Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет портального бетоноукладчика

Содержание

Введение………………………………………………………………………4

Назначение, устройство и принцип

действия бетоноукладчика…………………………………………..……………..5

Расчет механизма передвижения бетоноукладчика………………………7

Расчет привода передвижение на прочность……………………………….12

Эксплуатация и техническое

обслуживание бетоноукладчика…………………………………….……………..23

Разработка мероприятий по технике безопасности,

охране окружающей среды, энергоресурсосбережению при работе…………26

Литература……………………………………………………………………30

Введение

Процесс укладки бетонной смеси и равномерное распределение ее в формы трудоемок, особенно при сложной конфигурации изделий и применении жестких бетонных смесей. Поэтому укладывают смесь в заводских условиях на специализированных технологических линиях с ручным, дистанционным полуавтоматическим или автоматическим управлением с помощью бетоноукладчика, который состоит из портала с приводом для перемещения по рельсовым путям, бункера с запасом бетонной смеси и питателя для распределения смеси по площади формы, различных приспособлений для разравнивания верхнего слоя, других деталей.

Машины по укладке бетона в формы классифицируют по принципу действия питателя: на бетоноукладчики с вибролотковым питателем или с поворотным вибролотковым питателем и на бетоноукладчики с ленточным питателем. Последние наиболее распространены.

Транспортируют бетон от места его приготовления к месту укладки при жестких бетонах — в самоходных емкостях, а при пластичных — пневмотранспортом. Жесткие бетонные смеси можно транспортировать также с помощью ленточных желобчатых конвейеров со сбрасывающей тележкой.

1 Назначение, устройство и принцип действия бетоноукладчика.

Ленточный питатель бетоноукладчика состоит из ленточного питателя, бункера с копильником, шибера с приводом. Ленточный конвейер по ширине перекрывает всю форму. Копильник, расположенный над ленточным питателем, предназначен для выравнивания и профилирования выдаваемого из бункера слоя бетонной смеси. Поскольку высота щели бункера больше высоты выходной щели копильника, в последнем образуется подпор, обеспечивающий постоянную толщину выдаваемого слоя материала независимо от степени заполнения бункера.

Бетоноукладчик с ленточными питателями, разравнивающими и заглаживающими устройствами, применяют при конвейерной и поточно-агрегатной схемах производствах железобетонных изделий. Бетоноукладчик с ленточным питателем предназначен для распределения бетонной смеси по всей площади изделия. Он применяется на заводах, работающих по поточно-агрегатной схеме и изготавливающих многопустотные панели, ригели, лестничные площадки и другие изделия.

Бетоноукладчик состоит из сварной рамы, опирающейся на четыре колеса, два из которых приводные. На раме жёстко укреплён бункеры, к нижней части подвешены ленточныйе питатели. Передняя стенка бункера, шибер и две боковые поворотные стенки образуют копильник. Размер выходной щели копильника регулируется шибером, управляемым вручную. Привод шибера состоит из штурвала, винтовой передачи и системы рычагов. Привод передвижения бетоноукладчика состоит из двухскоростного электродвигателя, двухступенчатого цилиндрического редуктора с двумя выходными концами и цепных передач. Ведущие звёздочки укреплены на ходовых колёсах.

Ленточный питатель представляет собой раму, на которой смонтированы ведущий и натяжной барабаны. На барабаны натянута бесконечная транспортёрная лента. Верхняя ветвь транспортёрной ленты опирается на металлический лист. Привод питателя состоит из электродвигателя, редуктора, цилиндрической зубчатой передачи. Скорость передвижения бетоноукладчика 0.17-0.25 м/с, скорость движения ленты питателя 0.1-0.5 м/с. Вместимость бункера 1и 2.1 м³.

При конвейерной схеме производства применяют бетоноукладчики с ленточными питателями, принципиально не отличающими от рассмотренных выше. Бетоноукладчик с поворотным ленточным питателем состоит из сварной опорной тележки, поворотной платформы и ленточного питателя. Тележка имеет четыре ходовых колеса, два из которых приводные. На ней установлен привод передвижения бетоноукладчика, привод поворота платформы и трек, служащий опорной поверхностью для колёс поворотной платформы. Привод передвижения бетоноукладчика состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, двухступенчатого цилиндрического редуктора и зубчатых передач, ведомые шестерни которых укреплены на ходовых колёсах. Поворот платформы осуществляется лебёдкой, работающей от электродвигателя через червячный редуктор. Поворотная платформа состоит из металлической сварной рамы, на которой подвешен приёмный бункер с вибратором. На раме поворотной платформы установлены также привод питателя, привод подъёма стрелы питателя и пульт управления. На кронштейнах рамы шарнирно подвешена стрела ленточного питателя. Подъём стрелы ленточного питателя осуществляется лебёдкой с приводом, состоящим из электродвигателя и червячного редуктора.

Принципиальная схема бетоноукладчика.

Предназначены для укладки бетонных и растворных смесей в формы изделий различной конструкции шириной до 3600 мм при производстве железобетонных конструкций.

Ширина формуемых изделий регулируется при помощи поворотно подъемно-опускающейся воронки, расположенной под бункером, за счет продольного перемещения бетоноукладчика и поперечного перемещения бункера. Бетоноукладчики осуществляют предварительное разравнивание верхней открытой поверхности.

2 Расчет механизма передвижения бетоноукладчика

2.1 Определяем угловую передвижения и частоту вращения ведущего колеса

(2.1)

2.2 Масса бетоноукладчика: ; масса бетонной смеси , где - плотность бетона.

3 Нагрузка на колёса бетоноукладчика:

(2.2)

2.3 Нагрузка на каждое колесо:

(2.3)

По таблице выбираем колесо n 350 мм, колесо двубортное со шпоновым пазом.

2.4 Определяем сопротивление передвижения бетоноукладчика:

;

(2.4)

где - сопротивление от сил трения, кН;

- сопротивление от наклона, кН.

Сопротивление от сил трения:

;

(2.5)

где – вес бетоноукладчика, ;

- коэффициент сопротивления для ходового колеса на подшипниках качения, .

Сопротивление от наклона:

;

(2.6)

где – наклон пути.

Сложив сопротивления, получим сопротивления передвижения бетоноукладчика:

(2.7)

Инерционное сопротивление передвижения бетоноукладчика в пусковой период:

;

(2.8)

где - среднее ускорение при пуске.

2.5 Мощность двигателя механизма передвижения бетоноукладчика:

;

(2.9)

где - скорость бетоноукладчика, ;

– к.п.д. привода, .

Мощность двигателя расчетная:

(2.10)

По каталогу принимаем двигатель 4А112МВ6УЗ. ; ; ; ; .

Номинальный момент:

;

(2.11)

2.6 Общее передаточное число механизма:

(2.12)

По передаточному числу механизма, разбивая его по ступеням редуктора – цепная передача, выбираем редуктор, способный передавать мощность не меньше 4,07 кВт при 1000 об/мин. тихоходного вала.

Редуктор тапа ЦТН-6, передаточное число – 156,92; общее передаточное число – 152,7; тормоз типа ТКТ-200/100.

2.7 Определяем время пуска:

;

(2.13)

где – приведённый момент инерции приведённого агрегата и массы бетоноукладчика к валу двигателя.

;

(2.14)

;

(2.15)

Статический момент от сопротивления передвижения:

;

(2.16)

Отсюда .

2.8 Проверка запаса сцепления при пуске:

;

(2.17)

где - вес бетоноукладчика без груза, ;

– зацепной вес.

;

– сопротивление передвижению бетоноукладчика при .

;

(2.18)

;

(2.19)

;

(2.20)

(2.21)

- ускорение свободного падения;

т – число приводных колес, т=2;

n – общее число колес, n=4;

f – коэффициент трения в подшипниках колес, f=0,02;

d – диаметр оси ходового колеса, d=0,55 м;

D_кол – диаметр ходового колеса с рельсом, .

;

2.9 Проверка двигателя по моменту

Условия верности выбора электродвигателя:

;

(2.22)

где – коэффициент перегрузки;

- момент на валу от нормативных составляющих;

;

(2.23)

;

где – коэффициент соответствия;

– коэффициент, что учитывает особенности работы.

;

Тогда ;

2.10 Определение тормозного момента и выбор тормоза.

Расчетный момент:

;

(2.24)

;

где

(2.3)

Тогда ;

;

(2.25)

(2.26)

Тогда полный тормозной момент будет равен:

По каталогу выбираем тормоз ТКТ-200/100 с тормозным моментом 40 Н/м при ПВ 25%. Тип электромагнита – МО-100Б.

3 Расчет привода передвижение на прочность.

3.1.1. Разбивание передаточного отношения

Рис. 3.1. Кинетическая схема привода передвижения.

Общее предварительное отношение:

об/хв.

3.1.2. Определение нагрузки на конструктивные элементы механизма передвижения бетоноукладчика.

Нагрузка на первом валу:

(3.1)

где - нагрузка на двигатель, 4,0 кВт;

- к.п.д., муфты, = 0,985...0,995

= 4 · 0.99 = 3,96 кВт;

нагрузка на втором валу:

; (3.2)

де - к.п.д. зубчатой передачи, = 0,92...0,94

- к.п.д. пары подшипников, = 0,99

кВт.

нагрузка на третьем валу:

кВт (3.3)

нагрузка на четвертом валу:

; (3.4)

3.1.3. Определение частоты вращения каждого вала

Частота вращения первого вала.

(3.5)

Частота вращения второго вала:

об/ мин. (3.6)

Частота вращения третьего вала:

об/мин. (3.7)

Частота вращения четвертого вала:

(3.8)

3.1.4. Определение крутящего момент на каждом валу

Т = 9550 (3.9)

Крутящий момент на первом валу:

Крутящий момент на втором валу:

Крутящий момент на третьем валу:

Крутящий момент на четвертом валу

Полученные данные заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1.

Нагрузка частоты вращения на маховике моменты, которые действуют на конструктивные элементы механизма передвижения.

Показатели	1	2	3	4
, кВт	3.96	3.06	2.82	2.6
	1000	6.4	6.4	6.4
	37.82	4566	4208	3880

3.1.5. Расчет зубчатого зацепления механизма передвижения

Контактная выносливость цилиндрических зубчатых колес проверяется формулой:

(3.10)

где ;

; ;

где

;

Ψ=

По таблице принимаем = 0,55, тоді = 1,03... 1,05.

Находим линейную скорость колеса :

(3.11)

где - диаметр колеса, = 256 мм;

– угловая скорость колеса.

м/с

Тогда по таблице = 1,04.

Исходя с этого:

мПа;

Выносливость при изгибе на шестерне:

(3.12)

где , (3.13)

где , , ;

Н;

; ;

мПа;

Выносливость при изгибе на колесе:

(3.14)

так как , то

Выберем для зубчатой передачи материал и виды термообработки(ТО). Наполним для сравнения расчет передачи для двух видов ТО.

І - вариант: колесо - сталь 40х; твердость поверхности зубов 269...302 НВ: шестерня - сталь 40х; твердость поверхности зубов после закалки ТВ4 45...50 HRC.

Определим средние твердости зубов колес и базу испытаний.

І – колесо: Н = 285,5; N_но = 2,3·10⁷;

шестерня: НR = 0,5(45+50) = 47,5

По таблице перевода НR=47,5 равное Н = 450, тогда

II - колесо: шестерня HR = 0_,5(48+53) = 50,5;

HR = 50,5; равна Н = 490, тоді = 490³ = 1,17·

При расчете на изгиб при обоих вариантах термообработки база испытаний

В Определим вещественные числа перемены напряжений :

для колеса = 60n₂L_h = 60 · 6,4 · 10 · 10³ = 2,4 · ;

где L_h – время раоты передачи, L_h = 10 · 10³;

для шестерни

где - передаточное число зубчатой передачи

Рассчитываем коэффициенты долговечности при расчете, как по контактным напряжениям, так и по напряжениям изгиба для вариантов ТО.

І - колесо:

где .

; 1,5 < 1,8;

где - показатель степени в уравнении кривой усталости, = 9.

шестерня - max, как =, то і шестерни равняются, соответственно колеса.

II - колесо:

;

шестерня – maх, як , то і шестерни равняются, соответственно і колеса.

Определим допустимые контактные напряжения и напряжения от изгиба:

І - колесо

[ ] = 1,8 · Н + 67 = 1,8 · 285,5 + 67 = 581 Н/мм²

[] = 1,03 · Н= 1,03 · 285,5 = 294 Н/мм².

шестерня

[] = 14 · НR + 170 = 14 · 47,5 + 170 = 835 Н/мм²

[] = 310 Н/мм²

II - колесо и шестерня [] = 4 · 50,5+170 = 877 Н/мм²

[] = 310 Н/мм²

Допустимые контактные и напряжения от изгиба имеем, умножив [] и [] на и.

1 – колесо:

[] = Н/мм²

Шестерня:

[] = Н/мм²

[]= Н/мм²

Исходя из расчетов, принимаем вариант II термообработки.

3.1.6. Определения усилий, которые действуют на ось паразитного зубчатого колеса и вал ходового колеса.

Окружное усилие:

; (3.15)

где = 4566 Н·м - крутящий момент на валу паразитного колеса.

- диаметр паразитного колеса

Рис. 3.2. Усилия, которые действуют на ось паразитного зубчатого колеса.

= m · z

где - модуль, m = 8;

z – количество зубцов, z = 32.

= 32 · 8 = 256 мм