Ленточные конвейеры

,

где Т₂ - наибольший из длительно действующих на колесе крутящих моментов по циклограмме;

Т_2i - крутящий момент, соответствующий i-й ступени циклограммы;

N_i - число циклов напряжений, соответствующее i-й ступени циклограммы;

N_к - общее число циклов напряжений, соответствующее заданному сроку службы.

,

Определим параметр ш_bd:

,

где ш_bа - относительная ширина колеса - параметр, зависящий от расположения зубчатых колес относительно опор, при симметричном расположении принимаем относительную ширину колеса ш_bа=0,5.

.

Для быстроходной передачи в редукторе, выполненном по развернутой схеме, твердости колеса НВ<350 и ш_bd=0,5 принимаем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий К_Нв=1,04.

Определяем значение допускаемого контактного напряжения для прямозубой передачи: принимаем меньшее среди у_нр1 и у_нр2 : у_нр=у_нр2=476,48 Мпа.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

,

где К_а - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач принимаем К_а=430.

.

Определяем ширину зубчатых колес.

Ширина колес:

,

.

Определяем модуль передачи:

,

.

Принимаем стандартный m=6 мм.

Определяем суммарное число зубьев:

,

.

Определяем число зубьев зубчатых колес:

Число зубьев 1 колеса:

,

,

Число зубьев 2 колеса:

,

.

Определяем фактическое передаточное число зубчатой передач:

,

.

Проверяем соблюдение условия:

.

- условие выполняется.

Определяем основные размеры зубчатых коле:

Делительные диаметры зубчатых:

, ,

, .

Диаметры окружностей вершин зубьев:

,,

,.

Диаметры окружностей впадин зубьев:

,,

,.

Определяем силы, действующие в зацеплении:

Окружная:

,

.

Радиальная:

,

где при отсутствии угловой коррекции б принимается равным 20^о.

.

Осевая сила в зацеплении отсутствует.

Определяем окружную скорость на колесе:

,

.

Назначаем 9-ю степень точности передачи.

Выполняем проверочный расчет на выносливость при изгибе.

Определяем эквивалентную окружную силу:

,

где q_F - показатель степени кривой усталости при расчете на изгибную выносливость, для закаленных и улучшенных колес принимается q_F=6.

Устанавливаем коэффициенты:

К_fб - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, К_fб=1 для прямозубых колес;

К_fв - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, К_fв=1,17, при К_Hв=1,04 и b_w/m=40;

К_А - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку, К_А=Т_max/T; К_А=1,6/1=1,6.

Определяем удельную окружную силу:

,

где д_F =0,16 для прямозубых колес;

g₀ - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев, для прямых зубьев при НВ?350 - g₀=0,06.

.

Определяем динамическую добавку:

,

.

Определяем коэффициент К_Fн:

,

.

Определяем коэффициент нагрузки:

,

.

Определяем коэффициенты формы зуба в зависимости от эквивалентного числа зубьев Z_v: Y_fs1 =3,73, Y_fs2 =3,6.

Коэффициенты Y_в и Y_е для прямых зубьев равны 1.

Определим коэффициент торцового перекрытия:

,

.

Определяем расчетное местное напряжение при изгибе колеса:

,

.

Определяем расчетное местное напряжение при изгибе шестерни:

,

.

Определяем выполнение условий выносливости зубьев колес при изгибе:

,.

, - условия выполняются.

Таким образом, условия изгибной выносливости выполняются.

Выполняем проверочный расчет на контактную выносливость.

При в=0 коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления Z_H=2,41.

Определяем коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

,

.

Определяем контактное напряжение в полюсе зацепления:

,

.

Для 9-й степени точности, твердости зубьев НВ?350 и окружной скорости V=2,3 м/с, устанавливаем значение коэффициента, учитывающего динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении К_Hн=1,05.

Определяем коэффициент нагрузки K_H:

,

где К_Нб - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямых зубьев К_Нб=1.

.

Определяем величину действительного контактного напряжения:

,

.

Определяем выполнение условия контактной выносливости:

,

- условие выполняется.

Производим проверку эффективности использования материала зубчатых колес:

- условие выполняется.

Выполняем проверочные расчеты при действии кратковременной максимальной нагрузки:

;

,

.

- условие выполняется.

.

;

,

.

- условие выполняется;

- условие выполняется

Условия прочности при кратковременной перегрузке выполняются.

2.1.3 Расчет валов редуктора

2.1.3.1 Расчет быстроходного вала

Выбираем материал для создания вала: Сталь 45 ГОСТ 1050-74, , , , , ,

Определим приближенно минимально допустимый диаметр быстроходного вала:

, (2.1.54)

.

t=2,5мм, r=1,6мм, f=1мм

Диаметр второй ступени вала:

, (2.1.55)

Диаметр третьей ступени вала:

, (2.1.56)

Диаметр четвёртой ступени:

(2.1.57)

Исходные данные:

Производим расчет силы, действующей по диаметру пальцев втулочно-пальцевой муфты.

, (2.1.58)

.

Составляем расчетную схему нагружения вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в вертикальной плоскости по формулам:

,

,

,

,

,

Определяем моменты в сечениях вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в горизонтальной плоскости по формулам:

,

,

,

Определяем моменты в сечениях вала:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

(2.1.59)

Нормальное напряжение, действующее в опасном сечении:

(2.1.60)

Касательное напряжение в опасном сечении:

(2.1.61)

Эквивалентное напряжение в опасном сечении:

(2.1.62)

63,8 МПа<445 МПа.

