Проект привода ленточного конвейера
Введение
Технический
уровень всех отраслей народного
хозяйства тесно связан и в
значительной степени определяется
уровнем развития машиностроения. На
основе машиностроения осуществляется
комплексная механизация в
Различные машины и механизмы в большинстве своем состоят из однотипных по служебным функциям деталей и сборочных единиц. Отсюда следует, что одни и те же методы анализа, расчета и проектирования находят применение, казалось бы, в далеких друг от друга отраслях техники. Поскольку большинство деталей общего назначения используются в приводах, то они выбраны одним из объектов курсового проектирования. Привод рабочей машины – это система состоящая из двигателя и связанных с ним устройств, для приведения в движение рабочих органов машины.
При проектировании привода производят кинематический и силовой расчет, решают вопросы, связанные с выбором материалов, выполняют проектные и проверочные расчеты деталей, освещают вопросы установки, сборки, разборки и смазки отдельных сборочных единиц в привода в целом.
Основной задачей на этапе конструирования привода является минимизация его стоимости и габаритов, при обеспечении надежности и работоспособности. Это достигается оптимальным соотношением параметров привода и электродвигателя по рекомендуемым значениям передаточных чисел, передач привода. Исходным документов при проектировании является техническое задание.
Курсовой проект позволяет получить следующие навыки:
- применение на практике приемов расчета и конструирования;
- составления кинематических схем, описания устройства и принципа действия проектируемого объекта;
- обоснования и разработки технических решений и расчетов элементов конструкций;
- работы со специальной технической литературой;
- анализа технических параметров и технико-экономического анализа проектируемого изделия.
Знания
и опыт, приобретенные при выполнении
этого проекта, являются базой для
выполнения курсового проекта по
грузоподъемным устройствам и дипломного
проекта.
1
Организационно-технический
раздел
1.1
Условия эксплуатации
машинного агрегата
Привод
к ленточному конвейеру состоит
из электродвигателя, установлен на железнодорожной
станции. Предназначен для погрузки
и разгрузки товарных вагонов, работает
в течение 6 лет. Работа в две смены,
нагрузка маломеняющаяся, режим реверсивный,
продолжительность смены 8 часов.
1.2
Анализ кинематической
схемы
От
электродвигателя энергия вращательного
движения поступает через плоскоременную
передачу, на редуктор одноступенчатый
цилиндрический косозубый и затем
на вал конвейера.
1.3
Срок службы приводного
устройства
Срок службы приводного устройства определяем по формуле:
- срок службы привода, год;
– продолжительность смены, ч;
– число смен;
Принимаем
время простоя машинного
Тогда
Рабочий ресурс привода принимаем
Составим
табличный отчет, как показано в
таблице 1.
Таблица 1
Эксплуатационные характеристики машинного агрегата
| Место установки | Характер нагрузки | Режим работы | ||||
| Железнодорожная станция | 6 | 2 | 8 | С малыми колебаниями | Реверсивный |
2
Расчетно-конструкторский
раздел
2.1
Выбор двигателя, кинематический
и силовой расчет привода
Определяем мощность на валу рабочей машины, кВт, по формуле:
где – тяговая сила, кН;
–
скорость тягового органа, м/с.
Определяем частоту вращения приводного вала ленточного конвейера, об/мин, по формуле:
где D – диаметр барабана, мм.
.
Определяем общий к.п.д. привода по формуле:
где -
к.п.д. механизмов.
Определяем требуемую мощность электродвигателя, кВт:
Принимаем стандартную мощность .
Таблица 2
Подбор электродвигателя
| 3000 | 1500 | 1000 | 750 | |
| 2,2 | 4АМ80B2У3/2850 | 4АМ90L2У3/1425 | 4АМ100L6У3/950 | 4АМ112MA8У3/700 |
Двигатель с полученной мощностью может иметь разную синхронную частоту: 3000, 1500, 1000, 750 об/мин. Чтобы из 4 вариантов выбрать приемлемые, определяем предельное значение общего передаточного числа привода.
