Расчет и проектирование привода ленточного конвейера Определение мощности

Рисунок 2 - Расчетная схема клиноременной передачи.

Исходные данные для расчета:

Расчет проводим для клиноременной передачи нормального сечения.

Осуществим выбор сечения ремня по величине крутящего момента. Так как (50 <Трем.1
= 58,52 <150) Нм, то выбираем тип сечения ремня “В”.

Диаметр d1
(мм) меньшего (ведущего) шкива определяем по формуле (17).

d1
= kd3
√ Трем.1
= (30…40) 3
√ Трем.1
(17)

Подставляя значения в формулу (17) имеем:

d1
= 40 ∙ 3,89 = 155,6 мм

Принимаем стандартный диаметр шкива по ГОСТ 17383-73

d1ст.
= 160 мм.

Скорость ремня (м/с) определяется по формуле (18).

U1
= p ∙ d1ст.
∙ (n1рем.
/ 60) (18)

Подставляя значения в формулу (18) имеем:

U1
= 3,14 ∙ 0,16 ∙ (1447,5 / 60) = 12,12 м/с

Диаметр d2
(мм) большего (ведомого) шкива ременной передачи определяется по формуле (19).

d2
= d1
∙ Uкл.рем
∙ (1 – ε) (19)

где:

ε – коэффициент упругого проскальзывания, ε = 0,01…0,02. Для расчетов принимаем значение ε равное 0,015

Подставляя значения в формулу (19) имеем:

d2
= 160 ∙ 1,93 ∙ (1 – 0,015) = 304,17 мм
.

Принимаем стандартный диаметр шкива по ГОСТ 17383-73 d
2ст.
= 315 мм.

Уточенное значение передаточного отношения клиноременной передачи определяется по формуле (20).

Uкл.рем.ут.
= d2ст.
/ [d1ст.
х (1 – ε)] (20)

Подставляя значения в формулу (20) имеем:

Uкл.рем.ут.
= 315 / [160 х (1 – 0.015)] = 2,0

Уточненное значение частоты вращения (мин -1
) на входном

валу редуктора рассчитываем по формуле (21).

n2рем.ут.
= n1рем.
/ Uкл.рем.ут.
(21)

Подставляя значения в формулу (21) имеем:

n2рем.ут.
= 1447,5 / 2,0 = 723,75 (мин -1
)

Рекомендации по выбору межосевого расстояния ременной передачи имеют вид отображенный в формуле (22).

0,6 х (d1ст.
+ d2ст.
) £ а¢рем.
£ 1.5 х (d1ст.
+ d2ст.
) (22)

Предварительно принимаем а¢рем.
= 0,8 х (d1ст.
+ d2ст.
).

а¢рем.
= 0,8 х (160 + 315) = 380 мм.

Длина клинового ремня (мм) определяется по формуле (23).

L¢рем.
= 2а¢рем
+ [p(d1ст.
+ d2ст.
)]/ 2 + [(d2ст.
– d1ст.
) 2
] / 4а¢рем
(23)

Подставляя значения в формулу (23) имеем:

L¢рем.
= 2 х 380 + 745,75 + 15,80 = 1541,55 мм

Полученное значение согласовываем со стандартным.

Lрем.ст.
= 1600 мм

Находим уточненное значение межосевого расстояния по формуле (24).

арем.
=0,25 ∙ [(Lрем.ст.
– w) + √( Lрем.ст.
– w)2
–8 y] (24)

Где:

w,y – вспомогательные параметры и находятся по формулам (25) и (26) соответственно.

w = 0,5p ∙ (d1ст.
+ d2ст.
) (25)

y = 0,25 ∙ ((d2ст.
– d1ст.
) 2
) (26)

Подставляя соответствующие значения в формулы (25) и (26) имеем:

w = 0,5 ∙ 3,14 ∙ (160 + 315) = 745,75

y = 0,25 ∙ ((315 – 160)2
) = 6006,25

Сводим получившиеся значения в формулу (24).

а рем.
= 0,25∙(854,25 + 825,65) = 420 мм

Число пробегов ремня в секунду определяется по формуле (27).

n = U1
/ Lр.ст.
(27)

Подставляя значения в формулу (27) имеем:

n = 12,12/ 1,60 = 7,58

Угол охвата ремнем меньшего шкива (град) определяется по формуле (28).

a1
= 180° - 57° ∙ [(d2ст.
– d1ст.
) / арем
] (28)

Подставляя значения в формулу (28) имеем:

a1
= 180° - 57° ∙ [(315 – 140) / 510] = 159°

Значение расчетной мощности, передаваемой одним ремнем сечением “В” с учетом действительных условий эксплуатации передачи (кВт) определяется по формуле (29).

Ррасч.
= Р0
∙ Ca
∙ CL
∙ Cp
(29)

где:

Р0
– номинальная мощность (кВт) передаваемая одним ремнем. Находится по таблице П19 приложения и равна 2,89 кВт.

Cp
– коэффициент учитывающий режим работы ременной передачи в приводе конвейера. В соответствии с условием задания режим работы легкий, число смен принимаем равной двум, тогда Cp
= 1,1.

Ca
- коэффициент, учитывающий действительный угол охвата ремнем меньшего шкива. Ca
= 0,95.

