- Курсовая работа: Расчет привода ленточного конвейера
- к Введение
- 1. Кинематический и силовой расчет привода
- 1.1 Определение мощности на валу исполнительного органа
- 1.2 Определение расчетной мощности на валу двигателя
- 1.3 Определение частоты вращения вала исполнительного механизма и двигателя
- 1.4 Выбор электродвигателя
- 1.5 Определение передаточного отношения привода расчет силовых и кинематических параметров привода выбор редуктора
- 2. Выбор муфты
- 3. Проектирование открытой передачи
- 3.1 Результаты расчета клиноременной передачи на ЭВМ
- 4. Проектирование исполнительного органа
- 4.1 Проектный расчет вала
- 4.4 Проверочный расчет подшипников на долговечность
- 4.5 Проверочный расчет шпоночного соединения
- 4.5.1 Проверочный расчет шпонки вала под муфту
Курсовая работа: Расчет привода ленточного конвейера
Название: Расчет привода ленточного конвейера Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа Добавлен 14:21:53 02 января 2010 Похожие работы Просмотров: 6144 Комментариев: 22 Оценило: 8 человек Средний балл: 4.6 Оценка: 5 Скачать | |||
|
Введение
В данной курсовой работе выполнено проектирование привода ленточного конвейера по заданным параметрам: окружной скорости, окружного усилия и диаметра барабана исполнительного органа, а также параметров режима работы, срока службы и кратковременных пиковых перегрузок в приводе. В ходе курсовой работы по расчетным вращающим моментам, частотам вращения и мощностям на волах были выбраны стандартные: электродвигатель, редуктор и компенсирующая муфта. Так же были выполнены проектировочные расчеты исполнительного органа, и расчет на ЭВМ клиноременной передачи.
1. Кинематический и силовой расчет привода
Выбор электродвигателя и редуктора
1.1 Определение мощности на валу исполнительного органа
Мощность P4, кВт, на валу исполнительного органа определяется по формуле:
,
где Ft — окружное усилие, Н;
vt — окружная скорость, м/с (см. рис.1).
1.2 Определение расчетной мощности на валу двигателя
Расчетная мощность на валу двигателя Р1, кВт, определяется с учетом потерь в приводе:
,
гдеη — общий КПД привода равный
η1 — КПД открытой клиноременной передачи, η1 = 0,95 [1, табл.1] ;
η2 — КПД быстроходной ступени закрытой зубчатой конической передачи,η2 = 0,96;
η3 — КПД тихоходной ступени закрытой зубчатой цилиндрической передачи η3 = 0,97;
1.3 Определение частоты вращения вала исполнительного механизма и двигателя
Частота n4 , мин -1 , вращения вала:
гдеD- диаметр барабана ленточного конвейера, мм;
Рисунок 1 — Кинематическая схема привода ленточного конвейера: 1 — электродвигатель; 2 — ременная передача; 3 — двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор; 4 — компенсирующая муфта; 5 — узел барабана.
Частота n1 , мин -1 , вращения вала электродвигателя вычисляется по формуле:
,
гдеi- передаточное отношение привода,
i1 — передаточное отношение открытой ременной передачи, i1 =2…3 [1, табл.1] ;
i2 — передаточное отношение первой ступени закрытой зубчатой коническо-цилиндрической передачи, i2 =2…3;
i3 -передаточное отношение второй ступени закрытой зубчатой цилиндрической передачи, i3 =3…6;
По формуле (1.5) получим интервал оптимальных частот вращения вала двигателя:
1.4 Выбор электродвигателя
Исходя из необходимой мощности и интервала оптимальных частот вращения, выбираем электродвигатель — АИР100L2 (рис.2). Мощность РДВ = 5,5 кВт с синхронной частотой вращения равной 3000 мин -1 . Номинальная асинхронная частота вращения n1 вала вычисляется по формуле:
Где nc — синхронная частота вращения, мин -1 , nc =3000 мин -1 [2] ; S- относительное скольжение вала,%, S=5%;
Проверим условие работоспособности при пуске:
где — кратность пускового момента двигателя ;
— кратковременных пиковых перегрузок в приводе, =1,5;
2,31 > 1,5 — условие выполняется.
1.5 Определение передаточного отношения привода расчет силовых и кинематических параметров привода выбор редуктора
Передаточное отношение привода i вычисляется по формуле:
,
Подставив, значения получим:
Назначаем передаточное отношение i1 открытой передачи таким образом, чтобы оно делило табличное значение интервала передаточных отношений в том же соотношении, в каком частота вращения выбранного электродвигателя делит интервал оптимальных частот вращения. Для этого составим пропорцию:
Подставив значения, находим i1 : i1 =2,65.
Таким образом, передаточное отношение редуктора ip вычисляем следующим образом:
Округляем значение передаточного отношения редуктора до ближайшего значения в таблице стандартных коническо-цилиндрических редукторов по ГОСТ 27142-86 ip = 14. Тогда передаточное отношение клиноременной передачи равно:
Связь между мощностью предыдущего и последующего валов выражаются зависимостью:
j = 1, 2…k-1,где k — порядковый номер исполнительного механизма на кинематической схеме привода (см. Рисунок 1);
Связь между частотой вращения предыдущего и последующего валов выражаются зависимостью:
j = 1, 2…k-1,
Тогда частота вращения 2-го вала будет равна:
Вращающие моменты вычислим по формуле:
j = 1,2…k,
Вычислим вращающие моменты на всех валах:
Вычисленные параметры запишем в таблицу.
