Дипломная (вкр): Разработка упаковочного шнекового полуавтомата для производства шлакообразующих смесей

 2. Определяем частоту вращения: вал двигателя: nном=1445 об/мин.

быстроходный вал: =90,3 об/мин.

тихоходный вал: =35 об/мин.

вал рабочей машины:  35 об/мин.

3. Определяем угловую скорость:

вал двигателя: =151,2

быстроходный вал:  151,2

тихоходный вал: = 9,45

вал рабочей машины: = 3,66

4. Определяем вращающий момент:

вал двигателя: =36,4

быстроходный вал:

тихоходный вал:

вал рабочей машины:

Основные расчетные величины энергокинематического расчета сводим в таблицу 2.4

Таблица 2.4 Силовые и кинематические параметры привода

2.4.6 Выбор редуктора

Выбор редуктора состоит в определении его типоразмера по таблицам технических характеристик настоящего каталога. Редукторы эксплуатируются в различных условиях и режимах эксплуатации, что необходимо учитывать при их выборе, поэтому исходными данными для выбора редуктора являются:

- расчетный крутящий момент Т2Р, воспринимаемый выходным валом редуктора и соответствующий нормально протекающему (установившемуся) процессу работы механизма, Н·м;

расчетная частота вращения выходного вала n2Р, мин -1;

расчетная частота вращения входного вала n1Р, мин -1 (или требуемое передаточное отношение i=n1Р / n2Р);

расчетные радиальные и осевые нагрузки на входном и выходном валах редуктора, Н;

характер внешней нагрузки;

продолжительность суточной работы, час.;

частота пусков в час;

тип применяемого смазочного материала;

наличие упругих элементов (муфты, ремни и др.) на входном и выходном валах редуктора;

наличие реверсивного режима работы;

режим ввода в эксплуатацию;

- температура окружающей среды, °С.

Также следует учесть требуемые конструктивные особенности редуктора:

вариант расположения редуктора в пространстве:

червячный вал под колесом;

червячный вал над колесом;

вал колеса вертикальный;

червячный вал вертикальный;

конструктивное исполнение по способу монтажа:

на лапах;

на фланце;

насадное (на полом валу с реактивной штангой);

особенности исполнений входного и выходного валов:

вал односторонний или двухсторонний;

выходной вал полый, с цилиндрическим или коническим концом.

Выбор типоразмера редуктора.

Рассчитываем требуемое передаточное отношение редуктора:

i=n1P / n2P, (2.60)

где n1Р- расчетная частота вращения входного вала редуктора;

n2Р- расчетная частота вращения выходного вала редуктора.

Для определения типоразмера редуктора находим значение расчетно-эксплуатационного крутящего момента Т2РЭ на выходном валу редуктора:

Т2РЭ=ТРЭ.КЭ, (2.61)

где ТРЭ - расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора, соответствующий нормально протекающему (установившемуся) процессу работы механизма, Н·м;

КЭ - эксплуатационный коэффициент, учитывающий фактические условия эксплуатации и режим работы редуктора:

КЭ= К1.К2.К3.К4.К5.К6.К7 (2.62)

Значения коэффициентов К1-К7 выбираем по таблицам. Если полученное значение КЭ>3, то для дальнейших расчетов принимаем КЭ=3.

Таблица 2.5 Коэффициент расположения редуктора в пространстве К6

где: tН - среднее время работы редуктора под нагрузкой в час, мин. Если время работы редуктора под нагрузкой больше 1 часа, то ПВ=100%.

КЭ= 1,4.1,3.1,15.1,0.1,1.1,0.1,4=3,2

Принимаем КЭ=3,0

Т2РЭ=475,3.3=1425,9 Нм.

В таблицах технических характеристик червячных редукторов, находим минимальный типоразмер редуктора, который удовлетворяет условиям: iR~i, Т2>Т2РЭ. В этих таблицах приведены характеристики, соответствующие частоте вращения входного вала редуктора n1 =1440 мин 1.

В нашем случае это будет редуктор Ч-160М со следующими техническими характеристиками:=16; T2=1400 Н·м; P1=15 кВт; n2=93,75 мин 1.

Конструктивные особенности редуктора:

расположение редуктора в пространстве - червячный вал под колесом;

крепление редуктора к раме конвейера - на лапах;

входной вал - односторонний цилиндрический и выходной вал.

