Содержание
1. Определение основных параметров
2. Выбор типа настила и определение его ширины
3. Приближенный тяговый расчет
4. Подробный тяговый расчет
5. Определение расчетного натяжения тягового элемента
6. Определение мощности и выбор двигателя
7. Расчет и выбор редуктора
8. Выбор тормоза
9. Выбор муфт
10. Расчет приводного вала
11. Расчет оси натяжной станции
11.1 Расчет открытой зубчатой передачи
12. Расчет натяжного устройства
12.1 Расчетпружины
12.2 Расчетнатяжных винтов
Литература
Введение
Высокопроизводительнаяработа современного предприятия невозможна без правильно организованных инадежно работающих средств транспорта. При переработке больших объемов грузацелесообразно применять устройства и машины непрерывного действия. К нимотносятся конвейеры различных видов и различного назначения. Конвейеры являютсясоставной и неотъемлемой частью многих современных технологических процессов –они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность,способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции.Транспортирующие машины непрерывного действия являются исключительно важными иответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действиякоторых во многом зависит успех его работы. Эти машины должны быть надежными,прочными, долговечными, удобными в эксплуатации и способными работать вавтоматическом режиме.
В курсовомпроекте спроектирован наклонный пластинчатый конвейер, производительностью 400т/ч с длиной горизонтальной части 50 метров и наклонной части 20 метров, предназначенный для транспортировки мелких деталей навалом.
Вконструкторской части изображены привод, натяжное устройство, загрузочныйбункер и общий вид конвейера.
Былипроизведены необходимые расчеты, среди которых расчет конструкционныхпараметров конвейера (ширина настила, диаметры валов и др.), расчет напрочность всех наиболее ответственных элементов конвейера, определение нагрузокна валы, выбор двигателя и редуктора, расчет натяжного устройства и другиерасчеты.
1. Определение основных параметров
Определимхарактеристики транспортируемого груза.
Средний размеркуска мелких деталей />; насыпнаяплотность груза />; уголестественного откоса груза в покое />, а вдвижении />; коэффициент трения грузапо стальному настилу />; угол трениягруза о металлический настил />.
Для заданныхусловий выбираем двухцепной конвейер общего назначения с длиннозвеннымитяговыми пластинчатыми цепями и звездочками с малым числом зубьев. С учетомэтого принимаем скорость конвейера />.
Объемнаяпроизводительность, соответствующая расчетной производительности />, составляет
/>
2. Выбор типа настила и определение его ширины
С учетомпараметров груза /> и /> выбираем бортовой настил,так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры сбортовым настилом.
Определимконструкцию настила.
При гладкомнастиле />;
Условие невыполняется
При волнистом настиле/>
Условиевыполняется, следовательно, выбираем бортовой волнистый настил среднего типа(рис. 1).
/>
Рис. 1.Волнистый бортовой настил.
Определимвысоту бортов. />. Принимаем />
Находимтребуемую ширину настила.
/>/>
где /> - производительность, т/ч;
/> - скорость конвейера, м/с;
/> - угол естественногооткоса груза (щебня) в покое;
/> - коэффициент угла наклонаконвейера, [1, табл.6.10, с.247];
/> - высота слоя груза убортов, м;
/> - коэффициентиспользования высоты борта [1, с.246].
Так как груз среднекусковой,то проверка настила по гранулометрическому составу груза не требуется.
Из ряда ГОСТ22281-76 принимаем ближайшее большее значение ширины настила />./>
3. Приближенный тяговый расчет
/>
где /> - начальное натяжениецепи, Н;
/> - линейная нагрузка отходовой части конвейера, Н/м;
/> — для металлического
настила[1, с.246].
А –эмпирический коэффициент [2, табл. 5.3]
/> - линейная нагрузка отнасыпного груза, Н;
/>
/> - коэффициентсопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках.
/> - для катков наподшипниках качения [1, с.247];
/>
Определимразрывное усилие
/>
По найденномуусилию выбираем цепь по ГОСТ 588-81 М450 с максимальной разрушающей нагрузкой 450кН, шагом />.
4. Подробный тяговый расчет
а) Выборкоэффициентов сопротивления движению полотна
С учетомэксплуатации в средних условиях по таб. 2.6 [3, стр. 166] принимаем коэффициентсопротивления движению на подшипниках скольжения />.Коэффициенты сопротивления при огибании отклоняющих устройств: /> при угле перегиба /> и /> при />.
б) Определениеточки с наименьшим натяжением тягового элемента
Наименьшеенатяжение тягового элемента будет в нижней точке 2 наклонного участка, т. к. />
в) Определяемнатяжения в характерных точках трассы. Наименьшее натяжение тягового элементабудет в нижней точке 2 (рис. 2).
/>
Рис. 2. Трассаконвейера
Принимаемнатяжение в точке 2 />. При обходетрассы от точки 2 по направлению движения полотна определяем:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Для определениянатяжений в т. 1 производим обратный обход:
/>/>Определениерасчетного натяжения тягового элемента
По аналогии сприменяемыми конструкциями принимаем тяговый элемент, состоящий из двухпараллельно расположенных пластинчатых цепей с шагом />; приводную звездочку счислом зубьев />.
/>.
При заданнойсхеме трассы конвейера максимальное натяжение тягового элемента />.
Определяемдинамическое усилие по формуле (2.88) [3, с.168]
/>
где /> - коэффициент, учитывающийинтерференцию упругих волн; /> -коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза (/> при />); /> - коэффициент участия вколебательном процессе ходовой части конвейера (/> приобщей длине горизонтальных проекций ветвей конвейера />);
/> - масса груза,находящегося на конвейере, кг;
/> - масса ходовой частиконвейера, кг;
/> - число зубьев приводнойзвездочки;
/> - шаг тяговой цепи, м.
/>
/>
/>
Тогда получим:
/>
Так какразрывная нагрузка меньше, чем у выбранной цепи, то окончательноостанавливаемся на М1250.
6. Определение мощности и выбор двигателя
Тяговое усилиена приводных звездочках
/>/>
Прикоэффициенте запаса /> и КПД привода /> мощность двигателя
/>
По полученномузначению мощности выбираем двигатель серии 4А280S6У3:
/>,/>.
Определяемкрутящий момент на приводном валу
/>.
7. Расчет и выбор редуктора
Определяем частоту вращения приводного вала
/>.
Диаметрзвездочки
/>.
Определяемпередаточное число привода
/>.
Т.к.передаточное число велико, то требуется дополнительная понижающая передача. Вкачестве дополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатуюпередачу. Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.
Следовательно
/>.
Выбираем редуктор Ц2-500 с />.
8. Выбор тормоза
Тормозустанавливаем на приводном валу, что в значительной мере уменьшает величинутормозного момента.
Определяемтормозной момент(3.81) [2, с.97]
/>,
где /> - момент на приводномвалу,
Определиммомент звездочки
/>
/> - делительный диаметрзвездочки.
Выбираем тормозколодочного типа ТКГ с электрогидравлическими толкателями ТКГ – 300.
9. Выбор муфт
Междуэлектродвигателем и редуктором устанавливаем упругую втулочно–пальцевую муфту.Номинальный момент муфты равен крутящему моменту на приводном валуэлектродвигателя />
Расчетныймомент муфты
/>.
Выбираем муфтуупругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом МУВП – Т 710, с номинальнымкрутящим моментом 710 Нм и диаметром тормозного шкива 300мм.
10. Расчет приводного вала
/>
Приводной валиспытывает изгиб от поперечных нагрузок, создаваемых натяжением цепи и крученияот момента, передаваемого на вал приводом.
Суммарнаяпоперечная нагрузка:
/>
Определяем момент:
/>.
Максимальный изгибающий момент:
/>.
Изгибающий момент перед ступицей:
/>.
Определим диаметр ступицы:
/>.
Определимдиаметр цапфы:
/>.
С учетомрассчитанных данных конструируем вал, назначая диаметры по нормальному рядуразмеров. В целях унификации принимаем диметры вала в опорах одинаковыми иравными большему: 200мм.
11. Расчет оси натяжнойстанции
/>
/>
/>
/>
Материал вала — сталь 45:
/>
/>
Определяемдиаметр сечения вала под звездочками
/>
С учетомослабления сечения шпоночным пазом увеличиваем диаметр вала на 10%
/>
Принимаемдиаметр вала под звездочками равный 120мм.
11.1 Расчет открытой зубчатой передачи
Т.к. общеепередаточное число велико и равно 100, то требуется дополнительная понижающаяпередача, устанавливаемая между редуктором и приводным валом. В качестведополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатую передачу.Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.
Примем диаметрделительной окружности шестерни />,минимальное число зубьев шестерни />.
Модуль зубчатогозацепления
/>
Примем />мм; />
Диаметрделительной окружности подвенцовой шестерни
/>
Число зубьевзубчатого венца
/>
Диаметрделительной окружности зубчатого венца
/>
что приемлемо по габаритам.
Межосевоерасстояние
/>
Шириназубчатого венца
/>
где />0,1–0,4— коэффициент ширины зубчатых колес.
Примем />
12. Расчет натяжного устройства
Выбираем пружинно-винтовое натяжное устройство, т.к.длина конвейера более 20метров.
Определение усилия натяжки и хода натяжного устройства.
Усилие натяжки равно
/>.
Ход натяжного устройства назначаем в соответствии срекомендациями 1,5 шага цепи
/>.12.1 Расчет пружины
/>
Рис.3. Схеманатяжного устройства.
Расчетное усилие в одной пружине с учетом равномерногораспределения нагрузки:
/>,
где /> -коэффициент запаса.
Материал пружины сталь 65Г (ГОСТ 1050-85).
Диаметр прутка находим из условия прочности пружинысжатия
/>
/>,
где /> -коэф., зависящий от индекса пружины />;
/> - начальный средний диаметр, м;
/> - допустимое напряжение кручения для материала проволоки. Па;
/>,
где /> -предел выносливости при кручении;
/> - коэф. безопасности;
/> - коэф. концентрации касательных напряжений.
Определяем средний диаметр пружины
/>;
Определяем число витков по заданной осадке
/>витков.
где /> -модуль сдвига,
/> - рабочий ход пружины.
Определяем общее число витков с учетом шлифовки торцовпружины при образовании опорных поверхностей:
/>витков.
Длина пружины до соприкосновения витков
/>.
Длина пружины в ненагруженном состоянии
/>.
Наружный диаметр пружины
/>.
Внутренний диаметр пружины
/>.
Шаг витков
/>.
12.2 Расчет натяжных винтов
Определяем диаметр винта из условия, что напряжения,возникающие в материале винта меньше предельно допустимых для данного материалавинта. Материал винта сталь 40Х.
Винт нагружен осевым сжимающим усилием, следовательно,
/>,
где /> -напряжения, возникающие в материале винта, Па;
/> - предельно допустимые напряжения сжатия, Па
/>;
/> - площадь поперечного сечения винта по внутреннему
диаметру резьбы, Н.
/>.
Принимаем внутренний диаметр резьбы винта равный 50мм.
Литература
1. Конвейеры: Справочник/Р. А. Волков, А. Н. Гнутов, В.К. Дьячков и др. Подобщ. ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. 367 с.
2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособиедля машиностроительных вузов. – 3–е изд., перераб. – М.: Машиностроение,1983. – 487 с., ил.
3. Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентоввузов, обучающихся по специальности «Подъемно-траспортные машины иоборудование»/Р. Л. Зенков, И. И. Ивашков, Л. Н.Колобов, — 2 – е изд.,перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 432 с.: ил.
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Изд. 4-е,переработанное и доп. Кн. 2.М., «Машиностроение». 576 с.
5. Шубин А. А. Расчет пластинчатого конвейера: Методические указания. –Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. – 28с.