Таблица 1 — Силовые и кинематические параметры привода
Исходя из рассчитанных вращающего момента на выходном валу и частоты вращения на входном валу, выбираем стандартный коническо-цилиндрический редуктор по ГОСТ 27142-86 типоразмера КЦ1-200 Твых = 750 Нм при nвх = 1000 мин -1 .
Рисунок 3 — Эскиз редуктора
2. Выбор муфты
Исходя из рассчитанных параметров вращающего момента на входном валу и технического задания, выбираем компенсирующую цепную однорядную муфту по ГОСТ 20742-81, рассчитанную на максимальный вращающий момент равный 1000 Нм, допускающая угловое смещение осей соединяемых валов до 1° и радиальное смещение от 0,5 до 1,2 мм.
Эти муфты отличает возможность использования серийно изготовленных цепей, небольшие габаритные размеры, простота монтажа без осевых смещений соединяемых валов, способность компенсировать радиальные и угловые смещения валов за счет взаимных перемещений деталей муфты и наличия зазоров. Из-за наличия в цепных муфтах значительных зазоров их не применяют в реверсивных приводах и приводах с большими динамическими нагрузками.
3. Проектирование открытой передачи
3.1 Результаты расчета клиноременной передачи на ЭВМ
По сравнению с другими видами передач ременные имеют ряд существенных преимуществ: возможность передачи движения на сравнительно большие расстояния без особого увеличения массы передачи; простота конструкции и эксплуатации; плавность хода и бесшумность работы; эластичность привода, смягчающая колебания нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок за счет скольжения; меньшая начальная стоимость.
Следует отметить и недостатки, присущие ременным передачам: сравнительно небольшие передаваемые мощности (обычно до 50 кВт); непостоянство передаточного отношения; значительные габариты; повышенные нагрузки на валы и опоры; необходимость натяжения ремня в процессе эксплуатации; малая долговечность ремней, особенно быстроходных передачах.
4. Проектирование исполнительного органа
4.1 Проектный расчет вала
Принимаем минимальный диаметр вала равным диаметру выходного конца редуктора. d = 45 мм.
Диаметр цапф вала в местах установки подшипников dП , мм определяем по формуле:
где t2 — глубина паза в ступице, мм, t2 = 3,8 мм.
для более лучшего торцевого фиксирования муфты примем: dП = 60 мм.
Диаметр буртика для подшипника № 1212 по ГОСТ 20226-82 (67,0 мм . Ft =0,25 .3 500 = 875 Н
Сила натяжения на нагруженной стороне равна:
Общая сила, действующая на барабан со стороны ремня:
Q = S1 + S2 = 875 + 4375 = 5250 Н
Из уравнения моментов найдем силы FA и FВ:
Так как схема нагружения симметричная то FA = FВ = 2625 Н.
В нашем случае на вал действуют сила натяжения ремня Qи крутящий момент Т, тогда формула для определения эквивалентного момента примет вид:
Из расчетной схемы (Рисунок 8) видно, что опасным сечением является сечение D, так как в этом сечении одновременно приложены максимальные крутящий и изгибающие моменты.
Максимальное эквивалентное напряжение равно:
где dD — Диаметр вала в сечении D, мм.
Рисунок 8 — Расчетная схема вала исполнительного органа
Допускаемое напряжение [σ], МПа:
где Kр — коэффициент режима работы, Kр = 1,8;
[σи ] — допускаемое напряжение изгиба, МПа.
где σТ — предел текучести материала (Сталь 40Х), σТ = 640 МПа;
[n] — коэффициент запаса, [ n] = 2.
25,57 МПа ≤ 177,78 МПа, — условие выполняется.
4.4 Проверочный расчет подшипников на долговечность
Х- коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1;
е- коэффициент осевого нагружения, е = 0, 19;
Определим эквивалентную динамическую нагрузку:
гдеV- коэффициент внутреннего кольца, V = 1;
КТ — температурный коэффициент, КТ = 1;
КБ — коэффициент безопасности, КБ = 1,3.
Определяем по уровню надёжности и условиям применения расчётный ресурс подшипника:
гдеa1 — коэффициент долговечности,a1 = 1;
a23 — коэффициент, учитывающий влияние на долговечность особых свойств материала, a23 = 0,3;
Сравниваем с требуемым ресурсом= 9500, ч:
Условие выполняется, следовательно подшипник 1212 — годен.
4.5 Проверочный расчет шпоночного соединения
4.5.1 Проверочный расчет шпонки вала под муфту
Условие работоспособности шпонки вала:
гдеТ- передаваемый момент, Т = 638.94Нм;
lр — рабочая длина шпонки, мм: lр = l- b = 70 — 14 = 56 мм;
k- глубина врезания шпонки, мм: k = h- t1 = 9 — 5,5 = 3,5 мм.
Источник