Ленточный транспортер

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

I. Краткие сведения о ленточном транспортере

Ленточный транспортер - машина непрерывного транспорта для горизонтального перемещения различных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении. С его помощью можно также перемещать сыпучие и кусковые материалы. Транспортер широко применяют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т.д.

В настоящее время известно большое количество разнообразных транспортирующих устройств, различающихся как по принципу действия, так и по конструкции.



Кинематический расчет

2.1 Выбор электродвигателя

Приступая к выполнению проекта, в первую очередь выбирают электродвигатель, для этого определяют его мощность и частоту вращения.

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

РВЫХ = Ft* V

РВЫХ = 2,0*0,85= 1,7 кВт

Потребная мощность электродвигателя:

Р Э.ТР. = РВЫХ / hобщ. ?

где h???h???????- кпд отдельных звеньев кинематической цепи.

В данном случае:

h_1----=--h_--ч.п. = 0,8-кпд червячной передачи;

?--h₂----=--h_опор = 0,99опор = 0,99 - кпд опор; принимаем равным 0,99;

--h_3--=h_муфты = 0,98

h_общ = 0.98²•0,8•0,99=0,76

тогда требуемая мощность

эл. двигателя : Р Э.ТР. = 1,7 / 0,76 = 2,24 кВт

подбираем электродвигатель 90L4 с требуемой мощностью 2,2 кВт,асинхронной частотой вращения 1395 об/мин. синхронная частота которого - 1500 об/ мин.



2.2 Определение передаточного отношения привода:

Его определяют по формуле: Uобщ.= n/ nВ

где nВ - частота вращения приводного вала;

n - асинхронная частота вращения эл.двигателя

nВ = ( 60*V)/ (?p*Dб) ,

где Dб - значение диаметра барабан;

nВ = (60*0,85)/ ( 3,14*315) =51.56 мин-1.

тогда, окончательно, имеем: Uобщ.= 1395/ 51.56 =26

2.3 Определение вращающих моментов на валах приводов

Момент на приводном валу: TВЫХ.= (Ft* Dб ) / 2

TВЫХ.= 10-3( 2000 *315) / 2 =315 Нм

Момент на тихоходном валу: ТТ = TВЫХ. /??опор

ТТ = 315 / 0,99= 318 Нм

Момент на быстроходном валу: ТБ = ТТ /??h?ч.п.* Uобщ.)

ТБ = 318 / (0,76*27)= 15.497 Нм



3. Анализ результатов расчета на ЭВМ

При конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделия, наилучшим образом удовлетворяющие различным, часто противоречивым требованиям: наименьшим массе, габаритам, стоимости: наибольшему КПД; требуемой жесткости, надежности.

Применение ЭВМ для расчетов передач расширяет объем используемой информации, позволяет произвести расчеты с перебором значений (варьированием) наиболее значимых параметров: способа термической обработки или применяемых материалов (допускаемых напряжений) и др. Пользователю необходимо провести анализ влияния этих параметров на качественные показатели и с учетом налагаемых ограничений выбрать оптимальный вариант.

Расчет проводится в два этапа. На первом отыскивают возможные проектные решения и определяют основные показатели качества, необходимые для выбора рационального варианта: массу механизма, межосевое расстояние, материал венца колеса, коэффициент полезного действия. Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.

На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчета валов и выбора подшипников.

В качестве критерия оптимальности наиболее часто принимают массу изделия.

Так как в данном случае производство редукторов серийное, то желательно чтобы размеры и стоимость были минимальны.



4. Расчет червячной передачи

Полный расчет червячной передачи проводится на компьютере с помощью специальной программы. В эту программу вводятся имеющиеся данные, по которым программа проводит необходимые вычисления. Результатом работы программы является таблицы 1 и 2 , приводимые ниже.

Таблица 1 « ввод необходимых данных »

вращающий момент на тихоходном валу ………………...324.7 Нм

частота вращения тихоходного вала ……………………..51.56 мин-1

передаточное число редуктора ………………………….....26

срок службы ……………………………………………….. 15000 час

номер режима работы ……………………………………... 2

отношение макс. вращ. момента к номинальному………. 2,2

кол-во редукторов в серии …………………………………1000

коэфф. теплоотдачи ………………………………………. 13

После введения данных, компьютер предлагает на выбор три конфигурации редуктора.

Исходя из наилучшего сочетания наименьшего межосевого расстояния , КПД , температуры масла и общего веса механизма выбираем первый с данной конфигурацией:

межосевое расстояние …….. 125мм

температура масла ………… 67,1 град.

материал венца колеса……….БРО10Ф1

для выбранной конфигурации компьютер проводит полный расчет червячной передачи, результатом которого является таблица 2.



