Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Привод ленточного конвейера. 7

Содержание

1. Введение:………………….…………………………………………………….2

1.1 Литературный обзор. …………....………………………………………....4

1.2 Патентный поиск…………………………………………………………....12

2. Расчетная часть …………………………………………………………………13

2.1 Основные расчеты ………………………………………………………….13

2.1.1. Кинематический и силовой расчеты привода. Выбор

электродвигателя…………………………………………………….….13

2.1.2. Расчет цепной передачи…………………………………………….….15

2.1.3. Расчет зубчатых конических колес редуктора ……………………….19

2.1.4. Расчет зубчатых цилиндрических колес редуктора ……………….....23

2.1.5. Предварительный и проверочный расчет редуктора………………....26

2.1.5.1. Расчет входного вала……………………………………………....26

2.1.5.2. Расчет промежуточного вала……………………………………....29

2.1.5.3. Расчет выходного вала…………………………………………......33

2.2. Расчеты, связанные с модернизацией привода…………………………...35

2.3Выбор и расчёт масла.……………………………………………………….38

3.Сборка редуктора………………………………………………………………...39

4. Техника безопасности и охраны труда………………………………………...40

5. Список использованной литературы……………………………………….......41

Приложения

Введение

Значительная часть потребностей человека связана с техникой. Этим объясняется необходимость грамотного обращения при оказании услуг с механизмами приборами аппаратами и сооружениями, являющимися составной частью систем сервиса.

Большинство этих устройств входит в состав машин, которые преобразуют энергию материал и информацию с целью облегчения физического и умственного труда человека. Поэтому изучение элементов этих машин их взаимодействия в рамках курсовой работы по дисциплине «Механика» позволяет охватить существующий спектр вопросов возникающих на практике при использовании современной техники.

Конвейер, транспортер — машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов. Конвейеры наиболее целесообразно классифицировать по принципу действия и конструктивным признакам, типу тягового и грузонесущего органа, роду перемещаемого груза, назначению и областям применения.

Основной классификационный признак конвейера — тип тягового и грузонесущего органов. Различают конвейеры с ленточным, цепным, канатным и другими тяговыми органами и конвейеры без тягового органа (винтовые, инерционные, вибрационные, роликовые). По типу грузонесущего органа конвейеры могут быть: ленточные, пластинчатые, скребковые, подвесные грузонесущие, толкающие, тележечные, ковшовые и люлечные, а также винтовые, инерционные, вибрационные, роликовые.

По принципу действия различают конвейеры, перемещающие груз на непрерывно движущейся сплошной ленте или настиле, в непрерывно движущихся ковшах, подвесках, платформах, тележках; по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками.

По назначению различают конвейеры стационарные и передвижные для насыпных, штучных грузов и для пассажиров, а по направлению перемещения грузов — с вертикально замкнутой, горизонтально замкнутой и пространственной трассами. По областям применения конвейеры подразделяют на машины общего назначения и специальные (стакеры, элеваторы, эскалаторы, движущиеся тротуары).

Конвейеры являются составной, неотъемлемой частью современного технологического процесса, они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Наряду с выполнением транспортно-технологических функций конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций.

На современных предприятиях конвейеры используют в качестве:

высокопроизводительных транспортных машин, передающих грузы из одного пункта в другой на участках внутризаводского и, в ряде случаев, внешнего транспорта;

транспортных агрегатов мощных перегрузочных устройств (например, мостовых перегружателей, отвалообразователей и т. п.) и погрузочно-разгрузочных машин; машин для перемещения грузов-изделий по технологическому процессу поточного производства от одного рабочего места к другому, от одной технологической операции к другой, устанавливая, организуя и регулируя темп производства и совмещая, в ряде случаев, функции накопителей (подвижных складов) и распределителей грузов-изделий по отдельным технологическим линиям; машин и передаточных устройств в технологических автоматических линиях изготовления и обработки деталей и узлов изделий.

Тесная связь транспортирующих машин с общим технологическим процессом производства обусловливает высокую ответственность их работы и назначения. Поэтому конвейеры должны быть надежными (безотказными), прочными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматических режимах.

Современное развитие всех отраслей промышленности обусловливают следующие основные направления развития конвейерных машин.

Создание машин для бесперегрузочного транспорта грузов от начального до конечного пунктов по прямолинейной и сложной пространственной трассе большой протяженности. Этому направлению подчинено создание многоприводных конвейеров различных типов (подвесных, пластинчатых, скребковых, ленточных), мощных ленточных конвейеров со сверхпрочными лентами, ленточно-канатных и ленточно-цепных конвейеров с прочным тяговым элементом в виде канатов или цепи, изгибающихся скребковых и пластинчатых конвейеров, сложных разветвленных систем подвесных толкающих конвейеров, трубчатых скребковых конвейеров с пространственной трассой и др.

Повышение производительности конвейерных установок реализуется путем выбора наиболее рациональной формы грузонесущего элемента конвейера для увеличения количества груза на единице его длины, а также путем повышения скорости грузонесущих элементов.

Повышение надежности машин и упрощение их обслуживания в тяжелых условиях эксплуатации являются основными предпосылками для перехода к полной автоматизации управления машинами и комплексами машин.

Автоматизация управления машинами и комплексными конвейерными системами с использованием ЭВМ.

Снижение массы и уменьшение габаритных размеров конвейеров за счет принципиально новых, облегченных конструкций машин и их узлов, широкого применения пластмасс и легких сплавов, гнутых профилей металла вместо прокатных и т. п.

Улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных рабочих, исключение возможности потерь транспортируемого груза, изоляция от окружающей среды пылевидных, горячих, газирующих и химически агрессивных грузов.

Унификация и нормализация оборудования с одновременным увеличением количества его типоразмеров.

Повышение качества и культуры производства машин за счет широкого применения методов передовой технологии и технической эстетики.

1.Литературный обзор и патентный поиск

1.1 Литературный обзор

Устройство и основные параметры. Подвесные конвейеры (рис. 1) разделяют на грузонесущие, толкающие, грузоведущие и комбинированные. Тяговым элементом является цепь (реже канат), к которой присоединены каретки с ходовыми катками, движущимися по подвесным путям, прикрепленным обычно к перекрытию здания. Цепь приводится в движение при помощи приводной звездочки или приводной цепи гусеничного привода.

У грузонесущих подвесных конвейеров (рис. 1. а) подвески 4 несут грузы 5; каретки грузоведущих конвейеров (рис. 1. в) соединены разъемно со штангами 8 напольных тележек. У подвесных конвейеров (рис. 1. б) цепи выполнены с кулачками 7, толкающими тележки 6, свободно установленные на грузовом подвесном пути 2. Подвесной путь для перемещения грузонесущих тележек толкающих конвейеров имеет ответвления с переводными стрелками. Это позволяет создать систему автоматического адресования грузов с управлением стрелками при помощи специальных запоминающих и программирующих устройств.

Толкающие конвейеры (рис. 1.б) применяют в качестве оборудования цехов крупносерийного и массового производства. Эти конвейеры позволяют создать автоматизированные производственные участки благодаря системе автоматического адресования обрабатываемых изделий. Возможность автоматического адресования грузов является преимуществом толкающих конвейеров; к их недостаткам относятся сложность конструкции и связанная с этим пониженная надежность.

Применяются также несуще-толкающие конвейеры (рис. 1. д), которые сочетают свойства грузонесущих и толкающих конвейеров. Трасса несуще-толкающего конвейера состоит из совокупности транспортных участков большой длины и относительно коротких технологических участков (например, складирования и распределения). На транспортных участках конвейер имеет только один приводной путь 18, который одновременно является и грузовым, как у грузонесущих конвейеров. На технологических участках конвейер имеет два пути: приводной и грузовой, как у толкающих конвейеров. Толкающая каретка имеет толкатель в виде крюка 19, на который подвешивается грузовая тележка 20 при движении груза по транспортному участку трассы. На технологических участках толкатель перемещает грузовую тележку по грузовому пути.

Несуще-толкающие конвейеры применяют для перемещения грузов массой не более 500 кг со скоростью не выше 0,2 м/с в тех случаях, когда длина двухпутных участков трассы составляет менее 40 % общей длины трассы. Скорость зависит прежде всего от массы груза и способов загрузки-разгрузки.

