1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА ЦЕПНОГО КОНВЕЙЕРА
Исходные данные: окружное усилие на ведущей звездочке цепного конвейера Ft = 3.5 кН, окружная скорость (скорость цепного конвейера) v = 1,0 м/с, шаг цепи конвейера t = 160 мм = 0,16 м, число зубьев ведущей звездочки конвейера z = 8.
1.1 Мощность на рабочем валу, Вт:
|
(1) |
.
1.2 Частота вращения вала ведущей звездочки цепного конвейера, :
|
(2) |
.
1.3 Коэффициент полезного действия привода: ременная с клиновым ремнем ; зубчатая цилиндрическая закрытая ; подшипники качения . Отсюда КПД всего привода:
.
1.4 Потребная мощность привода, Вт:
|
(3) |
.
При условии, что , принимаем Рэ = 4 кВт.
1.5 Ориентировочное назначение передаточных чисел передач привода:
Клиноременная U1 = 4, закрытая цилиндрическая зубчатая U2 = 5.
1.6 Ориентировочная частота входного вала привода при ориентировочных передаточных числах передач, :
|
(4) |
.
Фактическую частоту вращения входного вала (вала электродвигателя) в соответствии с Рдв = 4 кВт принимаем, :
.
Основные характеристики выбранного двигателя:
Марка - АИР 112МВ6/950; Рдв = 4 кВт; .
1.7 Отношение максимального вращающего момента к номинальному:
.
1.8 Фактическое передаточное число привода:
|
(5) |
.
1.9 Уточненное передаточное число одной из передач привода, ременной:
Uпр = U1 * U2;
|
(6) |
.
1.10 Частоты вращения валов привода, мин-1:
nдв = n1 = 950;
|
(7) |
;
.
1.11 Угловые скорости на валах привода, с-1:
|
(8) |
;
;
.
1.12 Мощности на валах привода, Вт:
Р1 = Рдв = 4000;
|
(9) |
;
;
.
1.13 Вращающие моменты на валах привода, Н*м:
|
(10) |
;
;
;
1.14 Результаты энергетического и кинематического расчета сводим
в таблицу 1:
|
Расчетные параметры |
|||||
|
№ вала |
Мощность, Вт |
Угловая скорость, с-1 |
Частота вращения, мин-1 |
Вращающий момент, Н*м |
|
|
1 |
4000 |
99,4 |
950 |
40,2 |
|
|
2 |
3762 |
24,6 |
235 |
153 |
|
|
3 |
3612,6 |
4,9 |
47 |
737,3 |
|
|
4 |
3612,6 |
4,9 |
47 |
737,3 |
2. РАСЧЕТ ПОЛИКЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Исходные данные: мощности на ведущем и ведомом шкивах Р1 = 4000 Вт и Р2 = 3762 Вт; угловые скорости ведущего и ведомого шкивов
и ; передаточное число ; условия эксплуатации: угол наклона передачи ; характер нагрузки: умеренные колебания, максимальная кратковременная нагрузка до 150% от номинальной, число смен в сутки: 1.
2.1 Частоты вращения малого и большого шкивов, :
2.2 Расчетная передаваемая мощность (Ср = 1,0), Вт:
|
Рр = Р1 * Ср; |
(11) |
Рр = 4000*1=4000.
2.3 По номограмме выберем сечение поликлинового ремня. По нашим расчетным данным выбираем сечение Л. Параметры сечения К: р = 4,8 мм;
Н = 9,5 мм; h = 4,85 мм; r1 = 0,2 мм; r2 = 0,7 мм; t = 2,4 мм; расчетная длина Lр = 1250…4000 мм; Число клиньев рекомендуемое: 4…20.
2.4 Минимальный расчетный диаметр меньшего шкива для сечения Л dр1min = 100 мм. С целью повышения срока службы ремней рекомендуется принимать dр1> dр1min. Поэтому примем стандартный диаметр меньшего шкива dр1 = 125 мм.
2.5 Расчетный диаметр большего шкива определим по формуле, мм:
|
(12) |
где - коэффициент относительного скольжения (для поликлиноременных передач ).
Ближайшее стандартное значение диаметра большего шкива .
2.6 Фактическое передаточное отношение:
|
(13) |
2.7 Минимальное межосевое расстояние, мм:
|
(14) |
2.8 Максимальное межосевое расстояние, мм:
|
(15) |
2.9 Принимаем межосевое расстояние из условия :
a' = 1000 мм.
2.10 Расчетную длину ремня вычислим по формуле, мм:
|
(16) |
Округляем до ближайшего стандартного значения: Lр = 3150 мм.
2.11 Фактическое межосевое расстояние определим по формуле, мм:
|
(17) |
2.12 Угол обхвата ремнем меньшего шкива вычислим по формуле, град.:
|
(18) |
Условие выполняется.
2.13 Скорость ремня, :
|
(19) |
2.14 Номинальная мощность Р0, передаваемая одним поликлиновым ремнем с 10 клиньями для сечения Л: Р0 = 5,9 кВт. На один клин приходится Р0' = 5,9/10 = 0,59 кВт.
