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
Данные из источника 8.
1.9 Схема конвейера (рис.1):
1 9 2 3 4 5 6 7 8
рис.1
2.1. Определяем диаметр винта (D) конвейера.
Диаметр винта определяем из формулы производительности. Формулу берем из источника 6:
Q = 60 (pD2/4)* S* n* C* r* y,
где r- насыпная плотность груза (см. пункт 1.8.1.),т/м3; С - поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера: при угле наклона равном j = 100, С=0,8 [8 стр. 354], S- шаг винта, м; n-частота вращения вала винта, об./мин; y- коэффициент наполнения желоба винта.
Тогда при производительности Q=5 т/ч получаем:
5 = 47 D2 * S* n* y* 1,6* 0,8
D2 * S* n* y = 8,311*10-2
2.2. Коэффициент наполнения y, во избежание скопления груза у промежуточных подшипников принимают относительно небольшим, он зависит от свойств насыпного груза: y =0,3 [1];
2.3. Шаг винта (S) шнека для сравнительно легко перемещаемых грузов принимаем равным: S=0,8 D [4 стр. 267]
2.4. Максимальную частоту вращения n, об/мин, выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта. Она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал, продвижение груза. Частоту вращения определяем по формуле:
n max = A/ D,
где, А - эмпирический коэффициент, зависящий от свойств материала: А=30 [8 табл.12.1 стр.354].
2.5. Значение диаметра, выбирают ориентировочно и проверяют по ГОСТу. Окончательно его назначают с учетом ряда диаметров по ГОСТ 2037-84.
С учетом всех преобразований получаем:
D2, 5 = 0,1
Отсюда диаметр равен: D=0,168 м.
Тогда получаем: шаг винта равен S=0,13м;
частота вращения вала винта n=30/12,65=75 об/мин.
2.6. Проверка производительности винтового конвейера по полученным результатам:
d винта=35+0,1 D= 35+0,1*160=51мм.
2.9. Определяем скорость транспортирования материала V,м/с:
V=S*n/60= 0,13*75/60=1,625 м/с.
3. Мощность.
Pпот=Q (w’ *Lг+H) g/3600+D*Lг/20,
где w’-коэффициент сопротивления [4 стр. 13] w’=4,00; g-ускорение свободного падения; L гор - горизонтальная проекция длины транспортирования винтового конвейера: Lг=L* cos=6* cos 100=5,9 м;
Pпот=4,5 (4*5,9+1,0) 9,81/3600+ 0,16*5,9/20=0,29 кВт.
3.2. Определяем мощность на валу винта Pв по формуле:
Pв=Qрасчетная L (w’+ sin)/367=4,5*6(4+0,1736)/367=0,307 кВт.
4. Выбор оборудования обеспечивающего требуемые параметры.
Двигатель выбираем типа 4А с фазным ротором (рис.2). Применение таких двигателей обусловлено относительно равномерной загруженностью всех парциальных приводов одинаковой или неодинаковой номинальной мощностью. Возможно, использовать четыре исполнения двигателей:
|
Тип двигателя |
P, кВт |
n, об/мин |
КПД, % |
Cos |
МпускМном |
Ммах Мном |
|
4А63B4У3 |
0,37 |
1365 |
68 |
0,69 |
2,0 |
2,2 |
|
4А71A6У3 |
0,37 |
910 |
64,5 |
0,69 |
2,0 |
2,2 |
|
4А80A8У3 |
0,37 |
675 |
61,5 |
0,65 |
1,6 |
1,7 |
Синхронная частота вращения 3000 об./мин. В выборе не участвует так как, максимальная частота вращения быстроходного вала редуктора РЧУ
равна 1500 об./мин.
U1365=nэд./nвала=1365/75=18,20
U910=12,13
U675=9
Из ряда редукторов РЧУ имеются с U=10, U=25, U=50 и т.д.
Определяем расхождение передаточного отношения у редукторов
U1=((U1365- Uстандарт)/ Uстандарт)*100%=((18,20-25)/25)*100%= -27,2%
U2=((12,13-10)/10)*100%=21,3%
U3=((9-10)/10)*100%=10%
4.1.3 Эскиз двигателя (рис.3)
4.2.1 Определение Tкр на валу винта:
Ткр=PB/(kзапаса*)
где kзапаса –коэффициент запаса принимается 1,8…2,0 принимаем kзапаса =1,8; -угловая скорость вращения вала винта:
=2n/60= 2*75*3,14/60=7,85 рад/сек.
Ткр=0,29/1,8*7,85=0,02 кНм или 20 Нм.
Редуктор выбираем по источнику 1 стр. 645-655:
Редуктор имеет следующие параметры: U=10 допускаемый Ткр=31 Нм при непрерывном режиме работы. Другие виды редукторов при данном передаточном отношении допускают слишком большие моменты, что нецелесообразно по ценовым факторам. А редукторы с допускаемым передаточным отношением имеют слишком маленькие передаточные отношения.
Рис.5 на быстроходный вал
Рис.6 на тихоходный вал
Муфта МУВП номинальный крутящий момент 63 Нм
Посадочный диаметр на вал редуктора 22мм. Исполнение 1
Посадочный диаметр на вал двигателя 16мм. Исполнение 3
Общеклиматическое исполнение
На винтовой конвейер не целесообразно применение тормозного устройства из-за того, что имеется возможность самоторможения.
Fос=2Tкр/(k*Dtg(+)),
где k- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения материала по винту. Принимают равным от 0,7 до 0,8. Принимаем k=0,8;
tg=f1- коэффициент внешнего трения по металлу трения; tg=0,48; =260
Foc=2*20/(0,8*0,16*tg(26+10))=430,12 Hм
Ft=2Tкр/D=2*20/0,16=250 Нм
Fr= Ft tg=250*0,48=120 Hм
FM=0,5T/R=0,5*20/1,5*0,16=41,667 Hм
МА=0
RBX=(FM (l-l1)- Ft (l1-l2))/l1=(41,667*3,0- 250*1,5)/3,0= -83,33 H
МB=0
RAX =(FM l- Ft l2)/l1=(41,667*6- 250*1,5)/3,0= -41,667 H
МА=0
RBY=(Fr(l1 –l2)- Gг(l1- l2))/l2 ,
где Gг- горизонтальная проекция веса материала передаваемого по винту
При определении веса материала, находящегося в шнеке, пользуемся формулой из источника 3: G=(/4)(D2-dвала2)L0*н;
где 0-вес единицы объема транспортируемого материала: принимаем 0=0,147 т/м3 согласно источнику 3; н-коэффициент наполнения объема шнека;
G=(3,14/4)(0,162-0,0512) 6*0,147*0,3=0,00478 кH=4,78 H
Gг=G* cos =4,78*cos100 =4,707
RBY=(120*1,5- 4,707*1,5)/3,0=57,65 H
МB=0
RAY =(Fr l2- Gг l2)/l1=(120*1,5- 4,707*1,5)/3,0=57,65 H
FA=4(Foc + GB)/D2=4(430,12+ 4,78*sin)/3,14*0,162=2,14*104
u =T / Woc= Mxz2+ Myz2/0,1D3=3,71*105
max=u+FA=3,93*105 H
min=-u+FA= -3,496*105 H
a=w=max/2=T/2WP=2,44*104 H; Wp=0,2D3
S=(S*S)/ S2+S2 [S]=1,5…2,0
S=-1/(k*a/(Mп)+*M),
S=-1/(k*a/(Mп)+*M),
где -1, -1-приделы выносливости материала; k, k-коэффициенты концентрации напряжений; M- коэффициент учитывающий масштабный фактор; п- коэффициент учитывающий поверхностный фактор; , - коэффициентs учитывающие ассиметрию цикла изменения напряжений; - коэффициент учитывающий упрочнение поверхности.
Все эти коэффициенты приняли согласно справочной литературе для марки материала винта.
|
Материал винта |
-1 , МПа |
-1 , МПа |
Т , МПа |
Т , МПа |
HB |
|
Сталь 45 |
350 |
210 |
300 |
550 |
200…240 |
M=0,75; п=0,85; = 0,1; =0,05; k=1; k=1; =1.
a=(max +min)/2=2,17*104
m=(max +min)/2=3,71*105
S=350*106/(2,17*104/(0,75*0,85)+0,1*3,71*105)=4919,9
S=210*106/(2,44*104/(0,75*0,85)+0,005*2,44*104)=5469,25
S=(4919,9* 5469,25 )/ 4919,9 2+5469,252 =36,57>[S]
Вывод: выносливость вала обеспечена.
SТ=Т/max =550*106/3,93*105=1399,49
SТ =Т /max=300*106/2*2,44*104=6147,54
ST=(1399,49*6147,54 )/ 1399,492+6147,542 =13,64>[ST]=1,5…2,0
Вывод: статическая прочность вала обеспечена.
На валу винта, в концевой опоре, установлен подшипник роликовый - упорный под диаметр 45 №2007108А
В основе расчета лежит экспериментальная зависимость:
L=(C/F) , млн/об,
где, L-долговечность подшипника в миллионах оборотов; С - динамическая грузоподъемность (задается в каталоге) [Ист.1 стр. 176]
С=49500 H; F-приведенная нагрузка на подшипник; - показатель степени (для роликовых =3,33) e=1,314- коэффициент зависящий от типа подшипника.
Нахождение приведенной нагрузки на подшипник
R = Rax2 + Ray2 = 41,6672+57,652 =71,13
При вращении внутреннего кольца kk=1,0
Проверим условие: Foc/(R*kk)e
430,12/(71,13*1)=6.046>e=1,314
Значит, приведенная нагрузка на подшипник равна:
F=(XR* kk +Y* Foc) kb *kT =(1,2*71,13+430,12*0,85) 1,1*1=496,05
Данные по коэффициентам взяты из 5-го источника
L=(49500/496,05 )3,33=4538742,567
LH=L*106/60*n=4538742,567*106/60*60=1,261*109 часов
Определим V –окружную скорость на шейке вала, по формуле:
V=( dp n)/60*1000,
где dp- диаметр подшипника; n- частота вращения шпинделя, мин-1
V=(3,14*45*60)/60000=0,14 м/с.
Удельная нагрузка на подшипник МПа.
P=100F/dplp [P]=2-10 МПа
R= Rвx2 + Rвy2 = 83,33 2+57,652 =101,328
Так как действует осевая сила значит формула определения приведенной нагрузки на подшипник такая – же как и в предыдущем случае:
F=(XR* kk +Y* Foc) kb kT =(0,9*101,328+0,85*430,12) 1,1*1=502,477
P=100*502,477/55*75=7,08 < [P]
PV [PV]=4-10 Мпа м/с
7,08*0,14=0,99 < [PV]
Ссылка на расчет в источнике 1. том 2. Стр.32
Вывод: Все условия соблюдены.
Список использованной литературы:
6