Курсовой проект - Расчет цепного пластинчатого конвейера - файл n7.doc. Курсовая работа: Наклонный пластинчатый конвейер Ленточные конвейеры, описание, устройство
Введение
Пластинчатые конвейеры предназначены для перемещения в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35 град) тяжелых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в т.ч. острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до высокой температуры. Пластинчатые конвейеры, стационарные или передвижные имеют те же основные узлы, что и ленточные.
Грузонесущий орган - металлический, реже деревянный, пластмассовый настил-полотно, состоящий из отдельных пластин, прикрепленных к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-роликовым). Настил может быть плоским, волнистым или коробчатого сечения, без бортов или с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звездочки, установленные на концах рамы. Различают пластинчатые конвейеры общего назначения (основной тип) и специальные Для увеличения производительности конвейеры с плоским настилом дополняют неподвижными бортами. Типовые пластинчатые конвейеры имеют производительностью до 2000 т/ч. Отдельный вид пластинчатых конвейеров, получивший наибольшее распространение в России в последние 15-20 лет, это конвейер с модульной лентой. Лента может быть как пластиковой, так и стальной. Широкий спектр выпускаемых лент определяет и большой диапазон их применения: от межоперационного транспорта и подачи продукта непосредственно до станка, до применения в пищевой промышленности, а также в сфере торговли.
1. Описание конструкции
Рисунок 1. Схема проектируемого конвейера:
Oсновные сборочные единицы пластинчатого конвейера: пластинчатое полотно, ходовые ролики, тяговый орган и натяжное устройство. Пластины полотна, имеющие в поперечном сечении прямоугольную или трапецеидальную форму, выполняют штампованными; толщина пластин для транспортирования угля 3-4 мм, для крупнокусковой скальной горной породы массы 6-8 мм. Xодовые ролики крепят к пластинам c помощью коротких консольных или сквозных осей. B качестве тягового органа, на котором закреплены пластины, применяют 1 или 2 пластинчатые или круглозвенные цепи. Изгибающийся конвейер имеет одну круглозвенную цепь. Приводная концевая станция включает электродвигатель, муфту, редуктор и приводной вал c ведущей звёздочкой.
Bозможна установка промежуточных приводов гусеничного типа, y которых на приводной цепи закреплены кулаки, взаимодействующие co звеньями тяговой цепи конвейера. Hатяжное устройство, обычно расположено в хвостовой части конвейера. Достоинства пластинчатого конвейера: возможность транспортирования абразивной горной массы по криволинейной трассе с малыми радиусами закруглений; меньшие сопротивления перемещению и расход энергии, чем в скребковых конвейерах; возможность установки промежуточных приводов, что позволяет увеличить длину конвейера в одном составе.
Недостатки: высокая металлоёмкость, сложная конструкция пластинчатого полотна и трудность его очистки от остатков влажной и липкой горной массы, деформация пластин в процессе эксплуатации, что вызывает просыпание мелких фракций.
2. Расчет пластинчатого конвейера
2.1 Определение ширины конвейера
Для расчета принимаем конвейер с волнистым полотном с бортами.
Ширину конвейера определяем по формуле:
где Q = 850 т/час - производительность конвейера;
1,5 м/с - скорость движения полотна;
2,7 т/м 3 - плотность транспортируемого груза;
K в =0,95 - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера;
45 о - угол естественного откоса груза в покое;
h = 0.16 м - высота бортов полотна, выбираем из номинального ряда;
0.7 - коэффициент использования высоты бортов
Коэффициент K в определяем по формуле:
10 о - угол наклона конвейера.
Подставляем полученные значения в формулу (1.1)
Для транспортируемого материала, содержащего крупные куски до 10%
общего груза должно выполняться условие:
a max = 80 мм - наибольший размер крупных кусков.
Условие выполняется.
Окончательно выбираем ширину полотна из номинального ряда B = 400 мм
2.2 Определение нагрузок на транспортную цепь
Предварительно принимаем в качестве тягового органа конвейера
пластинчатую цепь типа ПВК (ГОСТ 588-81).
Погонную нагрузку от транспортируемого груза определяем по формуле:
Погонную нагрузку от собственного веса движущихся частей (полотна с цепями) определяем по формуле:
A = 50 - коэффициент, принимаемый в зависимости от ширины полотна вида груза
Минимальное натяжение цепей для данного конвейера может быть в точках 1 или 3 (рис. 1). Минимальное натяжение будет в точке 3 если будет соблюдаться условие:
0.08 - коэффициент сопротивления движению ходовой части на
прямолинейных участках
Условие не выполняется, следовательно минимальное натяжение будет в точке 1.
Принимаем минимальное натяжение цепей S min = S 1 = 1500 Н. Методом обхода по контуру по ходу полотна определяем натяжения в точках 1..6 (рис. 1) по методике, аналогичной .
k = 1.06 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки
Рисунок 2. Диаграмма натяжения тягового органа
3. Расчет элементов конвейера
3.1 Расчет и подбор электродвигателя
Тяговое усилие привода определяю по формуле:
где k = 1.06 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании
звездочки
Установочную мощность электродвигателя определяю по формуле:
где = 0.95 - КПД привода
k з = 1.1 - коэффициент запаса мощности
Принимаем электродвигатель с повышенным пусковым моментом серии 4А
тип двигателя - 4АР200L6УЗ;
мощность N = 30 кВт;
частота вращения n дв = 975 об/мин;
маховый момент GD 2 = 1.81 кг м 2 ;
масса m = 280 кг.
присоединительный диаметр вала d = 55 мм.
3.2 Расчет и выбор редуктора
Делительный диаметр приводных звездочек определяем по формуле:
где t - шаг приводной цепи;
z - число зубьев звездочки;
Предварительно принимаем t = 0.2 м и z = 6.
Частоту вращения звездочек определяем по формуле:
об/мин. (3.4)
Передаточное число редуктора определяем по формуле:
Крутящий момент на выходном валу редуктора определяем по формуле:
Исходя из выше определенных величин принимаем двухступенчатый цилиндрический редуктор
тип редуктора - 1Ц2У-250;
передаточное число u = 25;
номинальный крутящий момент на выходном валу при тяжелом режиме M кр = 6300 Нм;
масса m = 320 кг.
Входной и выходной валы имеют конические присоединительные концы под муфты (рис. 3), их основные размеры приведены в таблице 1.
Рисунок 3. Схема насаживания деталей на вал.
Таблица 1. Геометрические параметры валов
3.3 Расчет и подбор тяговой цепи
Расчетное усилие в цепи определяем по формуле:
Динамическую нагрузку на цепи определяем по формуле:
где = 1.0 - коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера, выбирается согласно при L > 60 м.
