Проектирование привода конвейера

Содержание

 

1. Назначение и область применения привода……….…………………………6

2. Техническая характеристика привода………………………..……………….8

   2.1. Определение общего КПД привода…………………..…………………...8        

   2.2. Выбор электродвигателя…………………………………………………...8     

   2.3. Определение мощности, частоты вращения и момента для каждого вала…………………………………………………………………………………9

3. Описание и обоснование выбранной  кинематической схемы……………..11

4. Расчеты подтверждающие работоспособность и надежность конструкции…………….......................................................................................14

   4.1. Определение диаметров  валов…………………………………………...14

   4.2. Расчет болтов и штифтов  для соединения крышки редуктора  и расстояние между  деталями  передачи…………………………………………15

   4.3. Расчет формы зубчатого колеса внешнего зацепления…......................16

   4.4. Выбор и расчет шпоночных соединений………………………………..16

   4.5. Выбор подшипников……………………………………………………...18

   4.6. Расчет крышек подшипников  и люка……………………………………20

   4.7. Подбор и расчет цепной передачи……………………………………….22

   4.8. Проверка подшипников  тихоходного вала (наиболее нагруженного) по динамической грузоподъемности………………………………………………25

   4.9. Проверочный расчет тихоходного  вала (наиболее нагруженного) на  усталостную прочность и выносливость……………………………………….29

   4.10. Выбор муфты……………………………………….................................35

   4.11. Выбор посадок зубчатых  колес и подшипников………………………35

   4.12. Смазка зубчатых зацеплений  и подшипников…………………………36

   4.13. Результаты расчета зубчатой  передачи………………………………...37

5. Описание разработанного привода………………………………………….39

6. Уровень стандартизации и унификации…………………………………….42

7. Список литературы…………………………………….……………………...43

8. Приложения...…………………………………………………………………44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                   

1. Назначение и область применения привода

 

Ленточный конвейер – это транспортирующий механизм непрерывного действия, в котором грузонесущий и тяговый орган представлен замкнутой (бесконечной) гибкой лентой. Лента  движется благодаря силе трения ленты и приводного барабана, а вес конструкции и груза равномерно распределяется по стационарным роликоопорам.

 B горной промышленности ленточными ковейерами перемещают полезные ископаемые и породы от места добычи по выработкам  горных предприятий и для подъема их на поверхность с последующей транспортировкой к обогатительным фабрикам или на погрузочную площадку внешнего транспорта, a породу - в отвал. Ленточными конвейерами можно доставлять полезные ископаемые от горных предприятий непосредственно к потребителю. Это может быть уголь или руда на металлургический завод.

Ленточный конвейер общего назначения построен на принципе, когда бесконечная гибкая лента, с ее рабочей и холостой ветвями, опираясь на роликовые опоры, огибает приводной и натяжной барабаны, расположенные по концам конвейера. В конструкции коротких конвейеров, которые используют для транспортировки штучных грузов, часто рабочая ветвь ленты  скользит по деревянному или металлическому настилу.

Лента приводится в движение приводным барабаном. Необходимое  натяжение  сбегающая ветвь ленты получает от натяжного барабана с помощью натяжного устройства. Для погрузки сыпучего материала, который подлежит перемещению, используются  загрузочная воронка, устанавливаемая обычно у концевого барабана в начале конвейера.

Материал разгружается с ленты двумя способами, это может быть разгрузка с приводного барабана и называется концевой или промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку, либо стационарные плужковые сбрасыватели. Для направления потока доставленного к месту разгрузки материала используется разгрузочная коробка. 

Чтобы очистить ленту с рабочей стороны от остатков груза устанавливают  щетки из капрона или резины, либо неподвижный скребок. Установка очистного устройства крайне необходимо в тех случаях, когда возможно прилипание остатков транспортируемого материала на роликах холостой ветви и образование трудноудаляемой неровной корки, что  приводит к неравномерному  вращению роликов и ускоренному износу ленты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Техническая характеристика привода

 

1. Определение общего КПД привода               

Мощность необходимую для электродвигателя при постоянной нагрузке (мощность на выходе) определяем по формуле:

Рпр.в. = (Ft V)/(103) , где

Ft – 1960 Н – окружное усилие на барабане

V- 1,42 м/с – скорость ленты

общ – общий КПД привода

Применим следующую формулу для определения общего КПД привода ленточного конвейера:

общ=мредц.п.п =0,9850,970,9350,99=0,8844 , где

м=0,985 – КПД муфты

ред=0,97 – КПД редуктора

ц.п.=0,935 – КПД цепной передачи

nп.=0,99 – КПД пары подшипников

Мощность привода ленточного конвейера:

 

 

2. Выбор электродвигателя

2.2.1. Определение потребляемой  мощности привода

 

 

 

Выбираем электродвигатель, который имеет наиболее близкие параметры по частоте вращения ротора nэл.дв=709 об/мин и необходимой мощности   Pэл.дв .=3 кВт.

Выбираем электродвигатель марки АИР112МВ8, для которого выписываем технические характеристики:

nэл.дв=709 мин –1

Рэл.дв=3 кВт

Условное обозначение двигателя:

АИ- серия

Р- вариант привязки мощности к установочным размерам

112- высота  оси вращения

М- усадочный размер по длине станины

В- длина сердечник статора, при условии сохранении установочного размера

8- число полюсов

2.2.2. Определение частоты вращения  вала электродвигателя

 

n3=nпр.вала= мин -1, где

V= 0.2м/с –  скорость ленты

dбар- диаметр барабана

2.2.3.  Определение  общего передаточного  числа

Uобщ=

Uобщ=

 

 

3. Определение мощности, частоты вращения и момента для каждого вала

Таблица 1.

Р, кВт	n,	Т, Нм
Р1= кВт	n1= nэл.двиг.=709 мин –1	Т1=  Нм
Р2= 2,9550,97= 2,8664 кВт	n2=== 177,25 мин –1	Т2= = 149,83 Нм
Р3 = 2,8664⋅ 0,935⋅ 0,99=          2,6533 кВт	n3= мин -1	Т3=Нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Описание и обоснование выбранной кинематической схемы

Рис.1 Кинематическая схема

 

 

1- Редуктор одноступенчатый

2-Муфта  компенсирующая упругая

3-Вал приводной с барабаном

4-Передача цепная

5-Электродвигатель

|- Вал быстроходный T1 , n1

||- Вал тихоходный T2 , n2

|||- Вал приводной T3 , n3

 

Первоначально выдано задание с редуктором внутреннего зацепления.  В связи с тем, что  невозможно установить подшипники, было изменено задание с внутреннего зацепления редуктора на внешнее, с целью повышения межосевого расстояния.

Были проведены следующие расчеты:

1.Межосевое расстояние 

Принимаем

2.Рабочая  ширина венца

 

3.Модуль  передачи

Принимаем  m=2

4.Суммарное  число зубьев

 

5.Число зубьев  шестерни и колеса

 

6.Фактическое  значение передаточного числа 

7.Проверка зубьев на изгибную  выносливость 

 

8.Диаметры  делительных окружностей 

 

9.Диаметры  окружностей вершин и впадин  зубьев 

10.Силы действующие  на вал зубчатого колеса

Окружная сила   

Радиальная сила

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчеты подтверждающие работоспособность и надежность конструкции

 

1. Определение диаметров валов

 

Диаметры различных участков валов редуктора определим по формулам.

Для вала электродвигателя – принимаем (стандартное значение)

4.1.1  для быстроходного вала

м        принимаем d=25мм

Из таблицы определяем: t=3,5; r=2;f=1,откуда получим посадочный диаметр под подшипник, а также диаметр буртика, ограничивающего подшипник:

29,4 принимаем

  принимаем

4.1.2  для тихоходного вала

     принимаем 

Из таблицы определяем: t=2,2; r=2; f=1,откуда получим посадочный диаметр под подшипник, а также диаметр буртика, ограничивающего подшипник:

  принимаем

     конструктивно принимаем

4.1.3  для приводного вала

 

 

   принимаем 

   принимаем 

         принимаем 

 

2. Расчет болтов и штифтов для соединения крышки редуктора и расстояние между деталями передач

 

Для соединения крышки с корпусом будем использовать соединение «болт гайка».Диаметр болтов принимают в зависимости от межосевого расстояния:

 

Все параметры для болта выписываем из справочника. Диаметр отверстий в приливе делаем равным  13 мм. Болты располагаем конструктивно так, что бы были стянуты гнезда подшипников, и преимущественно на продольных сторонах.

4.2.1. Выбор штифтов

При сборке редуктора нужно точно фиксировать положение крышки редуктора относительно корпуса. Необходимая точность фиксации достигается штифтами ГОСТ 3128-70.В  данном случае будем использовать штифты с диаметром

где d-диаметр крепежного болта

 

В соответствии с ГОСТом 3128-70 принимаем . Расположение и количество штифтов выбираем диаметрально. В нашем случае  устанавливаем 2 штифта.

4.2.2. Расстояние между деталями передач

Зазор между поверхностью вращающих колес и внутренней поверхностью стенок корпуса:

а+3; где L-расстояние между внешними поверхностями деталей передач (мм)

а+3=9,57 мм

Принимаем а=10мм

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

b0=3a=3·11=30 мм

Принимаем b0=30 мм

Толщина стенок корпуса редуктора:

 

Принимаем

 

3. Расчет формы зубчатого колеса внешнего зацепления

 

При массовом производстве заготовки колес получают из прутка свободной ковки, а также ковкой в штампах двухсторонним штампом. При объеме выпуска более 50  изделий экономически оправдана ковка в простейших односторонних подкладных штампах . Форму зубчатого колесо проектируют согласно рисунку 5.2,(уч. Дунаев, Леликов « Конструирование узлов и деталей машин»).   

 Для  свободной выемки заготовок из  штампа принимают значения штамповочных  уклонов γ≥ 70 и R ≥ 6мм (радиус закругления), где

С=(0,35….0,4) b2=0,375⋅28=10,5 мм

S=2,5m+2 мм=2,5⋅2+2=7 мм

dст=1,5dк+10 мм=1,5⋅38+10=67 мм

lст=lшп+8…10 мм=25+8=33 мм

 

4. Выбор и расчет шпоночных соединений

 

4.4.1 Быстроходный вал

lш= lp+b, где b – ширина шпонки,

 

h=7 мм - высота шпонки,

b=8 мм – ширина шпонки

d=25 мм

T=39,8029 Н∙м

 

=6,5 мм 

Принимаем

lш= 7+8=15(мм), 

Принимаем стандартный размер lш=18мм (по ГОСТу 23360-78) ;

глубина паза вала t1=4 мм

                       ступицы t2=3,3 мм.