2.1.3.2 Расчет промежуточного вала

Выбираем материал для создания вала: Сталь 45 ГОСТ 1050-74, , , , , ,

Определим приближенно минимально допустимый диаметр промежуточного вала по формуле:

;

.

t=2,5мм, r=1,6мм, f=1мм

Диаметр второй ступени вала:

Диаметр третьей ступени вала:

Диаметр четвёртой ступени:

Исходные данные:

Составляем расчетную схему нагружения вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в вертикальной плоскости по формулам:

;

,

Определяем моменты в сечениях вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в горизонтальной плоскости по формулам:

Определяем моменты в сечениях вала:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

Нормальное напряжение, действующее в опасном сечении:

Касательное напряжение в опасном сечении:

Эквивалентное напряжение в опасном сечении:

36,8 МПа<445 МПа.

2.1.3.3 Расчет I тихоходного вала

Выбираем материал для создания вала: Сталь 45 ГОСТ 1050-74, , , , , ,

Определим приближенно минимально допустимый диаметр I тихоходного вала по формуле:

;

.

t=2,5мм, r=1,6мм, f=1мм

Диаметр второй ступени вала:

Диаметр третьей ступени вала:

Диаметр четвёртой ступени:

Производим расчет силы, действующей по диаметру пальцев втулочно-пальцевой муфты.

;

.

Исходные данные:

Составляем расчетную схему нагружения вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в вертикальной плоскости по формулам:

;

,

Определяем моменты в сечениях вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в горизонтальной плоскости по формулам:

Определяем моменты в сечениях вала:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

Нормальное напряжение, действующее в опасном сечении:

Касательное напряжение в опасном сечении:

Эквивалентное напряжение в опасном сечении:

44,7 МПа<445 МПа.

2.1.3.4 Расчет II тихоходного вала

Выбираем материал для создания вала: Сталь 45 ГОСТ 1050-74, , , , , ,

Определим приближенно минимально допустимый диаметр тихоходного вала по формуле:

;

.

Принимаем d₁=75 мм.

t=2,5мм, r=1,6мм, f=1мм

Диаметр второй ступени вала:

Диаметр третьей ступени вала:

Диаметр четвёртой ступени:

Производим расчет силы, действующей по диаметру пальцев втулочно-пальцевой муфты.

;

.

Исходные данные:

Составляем расчетную схему нагружения вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в вертикальной плоскости по формулам:

;

,

Определяем моменты в сечениях вала:

Определяем составляющие опорных реакций R_A и R_B, действующие в горизонтальной плоскости по формулам:

Определяем моменты в сечениях вала:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

Нормальное напряжение, действующее в опасном сечении:

Касательное напряжение в опасном сечении:

Эквивалентное напряжение в опасном сечении:

30 МПа<445 МПа.

2.1.4 Подбор и проверка подшипников

2.1.4.1 Быстроходного вала

Выбираем радиальный шариковый однорядный подшипник средней серии 307 ГОСТ 8338-75. Параметры и характеристики: d=35мм; D=80мм; В=21мм; r=2,5мм; .

Эквивалентная нагрузка:

где V - коэффициент при вращении внутреннего кольца V = 1;

X = 1;

K_T = 1,05 - температурный коэффициент;

K_у = 1,4.

Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов:

где С - динамическая грузоподъёмность, Н;

P - эквивалентная нагрузка, Н;

с - показатель степени для шарикоподшипников с = 3.

Номинальная долговечность в часах:

,

где n - частота вращения.

2.1.4.2 Промежуточного вала

Выбираем радиальный шариковый однорядный подшипник средней серии 310 ГОСТ 8338-75. Параметры и характеристики: d=50мм; D=110мм; В=27мм; r=3мм; .

Эквивалентная нагрузка формула (2.1.64):

Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов формула (5.11):

Номинальная долговечность в часах формула (2.1.65):

2.1.4.3 Тихоходного вала

Выбираем радиальный шариковый однорядный подшипник лёгкой серии 315 ГОСТ 8338-75. Параметры и характеристики: d=75мм; D=160мм; В=37мм; r=3,5мм; .

Эквивалентная нагрузка формула (2.1.64):

Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов формула (5.11):

Номинальная долговечность в часах формула (2.1.65):

2.1.5 Расчет шпоночных соединений

Проверяем выбранную шпонку по напряжениям смятия. Расчет ведем по формуле:

, (2.1.66)

где d - диаметр вала в месте установки шпонки;

l_р - рабочая длина шпонки мм, для шпонок с плоскими торцами (исполнения 1) l_р=l-b;

h - высота шпонки, мм;

Запишем условие проверки выбранной шпонки по напряжениям смятия:

,

где [у_см] - допустимые напряжения смятия (МПа); для шпонок, работающих на стальных валах и стальных зубчатых колесах [у_см]=120 МПа.

Произведем проверочный расчет призматической шпонки 10х8х25 исполнения 1 по ГОСТ 23368-78, установленной на полумуфте быстроходного вала редуктора, передающей крутящий момент Т=145,9 Н·м.

.

- условие выполняется.

Произведем проверочный расчет призматической шпонки 16х10х60 исполнения 1 по ГОСТ 23368-78, установленной на промежуточном валу редуктора, передающего крутящий момент Т=483,8 Н·м.

.

- условие выполняется.

Произведем проверочный расчет призматической шпонки 22х14х80 исполнения 1 по ГОСТ 23368-78, установленной на тихоходном валу редуктора, передающего крутящий момент Т=2195,5 Н·м.

.

- условие выполняется.

Произведем проверочный расчет двух призматических шпонок 22х14х60 исполнения 1 по ГОСТ 23368-78, установленных на тихоходных валах редуктора, передающих крутящий момент Т=1097,8 Н·м.

.

- условие выполняется.

Произведем проверочный расчет двух призматических шпонок 20х12х60 исполнения 1 по ГОСТ 23368-78, установленных на полумуфтах тихоходных валов редуктора, передающих крутящий момент Т=1097,8 Н·м.

.

- условие выполняется.

2.1.6 Смазка редуктора

2.1.6.1 Смазка зубчатых колес

Смазка зубчатых колес и подшипников редуктора существенно уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, предохраняет их от коррозии, а также несколько уменьшает шум при работе. Снижение потерь на трение повышает КПД редуктора.

Применяем для зубчатых колес редуктора картерное смазывание, при котором зубчатые колеса окунаются в масляную ванну, залитую внутрь корпуса. Это смазывание применимо при окружных скоростях в зацеплении до 12 м/с.

Смазка зубчатых колес редуктора осуществляется с применением жидкого смазочного материала - индустриального масла.

Объём смазочной ванны:

Согласно рекомендациям для контактных напряжений у_н до 600 МПа и окружных скоростях зубчатых колес до 5м/с рекомендуемая кинематическая вязкость масла должна быть (28…33)·10⁶ м²/с при температуре t=50^oC. Этим требованиям удовлетворяет индустриальное масло И-30А по ГОСТ 20799-88, для которого кинематическая вязкость составляет 28·10⁶ м²/с.

Контроль уровня масла, находящегося в корпусе редуктора производится с помощью жезлового маслоуказателя.

2.1.6.2 Смазка подшипников

Смазка подшипников качения осуществляется с применением пластичного смазочного материала - Литол-24 ТУ2-053-1747-85. Пластичные смазочные материалы применяются с целью уменьшения расхода смазки, повышения герметизации и облегчения обслуживания подшипниковых узлов.

Для защиты подшипников быстроходного вала от вымывания пластичной смазки, струями и брызгами масла из картера редуктора, применяем маслоотражающие кольца.

2.1.7 Расчет и выбор тормоза, муфты

Усилие в конвейерной ленте в период пуска при коэффициенте соотношения пускового и номинального моментов электродвигателя k_м = 1,2.

(2.1.67)

Проверим прочность ленты в период пуска. Требуемое число прокладок ленты:

(2.1.68)

где - предел прочности прокладок ленты;

- коэффициент неравномерности работы прокладок ленты;

- коэффициент прочности стыка ленты.

что удовлетворительно.

Требуемый тормозной момент на приводном валу конвейера:

(2.1.69)

где - КПД барабана;

- погонная весовая нагрузка;

- высота подъема груза;

- коэффициент возможного уменьшения сопротивления барабана;

- диаметр приводного барабана;

- тяговое усилие конвейера;

Выбираю тормоз колодочный с гидротолкателем ТКТ - 200 с тормозным моментом . Между двигателем и редуктором устанавливаем зубчатую муфту с тормозным шкивом.

2.2 Расчет натяжной станции

2.2.1 Конструкция натяжного устройства

Натяжные устройства служат для создания и поддержания в заданных пределах натяжения ленты в определенных точках конвейера, а также компенсации удлинений при вытяжке новой ленты или во время переходных процессов.

Основным элементом натяжного устройства является натяжной барабан, перемещающийся на натяжной тележке или в специальных направляющих неподвижной рамы.

К достоинствам автоматических натяжных устройств следует отнести осуществляемый ими рациональный режим натяжения ленты и автоматическую компенсацию упругой и остаточной вытяжки. Недостатками являются сложность и большие размеры конструкции, чувствительность .к загрязнению, необходимость дополнительного вспомогательного привода.

Автоматические натяжные устройства подразделяют:

а) по принципу действия -- на устройства непрерывного и периодического действия;

б) по числу управляемых параметров -- на устройства с управлением по одному, двум и трем параметрам, к которым относятся натяжения S_h6 и S_c6, тяговое усилие W₀, скорость движения ленты v и дуга скольжения на приводном барабане (комплексный параметр), равная ;

в) по типу привода -- на устройства электрические и гидравлические (обычно натяжные устройства оснащаются индивидуальным приводом);

г) в зависимости от закона изменения регулируемой натяжения сбегающей ветви ленты -- на стабилизирующие, следящие и комбинированные. К стабилизирующим относятся устройства, обеспечивающие постоянное (с определенной погрешностью) натяжение сбегающей ветви ленты независимо от изменения нагрузки конвейера, условий сцепления ленты с приводным барабаном и других параметров. Для обеспечения пуска конвейера без буксования ленты по барабану стабилизирующее устройство должно обеспечивать в этом режиме натяжение сбегающей ветви в 1,3--1,5 раза больше, чем необходимо в период установившегося движения конвейера. Если заданное значение натяжения S_З изменяется в соответствии с сигналом датчика натяжения набегающей ветви или тягового усилия, система регулирования является следящей и изменяет натяжение S₃ пропорционально S_нб или W₀, поддерживая, например, постоянным отношение S_h6/S_c6 .

К комбинированным относятся автоматические натяжные устройства (АНУ), которые при пуске конвейера действуют как следящие, а в период установившегося движения -- как стабилизирующие устройства, или наоборот.

Схема стабилизирующего АНУ периодического действия применяют, например, на мощных конвейерах Сызранского завода тяжелого машиностроения и за рубежом. Параметром управления является натяжение S_сб.

В типажных подземных конвейерах в зависимости от места установки конвейера, типа ленты, мощности привода (длины конвейера) применяют различные типы натяжных устройств: неавтоматические -- на уклонных конвейерах 1Л100К; 1Л120, 2ЛУ120 (последие оснащены резинотросовой лентой), и автоматические (стабилизирующие) устройства, например, в конвейерах моделей 1Л80, 2Л80, 1Л100, 2Л100, 1ЛБ100, оснащенных главным образом синтетической лентой, характеризующейся большой вытяжкой (3--3,5%).

В полустационарных конвейерах 1Л80, 1ЛТ80, ход натяжного устройства которых составляет 7 м и изменение натяжения S_c6 при рабочей и холостой нагрузках колеблется в небольших пределах (500--732 даН), применено АНУ, расположенное непосредственно за приводом и предназначенное для автоматического натяжения ленты и поддержания его в заданных пределах в период пуска и во время нормальной работы конвейера, т. е. без учета режима работы конвейера. Натяжная секция состоит из двух барабанов: один закреплен неподвижно, а другой перемещается по тележке по направляющим секции. Сбегающая с приводного барабана нижняя ветвь ленты охватывает барабаны натяжного устройства по S-образной схеме. В результате перемещения тележки с барабаном осуществляется натяжение ленты. Реле давления с гидродатчиком в цепи управления электропривода автоматической лебедки, включают электродвигатель, когда натяжение в ленте становится меньше минимального, и выключают электродвигатель лебедки при натяжении, достигающем максимального значения, поддерживая таким образом близкое к постоянному натяжение ленты.

