Материал: Проект ленточного конвейера наклонно-горизонтального типа

Выбираем по ГОСТ 20-76 резинотканевую ленту с прокладками из ткани ТА-100 с пределом прочности на разрыв одной прокладки Sр = 100 Н/мм. Количество прокладок равно

I =

Расчетный коэффициент запаса прочности ленты

Принято  = 7; k_пр = 0.9; k_Ст = 0,9 (для вулканизированного стыка); k_T = 0,85 и kр = 0,9. Принимаем ленту с тремя прокладками. Проверка по формулам гл. 2 при S_d = 11 по ГОСТ 20-76:

, т.е.

Условие выполнено.

Время прохождения ленты через пункт загрузки по формуле (4.6)

с.

где L - 65 м - общая длина ленты между, осями концевых барабанов по контуру трассы.

Для грузов группы абразивности D, при тяжелом режиме работы и частоте прохождения ленты через пункт загрузки к_ч - 130 с учетом кусковатости груза принимаем толщины обкладок - верхней - 4.5 мм, нижней - 2 мм из резины класса А по ГОСТ 20-76.

Окончательно принята лента 2Р-800-5-ТА100-4.5-2А, ГОСТ 20-76.

Принятая лента имеет массу 11,1 кг/м ( ГОСТ 20-76) и q_л = 104 Н/м.

Диаметр приводного барабана

Dб = k'k"i = 150·1·3 = 450 мм;

 по (табл 4,59)

принимаем диаметр приводного барабана -500 мм.

Диаметр натяжного барабана

Dн=150·0,8·3=360 мм.

принимаем диаметр натяжного барабана-500 мм.

конвейер редуктор электродвигатель барабан

3. Кинематический расчет

Рис. 2 - Кинематическая схема привода

. Электродвигатель (мотор)

. Муфта упругая

. Вал быстроходный

. Вал-шестерня быстроходной ступени

. Корпус редуктора

. Подшипниковый узел с глухой крышкой

. Зубчатое колесо быстроходной ступени

. Вал-шестерня тихоходной ступени

. Вал-шестерня промежуточный

. Зубчатое колесо тихоходной ступени

. Барабан приводной ленточного конвейера

. Вал приводного барабана

. Опора подшипниковая приводного барабана

. Лента конвейера

. Муфта упругая

. Подшипниковый узел со сквозной крышкой с уплотнением

. Вал тихоходный

Проектируемый редуктор служит для передачи вращения и изменяющегося крутящего момента от электродвигателя к исполнительному механизму - приводному барабану ленточного конвейера. Передача крутящего момента, от электродвигателя 1 посредством муфты 2 передается на быстроходный вал 3, установленный в корпусе 5 на подшипниках 6. Быстроходный вал имеет зубчатый венец 4 (шестерня), которая зацепляется с зубчатым колесом 7, установленным посредством шпоночного соединения с промежуточным валом 9, установленным также на подшипниках качения. На промежуточном валу имеется также зубчатый венец 8 (промежуточный вал может быть выполнен в виде вал-шестерни), которое зацепляется с зубчатым колесом 10, установленным посредством шпоночного соединения на тихоходном валу 17, установленном также в корпусе редуктора на подшипниках качения. Выходной конец тихоходного вала 17 посредством шпоночного соединения и муфты 15 соединен с приводным валом 12 барабана 11 ленточного конвейера с лентой 14.

Условно называют зубчатую передачу 4-7 быстроходной ступенью и зубчатую передачу 8-10 тихоходной ступенью редуктора. Крутящий момент передается: с вала электродвигателя на быстроходную ступень 4-7, далее на промежуточном валу на участке 7-8 на тихоходную ступень 8-10, далее на муфту 15 и на вал приводного барабана 16. Число оборотов электродвигателя в данной системе максимально. Число оборотов промежуточного вала в  раз меньше; число оборотов тихоходного вала в  раз меньше. Момент на валу электродвигателя в данной системе минимальный, а на выходном валу - максимальный, с учетом небольших потерь в подшипниках, зубчатых передачах и муфтах, момент возрастает в  раз.

Частота вращения вала барабана находим

об/мин

Потребляемую мощность (кВт) привода (мощность на выходе) определяют по формуле:

где  - общее КПД звеньев кинематической цепи:

по таблице 1.1 находим значения КПД отдельных звеньев кинематической цепи: ; ;

таким образом,

. Выбор электродвигателя

Тогда требуемая мощность электродвигателя:

кВт

С учётом условий работы конвейера и ранее посчитанными значениями, выбираем электродвигатель по таблице 1,4. принимаем: короткозамкнутый электродвигатель типа 4 А 132 S 4 УЗ, мощность кВт с асинхронной частотой вращения об/мин.

Уточнение передаточных чисел привода

Общее передаточное число привода находим по формуле:

;

Полученное передаточное число распределяем между первой и второй ступенями редуктора по формулам:

;

;

Определение вращающих моментов на валах привода

Частота вращения быстроходного вала: ; об/мин.

Частота вращения промежуточного вала:

; об/мин.

Частота вращения тихоходного вала:

;  об/мин.

Вращающий момент электродвигателя определяется по формуле:

; Н м.

Вращающие моменты соответственно на быстроходном, промежуточном и тихоходном валах определяются по формулам:

; ; .

Подставляя имеющиеся значения в указанные формулы получим:

Н м;  Н м; Н м.

. Выбор редуктора

Принимаем редуктор типа Ц2У-200.

межосевое расстояние 325 мм,

передаточное отношение 35,5;

По ГОСТ 2144-76 передаточное число должно отличаться от расчетного не больше чем на 4%:

Условие выполнено.

Крутящий момент на тихоходном валу, кНм - 2,0;

К.п.д.-97%

6. Расчет на прочность вала приводного барабана

Тяговое усилие рассчитывается по формуле:

G = 10×[w×(q + q_р)×L]×m₁×m₂× m₃×m₄×m₅ ,

Где ω = 0,03 - коэффициент, учитывающий условия работы конвейера;= 28 кг/м - погонная масса транспортируемого материала;_р = 17.2 кг/м - погонная масса движущихся частей конвейера;-60 длина конвейера, м;₁, m₂, m₃, m₄, m₅ - коэффициенты, учитывающие конструктивные признаки конвейера:₁ - длины, при L< 15 м, m₁=1,2…1,5;₂=1 - прямолинейность;₃ - в зависимости от привода: головной однобарабанный привод - m₃=1;₄=1 при хвостовой натяжной станции;₅=1 - без сбрасывающей тележки.= 10×[0,03×(28 + 17.2)×60]×1,5×1× 1×1×1 = 1.2 кН

7. Расчет вала приводного барабана на усталость

Учитывая возможность неравномерного распределения шихты на транспортерной ленте, для расчета на крепость примем натяжное усилие, которое в два раза превышает расчетное:

Т = 2G = 2 × 1.2= 2.4 кН

Момент на валу барабана равняется крутящему моменту и рассчитывается по формуле:

М_б = М_кр = М_дв × u_р

М_б = М_кр = 20 × 35.5 = 710 кНмм

Реакции опор находят по формулам:

_А = R_Б = T/2_А = R_Б = 2.4/2 = 1.2 кН

Изгибающий момент на валу барабана равняется:

М_з = R_А×

М_з = 1.2× = 655.5 кНмм

Рис. 2.3.1 К расчету вала приводного барабана на прочность

Построив эпюры изгибающих и крутящих моментов, определим, что наибольше нагруженными являются разрезы 1-1 и 2-2. Разрез 1-1 прослаблен посадкой с натягом и шпоночным пазом. Этот разрез проверяем на усталостную прочность по максимальным напряжениям изгиба и кручения. Разрез 2-2 круглой формы - по таким же напряжениям.

Проверку на сопротивление усталости выполняем по коэффициенту запаса сопротивления усталости:

S = > [s]

Момент сопротивления изгиба для разреза 1-1, которое ослаблено шпоночным пазом:

_зг = 0,1d³ -

Приd=80 мм, b=22 мм, t₁=9,0 мм._зг = 0,1×80³ - = 38723 мм³

Момент сопротивления кручению

_к = 0,2d³ - _к = 0,2×60³ -  = 89924 мм³

При расчете принимаем, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу , а напряжение кручения - по нулевому циклу. Выбор нулевого цикла связан с тем, что большинство валов передает измененные значения, но постоянные по направлению крутящие моменты.

Амплитуда циклов напряжений при изгибе равняется:

s_зг =

s_зг =  МПа

Амплитуда циклов при кручении равно:

t_к =

t_к =  МПа

Материал вала Сталь 45, для которой s_в =890 МПа, s_т =650МПа, s_-1= =380МПа, t_-1 = 0,58 s _-1 = (0,58×380 )МПа = 220,4МПа. Для этой стали выбираем соотношения эффективных коэффициентов концентрации напряжений:

K_s/K_d = 4,25; K_t/K_d = 2,95 [3] табл.17.6.

По (3) табл. 17.4; 17.5:

коэффициент влияния шероховатости K_F = 1 - для шлифованной посадочной поверхности;

Коэффициенты концентрации напряжений вала в разрезе 1-1:

(K_s)_D = /Кn

(K_s)_D = /1 = 4,25

(K_t)_D = /Кn

(K_t)_D = /1 = 2,95

Границы выносливости вала в разрезе 1-1:

(s_-1)_D = s_-1/(K_s)_D = МПа

(t_-1)_D = t_-1/(K_t)_D = МПа

Коэффициенты запаса сопротивления усталости вала в разрезе 1-1 по нормальным и касательным напряжениям - по (3) ф.ф. 17.3; 17.4:

_s = _t =

Расчетный коэффициент запаса сопротивления усталости вала в разрезе 1-1:

= >[s] = 2,1

Сопротивление усталости вала в разрезе 1-1 обеспечивается.

Определение напряжений в разрезе 2-2.

Напряжение изгиба

s_зг =

Момент сопротивления изгибу для разреза 2-2:_зг = 0,1d³

При d = 75 мм_зг = 0,1×75³ = 42187,5 мм³

Напряжение изгиба

s_зг =  МПа

Напряжение кручения

t_к =

Момент сопротивления кручению

_к = 0,2d³_к = 0,2×75³ = 84375 мм³

Напряжение кручения равняется:

t_к =  МПа

В разрезе 2-2 согласно с (3) табл. 17.2 к расчету принимаем концентрацию напряжения от галтели, для которой: K_s= 1,8; K_t = 1,6

По (3) табл. 17.3 К_d = 0,7

По (3) табл. 17.4; 17.5:K_F = 1,1 - для обработанной поверхности;_n = 1 - поверхность вала на упрочняется.

Коэффициенты концентрации напряжений вала в разрезе 2-2:

(K_s)_D = /Кn

(K_s)_D = /1 = 2,67

(K_t)_D = /Кn

(K_t)_D = /1 = 2,38

Границы выносливости вала в разрезе 2-2:

(s_-1)_D = s_-1/(K_s)_D = МПа

(t_-1)_D = t_-1/(K_t)_D = МПа

Коэффициенты запаса сопротивления усталости вала в разрезе 2-2 по нормальным и касательным напряжениям - по (3) ф.ф. 17.3 и 17.4:

_s = _t =

Расчетный коэффициент запаса сопротивления усталости вала в разрезе 2-2:

= 5,026> [s] = 2,1

Сопротивление усталости вала в разрезе 2-2 обеспечивается.

Согласно с расчетами разрезов 1-1 и 2-2 вал удовлетворяет условиям прочности.

Список литературы