CL
– коэффициент длины ремня. Зависит от отношения Lрем.ст.
/ L0.
Где L0
– базовая длина ремня в зависимости от типа ремня. Для типа ремня “В” L0
= 2,24. Lрем.ст.
/ L0
= 1,60 / 2,24 = 0,71 Тогда CL
= 0,84

Подставляя значения в формулу (29) имеем:

Ррасч.
= 2,89 ∙ 1,1 ∙ 0,95 ∙ 0,84 = 2,54 кВт

Предварительное количество ремней в комплекте определяется по формуле (30).

Z¢рем.
= Р1рем.
/ Ррасч.
(30)

Подставляя значения в формулу (29) имеем:

Z¢рем.
= 8,87 / 2,54 = 3,49

В зависимости от полученного значения Z¢рем.
принимаем значение коэффициента Cz
, учитывающего неравномерность распределения нагрузки по ремням. Cz
= 0,90.

Расчетное число ремней с учетом неравномерности распределения нагрузки между ремнями определяется по формуле (31).

Zрем.
= Р1рем.
/ (Ррасч.
∙ Cz
) (31)

Подставляя значения в формулу (31) имеем:

Zрем.
= 8,87 / (2,54 ∙ 0,95) = 3,88

Принимаем число ремней равной 4.

Сила предварительного натяжения одного ремня (Н) сечением “В” определяется по формуле (32).

F01
= [(850 ∙ Р1рем.
∙ CL
) / (U1
∙ Ca
∙ Cp
∙ Zрем.
)] + q ∙ U1
2
(32)

где:

q – масса одного метра длины клинового ремня, q = 0,3 кг / м

Подставляя значения в формулу (32) имеем:

F01
= [(850 ∙ 8,87 ∙ 0,86) / (12,12 ∙ 0,95 ∙ 1,1 ∙ 4)] + 0,3 ∙ 12,12 2

F01
= (6333,18 / 50,66) + 44,07 = 169,0 Н

Сила, действующая на валы со стороны ременной передачи (Н) определяется по формуле (33).

Fв
= 2 F01
∙ Zрем.
∙ sin (a1
/ 2) (33)

Подставляя значения в формулу (32) имеем:

Fв
= 2 х 169 ∙ 4 ∙ sin 79,5° = 1326,96 Н

Ширина шкива (мм) определяется по формуле (34).

М = (Zрем.
– 1)∙e + 2f (34)

где:

e и f – параметры ремня по справочным таблицам e = 19, f = 12,5

Подставляя значения в формулу (34) имеем:

М = (4 – 1) ∙ 19 + 2 ∙ 12,5 = 82 мм.

Так как М=82 мм >l1
= 80 мм, то выбираем для шкивов тип 2.

Осевая фиксация шкивов осуществляется:

· малого шкива с помощью концевой гайки;

· большого шкива с помощью гайки и стопорной шайбы с лапкой и носиком

5. Выбор редуктора

Выбор стандартного редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами осуществляется на основании передаточного отношения Uред.
и при выполнении условия:

Т2ред.
£ Тред.ном.

где Тред.ном.
=1000Н∙м - значение номинального вращающего момента на выходном валу для редукторов ЦУ–160.

Т2ред.
= 588,86 Н∙м < Тред.ном.
= 1000Н∙м

Вращающий фактический момент на выходном валу редуктора не превышает значение номинального (допустимого) вращающего момента на выходном валу для редуктора, следовательно, возможен выбор одноступенчатого редуктора ЦУ–160-5.6.

6. Выбор зубчатой муфты

Жесткая компенсирующая муфта (зубчатая муфта типа М3) позволяет компенсировать несоостность и угловые перемещения вала барабана по отношению к валу редуктора.

Диаметр расточки втулки муфты предварительно примем равным диаметру выходного вала редуктора dвых.
= 55 мм.

Из справочной таблицы по выбору зубчатой муфты выпишем значение вращающего момента передаваемого этой муфтой:

Мк
= 1,6 кНм

Расчетный момент на выходном валу редуктора (Нм) определяется по формуле (36):

Трасч.
= Т2ред
. ∙ Кр
(36)

Где Кр
– коэффициент, учитывающий режим работы привода конвейера Кр
= 1,1.

Подставляя значения в формулу (36) имеем:

Трасч.
= 588,86 ∙ 1.1 = 647,75 Нм

Условие Мк
³ Трасч.
выполняется.

Справочное значение, передаваемое муфтой МЗ55Ц–1600 момента значительно больше расчетного момента, следовательно, данная муфта может быть принята к установке в приводе.

Число зубьев зубчатой муфты Z =40

Модуль зацепления m=3

Диаметр делительной окружности зубчатой муфты (мм) определяется по формуле (37):

dw
= m ∙ z (37)

Подставляя значения в формулу (37) имеем:

dw
= 3 ∙ 40 = 120 мм

Окружное усилие на делительной окружности муфты (Н) определяется по формуле (38):

Ft
= 2 ∙ Т2ред.
/ dw
(38)

Подставляя значения в формулу (38) имеем:

Ft
= 2 ∙ 588,86/ 0,12 = 9814,3 Н

Список используемой литературы

1. В.Е. Воскресенский. “Расчет приводов конвейеров. Детали машин и основы конструирования.”

2. П.Г. Гузенков “Курсовое проектирование по деталям машин и подъемно – транспортным машинам”. Москва Высшая Школа 1990

3. Н.А. Грубе, Г.И. Яковлев, Т.Г. Бочарова. “Проектирование и расчет приводов технологического и транспортного оборудования. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию.”