Нашли распространение и несуще-грузоведущие подвесные конвейеры (рис. 1. е). При необходимости механизации бесперегрузочного поэтажного и междуэтажного транспортирования штучных грузов используют несуще-грузоведущие тележечные конвейеры, представляющие собой комбинацию грузонесущего и грузотянущего конвейеров. Напольные тележки 21 несуще-грузоведущего конвейера подвешиваются к крюку-толкателю подвесной тяговой каретки и перемещаются в подвешенном виде при переходе с этажа на этаж. На отдельных этажах крюк-толкатель перемещает тележки, опирающиеся колесами на пол 22 этажа, как в грузоведущем конвейере. Скорость движения цепи несуще-грузоведущих конвейеров не более 12 м/мин, углы наклона подвесных путей на подъемах и спусках до 30° к горизонтали. Нормальный ряд скоростей цепи дан в ГОСТ 5946—79.

По виду трассы подвесные конвейеры разделяют на горизонтальные и пространственные. Трасса горизонтальных подвесных конвейеров расположена в одной горизонтальной плоскости, а в пространственных имеет повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 1. г).

Подвесные конвейеры применяют в машиностроительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности для перемещения полуфабрикатов и изделий с одного рабочего места к другому. Подвесные грузоведущие конвейеры используют также на складах для перемещения штучных грузов и автоматизации складирования, при выполнении погрузочно- разгрузочных работ.

Компактная конструкция конвейера с пространственно-гибкой цепью показана на рис. 2. ст. В таких конвейерах вес подвесок с грузами передается не на детали тяговой цепи, а непосредственно на верхнюю часть трубчатой направляющей. Звенья цепи, состоящие попеременно из горизонтальных 6, и вертикальных 3, 9 пластин, соединены между собой крестовинами 4 с горизонтальными 8 и вертикальными 5 осями шарниров, обеспечивающими гибкость цепи в двух плоскостях. Вертикальные оси (пальцы) 5 выступают из паза 2 направляющей трубы /. Звенья имеют чередующиеся опорные 10 и направляющие 7 катки. Грузовые подвески 12 - крюкообразной формы опираются катками 11 на трубу сверху. Выступающие из паза трубы оси (пальцы) цепи проталкивают подвески вперед. Пространственная цепь позволяет создать конвейер компактной конструкции с направляющей в виде трубы, имеющей верхнюю (рис. 2. а) или нижнюю (рис. 2. б) прорези.

На рис. 2. б показана ходовая часть конвейера для транспортирования легких грузов. Тяговым органом конвейера является пластинчатая цепь; между пластинами расположены ролики из полиамидной смолы. Ролики 13 наклонены под углом 45° к вертикали. Ось каждого последующего из роликов смещена на угол 90°. Ролики перемещаются внутри трубы 14, имеющей в нижней части по всей ее длине прорезь 15. Труба прикреплена к потолочному перекрытию. Конструкция допускает изгибы трассы радиусом 750 мм. Привод конвейера фрикционный. Два клиновых ремня приводятся в движение электродвигателем и прижимаются к тяговой цепи подпружиненными роликами. При использовании такого привода уменьшается износ цепи, отпадает необходимость обеспечения ее точного шага. При транспортировании грузов на большое расстояние и подъеме на большую высоту можно установить две (и более) приводные станции.

Ходовая часть легкого толкающего конвейера с круглозвенной цепью показана на рис. 2.6. в. Тележки, несущие груз, можно снимать и подвешивать в любом месте без остановки конвейера. Верхняя часть подвесного пути имеет вид ромба, внутри которого движется тяговая цепь; тележки соединены с цепью пальцами специальной конструкции через щель в верхнем углу ромба. Конвейер с круглозвенной цепью может работать при температуре окружающего воздуха до +150 °С.

Основными параметрами подвесных конвейеров являются массовая производительность Q штучная производительность 7, скорость цепи , шаг цепи t, грузоподъемность каретки Nr. Шаг разборных цепей составляет 80, 100 и 160 мм (ГОСТ 589—85). Расчетные нагрузки на каретки равны 2,5; 5 и 8 кН.

Области применения конвейеров

Высокая производительность, непрерывность грузопотока н автоматизация управления обусловили широкое применение конвейеров, в различных отраслях народного хозяйства. В ряде случаев одна и та же транспортная операция может быть выполнена различными конвейерами.

