конвейеров

2. Расчет и проектирование привода

2.1 Кинематический расчет привода

2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней

2.3 Силовой расчет привода

2.3.1 Определение частоты вращения валов привода

2.3.2 Определение угловой скорости вращения валов привода

2.3.3 Определение мощности на валах привода

2.3.4 Определение крутящих моментов на валах привода

2.4 Определение диаметра валов

2.5 Определение чисел зубьев зубчатых колес и звездочек цепной передачи

2.6 Силовой расчет быстроходной передачи

Список литературы

Кинематическая схема привода

конвейер привод вал передача

Введение

Конвейеры механические непрерывные транспортные средства для перемещения различных грузов на небольшие расстояния. Конвейеры разных типов применяются во всех отраслях промышленности для погрузки-выгрузки и транспортировки материалов в процессе производства.

Конвейеры являются составной, неотъемлемой частью современного технологического процесса. Они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Наряду с выполнением транспортно-технологических функций конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций.

Целью работы является определение основных параметров привода цепного конвейера, а именно:

-подбор электродвигателя;

-определение общее передаточного отношения редуктора;

-определение крутящих моментов на валах.

1. Обзор существующих конструкций конвейеров

Ленточный конвейер (рис.1.1) -- транспортирующее устройство непрерывного действия с объединённым грузонесущим и тяговым органом в виде замкнутой (бесконечной) гибкой ленты. Лента приводится в движение силой трения между ней и приводным барабаном; опирается по всей длине на стационарные роликоопоры. В шахтах и карьерах ленточные конвейеры служат для транспортирования полезных ископаемых и породы из проходческих, вскрышных и добычных забоев по горизонтальным и наклонным выработкам внутри горных предприятий, подъёма их на поверхность и последующего перемещения к обогатительной фабрике или погрузочному пункту внешнего транспорта, а породы -- в отвал. Ленточные конвейеры применяют также для доставки полезных ископаемых от горного предприятия непосредственно к потребителю (например, угля на теплоэнергоцентраль или рудометаллургический завод). В шахтах специально приспособленные ленточные конвейеры используются иногда для перемещения людей по наклонным выработкам.

Ленточный конвейер, схема представлена на рисунке 1, состоит из замкнутой гибкой ленты 1, огибающей ведущий (приводной) 2 и хвостовой (поворотный) 3 барабаны. Приводной барабан получает вращение от электродвигателя через редуктор. Тяговое усилие от барабана на ленту передается трением. Барабаны 4 являются вспомогательными, отклоняющими ленту. Благодаря их применению увеличивается угол охвата приводного и поворотного барабанов лентой, что улучшает условия сцепления ленты с поверхностями этих барабанов и уменьшает пробуксовывание ленты.

Рисунок 1.1 Схема ленточного конвейера

Натяжение ленты осуществляется натяжным устройством 10, расположенном в данной схеме, на хвостовом барабане.

Часть ленты, на которой располагается груз, называется рабочей, груженой или несущей ветвью, а свободная от транспортируемого материала - порожней ветвью.

Лента поддерживается роликовыми опорами 5 на груженой ветви и 6 на порожней ветви, установленными на раме 7.

Материал подается на ленту по загрузочному желобу 8 и перемещается к разгрузочному концу конвейера, где сбрасывается в направляющий лоток 9.

Широкое применение ленточных конвейеров обусловлено рядом достоинств:

- малая масса;

- простота конструкции;

- возможность транспортирования груза с высокими скоростями (до 6 ч 8 м/с);

- большая производительность ленточных конвейеров (до 30000 т/ч);

- большая длина транспортирования (3 ч 4 км одним конвейером и более 100 км в системе из нескольких конвейеров).

- благодаря гибкости ленты, ленточный конвейер может иметь сложные трассы с горизонтальными, наклонными участками и с изгибами в горизонтальной плоскости;

- удобство контроля за работой.

Длина 1 става конвейера может доходить до 3-5 км иногда до 14 км, дальность транспортирования более 100 км, но более 70% конвейеров имеет ограниченную длину до 500м

К недостаткам ленточных конвейеров относятся:

- высокая стоимость ленты (до 50%) и роли опор (до 30% от стоимости конвейера);

- фрикционный способ передачи тягового усилия, требующий первоначального натяжения;

- повышенное натяжение ленты при больших рабочих нагрузках и длительном сроке эксплуатации;

- сложность очистки от липких грузов;

- затруднена транспортировка пылевидных, горячих, тяжелых штуч ных грузов;

- невозможность использования для транспортировки горячих грузов;

- резкое падение производительности при увеличении угла подъема.

Классификация ленточных конвейеров:

- по области применения:

*Конвейеры общего назначения (для насыпных и штучных грузов)

*Специальные (для погрузочных машин, передвижные, переносные)

*Подземные

- по форме трассы:

*Простые (с одним прямолинейным участком, горизонтальным или наклонным с движением вверх или вниз)

*Сложные (с ломанной трассой)

*Криволинейные (пространственные)

- по углу наклона трассы

*Горизонтальные

*Пологонаклонные

*Крутонаклонные (более 22⁰)

*Вертикальные

- по направлению движения груза:

*Подъемные

*Спускные

- по форме ленты и размещению на ней груза

*С плоской лентой

*С желобчатой лентой

*С верхней рабочей стороной

*С нижней рабочей стороной

*С обеими рабочими сторонами.

- по типу тягового элемента

*С резинотканевой лентой

*С резинотросовой лентой

*Со стальной цельнокатаной лентой

*С проволочной лентой

2. Расчет и проектирование привода

2.1 Выбор электродвигателя из каталога

Частота вращения приводного вала:

где D - диаметр приводного барабана;

V - окружная скорость на барабане.

Угловая скорость на приводном барабане:

Мощность на приводном валу:

P_v = F_t V = 8· 0,5 = 4 кВт;

Вращающий момент

Требуемая частота вращения двигателя:

где и - ориентировочное значение передаточного числа привода в соответствии с заданной кинематической схемой привода:

здесь - ориентировочное передаточное число редуктора;

- ориентировочные передаточные числа его зубчатой и червячной передач;

- ориентировочное передаточное число цепной передачи.

По данным таблицы 2.3 принимаем:

= 3 ; = 8 ; = 2,5.

При этих значениях:

Ориентировочное передаточное число редуктора

= 3·8·2,5 = 60

Требуемая частота вращения двигателя

Требуемая номинальная мощность двигателя;

где - общий КПД привода,

где - КПД муфты, зубчатой, червячной, цепной передач и пары подшипников. Их значения выбираем по данным таблицы 2.1 = 0,98; = 0,96; ; .

= 0.98· 0,96 ·0,8·0,95 ·0,99⁴ = 0,69

С учетом и , выбираем из табл.2.2 асинхронный двигатель трехфазного тока АИР132S4, имеющий следующие техническое данные:

-синхронная частота вращения.......................... 1500 мин^-1;

асинхронная частота вращения вала.................. 1440 мин^-1;

мощность электродвигателя............................ 7,5 кВт;

диаметр вала.................................................. 38 мм.

2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней

Действительное общее передаточное число привода

Уточняем значения передаточных чисел редуктора и цепной передачи.

Оставляем принятые ранее значения

u_зуб = 3; u_ч.п.=8.

Действительное передаточное отношение редуктора

u_р = 3·8 = 24.

Уточняем передаточное число цепной передачи

2.3 Силовой расчет привода

2.3.1 Определение частоты вращения валов привода

Определяем частоты вращений валов:

После получения расчетной частоты вращения приводного вала находим погрешность расчета по формуле

2.3.2 Определение угловой скорости вращения валов привода

Определяем угловые скорости каждого вала по формуле

.

Следовательно, имеем:

2.3.3 Определение мощности на валах привода

Находим мощности на валах привода:

2.3.4 Находим вращающие моменты на валах привода

T_i=P_i / щ_i.

Имеем:

Проверка точности расчета значения вращающего момента

2.4 Определение диаметров валов

Из каталога диаметр вала электродвигателя d_в1= 38 мм.

Поскольку II вал соединяется муфтой, диаметр его входного конца назначаем равным d_в1, то есть d_в2=d_в1=38 мм_.

Диаметры остальных валов находим по формуле

где Т₁ - вращающий момент на i-м валу,;

-пониженное допускаемое напряжение кручения. Принимая

,

имеем

мм, принимаем 35 мм;

мм; принимаем за 62 мм;

мм, принимаем 88 мм;

Результаты расчетов заносим в таблицу П.1.

Таблица П.1

Результаты энергокинематического расчета привода

Валы	Параметры
	ni, мин-1	, рад/с	и	, кВт		, Н·м	de, мм
I	1440	150,72	1	5,8	0,98·0,99	38,48	38
II	1440	150,72		5,63		37,35	38
			3		0,96·0,99
III	480	50,24		5,35		106,50	35
			8		0,8·0,99
IV	60	6,28		4,24		675,16	62
			2,5		0,95·0,99
V	19,11	2		3,99		1995	88

2.5 Определение числа зубьев зубчатых колес привода и числа зубьев звездочек цепной передачи

Принимаем для быстроходной передачи число зубьев шестерни z₁ = 18.

Тогда z₂ = z₁ · u_б = 18· 3 = 54

Принимаем для червячной передачи число зубьев шестерни z₃ = 1.

Тогда z₄ = z₃ ·u_ч.п. = 1·8 =8.

Находим числа зубьев звездочек цепной передачи. Применяем роликовую цепную передачу. Так как передача используется после редуктора, то ее относим к тихоходной передаче согласно табл.2.5(частота вращения ведущей звездочки n < 200 мин^-1). Поэтому число зубьев меньшей (ведущей) звездочки z₁ = 15.Для ведомой звездочки принимаем z₂ = z_1·u_ц.п =15· 3,14=47,1 ? 48.

2.6 Силовой расчет быстроходной передачи

Принимаем материал зубчатых колес - сталь 45, у которой допускаемое контактное напряжение = 460МПа.

Находим межосевое расстояние

Модуль зацепления

Принимаем m = 3,5 мм.

Шаг зацепления

Радиус делительной окружности

Высота головки зуба

Высота ножки зуба

Высота зуба

Радиальный зазор

Радиус основной окружности

,

где - угол профиля (= 20⁰).

Радиус окружности вершин

Радиус окружности впадин

Определяем силы, действующие в зацеплении

Окружная сила

Радиальная сила

Список литературы

1. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В. 3 т. М.: Машиностроение, 2003.

2. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда. 2-е изд.,испр.: М.: Высш. шк., 2005. 309 с.

3. Дунаев, П.Ф., Леликов, О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие. М.: Высшая школа. 2003. 447 с.

4. Спиваковский А.О. Ленточный конвейер/ Горная энциклопедия/ Гл. редактор Е.А.Козловский. М.: Советская энциклопедия, 1984-1991.

5. http://stroy-technics.ru.

6. http://www.soyuzproektstroy.ru.

Размещено на Allbest.ru

...