Таблица 2 « данные, полученные при проведении расчета »

межосевое расстояние………………………(мм)………….. 125

модуль………………………………………..(мм)…….………4,00

коэфф. диаметра червяка………………………….…………. 12,5

число заходов червяка…………………………………….……2

делительный диаметр червяка……………(мм)…… 50

диаметр вершин витков червяка……………(мм)……………58

диаметр впадин витков червяка……………(мм)………..……40,4

длина нарезанной части червяка……………(мм)…………….65

число зубьев колеса…………………………………….……….52

коэфф. смещения…………………………………………..…. -1

делительный диаметр колеса………………..(мм)……………208

диаметр вершин зубьев колеса……………….(мм)…………..208

диаметр впадин зубьев колеса………………..(мм)……..……190,4

наибольший диаметр колеса………………….(мм)…………..214

ширина венца колеса……………………….…(мм)……….….42

окружная сила на колесе………………………(Н)…………..3122,1

осевая сила на колесе…………………………..(Н)…………..691,2

радиальная сила………………………………...(Н)…………. 1136,4

кпд..червячной..передачи………………………………………0,86

расчетное контактное напряжение………..(МПа)…………..208

допускаемое контактное напряжение………(МПа)………...249,2

расчетное напряжениe изгиба………………...(МПа)………..20,8

допускаемое напряжение изгиба………………(МПа)……...57,9

макс. расчетное контактное напряжение…..(МПа)……..…..308,5

макс. допускаемое контактное напряжение…(МПа)……….. 780

макс. расчетное напряжение изгиба…………..(МПа)………45,8

макс. допускаемое напряжение изгиба………..(МПа)……… 156

вращающий момент на червяке……………….(Н*м)……….14,5

масса..колес……………………………………….(кг)…….…..7,5

передаточное число редуктора………………………………… 26



5. Проектирование червячного редуктора

5.1 Корпус

материал

Корпус отливается из серого чугуна. Выбор объясняется его хорошими литейными свойствами, хорошей обрабатываемостью на металлорежущих станках, относительно низкой стоимостью, достаточно высокой износостойкостью. Прочность и жесткость чугуна ниже, чем стали, но в данном случае они вполне достаточны.

способ литья

Данный корпус имеет довольно простую форму, без углублений и закрытых внутренних полостей. Поэтому, сравнивая литье по выплавляемым моделям и литье в оболочковые формы, которое значительно дешевле первого, предпочтение отдаем второму способу. Этот способ главным образом применяют для отливок простой формы из чугуна и стали.

толщина стенок

Минимальная толщина стенок корпуса должна быть не меньше 6 мм, для нашего случая выбираем толщину, равную 7 мм.

расстояния между деталями передач в корпусе

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор а, который вычисляют по формуле:

а = L + 3 мм = 7 + 3 = 10 мм

Расстояние b между дном корпуса и поверхностью червяка принимают b > 3a = 30 мм



5.2 Червяк

Данный червяк является цилиндрическим с прямолинейным профилем резьбы. Изготавливается из стали 20Х ГОСТ 4543-71. При конструировании червяка желательно обеспечить свободный выход инструмента для нарезания витков, а также удобство шлифования витков вследствие свободного выхода шлифовального круга. При сборке червяк вводится в редуктор через отверстия для подшипников. Так как диаметр отверстия в заплечниках меньше наружного диаметра червяка, то радиально-упорные подшипники устанавливаем в стакане, наружный диаметр которого больше наружного диаметра червяка.

Из расчета червячной передачи получаем, что червяк двухзаходный. Длина нарезанной части червяка b1 определяют по условию использования одновременного зацепления наибольшего числа зубьев колеса.

коэффициент смещения х = - 1;

число заходов червяка z1= 2;

Все диаметры червяка, а также длина нарезанной части уже известны.

DЭ.Д =18,3 мм

примем d = 19 мм. На этом диаметре устанавливается щлицевая гайка для поджатия подшипников.

d п > d+2t = 19+2*3 = 25 мм

d бп > dп+3r = 30 мм.

5.3 Червячное колесо

5.3.1 Размеры и характеристики ч.к.

Тихоходный вал рассчитывается по формулам:

d > (5…6) = 40 мм. - минимально возможный диаметр вала



принимаем диаметр выходного конца приводного вала, входящего в зацепление с червячным колесом d = 46 мм.

Диаметр под подшипники принимаем, исходя из конструкции ступицы червячного колеса - dп = 50 мм.

Червячное колесо составное - центр колеса из стали (сталь 3), зубчатый венец из бронзы (БР01ОФ1). Соединение венца с центром должно обеспечить передачу большого по величине вращающего момента и сравнительно небольшой осевой силы.