Подставляя найденные значения в формулу (3.7) получаем:
Разрывное усилие цепи определяем по формуле:
Исходя из выше определенных величин принимаем пластинчатую цепь
тип цепи - М450 (ГОСТ 588-81);
шаг цепи t = 200 мм;
разрывное усилие S разр. = 450 кН.
Для проверки цепи на прочность произведём расчет нагрузки на цепь в момент пуска конвейера.
Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяем по формуле:
где S д.п - динамическое усилие цепи при пуске.
Динамическое усилие цепи при пуске определяем по формуле
где m k - приведенная масса движущихся частей конвейера;
Угловое ускорение вала электродвигателя.
Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле
где k y = 0.9 - коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей
k u = 0.6 - коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости
вращающихся масс по сравнению со средней скоростью.
Gu = 1500 кгс - вес вращающихся частей конвейера (без привода), принимаем согласно
Угловое ускорение вала электродвигателя определяем по формуле:
рад/с 2 , (3.13)
где I пр - момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.
M п.ср - определяется по формуле:
M п.ст - определяется по формуле:
Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя определяем по формуле:
H м с 2 , (3.16)
где I р.м - момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по формуле:
H м с 2 , (3.17)
где I м = 0.0675 - момент инерции втулочно-пальцевой муфты.
Подставляя значения в формулы 3.10… 3.17 получаем максимальное усилие в цепи при пуске конвейера.
3.4 Расчет натяжного устройства
Принимаем натяжное устройство винтового типа.
Величина хода натяжного устройства зависит от шага цепи и определяется по формуле
Общую длину винта принимаем L об = L+0.4 = 0.8 м.
Принимаем материал для винта - сталь 45 с допускаемым напряжением на срез у ср = 100 Н/мм 2 и пределом текучести Т = 320 Н/мм 2 . Тип резьбы выбираю прямоугольный (ГОСТ 10177-82).
Принимаем материал для гайки - бронзу Бр. АЖ9-4 с допускаемым напряжением на срез у ср = 30 Н/мм 2 , на смятие у см = 60 Н/мм 2 , на разрыв Р = 48 Н/мм 2 . Тип резьбы тот же.
Средний диаметр резьбы винта определяем по формуле:
где = 2 - отношение высоты гайки к среднему диаметру
[p] = 10 Н/мм 2 - допускаемое напряжение в резьбе, зависящее от трущихся материалов, при трении стали по бронзе [p] = 8…12 Н/мм 2 ;
K = 1.3 - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки натяжных витков
Внутренний диаметр резьбы определяем по формуле:
Учитывая, что длина винта большая и требуется большая устойчивость, принимаем d 1 = 36 мм.
Шаг резьбы определяем по формуле:
Уточненное значение среднего диаметра резьбы определяем по формуле:
Наружный диаметр резьбы определяем по формуле:
Угол подъема резьбы определяем по формуле:
Производим проверку надежности самоторможения, для чего должно выполняться условие:
где f = 0.1 - коэффициент трения стали по бронзе.
Условие выполняется.
Производим проверку на устойчивость.
где - коэффициент скольжения допускаемых напряжений сжатия, при расчете на устойчивость определяется как функция гибкости винта ().
[ -1 P ] - допускаемое напряжение сжатия.
Допускаемое напряжение сжатия определяем по формуле:
Н/мм 2 , (3.27)
Гибкость винта определяем по формуле:
где =2 - коэффициент приведенной длины
По известной гибкости винта нахожу = 0.22. Подставляем полученные данные в условие 2.26:
Условие выполняется.
Так как винт работает на растяжение, то проверку на устойчивость производить не обязательно.
Производим проверку винта на прочность, условие прочности:
где (определено выше);
M 1 - момент трения в резьбе (Н мм);
M 2 - момент трения в пяте (упоре) (Н мм)
Момент трения в резьбе определяем по формуле:
Момент трения в пяте определяю по формуле:
где d n = 20 мм - диаметр пяты, принимается меньше d 1 .
Подставляем полученные данные в условие 3.29:
Условие выполняется.
Высоту гайки определяем по формуле:
Количество витков резьбы в гайке определяем по формуле:
Производим проверку прочности резьбы гайки на срез, условие прочности:
Условие выполняется
3.5 Расчет валов
Приводной вал
В качестве материала вала принимаем сталь 45, предел прочности
В = 730 Н/мм 2 , пределы выносливости: - 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 - 1 = 182 Н/мм 2
Ориентировочный минимальный диаметр вала определяю из расчета только на кручение по формуле:
где M = 5085 Нм - крутящий момент на валу
25 Н/мм 2 - допускаемое напряжение на кручение для стали 45
Из стандартного ряда (ГОСТ 6636-69 R40) выбираем ближайшее значение диаметра d пв = 100 мм. Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 120 мм. Ширину ступицы приводной звездочки определяем исходя из необходимой длины шпонки для передачи вращающего момента.
Длину шпонки определяем из условия смятия и прочности:
где l - длина шпонки, мм;
d - диаметр вала в месте установки шпонки, мм;
h, b, t 1 , - размеры поперечного сечения шпонки, мм
См - допустимое напряжение смятия, для стальных ступиц 100-120 Н/мм 2 .
Также, исходя из условия 3.35 определяем параметры шпонки для присоединительного конца вала, диаметр которого принимаем d = 95 мм и длину l = 115 мм. Значения всех геометрических размеров шпонок заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Геометрические параметры валов
* Применяем две шпонки, расположенные под углом 180 о.
Исходя из длины шпонок под приводные звездочки, длину ступиц последних выбираем l ст = 200 мм.
Расчетная схема приводного вала и эпюра изгибающих моментов имеет вид
Рисунок 4.эпюры моментов
где R 1 и R 2 - реакции опор в подшипниках, Н;
P - нагрузка на звездочки, определяется по формуле:
В связи с симметричностью схемы и нагрузок реакции опор
R 1 = R 2 = P = 13495 Н.
Вал натяжного устройства
Расчет производим аналогично п. 2.5.1.
В качестве материала вала принимаем сталь 45 (диаметр заготовки более 100 мм), предел прочности В = 730 Н/мм 2 , пределы выносливости: - 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 - 1 = 182 Н/мм 2
Диаметр вала конструктивно принимаем 0.8 от диаметра приводного вала d = 80 мм
Расчетная схема вала аналогична рис. 4.
Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 100 мм. Ширину ступицы приводной звездочки принимаем конструктивно.
3.6 Выбор подшипников
Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираем шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1320 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:
d = 100 мм (внутренний диаметр)
D = 215 мм (наружный диаметр)
B = 47 мм (ширина)
C = 113 кН (Динамическая грузоподъемность)
Проверяем подшипники по долговечности, которую определяю по формуле:
где n = 39 об/мин - частота вращения вала;
P э - эквивалентная нагрузка на подшипник, при условии отсутствия осевых нагрузок определяется по формуле:
где V = 1 - коэффициент, учитывающий вращение колец
K T = 1 - температурный коэффициент
K = 2.0 - коэффициент нагрузки
ч. Долговечность достаточна
Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираю шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1218 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:
d = 800 мм (внутренний диаметр)
D = 160 мм (наружный диаметр)
B = 30 мм (ширина)
C = 44.7 кН (Динамическая грузоподъемность)
ч. Долговечность достаточная.
По произведённым расчётам определяем, что подшипники будут работать в течении всего срока эксплуатации.
3.7 Расчет и выбор тормозного устройства и муфт
При отключении конвейера в нагруженном состоянии из за наклона части конвейера вес груза создаст усилие, направленное в сторону противоположную движению полотна. Это усилие определяем по формуле
Отрицательный значение силы означает, что сила трения элементов конвейера выше силы скатывания груза, а следовательно нет необходимости в применении тормозного устройства.
Для передачи момента от электродвигателя ко входному валу редуктора принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП (ГОСТ 21424-75) с расточками полумуфт под вал двигателя (d дв = 55 мм) и под входной вал редуктора (конусная расточка d р1 = 40 мм).
Момент подводимый к валу электродвигателя равен отношению момента на выходном валу редуктора к передаточному числу редуктора M дв = 203.4 Нм.
С учетом запаса и габаритных размеров принимаем муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 500 Нм, при этом максимальный (габаритный) диаметр муфты D = 170 мм, максимальная длинна L = 225 мм, количество пальцев n = 8, длинна пальца l = 66 мм, присоединительная резьба пальца М10.
Для передачи момента от выходного вала редуктора к приводному валу принимаю зубчатую муфту типа МЗ (ГОСТ 5006-83) с конусной расточкой (исполнение К d р2 = 90 мм) для присоединения к выходному валу редуктора. Расточка муфты для присоединения к приводному валу цилиндрическая d = 95 мм с двумя шпоночными канавками.
Выбираем муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 19000 Нм.
3.8 Расчет звездочек
Известные данные для расчёта:
делительный диаметр звездочек d e = 400 мм;
количество зубьев z = 6;
шаг зубьев t = 200 мм.
диаметр роликов цепи D ц = 120 мм.
Диаметр наружной окружности определяем по формуле:
где К=0.7 - коэффициент высоты зуба
Диаметр окружности впадин определяем по формуле:
Смещение центров дуг впадин определяем по формуле:
e = 0.01. 0.05 t = 8 мм. (3.42)
Радиус впадин зубьев определяем по формуле:
r = 0.5 (D ц - 0.05t) = 50 мм. (3.44)
Радиус закругления головки зуба определяем по формуле:
Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю по формуле:
Ширину зуба определяю по формуле:
b f = 0.9 (50 - 10) - 1 = 35 мм. (3.47)
Ширину вершины зуба определяю по формуле:
b = 0.6b f = 21 мм. (3.48)
Диаметр венца определяю по формуле:
где d 5 = 150 мм - диаметр реборды катка цепи;
h = 70 мм - ширина пластины цепи.
3.9 Расчет конструктивных элементов конвейера
В качестве несущей опоры для катков цепи выбираем швеллер 12 по ГОСТ 8240-89 с моментом сопротивления изгибу W x = 8.52 см 3 . Несущий швеллер опирается на сварные рамы, определяем расстояние между рамами:
Максимально допустимый изгибающий момент для швеллера 12 определяем по формуле:
С учетом того, что вся нагрузка распределяется на два швеллера максимальную длину пролета определяем по формуле
Радиус изгиба на переходе конвейера из наклонного участка в горизонтальный, исходя из шага цепи, принимаем R = 3 м.
Заключение
пластинчатый конвейер подшипник электродвигатель
Выполнив курсовой проект мы спроектировали цепной, пластинчатый конвейер со следующими параметрами:
Производительность Q =850 т/час;
Скорость движения полотна = 1,5 м/с;
Длина конвейера l = 90 м;
Длина горизонтального участка l г = 25 м;
Угол наклона конвейера в = 10 o ;
Плотность транспортируемого груза = 2,7 т/м 3
Также рассчитали его основные элементы, проверили их на прочность и на долговечность.
Библиографический список
1. Барышев А.И., Стеблянко В.Г., Хомичук В.А. Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование транспортирующих машин: Учебное пособие/ Под общей редакцией А.И. Барышева - Донецк: ДонГУЭТ, 2003 - 471 с., ил.
2. Барышев А.И., Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ в пищевой промышленности. Часть 2. Транспортирующие машины. - Донецк: ДонГУЭТ, 2000 - 145 с.
3. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин, М.: Машиностроение, 1979. - 351 с.
4. Ануфриев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя в трех томах, М.: Машиностроение, 2001.
5. Яблоков Б.В., Белов С.В Методические указания к курсовому проекту по подъемно-транспортным устройствам (пластинчатые конвейеры), Иваново, 2002 г.
Подобные документы
Расчет параметров горизонтального пластинчатого цепного конвейера. Выбор типа конвейера и типа настила. Определение нагрузок на транспортную цепь. Расчет и подбор редуктора. Расчет приводного вала, натяжного устройства, винта натяжного устройства.
курсовая работа , добавлен 13.08.2015
Проектирование привода пластинчатого конвейера по заданным параметрам. Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя и редуктора. Расчет открытой зубчатой передачи. Компоновка вала приводных звездочек. Расчет комбинированной муфты.
курсовая работа , добавлен 22.10.2011
Расчет пластинчатого конвейера, транспортирующего руду: определение ширины настила, максимального натяжения цепей, общего тягового усилия, мощности привода, статического тормозного момента, хода натяжного устройства, винта на сжатие, выбор подшипников.
курсовая работа , добавлен 28.07.2010
Конструктивные размеры корпуса редуктора. Прочностной расчет валов. Расчет привода пластинчатого конвейера, состоящего из электродвигателя, цилиндрического редуктора и цепной передачи. Проверка прочности шпоночных соединений. Посадка деталей редуктора.
курсовая работа , добавлен 20.12.2014
Определение основных параметров конвейера. Выбор типа настила и определение его ширины. Определение мощности и выбор двигателя. Приближенный тяговый расчет. Определение расчётного натяжения тягового элемента. Выбор тормоза, муфт и натяжного устройства.
курсовая работа , добавлен 20.05.2015
Проектирование привода пластинчатого конвейера, составление его кинематической и принципиальной схемы, выбор подходящего электродвигателя. Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням. Расчет ступеней редуктора и цепной передачи.
курсовая работа , добавлен 26.07.2009
Определение основных параметров наклонного пластинчатого конвейера и расчет его конструкционных параметров. Анализ прочности наиболее ответственных элементов конвейера, оценка нагрузок на валы, выбор двигателя и редуктора и проект натяжного устройства.
курсовая работа , добавлен 03.11.2010
Проектирование привода пластинчатого конвейера для транспортировки сырья со склада фабрики в цех, состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи, цилиндрического прямозубого редуктора, зубчатой муфты, приводного вала и приводных звездочек.
курсовая работа , добавлен 09.08.2010
Подъемно-транспортные установки в промышленности. Описание работы ленточного конвейера, основные характеристики, производительность. Расчет ленточного конвейера, расчет вала приводного барабана, винта натяжного устройства на растяжение, тяговый расчет.
курсовая работа , добавлен 10.01.2010
Применение пластинчатых конвейеров. Подробный анализ составляющих на примере горизонтального пластинчатого конвейера. Расчет пластинчатого конвейера. Сопротивление движению ходовых катков по направляющим. Величина тягового усилия, выбор электродвигателя.
Расчет пластинчатых конвейеров проводится в два этапа: предварительное (ориентировочное) определение основных параметров; поверочный расчет. Исходными данными для расчета являются:
Производительность;
Конфигурация трассы;
Характеристика транспортируемого груза;
Скорость движения полотна;
Режим работы.
В соответствии с ГОСТ22281–92 выбирается тип конвейера и тип настила. Настил применяется трех типов:
Легкий – при насыпной плотности транспортируемого груза ρ< 1т/м 3 ;
Средний – при ρ= 1–2 т/м 3 ;
Тяжелый – при ρ> 2 т/м 3 .
Высота бортов h бортового настила для насыпных грузов выбирается из нормального ряда (по справочнику), для штучных грузов h = 100–160 мм.
Угол наклона конвейера зависит от типа настила и характеристики перемещаемого груза (табл. 2), выбранный угол наклона конвейера должен удовлетворять условию β≤φ 1 -(7-10°), где φ 1 – угол естественного откоса груза в движении.
– угол трения груза о настил
На настиле без бортов насыпной груз располагается по треугольнику (рис. 3) так же, как на ленточном конвейере с прямыми роликоопорами; В – ширина настила, b = 0,85В , φ – угол естественного откоса груза в покое (угол естественного откоса груза в движении φ 1 =0,4φ).
Рис. 3. Расположение насыпного груза на плоском настиле
Площадь сечения насыпного груза на настиле без бортов
где h 1 – высота треугольника;
с 2 – коэффициент, учитывающий уменьшение площади на наклонном конвейере (табл. 3).
Производительность конвейера
Q n =3600F 1 ρv =648 c 2 v ρtgφ1, (2)
где ρ – плотность груза, т/м 3 ;
v – скорость конвейера, м/с;
В п – ширина настила без бортов.
Таблица 3. Значения коэффициента с 2
Ширина настила без бортов
Производительность при настиле с бортами (рис. 4)
Q б =3600Fv ρ. (4)
Рис. 4. Типы бортовых настилов:
а – с подвижными бортами; б – с неподвижными бортами
Площадь сечения груза на настиле с бортами
F=F 2 +F 3 =0,25 k β tgφ 1 +B б hψ, (5)
где В б – ширина настила с бортами, м;
ψ= 0,65–0,8 – коэффициент наполнения сечения настила.
Полученную ширину настила проверяют по условию кусковатости B≥X 2 a+200 мм, где Х 2 – коэффициент кусковатости. Для сортированного груза Х 2 = 2,7; для рядового груза Х 2 = 1,7.
Окончательно выбранные значения ширины настила округляются до ближайших значений в соответствии с нормальным рядом.
Для штучных грузов ширину настила выбирают по габаритным размерам груза, способу его укладывания и количеству, при этом зазор между грузами должен составлять 100–300 мм.
Тяговый расчет. В ходе тягового расчета определяют силы сопротивления и натяжения цепей на отдельных участках трассы.
Максимальное натяжение цепей рассчитывается путем последовательного определения сопротивлений на отдельных участках, начиная от точки наименьшего натяжения.
Минимальное натяжение принимают равным не менее 500 Н на одну цепь (обычно S min = 1–3 кН).
Линейную силу тяжести настила с цепями q 0 (Н/м) определяют по справочникам и каталогам, обычно
q 0 ≈600B+A, (6)
где А – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа и ширины настила.
Линейная сила тяжести груза (Н/м)
Максимальное статическое натяжение цепей
где L г и L х – длины горизонтальной проекции загруженной и незагруженной ветвей конвейера, м;
Н – высота подъема груза, м.
Знак «+» в формуле – для участков подъема, «–» – для участков спуска.
Полное расчетное усилие
S max = S ст + S дин, (9)
где S ст – статическое натяжение тяговых цепей, Н;
S дин – динамические нагрузки в тяговых цепях, Н.
Если тяговый элемент состоит из двух цепей, то расчетное усилие на одну цепь учитывается коэффициентом неравномерности ее распределения С н =1,6–1,8.
Расчетное усилие одной цепи S расч = S max , двух цепей S расч = (1,5S max)/2.
Окружное усилие на звездочке
P=ΣW=S ст -S 0 , (10)
где S ст – наибольшее статическое усилие в тяговых цепях в точке набегания на приводные звездочки, полученное методом обхода по контуру, Н;
S 0 – натяжение цепей в точке сбегания с приводной звездочки, Н.
Мощность привода конвейера
где Q – производительность, т/ч;
L г – горизонтальная проекция длины, м;
ω 0 – обобщенный коэффициент сопротивления движению.
Далее производится выбор двигателя, определение передаточного числа и выбор редуктора; определение фактической скорости движения и уточнение производительности; определение статического тормозного момента (для наклонных конвейеров); расчет тормозного момента; определение хода натяжного устройства.
Поверочный расчет включает уточненный тяговый расчет методом обхода по контуру; проверку выбранной тяговой цепи; проверку рассчитанной мощности привода; выбор типа натяжного устройства.