Недостатками автоматических натяжных лебедок с гидравлическими датчиками натяжения являются высокая инерционность их действия и низкая точность работы. Система мало чувствительна к быстрым изменениям нагрузки ленты. Поэтому в конвейерах с синтетической лентой большой длины (2Л80, ЗЛ80, 1Л100) применяют следящие АНУ с уравнительным механизмом конструкции ДОНГИПРОУГЛЕМАШа.

Работа устройства, основанная на сравнении усилий S_нб и S_c6, заключается в следующем: с помощью лебедки производится предварительное натяжение ленты. При запуске или загрузке конвейера натяжение S_нб увеличивается, принятое отношение S_нб/S_c6 нарушается, в результате подвижная каретка с отклоняющим барабаном движется в сторону приводного барабана, увлекая за собой канат , и вращает с его помощью барабан через зубчатую передачу и барабан уравнительного механизма. Вращение барабанов происходит до тех пор, пока не устанавливается принятое значение отношения S_нб/S_c6. При разгрузке конвейера или при уменьшении загрузки барабаны уравнительного механизма вращаются в обратную сторону. Натяжение ленты происходит вследствие разницы ходов подвижной каретки с отклоняющим барабаном и натяжной каретки с натяжным барабаном, причем ход натяжного барабана больше хода отклоняющего барабана в i_y раз.

Допустимая погрешность АНУ в установившемся режиме конвейера в основном зависит от тягового фактора и пределов запаса тяговой способности привода конвейера; для шахтных конвейеров она может быть принята: не более 3,5% при двухбарабанном приводе с жесткой кинематической связью между барабанами, 6% --при однобарабанном приводе и 10% при двухбарабанном приводе с дифференциалом или раздельном приводе каждого барабана.

2.2.2 Расчет параметров натяжного устройства

Расчет натяжного устройства заключается в определении его хода в статическом (установившемся) и динамическом (переходном) режимах, а также необходимого натяжения на нем, обеспечивающего нормальную работу конвейера.

2.2.2.1 Определение хода натяжного устройства

В практике проектирования натяжных устройств для предварительных расчетов принимают следующие ориентировочные рекомендации по конструктивному ходу (независимо от типа натяжного устройства). Считают, что полный ход натяжного устройства складывается из суммы двух участков: рабочего и монтажного :

, (2.2.1)

Рабочий ход натяжного устройства (м) определяется типом ленты и длиной конвейера L:

, (2.2.2)

где -- коэффициент удлинения ленты при рабочей нагрузке (при использовании резинотканевой ленты и длине конвейера до 300м принимаем ).

Длина монтажного хода натяжного устройства (м), необходимая для обеспечения возможности ее ослабления при стыковке и ремонтных работах на приводе, зависит от конструкции стыкового соединения ленты и может быть ориентировочно определена по формуле:

(2.2.3)

Принимаем

Тогда полный ход натяжного устройства равен:

При навеске новой ленты и обкатке конвейера в ленте развиваются необратимые процессы, связанные с ее реологическими свойствами (процесс вытяжки). Это приводит к значительному ходу натяжного устройства в первые несколько суток, затем этот процесс прекращается, и ленту перестыковывают, выбирая этот ход.

2.2.2.2 Определение необходимого натяжного усилия

Натяжное устройство целесообразно устанавливать на участке с минимальным натяжением ленты, т. е. непосредственно после приводного барабана или на концевом поворотном барабане перед выходом ленты на грузовую ветвь.

Натяжное усилие (даН), необходимое для перемещения натяжного устройства с барабаном, определяем по формуле:

(2.2.4)

где S₁, S₂ -- натяжение набегающей на натяжной барабан и сбегающей с него ветвей ленты;

Т -- усилие перемещения тележки натяжного устройства(T=2940Н).

2.2.2.4 Определение усилия в канате и выбор каната

Усилие в канате натяжной лебедки (численно равное массе натяжного груза) тележечного грузового натяжного устройства определяем по формуле:

(2.2.5)

где з-- общий КПД полиспаста и обводных блоков; i -- кратность полиспаста(i=4).

Выберем канат по разрывному усилию, согласно Правилам ГОСгортехнадзора.

Разрывное усилие:

где - коэффициент запаса прочности каната;

- максимальное усилие в канате, Н;

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р, конструкции 6х19 (1+6+6/6) + 1 о.с. (ГОСТ 2688-80) диаметром , с площадью сечения всех проволок и с разрывным усилием

3. РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА НДС В СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ APM WINMACHINE

3.1 Карты результатов

APM Structure3D представляет собой универсальную систему для расчета стержневых, пластинчатых, оболочечных, твердотельных, а также смешанных конструкций.

Название документа: Вал приводного барабана

Название вида: Произвольный Вид

Рисунок 3.1. Произвольный вид вала

Название документа: Вал приводного барабана

Название вида: Произвольный Вид

Карта результатов (Загружение 1)

SVMmax [ МПа]

Рисунок 3.2. Карта максимальных напряжений

Название документа: Вал приводного барабана

Название вида: Произвольный Вид

Карта результатов (Загружение 1)

USUM[мм]

Рисунок 3.3. Карта максимальных перемещений

Название документа: Вал приводного барабана

Название вида: Произвольный Вид

Карта результатов (Загружение 1)

FSUM[Н]

Рисунок 3.4. Карта максимальных нагружений

Название документа: Вал приводного барабана

Название вида: Произвольный Вид

Диаграмма: Момент изгиба в пл-ти XY [Нxм] (Загружение 1)

