Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний університет «Львівська політехніка»

Інститут хімії та хімічних технологій

Кафедра хімічної інженерії

Пояснювальна записка

до курсового проекту з курсу: «Машини та апарати хімічних і силікатних виробництв»

на тему: «Розрахунок стрічкового конвеєра»

Проектував студент гр. ХІ-41

Терлич А.І.

Керівник проекту к.т.н. Мосюк М.І.

Львів 2015



Зміст

• Вихідні дані
• Вступ
• 1. Розрахунок основних параметрів машини
• 1.1 Розрахунок та вибір робочого та тягового органу
• 1.2 Тяговий розрахунок
• 2.2 Розрахунок натяжної станції
• 2.3 Підбір підшипників
• 2.4 Вибір і перевірний розрахунок муфт
• 2.5 Розрахунок натяжного пристрою
• 2.6 Рама конвеєра
• Висновок
• Список використаної літератури


Вихідні дані

Проектується стрічковий конвеєр для транспортування насипного вантажу.

Найменування вантажу: кам'яновугільний шлак

Насипна щільність вантажу с, т/м³: 0,68

Розмір шматків вантажу а, мм: до 30

Продуктивність конвеєра V, т/год: 60

Довжина конвеєра L, м: 60

Умови роботи згідно ГОСТ 5946-79: важкі



Вступ

Конвеєри, які за допомогою рухомої стрічки переміщують вантажі, що подаються на її поверхню, називають стрічковими.

Стрічкові конвеєри застосовують для переміщення в горизонтальному або похилому напрямі сипких і кускових, а також масових штучних вантажів. Кут нахилу конвеєра в до горизонту залежить, в основному, від коефіцієнта тертя між вантажем і стрічкою під час руху, форми стрічки, кута природнього укосу вантажу, способу завантаження і швидкості переміщення. Конвеєри, у яких кут в менший від кута тертя між вантажем і стрічкою, належить до пологих. При в>с конвеєр називають крутонахиленим.

Конструктивно стрічкові конвеєри можуть бути виконані стаціонарно, пересувними, переїзними. Для крутонахиленого транспортування сипких і кускових вантажів застосовують транспортери з перемичками, двострічкові, стрічково-трубні. При транспортуванні штучних вантажів застосовують конвеєри з еластичними стрічками.

Стаціонарний стрічковий конвеєр містить: транспортуючу стрічку; барабани - приводний і натяжний; роликові опори або суцільний настил; завантажувальний пристрій; натяжний пристрій; раму та приводну станцію конвеєра (електродвигун, редуктор, муфту).

Несучим і транспортуючим органом конвеєра є нескінченна стрічка. Стрічка вкрита гумовою обкладкою. Ширина стрічки 200…300 мм. Роликові опори надають стрічці плоскої або жолобчастої форми і зменшують провисання. Стрічки коротких конвеєрів часто спираються на сталевий або дерев'яний настил. Незавантажена вітка стрічки коротких похилих конвеєрів може вільно провисати. Кінцеве розвантаження здійснюють через приводний барабан, а проміжне - за допомогою розвантажувального плужка або візка.

Продуктивність стрічкових конвеєрів може досягати кількох сотень тон за годину.

Стрічкові конвеєри працюють за рахунок сил тертя, які виникають між стрічкою та приводним барабаном. Попередній натяг стрічки є необхідною умовою виникнення сил тертя, а також роботи всього стрічкового конвеєра.

Основні параметри стаціонарних стрічкових конвеєрів загального призначення з прогумованою стрічкою установлені ГОСТ 22644-77 «Конвеєри стрічкові. Основні параметри та розміри». Складові частини конвеєрів при проектуванні вибирають з типорозмірних рядів однотипних вузлів стандартних стрічкових конвеєрів.



1. Розрахунок основних параметрів машини

1.1 Розрахунок та вибір робочого та тягового органу

Вибір основних параметрів.

Вважаємо, що стрічка переміщується на завантаженій ділянці траси по двороликовій жолобчастій опорі, а на холостій ділянці по однороликовій опорі.

с=0,68 т/м³ - об'ємна маса вантажу,

V=1,5м/с - швидкість транспортування.

Визначення ширини стрічки :

(1.1)

k - коефіцієнт поперечного перерізу шару вантажу;k=470;

k_в - коефіцієнт, що враховує кут нахилу конвеєра до горизонту, k_в=0,97.

За ГОСТ 22644-77 найближча ширина стрічки Вст=400мм. Вибираємо стрічку типу 5, матеріал прокладок УШТ; кількість прокладок і_ст=4. При транспортуванні кам'яновугільного шлаку, згідно з рекомендаціями, приймаємо д1=3мм д2=1мм.

Визначення погонних навантажень.

Силу тяжіння вантажу на 1 пог.м. стрічки визначають за формулою:

(1.2)

Погонне навантаження від стрічки:

(1.3)

де В=0,4м;

д - товщина стрічки,

д= д₁ + д₀·і_ст+ д₂=3+2·4+1=12мм (1.4)

д₁=3 мм - товщина гумової обкладки робочої сторони стрічки;

д₂=1 мм - товщина неробочої сторони стрічки.

Сила тяжіння обертаючих частин роликових опор для робочої ділянки траси G_р=8,4 кг, для порожньої ділянки - G_х=2,5кг.

За ГОСТ 22645-77 приймаємо діаметр роликоопор D_p=89мм, їх довжина становить L₁=160мм, а кут нахилу б=15⁰.

Згідно рекомендаціями визначаємо відстань між роликоопорами на завантаженій ділянці l_р=1,5м, на зворотній

l_х=2·l_р=2·1,5=3 м.

Погонні навантаження обертових частин роликоопор:

- завантаженої ділянки -

(1.5)

- холостої ділянки -

(1.6)

1.2 Тяговий розрахунок

Визначення опору руху і натягу стрічки.

Поділимо трасу на характерні ділянки, починаючи з точки збігання стрічки з приводного барабану від точки 1 до точки 5.

Вибираємо коефіцієнти опору руху стрічки:

по жолобчастих роликоопорах - w_p=0.04;

- по прямих роликоопорах - w_x=0,035;

- при обхваті барабанів - w_б=1,05(180°).

Коефіцієнт опору руху стрічки на батареї роликів можна прийняти таким же, як при обхваті стрічкового барабану при куті менше 90°.

Визначимо натяг у характерних трочках.

Рис.1 Розрахункова схема стрічкового конвеєра

F₁=F_зб. (1.7)

F₂=F₁+w_1-2=(q_с+q_х.)l·w_x=F1+(9+4)·60·0,035=F1+25,2. (1.8)

F₃=F₂* w_б==(F1+25,2) ·1,05=1,05F1+26,46. (1.9)

F₄=F₃+w_зав=(1,05F1+26,46)+(20+9+8)·60·0,04=1.05F1+115,26. (1.10)

Натяг F₂=F_нб і F₁=F_зб при відсутності ковзання на барабані згідно з рівнянням Ейлера запишемо:

(1.11)

де е=2,72 - основа натурального логарифму;

f - коефіцієнт тертя зчеплення стрічки з барабаном, f=0.3;

б - кут обхвату барабану, б=180°.

F5=F1·e^0.3·3.14=F1·2,56.

2,56F1=1,05·F1+115,26.

F1=115,26/1,51=76 H.

F2=F1+25,2=76+25,2=126,4 Н.

F3=1,05F1+26,46=1,05·76+26,46=106,26 Н

F4=1.05F1+115,26=1,05·76+115,26=195,06 H.

Наведемо підрахунки натягу стрічки в характерних точках при сталому русі і повністю навантаженому конвеєрі:

Визначення окружної сили.

На поверхні приводного барабану визначимо окружну силу.

Ft=F4-F1=195,06-76=119,06 H?0,119 кН.

Діаметр приводного барабана визначимо.

D_пб=а·і_ст=(0,125…0,15)·4=0,5…0,6 м» (1.12)

де а - коефіцієнт.

Згідно з ГОСТ 22644-77, приймаємо Dпб=500мм.

Діаметри кінцевих та натяжних барабанів приймають:

D_кб=D_нб=0,8·D_пб=0,8·500=400мм. (1.13)



Згідно ГОСТ 22644-77 приймаємо Dкб=Dнб=400мм.

Потужність на приводному валу конвеєра при сталому переміщенні стрічки визначимо:

Р_о=Ft· V/1000=119,06·1,5/1000=0,18 кВт. (1.14)

Потужність, що відбирається від вала двигуна:

P=K·P_o/з=1.25·0,18/0,75=0,3 кВт, (1.15)

де з - ККД двигуна, К=1,1…1,25 - коефіцієнт.

За цією потужністю вибираємо двигун 4АМ71А6: Р_д=0,37кВт, n_д=900 хв^-1.

Виконання М100.

d₃₀

Рисунок 3.1 - Електродвигун загальної серії 4А

1.3 Кінематичний розрахунок

Визначення передаточного числа приводного механізму.

Швидкість обертання приводного валу конвеєра визначимо:



n_пв=60·v/р·D_пб=60·1,5/3.14·0.5=58 хв^-1, (1.16)

передаточне число приводного механізму:

U=n_д/n_пв=900/58=15,5 (1.17)

Приймаємо циліндричний двоступінчастий редуктор 1Ц2У-125 з передаточним числом U_p=16,

Рисунок 3.2 - Схема обраного редуктора КЦ2

Рис.2 Кінематична схема приводу

Визначаємо обертовий момент двигуна.



Т_дв=9550·Р/n=9550·0,37/900=4 Нм (1.18)

Визначаємо обертовий момент редуктора.

Т_р=Т_дв·U_р·²_зп·_м·³_п=4·16·0,97²·0,98·0,995³=58,1 Н (1.19)

_зп - 0,97 ККД зубчастої передачі

_м - 0,98 ККД муфти

_п - 0,995 ККД підшипників



2. Розрахунок основних вузлів машини

2.1 Розрахунок приводного вала конвеєра

Визначаємо реакції в опорах вала в вертикальній площині.

F_t=119,06 Н

F_м=С_r·r=5400·0.3=1620 H (2.1)

r=0.3мм - радіальне зміщення валів.[2;таб.5 ст.192]

Cr=5400-радіальна жорсткість муфти.[3;таб.10,27]

Рис. 3 Епюра згинаючих моментів приводного вала.

Розрахункова схема вала конвеєра.

(2.2)

(2.3)

(2.4)

Перевірка:

(2.5)

Визначаємо значення моментів і будуємо епюри.

М_зг=-F_м·х₁

Х₁=0 М_зг=0

Х₁=а М_зг=-1620·0,1=-162 Нм

М_зг=-F_м(а+х₂)-R_В·х₂

Х=в М_зг=-1620·(0,1+0,1)+2003,5·0,1=-123,65Нм

М_зг=R_Е·х₃

Х₃=0 М_зг=0

Х₃=d М_зг=-264,44·0,1=-26,4Нм

Визначаємо приведений момент в небезпечному перерізі:

(2.6)



Визначаємо діаметр вала:

(2.7)

Приймаємо діаметр вала рівним 35 мм.

2.2 Розрахунок натяжної станції

Рис 4. Епюра згинаючого моменту натяжного вала.

F_t=F₂+F₃=126,4+106,26=232,66 Hм.

Визначимо опорні реакції

(2.8)

Визначимо діаметр вісі

(2.9)

де : МПа для сталі Ст-40

Приймемо: мм - діаметр вала; 15мм діаметр вала під підшипник барабана.

2.3 Підбір підшипників

Беремо підшипник типу 1000[2.табл.19.20] 1307 ГОСТ5720-75 мм, мм, мм, Н

Еквівалентне динамічне навантаження

(2.10)

де - коефіцієнт безпеки

- коефіцієнт температурного режиму

- коефіцієнт обертання

Базова довговічність підшипника

год (2.11)

де - ресурс роботи підшипника

Приймаємо підшипник середньої серії 1307 ГОСТ 5720-75

Для натяжного вала беремо підшипник типу 1000 ГОСТ5845-70 мм, мм, мм, Н

Еквівалентне динамічне навантаження

(2.12)

Де - коефіцієнт безпеки

- коефіцієнт температурного режиму

- коефіцієнт обертання

Н

Базова довговічність підшипника

год (2.13)

де - ресурс роботи підшипника

2.4 Вибір і перевірний розрахунок муфт

Для з'єднання вала електродвигуна і первинного (швидкохідного) вала редуктора вибираємо пружно втулочно-пальцеву муфту. Муфти цього типу застосовуються в таких випадках (порівняно велика швидкість обертання) , тому що при достатній пружності мають невеликий момент інерції, що зменшує на вали що з'єднуються через муфту.

Попередньо муфту вибирають по більшому діаметру, що з'єднуються і по розрахунковому обертовому моменту Т при умові;

Т_р=К_р·Т<Т_м (2.14)

Де Т_р- розрахунковий обертовий момент, що передається через муфту.

К_р- коефіцієнт режиму навантаження вибирається в межах К_р=1,25….1,5 приймаємо К_р=1,3

Т_р=1,3·5=6,3 Hм

Діаметр вала електродвигуна d=19мм

Діаметр вхідного кінця вала редуктора d=20мм

Вибираємо: муфта пружна втулочно-пальцева 250-20-ІІ.1-32-І.2-У3 ГОСТ 21424-75 номінальний обертовий момент 250 Нм.

Для з'єднання вихідного вала редуктора (тихохідного) з ведучим валом конвеєра вибираємо муфту пружну втулочно- пальцеву.

Рисунок 3.3 - Муфта втулково - пальцева

Вихідні дані:

Тихохідний вал редуктора d=50 мм

Обертовий момент Т₄=630 Нм

Т_р=К_р·Т=1,3·59,7=819 Нм

Вибираємо: муфта пружна втулочно-пальцева 1000-50-І.1-50-І.2-У3 ГОСТ21424-75

2.5 Розрахунок натяжного пристрою

Визначення сили тяжіння натяжного вантажу G_в.

Згідно з заданою схемою конвеєра, у ньому застосовано вантажний вертикальний натяж-ний пристрій. Силу тяжіння вантажу визначимо як суму натягів у точках стрічки при набіганні на натяжний барабан F₂ і при збіганні з натяжного барабана F₃.

F_нат= F₂+ F₃ = 126,4 + 106,26 =232,66 Н



Визначення ходу натяжного пристрою приймаємо згідно з [1;с 39]:

L_нр = (0,01...0,015) L = (0,01...0,015)·L = (0,01...0,015) 60= 0,6…0,9 м.

Приймаємо L_нр = 0,8 м.

2.6 Рама конвеєра

Рама стрічкового конвеєра складається: з вузла приводної та натяжної станції, виконаної з прокатних профілів (кутників, швелерів); середньої частини метало конструкції, виконаної з уніфікованих секцій довжиною 4...6 м .

Раму транспортера виготовляємо з кутників стандартного прокату №7 по ГОСТ 8510-93. З'єднування кутників проводимо за допомогою електродугового зварювання.

Раму приводної і натяжної станції виготовляємо з швелерів. Швелера вибираємо в залежності від діаметрів болтів якими ми прикріплюємо вузли деталей, під двигун беремо швелер №12П ГОСТ 8240-89, під редуктор швелер №20 ГОСТ 8240-89, під корпуса підшипників швелер №16 ГОСТ 8240-89.



Висновок

В даному курсовому проекті були розраховані параметри стрічкового конвеєра, а також вибрані і розраховані основні вузли машини.

Даний пересувний стрічковий конвеєр містить: транспортуючу стрічку; барабани - приводний і натяжний; роликові опори; завантажувальний пристрій; натяжний пристрій; раму та приводну станцію конвеєра ( електродвигун, редуктор, муфту).

Несучим і трансортуючим органом конвеєра є нескінченна стрічка. Стрічка вкрита гумовою обкладкою. Ширина стрічки 300 мм. Роликові опори надають стрічці плоскої або жолобчастої форми і зменшують провисання.

Стрічковий конвеєр працює за рахунок сил тертя, які виникають між стрічкою та приводним барабаном. Попередній натяг стрічки є необхідною умовою виникнення сил тертя, а також роботи всього стрічкового конвеєра.



Список використаної літератури

1. А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков «Транспортирующие машины»; Москва «Машиностроение» 1983 г.

2. Ф.Л. Марон, А.В. Кузьмин «Справочник по расчетам подъемно-транспортных машин»; Минск «Высшая школа» 1971 г.

3. Дунаев П.Ф. , Лелыков О.П. Детали машын. Курсовое проектирование: Учеб. Пособие для спец. Техникумов.-2-е изд.,пераб. и доп. - Висш. Шк., 1990.-399с

4. Шейнбліт А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов.-М.: Висш.шк.,1991.-432с

Размещено на Allbest.ru