Конструкция червячного колеса и способ соединения венца с центром зависят от объема выпуска. Так как производство серийное, то зубчатые венцы соединяют с центром посадкой с натягом. При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривают бортик, на который направляют осевую силу. Острые кромки на торцах венца притупляют фасками f ~ 0,5m , где m - модуль зацепления, с округлением до стандартного значения.

Высота бортика t =2,2 мм,

Координата фаски подшипника r =2 мм

Размер фаски f =1 мм.

Остальные размеры определяются из соотношений:

dст = (1,5…1,55)d =1,5*50=75

l =(0,8 …1,5) d = 1,2*50=60

S= 2m+0,05*b2=2*4+0,05*42=10

Sо = (1,2 … 1,3) S =1.25*13=12,625

C =( 1,2 …1,3) S =1,2*12,625=15,8

h =0,15 b2 =0,15*53=6,3

t =0,8 h =0,8*6,3=5



5.4 Регулировка зацепления

На рабочую поверхность витков червяка наносят тонкий слой краски, затем поворачивают вал червяка, притормаживая вал червячного колеса.

О взаимодействии витков червяка и зубьев червячного колеса свидетельствует пятно контакта. В правильно собранной передаче пятно контакта расположено симметрично относительно средней полости венца колеса.

Если пятно контакта смещено вправо или влево, то вал с червячным колесом необходимо переместить в осевом направлении вправо или влево. Оно осуществляется путем переноса части прокладок в одной стороны на другую. Суммарная толщина прокладок не меняется.

5.4 Смазывание червячной передачи

5.5.1 Выбор смазочного материала

Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В нашем случае этот способ не годиться , т.к. слишком мала окружная скорость червячного колеса (V=0,56 м/c),поэтому уровень масла поднимаем на ?20 мм выше оси червячного колеса. Колесо при вращении увлекает масло, доставляя его в зону зацепления.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин.

Преимущественное применение имеют масла. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес по таблице 11.1 (1, с. 200). По таблице 11.2 (1, с. 200) выбирают марку масла для смазывания зубчатых и червячных передач.

Из табл. 11.1 и 11.2 (1, с. 200) определяем кинематическую вязкость (20 мм2/c) , а по ней подбираем марку масла. Для смазки используем масло И-Т-С-320 по ТУ 38 101413-78 (табл. 24.50, (1, с. 488)).

Глубина погружения в масло червячного колеса ? 145 мм.

5.5.2 Смазочные устройства

Так как при работе передач масло постепенно теряет свои свойства, стареет, ухудшается, то его необходимо периодически менять. Для этого в корпусе предусматривается сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой М16 х 1,5. Так как цилиндрическая резьба не создает надежного уплотнения, то под пробку ставят уплотняющую прокладку из алюминия.

Для наблюдения за уровнем масла в корпусе устанавливают маслосливную пробку (аналогичную пробке для сливного отверстия).

При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса, что приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки люка с отдушиной сверху корпуса.

5.6 Смазывание подшипников

5.6.1 Выбор смазочного материала

В нашем случае к опорам червяка затруднен доступ масла, поэтому используем пластичный смазочный материал (ЦИАТИМ-201 по ГОСТ 6267-74).Подшипники закрываем маслосбрасывающими кольцами. Смазочный материал занимает 1/3-2/3 свободного объёма гнезда под подшипники.

Смазывание опор червячного колеса происходит непосредственным доступом к ним масла И-Т-С-320.



5.6.2 Смазочные устройства

Для подачи в подшипники червяка ПСМ применяем пресс-маслёнки. Смазочный материал подаём под давлением специальным шприцем.



6. Подшипники качения

6.1 на червяке

Так как на червяк действует значительная осевая сила, то применяют одну фиксирующую опору и одну плавающую. В фиксирующей опоре выбираем конические роликовые подшипники. Так как радиально упорные однорядные подшипники воспринимают осевую силу только одного направления, то для фиксации вала в обоих направлениях в фиксирующей опоре необходимо устанавливать два таких подшипника. Плавающую опору применяем с учетом того, что в один конец вала входит вал электродвигателя.

Предварительно выбираем подшипники:



7. Расчет подшипников

7.1 Расчет подшипников быстроходного вала

Расчетная схема



Предварительно выбираем роликовые конические однорядные подшипники повышенной грузоподъемности по

ГОСТ 27365-87 с внутренним диаметром 25 мм.

 

Так как расчетный ресурс больше требуемого, то подшипник 7205А пригоден.

Подшипники в левой опоре устанавливаются в стакан. Для крепления подшипников на валах применяют шлицевую гайку, которая от самопроизвольного отвинчивания стопорится многолапчатой шайбой.