Рисунок 3.5. Моменнт изгиба в плоскости XY

Карта результатов

SVM[ МПа]

Параметры сечения

Площадь 15083.49 кв.мм

Центр масс: X= -0.005 Y= -1.300 мм

Момент инерции

относит. оси X 17531706.04 мм⁴

относит. оси Y 18805502.90 мм⁴

полярный 36337208.95 мм⁴

Угол наклона главных центральных осей 0.29 град

Максимальное напряжение 17.15 МПа

Рисунок 3.6. Напряжения в опасном сечении

3.2 Реакции в опорах

Реакции в опоре (Загружение 0)

N	Узел	Сила [Н]	Момент [Н*м]
		x	y	z	x	y	z
1	8	-490.0000	0.0000	16450.0000	0.0000	0.0000	0.0000
2	9	-490.0000	0.0000	16450.0000	-0.0000	-0.0000	0.0000

Невязки по силам и моментам

Сила [Н]	Момент [Н*м]
x	y	z	x	y	z
0.0000	0.0000	-0.0000	-0.0000	-0.0000	-0.0000

4. ЭКОНОМИКО-ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ РАЗДЕЛ

4.1 Оценка технической целесообразности конструкции изделия

Сравнительный анализ проектируемого изделия на техническом уровне является первым этапом оценки и отбора лучшего варианта.

Его целью является:

- оценка технической целесообразности спроектированной конструкции на основании сравнения с аналогом по основным группам функционально-технических показателей;

- обеспечение расчета лимитной цены изделия.

4.1.1 Выбор перечня показателей оценки технического уровня конструкций

Все показатели, используемые для оценки технического уровня конструкции можно классифицировать на:

§ - показатели назначения и тактико-технические данные изделия;

§ - конструкторские (специальные) показатели, влияющие на функционирование изделия;

§ - общие конструкторские (технические) показатели, влияющие на условия производства.

В качестве показателей значения выбраны: производительность, мощность двигателя, скорость движения ленты; в качестве технических показателей: масса, ширина конвейера, длина конвейера; в качестве технологических показателей: уровень стандартизации, уровень унификации.

Таблица 4.1 Перечень показателей технического уровня и качества изделий.

Показатель	Ед.изм.	Базовая модель.	Проектируемая модель.
1. Производительность	т/ч	310	420
2. Мощность электродвигателя	кВт	18	22
3.Скорость движения ленты	м/с	1,6	2
4. Масса	т	32	40
5. Ширина ленты	м	0,75	0,8
6. Длина конвейера	м	250	300
7. Уровень стандартизации	ед.	0,7	0,8
8. Уровень унификации	ед.	0,75	0,8

4.1.2 Оценка весомости (значимости) показателей

Оценка весомости показателей изделия осуществляется на основе экспертных оценок. Наиболее простым методом индивидуальной экспертизы, используемым для оценки весомости показателей, является метод попарных сравнений.

Результаты экспертизы представляются в виде матрицы (таблица 4.2), в которой на пересечении строки и столбца фиксируются индексы тех показателей, которые являются более важными в оценке качества изделия при их попарном сравнении.

Далее для каждого показателя определяется количество предпочтений, полученных им по отношению ко всем остальным показателям (в первой строке подсчитывается количество 1, во второй - 2, в третьей - 3 и т.д.). Полученное значение увеличивается на единицу.

Количественное представление весомости (значимости) показателей может быть получено по формуле:

, (4.1)

где К_i - количество предпочтений i - го показателя.

Таблица 4.2 Матрица попарного сравнения показателей.

j i	Индексы показателей	Кi	ri
	1	2	3	4	5	6	7	8
Индексы показателей	1		1	1	1	1	1	1	1	7+1	0,222
	2	1		2	2	2	6	2	2	5+1	0,167
	3	1	2		3	3	6	3	3	4+1	0,139
	4	1	2	3		5	6	4	4	2+1	0,083
	5	1	2	3	5		6	5	5	3+1	0,111
	6	1	6	6	6	6		6	6	6+1	0,194
	7	1	2	3	4	5	6		7	1+1	0,056
	8	1	2	3	4	5	6	7		0+1	0,028
	36	1,00

4.1.3 Расчет комплексного показателя технического уровня и качества конструкции

Комплексный показатель позволяет дать обобщенную оценку совокупной технической ценности изделия. В основе оценки лежит сравнение значений выбранного набора показателей базового и проектного варианта с эталонными значениями. В качестве эталонных могут использоваться наилучшие (идеальные) технически достижимые значения рассматриваемых показателей.

Комплексный показатель рассчитывается по формуле:

, (4.2)

где q_i - безразмерный (относительный) показатель качества по i-му параметру;

r_i - коэффициент весомости i-го параметра, причем ;

n - число единичных показателей качества.

Относительный показатель качества по i-му параметру может быть рассчитан с помощью формул:

(4.3)

(4.4)

где - количественные значения i-го показателя соответственно сопоставляемых вариантов (проектируемого или базового) и эталонного значения.

Первая формула используется для показателей, при увеличении абсолютных значений которых возрастает обобщающий показатель, в противном случае - вторая формула.

Сопоставление комплексных показателей качества по потенциально возможным вариантам конструкции позволяет сделать вывод о технической целесообразности новой разработки, определить коэффициент изменения качества при сравнении изделия с аналогом.

, (4.5)

где W^П, W^Б - комплексные показатели качества проектного и базового вариантов соответственно.

Пример расчета приведен в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Оценка технической целесообразности конструкции.

Показатель	Коэффициент значимости ri	Оценка значимости показателя по отношению к базовому qi	Оценка вклада показателя riqi
1. Производительность	0,222	1,355	0,301
2. Мощность электродвигателя	0,167	1,222	0,204
3.Скорость движения ленты	0,134	1,25	0,174
4. Масса	0,083	1,25	0,104
5. Ширина ленты	0,111	1,067	0,118
6. Длина конвейера	0,194	1,2	0,233
7. Уровень стандартизации	0,056	1,143	0,064
8. Уровень унификации	0,028	1,067	0,03
Коэффициент изменения качества	1,228

Данный коэффициент используется при определении лимитной цены проектируемого изделия.

Производство нового изделия считается технически целесообразным, т.к. К_И=1,228.

4.2 Расчет трудоемкости ОКР

Многообразие существующих методов нормирования трудоемкости ОКР можно свети к трем основным: экспертному, опытно-статистическому и расчетно-аналитическому. Первый метод базируется на экспертных оценках, второй - на сравнении нормируемого объекта с аналогичным, нормативы на который известны, третий - на корреляционных зависимостях трудоемкости работ от основных технических параметров изделия.

В основу предложенной методики по определению трудоемкости ОКР положен бальный метод.

С помощью бальных оценок по отдельным факторам определяется суммарный показатель объема работ в единицах сложности (баллы), который затем с помощью удельного норматива переводится в трудоемкость. Оценка факторов выполняется дифференцированно по главным узлам и видам работ. При определении состава и значимости факторов использовались данные работы [2].

Выделено два вида работ: расчетно-аналитические и чертежно-графические, для которых порядок расчета объемных показателей различен.

Расчет выполняется в следующей последовательности.

1. Осуществляется сбор исходной информации о проектируемом объекте:

- наличие аналога или прототипа, оценка общей сложности схемы объекта;

- состав главных узлов объекта;

- характеристика узлов (степень новизны конструкции, количество кинематических пар, количество оригинальных деталей, объем конструкции по внешним контурам, количество сложных деталей в узлах).

2. На основании значений исходных показателей таблицы 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9 выбираются по каждому узлу нормативы работ в баллах для первой и второй групп , а также корректирующие коэффициенты, К₀, К₁, К₂, К₃, К₄. Результаты сводятся в таблицу 4.10.

3. Осуществляется расчет показателей.

Показатель объема работ первой группы по i-му узлу определяется по формуле:

, (4.6)

где - нормативное значение объема работ, (первой группы в баллах), выбираемое в зависимости от группы новизны узла (таблица 4.4);

К₁ - корректирующий коэффициент, учитывающий влияние сложности узла по числу кинематических пар (таблица 4.6).

Показатель объема работ второй группы по i-му узлу определяется по формуле:

, (4.7)

где - нормативное значение объема работ второй группы в баллах, выбираемое в зависимости от количества оригинальных деталей в узле (таблица 4.5);

К₂, К₃, К₄ - корректирующие коэффициенты, учитывающие влияние группы сложности по числу кинематических пар, группы объемности по внешним контурам, насыщенности узла сложными деталями (таблицы 4.6, 4.7, 4.8 соответственно).

Суммарная трудоемкость ОКР определяется по формуле:

, (4.8)

где t_Н - норматив удельной трудоемкости, чел.-дни/бал (принимаем t_Н =25 чел.-дни/бал);

К₀ - коэффициент, учитывающий сложность и степень автоматизации управления объектом в целом (таблица 4.4).

Таблица 4.4 Показатель объема работ 1-й группы в единицах сложности (баллах).

Группы новизны	Характеристика группы новизны	Количество баллов
1	Имеется близкий аналог (отличия не более 20%).	1
2	Имеется аналог с небольшими отличиями (20 - 50%).	1,5
3	Имеется прототип, похожий по принципу действия и конструкции отдельных узлов. Отличается по многим параметрам.	2,0
4	Известен прототип из информационных и патентных источников. Нет чертежей.	3,0
5	Прототипа нет или он неизвестен.	4,0
6	Нет прототипа, в основе конструкции лежит новая идея.	6,0

Таблица 4.5 Показатель объема работ 2-й группы в единицах сложности (баллах).

Группа насыщенности узла деталями	1	2	3	4	5	6	7	8
Примерное число оригинальных деталей	0 - 5	От 6 до 10	11 - 18	19 - 30	31 - 50	51 - 60	81 - 120	121 и более
Показатель	3	5	7	11	17	24	35	50

Таблица 4.6 Коэффициенты К₁ ,К_2.

Группа сложности по числу кинематических пар	1	2	3	4	5	6
	Без пар	2 пары	3 - 4	5 - 8	9 - 15	15
К1	1,0	1,2	1,6	1,9	2,4	3,0
К2	1,0	1,1	1,2	1,4	1,6	1,7

Таблица 4.7 Коэффициент К_3.

Группа объемности конструкции узла	Объем по внешним контурам, дм3	К3
1	До 10	1
2	11 - 20	1
3	21 - 40	1
4	41 - 80	1,01
5	81 - 160	1,02
6	161 - 320	1,05
7	321 - 600	1,08
8	601 - 1600	1,13
9	1601 - 2400	1,2
10	2401 - 3600	1,3
11	3601 - 50000	1,43
12	50001 - 63000	1,56
13	63001 - 80000	1,72

Таблица 4.8 Коэффициент К_4.

Группа насыщенности узла сложными деталями*	1	2	3	4	5	6	7	8
Примерное количество сложных деталей	0	1 - 2	3 - 4	5 - 8	9 - 13	14 - 19	20 - 26	27
Показатель К4	1	1,05	1,1	1,2	1,3	1,5	1,7	19

^* К сложным, относятся детали, имеющие сложную форму, требующие при конструировании специальных расчетов, а также расчеты размерных цепей.

Таблица 4.9 Коэффициент К₀, учитывающий сложность и степень автоматизации схемы объекта.

Группа сложности схемы	Характеристика	К0
1	Простейшая схема с одним энергопотоком без управления процессом.	0,8
2	Простая схема с разветвлением энергопотока с частично автоматическим или ручным управлением	1,0
3	Схема средней сложности с ветвящимся энергопотоком, наличием блокировочных, регулирующих и других элементов.	1,2
4	Сложная схема с автоматизацией рабочего цикла, имеются взаимодействия механических, электрически, гидравлических и других связей в конструкции	1,4
5	Схема повышенной сложности с полной автоматизацией, наличием обратных связей, управление от устройства автоматики по заданной программе.	1,6

После определения всех необходимых для дальнейших расчетов коэффициентов их следует занести в обобщающую таблицу (таблица 4.10).

