Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Контрольная работа по «Расчет и конструирование резинотехнических изделий»

Министерство образования РФ

ГОУ ВПО СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Заочный химико-технологический

Кафедра: Химической технологии пластмасс и эластомеров

Контрольная работа по дисциплине

«Расчет и конструирование резинотехнических изделий»

Вариант 6

(ХТПЭ.000000.206.КР)

Руководитель:

_______________Д.В.Ершов

(подпись, дата)

Разработал:

Студентка 6 курса,

специальности 250602

_____________ Т.Ю.Оттева

(подпись, дата)

Вопрос №1

Долговечность шины. Факторы, определяющие долговечность шины. Влияние конструкции шины, материалов и условий эксплуатации на долговечность шины.

Долговечность автомобильной шины определяется пробегом ее до предельного износа выступов рисунка протектора — минимальной высоты выступов в 1,6 мм для шин легковых автомобилей и в 1,0 мм для шин грузовых автомобилей. Такое ограничение принято из условий безопасности движения и предохранения каркаса шины от повреждений в случае износа подканавочного слоя. Долговечность шины зависит от внутреннего давления воздуха в шине, массовой нагрузки на шину, состояния дороги и условий движения автомобиля.

Износостойкость протектора определяется интенсивностью износа протектора, т.е. износом, отнесенным к единице пробега (обычно I тыс. км), при определенных дорожных и климатических условиях и режимах движения (нагрузке, скорости, ускорении). Интенсивность износа Y обычно выражается отношением уменьшения высоты А (в мм) выступов рисунка протектора за пробег к этому пробегу Y = h/S, где S — пробег, тыс.км.

Износостойкость протектора зависит от тех же факторов, что и долговечность шины.

Неуравновешенность и биение колес увеличивают вибрацию и затрудняют управление автомобилем, снижают срок службы шин, амортизаторов, рулевого управления, увеличивают расходы на техническое обслуживание, ухудшают безопасность; движения. Влияние неуравновешенности и биения колес увеличивается с ростом скорости движения автомобиля. Шина оказывает существенное влияние на суммарный дисбаланс автомобиля, так как она наиболее удалена от центра вращения, имеет большую массу и сложную конструкцию.

Срок службы шин уменьшается от следующих факторов:

Скорости и условий вождения: неровные дороги, резкие ускорения, частое и резкое торможение создают условия, которые могут значительно снижать срок службы шин. Чем больше скорость движения автомобиля тем быстрее изнашивается колесо, Например при скорости 120 км/ч шина изнашивается в 2 раза быстрее, чем при скорости 70 км/ч);

Температура окружающей среды во время движения также влияет на износ шины. Повышенная температура вызывает более интенсивный нагрев шины. При этом снижается сопротивление качению, но и сокращается ресурс. Наиболее выгодный температурный режим для шины с позиции указанных параметров 70-75 °С. Температура шины до 100 °С считается допустимой, при 120 °С опасной, выше - критической. При повышении температуры от нуля до 100 °С прочность резины снижается в 2-3 раза, а прочность связи между резиной и кордом в 1,5-2 раза. При низких отрицательных температурах (минус 40 °С и ниже) непрогретые при движении шины из обычной (неморозостойкой) резины при резком трогании с места, ударах о неровности могут разорваться.

Нагрузка на шину и ее ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шины на 10% снижает ресурс на 20%. Под действием повышенных нагрузок повреждается каркас, протектор изнашивается по краям беговой дорожки. Если вам все-таки пришлось перегрузить свой автомобиль - увеличьте давление в шинах, этим вы хотя бы сохраните равномерность износа протектора и защитите шину от пробоя об обод колёсного диска.

Для каждого размера шин с учетом их конструкции и экономической нагрузки устанавливают норму давления воздуха. Отклонения от нормы приводят к снижению ресурса. Особенно нежелательно пониженное давление: интенсивно изнашиваются края беговой дорожки протектора (радиальные сверхнизкопрофильные шины такому виду износа подвержены в меньшей степени).

Основную нагрузку в шине (60-70%) несет воздух. Снижение давление воздуха вызывает большее нагружение каркаса. Увеличивается деформация шины, возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особенно металлокорда), у радиальных шин отрываются борта, увеличивается расход топлива.

При повышенном давлении интенсивней изнашивается центральная часть беговой дорожки. Нити корда находятся под большим напряжением. На плохих дорогах резко возрастает вероятность повреждения шины.

Большое влияние на износ протектора оказывают углы установки колес. Наиболее важным является угол схождения. Несоответствие его оптимальной величине резко сказывается на ресурсе шин.

При больших положительных значениях схождения на обеих передних шинах возникает односторонний пилообразный износ по наружным дорожкам протектора. При недостаточном схождении или расхождении колес односторонний пилообразный износ протектора возникает по внутренним дорожкам. При этом также возрастает расход топлива.

Развал оказывает заметное влияние на темп износа при значительных отклонениях от нормы. На шине возникает гладкий односторонний износ без явных признаков "пилообразности". Отклонение развала от нормы, что характерно для автомобилей с неразделенной передней балкой при их длительной эксплуатации, требуют корректировки схождения. Если это не сделать, то появится односторонний износ, как при не отрегулированном угле схождения.

Наиболее часто интенсивный односторонний износ одной шины возникает при неравенстве между собой углов продольного наклона шкворня. При этом на прямолинейном участке дороги автомобиль "тянет" в сторону.

Соотношение углов поворотов заметно влияет на износ передних случаях, когда автомобиль много движется по закруглениям, например в условиях большого города или на горных дорогах. Характерным признаком соотношения углов поворотов является интенсивный износ одной самой крайней дорожки, что особенно заметно у шин с дорожным рисунком протектора.

В процессе эксплуатации также меняется взаимное положение мостов - нарушается их параллельность и возникает смещение одного в отношение другого. Наиболее часто бывает перекос заднего моста. При этом автомобиль располагается под углом к траектории движения. На задних шинах возникает односторонний пилообразный износ - по внутренним дорожкам протектора шин одной стороны автомобиля и наружным - другой.

Если любой из видов неравномерного износа не устранить на начальном этапе возникновения, то через некоторое время протектор будет изношен волнами по всей поверхности.

На износ шин оказывают влияние и другие факторы технического состояния автомобиля: осевой люфт маятникового рычага легкового автомобиля (будет повышенный износ правой передней шины), люфты в шкворнях (шаровых опорах), подшипниках ступиц, овальность рабочей поверхности тормозных барабанов и пр. Но влияние их меньше, чем рассмотренных выше, а обнаружение и устранение не вызывают особой сложности.

От ударов: бордюры тротуаров, движение по выбоинам на высокой скорости, камни, канавы и другие препятствия могут быть причиной повреждений шины, последствия которых не всегда проявляются сразу.

Конструкция шин также влияет на их долговечность:

Диагональные шины:

У шин с диагональной структурой корда нити корда в слоях каркаса идут от борта к борту по диагонали, перекрещиваясь между собой.

Простая и надёжная конструкция шин обеспечивает замечательные характеристики для эксплуатации в самых сложных и экстремальных внедорожных условиях. Внедорожные шины с диагональной структурой корда обычно весьма многослойные (6-8 перекрещенных слоёв корда), что делает их практически не убиваемыми. Соответственно такие шины имеют очень прочные боковины. Повредить их весьма сложно. Шины с диагональной конструкцией корда лучше смягчают ударные нагрузки, передаваемые на автомобиль.

У диагональной шины во время движения, протектор подвергается повышенной деформации («смятию»), в результате чего канавки рисунка сжимаются, а выступы проскальзывают по дорожному покрытию, что делает невозможной безопасную эксплуатацию на высоких скоростях. Также следует сказать про эффект остаточной деформации: некоторое время после длительного стояния шина сохраняет сдавленность профиля (пока не прогреется). Особенно это заметно при сниженном давлении в шине. Выражается в том, что «бьет руль» при движении.

Радиальные шины:

В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перекрещивания. Каркас по наружной поверхности обтянут мощным гибким брекером - поясом из высокопрочного нерастяжимого корда, стального или текстильного.

Отсюда следуют плюсы, перетекающие в минусы: Высокая эластичность обеспечивает отличный комфорт и управляемость на дороге с хорошим асфальтовым покрытием, но на бездорожье шина с радиальной структурой корда легко повреждается. Обычно подводят боковины, вследствие конструктивных особенностей шин с радиальной структурой корда, они весьма тонкие, и любая острая палка может безвозвратно повредить шину.

У радиальной шины меньше сопротивление качению, что дает ощутимую экономию топлива.

Также шины с радиальной структурой корда по сравнению с диагональными шинами имеют значительно лучшее сцепление с дорожным покрытием.

Радиальная шина обеспечивает лучшее сцепление с дорогой за счет большего по площади и более стабильного пятна контакта. При изменении нагрузки и колебаниях во время движения жесткий брекер не дает протектору радиальной шины деформироваться; выступы протектора не сминаются и не проскальзывают.

Радиальная шина прослужит дольше, по сравнению с диагональной (если на бездорожье не будет безвозвратно повреждена) так как у неё выше стойкость к износу.

Вопрос№2

Дать сравнительную характеристику резинотканевых и резинотросовых транспортерных лент. Их конструкция. Преимущества и недостатки тех и других.

Лента – гибкий элемент транспортирующей установки, передающей тяговые усилия приводного барабана и несущий транспортирующий груз. В зависимости от назначения установки и особенностей конструкции различают ленты конвейерные (транспортерные), элеваторные, эскалаторные, гусеничные.

