Курсовая работа: Проектирование привода к скребковому конвейеру

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное

Учреждение высшего образования

Южно-уральский государственный университет

Национальный исследовательский университет

Институт открытого и дистанционного образования

Кафедра техники, технологии и строительства

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА К СКРЕБКОВОМУ КОНВЕЙЕРУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Студент группы ДОз-312

Садыков А.Т.

Челябинск 2021

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Институт открытого и дистанционного образования

Кафедра техники, технологии и строительства

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

Виноградов К.М.

ЗАДАНИЕ № 27

на курсовую работу студента

Садыкова Артура Тимуровича

Группа__ДОз-312

1. Дисциплина «Детали машин и основы конструирования»

2. Тема работы

Привод к скребковому конвейеру № 9-4

3. Срок сдачи студентом законченной работы декабрь 2021 г

4. Перечень вопросов, подлежащих разработке:

4.1 По выданной кинематической схеме привода конвейера с включением следующих механизмов:

4.1.1 Двигатель 4А- на лапках

4.1.2 Открытая передача - Плоскоремееная

4.1.3 Редуктор- Цилиндрический

4.1.4 Муфта с торообразной оболочкой

4.1.5 Исполнительный механизм - Узел звездочек

4.1.6 Рама Сварная

4.2 Рассчитать параметры привода по данным рабочего органа:

Усилие F = 2800, H.

Скорость V= 0,55, м/сек.

Барабан: диаметр D, ширина В,мм.

Угол наклона ременной передачи и, град.

Звездочка: число зубьев Z =8 , шаг цепи t =80, мм.

Угол наклона цепной передачи и , град.

Режим работы 3 реверсивный, нереверсивный.

Срок службы 7 часов в смену ; смен 2 лет 6.

4.3 Содержание расчетно-пояснительной записки (объем 30...40 листов).

4.3.1 Назначение привода, описание работы.

4.3.2 Расчет мощности электродвигателя, выбор двигателя и эскиз с размерами.

4.3.3 Определение передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням, определение момента, частоты вращения каждого вала.

4.3.4 Расчет редуктора: расчет передачи с выполнением расчетных схем, элементов конструкции колес, расчет валов с построением эпюр и эскизов валов с простановкой расчетных размеров, расчет подшипников качения с выполнением эскизов подшипников и узлов опор.

4.3.5 Выполнение эскизной компоновки редуктора.

4.3.6 Выбор смазки редуктора.

4.3.7 Расчет открытой передачи.

4.4 Библиографический список.

5. Разработать, согласно расчетных параметров, чертежи с технической характеристикой и техническими требованиями:

5.1 Редуктор в 3-х проекциях. Формат А1 - 1 лист.

5.2 Рабочие чертежи деталей передач: быстроходной пары или тихоходной пары. Формат А3 - 2 листа.

5.3 На сборочный чертеж редуктора, выполненный согласно ЕСКД составить спецификацию с указанием в графе примечание материала деталей и ГОСТа на материал. В спецификации указать сборочные единицы, детали, стандартные изделия, по группам и по алфавиту по ЕСКД.

6 Календарный план

Руководитель работы В.В. Ахлюстина

Студент: Садыков А.Т.

Аннотация

Садыков А.Т. Проектирование привода к скребковому конвейеру. ЮУрГУ. 22.03.02 2021. ДОз-312, 40 с, 5 илл., 6 табл. Библиография литературы - 7 наименований. Чертежи -2 листа ф. А1.

В данной курсовой работе разработан и спроектирован привод к скребковому конвейеру. Приведена кинематическая схема привода, определены условия эксплуатации и сроки службы приводного устройства, выбран двигатель, произведены расчёты закрытой зубчатой передачи, открытой плоскоременной передачи, выбраны подшипники качения и упругая муфта с торообразной оболочкой, определен порядок смазывания редуктора.

Содержание

Введение

1. Кинематическая схема

1.1 Срок службы приводного устройства

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

3. Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений

4. Расчет закрытой передачи

5. Расчет открытой передачи

6. Нагрузки валов редуктора

7. Разработка чертежа общего вида редуктора

8. Расчетная схема валов редуктора

9. Проверочный расчет подшипников

10. Конструктивная компоновка привода

10.1 Конструирование зубчатых колес

10.2 Конструирование валов

10.3 Выбор соединений

10.4 Конструирование подшипниковых узлов

10.5 Конструирование корпуса редуктора

10.6 Конструирование элементов открытых передач

10.7 Выбор муфты

10.8 Смазывание

11.Проверочные расчеты

11.1 Проверочный расчет шпонок

11.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов

11.3 Уточненный расчет валов

12. Технический уровень редуктора

Литература

Введение

Конвейеры перемещают сыпучие и кусковые материалы или штучные однородные грузы непрерывным потоком на небольшие расстояния. Их широко применяют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т. д.

Конвейеры состоят из следующих основных частей: приводная станция, от которой тяговый орган получает движение; тяговый орган с элементами для размещения груза (ковши, скребки, люльки и т. п.) или без них; рама или ферма транспортера; поддерживающее устройство (катки, ролики, шины и т. п.); натяжная станция, которая задает и поддерживает необходимое натяжение тягового органа.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора -- понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи -- зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Объектом курсового проекта является привод скребкового конвейера с цилиндрическим редуктором. Привод также включает в себя: электродвигатель, две муфты упругие втулочно-пальцевые и звездочку.

В курсовом проекте необходимо произвести энергетический и кинематический расчёт привода, определить допускаемые напряжения для них, выполнить проектный и проверочный расчёт передачи и валов, выбрать подшипники и произвести проверочный расчёт, рассчитать шпонки и выбрать муфты.

1. Кинематическая схема

1.1 Срок службы приводного устройства

Привод к скребковому конвейеру устанавливается в заводском цеху и предназначен для транспортировки сыпучих грузов, работа в две смены по 8 часов, нагрузка маломеняющаяся, режим реверсивный.

Срок службы привода определяется по формуле

L_h = 365L_ГК_Гt_cL_cK_c

где L_Г = 6 лет - срок службы привода;

К_Г - коэффициент годового использования;

К_Г = 300/365 = 0,82

где 300 - число рабочих дней в году;

t_c = 8 часов - продолжительность смены

L_c = 2 - число смен

К_с = 1 - коэффициент сменного использования.

L_h = 365·6·0,82·8·2·1 =28800 часа

Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса, тогда

L_h = 28800·0,85 = 24480 час

Рабочий ресурс принимаем 25000 часов

Таблица 1.1 Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

2.1 Определение требуемой мощности

Требуемая мощность рабочей машины

Р_рм = Fv = 2,8·0,55 = 1,54 кВт

2.2 Общий коэффициент полезного действия

з = з_мз_з.пз_пк²з_о.пз_пс²,

где з_м = 0,98 - КПД муфты [1c.40],

з_з.п = 0,97 - КПД закрытой цилиндрической передачи, з_о.п = 0,97 - КПД открытой ременной передачи, з_пк = 0,995 - КПД пары подшипников качения, з_пс = 0,99 - КПД пары подшипников скольжения, з = 0,98·0,97·0,995²·0,97·0,99² = 0,895.

2.3 Требуемая мощность двигателя

Р_тр = Р_рм/з = 1,54/0,895 = 1,72 кВт.

Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п.

Ближайшая большая номинальная мощность двигателя 2,2 кВт

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

Таблица 2.1 Выбор типа электродвигателя

Частота вращения барабана

n_рм = 6·10⁴v/(zp) = 6·10⁴·0,55/(8·80) = 51 об/мин

Общее передаточное число привода

u = n₁/n_рм

где n₁ - частота вращения вала электродвигателя.

Принимаем для зубчатой передачи u₁ = 4, тогда для открытой передачи

u₂ = u/u₁ = u/4

Таблица 2.2 Передаточное число

Анализируя полученные значения передаточных чисел делаем выбор в пользу варианта 4, так как только в этом случае передаточное число ременной передачи попадает в рекомендуемые границы (2ч4). Таким образом выбираем электродвигатель 4А112М8

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 700 об/мин ₁ = 700р/30 = 73,3 рад/с

n₂ = n₁/u₁ = 700/3,43 = 204 об/мин ₂=204р/30 = 21,4 рад/с

n₃ = n₂/u₂ =204/4,0 = 51 об/мин ₃= 51р/30 = 5,34 рад/с

Фактическое значение скорости вращения рабочего вала

v = zpn₃/6·10⁴ = 8·80·51/6·10⁴ = 0,544 м/с

Отклонение фактического значения от заданного

д = (0,55 - 0,544)100/0,55 = 1,1 < 5%

Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_тр = 1,72 кВт

P₂ = P_трз_о.пз_пк = 1,72·0,97·0,995 = 1,66 кВт

P₃ = P₂з_з.пз_пк = 1,66·0,97·0,995 = 1,60 кВт

P_рв = P₃з_мз_пс² = 1,60·0,98·0,99² = 1,54 кВт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ = 1720/73,3 = 23,5 Н·м

Т₂ = 1660/21,4 = 77,6 Н·м

Т₃ = 1600/5,34 = 299,6 Н·м

Т₄ = 1540/5,34 = 288,4 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Таблица 2.3 Силовые и кинематические параметры привода