Таблица 4.10 Исходные данные для расчета трудоемкости ОКР.

Характеристика объектов	Объекты изделия
	Общая схема	Станция приводная	Станция натяжная	Секция промежу- точная
Сложность схемы изделия	№ группы	3	-	-	-
	К0	1,2	-	-	-
Новизна конструкции	№ группы	-	3	2	1
		-	2	1,5	1
Сложность узла по количеству кинематических пар	Количество	-	12	7	15
	К1	-	2,4	1,9	3
	К2	-	1,6	1,4	1,7
Насыщенность оригинальными деталями	Количество	-	26	13	8
	,баллы	-	11	7	5
Объем конструкции по внешним контурам	Дм3		4388	1985	11920
	К3	-	1,43	1,2	1,43
Насыщенность сложными деталями	Количество	-	7	2	1
	К4	-	1,2	1,05	1,05

Расчет трудоемкости ОКР проводится в табличной форме (таблица 4.11).

Таблица 4.11 Расчет трудоемкости ОКР.

Группы работ	Объем работ по группам в баллах
Показатели Узлы	Расчетно-аналитические	Чертежно-графические
		К1			К2	К3	К4
Станция приводная	2	2,4	4,8	11	1,6	1,43	1,2	30,202
Станция натяжная	1,5	1,9	2,9	7	1,4	1,2	1,05	12,348
Секция промежуточная	1	3	3	5	1,7	1,43	1,05	12,763
	= 55,313
	66,013
Норматив удельной трудоемкости на 1 балл, чел - дн	25
Коэффициент сложности схемы К0	1,2
Трудоемкость ОКР чел - дн чел-час	1980,39 15843,12

4.3 Расчет временных и стоимостных затрат на проектирование изделия

Важными показателями, используемыми при технико-экономическом анализе изделия, являются стоимостные затраты на разработку и срок реализации проекта.

Ниже рекомендуется укрупненный способ расчета, основанный на данных о трудоемкости ОКР (смотри пункт 4.2), известной структуре распределения трудозатрат по стадиям проектирования (таблица 4.12) и нормативов длительности стадий (таблица 4.13).

Расчет реализуется в табличной форме (таблица 4.14) в следующей последовательности:

1) из таблицы 4.11 выбирается по типу производства, в условиях которого осуществляется выпуск изделия, соотношение трудоемкости стадий проектирования, ,%;

2) рассчитывается трудоемкость отдельных стадий проектирования по формуле:

, (4.9)

где Т_ОКР - трудоемкость ОКР (таблица 4.11);

- удельная трудоемкость i-й стадии, %;

- удельная трудоемкость ОКР, %;

3) по суммарной трудоемкости ОКР из таблицы 4.12 выбирается нормативная длительность цикла технического и рабочего проектирования ;

4) определяется длительность цикла технологической подготовки производства по формуле:

; (4.10)

5) определяется потребная численность исполнителей по стадиям проектирования:

, (4.11)

где - месячный фонд времени работника (165 часов);

К_ВН - коэффициент выполнения нормы, К_ВН = 1,1 ч 1,2;

6) определяется фонд заработной платы на разработку проекта:

, (4.12)

где - средняя месячная заработная плата исполнителей i -й стадии;

Н_СН - коэффициент отчисления на социальные нужды, Н_СН = 26%;

7) определяются полные затраты на разработку проекта.

, (4.13)

где К_ЗП - удельный вес заработной платы в общей структуре себестоимости, выбирается по статистическим данным (К_ЗП = 0,35 - 0,4);

8) осуществляется оценка срока реализации проекта.

, (4.14)

где К_ПАР - коэффициент параллельности, учитывающий величину совмещения стадий (К_ПАР = 0,7).

Таблица 4.12 Соотношение трудоемкости стадий проектирования в % по данным работ [3, 5].

Стадии и этапы работ	Тип производства
	К С	С	М С	Е
Разработка ТЗ и эскизное проектирование	8	12	16	17
Техническое проектирование (ТП)	14	18	24	26
Рабочее проектирование (РП)	18	25	35	37
Технологическая подготовка	60	45	25	20
В том числе: Проектирование технологических процессов Проектирование спецоснастки	24	18	15	11
	36	27	10	9

Таблица 4.13 Нормативы длительности стадий конструкторской подготовки производства [4].

Общая трудоемкость проектирования, н-ч.	Длительность цикла, мес.
	ТЗ, ЭП, ТП	РП	ВСЕГО*

Страница:

•  1 
•  2 
•  3 

дипломная работа "Ленточные конвейеры" скачать

Подобные документы

• Проект ленточного конвейера для транспортировки сыпучих материалов

  Расчет параметров ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза. Описание конструкции конвейера. Проверка возможности транспортирования груза. Определение ширины и выбор ленты. Тяговый расчет конвейера, его приводной и натяжной станций.
  
  курсовая работа [736,5 K], добавлен 23.07.2013
  

• Ленточные конвейеры

  Основные свойства транспортируемых грузов. Описание работы ленточного конвейера на производстве. Расчет приводного барабана и натяжной ленты, выбор роликоопор, редуктора, муфто-тормозов и электродвигателя. Тяговые элементы транспортирующих машин.
  
  контрольная работа [354,9 K], добавлен 31.10.2014
  

• Модернизация привода литейного конвейера и подшипников натяжной станции

  Разработка проекта модернизации привода литейного конвейера и подшипников натяжной станции. Замена устаревших редукторов, которые сняты с производства - новыми, более технологичными. Замена подшипников скольжения натяжной станции подшипниками качения.
  