Крепление в корпусе: подшипники в левой опоре с одной стороны сверху поджимаются компенсаторным кольцом, которое в свою очередь сжимается крышкой, а снизу после многолапчатой шайбы устанавливаем дополнительное кольцо, улучшающее контакт подшипника с шайбой. Подшипник в правой опоре упирается в выступ вала, а с другой стороны он крепится пружинным упорным плоским кольцом.

Регулировка подшипников: производится набором прокладок, устанавливаемых под фланец крышки подшипников. Для этой цели применяют набор тонких металлических прокладок.



7.2 Расчет подшипников тихоходного вала

Расчетная схема и схема установки подшипников аналогично опорам вала червяка.

Предварительно выбираем роликовые конические однорядные подшипники 7210А с внутренним диаметром 50 мм.



Так как расчетный ресурс больше требуемого, то подшипник 7210А пригоден.

Из-за осевых сил выбираем подшипники конические радиальные, которые устанавливаются враспор. Подшипники крепятся с одной стороны за счет выступа в ступице червячного колеса, а с другой стороны крышкой подшипников. Регулировка производится аналогичным образом - с помощью набора металлических прокладок.

7.3 Расчет подшипников приводного вала

Для опор приводного вала предварительно выберем шариковые радиальные сферические подшипники лёгкой серии по ГОСТ 28428-90. Подшипник 1210 с внутренним диаметром 50 мм.

Расчетная схема



Так как расчетный ресурс больше требуемого, то подшипник 1210 подходит.

7.4 Выбор посадок подшипников

По табл. 7.8 и 7.9 (1, с. 131) выбираем допуск наружного и внутреннего колец подшипников. Для всех используемых подшипников - допуск внутреннего кольца - к6; допуск наружного кольца - Н7.



8. Расчет валов на прочность

8.1 Расчет быстроходного вала

На основании эпюр моментов предположительно опасным является сечение , проходящее через червяк (сечение 1).

Материал червяка - сталь 20Х. Отсюда:

Рассчитаем сечение 1:



Так как ,статическая прочность вала обеспечивается

8.2 Расчет тихоходного вала

На основании эпюр моментов предположительно опасными являются сечение, проходящее через посадочное место колеса перпендикулярно оси вала (сечение 1) и сечение В.

Материал вала - сталь 45. Отсюда:

Рассчитаем сечение 1:



Так как ,статическая прочность вала обеспечивается.

Рассчитаем сечение В :



Так как ,статическая прочность вала обеспечивается

8.3 Расчет приводного вала

Помимо окружной силы на барабане , на приводной вал действует ещё и сила начального натяжения Fn:

На основании эпюр моментов предположительно опасным является сечение 1. .

Материал вала - сталь 45. Отсюда:



Так как ,статическая прочность вала обеспечивается.

8.4 Расчет на сопротивление усталости

электродвигатель ленточный транспортер

Наиболее опасным является сечение 1 на приводном валу. Рассчитаем его на сопротивление усталости.



Так как ,усталостная прочность вала обеспечивается

9. Расчет соединений

9.1 Соединение тихоходный вал - червячное колесо

Для соединения вала с червячным колесом применим шпоночное соединение.

9.2 Соединение вал электродвигателя - муфта



9.3 Соединение тихоходный вал - муфта

9.4 Соединение приводной вал - муфта



9.5 Соединение приводной вал - барабан



10. Расчет муфты с пакетами пластинчатых пружин

Расчет ведется на изгиб.

При проектировании муфты принимаем:

D0=(13…14) ; T=Tmax=715 H•м

D0 = 120 мм ; D = (1,3…1,4) D0 = 160 мм

l1 ? 0,3D0 = 36 мм ; l0 = 0,4D0 = 48 мм

lp = 0,7L0 = 33,6 мм ; b? 0,13D0 = 16 мм

t = 4…6 мм

Толщина одной пружины :

h = 1,33•[]и lp2 / (E D0 fi) []и= 910 МПа

fi = 0,052 рад

h = 0,9 мм E = 2,15•105 МПа

Число плоских пружин в пакете :

i = 16•103•T• lp3 / (Ez D02bh3 fi) z = 12-число пакетов пружин

i = 12 штук

Для изготовления плоских пружин используют стальную пружинную холоднокатаную термообработанную ленту по ГОСТ 21996-76.

Для закрепления пакета пружин в полумуфтах принимают

d0=(1,3…1,4)b=22 мм ; d1=(1,35…1,45)d0=30 мм



11. Список используемой литературы

П.Ф.Дунаев , О.П.Леликов. “Конструирование узлов и деталей машин.”

М.Н.Иванов , В.Н.Иванов. “Детали машин”

О.А.Ряховский , С.С.Иванов.”Справочник по муфтам”.

4. Д.Н. Решетов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.

Размещено на Allbest.ru