1 вариант: .
2 вариант: .
3 вариант: .
4 вариант: .
.
.
Требуемая частота:
. (2.6)
об/мин
Определяем
максимально допускаемое
где % - отклонение скорости вала рабочей машины.
.
Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины, об/мин:
Определяем фактическое общее передаточное число:
=33,55.
Определяем передаточное число открытой передачи по формуле:
Таким образом, выбираем двигатель 4АМ80B2У3 (
Определяем частоты вращений, угловые скорости, мощности и вращающие моменты всех валов привода:
Угловые скорости для каждого вала
Мощности на валах привода
Вращающие моменты на валах кНм.
Таблица 3
Силовые и кинематические параметры привода
| Тип двигателя 4АМ80B2У3 | |||||
| Вал | Частота вращения,
n, об/мин |
Угловая скорость,
, рад/с |
Мощность,
Р, кВт |
Момент,
Т, кНм |
Передаточные числа |
| I. Электродвигателя
Быстроходный ременной передачи |
2850 | 298,3 | 2,2 | 0,0074 | 13,36 |
| II. Тихоходный
ременной
Быстроходный редуктора |
950 | 99,4 | 2,09 | 0,021 | 3,36 |
| III. Тихоходный
редуктор
Рабочей машины |
95 | 9,9 | 1,67 | 0,168 | 10 |
2.2
Выбор материала и термообработки
закрытой передачи.
Расчет допускаемых
напряжений.
Передачи со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньшие, чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая, в свою очередь, зависит от марки стали и варианта термической обработки.
Так
как к размерам проектируемого редуктора
не предъявляют высоких
-
для шестерни улучшение плюс
закалка ТВЧ, средняя,
- Для колеса 40Х улучшение, средняя твердость
.
Определяем число циклов переменных напряжений:
- для колеса циклов;
- для шестерни , циклов,
где - угловая скорость тихоходного вала редуктора, рад/с;
- время работы передачи, ч.
Число циклов переменных напряжений соответствующее пределу контактной выносливости определяем интерполированием:
- для шестерни, при HB=457,
- для колеса, при HB=285,5,
Определяем коэффициенты долговечности по контактным напряжениям и по напряжениям .
Так как N>, .
Так как N>, .
Определяем допускаемые напряжения и , Н/мм2 соответсвующие числу циклов переменных напряжений и :
- для шестерни при улучшении и закалки для твердости
45,7.
, в предположении, что модуль m<3.
- для колеса при улучшении для твердости 285,5
Определяем допускаемые контактные напряжения , Н/мм2 с учетом времени работы передачи:
для шестерни (2.22)
для колеса (2.23)
Среднее контактное напряжение:
(2.24)
Определяем допускаемые напряжения изгиба , Н/мм2 с учетом времени работы передачи:
для шестерни (2.25)
для колеса (2.26)
Полученные значения напряжений заносим в таблицу 4.
Таблица 4
Механические характеристики материалов зубчатой передачи
| Элемент передачи | Марка стали | Термообработка | ,
среднее |
||||
| Н/мм2 | |||||||
| Шестерня | 40Х | У+ТВЧ | |||||
| Колесо | 40Х | У | |||||
Список
использованных источников
1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М., ВШ., 2004.
2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М., ВШ., 1991.
3. Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. детали машин, М., ВШ., 2002.
4.Дунаева П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирвоание. – М., ВШ., 1985.
5.Ицкович Г.М. Сборник задач и примеров расчетов по курсу Деталей машин. М., Машиностроение, 1974.
6. Иосилевич Г.Б. Детали машин. М., Машиностроение, 1988.
7. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Детали машин. М., Машиностроение 1987.
8. Раховский О.А., Клыпин А.В., Детали машин. М., ООО «Дрофа», 2002.
9. Романов М.Я., Константинов В.А., Покровский Н.А., Сборник задач по деталям машин. М., Машиностроение, 1984.
10. Стандарт СМК СТП 1.4-01-2005, ГОУ ВПО БрГУ, Братск 2005.
