Горизонтальный пластинчатый конвейер

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Содержание
• Введение
• 1. Назначение транспортирующей машины
• 2. Исходные данные
• 3. Общий расчёт конвейера
• 4. Тяговый расчет
• 5. Расчёт привода
• 6. Расчёт и выбор муфт
• 7. Расчёт валов и осей
• 8. Выбор подшипников
• 9. Расчёт шпоночных соединений
• 10. Расчёт натяжного устройства
• 11. Загрузочная станция конвейера
• 12. Разгрузочная станция конвейера
• Список используемой литературы


Введение

По принципу действия подъемно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы - машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики, тягачи), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины, а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) - конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или полотне или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками.

Основное назначение машин непрерывного действия - перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса - они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ и поточных технологических операций. транспортный машина шпоночный



1. Назначение транспортирующей машины

Пластинчатыми конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущими элементами которых является пластинчатый настил. Пластинчатые конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции.

Пластинчатые конвейеры получили широкое распространение во всех отраслях промышленности, а так же выступают одним из основных средств механизации складских помещений.

2. Исходные данные

Производительность конвейера - Q = 352 шт/ч;

Перемещаемый груз - отливки;

Габаритные размеры груза - lхbхh = 550х1100х300 мм;

Масса груза, кг - m = 941+129 поддон;

Трасса конвейера - горизонтальная;

Длина трассы - L = 46 м.

Скорость конвейера - v=0,18 м/сек

Рис. 1. Проектная схема конвейера 

3. Общий расчёт конвейера

Тип настила выбирают в зависимости от вида груза, его свойств и заданного максимального угла наклона конвейера. Принимаем плоский разомкнутый настил.

Определение ширины настила.

где наибольшая ширина опорной поверхности груза, м;

запас ширины настила, м.

Полученную ширину настила округляем в большую сторону по рекомендуемому ряду по ГОСТ 22281-76. Принимаем B = 650 мм.

Определение максимального значения натяжения тягового элемента.

Примем

=

где - минимальное натяжение тягового элемента 1000 - 3000 Н; -обобщенный коэффициент сопротивлению движению(=0,1, для втулочно-катковой цепи); - распределенная нагрузка от настила; - длинна грузовой и холостой ветви конвейера; А - эмпирический коэффициент[2, стр.175, табл.5.3];

Линейная нагрузка от штучного груза:



где масса единицы груза, кг;

расстояние между соседними грузами, м.

где коэффициент запаса прочности.

Выбираем цепь М315-2-200-1 ГОСТ 588-81:

- масса одного метра цепи

- шаг цепи

Уточняем зная и :

Масса 1 метра швеллерного настила:

По ГОСТ 8240-97 выбираем швеллер 14У.

где погонная масса швеллера;

ширина настила;

количество швеллеров на одном метре настила.



4. Тяговый расчет

Рис. 2. Расчётная схема

Примем .

,

где обобщенный коэффициент сопротивлению движению.

,

где -коэффициент сопротивления на звёздочках (для звёздочек на подшипниках качения .

Т.к. скорость конвейера больше 0,15 м/с, то нужно учитывать динамическую нагрузку:



где - число зубьев звездочки;

коэффициент участия массы холостой ветви в колебательном процессе (при ) [3, стр.249].

По расчетному усилию производим окончательную проверку тягового элемента.

По ГОСТ 588-81 окончательно выбираем пластинчатую втулочно-катковую цепь М315-2-200-1 с разрушающей нагрузкой 315 кН.

5. Расчёт привода

Выбор двигателя:

где коэффициент запаса мощности;

кпд передаточного механизма.

Крутящий момент электродвигателя:



Выбираем асинхронный двигатель АИР132M12

Электродвигатель	Мощность, кВт	Об/мин.	КПД, %	Масса, кг
АИР132M12	11	520	87	82

Выбор редуктора:

Диаметр звездочки:

Передаточное отношение редуктора:

Крутящий момент редуктора:

Выбираем редуктор червячный глобоидный ЧГ-315 с характеристиками:

Передаточное число: ;

Максимальный крутящий момент:

Проверка изменения скорости конвейера:

Выбор тормоза:

Определение тормозного момента:

где - коэффициент снижения сопротивления[3, стр.250];

где коэффициент запаса торможения[3, стр.251].

Тормозной момент отрицательный, следовательно установка тормоза не требуется.

6. Расчёт и выбор муфт

Муфты выбираем по диаметру концов валов и крутящему моменту на валах.

Соединение двигателя с редуктором. Обычно осуществляется упругой или жесткой муфтой. Упругая муфта предпочтительнее жесткой, так как уменьшает динамические нагрузки припуска механизмов.

Определяем расчетный момент муфты:

;

где - крутящий момент на приводном валу;

коэффициент режима работы.

где коэффициент учитывающий степень ответственности соединения;

коэффициент, учитывающий режим работы.

.

По ГОСТ 21424-93с учётом диаметров валов электродвигателя и редуктора выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП с номинальным крутящим моментом .

Соединение редуктора с приводным валом осуществляется жёсткой муфтой. Определяем расчетный момент муфты:

;

где - крутящий момент на тихоходном валу;

коэффициент режима работы (.

.

По ГОСТ 50895-96 с учётом диаметров приводного вала и вала редуктора выбираем зубчатую муфту с номинальным крутящим моментом .

7. Расчёт валов и осей

Составим расчётную схему расчёта приводного вала (рис 4.)



Рис. 4. Расчётная схема вала

Прикладывая к валу нагрузки определяем реакции опор, задавшись длинами: l1=0,3м, l2=0,17м, l3= 0,75м и l4= 0,17м.

Нагрузка от звёздочки:

Нагрузка от муфты:

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия:



Откуда:

где .

Откуда:

Реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия:

Откуда:

Откуда:

Определим изгибающие моменты в характерных сечениях вала.

-в сечении А:

-в сечении B:

-в сечении C:

Определим суммарные изгибающие и эквивалентные моменты.

-в сечении А:

-в сечении B:

-в сечении C:

где в случае нереверсивной передачи .

Определим диаметр вала в наиболее нагруженном сечении:

где для Сталь 40,

С учётом ослабления сечения шпоночными пазами увеличиваем сечение на 15%:

.

Принимаем .

Остальные диаметры назначаем конструктивно:

-диаметр вала под муфту - 90 мм;

-диаметр вала под подшипники - 95 мм;

-диаметр вала под звёздочками - 100 мм.

Составим расчётную схему расчёта оси конвейера (рис 5.)

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия:

Откуда:

где .

Откуда:

Реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия:

Откуда:

Откуда:

Рис. 5. Расчётная схема оси

Определим изгибающие моменты в характерных сечениях вала.

-в сечении А:



-в сечении B:

-в сечении C:

Определим суммарные изгибающие моменты.

-в сечении А:

-в сечении B:

-в сечении C:

Определим расчётный диаметр оси:

С учётом ослабления сечения шпоночными пазами увеличиваем сечение на 15%:

.

Принимаем .

Остальные диаметры назначаем конструктивно:

-диаметр оси под подшипники - 60 мм;

-диаметр оси под звездочку - 70 мм.

Составим расчётную схему расчёта оси швеллерного настила (рис 6.)

Рис. 6. Расчётная схема оси

Определяем силу, действующую со стороны транспортируемого груза и настила на ось:

где количество осей, воспринимающих нагрузку от груза и 1 метра настила

суммарная сила от груза и 1 метра настила.

где вес груза на 1 метр настила;

вес швеллерного настила длиной 1 метр.

Масса 1 метра швеллерного настила:

где погонная масса швеллера №14У;

ширина настила;

количество швеллеров на одном метре настила.

Реакции опор из условия равновесия:

Откуда:

Реакции опор равновесия:

Откуда:

Определим изгибающий момент.

-в сечении B:

Определим расчётный диаметр оси:

Принимаем .

Диаметр оси под подшипники - 30 мм.

8. Выбор подшипников

Схема для расчета подшипников приводного вала (см. рис. 4).

Опорой приводного вала на раму являются два двухрядных сферических роликоподшипника. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику.

Радиальная нагрузка на опору А:

Радиальная нагрузка на опору D:

На подшипник действуют только радиальные усилия, равные

Определим расчётную нагрузку на подшипник:

где [5, стр.86];

[5, стр.86];

коэффициент безопасности [5, стр.87, табл.8.5.3];

температурный коэффициент [5, стр.87, табл.8.5.4].

Выбираем роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники 3519 ГОСТ 5721-75, имеющие d = 95 мм, D =170 мм, динамическую грузоподъемность С=245 кН, статическую грузоподъемность Со = 170 кH.

Схема для расчета подшипников оси конвейера (см. рис. 5).

Опорой оси на раму являются два двухрядных сферических роликоподшипника. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику.

Радиальная нагрузка на опору А:

Радиальная нагрузка на опору D:

На подшипник действуют только радиальные усилия, равные



Определим расчётную нагрузку на подшипник:

где [5, стр.86];

[5, стр.86];

коэффициент безопасности [5, стр.87, табл.8.5.3];

температурный коэффициент [5, стр.87, табл.8.5.4].

Выбираем роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники 3512 ГОСТ 5721-75, имеющие d = 60 мм, D =110 мм, динамическую грузоподъемность С=132 кН, статическую грузоподъемность Со = 93,8 кH.

Схема для расчета подшипников оси швеллерного настила (см. рис. 6).

Опорой оси на раму являются четыре шариковых радиальных однорядных подшипника. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику.

Определим расчётную нагрузку на подшипник:

где [5, стр.86];

[5, стр.86];

коэффициент безопасности [5, стр.87, табл.8.5.3];

температурный коэффициент [5, стр.87, табл.8.5.4].

Выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники 106 ГОСТ 8338-75, имеющие d = 30 мм, D =55 мм, динамическую грузоподъемность С=13,3 кН, статическую грузоподъемность Со = 6,8 кH.

9. Расчёт шпоночных соединений

1) Расчет шпонок на смятие.

Расчет шпонок на смятие производят по следующей зависимости:

где [5, стр.126];

- диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

коэффициент внешней динамической нагрузки [5,стр. 53, табл. 4.2.9];

размеры шпонки, мм [5,стр.125, табл. 10.1.2].

а) Шпонки под МУВП:

б) Шпонки под МЗ:

в) Шпонки под звёздочки:

Следовательно, шпонки выдержат напряжения смятия.

2) Расчёт шпонок на срез.

Расчет шпонок на смятие производят по следующей зависимости:

где допускаемое напряжение на срез;

размеры шпонки, мм [5,стр.125, табл. 10.1.2].

а) Шпонки под МУВП:

б) Шпонки под МЗ:

в) Шпонки под звёздочки:

Следовательно, шпонки выдержат напряжения на срез.

10. Расчёт натяжного устройства

Выбираем пружинно-винтовое натяжное устройство, так как длина конвейера 46 метров.

Определение усилия натяжки и хода натяжного устройства.

Усилие натяжки равно:

где сопротивление натяжного устройства.

Ход натяжного устройства назначаем в соответствии с рекомендациями:

Расчёт пружины.

Так как в конструкции конвейера используется две пружины, то сила сжатия каждой из них равна:

Определим основные параметры цилиндрической винтовой пружины. В качестве материала пружины выбираем углеродистую проволоку третьего класса по ГОСТ 9383-75 с пределом прочности на растяжение

Допускаемое касательное напряжение определяем по формуле:

Зададимся индексом пружины [3, стр.488] и найдем коэффициент , учитывающий влияние кривизны витков и поперечной силы:

Находим диаметр проволоки пружины:

Средний диаметр пружины равен:



Определим число рабочих витков пружины z:

гдемодуль сдвига, МПа; осадка пружины под действием силы , учитывая ход подвижной щеки .

Принимаем .

Определяем полное число рабочих витков:

Определяем шаг пружины:

где зазор между витками в пружине, мм.

Определяем высоту пружины при полном её сжатии:

Определяем высоту пружины в свободном состоянии:



Чтобы избежать потери устойчивости пружины, должно выполняться условие:

Условие устойчивости выполняется.

Расчёт винтов.

Определим средний диаметр резьбы d2 из условия износостойкости витков:

где среднее допускаемое давление между рабочими поверхностями витков винта и гайки ;

коэффициент высоты гайки ;

коэффициент высоты резьбы ;

осевая нагрузка.

Определим внутренний диаметр резьбы винта d3 из условия прочности на растяжение с учётом кручения:

где коэффициент, учитывающий влияние напряжений кручения;

Выбираем резьбу метрическую М24, шар резьбы Р=8 мм.

Длина резьбы в гайке: .

11. Загрузочная станция конвейера

Для загрузки литейных форм на пластинчатый конвейер была спроектирована загрузочная станция состоящая из трех элементов.

Принцип действия: гравитационный роликовый конвейер устанавливают с уклоном 3? к шариковому столу. Силой, движущей груз, является продольная составляющая его силы тяжести. Груз подаётся на роликовый конвейер и скатывается по нему к шариковому столу. Для остановки груза шариковый стол снабжён упором. После того как груз останавливается, пневмоцилиндр сталкивает груз на тележку, преодолевая сопротивление. Схема загрузочной станции представлена на рисунке 7.

Рис.7. Схема загрузочной станции: 1-гравитационный роликовый конвейер; 2-шариковый стол; 3-пневмо-цилиндр.

Параметры роликов конвейера выбираем по ГОСТ 8324-71: длина ролика 650 мм, диаметр 70 мм. Шаг между роликами выбирается таким образом, чтобы груз находился не менее чем на трех роликах. Принимаем шаг равным 170 мм. Угол наклона роликового конвейера равен 3.

Усилие на штоке пневмоцилиндра необходимое для преодоления силы трения между грузом и настилом тележки определяем следующим образом:

где, вес груза;

коэффициент сопротивления трению. В связи с несовершенством опорной поверхности груза принимаем .

Ход штока пневмоцилидра должен быть достаточен для полного перемещения груза с шарикового стола на тележку. Выбираем пневмоцилиндр марки 40M2L63A0600. Ход штока 600 мм, диаметр штока 63 мм, усилие на штоке 13000 Н.

12. Разгрузочная станция конвейера

Рис.8. Схема разгрузочной станции: 1-гравитационный роликовый конвейер; 2-настил конвейера; 3-пневмо-цилиндр.

Принцип действия разгрузочного устройства: при подходе тележки к месту разгрузки, пневмоцилиндр, преодолевая сопротивление силы трения, сталкивает груз на гравитационный роликовый конвейер, который наклонен от трассы конвейера. Для разгрузочной станции применяется такой же пневмоцилиндр, что и для станции загрузки. Пневмоцилиндр марки 40M2L63A0600. Ход штока 600 мм, диаметр штока 63 мм, усилие на штоке 13000 Н.



Список используемой литературы

Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н., Машины непрерывного транспорта. М. Машиностроение, 1987.

Спиваковский И.О., Дьячков В.Л., Транспортирующие машины. М. Машиностроение, 1983.

Пертен Ю.А., Конвейеры. Справочник. М. Машиностроение, 1984.

Гохберг М.М., Справочник по кранам. Том 2. М. Машиностроение, 1988.

Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т., Детали машин. Проектирование. М. Высшая школа, 2005.

Размещено на Allbest.ru