При решении задачи рационального выбора типа конвейера, обеспечивающего наибольший технический и экономический эффект, необходимо учитывать следующие факторы: свойства транспортируемых грузов; расположение пунктов загрузки и разгрузки, а также расстояние между ними; потребную производительность машин; требуемую степень автоматизации производственного процесса, обслуживаемого проектируемой транспортной установкой; способ хранения груза в пункте загрузки (в бункерах, штабелях, на стеллажах и т. п.) и характеристику устройства, принимающего груз (конвейер, бункер, технологическая машина и т. п.); характеристику места установки транспортного устройства (на открытой местности, в отапливаемом или неотапливаемом помещении); размеры пространства, отводимого под транспортирующую установку; конфигурацию трассы; особые факторы, вызванные спецификой обслуживаемого установкой производства (недопустимость пыления, шума); возможность частого изменения трассы транспортирования или системы адресования; требования техники безопасности и др.

В зависимости от размера кусков груза и его массы может быть произведен ориентировочный выбор типа конвейера с последующим уточнением его конструктивного исполнения. Характерные типы конвейеров в зависимости от применения, перемещаемого груза и транспортно-технологических функций приведены в табл. 1

1.2 Патентный поиск.

При проведении поиска патентов для модернизации данного приводы были выбраны следующие номера:

№ 1557413 А1
№ 1827470 А1
№ 1825918 А1
№ 811011
№ 2318145 С2
№ 2266449 С1
№ 889977
№ 385175
№199578
№ 181913
№ 2426924
№ 457829

Анализ патентов:

№ п/п

Критерии оценки

Бальные оценки

П№1

П№2

П№3

П№4

П№5

П№6

П№7

П№8

П№9

П№

Безопасность эксплуатации монтажа и демонтажа

Результативность

Расширение функций

Экономичность

Улучшение внешнего вида

По результатам анализа предпочтительным оказался патент 3 №1825918 А1. Изобретение направлено на повышение безопасности эксплуатации, результативности, расширение функций и экономичность.

Расчетная часть

Основные расчеты

Кинематический и силовой расчеты привода.
Выбор электродвигателя

1.Определение общего КПД трансмиссии.

2.Определение потребной мощности электродвигателя.

3.Выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный 4А 80В2 ГОСТ 19523-81 со следующими характеристиками:

4.Определение фактической частоты вращения вала электродвигателя.

5.Определение общего передаточного числа трансмиссии.

6.Определение передаточных чисел отдельных элементов трансмиссии.

Если то

7.Определение частот вращения валов трансмиссии.

8.Определение угловых скоростей валов трансмиссии.

9.Определение мощностей на валах трансмиссии.

10.Определение крутящих моментов на валах трансмиссии.

	об/мин
Вал
1	2871	300.65	5.98	1.8	5
2	574.2	60.13	28.5	1.714
					6
3	95.7	10.02	162.5	1.629
					3.14
4	30.57	3.2	468.75	1.5

2.1.2. Расчет цепной передачи

Выбираем приводную роликовую однорядную цепь

Вращающий момент на ведущей звездочке

Передаточное число было принято ранее

Числа зубьев ведущей звездочки

ведомой звездочки:

Принимаем и

Тогда фактическое

Отклонение

Расчетный коэффициент нагрузки

Где кд=1 – динамический коэффициент при спокойной нагрузке; ка=1 учитываем влияние межосевого расстояния [ka=1 при ац≤(30÷60)t]; кн=1 учитываем влияния угла наклона линии центров (кн=1, если этот угол не превышает 60̊ ; γ=45̊, кр учитывает способ регулирования натяжения цепи; кр=1,25 при периодическом регулировании натяжения цепи; ксм=1 при непрерывной смазке; кп учитывает продолжительность работы в сутки, при односменной работе кп=1. [р]=29 Мпа. По таблице (7.18)

Шаг однорядной цепи (m=1)

Принимаем по таблице по таб.(7.15) цепь ПР-19,05-60 по ГОСТ 13568-75,

имеющую разрушающую нагрузку массу

Скорость цепи

Окружное усилие

Давление в шарнире проверяем по формуле

(7.39)

Уточняем по таб.(7.18) допускаемое давление

5 [p]=31[1+0,01(z3-17)]=31[1+0,01(25-17)]=33,48 МПа. Перенапряжение составляет 4,7%, принимаем этозначение. В этой формуле 23 МПа табличное значение допускаемого давления по таб. (7.18) n=100 об/мин и t=19,05 мм.

Определяем число звеньев цепи по

, (7.36)

где

Тогда

Округляем до чётного числа Lt=152.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по

(7.37)

938.2 мм

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 938,2*0,004≈4 мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звёздочек

(7.34)

Определяем диаметры наружных окружностей звёздочек

(7.35)

где d1=11,91 мм – диаметр ролика цепи по таб.(7.15)

Силы, действующие на цепь: окружная Ftц= Н - определена выше;

от центробежных сил Fυ=qυ2=1,9* ≈1,1 Н, где q=1,9 кг/м по таб. (7.15)

от провисания Ff =9,81кfqaц=9,81*1,5*1,9*0, =26,23 Н, где кf =1,5 при угле наклона передачи 45̊

Расчетная нагрузка на валы

Fв=Ftц+2Ff = +2*26,23=2198,46 H.

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи

(7.40)

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]≈7,5 по таб. (7.19); следовательно, условие s>[s] выполнено.

Размеры ведущей звёздочки: ступица звёздочки dст=1,6*48=77 мм; ɭст=(1,2÷1,6)*77=92÷123 мм, принимаем ɭст=95 мм.

Толщина диска звёздочки 0,93Ввн=0,93*15,88≈15 мм, где Ввн – расстояние между пластинками внутреннего звена по табл.(7.15)

Аналогично определяют размеры ведомой звёздочки.

2.1.2 Расчет конической прямозубой передачи.

Примем для шестерни и колеса одну и ту же марку стали с различной термообработкой (полагая, что диаметр заготовки шестерни не превысит 120 мм).Принимаем для шестерни стали 40Х улучшенную с твердостью HB 270; для колеса сталь 40Х улучшенную с твердостью HB 245.

Допускаемые контактные напряжения найдем по формуле:

где .

Коэффициент безопасности ;

Коэффициент долговечности ;

Внешний делительный диаметр колеса найдем по формуле:

Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию (рекомендация ГОСТ 12289-76);

Коэффициент при консольном расположении шестерни -

Коэффициент для прямозубых передач - ;

Передаточное число = 5;

=156 мм.

Принимаем ближайшее стандартное значение по ГОСТ 12289-76

Принимаем число зубьев шестерни: = 18;

Определяем число зубьев колеса:

Примем =90

Проверка:

Отклонение от заданного передаточного отношения нет.

Определяем внешний окружной модуль:

Определяем углы делительных конусов:

Определяем внешнее конусное расстояние и длину зуба:

Определяем внешний делительный диаметр шестерни:

Определяем средний делительный диаметр шестерни:

Определяем внешние диаметры шестерни и колеса:

Определяем средний окружной модуль:

Определяем коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:

Определяем среднюю окружную скорость колеса:

Для конической передачи назначаем 7-ю степень точности.

Проверка контактных напряжений:

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, при точности

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между прямыми зубьями, .

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для прямозубых колес при V<1 м/с .

Проверяем контактное напряжение по формуле:

;

Определяем силы участвующие в зацеплении:

Окружная:

Радиальная для шестерни, равная осевой для колеса:

Осевая для шестерни, равная осевой для колеса:

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:

Коэффициент нагрузки

При , консольном расположении колес, валах на роликовых подшипниках и твердости HB < 350 значение = 1.38.

При твердости HB < 350, скорости v= м/с и 7-ой степени точности = 1.45.

Итак,

Определяем коэффициент формы зуба в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:

Для шестерни:

Для колеса:

Принимаем

Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:

Для стали 40Х улучшенной при твердости HB<350 =1.8 HB.

Для шестерни

Для колеса

Определяем допускаемое напряжение:

Для шестерни:

Для колеса:

Определяем отношение :

Для шестерни: МПа.

Для колеса: МПа.

Дальнейший расчёт ведём для зубьев шестерни, так как полученное отношение для нее меньше.

Проверяем зуб колеса:

2.1.4. Расчёт цилиндрической передачи.

Допускаемые контактные напряжения.

для шестерни

для колеса

Межосевое расстояние.

Принимаем

Модуль зацепления.

Принимаем

Число зубьев.

Принимаем угол наклона зубьев, предварительно

для шестерни

для колеса

Угол наклона равен

cos = =0,984=10,142⁰

Диаметры делительные.

Проверка:

Диаметры вершин зубьев.

Ширина колеса и шестерни.

Коэффициент шестерни по диаметру.

Окружная скорость колёс и степень точности передачи.

При такой скорости следует принять 8-ю степень точности.

Расчёт контактных напряжений.

Силы в зацеплении.

Окружная:

Радиальная:

Осевая:

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.