Исходные данные. Транспортируемый груз - рядовая среднекусковая железная руда. Трасса конвейера - сложная комбинированная (см. рис. 2.35, б ). Загрузка осуществляется в начале нижнего горизонтального участка без применения специального питателя, разгрузка - в конце верхнего горизонтального участка через вал приводных звёздочек. Условия эксплуатации конвейера тяжёлые: работа на открытом воздухе, интенсивное абразивное загрязнение.
Расчётная производительность конвейера Q =350 т/ч; геометрические параметры трассы:
L 1г =10 м;L 2г =25 м;L 3г =20 м;Н =10 м.
Проработка
задания.
Размер типичного куска
мм;
насыпная плотность груза
т/м 3 ;
угол естественного откоса груза в покое
,
а в движении;
коэффициент трения груза по стальному
настилу (минимальное значение)f
в =0,5;
угол трения груза о металлический настил
;
угол наклона наклонного участка трассы.
Для заданных
условий выбираем двухцепной конвейер
общего назначения с длиннозвенными
тяговыми пластинчатыми цепями и
звёздочками с малым числом зубьев. С
учётом этого принимаем скорость конвейера
м/с.
Объёмная производительность, соответствующая расчётной производительности Q =350 т/м 3 , составляет
Выбор типа настила
и определение его ширины.
С учётом параметров груза
и
по
табл. 2.7 выбираем настил тяжёлого типа.
Так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры с бортовым настилом или с неподвижными бортами, то при проверке транспортирующей способности по выражениям (2.66) и (2.67) принимаем минимальные значения углов, указанные в этих выражениях в скобках.
По формулам (2.66) и (2.67) наибольшие углы наклона конвейера, при которых обеспечивается транспортирование руды без существенного снижения производительности:
для гладкого настила с бортами ;
для бортового волнистого настила ;
для коробчатого
настила
.
По условию (2.68) для гладкого и волнистого настилов
Для гладкого настила не выполняются оба условия, для волнистого - условие (2.68). С учётом этого выбираем бортовой коробчатый настил тяжёлого типа (КГ).
По условию (2.72) мм.
Согласно табл. 2.5
скорости полотна
м/с
и объёмной производительности
м 3 /ч
соответствует высота бортов
мм. Принимаем
.
По формуле (2.71) находим требуемую ширину настила
где в соответствии
с формулой (2.70)
(здесь
С 2 =0,9-
безразмерный коэффициент при
);м-
высота слоя груза у бортов.
Проверяя ширину настила по гранулометрическому составу груза по формуле (2.73), получаем мм.
Из ряда по ГОСТ 22281-76 принимаем ближайшее большее значение ширины настила
мм.
Существенное увеличение ширины полотна по сравнению со значением определённым по формуле (2.71), требует пересчёта скорости по формуле (2.74):
м/с.
Так как ближайшее
меньшее стандартное значение скорости
м/с
дало бы снижение производительности
по сравнению с расчётным значением
т/ч, окончательно принимаем
мм;
мм;
м/с.
Расчёт распределённых масс. Распределённая масса транспортируемого груза
настила с цепями
где
кг/м (см. табл. 2.7).
Выбор коэффициентов
сопротивления движению полотна.
С учётом эксплуатации в тяжёлых условиях
(на открытом воздухе, интенсивное
загрязнение) по табл. 2.6 принимаем
коэффициент сопротивления движению
для ребордных катков на подшипниках
скольжения
.
Коэффициента сопротивления при огибании
отклоняющих устройств:
при угле перегиба
и
при угле перегиба 180 0 .
Определение точки с наименьшим натяжением тягового элемента. Наименьшее натяжение тягового элемента будет в нижней точке 4 наклонного участка холостой ветви, так как .
Определение
натяжений в характерных точках трассы.
Принимаем натяжение в точке 4
.
При обходе трассы от точки4
по направлению движения полотна
определяем
Для определения натяжений в точках 1 и 3 холостой ветви производим обход против направления движения полотна
Определение тягового усилия на приводных звёздочках и мощности привода. Тяговое усилие на приводных звёздочках
При коэффициенте
запаса
и КПД привода
мощность двигателя
кВт.
По полученному значению мощности выбираем двигатель в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 3.
Определение
расчётного натяжения тягового элемента.
По аналогии с применяемыми конструкциями
принимаем тяговый элемент, состоящий
из двух параллельно расположенных
пластинчатых цепей с шагом
приводную звёздочку с числом зубьев
При заданной схеме трассы конвейера максимальное натяжение тягового элемента
Для нахождения
динамического усилия определяем:
(закон
интерференции упругих волн неизвестен);
длина контура тягового элемента м;
коэффициент участия
в колебательном процессе массы
перемещаемого груза
(при
);
коэффициент участия
в колебательном процессе массы ходовой
части конвейера
(при
м);
масса груза, находящегося на конвейере, кг;
масса ходовой части конвейера кг.
По формуле (2.88) вычисляем динамическое усилие
По выражению (2.87) определяем расчётное натяжение тягового элемента (двух цепей)
Определение расчётного натяжения тяговой цепи и её выбор. По формуле (2.92) расчётное натяжение цепи двухцепного конвейера
где
-
коэффициент неравномерности натяжения
(принят ориентировочно).
По ГОСТ 588-81
предварительно выбираем катковую цепь
М450 с разрушающей нагрузкой
кН.
Запас прочности
этой цепи
,
что меньше допускаемого
для конвейеров, имеющих наклонные
участки. Учитывая это и принимая во
внимание тяжёлые условия работы
конвейера, выбираем цепь Ь630 с разрушающей
нагрузкой
кН. Запас её прочности определяем по
формуле (2.93)
По ГОСТ 558-81 выбранная цепь имеет следующие основные параметры и размеры: шаг 400 мм; диаметр валика 36 мм; диаметр втулки 50 мм; диаметр катка 140 мм; диаметр реборды катка 175 мм; распределённую массу 25,8 кг/м.
Определение остальных параметров конвейера (расчёт натяжного устройства, режимов пуска и торможения и др.) производится в соответствии с общими указаниями, приведёнными в п. 1.3.
(Курсовая)
n7.doc
Задание.Вариант 10
Выполнить проект конвейера цепного пластинчатого (КЦП 15) со следующими характеристиками:
производительность Q = 250 т/час;
скорость движения полотна = 0.8 м/с;
длинна конвейера l = 90 м;
длинна горизонтального участка l г = 40 м;
угол наклона конвейера = 7 o ;
плотность транспортируемого груза = 0.9 т/м 3 .
Самостоятельно принятые параметры, не указанные в задании:
В задании не указан тип перемещаемого груза. Исходя из заданной плотности (0.9 т/м 3) можно предположить, что грузом является сахар, однако маловероятно применение конвейера со столь большой производительностью (250 т/час) для транспортировки сахара или другого пищевого продукта.
Конвейера с подобной производительностью применяются в угольной промышленности, например в очистных забоях или конвейерных штреках для транспортировки рядового угля. Поэтому в качестве транспортируемого груза принимаю - рядовой уголь, плотность рядового угля удовлетворяет условию задания.
Схема проектируемого конвейера:
Рисунок 1.
1. Предварительный расчет.
Для расчета принимаю конвейер с волнистым полотном с бортами.
Расчет произвожу по методике, изложенной в :п. 3.2.
1.1. Определение ширины конвейера.
Ширину конвейера определяю по формуле:
м, (1.1)
Где: Q = 250 т/час - производительность конвейера;
= 0.8 м/с - скорость движения полотна;
= 0.9 т/м 3 - плотность транспортируемого груза;
K - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера;
= 40 о - угол естественного откоса груза в покое (:Приложение табл. 2);
h = 0.16 м - высота бортов полотна, выбираю из номинального ряда;
= 0.7 - коэффициент использования высоты бортов ( :стр. 137).
Коэффициент K определяю по формуле:
, (1.2)
Где: = 7 о - угол наклона конвейера.
Подставляя полученные значения в формулу 1.1 определяю ширину полотна:
Для транспортируемого материала, содержащего крупные куски до 10% общего груза должно выполняться условие:
мм, (1.3)
где: a max = 80 мм - наибольший размер крупных кусков (:стр. 136).
Условие выполняется.
Окончательно выбираю ширину полотна из номинального ряда B
= 650 мм (:табл. 3.6)
1.2.
Определение нагрузок на транспортную цепь.
Предварительно принимаю в качестве тягового органа конвейера пластинчатую цепь типа ПВК (ГОСТ 588-81).
Погонную нагрузку от транспортируемого груза определяю по формуле:
Н/м (1.4)
Погонную нагрузку от собственного веса движущихся частей (полотна с цепями) определяю по формуле:
Н/м, (1.5)
Где: A = 50 - коэффициент, принимаемый в зависимости от ширины полотна и вида груза (:табл. 3.5).
Минимальное натяжение цепей для данного конвейера может быть в точках 1 или 3 (рис. 1). Минимальное натяжение будет в точке 3 если будет соблюдаться условие:
Где: = 0.08 - коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках (:табл. 3.7).
Условие не выполняется, следовательно минимальное натяжение будет в точке 1.
Принимаю минимальное натяжение цепей S min = S 1 = 1500 Н. Методом обхода по контуру по ходу полотна определяю натяжения в точках 1..6 (рис. 1) по методике, аналогичной :п.3.2.
Где: k :стр.138).
Диаграмма натяжения тягового органа:
Рисунок 2.
2. Окончательный расчет элементов конвейера.
2.1. Расчет и подбор электродвигателя.
Тяговое усилие привода определяю по формуле:
Где: k = 1.06 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки (:стр.138).
Установочную мощность электродвигателя определяю по формуле:
кВт, (2.2)
где: = 0.95 - КПД привода (:стр. 139);
k з = 1.1 - коэффициент запаса мощности (:стр. 139).
кВт
Принимаю электродвигатель с повышенным пусковым моментом серии 4А (:Приложение табл. 16)
тип двигателя - 4АР200L6УЗ;
мощность N = 30 кВт;
частота вращения n дв = 975 об/мин;
маховый момент GD 2 = 1.81 кг м 2 ;
масса m = 280 кг.
присоединительный диаметр вала d = 55 мм.
2.2. Расчет и подбор редуктора.
Делительный диаметр приводных звездочек определяю по формуле:
м, (2.3)
где: t - шаг приводной цепи;
z - число зубьев звездочки;
Предварительно принимаю t = 0.2 м и z = 6.
м.
Частоту вращения звездочек определяю по формуле:
об/мин. (2.4)
об/мин.
Передаточное число редуктора определяю по формуле:
(2.5)
Крутящий момент на выходном валу редуктора определяю по формуле:
Нм. (2.6)
Исходя из выше определенных величин принимаю двухступенчатый цилиндрический редуктор (:Приложение табл. 27):
тип редуктора - 1Ц2У-250;
передаточное число u = 25;
номинальный крутящий момент на выходном валу при тяжелом режиме M кр = 6300 Нм;
масса m = 320 кг.
Рисунок 3.
Таблица 1.
Все данные взяты из :Приложение табл. 29.
2.3. Окончательный расчет и подбор тяговой цепи.
Расчетное усилие в цепи определяю по формуле:
Н, (2.7)
где: S
Динамическую нагрузку на цепи определяю по формуле:
Н, (2.8)
Где: = 1.0 - коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера, выбирается согласно :стр.140 при L > 60 м.
Подставляя найденные значения в формулу 2.7 определяю:
Н.
Разрывное усилие цепи определяю по формуле:
Н (2.9)
Исходя из выше определенных величин принимаю пластинчатую цепь (:Приложение табл. 5):
тип цепи - М450 (ГОСТ 588-81);
шаг цепи t = 200 мм;
разрывное усилие S разр. = 450 кН.
Для проверки цепи на прочность произвожу расчет нагрузки на цепь в момент пуска конвейера.
Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяю по формуле:
Н, (2.10)
где: S д.п - динамическое усилие цепи при пуске.
Динамическое усилие цепи при пуске определяю по формуле:
Н, (2.11)
где: m k - приведенная масса движущихся частей конвейера;
- угловое ускорение вала электродвигателя.
Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле
кг, (2.12)
где: k y = 0.9 - коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей (:стр.140);
k u = 0.6 - коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со средней скоростью (:стр.140);
Gu = 1500 кгс - вес вращающихся частей конвейера (без привода), принимаю согласно :стр.140
Угловое ускорение вала электродвигателя определяю по формуле:
рад/с 2 , (2.13)
где: I пр - момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.
M п.ср - определяется по формуле:
H м, (2.14)
M п.ст - определяется по формуле:
H м, (2.15)
Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя определяю по формуле:
H м с 2 , (2.16)
Где: I р.м - момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по формуле:
H м с 2 , (2.17)
Где: I м = 0.0675 - момент инерции втулочно-пальцевой муфты.
Подставляя значения в формулы 2.10 ... 2.17 получаю максимальное усилие в цепи при пуске конвейера.
H м с 2
H м с 2
рад/с 2
2.4. Расчет натяжного устройства.
Принимаю натяжное устройство винтового типа.
Величина хода натяжного устройства зависит от шага цепи и определяется по формуле (:п. 5.1):
Общую длину винта принимаю L об = L +0.4 = 0.8 м.
Расчет произвожу по методике :п. 2.4
Принимаю материал для винта - сталь 45 с допускаемым напряжением на срез [ ] ср = 100 Н/мм 2 и пределом текучести Т = 320 Н/мм 2 . Тип резьбы выбираю прямоугольный (ГОСТ 10177-82).
Принимаю материал для гайки - бронзу Бр. АЖ9-4 с допускаемым напряжением на срез [ ] ср = 30 Н/мм 2 , на смятие [ ] см = 60 Н/мм 2 , на разрыв Р = 48 Н/мм 2 . Тип резьбы тот же.
Средний диаметр резьбы винта определяю по формуле:
мм, (2.19)
где: = 2 - отношение высоты гайки к среднему диаметру (:стр.106);
[p ] = 10 Н/мм 2 - допускаемое напряжение в резьбе, зависящее от трущихся материалов, при трении стали по бронзе (:стр.106) [p ] = 8...12 Н/мм 2 ;
K = 1.3 - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки натяжных витков (:стр.106);
мм
Внутренний диаметр резьбы определяю по формуле:
мм, (2.20)
Учитывая, что длинна винта большая и требуется большая устойчивость, принимаю d
1
= 36 мм.
Шаг резьбы определяю по формуле:
Уточненное значение среднего диаметра резьбы определяю по формуле:
Наружный диаметр резьбы определяю по формуле:
Угол подъема резьбы определяю по формуле:
Произвожу проверку надежности самоторможения, для чего должно выполняться условие:
, (2.25)
где: f = 0.1 - коэффициент трения стали по бронзе.
Условие выполняется.
Произвожу проверку на устойчивость. Условием устойчивости является (:стр.107):
, (2.26)
Где: - коэффициент скольжения допускаемых напряжений сжатия, при расчете на устойчивость определяется как функция гибкости винта ().
[ -1 P ] - допускаемое напряжение сжатия.
Допускаемое напряжение сжатия определяю по формуле:
Н/мм 2 , (2.27)
Гибкость винта определяю по формуле:
, (2.28)
где: =2 - коэффициент приведенной длинны (:стр.107).
Из :табл. 2.39 по известной гибкости винта нахожу = 0.22. Подставляю полученные данные в условие 2.26:
Условие выполняется.
Так как винт работает на растяжение, то проверку на устойчивость производить не обязательно.
Произвожу проверку винта на прочность, условие прочности:
, (2.29)
где: 
(определено выше);
M 1 - момент трения в резьбе (Н мм);
M 2 - момент трения в пяте (упоре) (Н мм);
Момент трения в резьбе определяю по формуле:
Момент трения в пяте определяю по формуле:
Н мм, (2.31)
где: d n = 20 мм - диаметр пяты, принимается меньше d 1 .
Подставляю полученные данные в условие 2.29:
Условие выполняется .
Высоту гайки определяю по формуле:
Количество витков резьбы в гайке определяю по формуле:
(2.33)
Произвожу проверку прочности резьбы гайки на срез, условие прочности:
(2.33)
Условие выполняется
Пружину натяжного устройства выбираю по методике :т.3 гл.2.
Остальные размеры натяжного устройства принимаю конструктивно.
2.5. Расчет валов и подбор подшипников.
2.5.1. Приводной вал.
В качестве материала вала принимаю сталь 45 (диаметр заготовки более 120 мм В 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 1 = 182 Н/мм 2
Ориентировочный минимальный диаметр вала определяю из расчета только на кручение по формуле:
мм, (2.34)
где: M = 5085 Нм - крутящий момент на валу (определен ранее);
[] k = 25 Н/мм 2 - допускаемое напряжение на кручение для стали 45 (:стр. 96).
мм.
Из стандартного ряда (ГОСТ 6636-69 R 40) выбираю ближайшее значение диаметра d пв = 100 мм. Принимаю этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаю диаметр d = 120 мм. Ширину ступицы приводной звездочки определяю исходя из необходимой длинны шпонки для передачи вращающего момента. Длину шпонки определяю из условия смятия и прочности:
, (2.35)
Где: l - длинна шпонки, мм;
d - диаметр вала в месте установки шпонки, мм;
h , b , t 1 , - размеры поперечного сечения шпонки, мм (выбираю из :табл. 6.9);
[ ] см - допустимое напряжение смятия, для стальных ступиц 100-120 Н/мм 2 .
Также, исходя из условия 2.35 определяю параметры шпонки для присоединительного конца вала, диаметр которого принимаю d = 95 мм и длину l = 115 мм (ограничения муфты). Значения всех геометрических размеров шпонок привожу в таблице 2.
Таблица 2.
* Применяю две шпонки, расположенные под углом 180 о.
Исходя из длинны шпонок под приводные звездочки, длину ступиц последних выбираю l
ст
= 200 мм.
Принимая во внимание выше перечисленные размеры, а также габариты крепежных элементов конструктивно принимаю расстояние между центрами подшипников 1300 мм.
Расчетная схема приводного вала и эпюра изгибающих моментов имеет вид (весом звездочек пренебрегаю):
Рисунок 4.
Где: R 1 и R 2 - реакции опор в подшипниках, Н;
P - нагрузка на звездочки, определяется по формуле:
Н. (2.36)
В связи с симметричностью схемы и нагрузок реакции опор R 1 = R 2 = P = 13495 Н.
Проверочный расчет вала на прочность .
Условием прочности вала является запас прочности, определяемый по формуле:
, (2.37)
Где: n - запас прочности по нормальным напряжениям;
n - запас прочности по тангенциальным напряжениям.
[n ] = 2.5 - минимально допустимый запас прочности.
Запас прочности по нормальным напряжениям, при условии отсутствия осевых нагрузок определяю по формуле:
, (2.38)
Где: k = 1.75 эффективный коэффициент концентраций напряжений (:табл. 6.5);
= 0.7 масштабный фактор для нормальных напряжений (:табл. 6.8);
- амплитуда нормальных напряжений изгиба, Н/мм 2 , определяется по формуле:
, (2.39)
Где: W - момент сопротивления изгибу, мм 3 , определяется по формуле:
мм 3 (2.40)
Запас прочности по тангенциальным напряжениям определяю по формуле:
, (2.41)
Где: k = 1.6 эффективный коэффициент концентраций напряжений кручения (:табл. 6.5);
= 0.59 масштабный фактор для нормальных напряжений (:табл. 6.8);
= m - амплитуда и среднее напряжение, Н/мм 2 , определяется по формуле:
, (2.42)
Где: W к - момент сопротивления кручению, мм 3 , определяется по формуле:
мм 3 (2.43)
Подставляю значения в формулы 2.37 ... 2.43
Н/мм 2 .
