Разработка привода ленточного транспортера

Разработка привода ленточного транспортера

 

 

ХАНОВ РУСЛАН ФИРДАВИСОВИЧ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Редуктор - механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтой или другими разъемными устройствами. Редуктор состоит из корпуса (литого чугуна или стального сварного). В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используют подшипники качения. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых коле в пространстве.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес. Достоинством зубчатых передач является: высокий КПД, постоянство передаточного отношения и широкий диапазон мощностей.

В настоящем проекте произведен расчет механического привода, состоящего из закрытой косозубой цилиндрической и цепной передач.

 

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Потребляемая мощность электродвигателя

 

где

- КПД КПД зубчатой передачи;

- КПД цепной передачи;

- КПД муфты.

- КПД пары подшипников качения.

По таблице 1.1/1/

=0,97 =0,96 =0,98 =0,99

n=2 - число пар подшипников качения

 

кВт.

Частота вращения электродвигателя:

где - передаточное число зубчатой передачи.

- передаточное число цепной передачи;

По таблице 1.2/1/

=4

=3

 

По мощности и частоте вращения выбираем электродвигатель:

серия АИР160М8УЗ/727

асинхронная частота вращения об/мин.

мощность кВт

Определяем общее передаточное отношения привода

 

Разбиваем передаточное число привода по ступеням:

Принимаем

 

Угловые скорости и частоты вращения валов.

 мин^-1,

 

 мин^-1

 мин^-1

 с^-1

 с^-1

 с^-1

 

Крутящие моменты на валах.

 

 Нм,

 Нм,

 Нм.

РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Р₁=Р_в/ =7/0,96*0,99=7,37кВт

 

По передаточному числу цепной передачи назначаем число зубьев малой звездочки

U=3,83; z₁=23 (с.286, /1/).

Определяем число зубьев большой звездочки

z₂ = z₁*u = 23*3,83= 88

а=40Р_ц

Вычисляем расчетную мощность передачи по формуле:

 

Р_р = Р₁ К_э К_z K_n

 

где Р₁ - мощность выходного вала, кВт;

К_э - коэффициент эксплуатации;

К_z - коэффициент числа зубьев;

K_n - коэффициент частоты вращения.

Коэффициенты числа зубьев и частоты вращения вычисляем по формулам:

 

К_z =z₀₁/z₁=25/23=1,09

 

где z₀₁ = 25,

n₀₁ - базовая частота вращения малой звездочки.

Коэффициент эксплуатации вычисляем по формуле:

К_э = К_д К_а К_н К_рег К_с К_реж,

 

где К_д - коэффициент динамической нагрузки;

К_а - коэффициент межосевого расстояния или длины цепи;

К_н - коэффициент наклона передачи к горизонту;

К_рег - коэффициент способа регулировки натяжения цепи;

К_с - коэффициент смазки и загрязнения передачи;

К_реж - коэффициент режима или продолжительности работы передачи в течение суток.

Принимаем К_д = 1, К_а = 1, К_н = 1, К_рег = 1 К_реж = 1(табл. 13.2, 13.3, /1/).

К_с=1,3

Коэффициент эксплуатации

К_Э=1*1*1*1*1,3*1=1,3

Р_Р=7,37*1,3*1,38*1,09=14,41кВт

Выбираем приводную роликовую цепь типа ПР-31,75-88500 (табл.13.4) с параметрами:

Р_ц=31,75мм

Максимально возможная скорость движения цепи будет

 

 м/с.

 

z₁ - число зубьев малой звездочки;

- частота вращения ведущего вала, мин^-1_.

Для выбранной цепи определяем геометрические параметры.

Межосевое расстояние:

а=40*31,75=1270

Число звеньев цепи:

L_p =  +  + ,

 

где а - межосевое расстояние, мм;

Р_ц - шаг цепи, мм;

z₁ - число зубьев малой звездочки;

z₂ - число зубьев большой звездочки.

Значение L_p округляем до целого четного числа L_p =138.

Для принятого значения L_p уточняем межосевое расстояние:

 

 

Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние уменьшаем на 3 мм,

а = 1262 мм.

Диаметры делительных окружностей звездочек:

 

 

где Р_ц - шаг цепи, мм;

z - число зубьев звездочки

Вычисляем полезную нагрузку цепной передачи:

F_t = ,

где P₁ - мощность выходного вала, Вт;

v - скорость движения цепи, м/с.

F_t=7,37*1000/1,8=4094 Н.

Оценим возможность резонанса

 

 

где q=2,1 кг/м

Производим проверку работоспособности цепной передачи по критерию износостойкости шарниров цепи.

 

p =  £ [p],

 

где р - давление в шарнирах цепи, МПа;

F_t - полезная нагрузка цепной передачи, Н;

В - ширина втулки цепи, мм;

d - диаметр валика цепи, мм;

[p] - допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа.

 

[p] = [p_о]/К_э,

 

где [p_о] = 29 МПа - допускаемое давление в шарнирах цепи при типовых условиях передачи (табл. 13.1, /1/).

[p] = 29/1,3 = 22,3 МПа;

Р=4094/27,46*9,55=15,6 МПа

р=15,6МПа < 22,3 МПа=

Износостойкость шарниров цепи обеспечена.

 

РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Проектный расчет вала

Тихоходный вал:

 

Мм

 

мм принимаем l₁=60мм

 

мм

мм

мм

 

l₃=98мм - определяется графический на эскизной компоновке

мм

l₄=B+c=20+1,6=21,6мм

Быстроходный вал:

мм

 

мм принимаем l₁=40мм

мм

мм

мм

 

l₃=98мм - определяется графический на эскизной компоновке

 

мм

l₄=B+c=18+1.6=19.6мм

 

Зазор между вращающимися деталями и внутренней стенкой корпуса.

По формуле 3.5/1/

 

 

L = 2∙a = 2∙125 = 250 мм.

Принимаем а = 9 мм.

Расстояние между колесом и днищем редуктором.

.

l_ст=(1,1…1,5)d=66…90

Тихоходный вал

 

В горизонтальной плоскости:

 

Проверка:

 

 

,8+4619-2446+2321,8=0

Сечение «А»

Сечение«В»

В вертикальной плоскости:

 

 

 

Проверка:

 

;

 

,2-1360+1405,2=0;

Сечение «А»

Сечение «В» Нм

Определение суммарных изгибающих моментов

 

Сечение «B»

Сечение «A»

Быстроходный вал

В горизонтальной плоскости

 

Проверка:

 

,9+4100-1132-225,1=0

В вертикальной плоскости:

Проверка:

 

;

,6-1529+922,4=0;

 

Проверочный расчет вала

 

Запас усталостной прочности в опасных сечениях

 

s = ³ [s] = 1,5,

 

где s_s = - запас сопротивления усталости только по изгибу;

s_t =  - запас сопротивления усталости только по кручению.

В этих формулах:

s_-1 и t_-1 - пределы выносливости материала вала, МПа;

s_а и t_а - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений, МПа;

s_m и t_m - постоянные составляющие циклов напряжений, МПа;

y_s и y_t - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости;

К_s и К_t - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;

К_d - масштабный фактор;

К_F - фактор шероховатости.

Назначаем материал вала:

Сталь 40, s_В = 700 МПа.

s_-1 = (0,4… 0,5) s_В = 280…350 МПа. Принимаем s_-1 = 300 МПа.

t_-1 = (0,2… 0,3) s_В = 140…210 МПа. Принимаем t_-1 = 150 МПа.

Принимаем y_s = 0,1 и y_t = 0,05 (с. 264, /1/), К_d = 0,72 (рис. 15.5, /1/) и К_F = 1 (рис. 15.6, /1/).

Сечение В:

d = 50 мм,

М = 201*10³ Н*мм,

Т = 485000 Н*мм.

 

 

Принимаем К_s = 2,4 и К_t = 1,8 (табл. 15.1, /1/).

Запас усталостной прочности в сечении В обеспечен.

Сечение С:

d = 60 мм,

М = 224000 Н*мм,

Т = 485000 Н*мм.

 

 

Принимаем К_s = 1,7 и К_t = 1,4 (табл. 15.1, /1/).

Запас усталостной прочности в сечении С обеспечен.

 

ПОДБОР И РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ

ПОДБОР И РАСЧЕТ ШПОНОК

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСА

 

Для удобства сборки корпус выполнен разъемным. Плоскости разъемов проходят через оси валов и располагаются параллельно плоскости основания.

Для соединения нижней, верхней частей корпуса и крышки редуктора по всему контуру разъема выполнены специальные фланцы, которые объединены с приливами и бобышками для подшипников. Размеры корпуса редуктора определяются числом и размерами размещенных в нем деталей и их расположением в пространстве.

К корпусным деталям относятся прежде всего корпус и крышка редуктора, т.е. детали, обеспечивающие правильное взаимное расположение опор валов и воспринимающие основные силы, действующие в зацеплениях.

Корпус и крышка редуктора обычно имеют довольно сложную форму, поэтому их получают методом литья или методом сварки (при единичном или мелкосерийном производстве).

 

СМАЗКА РЕДУКТОРА

 

В настоящее время в машиностроении широко применяют картерную систему смазки при окружной скорости колес от 0,3 до 12,5 м/с. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которые покрывают поверхность расположенных внутри деталей.

Выбор сорта смазки

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло, чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла.

Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружности скорости колес.

Окружная скорость колес ведомого вала у нас определена ранее: V2 = 0,7 м/сек. Контактное напряжение определена [ н] = 694 МПа.

Теперь по окружности и контактному напряжению из табл.8.1 /4/ выбираем масло И-Г-А-46.

Предельно допустимые уровни погружения колес цилиндрического редуктора в масляную ванну:

Наименьшую глубину принято считать равной 6 модулям зацепления от дна корпуса редуктора.

Наибольшая допустимая глубина погружения зависит от окружной скорости колеса. Чем медленнее вращается колесо, тем на большую глубину оно может быть погружено.

m ≤ hM ≤ 2/3d2

Определяем уровень масла от дна корпуса редуктора:

h = в0 + hм =10 + 35 = 45 мм

в0 - расстояние от наружного диаметра колеса до дна корпуса

в0 ≥ 6 х m ≥ 6 х 2 ≥ 12 мм

Объем масляной ванны

 мм3

Объем масляной ванны составил ≈ 1,3 л.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Операции по сборке узла ведомого вала осуществляют в следующем порядке:

.   установить шпонку в паз на диаметр вала для цилиндрического колеса;

.   установка цилиндрического колеса;

.   установка подшипников до упора в заплечики, осевой зазор регулируется при установке крышек с помощью набора тонких металлических прокладок;

.   укладка вала в бобышки нижнего корпуса;

.   установка и крепление верхнего корпуса;

.   установка и крепление крышек, фиксирующих подшипники (жировые канавки сквозной крышки перед установкой забить консистентной смазкой);

.   установка шпонки в паз на выходной конец вала.

 

БИБЛИОГРАФИЯ

 

1. Иванов М.Н. Детали машин. Высшая школа, М.:Высш. шк.,2010.-383 с.

.   Дунаев П.Ф., Леликов. О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. Высшая школа, 2006.-465 с..

.   Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М., 2009.-263 с..

.   Марочник сталей и сплавов. Справочник / Под редакцией В.Г. Сорокина, М., Машиностроение, 009.-412с.

Разработка привода ленточного транспортера

 

 

ХАНОВ РУСЛАН ФИРДАВИСОВИЧ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Редуктор - механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтой или другими разъемными устройствами. Редуктор состоит из корпуса (литого чугуна или стального сварного). В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используют подшипники качения. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых коле в пространстве.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес. Достоинством зубчатых передач является: высокий КПД, постоянство передаточного отношения и широкий диапазон мощностей.

В настоящем проекте произведен расчет механического привода, состоящего из закрытой косозубой цилиндрической и цепной передач.