  курсовая работа [4,1 M], добавлен 31.10.2010
  

• Разработка технологического процесса изготовления изделия "Направляющая"

  Описание конструкции и принцип работы проектируемого изделия, описание конструкции. Обоснование типа производства, основные этапы и принципы осуществления соответствующего технологического процесса. Расчет параметров заготовки. Станки для обработки.
  
  контрольная работа [1,4 M], добавлен 17.10.2014
  

• Выбор модели и разработка конструкции одежды для определенной группы потребителей

  Разработка проекта, расчет и построение конструкции и изготовление лекал для создания швейных изделий с детальной проработкой методов построения отдельных деталей, обработка узлов и их сборки. Фотография условий функционирования проектируемого изделия.
  
  курсовая работа [85,7 K], добавлен 06.05.2010
  

• Технологический процесс изготовления штуцера 20-150

  Способы совершенствования сварочного производства применительно к сварной конструкции штуцера 20-150. Анализ конструкции изделия на технологичность. Обоснование выбора материала. Анализ характера конструкции изделия и выбор неразъемных соединений.
  
  дипломная работа [2,1 M], добавлен 15.07.2015
  

• Проектирование наклонного ленточного конвейера

  Особенности расчета и проектирования ленточного конвейера длиной 140 м и углом наклона 14°, транспортирующего сортированный мелкокусковый щебень с производительностью 190 т/ч при среднем режиме работы. Определение параметров приводной станции конвейера.
  
  курсовая работа [115,2 K], добавлен 22.01.2014
  

• Моделирование

  Юбка женская и ее изготовление. Анализ моделей аналогов ассортимента. Требования к конструкции. Технический рисунок и описание модели. Расчет конструкции и разработка модельных особенностей конструкции. Требования к материалу. Блок-схема сборки изделия.
  
  курсовая работа [34,3 K], добавлен 26.01.2009
  

• Расчет и проектирование приводной станции

  Выбор электродвигателя, обоснование оптимального варианта конструкции редуктора. Статическое исследование и кинематический анализ редуктора. Геометрический расчет зубчатых передач, выбор материала и термообработки, определение допускаемых напряжений.
  
  курсовая работа [396,6 K], добавлен 03.04.2010
  

• Разработка технологического процесса изготовления детали сборочного изделия с использованием СNС станков и средств автоматизации

  Описание назначения изделия, состава сборочных единиц и входящих деталей. Выбор материалов, оценка технологических показателей конструкции изделия. Основные операции технологического процесса обработки детали, разработка режимов механической обработки.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.08.2015
  

• Расчет и разработка конструкции, технологической оснастки для изготовления изделия из эластомерной композиции "Гофра"

  Расчет и разработка конструкции технологической оснастки для изготовления изделия "Гофра". Расчет гнездности оснастки. Конструирование формообразующих полостей. Расчет усадки и исполнительных размеров формообразующих деталей. Тепловой расчет оснастки.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.08.2014
  

• Проектирование формующей оснастки

  Разработка конструкции литьевой формы для литья под давлением изделия из термопласта. Выбор термопластавтомата и определение гнездности литьевой формы. Расчет времени цикла. Кинематический расчет системы съема изделия. Тепловой расчет литьевой формы.
  
  курсовая работа [2,0 M], добавлен 29.06.2012
  

• Совершенствование технологического процесса изготовления червячного колеса редуктора привода кабины лифта

  Анализ технических условий на изготовление изделия. Анализ технологичности конструкции изделия. Обоснование и выбор методов обработки. Анализ средств и методов контроля, заданных чертежом параметров изделия. Обоснование и выбор зажимного приспособления.
  
  дипломная работа [287,8 K], добавлен 25.07.2012
  

• Чертеж изделия "Вал приводной"

  Система стандартов оформления чертежа по Единой системе конструкторской документации. Чтение общего и сборочного рисунков. Последовательность выполнения схемы деталей, основные требования, условности и упрощения. Рабочий план изделия "Вал приводной".
  
  курсовая работа [31,6 K], добавлен 21.12.2010
  

• Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

  Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.
  
  курсовая работа [272,5 K], добавлен 30.03.2010
  

• Технологический процесс изготовления вала

  Анализ технологичности конструкции изделия. Определение типа и организационной формы производства. Служебное назначение изделия. Разработка технологического процесса механической обработки гладкого вала. Расчет припусков, режимов резания и норм времени.
  
  курсовая работа [506,0 K], добавлен 12.05.2013
  

• Разработка конструкции шкафа

  Процесс проектирования корпусной мебели. Материалы, необходимые для изготовления шкафа. Определение внутренних объемов и функциональных размеров изделия. Расчет конструкционных размеров изделия. Выбор видов соединений. Статические нагрузки в изделии.
  
  курсовая работа [4,8 M], добавлен 06.06.2012
  

• Разработка конструкции женского нарядного платья на индивидуального потребителя

  Проектирование одежды на индивидуального потребителя. Расчет чертежа конструкции женского нарядного платья. Намелка деталей изделия с помощью базовых лекал. Раскладка деталей кроя на ткани. Применение оборудования для влажно-тепловой обработки изделия.
  
  курсовая работа [282,2 K], добавлен 04.09.2014
  

• Разработка технологического процесса изготовления изделия "Тележка для газовых баллонов"

  Назначение конструкции "Тележка для газовых баллонов", эскиз и спецификация. Сварочное оборудование и материалы. Технологический процесс изготовления изделия. Расчет затрат на изготовление тележки, планирование цены. Техника безопасности и охрана труда.
  
  контрольная работа [559,7 K], добавлен 06.12.2013
  

• Разработка модельной конструкции и макета демисезонного мужского пальто

  Характеристика ткани и отделочных материалов, рекомендуемых для изделия. Поиск конструктивных средств для формообразования. Разработка чертежа конструкции. Технические требования к раскрою и к раскладке лекал на ткани. Обоснования выбора покроя изделия.
  
  курсовая работа [48,2 K], добавлен 25.03.2015
  

Другие документы, подобные "Ленточные конвейеры"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам