Расчет характеристик дробилок

Размещено на http://allbest.ru

1 Описание дробилки-гребнеотделителя ВДГ-20

дробилка клиноременной редуктор подшипник

Имеет два восьмилопастных валка, устанавливаемых с зазором 3-5 мм. Внешний вид изображён на рисунке 1

Рисунок 1 - Общий вид валковой дробилки ВДГ-20: 1, 3 - валки; 2 - бункер; 4 - цилиндр; 5 - вал; 6 - бич; 7 - лоток; 8 - шнек; 9 - заслонка

Кинематическая схема данной дробилки показана на рисунке 2.

Рисунок 2 - Кинематическая схема валковой дробилки ВДГ-20



1.1 Принцип работы валковой дробилки ВДГ-20

Виноград, загруженный в бункер, попадает на валки, дробится и затем проваливается вниз. При этом заслонка находится в крайнем левом положении. Дробленая масса попадает в гребнеотделитель, где происходит отделение гребней от ягод при помощи бичей, расположенных на валу. Ягоды проваливаются через отверстия цилиндра на шнек, который через выходной патрубок выводит их наружу, а гребни отводятся через выходной лоток.

1.2 Обзор существующих конструкций

Также разработаны валковые дробилки серии ВДВ без гребнеотделителя производительностью 20 и 100 т/ч.

При работе без гребнеотделителя заслонка устанавливается в крайнем правом положении, дробленая масса непосредственно из-под валков проваливается в нижнюю часть машины и шнеком выносится к выходному патрубку.

Все детали машины, соприкасающиеся с суслом и мезгой, изготовлены из коррозиестойких материалов.

Дробилка ВДВ состоит из бункера, под которым расположены четыре восьмилопастных валка, вращающихся попарно навстречу друг другу. Загруженный в бункер виноград раздавливается при прохождении между валками и поступает в приемное устройство (чаще всего в бункер стекателя, над которым устанавливается дробилка).

На рисунке показана кинематическая схема дробилки ВДГ-20



Рисунок 3 - Кинематическая схема валковой дробилки ВДВ-20

Широкое применение в винодельческой промышленности нашли

ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители. В этих дробилках виноград разрушается при ударе по нему бичей гребнеотделяющего устройства и истирании его о стенки этого устройства. Окружная скорость вращения лопастей должна обеспечить разрушение ягоды в момент удара. Поэтому в таких машинах более высокие рабочие скорости, чем в гребнеотделителях валковых дробилок. Кроме того, особенность дробилок-гребнеотделителей такого типа состоит в совмещении дробления и гребнеотделения в одном рабочем органе. С технологической точки зрения, однако, применение высоких скоростей отрицательно сказывается на качестве сусла.

На рисунке 4 показан общий вид дробилки ЦДГ-50.

Виноград подается в бункер 5 дробилки, откуда поступает в малый сплошной цилиндр 8, где при помощи вращающихся дробильных бичей 7 происходит дробление винограда и гребнеотделение. В нижней части корпуса виноград отбрасывается центробежной силой на винтообразные гребневыносные лопасти 9. Раздробленные ягоды проваливаются через отверстия перфорированного цилиндра 4 и поступают в мезгосборник, а гребни подхватываются лопастями, поднимаются по внутренней поверхности перфорированного цилиндра и выбрасываются через окно, расположенное в боковой поверхности корпуса.



Рисунок 4- Общий вид дробилки ЦДГ-50: 1 - крестовина; 2 - корпус; 3 - труба; 4,8- цилиндры; 5- бункер; б - вал; 7 - бич; 9 - лопасть

Диаметры малых (сплошных) цилиндров в такой дробилке 410-550 мм (в зависимости от производительности), частоты вращения вала с бичами 125-275 об/мин, вала с гребневыносными лопастями 400 и 300 мм.

Корректной методики расчета производительности центробежных дробилок-гребнеотделителей практически нет из-за отсутствия обобщающих теоретических и экспериментальных исследований. То же следует сказать и о расходе энергии.

В практике для расчета производительности пользуются лишь формулой для определения пропускной способности выносных лопастей для гребней.

Сравнительная характеристика данных дробилок.

Ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители, в сравнении с валковыми, обеспечивают впоследствии более высокий выход сусла-самотека на стекателях, так как степень измельчения винограда в них значительно выше, однако более интенсивное механическое воздействие на виноград сопровождается образованием мельчайших частиц кожицы и гребней, которые переходят в сусло, образуя трудноосаждаемые взвеси. Это снижает качество виноматериалов и является недостатком ударно-центробежных машин.

К недостаткам этих машин следует отнести также повышенное содержание дубильных веществ в сусле, что особенно нежелательно при выработке высококачественных виноматериалов, и большое окисление сусла (по-видимому, из-за вентиляционного эффекта).

Эти машины следует применять для переработки винограда красных сортов с недостаточным содержанием красящих и дубильных веществ, а также при переработке винограда для приготовления ординарных вин.

Для получения высококачественных виноматериалов валковые машины предпочтительнее.

По общим же конструктивным показателям (металло- и энергоемкости, занимаемой площади и т. д.) ударно-центробежные машины более совершенны.

1.3 Расчёт количества и коэффициента использования технологического оборудования необходимого для производства красного столового вина «Каберне»

Количество оборудования можно найти по формуле:

(1.1)

где -производительность линии в час,

-производительность машины.

Коэффициент использования технологического оборудования находится по формуле:

(1.2)

где -производительность линии в час,

-производительность машины,

- количество оборудования.

Производительность линии в час следующая:

Q=875 кг/ч=502,38 л/ч=628 бут/ч

-Рассчитаю необходимое количество пробоотборников по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=875 кг/ч,

-производительность машины = 30 проб в час.

Тогда коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество бункера-питателя по формуле (1.1).

=шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 30 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество валковой дробилки-гребне отделителя по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 30 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество сульфитодозировочной установки по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 20 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Количество бродильных аппаратов примем равное 18, т.к. винзавод работает в одну смену, а процесс брожения длится от пяти дней до недели, поэтому нам необходимо наличие свободных аппаратов.

Производительность одного бродильного аппарата составляет 7000 дал/сут. Процесс брожения непрерывный.

-Рассчитаю необходимое количество шнекового стекателя по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 20 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество теплообменного аппарата по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=503,38 л/ч,

-производительность аппарата = 7,5/ч=7500 л/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество пресса по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 30 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Количество резервуаров для отстаивания примем равное 9, т.к. винзавод работает в одну смену, а процесс отстаивания длится несколько дней, поэтому нам необходимо наличие свободных резервуаров. Вместимость одного резервуара составляет 2000 дал.

-Рассчитаю необходимое количество барабанных вакуум фильтров по формуле (1.1).

=шт.

где -производительность линии в час=503,38 л/ч,

-производительность машины = 800 л/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество машин розливоукупорочных по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=628 бут/ч,

-производительность машины = 500 бут/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество машин розливоукупорочных по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=628 бут/ч,

-производительность машины = 6000 бут/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

= 05

-Рассчитаю необходимое количество машин для визуального контроля бутылок (бракеражные) по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=628 бут/ч,

-производительность машины =7000 бут/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество машин этикетировочных по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=628 бут/ч,

-производительность машины = 6000 бут/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

= 05

-Рассчитаю необходимое количество автоматов для укладки бутылок в ящики по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=628 бут/ч,

-производительность автомата= 6000 бут/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

= 05

-Необходимое количество насосных установок будет равно 9. Производительность одной насосной установки равна 10/ч=10000 л/ч.

-Автомобильных платформенных часов потребуется одна штука.

-Рассчитаю необходимое количество бункеров-накопителей по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=0,875 т/ч,

-производительность машины = 30 т/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество железобетонных резервуаров по формуле (1.1).

= шт.

где -производительность линии в час=502,38 л/ч,

-производительность машины = 6000 л/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=

-Рассчитаю необходимое количество транспортеров.

а) Рассчитаю необходимое количество винтовых конвейеров.

Сначала по формуле (1.3) найду производительность винтового конвейера.

(1.3)

где -диаметр винта, равный 0,2 м

-шаг винта=0,16

-частота вращения винта=7,5

-коэффициент заполнения желоба = 0,2

=780 л/ч

Теперь по формуле (1.1) рассчитаю необходимое количество.

шт.

где -производительность линии в час=502,38 л/ч,

-производительность машины =780 л/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

=0,64

б) Рассчитаю необходимое количество ленточных цепных транспортёров.

Сначала по формуле (1.4) найду производительность транспортёра.

(1.4)

где - ширина ленты =0,5 м

- скорость транспортёра = 0,2 м/с=7200м/ч

- плотность винограда =1,00067

0 л/ч

Теперь по формуле (1.1) рассчитаю необходимое количество.

шт.

где -производительность линии в час=502,38 л/ч,

-производительность машины =72 л/ч.

Коэффициент использования по формуле (1.2) будет равен

,



1.4 Расчёт валкового размолочного механизма

Исходные данные:

d_н- средний начальный размер измельчаемых ядер=14мм.

b- зазор между валками=5мм.

L- рабочая длина валков=700мм.

n_валк- частота вращения валков=70 об/мин.

d_валк- диаметр валков=317мм.

n- частота вращения вала=200 об/мин.

Определить:

N- мощность электродвигателя валкового механизма, кВт.

V_с- секундный объём ленты продукта, выходящей через щель между валками, /с.

Решение.

-Принимаю минимально допустимый угол захвата по известному коэффициенту трения . Тогда по формуле (1.5) определю угол захвата

(1.5)

Принимаем угол захвата = 15°.

-Минимальный диаметр валка принимаю равным D_B= 317 мм.

-Находим по формуле (1.6) наибольший диаметр захватываемых частиц

(1.6)

=0,016м=16мм

Поскольку > d_H, измельчаемый продукт будет втягиваться валками.

-Определяем окружныескорости валков по формуле (1.7)

(1.7)

где =D_B= 317 мм- минимальный диаметр валка

- частота вращения валков=70 об/мин (=69 об/мин, =70 об/мин)

м/с

м/с

-ИЗ формулы (1.8) находим секундный объём ленты продукта, выходящий через щель между валками. При этом принимаем насыпную массу винограда р_н = 1,00067кг/м³, коэффициенты неоднородности толщины и проскальзывания = 0,7 и =0,5

(1.8)

где - секундный объём ленты продукта, выходящий через щель между валками, . Следовательно, найду по формуле (1.9)

(1.9)



где -производительность линии в час=502,38 л/ч

-Мощность привода электродвигателя валковой дробилки найду по формуле (1.10).

(1.10)

где -коэффициент, учитывающий физико-механические свойства винограда, профиль валков =0,2

-диаметр ягоды, м =0,014 м

-длина валка, м =0,7 м

-диаметр валка, м = 0,317 м

- частота вращения валка, об/мин = 70 об/мин

кВт

В соответствии с ГОСТ 19523-81 подбираю двигатель 4А71В4У3 (с

кВт , - скольжение=7,5%)

Редуктор подбираю РЧУ-80-10-2-2.

1.5 Расчет клиноременной передачи

Исходные данные:

Ртр- передаваемая мощность = 0,65 кВт.

n_дв -частота вращения ведущего (меньшего) шкива = 1500 об/мин.

i_р- передаточное отношение = 2.

-скольжение ремня = 0,075.

Расчёт:

-Определю номинальную частота вращения n_ном по формуле (1.11)

n_ном= n_дв*(1-) (1.11)

где n_дв -частота вращения ведущего шкива = 1500 об/мин

-скольжение ремня = 0,075.

n_ном=1500*(1-0,075)

n_ном=1387,5 об/мин

В зависимости от частоты вращения меньшего шкива n_дв=1500 об/мини передаваемой мощности Ртр = 0,65 кВт принимаем сечение клинового ремня О.

- Найду вращающий момент по формуле (1.4)

(1.12)

где Р = 0,65 * 10³ Вт.

-угловая скорость двигателя, рассчитываемая по формуле (1.16)

= (1.16)

где =3,14

n_дв= n_ном=1387,5 об/мин

=

=145,23 рад/с

Тогда вращающий момент равен

=4,48 Нм

- Найду диаметр меньшего шкива по формуле (1.17)

(1.17)

где - вращающий момент, Нм

мм

Согласно ГОСТ 1284.3-80 с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения О не должен быть менее 63 мм, принимаем =71 мм.

-Диаметр большего шкива найду по формуле (1.18)

d₂ = i_р (1 - ) (1.18)

d₂= 2*71(1 - 0,075) = 131 мм.

Принимаем d₂ =140 мм в соответствии с ГОСТ 17383-73.

-Уточняем передаточное отношение по формуле (1.19)

(1.19)



где -скольжение ремня = 0,075,

-диаметр меньшего шкива =71 мм,

d₂ -диаметр большего шкива =140 мм.

При этом угловую скорость вала найду по формуле (1.20)

(1.20)

=72,62 рад/с

Окончательно принимаем диаметры шкивов d₁ =71 мм и d₂= 140мм.

-Найду значение межосевого расстояния а_р с учетом стандартной длины ремня L ,равной 710мм, по формуле (1.21)

(1.21)

где L- стандартная длина ремня=710мм,

находим по формуле (1.22)

(1.22)

мм

У находим по формуле (1.12)



(1.23)

Тогда межосевого расстояния а_р будет равно

мм

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L= 0,01 *710 = 7,1 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025L= 0,025*710 = 17,75мм для увеличения натяжения ремней.

-Угол обхвата меньшего шкива по формуле (1.24)

(1.24)

где -диаметр меньшего шкива =71 мм,

d₂ -диаметр большего шкива =140 мм,

а_р -межосевое расстояние =186 мм.

-Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи для привода к ленточному конвейеру при односменной работе С_р = 1,3.

-Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня для ремня сечения О при длине L = 710 мм коэффициент C_L= 0,86.

-Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата при коэффициент С_а = 0,95.

-Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче. Предполагая, что число ремней в передаче будет от 2 до 3, примем коэффициент С_z = 0,95.

- Найду число ремней в передаче по формуле (1.25).

(1.25)

где P_o -- мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт для ремня сечения О при длине L = 710 мм, работе на шкиве d₁ = 71 мм и i=2 мощность Р_о = 0,6 кВт .

Принимаю

-Натяжение ветви клинового ремня по формуле (1.15)

(1.26)

где - скорость м/с определю по формуле (1.16)

где -диаметр меньшего шкива =71 мм,

-угловая скорость двигателя=145,23 рад/с

м/с

-коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил

для ремня сечения О коэффициент =0,06

Тогда натяжение ветви клинового ремня равняется

-Давление на валы нахожу по формуле (1.27)

F_B = (1.27)

где - натяжение ветви клинового ремня =62кН,

-количество ремней =2,

- угол обхвата меньшего шкива =

F_B=

F_B=244кН

1.6 Расчёт цилиндрического косозубого редуктора с колёсами из стали повышенной твёрдости

Проведем этот расчет для того, чтобы показать, как влияет твердость зубьев на размеры редуктора.

Примем материалы: для шестерни сталь 40ХН, термообработка -- объемная закалка до твердости HRC 50; для колеса та же сталь 40ХН, термообработка -- объемная закалка до твердости HRC 45.

Расчет редуктора.

-Допускаемые контактные напряжения находим по формуле (1.28)

(1.28)

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов для выбранного материала по формуле (1.19).

(1.29)

Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации редуктора, когда число циклов нагружения больше базового, K_KL= 1; коэффициент безопасности при объемной закалке [S_H] = 1,2.

-Допускаемое контактное напряжение для шестерни определю по формуле (1.20).

(1.30)

-Допускаемое контактное напряжение для колеса определю по формуле (1.31).



(1.31)

-Для прямозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение по формуле (1.32).

(1.32)

Коэффициент нагрузки для -несимметричного расположения зубчатых колес относительно опор (этим мы учитываем натяжение от цепной передачи) при повышенной твердости зубьев примем = 1,35.

Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

-Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев нахожу по формуле (1.33).

(1.33).

где для прямозубых передач=49,5

для симметрично расположенных относительно опор зубчатых колёс =1, -передаточное отношение =2

-вращающий момент, найденный по формуле (1.34)



(1.34)

где -КПД =0,75

-вращающий момент на двигатели, определённый по формуле (1.35)

(1.35)

где -мощность двигателя =0,75кВт

-угловая скорость двигателя =145,23 рад/с

Тогда вращающий моментравен:

Значит межосевое расстояние равно:

Примем по ГОСТ 2185-66 a_w =80 мм.

-Нормальный модуль зацепления найду по формуле (1.36)

т_п= (1.36)

т_п = (0,010,02)*80

т_п = 0,81,6

По ГОСТ 9563- 60 принимаем т_п =2 мм.

-Примем предварительно угол наклона зубьев = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса по формулам (1.37) и (1.38):

Z₁= (1.37)

где a_w- межосевое расстояние =80мм,

т_п- нормальный модуль зацепления =2

-передаточное отношение =2

Z₁=

Z₁=26

Принимаем Z₁= 26, тогда:

z₂ = Z₁u (1.38)

z₂ = 26*2

z₂ = 52

-Уточняем значение угла наклона зубьев по формуле (1.39)

(1.39)



где a_w- межосевое расстояние =80мм,

т_п- нормальный модуль зацепления =2

-Вычислю основные размеры шестерни и колеса.

а) Делительные диаметры найду по формулам (1.40) и (1.41)

(1.40)

(1.41)

Проверка производится по формуле (1.42)

(1.42)

б) Диаметры вершин зубьев найду по формулам (1.43) и (1.44)

(1.43)

(1.44)

в) Ширина колеса находится по формуле (1.45)

(1.45)

где \|/_Ьа =0,20 -Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

a_w- межосевое расстояние =80мм

г) Ширина шестерни находится по формуле (1.46)

(1.46)

д) Коэффициент ширины шестерни по диаметру найду по формуле (1.47)



(1.47)

где -делительный диаметр шестерни

-Окружная скорость колес находится по формуле (1.48)

(1.48)

где - угловая скорость двигателя =145,23 рад/с

При данной скорости и повышенной твердости принимаем 8-ю степень точности.

-Определяем коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений по формуле (1.49)

(1.49)

где -коэффициент для симметричного расположения колес повышенной твердости =1

-для 8-й степени точности и скорости 3,8 м/с К_На = 1,09

-для косозубых колес при скорости 3,8 м/с и повышенной твердости K_Hv = 1,05

Таким образом,

-Проверка контактных напряжений производится по формуле (1.49)

(1.49)

где a_w- межосевое расстояние =80мм

-коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений

-ширина колеса =16 мм

-передаточное отношение =2

-Силы, действующие в зацеплении:

а) окружная находится по формуле (1.50)

(1.50)

где -делительный диаметр колеса

-вращающий момент =12 Нм

,

б) радиальная находится по формуле (1.51)



(1.51)

в) осевая F_a находится по формуле (1.52)

(1.52)

-Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба производится по формуле (1.53)

(1.53)

где K_F -коэффициент нагрузки определяется по формуле (1.54)

(1.54)

где -при и симметричном расположении зубчатых колес относительно опор и повышенной твердости =1,03

=1,35 для 8-й степени точности, скорости v -- 3,8 м/с и повышенной твердости.

Таким образом, K_F = 1,03*1,35=1,39

Y_F -коэффициент, учитывающий форму зуба, выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев и

-для шестерни

(1.55)

-для колеса

(1.56)

При этом = 3,86 и =3,64

-Допускаемое напряжение определяется по формуле (1.57)

(1.57)

где -коэффициент безопасности =1,80

= 500 МПа для стали 40ХН при объемной закалке предел выносливости при отнулевом цикле изгиба.

-Допускаемые напряжения при расчете на выносливость для шестерни и колеса находим по следующим соотношениям:

=

=

Дальнейший расчет ведем для зубьев шестерни, так как для нее найденное отношение меньше.

-Проверяем зуб шестерни по формуле (1.53)

1.7 Расчет цепной передачи

Исходные данные:

Выбираем приводную роликовую однорядную цепь.

Вращающий момент на ведущей звёздочке равен

Т₃ = Т₂ = 12Нм

Передаточное число было принято ранее

-Число зубьев на ведущей звездочки определю по формуле (1.57)

(1.57)



- Число зубьев на ведомой звездочки определю по формуле (1.58)

(1.58)

Принимаем

z₃ = 27 и

-Тогда фактическое передаточное число определяется по формуле (1.59)

(1.59)

-Отклонение:

=0% ,что допустимо.

-Расчетный коэффициент нагрузки определю по формуле (1.60)

(1.60)

где = 1 -- динамический коэффициент при спокойной нагрузке (передача к ленточному конвейеру); = 1 учитывает влияние межосевого расстояния [к_а -- 1 при а_и < (30 - 60) t]; = 1 -- учитывает влияние угла наклона линии центров (к_н -- 1, если этот угол не превышает 60°; в данном примере у = 45°); к_р учитывает способ регулирования натяжения цепи; к_р = 1,25 при периодическом регулировании натяжения цепи; = 1 при непрерывной смазке; учитывает продолжительность работы в сутки, при односменной работе = 1.

-Ведущая звездочка имеет частоту вращения, найденную по формуле (1.61)

(1.61)

где -угловая скорость=21 об/мин

об/мин

Среднее значение допускаемого давления при п= 200 об/мин [р] = 23 МПа.

- Шаг однорядной цепи (m= 1) определю по формуле (1.62)

(1.62)

Подбираем цепь ПР-9,525-9,1 по ГОСТ 13568-75, имеющую t = 9,525 мм; разрушающую нагрузку Q= 9,1 кН; массу q = 0,45 кг/м; А_оп = 28,1 мм².

-Скорость цепи определю по формуле (1.63)

(1.63)

где -число зубьев на ведущей звёздочки

-шаг однорядной цепи

- частота вращения звёздочки

-Значение окружной силы определю по формуле (1.64)

(1.64)

где -угловая скорость=21 об/мин

- скорость цепи =0,86 м/с

-вращающий момент =12 Нм

-Давление в шарнире проверяем по формуле (1.65)

(1.65)



где - окружная сила =293Н

-расчетный коэффициент нагрузки =1,25

=28,1 мм²

-Уточняем допускаемое давление по формуле (1.66)

[р] = 22 [1 + 0,01 (2₃ - 17)] (1.66)

[р] = 22 [1 + 0,01 (27 - 17)]

[р]=24,2 МПа

Условие р < [р] выполнено.

-Определяем число звеньев цепи по формуле (1.67)

(1.67)

где -можно найти по формуле (1.68)

(1.68)

-можно найти по формуле (1.69)

(1.69)



где -число зубьев на ведущей звездочки

- число зубьев на ведомой звездочки

-можно найти по формуле (1.70)

(1.70)

где -число зубьев на ведущей звездочки

- число зубьев на ведомой звездочки

Тогда

будет равно

-Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по формуле (1.71)

(1.71)



где - число звеньев цепи

-шаг однорядной цепи

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4 %, т. е. на 472*0,004 =2 мм.

-Определяем диаметры делительных окружностей звездочек по формулам (1.72) и (1.73)

(1.72)

где -шаг однорядной цепи

-число зубьев на ведущей звездочки

(1.73)

где -шаг однорядной цепи

- число зубьев на ведомой звездочки

-Определяем диаметры наружных окружностей звездочек по формулам (1.74) и (1.75)

(1.74)

где -шаг однорядной цепи

-число зубьев на ведущей звездочки

- диаметр ролика цепи =6,35

мм

(1.75)

-Силы, действующие на цепь.

а) окружная определена выше.

б) от центробежных сил F_v найду по формуле (1.76)

(1.76)

где = 0,45 кг/м

- скорость цепи =0,86 м/с

в) от провисания найду по формуле (1.77)

(1.77)

где k_f = 1,5 при угле наклона передачи 45°

-Расчетная нагрузка на валы определяется по формуле (1.78)

(1.78)

-Проверяем коэффициент запаса прочности цепи по формуле (1.79)

(1.79)

где Q= 9,1 кН

- окружная сила =293Н

= 1 - динамический коэффициент при спокойной нагрузке

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]

следовательно, условие s > [s] выполнено.

-Размеры ведущей звездочки

а) ступица звездочки

Принимаю

б) толщина диска звездочки

где В_вн -- расстояние между пластинками внутреннего звена



2. Прочностной расчёт

Исходные данные:

М =12 Нм- крутящий момент

d₁ = 140 мм -диаметр колеса ремня

d₂ = 59 мм -диаметр зубчатого колеса

d₃ = 780,7 мм -диаметр звёздочки

d₄ = 317 мм - диаметр валков

Решение:

-Найду окружные усилия по формуле

где М=12 Нм- крутящий момент

- диаметр

а)

б)

в)

г)

-Найду тангкенсальные усилия по формуле



где Р- окружное усилие, Н

а)

б)

в)

-Найду реакции опор в горизонтальной плоскости.

а) Относительно точки А

т.А=61,56*0,05-11,16(0,1+0,05+0,4+0,4)-146,52(0,05+0,4+0,4)- R_Вх(0,4+0,4)=0

0,8 R_Вх=-132,066

R_Вх=-165Н

б) Относительно точки В

т.В = -11,16(0,1+0,05)-146,52(0,05)+61,56(0,05+0,4+0,4)

+R_Ах(0,4+0,4)=0

0,8 R_Ах=-46,674

R_Ах=-58Н

Проверка:

Т₁+R_Ах+R_Вх+Т₂+Т₃=0

61,56-58-165+146,52+11,16=0

0=0-верно

-Найду реакции опор в вертикальной плоскости.

а) Относительно точки А

т.А=-171*0,05+31(0,1+0,05+0,4+0,4)+407(0,05+0,4+0,4)

+76*0,4-R_Ву(0,4+0,4)=0

0,8 R_Ву=-397,25

R_Ву=497Н

б) Относительно точки В

т.В = -171(0,05+0,8)+31(0,1+0,05)+407(0,05) +R_Ау(0,4+0,4)=0

0,8 R_Ау=150,75

R_Ах=188Н

Проверка:

-Р₁+R_Ау+R_Ву-Р₂-Р₃-Р₄=0

171+188-76+497-407-31=0

0=0-верно

-Найду моменты в горизонтальной плоскости

а) Относительно точки А

т.А: М_Ах=Т₁х₁

М_Ах=61,56*0,05

М_Ах=3,078Нм

б) Относительно точки В

т.В: М_Вх=-Т₃(х₅+х₄)-Т₂х₄

М_Вх=-1,674-7,326

М_Вх=-9Нм

-Найду моменты в вертикальной плоскости

а) Относительно точки А

т.А: М_Ау=Р₁х₁-Р₄х₂

М_Ау=8,55-30,4

М_Ау=-21,85Нм

б) Относительно точки В

т.В: М_Ву=Р₁(х₁+х₂+х₃)+Р₄х₃-Р₃(х₅+х₄)-Р₂х₄

М_Ву=150,75Нм

2.1 Выбор подшипников

Выбираем подшипники по более нагруженной опоре В.

Шариковые радиальные подшипники 205 лёгкой серии: d=25мм, D=52мм, В=15мм, С=14кН, С₀=6,95кН

-Найду суммарную реакцию по формуле

где R_Вх=165Н-реакция опоры в точке В горизонтальной плоскости

R_Ву=497Н- реакция опоры в точке В вертикальной плоскости

-Найду силу по формуле

где R_Вх=165Н-реакция опоры в точке В горизонтальной плоскости

=1,2 ,т.к.цепная передача усиливает неравномерность нагружения.

Примем х=1 и у=0

-Рассчитаю долговечность подшипников, млн.об. по формуле

, млн.об.

-Рассчитаю долговечность подшипников, в часах. по формуле



где -частота вращения ведомого вала=200 об/мин

2.2 Выбор и обоснование конструкционных материалов

Материалы, необходимые для конструирования оборудования представлены в таблице 1.1

Таблица 1. Материалы, используемые для конструирования оборудования

Марка стали	Назначение
12Х18Н10Т(Х18Н10Т) по ГОСТ 5949	Детали машин и аппаратов для винодельческой промышленности, работающих в контакте с пищевыми продуктами
14Х17Н2(1Х17Н2) по ГОСТ 5582	Изделия из деталей высокой прочности, контактирующие с пищевыми средами: диски, валки и др детали
15Х17АГ14(Х17АГ14)	Детали, работающие под воздействием ударных и вибрационных нагрузок: зубчатые колеса и венцы, рычаги, звёздочки.
30ХГСА	Детали, работающие в условиях значительных нагруженный: бичи для дробилок, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках
10Г2С1Д	Корпуса аппаратов, стопоры



3. Техника безопасности

При проведении технологических работ:

-Технологическое оборудование при нормальных режимах работы должно быть пожаробезопасным, а в случае опасных неисправностей и аварий необходимо предусматривать защитные мероприятия, которые ограничивают масштаб и последствия пожара.

-Технологические процессы необходимо проводить в соответствии с регламентами и другой утвержденной в установленном порядке нормативно-технической документацией.

-Не допускается выполнять производственные операции на оборудовании, установках, станках с неисправностями, которые могут стать причиной возгорания и пожара, а также когда отключены контрольно-измерительные приборы, которые определяют технологические параметры (температуру, давление, концентрацию газов, паров и т.п.).

-Профилактический осмотр, планово-предупредительный и капитальный ремонт технологического оборудования должны осуществляться в сроки, установленные соответствующими графиками, с учетом выполнения мероприятий относительно обеспечения пожаровзрывобезопасности, предусмотренных проектом, технологическим регламентом, техническими условиями.

-Ремонт оборудования, которое находится под давлением, набивание и подтягивание сальников на работающих насосах и компрессорах, а также уплотнение фланцев на аппаратах и трубопроводах без снижения (стравливания) давления в системе не разрешается.

В биохимическом отделении для измерения температуры и давления в акратофорах должны применяться исправные и проверенные приборы, отклонения предельных показаний которых могут вызвать взрыв или пожар

-Не допускается работа на оборудовании с неисправной электроизоляцией;

-Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования и электроустановок производится электротехническим персоналом имеющим допуск по электробезопасности;



Список использованной литературы

1. Чаблин Б.В. Практикум по механическому оборудованию предприятий общественного питания. Чаблин Б.В., Евдокимов И.А.-М.:ДеЛи принт, 2007.-312с.

2. Курочкин А.А. Основы расчёта и конструирования машин и аппаратов перерабатывающих производств. Курочкин А.А., Зимняков В.М./Под ред А.А. Курочкина.-М.:КолосС,2007.-320с.

3. Островский Э.В. Краткий справочник конструктора продовольственных машин. Островский Э.В., Эйдельшман Е.В.-3-е изд.,перераб.доп.-М.:Агропромиздат,1986.-621с.

4. Зайчик Ц.Р. Технологическое оборудование винодельческих предприятий. Зайчик Ц.Р.-2-е изд.,испр.-М.:ДеЛи принт,2004.-476с.

Размещено на Allbest.ru