Конвейер винтовой горизонтальный

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Запорожский национальный технический университет

Кафедра ДМ и ПТМ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: «Машины непрерывного транспорта»

„Конвейер винтовой горизонтальный”

2010

Содержание

Ведение

1. Исходные данные

2. Расчет конвейера

2.1 Определение кинематических параметров винта

2.2 Определение геометрических параметров винта

2.3 Определение силовых параметров винта

3. Расчет привода конвейера

3.1 Выбор кинематической схемы

3.2 Выбор электродвигателя

3.3 Выбор редуктора

3.4 Выбор муфт

Выводы и рекомендации

Литература

Приложения

Введение

Технико-экономическая эффективность использования винтовых конвейеров определяется их неотъемлемыми качествами: довольно простой конструкцией, относительно невысокой стоимостью изготовления, компактностью в поперечном сечении, возможностью герметизации желоба, удобством загрузки и разгрузки, простотой обслуживания в процессе эксплуатации, возможностью использования на открытых площадках в любое время года.

Эти качества определили широкое применение винтовых конвейеров в разных отраслях производства, несмотря на некоторые их недостатки. К недостаткам можно отнести ограниченность длины транспортирования, относительно большую энергоемкость, необходимость равномерной подачи груза, возможность наматывания на винт и заклинивание его посторонними предметами, повышенный износ деталей шнеков, особенно при транспортировании абразивных материалов.

Горизонтальный конвейер (рис. 1) состоит из желоба 5, в котором вращается винт 3; вал винта поддерживается двумя концевыми подшипниками и промежуточными подвесными подшипниками 2. Привод конвейера включает электродвигатель 8, редуктор 7 и две муфты 6. При вращении винта в направлении стрелки на транспортируемый груз действуют поперечные составляющие сил давления винтовых лопастей на перемещаемый груз и сил трения этого груза о лопасти, в результате чего центр массы груза С смещается влево. Возникающий при этом момент силы тяжести груза относительно центра винта О препятствует дальнейшему вращательному движению груза, и последний перемещается вдоль оси конвейера в направлении транспортирования, как гайка вдоль винта, а затем высыпается из разгрузочного отверстия 4.



Рис. 1 - Схема винтового конвейера

1. Исходные данные

Проектируется горизонтальный винтовой конвейер для транспортирования сыпучих пылящих грузов.

Наименование груза цемент

Насыпная плотность груза , т/м³ 1,4

Производительность элеватора , т/ч 20

Длина транспортирования груза , м 15

2. Расчет конвейера

2.1 Определение кинематических параметров винта

Необходимый диаметр винта (м)

,

где - расчетная производительность конвейера;

- отношение шага винта к его диаметру для абразивных материалов;

- частота вращения винта; предварительно принимается по табл. 13.2 [1, стр. 222], затем проверяется по формуле (13.2) [1, стр. 221] и согласовывается с ГОСТ 2037-82;

- коэффициент заполнения желоба (табл. 13.3 [1, стр. 221]);

- насыпная плотность груза;

- коэффициент уменьшения производительности в зависимости от угла наклона конвейера.

Диаметр винта должен согласовываться с данными табл. 13.1 [1, стр. 220]

Согласно ГОСТ 2037-82 назначаем:

- диаметр винта ,

- шаг винта

По условию (13.2) [1, стр. 221] максимально допустимая частота вращения винта

,

Следовательно, необходимо уменьшить частоту вращения винта и провести пересчет.

Принимаем .

.

Окончательно принимаем:

- диаметр винта ,

- шаг винта ,

- частота вращения .

Производительность конвейера при заданных параметрах составит:

.

Заданное условие выполняется.

Определим объемную производительность:

.

2.2 Определение геометрических параметров винта

Диаметр винта .

Шаг винта .

Диаметр вала винта принимаем [2, c. 353].

Толщину спирали принимаем .

Толщину стенки вала принимаем также .

Определим угол подъема винтовой линии.

;

Назначаем

Таблица 1 - Геометрические параметры винта

Название параметра	Обозначение	Ед. изм.	Величина
Наружный диаметр винта	Dв	мм	400
Шаг винта	S	мм	320
Диаметр вала винта	dв	мм	145
Толщина спирали	hc	мм	5
Толщина стенки вала	hв	мм	5
Угол подъема винтовой линии		град

Рисунок 2 - Элемент винта

2.3 Определение силовых параметров винта

Необходимая мощность на валу винта, кВт:

,

где - длина горизонтальной проекции конвейера, м;

- коэффициент сопротивления перемещению груза, для цемента (табл. 13.3 [1, стр. 221]);

- высота подъема (плюс) или опускания (минус).

Для горизонтального конвейера формула принимает вид:

.

Мощность двигателя для привода винтового конвейера определяется по формуле (6.21) [1, стр. 145]. При этом коэффициент запаса принимают :

,

где - общий КПД привода;

- КПД цилиндрического редуктора;

- КПД муфты.

Крутящий момент на валу винта, Нм

.

Осевое усилие на винт, Н:

где - коэффициент, учитывающий, что сила приложена на среднем диаметре винта: ;

D - диаметр винта, м; конвейер винт производительность привод

- угол подъема винтовой линии винта;

- угол трения груза о винт (см. формулу (4.8) и табл. 4.1 [1])

Поперечная нагрузка, Н на участок винта между двумя опорами:

,

где - расстояние между опорами вала винта, м;

- общая длина вала винта, м.

3. Расчет привода конвейера

3.1 Выбор кинематической схемы

Кинематическая схема привода представлена на рис. 3. Привод конвейера состоит из электродвигателя 1, соединенного упругой втулочно-пальцевой муфтой 3 с цилиндрическим редуктором 2. Крутящий момент от выходного вала редуктора передается на вал винта 5 посредством зубчатой муфты 4.

Рис. 3 - Кинематическая схема привода

3.2 Выбор электродвигателя

Согласно [1] по необходимой мощности , выбираем двигатель АИР 132S6 с такими техническими характеристиками (табл. 2):

Табл. 2 - Характеристика двигателя [1].

Параметр	Значение
Тип	АИР 132S6
Мощность Рд при, кВт	5,5
Частота вращения вала nд, хв-1	965
Момент инерции ротора Ір, кг м2	4 ·10-2
Кратность пускового момента Тпуск/Тном	2,0
Кратность максимального момента Тmax/Тном	2,2

3.3 Выбор редуктора

Требуемое передаточное число привода:

.

По расчетному передаточному отношению, крутящему моменту (мощности) на выходном валу и режиму работы (непрерывный, ПВ=100%) выбираем согласно [5] редуктор РЦД-350-21 с такими техническими характеристиками (табл. 3):

Табл. 3 - Характеристика редуктора.

Параметр	Значение
Межосевое расстояние Aw, мм	350
Передаточное число	20
Допустимый крутящий момент на тихоходном валу, Нм	1140
Допустимая консольная нагрузка на тихоходный вал, Н	10000
Масса, кг	175

Исходя из принятого передаточного числа, уточняем частоту вращения винта:

.

Уточняем производительность элеватора:

.

Отклонение фактической производительности от заданной.

.

Данное отклонение является допустимым (±10%).

3.4 Выбор муфт

Соединительные муфты выбираются по максимальному (динамическому) моменту с учетом степени ответственности механизма:

,

где - максимальный динамический момент при пуске;

- коэффициент ответственности механизма.

Выбор упругой втулочно-пальцевой муфты.

.

Выбираем муфту МУВП-3 со следующими характеристиками.

Таблица 4 - Характеристика втулочно-пальцевой муфты.

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший крутящий момент Tм, Нм	125
Момент инерции муфты Iм, кгм2	44·10-4
Масса, кг	3,7



Рисунок 4- Муфта втулочно-пальцевая

Выбор зубчатой муфты.

.

Выбираем муфту МЗ-2 ГОСТ 5006-83 со следующими характеристиками.

Таблица 5 - Характеристика зубчатой муфты.

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Наибольший крутящий момент Tм, Нм	2500
Момент инерции муфты Iм, кгм2	0,05
Масса, кг	14

Рисунок 5 - Муфта зубчатая

Выводы и рекомендации

Методы улучшения работы и увеличения производительности

Эффективность использования шнеков можно повысить путем использования нескольких шнеков вместо одного, разработкой покрытий винтов для уменьшения коэффициента трения материала о поверхность шнека, правильным выбором шероховатости поверхности. Производительность будет тем выше, чем меньше будет шероховатость. Требования к чистоте обработки кожуха могут быть понижены. Эффективны также замена подшипников скольжения подшипниками качения, установка планетарных редукторов. Возможна разработка заслонок с дистанционным управлением и средств автоматического контроля работы винтовых конвейеров.

Требования к монтажу

Факторы, влияющие на надежность конвейера:

1. Правильный расчет, выбор конструктивных параметров, учет физико-механических качеств транспортируемого материала.

2. Выполнение всех требований ГОСТ и технических условий на сборку и монтаж узлов.

3. Строгое соблюдение техники безопасности при эксплуатации винтовых конвейеров.

4. Своевременное установление причин неисправностей и их ликвидация.

5. Учет факторов, определяющих применение этих конвейеров в конкретных.

Монтаж стационарных вертикальных винтовых конвейеров следует начинать с разметки и уточнения вертикальных отметок под опоры желоба.

В первую очередь монтируется привод, а после устанавливаются секции желоба - от приводной до концевой. Секции соединяются болтами на фланцах с прокладками. Конец спирали одной секции становится началом другой. Болты следует затягивать так, чтобы исключить перекос винта. Секция винта и вращающиеся детали должны быть подвергнуты балансировке, чтобы избежать вибраций.

Эксплуатация винтовых конвейеров

Перед введением нового винтового конвейера в эксплуатацию необходимо проверить все узлы крепления, наличие смазки в опорах и провести пробный пуск. Рекомендуется провести обкатку на холостом ходу на протяжении 2-3 часов.

Шнек должен работать плавно без толчков, температура в подшипниках не должна превышать 60 градусов. Следует обращать внимание на плотность соединений секций желоба, в крышках люков не должно быть пыли.

Рекомендуется раз в пять дней проводить профилактический осмотр, особенно обращая внимание на состояние подвесных подшипников и спирали.

Деформированные витки шнека исправляются, а в местах обрыва подвариваются. Рекомендуется проводить смазку каждые 100 часов работы.

Для работы допускаются квалифицированные работники, способные диагностировать и устранить неисправность.

Снижение производительности указывает на механические повреждения витков спирали.

Литература

1. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. - М.: Высшая школа, 1983 - 350 с.

2. Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта. - 2-е изд, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1987 - 432 с.

3. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины - 2-е изд, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1983 - 487 с.

4. Справочник по кранам т.1,2. /Под общ. ред. М.М. Гохберга. - М.: Машиностроение, 1988.

5. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Под общ. ред. М.П. Александрова. - М.: Машиностроение, 1973.

6. Транспортирующие машины. Атлас конструкций. Под общ. ред. А.О. Спиваковского - М.: Машиностроение, 1971.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя т.1-3, 8-е изд. перераб. и доп. - М.; Машиностроение, 2001.

8. Расчеты крановых механизмов и их деталей. ВНИИПТМАШ. Изд. 3-е, перераб. и доп. М. „Машиностроение”, 1971 - 496 с.

9. Поляков В.С., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. Л.: Машиностроение, 1974 - 352 с.

10. Стандарт підприємств СТП 15-96. Пояснювальна записка до курсових і дипломних проектів. Вимоги і правила оформлення. ЗДТУ, 1996 - 36 с.

11. ГОСТ 20-85. Ленты конвейерные резинотканевые. Технические условия.

12. ГОСТ 13768-86. Пружины винтовые цилиндрические сжатия и растяжения 1 класса, разряда 3 из стали круглого сечения. Основные параметры витков.

13. Каталог редукторов и мотор-редукторов. НПО Гидромаш-1. - Киев, 2003.

Приложения

Приложение А. Электродвигатель АИР 132S6

Тип электродвигателя	Число полюсов	Габаритные размеры, мм	Установочные и присоединительные размеры, мм
		l30	l33	h31	d24	l1	l2	l10	l31	d1	d2	d10	d20	d22	d25	b1	b2	b10	h1	h2	h5	h6	h10	h
АИР132S	4; 6; 8	460	548	325	350	80	80	140	89	38	38	12	300	19	250	10	10	216	8	8	41	41	16	132

Приложение Б. Редуктор РЦД-350

Тип	аw2	aw	L	L1	L2	1	11	l2	l3	l4	l5	Н	H1	h	d	B	B1	B2	Масса, кг
РЦД - 350	200	350	700	260	290	545	480	164	235	280	240	410	212	24	23	320	320	255	175

Размещено на Allbest.ru

...