Н/мм 2 .
Условие выполняется .
Подбор подшипников .
Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираю шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1320 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:
d = 100 мм (внутренний диаметр)
D = 215 мм (наружный диаметр)
B = 47 мм (ширина)
C = 113 кН (Динамическая грузоподъемность)
Проверяю подшипники по долговечности, которую определяю по формуле:
ч, (2.44)
Где: n = 39 об/мин - частота вращения вала;
P э - эквивалентная нагрузка на подшипник, при условии отсутствия осевых нагрузок определяется по формуле:
Н, (2.45)
Где: V = 1 - коэффициент, учитывающий вращение колец (:стр. 117);
K T = 1 - температурный коэффициент (:табл. 7.1);
K = 2.0 - коэффициент нагрузки (:табл. 7.2).
ч
Долговечность достаточная.
2.5.2. Вал натяжного устройства.
Расчет произвожу аналогично п. 2.5.1.
В качестве материала вала принимаю сталь 45 (диаметр заготовки более 100 мм :табл. 3.3), предел прочности В = 730 Н/мм 2 , пределы выносливости: 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 1 = 182 Н/мм 2
Диаметр вала конструктивно принимаю 0.8 от диаметра приводного вала d = 80 мм (:п. 5.3.1.)
Расчетная схема вала аналогична рис. 4.
Н.
Принимаю этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаю диаметр d = 100 мм. Ширину ступицы приводной звездочки принимаю конструктивно.
Проверку вала на прочность произвожу только по изгибающим напряжениям, т.к. момент на валу минимальный (31.4 Нм).
Н/мм 2 .
Запас более чем достаточный.
Подбор подшипников .
Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираю шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1218 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:
d = 800 мм (внутренний диаметр)
D = 160 мм (наружный диаметр)
B = 30 мм (ширина)
C = 44.7 кН (Динамическая грузоподъемность)
ч
Долговечность достаточная.
2.6. Расчет и подбор тормозного устройства и муфт.
При отключении конвейера в нагруженном состоянии из за наклона части конвейера вес груза создаст усилие, направленное в сторону противоположную движению полотна. Это усилие определяю по формуле (сопротивлением звездочек пренебрегаю):
Отрицательный значение силы означает, что сила трения элементов конвейера выше силы скатывания груза, а следовательно нет необходимости в применении тормозного устройства.
Для передачи момента от электродвигателя ко входному валу редуктора принимаю упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП (ГОСТ 21424-75) с расточками полумуфт под вал двигателя (d дв = 55 мм) и под входной вал редуктора (конусная расточка d р1 = 40 мм).
Момент подводимый к валу электродвигателя равен отношению момента на выходном валу редуктора к передаточному числу редуктора M дв = 203.4 Нм.
С учетом запаса и габаритных размеров принимаю муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 500 Нм, при этом максимальный (габаритный) диаметр муфты D = 170 мм, максимальная длинна L = 225 мм, количество пальцев n = 8, длинна пальца l = 66 мм, присоединительная резьба пальца М10. (Данные о муфте взяты из :Приложение табл. 42, 43.)
Для передачи момента от выходного вала редуктора к приводному валу принимаю зубчатую муфту типа МЗ (ГОСТ 5006-83) с конусной расточкой (исполнение К d р2 = 90 мм) для присоединения к выходному валу редуктора. Расточка муфты для присоединения к приводному валу цилиндрическая d = 95 мм с двумя шпоночными канавками.
Из предложенного перечня (:Приложение табл. 45) выбираю муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 19000 Нм.
2.7. Расчет звездочек.
Известные параметры:
делительный диаметр звездочек d e = 400 мм;
количество зубьев z = 6;
шаг зубьев t = 200 мм.
диаметр роликов цепи D ц = 120 мм.
Диаметр наружной окружности определяю по формуле:
мм, (2.47)
где: К=0.7 - коэффициент высоты зуба (:т.2 табл. 31).
Диаметр окружности впадин определяю по формуле:
Смещение центров дуг впадин определяю по формуле:
e = 0.01 .. 0.05 t = 8 мм. (2.49)
Радиус впадин зубьев определяю по формуле:
r = 0.5(D ц - 0.05t ) = 50 мм. (2.50)
Половина угла заострения зуба = 15 о (:т.2 табл. 31).
Угол впадины зуба = 86 o (:т.2 табл. 31).
Радиус закругления головки зуба определяю по формуле:
Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю по формуле:
мм. (2.52)
Ширину зуба определяю по формуле:
b f = 0.9(50 - 10) - 1 = 35 мм. (2.53)
Ширину вершины зуба определяю по формуле:
b = 0.6b f = 21 мм. (2.54)
Диаметр венца определяю по формуле:
мм, (2.55)
где: d 5 = 150 мм - диаметр реборды катка цепи;
h = 70 мм - ширина пластины цепи.
2.8. Расчет некоторых конструктивных элементов конвейера.
В качестве несущей опоры для катков цепи выбираю швеллер 12 по ГОСТ 8240-89 с моментом сопротивления изгибу W x = 8.52 см 3 . Несущий швеллер опирается на сварные рамы, определяю расстояние между рамами:
Максимально допустимый изгибающий момент для швеллера 12 определяю по формуле:
С учетом того, что вся нагрузка распределяется на два швеллера максимальную длину пролета определяю по формуле (вывод формулы опускаю):
м. (2.57)
Для предотвращения чрезмерного прогиба несущего швеллера принимаю 3-х кратный запас прочности и длину пролета 1.2 м.
Радиус изгиба на переходе конвейера из наклонного участка в горизонтальный, исходя из шага цепи, согласно принимаю R
= 3 м.
Литература.
1.
Барышев А.И., Стеблянко В.Г., Хомичук В.А.
Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование транспортирующих машин: Учебное пособие/ Под общей редакцией А.И. Барышева - Донецк: ДонГУЭТ, 2003 - 471 с., ил.
2.
Барышев А.И.
, Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ в пищевой промышленности. Часть 2. Транспортирующие машины. - Донецк: ДонГУЭТ, 2000 - 145 с.
3.
С.А. Чернавский
Курсовое проектирование деталей машин, М.: Машиностроение, 1979. 351 с.
4.
Ануфриев В.И.
Справочник конструктора - машиностроителя в трех томах, М.: Машиностроение, 2001.
5.
Яблоков Б.В., Белов С.В
Методические указания к курсовому проекту по подъемно-транспортным устройствам (пластинчатые конвейеры), Иваново, 2002 г.