Реферат
Курсовой проект состоит из пояснительной записки (с, рис,использовать литературных источников 5) и четырёх чертежей формата А1.
При выполнении курсового проекта осуществлена работа вследующем объеме:
— выполнен полный расчет привода, в том числе расчетмощности и выбор электродвигателя
— расчет зубчатой передачи, валов, передачи с гибкой связью,подобраны шпонки, проверена прочность.
— рассчитана производительность грохота.
— выполнен рабочий чертеж общего вида грохотасамобалансного.
— выполнен рабочий чертеж короба грохота.
— выполнен рабочий чертеж вибратора.
— выполнены рабочие чертежи четырех деталей.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Обзор литературы
1.1. Ситовые грохоты
1.2. Качающиеся грохота
1.3. Вибрационные грохоты
2. Описание устройства и работы грохота
2.1. Принципиальная схема работы грохота
3. Расчетная часть
3.1. Расчет дебаланса
3.2. Расчет центробежной или от дебаланса
3.3. Расчет потребляемой мощности
3.4. Расчет производительности грохота
3.5. Расчет клиноременной передачи
3.6. Расчет опорных реакций
3.7. Проверочный расчет зубчатой передачи
3.8. Расчет шпоночного соединения
4. Выбор посадок
5. Список использованных ГОСТов
6. Заключение.
Список литературы
Документация
Введение
Вибрационные машины получают всё более широкое применение всамых разнообразных отраслях промышленности. Расширяется область применениязарекомендовавших себя ранее вибромашин, вновь создают вибромашины, дляосуществления новых операций. Это обусловлено конструктивной простотойвибромашин во многих случаях более высокой, чем у обычных машин, технологическойэффективностью.
При всей своей конструктивной простоте вибромашиныпредставляют большие сложности для расчёта, большое внимание уделяют разработкеметодов их расчёта. Условиями процесса грохочения являются перемещениематериала по разделительной перегородке и его перемешивании, чтобы крупныечастицы не препятствовали мелким проходить сквозь отверстия. В современныхгрохотах эти условия выполняются за счёт вибрации разделительных перегородок. Взависимости от типа вибратора траектория движения точек разделительнойперегородки близка к круговой или прямолинейной. Одним из основных элементоввибрационных грохотов является короб, на котором смонтированы сита иликолосники. Короб снабжается либо одновальным вибратором, обеспечивающимкруговое движение, либо двухвальным (самобалансным) вибратором, возбуждающимнаправление колебания. Для увеличения скорости перемещения материала поразделительной перегородке и соответственно производительности грохота коробобычно устанавливается под углом к горизонту.
При прохождении материала по разделительной перегородки невсе мелкие части проходят сквозь отверстия. Под коэффициентом качества грохоченияпонимают отношение весового количества материала прошедшего сквозьразделительную перегородку, к весовому количеству мелкой фракций, содержащейсяв исходном материале. Иногда этот коэффициент выражается в процентах.
Производительность, приходящаяся на единицу поверхностигрохота, взаимосвязана с коэффициентом качества грохочения. Чем выше производительность,тем ниже коэффициент качества грохочения. При расчете оптимального угла наклонакороба и производительности грохота обычно учитывается ожидаемое качествогрохочения.
По способу установки грохоты могут быть либо закрепленнымина фундаменте, либо подвешиваемые к перекрытию. Изготовляются и универсальныегрохоты, пригодные для любого установки
Применение вибрационной техники в промышленности в рядеслучаев позволяют коренным образом усовершенствовать технические процессы.Примером могут служить вибровыпуск руды, повысивший безопасность иэффективность труда.
Излагая новые достижения в области практики и теориивибрационных машин, робота будет способствовать успешному внедрениювибротехники в промышленность.
1. Обзор литературы
Грохоты предназначены для разделения материалов по крупностикусков или частиц. Принцип работы грохотов заключается в пропускании материалачерез разделительную перегородку с определенным размером отверстия. Частицы,размером которых меньше размера отверстия в сите, проходят сквозь него, а болеекрупные задерживаются. Применяя перегородки с разными отверстиями, можноразделять зернистый материал практически новое число фракций.
В качестве разделительных перегородок обычно применяютсясотка или колосники. Наибольшее распространение получила стальная сетка (ГОСТ3306-70). Для классификации тонко измельченных материалов применяется такжесетка из цветных металлов, щёлка и капрона. Весьма перспективно применениерезиновой сетки, долговечность которой, по данным промышленности, существенновыше стальной. Колосники обычно применяются для классификации материала,содержащие крупные куски.
По принципу действия, виду и типу грохоты делятся на:ситовые грохоты; валковые грохоты; гириционные грохоты; вибрационные грохоты; барабанныегрохоты; грохоты самобалансные.
Наклонные грохоты с круговым движением коробастандартизованы – ГОСТ 10745-69 “ Грохоты инерционные наклонные “
Грохоты с двухвальным вибратором стандартизованы – ГОСТ15103-69 “Грохоты самобалансные “. 1.1. Сиповые грохоты простого качения
Из всех известных грохотов наиболее распространеннымявляются ситовые (рис 1). Сиповые грохоты применяются как для классификации,так и для промывки, обезвоживания или кусковых и зернистых материалов от шлама.
Рис 1. Схема ситовых грохотов/> />
а — односитовый
б – многоситовый с вертикальной компоновкой сит
в – многоситовый с горизонтальной компоновкой сит
1 — короб
2 — сито
3 — подвеска
4 – опорная рама
5 – привод
Подлежащий грохочению материал поступает на грохот и поддействием гравитационных и инерционных сил продвигается по ситу к выходномуконцу короба. При этом в зависимости от технологического назначения грохотапроисходит деление материалов на фракций, промывка водой, обезвоживание и освобождениеот шлама.
При классификации на ситовом грохоте материал делиться начисло фракций, равное числу сит, плюс единица, т.е. число получаемых фракций наединицу больше числа сит. Границы раздела сыпучего материала на фракцийопределяются размером отверстий в ситах грохота. В случае промывки, обезвоживанияи обесшламивания кускового материала (без классификаций) применяют штампованныесита с небольшими отверстиями щелевидной формы, назначение которых пропускатьводу шлам и задерживать куски.
Для разделения материала на несколько фракции изготовляютмногоситовые грохоты. При этом сита компонуются либо по высоте (рис 1, б), либопо длине (рис 1, в). В обоих случаях эффективность классификации и производительностьгрохота примерно одинакова, на вертикальная компоновка сит занимает меньшеместа в плане, на больше по высоте, а при горизонтальной наоборот.
Ситовые грохоты по конструктивным особенностям и устройствупривода делятся на качающиеся, гирационные и вибрационные.
2. Описание устройства и работы грохота
Состоит из неподвижной рамы, устанавливаемой на фундаменте,и короба, снабженного пружиной подвесной и вибратором. Рама и короб изготовленыиз листовой стали и стандартного проката. Грохот имеет два яруса сит и работаетпо способу грохочения " от крупного к мелкому ". Сито состоит изстальной рамы и стальной сетки. Верхнее сито закрепляется при помощи деревянныхреек и деревянных клиньев, а нижнее – скобами и натяжными болтами. Дляуменьшения износа все опорные поверхности рам и сеток футированны листовойрезиной.
Вибратор двухвальный самобалансный. Дебалансы изготовленызаодно целое с валами. Валы для синхронизации вращения соединены парой цилиндрическихшестерен.
Привод состоит из электродвигателя, установленного нанеподвижной раме, шкивов и клиновых ремней.
Заодно целое с валами. обалансный. ерхности рам и сетокфутированны листовой резиной. скобами авновешивала центробежную силу /> />
2.1. Принципиальная схема самобалансного грохота
1 – короб грохота; 2 – упругий элемент (пружина); 3 – сито;4 – дебалансные валы; 5 – зубчатая передача; 6 – клиноремённая передача;
7 – электродвигатель.3. Расчётная часть
При расчёте вибрационного грохота определяют зависимостимежду весом грохота, радиусом, весом и частотой вращения дебаланса, а так же междупараметрами грохота и потребляемой мощностью.
Исходные данные:
Размеры сит, мм; верхнего 3280 x1142
нижнего 3280 x 1250
Частота колебаний, 1/мин (n) 900
Амплитуда колебаний, мм (l) 5
Масса колеблющихся частей, кг (m)1500
Габаритные размеры, мм:
длина 3870
ширина 2050
высота 1415
Масса с эл. двигателем, кг (m) 2200
Мощность эл. двигателя, кВт (N) 73.1. Определение параметров дебалансного груза
Из выражения:
/>, где
mg – масса дебалансного груза, кг.
r – радиус центра масс дебалансногогруза, м
Z – число дебалансненых грузов Z = 2;
/>
Из чертежа грохота r = 0.008 м.
3.2. Расчёт вала грохота
На вал действуют реакции короба, центробежная сила отдебалансов вала, натяжение ремня, собственные веса вала, шкив и дебалансныегрузы. 3.3. Определяем центробежные силы от дебалансного груза:
/>, где
mg – масса дебалансного груза, кг.
r – радиус центра масс дебалансногогруза, м
/> - угловая скоростьдебалансноговала
g – вес дебалансного груза
/> с-1
g = 470 H
/>3.4. Расчёт потребляемой мощности
Потребляемая грохотом мощность расходуется на преодолениетрения в подшипниках вала.
/>, где
Т – действующая на подшипник сила трения
Р – центробежная сила от дебалансного груза
/> - коэффициент трения валав подшипниках
/>
Работа трения
/>, где
d – диаметр вала
n – частота вращения вала
/> Дж
Потребляемая мощность на один дебаланс
/>
Потребляемая мощность грохота
/>
Мощность двигателя определяют, разделив результат,полученный по выше указанной формуле, на к. п. д. приводного механизма, которыйсоставляет обычно />
/>
Другими потерями в вибрационном грохоте пренебрегают, в видуих малости. 3.5. Определение производительности грохота
Производительность вибрационных грохотов точному расчёту неподдаётся и является величиной опытной, однако можно указать, что она пропорциональнаширине грохота, высоте слоя материала на грохоте и скорости его движения вдольсита. Последняя в свою очередь зависит от угла наклона грохота, частотывибрации и амплитуды колебаний сита. Ориентировочно её можно определятьследующим образом. Находящаяся на наклонном сите частица в результате еговибрации подбрасывается на высоту, равную амплитуде вибрации, т.е.2e, затем под действием силы тяжести падает вертикально, смещаясьвдоль сита на величину, равную
/>
Ориентировочно производительность грохота в (г/ч) можноопределить по формуле:
/>, где
В – ширина просеивающей поверхности В = 1,142 м.
h – высота слоя материала
/>, где
d – размер наиболее крупных кусковматериала d = 0.15 [3. c 26]
/> - коэффициент разрыхлениядвижущегося материала />= 0,6 [2. c265]
е – амплитуда вибрации грохота е = 0,005 м. [3 c.26]
/> - плотность просеиваемогоматериала />= 2650 [2 c.364]
n – частота вращения вала n = 900 [3 c.26]
/> - угол наклона короба /> /> [2 c.279]
/>
Q = 25 м3/ч3.6. Расчёт клиноремённой передачи
а) Передаточное число клиноремённой передачи определяем поотношению диаметров шкивов
/>
б) Максимальная потребляемая мощность N= 7 кВт
в) Фактическое среднее межосевое расстояние а = 765 мм
г) Угол наклона передачи к горизонту />
Подбор электродвигателя
Необходимая мощность электродвигателя
/>, где
Nгр – максимальная мощностьпотребляемая грохотом
/> - к. п. д. ремённой передачи /> [1 c.23]
/>
Применяем электродвигатель типа
4А13254У3
Номинальная мощность 7,5кВт
Номинальная частота вращения 1455 об/мин
Кинематическая схема ремённой передачи
/>
Подбор ремня
По рекомендации принимаем клиновой ремень профиля Б [1 c.216]
/>
Lр – ширина ремня 14 мм
W – максимальная ширина ремня 17 мм
Т0 – высота профиля 10,5 мм
Lр – расчётная длинна ремня принятаядля определения номинальной мощности на один ремень 2240 мм
Существующий шкив d1 = 250 мм, что d1 > 125 мм [1 c.263] значитрасчёт передачи будем проводить при частоте вращения ротора nр=1458об/мин
Существующий шкив d2 (на грохоте)равен d2 = 375 мм
Определяем длину ремня
/>, где
А – межосевое расстояние между осями двух шкивов А = 765 мм
/>
Принимаем Lp = 2500 мм [1 c.263]
Определение расчётной мощности:
/>, где
Ро – номинальная мощность
/> - коэффициент учитывающий уголобхвата
СL – коэффициент учитывающий длинуремня
Сp – коэффициент динамичности ирежима работы
При обхвате /> />= 1 [1 c.267]
При Lp = 2500 мм СL= 1,03 [1 c.268]
Сp = 1,5 [1 табл.9.7]
Скорость ремня
/>
При скорости ремня V = 19 м/сдиаметре шкива d1 = 250 мм и профиле ремня Б
Р0 = 6,6 кВт [1 c.265]
Расчётная мощность на один ремень
/>
Учитывая, что передача включает три ремня, то Рр = 13,2 кВт,а это больше фактической мощности Nгр = 7 кВт3.7. Определение опорных реакций
Реакции опор
/>, где
Рц – центробежные силы от дебалансного груза
/>
Исходные данные к построению эпюр изгибающих и крутящих моментов
а = 0,08 м с = 0,12 м в = 1,3
Максимальный изгибающий момент возникает посередине вала
/>
Крутящий момент
/>
При прочностных расчётах вала Мкр можно пренебречь
Условия прочности
Из условия прочности определяем необходимый момент сопротивленияне симметричного опасного сечения вала
/>, где
/> - предел прочности для данноговала сталь 40X ГОСТ 4543-71
Wн – момент сопротивления несимметричного опасного сечения вала
Ми max – максимальный изгибающиймомент
/> - 65МПа – допустимые напряженияна изгиб
/>
Расчетная схема вала
/>
3.8. Проверочный расчёт зубчатой передачи
Исходные данные и чертежа грохота [3 c.26]
Частота колебаний n = 900 1/мин
Амплитуда е = 5 мм
Мощность электродвигателя Nдв = 7кВт
Угловая скорость /> = 94,2 с-1
Определяем мощность на дебалансном валу
/>, где
/> - КПД ремённой и зубчатойпередачи [4 c.21]
Определяем крутящий момент на валу
/>
Определяем модуль и число зубьев и колёс, учитывая чтоколёса не коррегированны, передаточное число U = 1, амежосевое расстояние aw=240мм
/>
Задаваясь модулем m = 4 мм,определим что
/>
/>
/>
Назначаем материал колёс сталь 40X,термическая обработка – улучшение. Для него допустимые контактные напряжения />=441 МПа, напряженияизгиба />=267МПа.
Проверим зубья колёс на изгибную и контактную усталость
Изгибная усталость
/> [4 c.69], где
КFB – коэффициент концентрациинагрузки [4 c.52] КFB = 1.04
КFV – коэффициент динамическойнагрузки [4 c.69] КFV = 1.1,при окружной скорости />
Ки – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона зуба наизгибную прочность [4 c.67 рис.4.7] Ки = 1
/> - коэффициент, учитывающийнапряжение на зубьях [4 с.67] /> = 1
YF – коэффициент формы зубьев [4,табл.4.22] YF = 1,05
/> - коэффициент осевого перекрытия[4, табл.4. 20] /> = 3,28
/>
Контактная усталость
/> [4 c.59], где
Z = 310 – для прямозубых передач
/> [4 c.51]
Ширина колеса
/> [4 c.56]
/>
3.8 Расчёт шпоночного соединения
Для соединения вала со шкивом и зубчатыми колёсами применяемсоединение призматической шпонкой ГОСТ 23360-78. Призматические шпонкипроверяют на сжатие при /> и на срез />
Дебалансный вал d = 72 vv Мкр = 74Нм
/> - шпонка под шкив
/>, где
Мкр – момент передаваемый шпоночным соединением
d – диаметр вала
h – высота шпонки
lp – рабочая длинна шпонки
/> [5 c.144рис.5.4] тогда
/>
/>
/>
4. Допуски и посадки
Посадки с зазором:
Шкив на валу />
Корпус подшипника в корпусе вибратора />
Уплотнение на валу />
Переходные посадки:
Вал — подшипник />
Зубчатое колесо на валу />
Посадка с натягом:
Подшипник в корпусе />
Средний класс точности резьбового соединения М20 — />
Грубый класс точности резьбового соединения />
Неуказанные предельные отклонения размеров + t; — t; />
5. Список использованных ГОСТов
1. ГОСТ 18498 – 73 Термины определения обозначения длязубчатых передач.
2… ГОСТ 2185 – 66 Придаточные числа зубчатых передач.
3. ГОСТ 19672 – 74 Модули зубчатых передач.
4. ГОСТ 24705 – 81 Основные элементы метрических резьбобщего назначения.
5. ГОСТ 24705 – 81 Метрическая резьба.
6. ГОСТ 7798 – 70 Длина болтов.
7. ГОСТ 5915 – 70 Размеры гаек шестигранных, нормальнойточности.
8. ГОСТ 23360 78 Размеры шпонок призматических и пазов дляних.
9. ГОСТ 1050 – 88 Сталь 40Х.
10. ГОСТ 2501 – 88 Складывание чертежей.
11. ГОСТ 2789 – 73 Шероховатость поверхностей.
6. Заключение
В процессе выполнения курсового проекта по расчету грохотасамобалансного получены следующие результаты:
— потребляема мощность грохота Nгр=2,4Квт
— мощность электродвигателя Nдв=7Квт
— частота вращения вала электродвигателя n=900мин
— по этим данным выбран электродвигатель типа: 4А13254У3
— производительность грохота Q= 67,6т/час
— передаточное отношение клиноременной передачи i=1,5
— произведен проверочный расчет зубчатой передачи
— подобраны шпонки 20х12х70 которая обеспечивает запаспрочности на орез и смятие
Основные требования, предъявляемых к рассчитываемой машине;высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты имасса выполнены. Список литературы
1. Чернявский С.А., Кузнецов Б.С. Проектированиемеханических передач. Учебно-справочное пособие для вузов – 5-е изд. перериб. идоп. — М.: Химия 1984 – 560 с. ил.
2. Сиденко П.М. Изменение в хим. промышленности. — М.: Химия1977 – 368 с. ил.
3. Чернилевсий Д.В. Детали машин и механизмов. Учебноепособие — 2-е изд. перероб. и доп. – К.: Выща шк. Головное изд-во 1987г. – 328с.
4. Батурин А.Т. Цецкович Г.М. Панич.Б. Б. Чернин П.М. Деталимашин – 6-е изд. машиностроение – М: 1971 – 467 с.