Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ивановский государственный архитектурно-строительный университет»
Инженерно-строительный факультет
Кафедра «Строительное материаловедение и специальные технологии»
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Механическое оборудование предприятий строительной индустрии»
на тему:
«ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЛОЧНОЙ ВИБРОПЛОЩАДКИ С ВЕРТИКАЛЬНО НАПРАВЛЕННЫМИ ГАРМОНИЧЕСКИМИ КОЛЕБАНИЯМИ»
Выполнил: ст.гр. ПСК-41
Башаров И.Н.
Руководитель: Колобердин В.И.
Иваново 2006
Содержание
Введение………………………………………………………………………3
Задание на курсовой проект………………………………………………....5
Расчет рабочих параметров виброплощадки……………………………….6
на динамическую грузоподъемность………………………………...7
Техника безопасности и охрана труда……………………………………..15
Библиографический список………………………………………………...17
Введение
Формование – один из важнейших технологических процессов при изготовление изделий сборного железобетона, во многом определяющий свойства будущего изделия (прочность, морозостойкость, качество поверхности и др.).
В заводских условиях наибольшее распространение получил метод объемного виброформования изделий с помощью виброплощадок, предназначенных для установки форм с бетоном и передачи формам колебаний для уплотнения бетонной смеси. Существует множество разновидностей виброплощадок.
Широко применяются виброплощадки с гармоническими колебаниями и снабженными ценробетонными дискобалансными вибровозбудителями. Одним из характерных признаков в классификации виброплощадок служит направленность колебаний. Блочные безрамные виброплощадки с гармоническими вертикально направленными колебаниями считаются основным типом машин для уплотнения бетона (СМЖ-1876, СМЖ-2006, СМЖ-199А, СМЖ-164).
В данном курсовом проекте рассчитывается такая виброплощадка. Виброплощадка состоит из отдельных виброблоков, связанных между собой карданными валами, вращение которых осуществляется от двигателя через синхронизатор. Двигатель соединен с синхронизаторами и смонтирован на отдельной платформе, закрепленной на фундаменте. Виброблок состоит из соединенных между собой с помощью болтов, электромагнита, вибровозбудителя и двух кронштейнов, которые через опорные пружины опираются на раму.
Пружинная опора состоит из основной и вспомогательной пружины, соединяемых с помощью болта, гайки, шайб и втулок с опорной рамой. Электромагнит служит для крепления формы к виброблоку, представляет собой корпус, в котором размещена катушка, причем в пространство между
катушкой и корпусом залит специальный эпоксидный раствор (состав) или битумная масса. Синхронизатор служит для обеспечения синхронного вращения двух или четырех дебалансных валов.
В данном курсовом проекте производится расчет виброплощадки, состоящей из трех виброблоков. Так как ширина вибрируемого изделия составляет 3000 мм, а длинна 12000 мм, то конструктивно принимаем виброплощадку с одной линией (три блока в один ряд). В виброблоках каждый виброгенератор снабжен четырьмя дебалансами. Для работы виброплощадки используется один двигатель.
Задание (вариант 15)
Спроектировать блочную виброплощадку с вертикально направленными гармоническими колебаниями, если имеем массу бетонной смеси, амплитуду колебаний м, частоту колебаний ω=310 рад/с, расстояние между виброплощадками 1-1,5 м, плотность бетонной смеси кг/м3, а формуемым изделием являются колонны многоэтажных зданий.
|
Марка изделия |
Габариты, м |
Бетон |
Арматура, кг |
Кол-во пакетов в камере |
Кол-во изделий в пакете |
|||
|
L |
B |
H |
Марка |
Объем, м3 |
||||
|
_ |
12 |
3 |
0,4 |
300 |
2,84 |
260 |
2 |
3 |
Виброблок имеет 2 виброгенератора;
Общее количество виброблоков 6;
Количество дебалансов у одного виброблока ;
Общее количество дебалансов:
Схема виброплощадки
Расчет рабочих параметров виброплощадки [8, с.7]
Масса вибрируемой бетонной смеси:
,
Амплитуда колебаний , частота колебаний ω=310 рад/с, количество виброгенераторов z= 6.
Масса формы:
,
Масса колеблющихся частей:
,
Приведенную массу формуемого изделия находим по формуле:
,
Массу вибрирующих частей определим по формуле:
.
Вычислим необходимый статистический момент массы дебалансов,
который определим по формуле:
,
Необходимый статистический момент одного дебаланса рассчитываем по формуле:
,
где z – число виброгенераторов:
- количество дебалансов у каждого виброгенератора.
,
Внутренняя сила одного дебаланса находится по формуле:
,
Находим ориентировочный внутренний диаметр подшипников вала виброгенератора по формуле:
,
Определим радиус rд и ширину дебалансов в́ по следующим соотношениям:
,
,
Исходя из приложения [8, с.27] и учитывая ранее найденный диаметр dв = 56 мм дебалансного вала, подшипник подбираем по таблице 2П [8, с.30] подшипников качения, габаритные размеры роликового радиального подшипника: №3612, dв= 60 мм, D= 130 мм, В1= 46 мм, С= 130 кН.
При расчете эквивалентной динамической нагрузки Р используют следующую зависимость:
,
Где - коэффициент, учитывающий циркуляцию наружного кольца в подшипниках виброгенератора (1,2).
- коэффициент безопасности (1,1).
- коэффициент температуры (1),
Требуемую динамическую грузоподъемность Сn определяют по формуле:
,
где Кn – находим по таблице 1П [8, с.29] при частоте вращения вала:
об/мин,
и долговечности Ln= 4000 часов.
Сравним требуемую динамическую нагрузку и динамическую грузоподъёмность подшипника №3612:
,
Это недопустимо, поэтому требуется подбор другого подшипника.
Возьмём подшипник №3614 с параметрами dв= 70 мм, D= 150 мм,
В1= 51 мм и С= .
В связи с изменением подшипника пересчитаем радиус rд и ширину bI дебаланса:
,
,
Рассчитываем статистический момент дебаланса толщиной bI= 1 мм:
.
По полученным значениям rд= 59,5 мм и М1= 0,00491 в таблице 1
[8, с.16] находим ближайшее значение внешнего радиуса дебаланса
Rц= 80 мм, тогда радиус окружности, описываемый крайней точкой дебаланса при его вращении, примет следующее значение:
,
Расстояние между осями дебалансных валов двухвального виброгенератора определим по формуле:
,
Принимаем Ав= 215 мм.
Схема цилиндрического дебаланса со смещенной осью.
Значения величин:
Rц= 80 мм;
Rд= 0,121 м;
rд= 59,5 мм;
dв= 70 мм.
Требуемую жесткость всех опор С определяют по формуле:
, т.е.
,
.
В последней формуле имеем: максимальная деформация упругих
опор под нагрузкой, ; - минимальное из рекомендуемых соотношений собственной частоты вибросистемы и частоты вынуждающей силы. Принимаем значение суммарной жесткости опор С= , тогда фактическая максимальная деформация упругих опор принимает следующее значение:
Виброблок
В качестве упругих опор, в основном, используются винтовые цилиндрические пружины сжатия, собираемые в пакеты. Жесткость всех основных (нижних) пружин определяется как:
,
Определяем жесткость одной нижней пружины (основной) пружины:
,
где - количество нижних (основных) пружин.
При z0 = zв жесткость одной верхней (вспомогательной) пружины выразится:
,
Максимальная деформация основных пружин выразится:
,
где - амплитуда колебаний при переходе через резонанс, - возможная деформация пружин в период монтажа для установки всех опор в одной плоскости, обычно в одной плоскости, обычно
Определяем максимальную деформацию верхней (вспомогательной) пружины по формуле:
,
С другой стороны, деформация вспомогательной пружины в процессе монтажа может составить величину:
Из двух значений наибольшим является второе, поэтому принимаем
Размеры пружин определяются по таблице 2 [8, с.16]. При этом необходимо вычислить для обеих пружин параметр Апр, характеризующий напряжение в них при единичной нагрузке:
где [τ] = 365 МПа – предел прочности для материала пружины.
Любое значение среднего диаметра пружины Dп и диаметра прутка пружины dп, для которых А в таблице 2 [8, с.16] равно найденным значениям величин Апр или несколько меньше их, обеспечить достаточную прочность пружины, при этом, количество витков пружины должно находится в рамках zп = 5÷12.
В качестве основной пружины используем пружины следующих параметров: Dп = 60 мм, dп = 14, А0 = 7,64, В0 = 1670, количество витков zп.о. определим:
витков,
Как вспомогательную пружину выбираем пружину с Dп = 30 мм,
dп = 8 мм, А0 = 21,5, В0 = 1420, тогда количество витков zп.в. определится:
витков.
Определяем диаметр стяжного болта, из расчёта на растяжение максимальным усилием, действующим на болт при ненагруженной виброплощадке, в случае регулировки высоты опоры при монтаже:
,
где Рб – усилие растяжения болта,
,
[σ] = 40 МПа – допустимое напряжение для болтов из стали Ст45.
По конструктивным соображениям принимаем диаметр стяжного болта ø12.
Максимальная нагрузка на фундамент определится по формуле:
Где - жесткость всех опор
- амплитуда колебаний
Мощность N1, расходуемая на преодоление сил трения в подшипниках дебалансов валов, рассчитывается так:
где f – коэффициент трения в подшипниках ( f = 0,008).
- амплитуда колебаний
- внутренний диаметр подшипника вала
Мощность N2, расходуемая на преодоление сопротивления в вибрируемой бетонной смеси, опорах и конструктивных элементов, рассчитываем по
формуле:
где α – угол сдвига фаз, принимаем α = 200
Дополнительные затраты мощности N3, расходуемые на преодоление сил трения в синхронизаторах, муфтах, карданных валах и др., определяем по формуле:
Суммарная мощность N определяется:
N = N1+N2+N3 = 9,14+22,86+0,688 = 32,68 кВт.
Принимаем схему привода виброплощадки с одним синхронизатором и тремя виброблоками.
Схема привода рассчитываемой виброплощадки
1 – двигатель; 2 – синхронизатор; 3 – блок; 4 – карданный вал;
5 – дебаланс.
Определяем мощность электродвигателя с учетом коэффициента устойчивости работы привода (Ку = 1,25):
Выбираем двигатель асинхронный обдуваемый типа 4А200М4У3 мощностью 45 кВт и синхронной частотой вращения nдв= 3000 об/мин по таблице 3П [8, с.31].
Крутящий момент Мн, зубчатой передачи синхронизатора определим:
По крутящему моменту и передаваемой мощности подбираются синхронизаторы, карданные валы и муфты.
Усилие Fк , крепления формы в процессе вибрирования бетонной смеси рассчитываем по формуле:
где g – ускорение силы тяжести, м/с2 ; К3 – коэффициент запаса прочности
крепления, К3 = 1,45.
- масса вибрирующих частей; - масса колеблющихся частей
В качестве устройства для крепления формы обычно используются электромагниты, устанавливаемые на каждом виброблоке. Усилие одного электромагнита определяется:
Используем серийно выпускаемый магнит с усилием крепления
Fк1 = 60 кН.
Виброгенератор
1 — корпус; 2— дебаланс; 3 — вал; 4— подшипник; 5 — дополнительный съемный груз; 6 — болт; 7 — выступ кольцевой; 8 — шайба; 9 — пробка.
Блочная виброплощадка
1 – виброблок; 2 – карданный вал; 3 – электродвигатель; 4 – синхронизатор; 5 – рамка; 6 – опорная рама; 7 – кожух.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
Заводы сборного железобетона относятся к числу предприятий, на которых санитарно-гигиенические нормы и техника безопасности должны широко соблюдаться.
Хорошие санитарно-гигиенические условия труда и техника безопасности позволяют повысить производительность труда и сохраняют здоровье рабочих и служащих предприятий.
Вопросы обеспечения нормальных гигиенических и санитарных норм, а так же техника безопасности закладываются при проектировании завода. В цехах, где используются виброплощадки, должны быть приняты меры по снижению шума, т.к. это оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека.
При работе вибрационных машин шум характеризуется уровнем шумового давления в децибелах, а вибрация виброскоростью. Звуковое давление измеряется шумомером на расстоянии 1 метра от источника шума и 1,5 метра от пола:
Виброскорость определяется по формуле: ;
Допустимый уровень шумового давления в производственных помещениях приведен в таблице 1, а допустимые виброскорости в таблице 2.
Уровень шума и вибрации на рабочих местах не должен превышать допустимые пределы, в противном случае необходимо установить звуковую и вибрационную изоляцию.
Виброплощадки устанавливают на массивные фундаменты, изолированные от пола упругими прокладками или резиновыми изоляторами. Формы обязательно крепятся к виброплощадкам акустическими кожухами.
Своевременный профилактический осмотр, ремонт и наладка виброоборудования избавляет от возможности аварийной ситуации. Рабочие
должны использовать обувь на резиновой подошве из губчатой резины, противошумные наушники, рукавицы с прокладкой из пенопласта.
Таблица 1
|
Место нахождения рабочих |
Уровень шумового давления (ДБ), при частоте активных полос, Гц |
|||||
|
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
|
|
В производственных помещениях и на открытых виброплощадках |
96 |
91 |
88 |
85 |
83 |
81 |
|
В помещении кабин пультов и управления |
74 |
68 |
63 |
60 |
58 |
55 |
Таблица 2
|
Частота, Гц |
Виброскорость, м/с |
|
|
При местной вибрации на поверхности конт. |
При общей вибрации свободных мест |
|
|
11-22 |
5 |
0,35 |
|
22-45 |
3,5 |
0,35 |
|
45-90 |
2,5 |
0,35 |
|
90-180 |
1,8 |
0,27 |
|
180-335 |
1,2 |
0,22 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Федоров Г.д., Иванов А.Н., Савченко А.Г. Механическое оборудование предприятий вяжущих веществ и изделий из них. — Курсовое проектирование. Харьков: Высшая школа, 1986. 200 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. 5-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1978. Т.2. 559 с.
З. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3 т. 5-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1978. Т.З. 557 с.
4. Вибрационные машины в строительстве строительных материалов: Справочник/ Под ред. В.А. Баумана. М: Машиностроение, 1976. 548 с.
5. Журавлев М.Н., Фоломеев А.А. Механическое оборудование предприятий вяжущих материалов и изделий на базе их. М:
Высшая школа, 1983. 232 с.
6. Силенок С.Г. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М: Машино строение, 1990. 416 с.
7. Борщевский А.А., Ильин А.С. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. М: Высшая школа, 1987. 368 с.
8. Оборудование для формование бетонных, железобетонных конструкций и изделий/Виброплощадки/: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Механическое оборудование предприятий строительной индустрии» /Иванов. гос. архитек.-строит. академия; сост. В.И. Колобердин. Иваново, 1998. 33 с.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
3
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
2
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
4
ист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
5
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
8
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
14
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
16
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
15
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ИГАСУ ИСФ 03003 ПСК-41 КП
17
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.