Размещено на http://www.allbest.ru

РЕФЕРАТ

Об'єкт розробки - конусна дробарка КМД-2200 дробильної фабрики.

Ціль розробки - підвищення надійності роботи дробарки, підвищення експлуатаційних характеристик, зменшення витрат на ремонт за рахунок перерозподілу динамічних навантажень на робочі органи механізмів.

Метод досліджень - аналітичний - визначення динамічних навантажень на деталі ексцентрика, перевірка міцності основних деталей.

Запропоновано шляхи по поліпшенню роботи ексцентрика й роботи приводного вала, зменшення неврівноважених мас за рахунок додавання трьох додаткових валів. З'ясовано необхідну потужність електродвигуна й режиму роботи.

Розглянуто організацію ремонтних робіт на підприємстві, методи монтажу й контролю при монтажі деталей і вузлів механізмів дробильної машини. Запропоновано заходи щодо охорони праці при експлуатації встаткування й ремонтах дробильної машини.

Запропонована модернізація дробарки дозволить поліпшити експлуатаційні характеристики дробарки, усунути неврівноважені маси, і збільшити термін служби ексцентрикового вузла й приводного вала.

Результати робіт можуть бути використані при реконструкції дробильних машин.

Очікуваний економічний ефект за рахунок запропонованих заходів складе 265445 гр. У цінах 2006р.

ДРОБАРКА КОНУСНА, ЕКСЦЕНТРИКОВИЙ ВУЗОЛ, ФТОРОПЛАСТОВІ ВТУЛКИ, ВАЛ, КОНУС ЩО ДРОБИТЬ, ШЕСТІРНЯ ЗУБЧАСТА.

монтаж ремонт дробильний модернізація дробарка

ВСТУП

ВАТ «АМКР» є найбільшим металургійним підприємством України. Найважливішою частиною його є ГЗК. Безперебійність поставок агломерату на доменні печі прямо залежать від роботи такої важливої ділянки ГЗКа як дробильна фабрика, зокрема роботи конусних дробарок. Для забезпечення безперебійної роботи цього важливішого технологічного ланцюжка необхідно забезпечити мінімальний ремонтний простій і скоротити кількість ремонтів.

У дробильному цеху для дроблення руди до потрібної фракції використаються конусні дробарки КМД-2200. Зносостійкість ексцентрикового вузла вимагає розробки нових конструктивних і технологічних рішень.

Відзначимо, що на здрібнювання (дроблення й мливо) щорічно затрачається не менш 5% всієї виробленої у світі енергії, включаючи енергію двигунів внутрішнього згоряння. Така більша частка загалом, енергетичному балансі підкреслює важливість процесів дроблення в життєдіяльності людини.

У процесі експлуатації дробильного встаткування відбувається зношування ексцентриків вузла. Продуктивність, тривалість роботи й характер зношування бронзових втулок, залежать від фізико-механічних властивостей дробильного матеріалу. Тривалість роботи ексцентрикового вузла при дробленні високо абразивного матеріалу становить від 90 до 160 змін.

Витрати на ексцентриковий вузол становлять до 15% вартості загальних витрат на дроблення. У свою чергу, за даними металургійної промисловості, витрати на дроблення становлять від 20% до 40% вартості дробленої руди.

Також у конусній дробарці є ексцентричне розташування деталі, вона є динамічно неврівноваженим механізмом. У такому режимі роботи деталі дробарки виходять із ладу швидше покладених строків.

Для підвищення динамічної рівноваги пропоную зубчате колесо постачити трьома додатковими (однаковими), із провідною шестернею й розмістити їх по окружності через 90є , також постачити ці шестірні не врівноваженими вантажами, зміщеними на 90є послідовно, на кожному з них.

Дипломний проект передбачає модернізацію підшипникових вузлів конусної дробарки КМД-2200 в умовах дробильної фабрики ГЗКа ВАТ «АМКР».

1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА

1.1 Коротка характеристика дробильної фабрики

Дробильна фабрика уведена в експлуатацію в 1959 році (1-ділянка) і із введеним в експлуатацію в 1975 році другої виробничої ділянки сформована остаточно. У цей час ДФ - це переробний (дробильний) комплекс із достатнім рівнем технологій і механізації, що дозволяє переробляти вступником сировина для наступного збагачення. Виробнича ділянка №1 переробляє сировину, що надходить із РУ ГЗКа для збагачення на РОФ-1.

На ділянці №1 працює наступне встаткування дробарки: великого дроблення-2шт; дробарки велико-середнього дроблення-4шт; дробарки середнього дроблення-5шт; дробарки дрібного дроблення-9шт; грохот-1; пластинчасті живильники-4шт; стрічкові живильники-5шт; конвеєра стрічкові, різних типів-15шт.

Технологічна схема ділянки дроблення №1 показана на Рис.1.1.

1.Дробарка великого дроблення:

· діаметр підстави рухливого конуса-1220мм;

· ширина завантажувального отвору-500мм;

· продуктивність при дробленні руди середньої твердості-160м² у годину;

· найбільший розмір шматків у живленні-420мм;

· число хитань конуса у хвилину-160.

1. Пластинчастий живильник:

· продуктивність-215т. у годину;

· швидкість руху настилу-0,1м/сек;

· ширина настилу-1200мм;

· довжина-61000мм;

· висота підйому траси-1260мм;

· кут підйому траси-20?;

· привод редуктора-цт-1450;

· передаточне число-227,18;

· двигун типу 094-12/8;

· потужність-17Квт.

Рис. 1.1 - Технологічна схема ділянки дроблення №1. ККД - дробарки великого дроблення; ПП - пластинчастий живильник; КП - конвеєр просипи; КРД - дробарка конусна для вторинного дроблення; К-1, К-2...4 конвеєр БО2000; С-1, С-2...…С5 - стрічкові живильники; КСД - конусні дробарки середнього дроблення; КМД - дробарка дрібного дроблення; ГІТ-51 - грохот інерційний середнього типу; Ср13....24 а конвеєри складу руди.

Пластинчастий живильник показаний на Рис.1.2.

Рис. 1.2 - Живильник пластинчастий: 1-рама живильника; 2-натяжний пристрій; 3-ролики опорні; 4-ролики опорні нижні; 5-пластини живильника; 6-приводний вал; 7-муфта зубчата; 8-редуктор; 9-двигун; 10-муфта двигуна.

2. Конвеєр просипи.

· ширина стрічки-400мм;

· довжина-5000мм;

· барабани: зовнішній діаметр-320;

· довжина труби-160мм.

4. Дробарка конусна для вторинного дроблення:

· діаметр підстави рухливого конуса -1080мм;

· ширина завантажувального отвору-500мм;

· продуктивність при дробленні руди порівн. твердості-200мі у годину;

· найбільший розмір шматків у живленні-400мм;

· число хитань рухливого конуса у хвилину-145;

· двигун потужністю-210квт.

Конвеєр БО2000:

· Ширина стрічки-200мм;

· Довжина конвеєра-20000мм;

· Продуктивність-1560т. у годину;

6. К-1, К-2....4(конвеєри)

· довжина-41500мм;

· ширина-5000мм;

· висота-1700;

· маса-45т.