2.15 Расчетное число клиньев поликлинового ремня, необходимое для передачи мощности Рр:
|
(20) |
где ; ;
|
(21) |
Отсюда
Принимаем большее число клиньев поликлинового ремня, то есть в нашем случае К = 9.
2.16 Начальное натяжение ветви одного ремня F0 с закрепленными центрами шкивов, Н:
|
(22) |
где - масса 1м ремня.
|
(23) |
||
2.17 Окружная сила, передаваемая поликлиновым ремнем, Н:
|
(24) |
||
2.18 Силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей поликлинового
ремня, Н:
|
(25) |
2.19 Сила давления на вал поликлинового ремня, Н:
|
(26) |
2.20 Напряжение в ремне от силы натяжения ведущей ветви, МПа:
|
(27) |
где S - площадь поперечного сечения.
|
(28) |
где b,H - соответственно ширина, высота ремня, мм; h- высота клина, мм. Так как b = 9p, то площадь вычислим по формуле, :
Тогда :
2.21 Напряжение в ремне от центробежных сил, МПа:
|
(29) |
для поликлиновых ремней .
2.22 Напряжение в ремне от его изгиба на меньшем шкиве, МПа:
|
(30) |
Модуль продольной упругости для материалов ремней .
2.23 Максимальное напряжение в ремне определим по формуле, МПа:
|
(31) |
С такими параметрами прочность поликлинового ремня обеспечена, так как .
2.24 Частота пробегов ремня, с-1:
|
(32) |
2.25 Параметры передачи заносим в таблицу 2:
|
Параметр |
Обозначение |
Ед. измерения |
Значение |
|
|
Тип ремня |
3150-Л-9 |
- |
||
|
Передаточное отношение |
U |
- |
4.04 |
|
|
Диаметр ведущего шкива |
мм |
125 |
||
|
Диаметр ведомого шкива |
мм |
500 |
||
|
Длина ремня |
Lр |
мм |
3150 |
|
|
Межосевое расстояние |
а |
мм |
1067,9 |
|
|
Скорость ремня |
||||
|
Число клиньев |
К |
шт. |
9 |
|
|
Начальное натяжение ремня |
Н |
541,9 |
||
|
Окружная сила, передаваемая ремнем |
Н |
645,2 |
||
|
Сила давления на валы |
Н |
1067,3 |
||
|
Угол обхвата ремнем меньшего шкива |
…0 |
160 |
||
|
Частота пробегов ремня |
с-1 |
1,97 |
||
|
Сила натяжения ведущей ветви ремня |
Н |
864,5 |
||
|
Сила натяжения ведомой ветви ремня |
Н |
219,3 |
||
|
Максимальное напряжение в ремне |
МПа |
6,6 |
3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ШКИВОВ
Размеры электродвигателя, необходимые для расчета ведущего шкива: длина конца вала электродвигателя l1в = 80 мм; диаметр конца вала электродвигателя d1в = 32 мм; ширина шпонки b1в = 10 мм; высота шпонки h1в = 8 мм.
Для сечения Л ремня выпишем размеры обода шкива, мм: hном = 4,68 (пред.откл. - +0,38); ; еном = 4,8 (пред.откл.: ); f = 5.5; r1 = 0,4…0,5; r2 = 0,4…0,5.
3.1 Ширина обода обоих шкивов поликлиновой передачи, мм:
|
(33) |
Округлим ширину до М = 50 мм.
3.2 Наружные диаметры шкивов, мм:
Ведущий шкив:
|
(34) |
Ведомый шкив:
3.3 Толщина обода для чугунных шкивов передачи, мм:
|
(35) |
3.4 Ведущий шкив.
3.4.1 Диск ведущего шкива изготовим без отверстий.
3.4.2 Толщина диска шкива, мм:
|
(36) |
Округлим значение до С = 10 мм.
3.4.3 Внутренний диаметр обода, мм:
|
(37) |
Округлим диаметр до .
3.4.4 Наружный диаметр ступицы, мм:
|
(38) |
где d - внутренний диаметр ступицы, равный диаметру конца вала электродвигателя: d = 32 мм.
Округлим диаметр до .
3.4.5 Для ведущего шкива длина ступицы lст1 равна длине конца вала электродвигателя, то есть lст1 = 80мм.
3.4.6 Угол фасок согласно ГОСТ 10948-64 принимаем равным 450. Размеры фасок зависят от диаметра ступицы: в нашем случае фаски имеют размеры 2*450.
3.5. Ведомый шкив
3.5.1 Больший шкив изготовим с четырьмя спицами (z = 4)
3.5.2 Большая ось эллиптического сечения спицы у ступицы определяется по формуле, мм:
|
(39) |
где Т - передаваемый шкивом вращающий момент; z - число спиц;
- допускаемое напряжение на изгиб для чугуна.
3.5.3 Меньшая ось эллиптического сечения у ступицы, мм:
|
(40) |
а = 0.4*28,93 =11,57.
3.5.4 Большая ось эллиптического сечения спицы у обода шкива, мм:
|
(41) |
.
3.5.5. Меньшая ось эллиптического сечения спицы у обода шкива, мм: