Ленточный транспортер.

Ленточный транспортер – машина непрерывного транспорта для горизонтального перемещения различных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении.

1. Кинематический расчет привода

• 1. Подбор электродвигателя

Определение мощности электродвигателя:

, где - потребляемая мощность привода, -окружная сила =3550 Н, -скорость ленты =0,9 м/с. =3,195 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя:, где , где =0,99- КПД муфты, =0,97- КПД конической передачи, =0,98-КПД цилиндрической передачи,=0,99-КПД опор приводного вала. Тогда . кВт.

Частота вращения приводного вала: , где =355 мм - диаметр барабана. Тогда .

Считаем требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

, где -передаточное число редуктора () и ременной передачи (). Тогда . По таблице [1, табл 24.9] выбираем электродвигатель АИР 100S2/2850 с частотой вращения 2850 и мощностью 4 кВт, обеспечивая требуемую частоту вращения вала электродвигателя и мощность . Получим . Принимаем .

• 1. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени:

Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени:

, где передаточное число тихоходной ступени .

Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени:

, где , - передаточное число быстроходной ступени, . Тогда .

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:

Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени:

, где - КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора.

Момент на валу шестерни быстроходной ступени:

, где , - КПД зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора.

.

1. Расчет зубчатой передачи
2. Эскизное проектирование

3.1 Проектные расчеты валов

Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов редуктора определяем по формулам:

Быстроходный вал: . Примем d = 22 мм.

, где - высота заплечика. Примем мм.

мм.

Промежуточный вал:

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

мм

Тихоходный вал:

мм. Примем d = 53 мм.

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

3.2 Выбор типа и схемы установки подшипников

Для опор быстроходного вала с конической шестерней применяются конические роликовые подшипники. Схему установки принимаем “врастяжку”, обеспечивая фиксацию опор и малую вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций (частота вращения вала 1142 ).

Для опор промежуточного вала с коническим колесом применяются конические роликовые подшипники для жесткой фиксации в осевом направлении. Схему установки принимаем “враспор”, фиксируя обе опоры.

Для опор тихоходного вала применяются также конические роликовые подшипники. Схему установки также принимаем “враспор”.

1. Расчет соединений
   1. Шпоночные соединения
   2. Соединения с натягом
2. Подбор подшипников качения на заданный ресурс
   1. Подшипники быстроходного вала (Обозначение: 7207А)

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

• 1. Подшипники промежуточного вала (7206A)

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения промежуточного вала n = 260.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7206А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

• 1. Подшипники тихоходного вала (7111А)

Исходные данные:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,40. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7211А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прочность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения тихоходного вала n = 53,8.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

• 1. Подшипники приводного вала

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т.к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.