90269

Расчет конвейера (транспортера)

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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

Русский

2015-06-01

642.5 KB

3 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1

Кинематическая схема привода

2

Кинематический расчет привода

3

Расчет цепной передачи

4

Расчет приводного вала

5

Обоснование выбора стандартных узлов и деталей

5.1

Выбор редуктора

5.2

Расчет шпоночных соединений

5.3

Подбор муфты

5.4

Выбор подшипников приводного вала

6

Рекомендации по выбору смазки деталей и узлов привода

7

Краткое описание порядка сборки, работы и обслуживания привода

8

Требования техники безопасности к проектируемому приводу

Список использованных источников

Спецификация к сборочному чертежу

Введение

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

Независимо от типа тяглового органа конвейеры состоят из следующих основных частей (рисунок 0.1):

1 – приводная станция,

2 – тягловый орган с элементами для размещения груза,

3 – рама или ферма конвейера,

4 – поддерживающее устройство,

5 – натяжная станция.


1. Кинематическая схема.

            Рисунок 1-Кинематическая схема привода.

Электродвигатель:

– мощность – 7,5 кВт

– синхронная частота вращения – 1450об/мин

Редуктор:

– передаточное отношение – uред=10

Цепная передача:

передаточное отношение =18,1

I вал

II вал

III вал

IIII вал

Мощность, кВт

6,8

6,2

4,65

4,2

Угловая скорость, рад/с

151,8

75,9

7,6

3,8

Крутящий момент, Н·м

45

81,7

611,8

1105


2.Кинематический расчет привода.

2.1.Требуемая мощность электродвигателя для привода, кВт:

                          

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

      =,

где:  к.п.д муфты;

к.п.д подшипников качения;

к.п.д червячного редуктора;

 к.п.д цепной передачи;

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

Np- мощность на рабочем органе привода, кВт.

2.2.Определяем общее оценочное передаточное число привода 

                                                  

                                                                      

        где  - оценочные передаточные отношения передач привода и     червячного редуктора.

        Назначаем передаточные отношения передач и червячного редуктора:

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

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

         2.3. Частота вращения вала электродвигателя

                                         

                                       

 

 

           2.4. Выбор электродвигателя.

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

            Тип 4А132SY3.

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

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

  1.  вал электродвигателя:

;

;

;

;

;

          

           2) быстроходный вал редуктора:

;

;

;

;

;

           .

            


3) тихоходный вал редуктора:

;

;

;

;

;

;

;

.

4) ведущий вал цепной передачи:

;

;

;

;

;

;

;

           .


         

 3. Расчет цепной передачи.

   рисунок 2 – Схема цепной передачи

3.1 Число зубьев ведущей звездочки:

 Принимаем

3.2 Число зубьев ведомой звездочки:

Принимаем  условие соблюдается

3.3 Коэффициент эксплуатации:

         условие соблюдается,

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

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

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

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

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

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

3.4 Среднее допускаемое давление в шарнирах: (по табл. 3.1с.9 /2/)

При частоте вращения ведущей звездочки  

                              

       МПа    [таблица 4.5, с.47, 6]

3.5 Ориентировочное значение шага цепи

              при числе рядов m=1

                                

где mр – коэффициент, учитывающий число рядов цепи, при m=1 , mp=1;

              3.6 Определение оптимального шага цепи.

Для определения оптимального шага цепи зададимся тремя смежными        шагами однорядной приводной роликовой цепи нормальной серии типа ПР по ГОСТ 13568 – 75 и расчеты сведем в таблицу1

          

Таблица 1 -Расчет цепной передачи

Определяемая величина

Расчетная формула

Шаг цепи t, мм

25,4

31,75

Частота вращения меньшей звездочки,

 об/мин

725,1

725,1

Допустимая частота вращения ,об/мин

По табл. 3.4 с.11 /2/

1300

1100

Условие  соблюдается

Характеристика цепи:

Разрушающая нагрузка , Н

49050

68670

Ширина внутреннего звена, мм

По табл 3.2 с.9  /2/

15,88

19,05

Диаметр оси , мм

7,95

9,55

Масса 1м цепи , кг

2,6

3,8

Площадь опорной поверхности шарнира, мм2

183,06

263,79

Диаметр делительной окружности звездочки, мм

220,9

276,1

403,2

503,1

Радиус делительной окружности

звездочки , м

0,11

0,14

Средняя скорость цепи , м/с

     0,8

1,6

Допустимое

значение , м/с

По п.2.7 с.7 /2/

20

20

Условие  соблюдается


Ориентировочное значение межосевого расстояния , мм

1016

1270

Длина цепи в шагах или число звеньев цепи

119

119

Уточненное межосевое

расстояние , мм

1018,1

1272,6

Межосевое

расстояние с учетом провисания

цепи , мм

1014

1268

Число ударов цепи  

10,1

20,3

Допускаемое

значение ,

По табл. 3.5 с.11 /2/

30

25

Условие  соблюдается

Окружное усилие

409,1

535,7

Уточняем коэффициент эксплуатации

1,5

1,5

оставляем прежним

Расчетное давление в шарнирах цепи

3,35

3,04

Допускаемое

значение

По табл. 3.1 с.9 /2/

29,4

28,1

Условие  для цепи с t=25,4 мм не соблюдается


Натяжение от центробежных сил

-

2,43

Натяжение от провисания цепи

При  по п.2.16 с.8 /2/

-

289,1

Коэффициент безопасности

-

87,76

Допускаемое

значение

По табл. 3.6 с.11 /2/

-

8,5

Условие  соблюдается

Натяжение ветвей: ведущей:

-

827,23

ведомой:

- п. 2.18 с.8 /2/

-

2,43

Нагрузка на валы

, где     - по табл. 3.7 с.11 /2/

-

1140,7

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


4 Расчет приводного вала

4.1 Проектный расчет вала.

 

Проектный расчет приводного вала  ведем  по формуле:

d= ,

где  Т – крутящий момент на валу, Нмм;

[] – пониженное допускаемое напряжение на кручение:

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

Определяем диаметр выходного конца вала d, мм:

d=

Принимаем диаметр вала равным  65 мм;

(ГОСТ 6636-69). Диаметр остальных участков вала определяются из соотношений:

Диаметр вала под уплотнитель, мм;  d2 = d +(3..4) =69 мм;

Диаметр вала под подшипником, мм; dп = d2 +(0,5..1)  =70 мм;

Диаметр вала под звездочкой, мм;  d3 = dп +(3..5) =75 мм;

       4.2Проверочный расчет вала.

Длины  участков a,b,c, мм

; ; ;

; ;

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

Проверка:


Строим эпюру изгибающих моментов

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

Строим эпюру изгибающих моментов

Строится эпюра крутящих моментов

Строим эпюру суммарных сил

Принимаем материал вала сталь Ст. 40XH.

Из табл. 5.1 /6/ для Ст.40ХН: σ-1= 460 Н/мм2; τ-1=275 Н/мм2;

; ; ;; ; ;

Нормальные напряжения, Н/мм2:

σa= σu = = = 219,7 Н/мм2

где  Wx =  –  =  = 17749,7 мм3

для вала с диаметром d=75 мм; b h=20 14; t=7,5 мм;

Касательные напряжения, Н/мм3:

           τa = τm = = = 7,5 Н/мм3

где =38944,7 мм3


Коэффициент безопасности по изгибу
:

                 Sσ=

Коэффициент безопасности по кручению:

               

Общий коэффициент безопасности:

                                 =1,52 > 1,5

Таким образом, прочность обеспечена.

      

       

 

         5.Обоснование выбора стандартных узлов и деталей

         5.1 Выбор редуктора

Для выбора редуктора необходимо знать: крутящий момент на тихоходном  валу Т

= 611,8 Н∙м, передаточное отношение редуктора uчр=10.

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

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

5.2Расчет шпоночного соединения

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

                               

        

Принимаем стандартное значение диаметра приводного вала  d=63мм [с.6,6].

b=18 мм, h=11 мм, t=7 мм,

Нм

Проверяем условие прочности на срез:

                                                        

                  

Полную длину шпонки определяем по значению lp :

l= lp +b ;

 l= 39,7+18=57,7 мм

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

           5.3 Расчет подшипников на приводном валу редуктора.  

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

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

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

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

Его параметры:  

Суммарная реакция на опорах:

Эквивалентная нагрузка на наиболее нагруженный подшипник:

 

             где   -  коэффициент, зависящий от того, какое кольцо подшипника     вращается,

- коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки при работе с толчками, , (с.25)/4/

- температурный коэффициент, при работе подшипника в условиях  

- максимальная радиальная нагрузка

Расчетная грузоподъемность подшипника:

  

             где   - для шариковых подшипников,

- угловая скорость вращения вала,

- долговечность подшипника,

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

  5.4. Выбор  муфты

           Подбираем втулочно-пальцевую муфту.

Муфты подбирают с соблюдением условия:

Тр [T],

           где Тр – расчетный крутящий момент;

[Т] – допускаемый крутящий момент, принимаемый из справочных таблиц

к  выбираемой муфте [4] .

Tp=T1K,

где T – крутящий момент на соединяемых валах, T1=45Нм

K – коэффициент режима работы муфты, К=1,5 [с.30, 6].

Tp==67,5  Нм

Диаметры валов электродвигателя и червячного редуктора равны =32 мм  цилиндрический вал 1 и =40 мм конический вал 3.

По заданным параметрам подходит муфта  МУВП-250-32-1-40-1 по      ГОСТ 21424-75  [таблица 5, с.416,  4].

            6. Рекомендации по выбору смазки деталей и узлов привода.

В проектируемой конструкции привода смазке подвергают цилиндрический редуктор, цепную передачу и подшипники приводного вала.

Смазку элементов редуктора осуществляют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода продуктов изнашивания и тепла от трущихся поверхностей. Смазка обеспечивает уменьшение динамических нагрузок и как следствие снижение шума и вибраций при работе механизма.

Для закрытого цилиндрического редуктора применяют смазку погружением в масляную ванну.         В соответствии с рекомендациями с.133 /3/ применяем масло индустриальное И-40А ГОСТ 20799-75. Объем масла, заливаемого в картер редуктора согласно рекомендациям завода изготовителя для РЧУ-160 составляет 2л.

Для смазки цепной передачи применяют солидол ГОСТ 4366-76. Подшипники приводного вала смазывают индивидуально густой (пластичной) смазкой. Свободное пространство внутри подшипникового узла заполняют густой смазкой. Через каждые три месяца производят добавку свежей смазки, а через год - разборку, промывку узла и сборку со свежей смазкой.


   7. Краткое описание порядка сборки, работы и обслуживания привода.

Порядок сборки привода описывается по сборочным чертежам. Вначале посредством шпонок на вал электродвигателя и быстроходный вал редуктора устанавливают полумуфты, затем на раму устанавливают электродвигатель и  редуктор.

После установки электродвигателя и редуктора на выходной вал редуктора и приводной вал посредством шпонок устанавливаем звездочки, затем надевается приводная роликовая цепь .

После установки всех элементов привода осуществляется монтаж защитных кожухов, выполняется контроль уровня масла в редукторе и смазка открытой цепной передачи консистентной смазкой.


       
8. Требования техники безопасности к проектируемому приводу.

Конструкция привода должна обеспечивать безопасную эксплуатацию. Элементы механической и электрической части привода выполняются в требуемом климатическом исполнении. В обязательном порядке устраивается защитное заземление. Электродвигатель, пускорегулирующую аппаратуру и приводную станции защищают от попадания капельной влаги посредством установки кожухов. Для того чтобы не нарушать тепловой режим электродвигателя, в месте его установки кожух перфорируют.

Механические передачи привода, а также вращающиеся части конвейера в обязательном порядке оснащаются ограждениями и защитными устройствами. 

В процессе работы привода категорически запрещается техническое обслуживание (устранение неполадок, доливка или смена масла в редукторе и т.п.).

Устанавливается привод на прочное, тщательно выровненное основание. Если прочность покрытия недостаточна, то в месте расположения приводной станции и опорных конструкций устраивается отдельный фундамент. В обязательном порядке приводная станция и опорные конструкции закрепляют анкерными болтами во избежание смещения от заданного проектного положения в процессе эксплуатации.


       СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

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

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

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

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

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

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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8817. Банківські ресурси як основа функціонування банку Тестові завдання 26.05 KB
  Банківські ресурси як основа функціонування банку. Тестові завдання. Мінімальний розмір статутного капіталу банку, створеного за участю іноземного капіталу, частка якого у статутному капіталі банку становить до....
8819. История. Назначение. Системные вызовы. Структура операционных систем. 153 KB
  История. Назначение. Системные вызовы. Структура операционных систем. 1.1 История ОС Первые (1945-1955г.г.) компьютеры работали без операционных систем, как правило, на них работала одна программа. Когда скорость выполнения программ и их количество ...
8820. Процессы и потоки (нити) 130 KB
  Процессы и потоки (нити). 2.1 Процессы 2.1.1 Понятие процесса Процесс (задача) - программа, находящаяся в режиме выполнения. С каждым процессом связывается его адресное пространство, из которого он может читать и в которое он может писать данн...
8821. Взаимодействие между процессами 164.5 KB
  Взаимодействие между процессами. 3.1 Взаимодействие между процессами Ситуации, когда приходится процессам взаимодействовать: Передача информации от одного процесса другому Контроль над деятельностью процессов (например: когда они борются...
8822. Планирование процессов в информатике 144 KB
  Планирование процессов. Основные понятия планирования процессов Планирование - обеспечение поочередного доступа процессов к одному процессору. Планировщик - отвечающая за это часть операционной системы. Алгоритм планирования - используемый алгори...
8823. Взаимоблокировка процессов 181.5 KB
  Взаимоблокировка процессов Взаимоблокировка процессов  может происходить, когда несколько процессов борются за один ресурс. Ресурсы бывают выгружаемые и невыгружаемые, аппаратные и программные. Выгружаемый ресурс - это...
8824. Управление памятью. Страничная организация 128.5 KB
  Управление памятью. Страничная организация 6.1 Основные понятия Менеджер памяти - часть операционной системы, отвечающая за управление памятью. Основные методы распределения памяти: Без использования внешней памяти С использованием внешн...
8825. Алгоритмы замещения страниц 116 KB
  Алгоритмы замещения страниц 7.1 Алгоритмы замещения страниц Идеальный алгоритм заключается в том, что бы выгружать ту страницу, которая будет запрошена позже всех. Но этот алгоритм не осуществим, т.к. нельзя знать какую страницу, когда запросят. Мож...