7. С-1, С-2....С5-стрічкові живильники:

· ширина-400мм;

· максимальна продуктивність-2,9-4,0м² у годину;

· відстань між осями барабанів-1000мм.

8. Конусні дробарки середнього дроблення:

· діаметр підстави рухливого конуса-900мм;

· ширина прийомного отвору 75мм;

· ширина розвантажувальної щілини 5-20мм;

· продуктивність-9-45м? у годину;

· число хитань конуса у хвилину-330.

9. Конусні дробарки дрібного дроблення:

· діаметр підстави рухливого конуса-2200мм;

· ширина прийомного отвору 100мм;

· ширина розвантажувальної щілини 5-15мм;

· производительность-160-220мі у годину;

· число хитань конуса у хвилину-242;

· двигун: тип АЗД-13-52-12;

· потужність-250квт;

· частота врашения-495об/хв.

10. Грохот інерційний середнього типу:

· Розміри поверхні решета;

ширина-1750мм, довжина - 3500мм.

· площа одного сита-6.12мІ;

· кількість-1шт.;

· найбільший розмір шматків у живленні-300-400мм;

· продуктивність-100т у годину;

· двигун: тип АОП2-62-4;

· потужність-17квт;

· частота обертання-1440об/хв.

Грохот представлений на Рис 1.3



Рис. 1.3 - Інерційний опорний грохот ГІТ-51

1 - короб; 2 - пружина несуча; 3 - натяжний пристрій нижнього сита; 4 - натяжний пристрій верхнього сита; 5 - завантажувальна вирва; 6 - вібратор; 7 - клиноремінна передача; 8 - електродвигун; 9 - футеровка завантажувальної вирви

11. Конвеєри складу руди:

· ширина стрічки-1200мм;

· довжина барабана-1400мм;

· зовнішній діаметр-500мм;

· довжина труби-450мм.

До складу другої черги комплексу дроблення входять об'єкти дроблення за триступінчастою схемою з однією головною дробаркою великого дроблення. Склад концентрату з конвеєрним прольотом подачі концентрату на аглофабрику.

Технологічна схема дроблення ділянки №2 показана на малюнку 1.4.

На ділянці перебуває наступне встаткування:

· дробарка великого дроблення ККД- 1 шт.

· дробарка середнього дроблення КСД- 6 шт.

· дробарка дрібного дроблення КМД- 12 шт.

· ПП - пластинчастий живильник - 1шт.

· СМ1....30 конвеєри - 25 шт.

· РПУ 1....4 конвеєри - 4 шт.

1.2 Дроблення руди

1.2.1 Основна виробнича ділянка №1

Перша стадія дроблення.

Вихідна руда розміром 1200мм думпкарами вантажопідйомністю 105тонн розвантажується в прийомну вирву конусної дробарки ККД- 1500/180.

Розмір розвантажувальної щілини дробарки ККД- 1500/180 змінюється залежно від зношування футеровочної броні від 180 до 220мм, що забезпечує розмір матеріалу після дроблення не більше 500мм. Замір щілин виконується штангенциркулем з межею виміру 0-250мм із точністю до 1мм - щомісяця (при повній зупинці дробарки). Результати вимірів заносяться в журнал. Відповідальність за регулювання розвантажувальної щілини несе дробильник.

Друга стадія дроблення.

У дробарки КСД 300/100 руда подається пластинчастими живильниками із шириною стрічки - 1800мм. Дробарки другої стадії дроблення постачені системою гідравлічного регулювання розвантажувальної щілини, що дозволяє здійснити запуск під завалом й охоронити їх від заклинювання при влученні металевих предметів.



Рис. 1.4 - Технологічна схема ділянки дроблення № 2

Розмір руди після другої стадії дроблення залежить від розміру розвантажувальної щілини й становить 150-200мм. Ширина розвантажувальної щілини регулюється в міру зношування футеровочних плит броні й підтримується в межах 80-100мм. Завмер щілин виробляється щомісяця штангенциркулем з межею виміру 0-250мм із точністю до 1мм. Результати вимірів заносяться в журнал

Третя стадія дроблення.

Після першої й другої стадій дроблення руда системою конвеєрів транспортується в бункери корпуса третьої й четвертої стадій дроблення. У бункерах виробляється усереднення руди із застосуванням човникового способу завантаження за допомогою реверсивних конвеєрів К-3, К-4. Загальна ємність бункерів - 5000т (2380мі).

У корпусі третьої - четвертої стадії дроблення розміщено п'ять каскадів, кожний з яких включає дробарки КСД-2200Гр, КМД-2200 Гр(КМДТ-2200) і гуркоту ГІТ-51Н. З метою запобігання влучення в дробарки металевих предметів на розвантажувальних конвеєрах В-1200 установлені металопошукачі «Метал -12».

Ширина розвантажувальної щілини на дробарках КСД-2200 Гр. регулюється в межах 20-35мм, що відповідає шматку руди після дроблення 100-00мм. При роботі дробарки КСД-2200 Гр. на одну КМД-2200 Гр. установлюється щілина розміром 25-28мм, що відповідає розміру шматка руди 75-00мм.

Просівання.

Перед четвертою стадією дроблення руда піддається класифікацією по класі 20мм на грохоті ГІТ-51Н. Розмір отвору сита діаметром 30мм відповідає класу 20-0мм у підрешітчатом продукті, крім його влучення в схему подальшого дроблення. Вихід підрешітчатого продукту коливається в межах 30-40%. Надрешітний продукт надходить на четверту стадію дроблення.

Четверта стадія дроблення.

Надрешітний продукт розміром 100-0(75-0)мм надходить на четверту стадію дроблення, оснащену дробарками дрібного дроблення типу КМД-2200 Гр. (КМДТ-2200), що працюють у відкритому циклі.

Ширина розвантажувальної щілини на дробарках КМД-2200 (КМДТ-2200) установлюється 6-8мм, що відповідає розміру шматків руди після дроблення 20-0мм. Дроблена руда після четвертої стадії дроблення з'єднується з над ґратчастим продуктом грохотів і системою конвеєрів В-1600 подається в бункери збагачувальної фабрики або склад дробленої руди.

Замір розвантажувальної щілини дробарок КМД-2200 Гр. виробляється щомісяця за допомогою опускання свинцевої кульки (кубика або тонкостінної сталевої труби) розміром не менш 1,5-2,0 розміру щілини, що, у паралельну зону під час роботи дробарок на холостому ходу. Замір виробляється в чотирьох крапках протилежно розташованих по окружності робочого простору дробарок.

Розмір стислого в паралельній зоні кульки (куба або труби) заміриться штангенциркулем з межею виміру 0- 125мм. Регулювання розвантажувальної щілини виробляється при підвищенні її розміру більше 8мм, результати вимірів заносяться в журнал.

1.2.2 Основна виробнича ділянка №2

Ділянка №2 може працювати по двох схемах:

- вихідна руда з 1 стадії дроблення надходить на 2 стадію й після попереднього просівання - на 3 стадію;

- вихідна руда після 1-2 стадії дроблення на ділянці №1 за допомогою віброживильників з конвеєрами СМ-2, СМ-3, СМ-4 подається в корпус 2-3 стадії дроблення ділянки №2

Перша стадія дроблення.

Вихідна руда розміром 1200-00мм думпкарами вантажопідйомністю 105тонн розвантажується в прийомну вирву конусної дробарки ККД-1500/180. Ширина розвантажувальної щілини дробарки ККД-1500/180 змінюється залежно від зношування футеровочної броні від 160мм до 250мм, що забезпечує розмір матеріалу після дроблення 350-500мм. Замір щілин виконується штангенциркулем з межею виміру 0-250мм із точністю до 1мм і регулюється при збільшенні її більше 170мм.

Друга стадія дроблення.

Пластинчастим живильником із шириною стрічки 1200мм зі швидкістю рівної 0,06-0,16м/сек. руда подається на конвеєр СМ-1, а потім у бункери дробарок середнього дроблення. Загальна ємність бункерів 3500 тонн (1667м³).

У бункерах виробляється усереднення руди із застосуванням челнокового способу завантаження за допомогою реверсивних конвеєрів СМ-5, СМ-6. З бункерів руда дозується й подається на середнє дроблення в дробарки КСД-2200 Гр.

Ширина розвантажувальної щілини на дробарках КСД-2200 регулюється в межах 30-60 мм, що відповідає шматку руди після дроблення 150-00мм. Регулювання розвантажувальної щілини виробляється при збільшенні її розміру більше 60мм. З метою запобігання влучення в дробарки металевих предметів на розвантажувальних конвеєрах установлені металопошукачі «Метал -12».

Попереднє просівання.

Для виділення класу 2 мм руда після стадії дроблення направляється на грохоту ГІТ-51Н. Розмір отвору сита діаметром 30 мм відповідає класу 20-0 мм у підрешітчатом продукті, крім його влучення в схему подальшого дроблення. Вихід під решітного продукту коливається в межах 30-40%. Надрешітний продукт розміром 15-20 мм надходить на конвеєр СМ-27, СМ-30 і системою конвеєрів через перезавантажу вальний вузол транспортується у бункери дробарок дрібного дроблення. Загальна ємність бункерів становить 7000 т (3330м³).

Третя стадія дроблення.

Рівномірне завантаження бункерів дробарок дрібного дроблення здійснюється за допомогою реверсивних конвеєрів СМ-7. СМ-8.

ІІІ стадія дроблення виробляється на дробарках КМДТ-2200, що працюють у відкритому циклі. Оптимальна ширина розвантажувальної щілини на дробарках КМДТ-2200 витримується 6-8мм, що забезпечує розмір розвантаження не більше 12,5% класу +20мм.

1.3 Роль і принцип дії дробарок

У дробильних машинах залежно від призначення й принципу дії використаються наступні види навантажень: роздавлювання, розколювання, злам, стирання.

У більшості випадків різні види навантажень діють одночасно, наприклад, роздавлювання й стирання; удар і стирання й так далі. Необхідність у різних видах навантажень, а також різних за принципом дії конструкціях і дії машин викликається різноманіттям властивостей і розмірів матеріалів, що подрібнюють, а також різними вимогами до розмірів й готового продуктів.

За принципом дії розрізняють дробарки наступних видів: щоковi - у яких матеріал дробиться роздавлюванням, розколюванням і частковим стиранням у просторі між двома щоками при їхньому періодичному зближенні.

Валкові - у яких матеріал роздавлюється між двома валковими, обертовими один на зустріч іншому; нерідко валки обертаються з різною частотою й тоді роздавлювання матеріалу сполучається зі стиранням.

Ударної дії, які у свою чергу розділяються на молоткові й роторні. У молоткових дробарках матеріал подрібнюється в основному ударом по ньому підвішеними молотками, а також стиранням. У роторних дробарках дроблення досягається в результаті удару по матеріалі прикріплених до ротора бив, удару шматків матюкала об відбивні плити й зіткнення шматків.

У машинах, так званих дезінтеграторах, дроблення відбувається за рахунок влучення матеріалу між двох жорстко закріплених циліндрів, що утворять які являють собою стрижні, які жорстко закріплені в підставі. Циліндри (кошики) обертаються в різні сторони, подрібнюючи потрапивший у сферу їхнього обертання матеріал. Дезінтегратор може бути віднесений і до дробарок і до млинів, тому що готовий продукт звичайно має розмiр 5мм і менше.

Конусні дробарки, у яких матеріал дробиться роздавлюванням, зламом, частковим стиранням між двома поверхнями, одна з яких рухається ексцентрично стосовно іншої, здійснюючи тим самим безперервне дроблення матеріалу. На малюнку 2.1. показана технологічна схема конусної дробарки.

Рис. 1.5 - Технологічна схема конусної дробарки.

1-вісь нерухомого конуса; 2-вісь рухливого конуса; 3- крапка герації; 4-рухливий конус; 5-дробильна плита; 6-ексцентрик; 7-цешральне розточення корпуса дробарки; 8-траекторiя струми на холостому ходу

У вітчизняній і закордонній практиці при здійсненні операцій дроблення широке застосування мають конусні дробарки. Їх використовують у всіх стадіях дроблення при переробці різних руд і матеріалів як по розмiру матеріалу, що дробить, так і по розмаїтості фізико-механічних властивостей. Виключенням варто вважати матеріали й руди, що містять глинисті фракції при підвищеній їхній вологості. У першому випадку може відбуватися перевантаження приводного вала й двигуна дробарки при збільшенні розмiру матеріалу, що дробить. У другому - часте спрацьовування амортизаційної системи й забивання камери дроблення.

Провідним заводом з виробництва конусних дробарок є уральський завод важкого машинобудування (УЗТМ) - єдиний у співдружності який виготовляє конусні дробарки більших розмірів.

1.4 Технічна характеристика конусної дробарки КМД-2200

Дробарка дрібного дроблення КМД-2200 надалі іменована (дробарка) призначена для дроблення руд, нерудних викопних й аналогічних матеріалів крім пластичних.

Розріз дробарки показаний на Рис 1.6.

Дробарка застосовується на підприємствах рудної промисловості при збагаченні руд чорних і кольорових металів, і при виробництві будівельних матеріалів.

Дробарка призначена для експлуатації в умовах помірного клімату «виконання В» категорія розміщення №,3. за ДСТ 15150-69. Дробарці за результатами Державних атестацій привласнений державний знак якості. Максимальний рівень звуку під навантаженням у паспортному режимі дробарки обмірюваний за ДСТ 8.055-73 метод 4 (на відстані одного метра від зовнішнього контуру машини), дорівнює 105Дба. Технічна характеристика дробарки КМД-2200.наведена в таблиці 1.1

Таблиця 1.1 - Технічна характеристика дробарки КМД-2200

Діаметр підстави рухливого конуса	2200мм
Ширина завантажувальної щілини	120-340мм
Ширина розвантажувальної щілини	10-30мм
Довжина паралельної зони	350мм
Продуктивність	170-230 м3/2
Орієнтовне зусилля при дробленні	480 т
При влученні тіла, що дробить не	620 т
Швидкість обертання ексцентрика	243 обертів у хвилину
Електродвигун привода: тип: число обертів: напруга:	АОК2-560 500 обертів у хвилину 6000 В
Основні розміри: висота: ширина: довжина:	4670мм 630 мм 6226мм
Загальна маса:	105000кг

Значення продуктивності дробарки мають силу для дроблення матеріалу з міцністю 100-150Mпa і змістом вологи до 4 %. При цьому виключені всі втрати часу й пропонується дроблення із заповненим дробильним простором й у подачі є близько 15-20% зерен більше, ніж 0,6 d, де d представляє максимальний розмір вхідного матеріалу.

1.5 Опис конструкції конусної дробарки КМД-2200

Простір, що дробить, являє собою конічний простір, обмежений за допомогою міцної дробильної плити й рухливого конуса, що дробить.

Розмір дробарки D визначений максимальним діаметром конуса, що дробить.

Вхідний отвір, В - відстань між міцною дробильною плитою й рухливим дробильним конусом у верхній частині простору, що дробить, на відкритій стороні.

Вихідна щілина, А - найменша відстань рухливого конуса від нерухомої дробильної плити в нижній частині простору, що дробить.

Конусна дробарка приводиться в рух від електродвигуна за допомогою пружної муфти 21. (Рис. 1.6.). Через приводний вал 8, установлений у підшипнику ковзання 22, і зубчасту передачу 7. Рух передається на ексцентричну втулку 9. В ексцентричній і конічній втулці встановлений корінний вал, від якого круговий рух передається на несучий конус 23. За допомогою внутрішньої сферичної поверхні несучий конус установлюється на кульовий підшипник 18. Зовнішня сферична поверхня запобігає влученню пилу у внутрішній простір дробарки шляхом занурення в гідравлічний затвор 19.

Робочий хід, який робить конус, що дробить, може відбуватися внаслідок установки конічного вала (дробильний конус) в ексцентричному конічному отворі обертової ексцентричної втулки.

Рис. 1.6 - Дробарка конусна КМД-2200

1 - станина; 2 - конус, що дробить; 3 - траверси; 4 - футеровка чаші; 5 - футеровка конуса; 6 - ексцентрикова склянка; 7- зубчата передача; 8 - приводний вал; 9 - дисковий підп'ятник; 10 - гідродомкрати підйому опорного кільця; 11 - штанги підйому опорного кільця; 12 - колошею; 13 - гідродомкрати вибору люфту; 14 - тарілка; 15 - розподільник живлення; 16 прийомна коробка; 17 - привод розподільника; 18 - сферичний підп'ятник опорної чаші; 19 - гідравлічний пиловий розчин; 20 - електродвигун; 21 - муфта, що компенсує; 22 - підшипники ковзання: 23 - несучий конус; 24 - пружини.

У нижній частині дробильний простір звужується у вихідну щілину, де дроблений матеріал калібрується. Дроблений матеріал падає із засипання перпендикулярно на тарілку 14, що розкидає, далі направляється в дробильний простір, де за допомогою швидко хитного конуса матеріал придавлюється до дробильної плити. Частково внаслідок цього тиску роздроблений матеріал не може вільно проходити, за допомогою конуса, що повертається, він знову придавлюється до дробильної плити й тим самим знову дробиться.

Цей процес повторюється на діаметрі, що підвищується, це служить для розподілу матеріалу. При цьому запобігає можливість «захльобування» дробарки. Якщо в дробильний простір попадає предмет, що не подрібнюється (болти, великі металеві предмети...), корпус дробарки 1 із дробильною плитою 4 піднімається, і тим самим стискуються пружини 24. вбудовані в дробарку з певною попередньою напругою. Якщо відбувається заклинювання предмету, що не подрібнюється, або обвалення й зупинка дробарки, тоді для стиску пружин й очищення дробильного простору можна застосовувати гідравлічні домкрати 10.

Підшипники ковзання дробарки й зубчата передача змазується маслом під тиском, що подається з мастильної станції.

1.6 Аналіз недоліків у роботі конусної дробарки КМД-2200

На основі вивчення матеріалів цеху: агрегатних журналів прийому передачі зміни, контакту з обслуговуючим персоналом мною був виявлений ряд недоліків.

У конусній дробарці КМД-2200 найчастіше виходять із ладу деталі ексцентричного вузла. Це конічна й циліндрична втулки. У цей момент їхній реальний термін служби 3-5 місяців, а календарний не менш 10 місяців.

Працездатність і тривалість терміну служби дробарки залежить від правильної технічної експлуатації.

При експлуатації необхідно стежити за станом футеровок. Несвоєчасна заміна футеровки може привести до зношування несучих її частин.

Для того щоб не відбувалося аварійних зупинок дробарки, варто стежити за правильністю завантаження дробарки.

Також у конструкції дробарки є ексцентричне розташування деталей, що приводить при роботі до виникнення неврівноважених мас, внаслідок чого відбувається більше швидкий вихід з ладу механізмів і передчасному руйнуванню фундаменту.

2. ОСНОВНА ЧАСТІНА

2.1 Літературно-патентний огляд

Опис винаходу №1292827

Метою винаходу є зниження рівня шумів і вібрацій.

На Рис. 2.1 приведена конструктивна схема розвантажувального пристрою конусної дробарки типа КСД-2200, продольний розріз; на Рис.2.2 - схема розташування анкерних болтів для кріплення станини дробарки і футерувальних плит.

Розвантажувальний пристрій містить станину 1,установлену на фундаменті 2,анкерні болти 3, на яких змонтовані футерувальні плити 4, розташовані по колу із зазором до внутрішньої поверхні станини і фундаменту.

Останні позиції позначають: нерухомий конус 5, рухливий конус, що дробить, 6, пружини 7,болти 8 и9 кріплення дробарки, болти 10 кріплень головного приводу, роздроблений матеріал 11

При роботі дробарок потік роздробленого матеріалу через розвантажувальну щілину виходить з камери дроблення, утвореної конусами 5 і 6,и потрапляє на футерувальні плити 4.

Коливання, що виникають в плитах, гасяться у фундаменті 2,не надаючи вібраційної дії на станину 1, внаслідок чого знижується рівень шумів, випромінюємих дробаркою, при цьому, значно покращуються умови праці у виробничих приміщеннях дробильних фабрик.



Рис.2.1 Конструктивна схема дробарки

Рис. 2.2 Схема розташування анкерних болтів для кріплення станини дробарки

Опис винаходу №1671339

Мета винаходу (Рис.. 2.3) полягає в підвищенні ефективності шумоглушення .В конусній дробарці дрібного дроблення, складає конус, що дробить, 1, нерухому чашу 2, опорне кільце 3, на якому розташована обичайка 6 і фланець 7 кожуха, обичайка має роз'їм по периметру з фланцем. При цьому обичайка по зовнішній поверхні охоплюється оболонкою з пружного полімерного матеріалу . На нерухомою чаше2 укріплений комір 14, які спільно з обичайкою 6 і фланцем 7 утворюють кільцеву порожнину 16, заповнену звукопоглинальним матеріалом 17.

При дробленні матеріалу нерухома чаша 2подвергается значним динамічним навантаженням, основною причиною яких є ударний характер руйнування матеріалу під дією конуса, що дробить, 1. Напруга поширюється на всі зв'язані з ним вузли і випромінюється в довколишній простір у вигляді підвищених рівнів шуму. Одним з основних джерел шуму при цьому є кожух.

Пропоноване технічне рішення дозволяє понизити рівень шуму наступними дорогами. Коливання кожуха затухають унаслідок взаємного демпфування його елементів,так як конструкція його виконана розчленованою на два вузли - обичайку 6 і фланець 7 з пружною оболонкою 8 між ними. Обичайка 6 кожуха, що контактує з опорним кільцем 3 і що піддається найбільшим звуковим вібраціям, покрита пружною оболонкою 8, яка виконує функцію звукоізолюючого покриття, а також віброізолюючого елементу для фланця 7.Кольцевая порожнина 16, найбільш акустично навантажена частина дробарки заповнена звукопоглинальним материалом17, що забезпечує зниження рівня проникаючого шуму через щілину між обечайкой6 і опорним кільцем 3 і отвори в обичайці 6.



Рис. 2.3 Конусна дробарка

Опис винаходу №1621999

Метою винаходу є спрощення конструкції і підвищення надійності.

Конусна дробарка, вертикальний розріз; на Рис.2.5 вигляд А на Рис. 2.4

Дробарка працює таким чином.

Операція расконтрирування і законтрирування виробляється болтами 7.Регулировка щілині на збільшення виробляється шляхом висунення штока гідроциліндра 13, при цьому спочатку вводиться в зачеплення з храповим вінцем 6 стопорна собачка 9,а далі відбувається обертання кільця 10 настановного спільно з корпусом нерухомого конуса3 проти годинникової стрілки. Стопорна собачка 8 в цей час автоматично витягує шток гідроциліндра 14, який знаходиться в плаваючому положенні, проте оператор має можливість у разі потреби включити в роботу і гидроцилиндр14, збільшуючи цим момент, що крутить, на операції робочого ходу при регулюванні на збільшення щілини. Після висунення гідроциліндра на необхідний хід виробляється операція холостого ходу шляхом зсовування штока гідроциліндра 13, стопорна собачка 9 при цьому не перешкоджає поверненню кільця 10 настановного на вихідне положення, оскільки виводиться із зачеплення і залишається не зчепленим з храповиком кожуха.

При кожному циклі : робочий хід - холостий хід щілина збільшується на певну задану величину. При зміні щілині на величину, що перевершує величину разової зміни щілині, операція регулювання повторюється необхідне число разів.

Винахід дозволить спростити конструкцію дробарки, понизити її металоємність і трудомісткість виготовлення і збільшити її надійність.

Рис. 2.4 Конусна дробарка вертикальний розріз



Рис. 2.5 Конусна дробарка вигляд А

Опис винаходу №1375317

Мета винаходу - підвищення надійності роботи.

На кресленні (Рис.. 2.6) схемно змальований розподільник живлення, загальний вигляд.

Розподільник містить воронку 1, виконану у вигляді усіченого конуса. Воронка забезпечена бічним лотком 2, приводним шківом 3, днищем 4, к якому прикріплена вісь 5, змонтована в підшипниках 6 корпусів 7, установленого на опорному елементі 8, наприклад траверсі, сполученої із станиною дробарки. Воронка забезпечена на її нижній підставі обичайкою 9, що перекриває корпус 7 підшипників і опорний елемент 8.

При роботі дробарки в розподільник завантажується потік руди, утворюючий на днищі 4 шар рудної дрібниці 10, який забезпечує само футеровку воронки. При обертанні воронки 1 потік направлено дотично до конічної оболонки воронки, що створює умови для мінімального зносу її стінок. Руда через лоток 2 розвантажується по колу в дробарку. Якщо з потоком руди потрапляють чужорідні не дроблені тіла, наприклад обривки сталевого троса, кабелю, то кінець троса попливе по обичайці 9 і весь трос поступово провалюється в порожнину, що дробить, не намотуючись при цьому на корпус 7 підшипників або на опорний елемент 8.

Виконання воронки у вигляді усіченого конуса дозволяє звести до мінімуму налипання вологих руд, а також понизити знос її стінки завдяки тому, що траєкторія завантажуваного потоку руди направлена дотично до її стінок.

При цьому запобігання випадкам намотування тросів на підшипниковий вузол виключає передчасний вихід з буд двигуна і приводних механізмів. Завдяки пропонованому рішенню у декілька разів збільшується міжремонтний цикл експлуатації пристрою, а також знижується вартість ремонтів.

Рис. 2.6 розподільник живлення загальний вигляд

2.2 Пропозиції по модернізації конусної дробарки

Основними напрямками вдосконалювання конусних дробарок, є підвищення надійності деталей і вузлів, полегшення умов монтажних і ремонтних робіт, включаючи розпресовку камери дроблення припиненню під завалом, підвищення технологічних можливостей дробарки.

У серійному виробництві головною проблемою залишаються поломки пов'язані з ексцентричним вузлом. Розмірні ланцюжки, які визначають точність взаємного положення деталей, що сприймають навантаження від зусиль дроблення - сферична опора, рухливий конус, підшипники ковзання ексцентричного вузла повністю не гарантують нормального сполучення хвостовика вала рухливого конуса й конічної втулки. Бувають випадки прожогу робочих поверхонь ексцентрика особливо в період прироблення, аналогічні проблеми виникають і з підшипниками ковзання приводного вала.

Для зниження трудомісткості монтажу, підвищення надійності, збільшення терміну служби, є доцільним запропонувати, конічні й циліндричні опори ексцентрика й приводного вала виконати із фторопластових втулок.

Також постачити зубчате колесо трьома однаковими із провідними шестернями розміщеними рівномірно по окружності й постаченим неврівноваженим вантажам.

На Рис. 2.7 схематично показаний, пропонований ексцентричний вузол (поздовжній розріз).

Вал 1 конуса, що дробить, розташований у конічній опорі ковзання, що складає з підшипникових пластмасових втулок 2 і дистанційних фіксуючих втулок 3 й 4, установлених по посадці з натягом в отворі ексцентрика 5. На сполучаємих торцях підшипникових і фіксуючих втулок виконані радіальні кулачки й пази 6, прямокутної форми, взаємодіючі між собою. Ексцентрик 5 обертається в циліндричній опорі ковзання, що складає з підшипникових втулок 7 і фіксуючої втулки 8, посаджених по посадці з натягом в отвір діаметром D 9. Сполучення торців втулок 7 й 8 виконано, також, кулачками й пазами прямокутної форми 10.

Дистанційні фіксуючі втулки 3, 4, 8 виконані з матеріалу, що має однакові властивості теплового розширення (коефіцієнт лінійного розширення) з матеріалом відповідно ексцентрика 5 і корпуса дробарки із чавуну марки ВЧ 45-5.

Ексцентричний вузол працює й модернізується в такий спосіб. В отвір ексцентрика 5 послідовно вводяться й запресовуються по посадці з натягом, фіксується втулка 3, підшипникова верхня втулка 4, 2 і фіксуюча верхня втулка 3. У процесі установки сполучають кулачки й пази 6 на торцях втулок. Фіксуючі втулки 3 й 4 стійко закріплені в отворі ексцентрика 5 за рахунок пресової посадки з натягом, що допускає максимально, що не зменшується в процесі роботи дробарки, тому що втулки безпосередньо зусиль від вала 1 конуса, що дробить, не сприймають, температурні зміни розмірів перетерплює однакові з ексцентриком 5 (матеріали однакові) , а релаксація напруги натягу, пов'язана із тривалістю часу впливу, для металів практично незначна.

Рис 2.7 - Пропонована схема ексцентричного вузла дробарки

1- вал конуса; 2 - конічні фторопластові втулки; 3,4,8 - дистанційні фіксуючі втулки; 5 - ексцентрик; 6,11,10 - радіальні кулачки й пази; 7 - циліндричні підшипникові втулки.

Дистанційні фіксуючі втулки за рахунок упору в них утримують підшипникові втулки від осьового зсуву. Зсув підшипникових втулок в окружному напрямку (провертанні) запобігає кулачками й пазами 6 на торцях втулок зборка й взаємодії деталей циліндричної опори ковзання аналогічні конічної.

Не відбувається порушення взаємодії кулачків і пазів торців втулок, що сполучають, як при виливку (у процесі усадки полімеру), так і при зборці (натяг посадки по діаметру пластмасової втулки в три п'ять разів більше натягу металевої втулки). Форма кулачків 10 дозволяє фіксуючим втулкам утримувати пластмасові втулки від зсувів в осьовому й в окружному напрямку. Кулачки й пази 11 на торцях втулок, що сполучають, 7-8 перед установкою входять одні в інші, що сприяє втриманню пластмасових втулок від зсувів при роботі дробарки.

Для матеріалу підшипникових втулок пропоную взяти матеріал Ф40М40 - фторопластову композицію з наповнювачем - графітом.

Фторопластові підшипники одержали широке поширення в машинобудуванні. Це порозумівається тим, що у фторопластах сполучається ряд властивостей, незмінно які служать для тертьових пар: низький коефіцієнт тертя при достатній зносостійкості, хімічна стійкість, здатність працювати у великому діапазоні t від +250° С до - 200° С. Але фторопласт має властивість холодного плину при тиску 200-300кг/см² і температурі 20° С матеріал тече.

Одним з ефективних способів використання фторопласта для підшипників є застосування фторопластових композицій з наповнювачами. У цьому випадку збільшується зносостійкість підшипника й знижується коефіцієнт тертя, збільшується теплопровідність, зменшується хладотекучість і лінійне розширення.

Об'ємний зміст графіту у фторопласті 50%, теплопровідність матеріалу становить 1,18 ккал/ч·м

Показники зношування матеріалу Ф40М40 і фізико-механічні, антифрикційні властивості наведені в таблиці .2.2.

Використання пропонованого вузла відкриває нові можливості створення працездатної конструкції конусних дробарок з конічними й циліндричними опорами ковзання з антифрикційних полімерних матеріалів. Це дозволяє забезпечити високу надійність їхньої роботи. Останнє сприяє підвищенню експлуатаційних характеристик зносостійкості й терміну служби відповідальних вузлів дробарок, зниження витрат на ремонт.

Таблиця 2.1 - Фізико-механічні показники фторопласта з наповнювачем.

Характеристика матеріалу Ф40М40
Щільність кг/м	1800
Коефіцієнт теплового розширення d1031/C	7,8
Коефіцієнт теплопровідності ккал/мг із	0,26
Твердість, кг/див2	6,7
Ударна в'язкість кг/см2	46
Межа міцності Мпа при стиску при розтяганні при вигині	32 25 29
Коефіцієнт тертя по сталі 12x18 НЮТ, при швидкості 1м/с: На суху; водою	0,06 0,038

Пропозиція по модернізації

У дробарках є ексцентрично розташовані деталі, тому дробарка є динамічно неврівноваженим механізмом. У такому режимі роботи деталі дробарки виходять із ладу швидше покладених строків. Для підвищення ступеня динамічної рівноваги. У конусній дробарці зубчате колесо постачають трьома однаковими із провідними шестернями, розміщеними рівномірно по окружності й постаченими неврівноваженими вантажами, зміщеними на 90° послідовно на кожній з них, центр ваги зубчатого колеса в нижньому положенні при цьому передатне відношення пари шестерня - зубчате колесо взяте в співвідношенні 16(1+2n) де n-натуральний ряд непарних чисел, починаючи з одиниці.

Корпус дробарки 18 установлений на фундаменті 17 (Рис. 2.8). У корпусі розташована ексцентрикова втулка 13 із внутрішнім конусом 8, сферичною опорою й валом 9. Втулка постачена зубчатим колесом 12 з неврівноваженим вантажем 19. Вантажі також розміщені на шестернях 20. Сили інерції від цих вантажів спрямовані протилежно відхиленню сили, що виникає від неврівноваженості конуса 5 й ексцентрика. У зачепленні із зубчатим колесом 12 перебувають також додаткові три шестерні, розміщені через 90° по окружності дробарки. Зсув положення вантажів збігається з напрямком обертання шестерні 1 з відставанням по фазі від її вантажу на 90°.Передатне відношення зачеплення пари шестерень зубчате колесо в співвідношенні 1/(1-2n) де n-натуральний ряд непарних чисел.

Дробарка працює в такий спосіб: при обертанні шестерні 11 одержує обертання зубчате колесо 12 і пов'язані з ним інші шестерні, а також ексцентрична втулка 13, внутрішній конус 8 при цьому робить гираціний рух на сферичній опорі 14, що розвиває при цьому ця сила прагне перекинути корпус дробарки. У такому, положенні відцентрова сила прикладена до центра ваги конуса 8, вантаж 19, а також вантаж інших шестерень спрямований протилежно відхиленню конуса, що дозволяє в сполученні із силою плити на вершині конуса 8 й ексцентрика повністю зрівноважити діючі сили.Одночасно моменти відцентрових сил вантажів шестерень, плити й колеса в сумі рівні й спрямовані протилежно моменту сили, що розвиває конусом 5.

Розміщення вантажів на валах шестерень і передатне відношення зубчатого зачеплення відповідно до модернізації забезпечує в динаміку зрівноважування дробарки.

Рис. 2.8 - Дробарка конусна КМД-2200.

2.3 Розрахунки деталей і вузлів дробарки

2.3.1 Розрахунки навантажень на дробарку й визначення вихідних даних для розрахунку

Кут захвата конусних дробарок середнього й дрібного дроблення називається кут між поверхнею корпуса, що дробить, конічної чаші у верхній частині робочого простору в момент їхнього зближення.

Кут захвата для даної дробарки повинен бути менше подвійного кута тертя. Практично кут захвата становить у середньому, =18°

У конусній дробарці дрібного дроблення хід корпуса (подвійний ексцентриситет) значно більше в порівнянні з ходом у конусних дробарках великого дроблення. Захоплення розвалу хитань необхідно для прискорення проходження матеріалу через дробильну зону й для забезпечення розвантаження: за рахунок цього підвищується продуктивність дробарки. Кут від конуса від осі дробарки, (кут процесії) у дробарках типу КМД становить 2°30.

Так для дробарки КМД 2200, з конусом діаметром 2200мм эксцентритет на рівні розвантажувальної щілини становить 47,5мм, а хід конуса 95мм. Великий хід конуса визначає заповнення дробильної камери дробильним матеріалом з більшим діаметром, що ускладнює процес дроблення за рахунок збільшення навантажень для дроблення.

Відношення розміру мінімального шматка в продукті дроблення до розміру випускної щілини у фазі зближення конусів становить 3/4.

Продуктивність дробарки. Площа горизонтальних перетинів робочої зони конусної дробарки на різних рівнях по висоті різна, неоднакова також і швидкість просування матеріалу. Тому пропускна здатність різних перетинів неоднакова, у не профілях, що забиваються, робочої зони вона збільшується зі зниженням рівня перетину.

Продуктивність дробарки визначається горизонтальним перетином, що має об'ємну найменшу пропускну здатність. Такий критичний перетин звичайно виявляється на рівні входу матеріалу в паралельну зону. Але в даній дробарці перетин близько до рівня завантаження. Варто також ураховувати різне розпушення матеріалу в робочій зоні в міру зниження рівня перетинів, у не профілях, що забиваються, коефіцієнт розпушення безупинно зростає до розвантажувального рівня.

Отже, максимальна продуктивність дробарки визначається добутком об'ємної пропускної здатності критичного перетину й насипної щільності матеріалу, що дробить. Якщо критичний перетин перебуває на рівні входу в паралельну зону, то продуктивність повинна залежати від площі цього перетину й, отже, від ширини випускної щілини. По каталогах заводу виготовлювача продуктивність дробарки ставиться в пряму залежність від ширини випускної щілини й тому для даної дробарки можна говорити про питому продуктивність на 1 cм ширини щілини.

Спрощено, об'ємну теоретичну продуктивність можна розрахувати на підставі наступних допущень. Якщо позначити просування матеріалу в робочій зоні за один оберт ексцентрика х, то із дробарки випадає кільце матеріалу обсягом (рис.2.5):

(2.1)

де: в - ширина вихідної щілини;

- діаметр окружності описуваної центром ваги прямокутником АВСД.

Для спрощення можна прийняти D_c=D, де D - діаметр підстави конуса, що дасть незначну погрішність. Якщо прийняти, що довжину паралельної зони матеріал проходить за один або два оберти, тобто х=1 або 1/2, а I пропорційна діаметру конусах, L=k Рис 2.9.



Рис. 2.9 - Схема роботи дробарки

де D_c - конструктивний параметр дробарки, тоді теоретично об'ємна продуктивність дробарки:

м³/ч (2.2)

де: п - частота хитань конуса. Т=243 об/хв. (с. 139, ф 63 [4])

С- ширина вихідної щілини, м.

D-діаметр підстави конуса, м.

К- коефіцієнт пропорційності, k= 1.1. (с. 107 таб. 17 [4])

Перехід до масової продуктивності утруднений невідомістю коефіцієнта розпушення в момент розвантаження. Дійсна продуктивність дробарок типу КМД - 2200 коливається в широких межах залежно від міцності й розміру руди, її вологості й т.п.

2.3.2 Опис кінематичної схеми привода конусної дробарки

Визначення ККД привода.

Кінематична схема привода конусної дробарки наведена на мал.2.6, і складається з наступних елементів: вісь нерухомого конуса 1, вісь рухливого конуса 2, крапка терапії 3, вертикальний вал дробарки 4, з напресованим на ньому конусом 5, обертається ексцентрично, кінець вала одержує початковий рух наближаючи й видаляючи тим самим конус, що дробить, від нерухомої поверхні, що дробить, 6 й одночасно обкатуючи її; вал 4 приводитися в обертання ексцентриковою втулкою 7, на якій укріплено конічне колесо 8, зчеплене з конічною шестернею 9 приводного швидкохідного вала 11, установленого на підшипниках ковзання 10, приводиться в дію через пружну муфту 12 електродвигуном 13.

Визначаємо ККД (коефіцієнт корисної дії)привода конусної дробарки, уважаючи, що горизонтальний вал з конічною шестернею з'єднаний пружною муфтою з електродвигуном:

(2.3)

де: ⁼0,96 - ККД зубчатої конічної пари (с. 13, [1])

=0,99 - ККД пружної муфти (с. 13, [1]).

=0,99 -ККД, що враховує втрати в парі підшипників ковзання (с. 13, [11]).

2.4 Розрахунок потужності привода механізму

Вихідні дані

1. Режим роботи: середній

2. Характер роботи: постійний

3. Рід струму: змінний

4. Напруга =6000 В.

5. Частота струму: промислова 50 Гц

6. Число обертів: =500 об/хв

7. Число хитань конуса: =243 об/хв

8. Статичний момент на валу двигуна: М_ст=4500Н. м.

Визначаємо розрахункову статичну потужність привода конусної дробарки (с. 13, ф.1.6,[1]).

кВт (2.4)

де: =4500Нм - статичний момент на валу двигуна

N=500об/хв - число обертів двигуна

9750-переказний коефіцієнт

Визначаємо необхідну номінальну потужність електродвигуна:

кВт (2.5)

де: =0,932-ККД привода конусної дробарки

Вибираємо двигун з каталогу [6, с.98 табл.65] АОК2-560.

Умови вибору ~[n]

Тип двигуна: АОК2-560.

Характеристика двигуна:

Потужність [N]=250квт

Напруга [V]=6000B

Струм [I] =452 А

Число обертів [n] =500об/хв

ККД% =94,6%

Cos = 0,89

Маховий момент 107 кг/м³

Вага двигуна m=1950 кг.

кВт

об/хв ~[n=5002,05об/хв

2.5 Силовий і кінематичний аналіз механізму

1) Визначаємо передаточне число конічної передачі

(с. 19, [1]) (2.6)

де: =500 об/хв - число обертів двигуна;

=243 об/хв - число хитання конуса;

2) Визначаємо момент обраного електродвигуна, що він розів'є при максимальній статичній потужності (с. 12, [1]).

Нм (2.7)

3) Визначаємо момент на швидкохідному валу конічної шестерні з урахуванням втрат у швидкохідній муфті й підшипниках ковзання:

Нм (2.8)

4) Визначаємо момент на конічному колесі зубчатої пари (на ексцентриковій втулці):

Нм (2.9)

2.6 Розрахунок елементів кінематичної схеми

1) Розрахунок і вибір швидкохідної муфти

Вихідні дані

1. Розрахунковий крутний момент Нм,

2. Число обертів _дв=500 об/хв

3. Характер навантаження - змінний стрибкоподібний

4. Приєднувальні розміри:

- двигуна d_дв=160мм; l_дв=200мм

- швидкохідного вала d_бв= 160мм; l_бв=200мм

Визначаємо розрахунковий крутний момент швидкохідної муфти (с.290,ф12.1,[1]):

Нм

де: k_p=2 коефіцієнт режиму роботи, що враховує характер навантаження, застосовуваний для дробарки.

По каталозі вибираємо муфту:

Муфта пружна з торо образною оболонкою 12500-160-1.1 ДЕРЖСТАНДАРТ 20884-75 (с. 197,(2]).

Номінальний крутний момент [Мкр]=12500Нм; діаметр посадкового отвору вала d=160мм, з напівмуфтами типу 1 виконання 1; припустиме число обертів [n]=1000об/хв.

Умови вибору муфти:

[М_кр]=12500Н_м>М_р=9652 Нм

[N]=1000об/хв>n_дв=500 об/хв.

2) Розрахунок конічної зубчатої пар

Вхідні дані

Передаточне число конічної пари І=2,05

Число зубів колеса Z_k=45

Діаметр тривалої окружності колеса d_дк=1350 мм

Модуль (нормальної) m=30мм

Кут при вершині початкового конуса:

Шестерні _м=26°03'

Колеса _до=63°67'

6. Довжина зуба. В=210мм

Матеріал конічної пари сталь 40Хн. Межа міцності З=736Па, межа текучості _т=550Мпа, твердість НВ=220-250 термообробка-нормалізація. (ст. 78, табл. 3.15 [1]).

Крутний момент на швидкохідному валу конічної шестерні Нм.

Визначаємо число зубів шестерні (с. 63, [1])

(2.10)

Діаметр ділильної окружності шестерні:

мм,(с. 68,ф.3.48, [1]) (2.11)

Конусна відстань, (с. 66,ф. 3.49, [1])

мм (2.12)

Середній модуль зачеплення: (с. 64, ( 3.39, [1])

мм (2.13)

Визначаємо розрахунковий момент на шестерні з урахуванням динамічного навантаження

Нм (с. 51. [1]): (2.14)

де: К=1,5 коефіцієнт навантаження, динамічної, при консольному розташуванні зубчатих коліс (с. 69, [1]).

Визначаємо межу витривалості при вигині: (с. 82, ф. 36.4, [1])

_-1=0,43_в=0,43·736=316,5Мпа

Визначаємо дозволене напруження при вигині

Мпа (2.15)

де: [п]=1, що5-допускає коефіцієнт запасу міцності (с. 84, [1]);

R=1,5- ефективний коефіцієнт концентрації напруги в корені зуба (с. 84, [1])

R_ри=1 - коефіцієнт режиму навантаження, (с. 84, [1])

Перевірочний розрахунок зубів конічних прямозубих коліс на витривалість по напругах вигину, робимо для шестерні:

(с. 64,ф.3.42, [1])

(2.16)

Мпа

де: 1,5-коэфіціент зношування (с. 57, (1])

0,383-коєфіціент форми зуба (с.58,таб.3.4, [1])

_до=25,1Mпa?[_-1]_k=140,7Mпa

Умова виконується, міцність зубів шестерні достатня.

3). Розрахунок швидкохідного вала.

1. Визначаємо зусилля діючі в зачепленні:

Окружне зусилля в конічній зубчатій парі: (с. 159, ф. 8.4, [1])

Н (2.17)

Осьове зусилля в шестерні (с. 159 (8.5, [1])

H (2.18)

Де =20°-кут зачеплення, при некорригованному зачепленні. (с.159[1])

Радіальне зусилля шестерні: (с. 159, ф. 8.6, [1])

(2.19)

2. Визначаємо діаметр швидкохідного вала. Для забезпечення гарного контакту зубів потрібна висока твердість вала, тому вибираємо найменше зі значень, що рекомендують, що допускає напруги для вала виготовленого зі сталі 40хн: межа витривалості

[І_k=10Mпa (с. 163, [1]).

Діаметр кінця швидкохідного вала в місці посадки муфти, що з'єднує вал із двигуном., з урахуванням ослаблення перетину шпонкою: (с. 162, ф. 8.14,[1])

м (2.20)

Приймаємо діаметр шийок вала під муфту, конічну шестерню й підшипники ковзання рівними: d_в= 160мм

3. Визначаємо реакції опор і будуємо опори крутних і згинальних моментів швидкохідного вала, (ст. 469, [1]).

Розрахункова схема швидкохідного вала показана на мал.2.7. Розміри вала прийняті конструктивно по кресленню.

Площина: XOZ

Визначаємо реакції опор:

(2.21)

(2.22)

Рис. 2.10 - Розрахункова схема швидкохідного вала

Знак "-" біля реакції R_вх указує на те, що вона буде спрямована в іншу сторону на епюрі. Згинальний момент.

У перетинів І=І

Нм (2.23)

У перетині ІІ-ІІ

Н. м

Момент у крапці С:

Нм (2.24)

Площина YOZ

Визначаємо реакції опор

Н

Нм (2.25)

Н

Згинальний момент ,

Hм

Крутний момент:

Нм

Визначаємо сумарне радіальне навантаження підшипника. А (він є більше навантаженим):

Н (2.26)

4. Визначаємо коефіцієнт запасів міцності для приблизно небезпечних перерізів швидкохідного вала.

Матеріал вала - сталь 40Хн: (с.89, табл. 16, [2]):

Межа міцності _в=780Мпа

Межа текучості _т=460Мпа

Межа витривалості при вигині _-1=390Mпa

Межа витривалості при крутінні _-1=225Мпа

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності під найбільш навантаженою ділянкою вала - підшипником ковзання в крапці А.

Величини згинальних моментів Мх й My зазначені на Рис. 2.11.

Сумарний згинальний момент (с. 375, [1])

Н. м (2.27)

Момент опору перетину (с. 169, [1])

Амплітуда нормальних напруг (с. 169,[1])

Па=12,2Мпа (2.28)

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах: (с. 166, ф. 8.16, [1])

 (2.29)

де: =4,25 - коефіцієнт зниження межі витривалості при вигині (с. 172, табл. 8.7, [1])

Полярний момент опору перетину (с. 169, [1])

(2.30)

Амплітуда й середня напруга циклу дотичних напружень (с. 168, [1])

(2.31)

де: М_кр=4683-крутний момент дивися Рис 2.11

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

(2.32)

де: =2,95- коефіцієнт зниження границі витривалості при крутінні (с.172, табл. 8.7. [1);

=0,3 - коефіцієнт співвідношення меж витривалості (с. 166, [1]);

Коефіцієнт запасу міцності: (с. 165, ф. 8.15а, [1])

(2.33)

Припустимий коефіцієнт запасу міцності становить [п]=3 (с. 165, 1)

Умова міцності вала

Тому що умова виконується, міцність вала забезпечена.

2.7 Міцностний розрахунок деталей і вузлів модернізації, що піддається

2.7.1 Розрахунок підшипників ковзання приводного вала

Діаметр цапфи (шейки) d=dв=160мм, довжина вкладиша L=260мм. (Рис.2.11)

Матеріал вкладиша - композиційний матеріал ф40м40 із критерієм [pv] при швидкості ковзання V₁=0,5м/сек, [рv]І=70кг*м/см²сек;

...