Для конвейерных лент характерны большие разрывные прочности (до 6 кН/см ширины ленты), значительная ширина (до 3,5 метров), относительно невысокие окружные скорости (2,5-3 м/с) и повышенный износ рабочей поверхности транспортируемым грузом. В процессе эксплуатации лента подвергается действию различных факторов: статического тягового усилия и дополнительных динамических нагрузок при пуске конвейера с грузом, многократному поперечному изгибу при прохождении барабанов и роликоопор, многократному продольному изгибу при образовании лотка, износу транспортируемым материалом при его загрузке и прохождении роликоопор, ударных нагрузок в местах загрузки материала на ленту, истиранию роликоопорами, узлами конвейера при сходе ленты, тепловых нагрузок или низких температур, влаги, агрессивных сред, атмосферных явлений и т.д.

Разберем строение и свойства резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент.

Резинотканевые конвейерные ленты.

Состоят из каркаса (сердечника), рабочей 1 и нерабочей 5 резиновых обкладок и двух бортов 6. Каркас воспринимает тяговые нагрузки и выдерживает массу груза, поэтому его изготовляют из прорезиненных тканевых прокладок 3, резиновых прослоек (сквиджей) 4 между ними и защитной прорезиненной тканевой прокладки 2, расположенной под рабочей обкладкой.

Для прокладок используют ткани с нитями основы и утка из синтетических волокон, обеспечивающих номинальную прочность прокладки 3 по основе 200—400 Н/мм. Резиновые прослойки толщиной 0,2—0,3 мм увеличивают гибкость и сопротивление ленты пробою, повышают прочность связи между прокладками и более равномерно распределяют нагрузки на отдельные прокладки.

Защитная тканевая прокладка снижает действие ударных нагрузок и предупреждает отслоение обкладки. Обкладка защищает каркас от механических повреждений, воздействия воздуха, влаги, газов и агрессивных сред, а также оказывает сопротивление истиранию перемещаемым грузам. Борт служит для изоляции краев тканевых прокладок каркаса и защиты их от механических повреждений. Рабочую резиновую обкладку применяют толщиной 3— 6 мм, нерабочую— 1,0—2,0 мм.

Ленты типа 1 используют для транспортирования высоко-абразивных крупнокусковых (до 500 мм) грузов (руды с большим содержанием металлов).

Ленты типа 2Р в отличие от лент типа 1 имеют прорезиненную брекерную тканевую прокладку (из редкой ткани) из полиамидного волокна вместо защитной, более прочной тканевой прокладки. Брекер увеличивает прочность связи резиновой обкладки с тканевым каркасом, амортизирует ударные нагрузки и уменьшает опасность скалывания обкладки.

Ленты типа 2Р используют для транспортирования среднекусковых (до 350 мм) грузов, крупнокускового угля (700 мм) и пород (до 500 мм) в подземных шахтах.

Ленты типа 2 выпускают с двусторонней обкладкой. Их каркас состоит только из прокладок с резиновым прослойками или без них. Для прокладок применяй ткани из синтетических нитей прочностью 100-200 Н/мм, из комбинированных нитей (полиэфирного и хлопчатобумажного волокна) прочностью 55-150 Н/мм, а также нетканое нитепрошивное полотно (ПНК-65). Ленты типа 2 и пользуют для передачи абразивных (железная руда, горная порода), малоабразивных (бурый и каменный уголь) и неабразивных (продукты сельского хозяйства и штучные грузы), средне- и мелкокусковых (до 300 мм) материалов подземными конвейерами угольных шахт.

Ленты типа 3 изготовляют с односторонней рабочей резиновой обкладкой. При этом завертывают нижнюю тканевую прокладку вокруг бортов каркаса на рабочую поверхность или резиновую обкладку на нерабочую сторону ленты. Ленты типа 3 применяют для транспортирования малоабразивных и неабразивных мелкокусковых (до 80 мм), сыпучих и штучных грузов.

Ленты типа 4 выпускают одно- и двухпрокладочные с двусторонней обкладкой с резиновой прослойкой и без нее. Для их изготовления применяют ткани из синтетических и комбинированных (полиэфирных и хлопчатобумажных) нитей. Эти ленты используют для перемещения мелкокусковых (до 80 мм), сыпучих и мелкоштучных грузов

Резинотросовые конвейерные ленты

Ленты резинотросовые (армоленты), предназначенные для транспортирования: угля, руды, солей, глины, цемента, железной руды и других полимерных ископаемых, породы. Используются на ленточных конвейерах с плоскими и желобчатыми роликоопорами, установленных в подземных выработках и на поверхности шахт, на обогатительных фабриках, угольных складах, электрических и тепловых станциях, работающих на угле и так далее.

Резинотросовые ленты имеют высокую прочность, низкое удлинение при рабочих нагрузках, большую гибкость в продольном и поперечном направлениях, что позволяет транспортировать грузы на большие расстояния, сократить размеры натяжного устройства конвейерной установки.

Резинотросовые ленты применяются в тех случаях, когда:

Трасса конвейера проходит по местности со сложным рельефом
Требуется большая производительность конвейера
Необходимы конвейеры большой протяженностью и значительными углами наклона трасы
Требуется запас прочности конвейерной ленты при транспортировки крупнокускового насыпного груза

Они состоят из одного ряда параллельно расположенных стальных латунированных тросов 1, внутреннего резинового слоя 3, в который запрессованы тросы, и наружной резиновой обкладки 2. Для повышения жесткости и сопротивления ударным нагрузкам в конструкции отдельных резинотросовых лент применяют резинотканевые прокладки, располагаемые под наружными резиновыми обкладками. Резинотросовые ленты относятся к особо прочным лентам и имеют ряд преимуществ по сравнению с резинотканевыми лентами. Удлинение резинотросовых лент (армолент) в 10 раз меньше, чем лент из синтетических тканей, что дает возможность перемещать грузы на большие расстояния, сокращать размеры натяжного устройства.

Армоленты обладают большой гибкостью в продольном и поперечном направлениях, поэтому они могут работать на конвейерах с большим углом наклона боковых роликов, что повышает производительность конвейера. Срок службы резинотросовых лент при транспортировании угля в подземных условиях вдвое больше чем резинотканевых, и составляет 4 года. К недостаткам резинотросовых лент относятся высокая стоимость и трудоемкость при их монтаже и стыковке на конвейере.

Рассмотрим, какими плюсами и минусами обладают данные виды лент. Резинотросовые ленты: Резинотросовые ленты имеют высокую прочность, низкое удлинение при рабочих нагрузках, большую гибкость в продольном и поперечном направлениях, что позволяет транспортировать грузы на большие расстояния, сократить размеры натяжного устройства конвейерной установки.

НО: К недостаткам резинотросовых лент относятся высокая стоимость и трудоемкость при их монтаже и стыковке на конвейере, высокие капитальные затраты.

Резинотросовые ленты: Достаточно универсальны и относительно дешевы. Очень гибкие, прочные, хорошо сопротивляются раздиру.

НО: применяются в основном для транспортировки мелкокусковых, сыпучих или штучных грузов.

Вопрос №3

Рассчитать привод крыльевому СКФ-4(подобрать сечение клинового ремня, мощность и количество ремней в передаче), если известно, что электродвигатель с мощностью N=0,6кВт, число оборотов n₁=1400об/мин, скорость закаточного диска n₂=188 об/мин, диаметр шкива Д₂=800мм. Ремень кордошнуровой конструкции, из х/б корд шнура. Модуль изгиба Е_изг=350кгс/см². Плотность резинотканевого материала каркаса Р_т=1100 кг/м³, межцентровое расстояние l=500мм. Также рассчитать длину ремня.

Дано:

N=0,6кВт

n₁=1400об/мин

n₂=188 об/мин

Д₂=800мм

Е_изг=350кгс/см²

Р_т=1100 кг/м³

l=500мм

Найти:

L длина ремня

N₀ мощность

Сечение ремня

Количество ремней

Решение:

i_n=n₁/n₂=1400/188=7.45

Ɛc=0.02

Д₁===100мм

V=π*Д₂*n₂/60=3.14*800*188/60=7870.9мм/с=7,9м/с

По таблице выбираем ремень «О»

N₀=)**;

К_в=50(по таблице – корд хлопковый)

С_т=0,76

I_к=4

Z=8 (по таблице, так как V=7.9м/с)

Р= ; M=P*V=1,1*100=110гр=0,11кг

g=9.81

S=0,47см²=0,47*10^-4м²

h_k=2.1мм=0.0021м

S_k=8.5*2.1=17.85*10^-3=0.02м

Д₁=110мм=1,1м

= 2,71^1,9=6,6

N₀=)**=0,13кВт

Ѵ====3,45

В_д=0,8*l_д;

l₀=180-=180-=97,2рад

l_д=l₀(3,14/180)=97,2(3,14/180)=1,7

µ_тр=0,4

В_д=0,8*l_д=0,8*1,7=1,36 рад

I_p=;

С_a=1-0.03(180-97.2)=0.75

C_v=1.04-0.0004-7.9²=1.015

C_p=0.5÷1 примем 1

I_p===6.06шт

В передаче 6 ремней

L=2*l+1.57(Д₁+Д₂)-=2*500+1.57(110+800)- = 2191мм=2,2м.(длина ремня)

Контрольная работа по «Расчет и конструирование резинотехнических изделий» 📙 Контрольная → 🆔 67289