Рисунок 2.5 Габаритные и присоединительные размеры редуктора

Рисунок 2.6 Размеры цилиндрических концов валов

2.4.7 Расчет и проектирование цепной передачи

Исходные данные:

передаточное число U3=2,58;

вращающий момент на ведущей звездочке Т3=475,3 Нм;

угловая скорость ω3=9,45 рад/с;

- скорость ленты V = 0,65 м/с;

- мощность на ведущей звездочке Р2=4,49 кВт.

Вычисляем число зубьев на ведущей и ведомой звездочке:

z3=29-2U3; (2.63)

z3=29-2х2,58=23,84

Из технических требований на звездочки [29. стр. 424] - число зубьев звездочек выбираем из следующего ряда: 9, 10, II, 12, (13), 14, (15), 16, (17), 18, (19), 20, (22), 25, (28), 32, (36), 40, (45), 50, (56), 63, (71), 80.

При выборе числа зубьев отдаем предпочтение числам без скобок.

Принимаем z3=25.

z4= z3хU3; (2.64)

z4=25х2,58=64,5

Принимаем z4=65.

Определяем фактическое передаточное число и отклонение от заданного:

 (2.65)

Определяем число звеньев цепи:

 (2.66)

где ар=30 - межосевое расстояние в шагах

Принимаем  

Уточняем межосевое расстояние ар в шагах:

 (2.67)

Рассчитываем коэффициент эксплуатации [29, c. 277]:

Кэ=КД х КН х КР х КСМ х КП; (2.68)

где КД =1,5 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

КН =1,15 - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров (угол 0-40º);

 КР =1,25 - при периодическом регулировании натяжения цепи;

КСМ =1,5 - при периодической смазке;

КП=1,25 - коэффициент, учитывающий продолжительность работы в сутки, при двухсменной работе.

Кэ=1,5х1,15х1,25х1,5х1,25=4,04.

Определяем шаг цепи:

мм, (2.69)

где [pн]=26МПа - допускаемое давление в шарнирах цепи (при скорости тягового органа 0,65м/сек.);

ι=1 - число рядов цепи типа ПР.

 мм.

Принимаем из стандартного ряда р=44,45 мм и выбираем цепь ПР-44.45-17240 ГОСТ 13568-75 [29, таблица 3.1], параметры цепи заносим в таблицу 2.6

Рисунок 2.7 Цепь приводная роликовая однорядная нормальной серии ПР

Таблица 2.6 Параметры приводной роликовой однорядной цепи

Определяем фактическое межосевое расстояние а:

 (2.70)

 мм

Определяем длину цепи:

 (2.71)

 мм

Определяем делительный диаметр ведущей и ведомой звездочек:

; мм (2.72)

мм

; мм

Определяем диаметр окружности выступов ведущей и ведомой звездочек:

  (2.73)

где К=0,7 - коэффициент высоты зуба;

  - коэффициент числа зубьев.

 (2.74)

Определяем диаметр окружности впадин ведущей и ведомой звездочек:

 (2.75)

 (2.76)

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки

Условие  выполнено.

Проверяем число ударов цепи о звездочку:

Условие  выполнено

Определяем фактическую скорость цепи, м/с:

Определяем окружную силу передаваемую цепью, Н:

Проверяем давление в шарнирах:

 условие выполнено.

Определяем предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви:

, (2.77)

где Кf - коэффициент провисания;

q - масса 1 м/п цепи, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

.

Определяем натяжение цепи от центробежных сил:

;  (2.78)

.

Определяем силу давления цепи на вал:

 , (2.79)

.

Проверяем прочность цепи:

 (2.80)

где [s] = 8,1 - нормативный коэффициент запаса прочности, при выборе зависящий от шага цепи и частоты вращения ведущей звездочки [21,таблица 5.9];

  условие выполнено.

Согласуем с выходным валом редуктора и принимаем 140мм.

Длина ступицы ведомой звездочкой:

мм

Согласуем с выходным концом вала и принимаем 90мм.

2.4.8 Проектный расчет вала. Эскизная компоновка вала

Выбор материала валов. Для изготовления тихоходного вала применяем сталь 40Х с последующей термообработкой и шлифованием: