Расчет и проектирование привода ленточного конвейера Определение мощности (стр. 1 из 2). Расчет электропривода конвейера


Расчет и проектирование привода ленточного конвейера Определение мощности

Федеральное агентство образования РФ

Санкт-Петербургская Государственная

Лесотехническая академия

Кафедра теории механизмов, деталей машин

и подъемно-транспортных устройств.

Дисциплина:

“Детали машин и основы конструирования”

курсовой проект

расчетно-пояснительная записка

Факультет МТД

Курс III группа 3

Студент Афанасьев А.В.

Санкт-Петербург

Содержание

Введение

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

4. Расчет клиноременной передачи

5. Выбор Редуктора

6. Выбор зубчатой муфты

Список используемой литературы

Приложение А

Введение

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” и включает кинематический расчет, проектирование и выбор основных узлов привода ленточного конвейера.

В пояснительной записке приводится последовательность кинематического расчета привода с выбором типоразмеров стандартных узлов: электродвигателя, редуктора, а также расчет дополнительной клиноременной передачи с клиновым ремнем нормального сечения.

Выходной вал редуктора соединяется с валом приводного барабана при помощи компенсирующей зубчатой муфты. Выбор зубчатой муфты осуществляется по каталогу.

Регулирование скорости конвейера в процессе работы не предусмотрено.

Курсовой проект состоит:

1. пояснительная записка

2. чертеж привода конвейера в двух проекциях.

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

Схема привода ленточного конвейера представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема привода ленточного конвейера.

1. Асинхронный электродвигатель серии АИР 132 М4

2. Клиноременная передача

3. Одноступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами типа ЦУ

4. Зубчатая муфта типа МЗ

5. Вал приводного барабанного конвейера

Данные по заданию на курсовой проект:

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

Выбор электродвигателя.

Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле (1).

РБ = Ft ∙ V (1)

где:

Подставляя значения в формулу (1) имеем:

РБ = 3,8 ∙ 2,1 = 7,98 кВт

Значение общего КПД приводной станции конвейера определяется по формуле (2).

hобщ = hкл.рем. ∙ hред. ∙ hмуф. ∙ hБ (2)

где:

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

hобщ = 0,95 ∙ 0,98 ∙ 0,99 ∙ 0,98 = 0,90

Требуемая мощность электродвигателя (кВт) определяется по формуле (3).

Ртреб.эл. = РБ / hобщ (3)

Подставляя значения в формулу (3) имеем:

Ртреб.эл. = 7,98 / 0,90 = 8,87 кВт

Синхронная частота вращения вала электродвигателя (мин -1 ) определяется по формуле (4).

nc = (60 ∙ f) / р (4)

где:

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

nc = (60 ∙ 50) / 2 = 1500 мин -1

Исходя из вышеприведенных расчетов принимаем типоразмер двигателя – АИР 132 М4 (n = 1500 мин -1 ; Рдв = 11 кВт). При выборе электродвигателя учитывалось, что асинхронные двигатели самые распространенные в промышленности и могут допускать длительную перегрузку не более 5 –10 %. А также номинальная мощность электродвигателя должна быть – Рдв ³ Ртреб.эл.

С учетом коэффициента скольжения двигателя S (%), определяем частоту вращения вала электродвигателя по формуле (5).

nэл = nc – (nc ∙ S) / 100 (5)

Подставляя значения в формулу (5) имеем:

nэл = 1500 – (1500 ∙ 3,5) / 100 = 1447,5 мин -1

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

Частота вращения вала приводного барабана (мин -1 ) определяется по формуле (6).

nБ = (60 ∙ V) / (p ∙ ДБ ) (6)

где:

Подставляя значения в формулу (6) имеем:

nБ = (60 ∙ 2,1) / (3,14 ∙ 0,3) = 134 мин -1

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле (7).

Uпр = nэл / nБ (7)

Подставляя значения в формулу (7) имеем:

Uпр = 1447,5 / 134 = 10,8

Предварительно примирим передаточное отношение клиноременной передачи равным 2, тогда используя формулу (8) найдем передаточное отношение редуктора.

Uпр = Uкл.рем. ∙ Uред . (8)

Имеем:

Uред. = Uпр / Uкл.рем. = 10,8 / 2 = 5,4

Стандартное значение передаточного отношения зубчатого редуктора Uред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи:

Uкл.рем.ст. = Uпр / Uред.ст. = 10,8 / 5,6 = 1,93

Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера.

Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9).

Ртреб.эл. = Ррем1 = 8,87 кВт (9)

Мощность на входном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (10).

Р1ред. = Р2рем. = Ртреб. ∙ hкл.рем. (10)

Подставляя значения в формулу (10) имеем:

Р1ред. = Р2рем. = 8,87 ∙ 0,95 = 8,43 кВт

Мощность на выходном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (11).

Р2ред. = Р1ред. ∙ hред. (11)

Подставляя значения в формулу (11) имеем:

Р2ред. = 8,43 ∙ 0,98 = 8,26 кВт

Мощность на валу барабана определена ранее по формуле (1) и равна:

РБ = 7,98 кВт

Определяем частоту вращения на каждом из валов редуктора.

nэл = n1рем. = 1447,5 мин -1

Частота вращения на входном валу редуктора (мин -1 ) определяется по формуле (12).

n1ред = n2рем. = nэл. / Uкл.рем.ст . (12)

Подставляя значения в формулу (12) имеем:

n1ред = 1447,5 / 1,93 = 750 мин -1

Частота вращения на выходном валу редуктора (мин -1 ) определяется по формуле (13).

n2ред. = n1ред. / Uред.ст. (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

n2ред. = 750 / 5,6 = 134мин -1

Частота вращения вала барабана равна:

nБ = n2рем. = 134мин -1

Определяем крутящие моменты на каждом из валов редуктора.

Крутящий момент (Нм) электродвигателя находится по формуле (13).

Тэл. = Т1рем = 9550 ∙ (Ртреб.эл / nэл. ) (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

Тэл. = Т1рем. = 9550 ∙ (8,87 / 1447,5) = 58,52 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (14).

Т1ред. = Т2рем. = Тэл. ∙ Uкл.рем.ст. ∙ hкл.рем. (14)

Подставляя значения в формулу (14) имеем:

Т1ред. = 58,52∙ 1,93 ∙ 0,95 = 107,3 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (15).

Т2ред. = Т1ред. ∙ Uред.ст. ∙ hред (15)

Подставляя значения в формулу (15) имеем:

Т2ред. = 107,3∙ 5,6 ∙ 0,98 = 588,86Нм

Крутящий момент (Нм) на приводном барабане определяется по формуле (16).

ТБ. = Т2ред. ∙ hмуф. ∙ hБ (16)

Подставляя значения в формулу (16) имеем:

ТБ. = 588,82 ∙ 0,99 ∙ 0,98 = 571,31 Нм

4. Расчет клиноременной передачи.

Расчетная схема клиноременной передачи представлена на рис. 2.

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

mirznanii.com

Расчет электропривода конвейера, построение механических характеристик

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета электропривода конвейера, построение механических характеристик

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Рассчитать мощность и выбрать двигатель конвейера, построить механические характеристики конвейера и приводного двигателя

Краткие теоретические сведения:

Механизмы непрерывного транспорта широко используются на электромашиностроительных заводах для межоперационных перемещений внутри цехов и между цехами, различных заготовок, деталей и сборочных единиц, удаления с рабочих мест отходов металлообработки, подачи сыпучих формовочных материалов, транспортировки готовых электрических машин и т. д.

Достоинство конвейеров - это непрерывность их действия без остановок на загрузку и выгрузку, что особенно важно для поточных линий. Кроме того, конвейеры проще по устройству и в эксплуатации, а также имеют большую производительность, чем работающие периодически краны и подъемники.

При значительном конструктивном разнообразии конвейеров большинству из них присущи следующие характерные особенности, обусловленные режимом эксплуатации:

а) продолжительный режим работы, без пауз за время включения;

б) относительно редкие пуски, продолжительность которых не влияет на производительность конвейера, и практически неизменное направление вращения двигателя;

в) возможность возникновения значительных статических моментов при трогании,

г) стабильность нагрузки, т.е переход от холостого хода к предельным нагрузкам весьма редки,

д) работа двигателей конвейеров при самых различных условиях окружающей среды: на открытом воздухе, в запыленных и влажных помещениях, при высокой и низкой температурах, в цехах с агрессивной средой.

В связи с указанными особенностями к электроприводу конвейеров предъявляются требования:

- обеспечение повышенного значения пускового момента,

- высокая надежность и простота обслуживания,

- обеспечение плавного пуска и торможения ленточных и подвесных конвейеров для предотвращения пробуксовывания ленты или раскачивания груза,

- небольшое регулирование скорости в диапазоне 2:1 для изменения темпа работы (на конвейерах поточных линий),

- согласованное вращение электроприводов нескольких конвейеров.

Перечисленным требованиям в достаточной степени удовлетворяет электропривод с трехфазными асинхронными двигателями продолжительного режима работы — с короткозамкнутым и с фазным ротором. Недостатком двигателей с короткозамкнутым ротором является большой пусковой ток. Но применение двигателей с короткозамкнутым ротором удешевляет автоматизацию конвейеров. При этом предпочтительнее выбирать двигатели с повышенным пусковым моментом. Для однодвигательного привода конвейеров, скорость которых должна регулироваться, используют многоскоростные двигатели с переключением числа пар полюсов, либо применяют дополнительные механические 'вариаторы или регулируемые электрические и гидравлические муфты. Двигатели с фазным ротором устанавливают на конвейерах, требующих повышенного пускового момента, при многодвигательном приводе конвейеров с целью выравнивания нагрузок отдельных двигателей, а также при необходимости согласованного движения конвейеров ПТС.

Порядок выполнения работы:

1 Рассчитать мощность и выбрать двигатель привода ленточного конвейера

2. Построить механические характеристики конвейера и двигателя в соответствии с заданным вариантом по таблице 37.

Ход работы:

Алгоритм расчета

Мощность двигателя ленточного Р, кВт

где - максимальная скорость тягового органа конвейера, м/с;

кЗ – коэффициент запаса, кз = 1,1…1,2;

- КПД механической передачи, = 0,75…0,9;

- усилие, преодолеваемое приводным двигателем, Н

FC = FНАБ - F0 + FП.Б.,= FП+DF+FН.Б.+FП.Б.,

 

где FП – усилие, обусловленное подъемом или опусканием груза, Н

FП = GГР sin ß,

где GГР – вес перемещаемого груза, Н;

ß – угол наклона конвейера, град;

DF – суммарноеусилие, вызванное трением в опорах роликов, Н

DF = с (GГР+G0) cos ß,

где G0– вес несущих и тяговых элементов (ленты, роликов, цепи), Н;

с - коэффициент сопротивления движению, с = 0,02…0,05;

FН.Б. – усилие, компенсирующее сопротивление движению от трения в подшипниках натяжного барабана (звездочки), Н

,

где F0 – усилие предварительного натяжения, Н;

m - коэффициент трения, m = 0,03…0,06;

D – диаметр барабана (звездочки), м;

d - диаметр цапфы подшипника, м

FП.Б. – усилие, компенсирующее сопротивление движению на приводном барабане (звездочке), Н

,

где FНАБ – усилие предварительного натяжения, Н

FНАБ = FП+DF+FН.Б.+F0

Необходимая угловая скорость двигателя wДВ, рад/с

,

где ip - передаточное число редуктора

Частота вращения двигателя n, об/мин

n = 9,55 × ωДВ

Далее выбирается двигатель по мощности и скорости из условия: РНОМ ≥ Р, nНОМ » nДВ

Механические характеристики двигателя и ленточного конвейера

Номинальное скольжение SНОМ

где nC – синхронная скорость выбранного двигателя, об/мин

Номинальный момент МНОМ, Нм

Критический момент МКР, Нм

Пусковой момент МП, Нм

Минимальный момент ММИН, Нм

Критическое скольжение SКР

Минимальное скольжение SМИН

Момент конвейера МС, Нм

Построение механической характеристики ленточного конвейера М = f(S)

Скольжение в рабочей точке SР

Все вышеприведенные расчеты сведены в таблицу 36

Таблица 36 - Данные для построения характеристик

 

Момент, Нм Электропривод Конвейер  
МНОМ МКР ММИН МП МС
         
Скольжение в относит. ед. SНОМ SКР SМИН
         

 

Механические характеристики конвейера и двигателя показаны на рисунке 37

Рисунок 37 - Механические характеристики конвейера и двигателя

 

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1.Укажите назначение конвейеров

2. Перечислите типы конвейеров

3. Назовите основные свойства конвейеров, определяющих требования к электроприводу

4. Перечислите требования, предъявляемые к электроприводу конвейеров

5. Какие системы электропривода применяются для конвейеров?

 

Таблица 37 – Исходные данные для расчета

 

 



infopedia.su

Расчет мощности привода конвейера

Поиск Лекций

Практическая работа №1

«Изучение устройства и основных параметров ленточных конвейеров»

(Вариант №9)

 

Выполнил студент

Группы с 10-5

Черноземцев В

Проверил: Бакшеев В.Н.

 

 

Тюмень, 2012

 

Цель работы

 

Изучение устройства, основных технических параметров

и методики общего расчета ленточных конвейеров.

 

Содержание

 

1. Изучение схем приводов и способов натяжения ленты ленточных конвейеров.

2. Общий расчет ленточного конвейера.

 

 

 

 

Рис 1. Схема ленточного конвейера:

1 - приводной барабан; 2 -роликоопоры грузовой ветви; 3 - лента; 4 - натяжной барабан; 5 — натяжное устройство; 6 - опора конвейера; 7-рама; 8-роликоопора холостой ветви; 9 - привод конвейера.

 

Исходные данные для расчета по варианту№5

Транспортируемый материал –глина сырая

массовая производительность конвейера - Q = 100 т/ч

длина конвейера - L = 100 м

угол подъема или уклона конвейера – γ = +20°

вид верхних роликовых опор – трехроликовая

 

 

Последовательность расчета

Расчет ширины ленты

Если принять угол развала между роликами в двух- и трех роликовых опорах 120°, то площади поперечного сечения материала на ленте F и ширину ленты В можно выразить следующим образом:

для двухроликовых опор

(1.1)

где b - ширина основания сечений материала на ленте, м;

f = 0,8 - коэффициент округления шапки сечения материала в движении;

- расчетный угол естественного откоса материала, град.,[1,табл1, С. 13].

Площадь поперечного сечения материала на ленте F определяется исходя из заданной массовой производительности конвейера Q и принятой скорости движения ленты Vл, [1, табл. 1, С. 13]

, (1.2)

Отсюда

где Q - массовая производительность конвейера, т/ч;

δ - плотность материала, т/м [1, табл. 1, С. 13];

Vл- принятая скорость движения ленты, м/с [1, табл. 1, С. 13] ;

k=0,9 - коэффициент неравномерности загрузки конвейера.

Тогда для двухроликовых опор

(1.3)

(1.4)

Принимается ближайшее значение ширины ленты В по стандартному ряду (ГОСТ 22644 - 77). Конвейеры ленточные.

В = 446,39024мм;

Расчет уточненного значения скорости движения ленты

(1.5)

где Fф - фактическая площадь поперечного сечения материала ленте, м2.

Для трехроликовых опор

(1.6)

, (1.7)

где - фактическая ширина ленты, м;

f = 0,8 – коэффициент округления «шапки» сечения материала движении;

- расчетный угол естественного откоса материала, град. [1,табл1,с. 13].

Расчет диаметров барабанов, диаметра роликов и количества верхних роликовых опор

(1.8)

(1.9)

(1.10)

(1.11)

где - принятая ширина ленты, мм;

L – длина конвейера, м;

t – расстояние между верхними роликовыми опорами, м [1, табл.6, с.17];

- диаметр барабана, мм;

- диаметр роликов, мм;

- количество верхних роликовых опор, шт.

Расчет мощности привода конвейера

, (1.12)

где Q - массовая производительность конвейера, т/ч;

с = 0,06 - общий коэффициент сопротивления движению ленты;

- дальность транспортировки по горизонтали, м;

- высота подъема или спуска конвейера, м;

- угол подъема или уклона конвейера, для горизонтальных конвейеров =0, для конвейеров, работающих на подъем или спуск Н принимается соответственно со знаками + или -.

- масса одного погонного метра движущихся элементов конвейера, кг/м;

- фактическая ширина ленты, м;

vу- уточненная скорость движения ленты, м/с;

- общий КПД привода.

По расчетной мощности привода выбираем электродвигатель: серии 4А132, мощность электродвигателя частота вращения вала электродвигателя , диаметр вала электродвигателя [1, табл.2, с.14].

poisk-ru.ru

Пример расчета привода цепного конвейера с преобразователем частоты

Цепной конвейер (рисунок)подает деревянные ящики по наклонной плоскости под углом со скоростью 0,5 м/с. На конвейере помещается не более 4 ящиков по 500 кг каждый. Собственная масса конвейерной цепи составляет 300 кг. Заданный коэффициент трения между цепью и подкладкой составляетВ конце цепного конвейера установлен механический упор, который выравнивает ящики перед сталкиванием их на второй конвейер. При этом цепь под деревянным ящиком проскальзывает с коэффициентом тренияИспользуется червячный мотор-редуктор, регулируемый по частоте в диапазоне приблизительно до 50 Гц.

Параметры цепного конвейера

Скорость

Угол наклона

Масса перемещаемого груза

Масса цепи

Коэффициент трения между цепью и подкладкой

Коэффициент трения между ящиком и цепью

Необходимое ускорение

Диаметр звездочки

Количество включений 10 вкл/ч и 16ч/сут

Расчет параметров двигателя

Скребковый конвейер эксплуатируется в продолжительном режиме, поэтому необходимо учесть при выборе двигателя то, что его номинальная должна быть больше максимальной статическоймощности.

Цепной конвейер

Расчет параметров двигателя

При подъеме груза с учетом силы трения, направленной вверх, сила тяжести определяется массой груза и половиной массы цепи:

;(1)

;(2)

;

Скольжение по наклонной плоскости, сила трения направлена вниз:

(3)

;

КПД червячного редуктора зависит от передаточного числа и может быть самым различным, поэтому на данном этапе расчета, когда необходимый вращающий момент и передаточное число еще не определены, рекомендуется принять КПД за 70%.

В этом случае понадобится проверочный расчет, КПД принимается за 0,9.

Статическая мощность:

(4)

В кратковременном режиме, как правило можно использовать и менее мощный двигатель, однако при этом потребуется проверочный расчет теплового режима.

С учетом выше изложенного выбираем двигатель, например,DV132V4DV. Параметры двигателя:

;

;

;

;

Внешний момент инерции:

(5)

Момент нагрузки:

;(6)

Динамический момент:

;(7)

С учетом заданного ускорения 0,25 /получаем время разгона.

;

Это значение динамического момента рассчитано для самых неблагоприятных условий, т.е. когда на цепи находится 4 ящика, и один из них дошел до упора. Динамический момент должен быть меньше, чем 130% номинального момента, обеспечиваемого преобразователем и рассчитанного по номинальной мощности.

;

;

Выбираем преобразователь частоты, например, MOVIDRIVEMDF0075.

Расчет параметров редуктора

Частота вращения выходного вала

(8)

Передаточное число редуктора:

(9)

Определяем эксплуатационный коэффициент (для эксплуатации 16 часов в сутки при 10 включениях в час):

;(10)

С учетом коэффициента инерции получаем характер нагрузкии эксплуатационный коэффициент.

В данном случае можно выбрать редуктор S97cпри

В каталоге «Мотор-редукторы» для этого редуктора указан КПД=86%, поскольку в начале расчета для КПД было принято значение 70%, необходимо проверить, будет ли достаточным использование менее мощного привода.

Статическая мощность:

;

Номинальная мощность двигателя, меньшего на один типоразмер, составляет 5,5 кВт, а значит слишком мала.

Таким образом, выбран привод: S97DV132M4BMG.

Выбор двигателя, редуктора и привода осуществлен из каталога.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для ву-зов/ В. И. Ключев. - М.: Энерго-атомиздат, 2001. - 698 с.

  2. Ковчин С.А. Теория электропривода: учебник для ву-зов/С.А. Ковчин. -СПб.: Энергоатомиздат, 1994.- 496 с.

  3. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: учебник для вузов/ В.В. Москаленко. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 416 с.

  4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации преобразователя частоты EI-P7002 фирмы «Веспер»

  5. Белов М. П., Новиков В. А., Рассудов Л. Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов.: Учебник для вузов. - М.: Издательский центр "Акаде-мия",2004.576 с.

  6. 6. Корытин А.М., Петров Н.К., Радимов С.Н., Шапарев Н.К. Автоматизация типовых технологических процессов и установок: учебник для вузов .-М.: Энергоатомиздат, 2006, 312 с.

  7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации преобразователя частоты

  8. Капунцов Ю.Д. Электрооборудование и электропривод промышленных установок: учебник для вузов/Ю.Д. Капунцов. - М.: Высш. школа, 1979. - 359 с.

  9. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: учебник для вузов/О.П. Ми-хайлов. - М.: Машиностроение, 1990. - 304 с.

  10. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электро-привода: учебник для вузов/ В.М. Терехов. - М.: Энергоатомиз-дат, 1987. - 224 с.

  11. Чиликин М.Г. Теория автоматизированного электро-привода: учебное пособие для вузов/ М.Г. Чиликин. - М.: Энер-гия, 1979. - 616 с.

  12. Крановое электрооборудование: Справочник / Под ред. А.А. Рабиновича.- М.: Энергия, 1979.

  13. Комплектные тиристорные электроприводы: Справоч-ник / под ред. А.А. Перельмутера. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319 с.

  14. Электроприводы серии ЭКТЗ. Отраслевой каталог 08.35.03 - 96. - М.: Информэлектро, 1996.

  15. СТП ВГТУ 62-2007. Стандарт предприятия. Текстовые документы (курсовые проекты (работы), рефераты, отчеты по лабораторным работам, контрольные работы). Правила оформления. Воронеж: ВГТУ, 2007

studfiles.net

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера

21

Федеральное агентство образования РФ

Санкт-Петербургская Государственная

Лесотехническая академия

Кафедра теории механизмов, деталей машин

и подъемно-транспортных устройств.

Дисциплина:

“Детали машин и основы конструирования”

курсовой проект

На тему:расчет и проектированиепривода ленточного конвейерарасчетно-пояснительная записка

Факультет МТД

Курс III группа 3

Студент Афанасьев А.В.

Санкт-Петербург

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

4. Расчет клиноременной передачи

5. Выбор Редуктора

6. Выбор зубчатой муфты

Список используемой литературы

Приложение А

ВВЕДЕНИЕ

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” и включает кинематический расчет, проектирование и выбор основных узлов привода ленточного конвейера.

В пояснительной записке приводится последовательность кинематического расчета привода с выбором типоразмеров стандартных узлов: электродвигателя, редуктора, а также расчет дополнительной клиноременной передачи с клиновым ремнем нормального сечения.

Выходной вал редуктора соединяется с валом приводного барабана при помощи компенсирующей зубчатой муфты. Выбор зубчатой муфты осуществляется по каталогу.

Регулирование скорости конвейера в процессе работы не предусмотрено.

Курсовой проект состоит:

1. пояснительная записка

2. чертеж привода конвейера в двух проекциях.

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

Схема привода ленточного конвейера представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема привода ленточного конвейера.

1. Асинхронный электродвигатель серии АИР 132 М4

2. Клиноременная передача

3. Одноступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами типа ЦУ

4. Зубчатая муфта типа МЗ

5. Вал приводного барабанного конвейера

Данные по заданию на курсовой проект:

Тяговое усилие на барабане

Ft ,кН

3.8

Скорость ленты конвейера

V, м/с

2,1

Диаметр приводного барабана

ДБ, м

0,30

Число пар полюсов электродвигателя

2

Режим работы двигателя

легкий

Срок службы привода

Zh,часов

10 000

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

Выбор электродвигателя.

Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле (1).

РБ = Ft• V (1)

где:

Ft =3,8 кН

тяговое усилие на барабане

V =2,1 м/с

скорость ленты конвейера

Подставляя значения в формулу (1) имеем:

РБ = 3,8 • 2,1 = 7,98 кВт

Значение общего КПД приводной станции конвейера определяется по формуле (2).

общ = кл.рем.• ред. • муф. • Б (2)

где:

кл.рем. = 0,95

КПД клиноременной передачи

ред. = 0,98

КПД редуктора

муфт. = 0,99

КПД муфты

Б = 0,98

КПД барабана

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

общ = 0,95 • 0,98 • 0,99 • 0,98 = 0,90

Требуемая мощность электродвигателя (кВт) определяется по формуле (3).

Ртреб.эл. = РБ / общ(3)

Подставляя значения в формулу (3) имеем:

Ртреб.эл. = 7,98 / 0,90 = 8,87 кВт

Синхронная частота вращения вала электродвигателя (мин -1) определяется по формуле (4).

nc = (60 • f) / р (4)

где:

f =50Гц

частота промышленного тока

р =2

число пар полюсов электродвигателя

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

nc = (60 • 50) / 2 = 1500 мин -1

Исходя из вышеприведенных расчетов принимаем типоразмер двигателя - АИР 132 М4 (n = 1500 мин -1 ; Рдв = 11 кВт). При выборе электродвигателя учитывалось, что асинхронные двигатели самые распространенные в промышленности и могут допускать длительную перегрузку не более 5 -10 %. А также номинальная мощность электродвигателя должна быть - Рдв Ртреб.эл.

С учетом коэффициента скольжения двигателя S (%), определяем частоту вращения вала электродвигателя по формуле (5).

nэл = nc - (nc • S) / 100 (5)

Подставляя значения в формулу (5) имеем:

nэл = 1500 - (1500 • 3,5) / 100 = 1447,5 мин -1

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

Частота вращения вала приводного барабана (мин -1) определяется по формуле (6).

nБ = (60 • V) / ( • ДБ) (6)

где:

V = 2,1 м/с

Скорость ленты конвейера

ДБ = 0,3 м

Диаметр приводного барабана

Подставляя значения в формулу (6) имеем:

nБ = (60 • 2,1) / (3,14 • 0,3) = 134 мин -1

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле (7).

Uпр = nэл / nБ (7)

Подставляя значения в формулу (7) имеем:

Uпр = 1447,5 / 134 = 10,8

Предварительно примирим передаточное отношение клиноременной передачи равным 2, тогда используя формулу (8) найдем передаточное отношение редуктора.

Uпр = Uкл.рем. • Uред. (8)

Имеем:

Uред. = Uпр / Uкл.рем. = 10,8 / 2 = 5,4

Стандартное значение передаточного отношения зубчатого редуктора Uред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи:

Uкл.рем.ст. = Uпр / Uред.ст. = 10,8 / 5,6 = 1,93

Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера.

Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9).

Ртреб.эл. = Ррем1= 8,87 кВт (9)

Мощность на входном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (10).

Р1ред. = Р2рем. = Ртреб. • кл.рем.(10)

Подставляя значения в формулу (10) имеем:

Р1ред. = Р2рем. = 8,87 • 0,95 = 8,43 кВт

Мощность на выходном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (11).

Р2ред. = Р1ред. • ред.(11)

Подставляя значения в формулу (11) имеем:

Р2ред. = 8,43 • 0,98 = 8,26 кВт

Мощность на валу барабана определена ранее по формуле (1) и равна:

РБ = 7,98 кВт

Определяем частоту вращения на каждом из валов редуктора.

nэл = n1рем. = 1447,5 мин -1

Частота вращения на входном валу редуктора (мин -1) определяется по формуле (12).

n1ред = n2рем. = nэл. / Uкл.рем.ст. (12)

Подставляя значения в формулу (12) имеем:

n1ред = 1447,5 / 1,93 = 750 мин -1

Частота вращения на выходном валу редуктора (мин -1) определяется по формуле (13).

n2ред. = n1ред. / Uред.ст.(13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

n2ред. = 750 / 5,6 = 134мин -1

Частота вращения вала барабана равна:

nБ = n2рем. = 134мин -1

Определяем крутящие моменты на каждом из валов редуктора.

Крутящий момент (Нм) электродвигателя находится по формуле (13).

Тэл. = Т1рем = 9550 • (Ртреб.эл/ nэл.) (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

Тэл. = Т1рем. = 9550 • (8,87 / 1447,5) = 58,52 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (14).

Т1ред. = Т2рем. = Тэл. • Uкл.рем.ст. • кл.рем.(14)

Подставляя значения в формулу (14) имеем:

Т1ред. = 58,52• 1,93 • 0,95 = 107,3 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (15).

Т2ред. = Т1ред. • Uред.ст. • ред(15)

Подставляя значения в формулу (15) имеем:

Т2ред. = 107,3• 5,6 • 0,98 = 588,86Нм

Крутящий момент (Нм) на приводном барабане определяется по формуле (16).

ТБ. = Т2ред. • муф. • Б (16)

Подставляя значения в формулу (16) имеем:

ТБ. = 588,82 • 0,99 • 0,98 = 571,31 Нм

4. Расчет клиноременной передачи.

Расчетная схема клиноременной передачи представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Расчетная схема клиноременной передачи.

Исходные данные для расчета:

Т1рем. = Тэл.

= 58,52 Нм

Uкл.рем.

= 1,93

nэл = n1рем.

= 1447,5 мин -1

Б = 0,98

КПД барабана

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 = kd3v Трем.1 = (30…40)3v 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 = • 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 - е) (19)

где:

е - коэффициент упругого проскальзывания, е = 0,01…0,02. Для расчетов принимаем значение е 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 d2ст. = 315 мм.

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

Uкл.рем.ут. = d2ст. / [d1ст. х (1 - е)] (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.) арем. 1.5 х (d1ст. + d2ст.) (22)

Предварительно принимаем арем. = 0,8 х (d1ст. + d2ст.).

арем. = 0,8 х (160 + 315) = 380 мм.

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

Lрем. = 2арем + [(d1ст. + d2ст.)]/ 2 + [(d2ст. - d1ст.) 2] / 4арем (23)

Подставляя значения в формулу (23) имеем:

Lрем. = 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. - ) + v( Lрем.ст. - )2 -8 y] (24)

Где:

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

= 0,5 • (d1ст. + d2ст.) (25)

y = 0,25 • ((d2ст. - d1ст.) 2) (26)

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

= 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).

= U1 / Lр.ст. (27)

Подставляя значения в формулу (27) имеем:

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

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

1 = 180 - 57 • [(d2ст. - d1ст.) / арем] (28)

Подставляя значения в формулу (28) имеем:

1 = 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 • C • 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.

C - коэффициент, учитывающий действительный угол охвата ремнем меньшего шкива. C = 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).

Zрем. = Р1рем. / Ррасч. (30)

Подставляя значения в формулу (29) имеем:

Zрем. = 8,87 / 2,54 = 3,49

В зависимости от полученного значения Zрем. 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 • C • Cp • Zрем.)] + q • U12 (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 (1 / 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 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.”

referatwork.ru

Расчет и проектирование привода ленточного конвейера Определение мощности

Федеральное агентство образования РФ

Санкт-Петербургская Государственная

Лесотехническая академия

Кафедра теории механизмов, деталей машин

и подъемно-транспортных устройств.

Дисциплина:

“Детали машин и основы конструирования”

курсовой проект

расчетно-пояснительная записка

Факультет МТД

Курс III группа 3

Студент Афанасьев А.В.

Санкт-Петербург

Содержание

Введение

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

4. Расчет клиноременной передачи

5. Выбор Редуктора

6. Выбор зубчатой муфты

Список используемой литературы

Приложение А

Введение

Курсовой проект выполняется по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” и включает кинематический расчет, проектирование и выбор основных узлов привода ленточного конвейера.

В пояснительной записке приводится последовательность кинематического расчета привода с выбором типоразмеров стандартных узлов: электродвигателя, редуктора, а также расчет дополнительной клиноременной передачи с клиновым ремнем нормального сечения.

Выходной вал редуктора соединяется с валом приводного барабана при помощи компенсирующей зубчатой муфты. Выбор зубчатой муфты осуществляется по каталогу.

Регулирование скорости конвейера в процессе работы не предусмотрено.

Курсовой проект состоит:

1. пояснительная записка

2. чертеж привода конвейера в двух проекциях.

1. Расчетная схема привода. Исходные данные

Схема привода ленточного конвейера представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема привода ленточного конвейера.

1. Асинхронный электродвигатель серии АИР 132 М4

2. Клиноременная передача

3. Одноступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами типа ЦУ

4. Зубчатая муфта типа МЗ

5. Вал приводного барабанного конвейера

Данные по заданию на курсовой проект:

Тяговое усилие на барабане

Ft ,кН

3.8

Скорость ленты конвейера

V, м/с

2,1

Диаметр приводного барабана

ДБ, м

0,30

Число пар полюсов электродвигателя

2

Режим работы двигателя

легкий

Срок службы привода

Zh,часов

10 000

2. Определение требуемой мощности электродвигателя приводной станции конвейера

Выбор электродвигателя.

Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле (1).

РБ= Ft∙ V (1)

где:

Ft=3,8 кН

тяговое усилие на барабане

V =2,1 м/с

скорость ленты конвейера

Подставляя значения в формулу (1) имеем:

РБ= 3,8 ∙ 2,1 =7,98 кВт

Значение общего КПД приводной станции конвейера определяется по формуле (2).

hобщ= hкл.рем.∙ hред.∙ hмуф.∙ hБ(2)

где:

hкл.рем.= 0,95

КПД клиноременной передачи

hред.= 0,98

КПД редуктора

hмуфт.= 0,99

КПД муфты

hБ= 0,98

КПД барабана

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

hобщ= 0,95 ∙ 0,98 ∙ 0,99 ∙ 0,98 =0,90

Требуемая мощность электродвигателя (кВт) определяется по формуле (3).

Ртреб.эл.= РБ/ hобщ(3)

Подставляя значения в формулу (3) имеем:

Ртреб.эл.= 7,98 / 0,90 =8,87 кВт

Синхронная частота вращения вала электродвигателя (мин-1) определяется по формуле (4).

nc= (60 ∙ f) / р (4)

где:

f =50Гц

частота промышленного тока

р =2

число пар полюсов электродвигателя

Подставляя значения в формулу (2) имеем:

nc= (60 ∙ 50) / 2 =1500 мин-1

Исходя из вышеприведенных расчетов принимаем типоразмер двигателя – АИР 132 М4 (n = 1500 мин-1; Рдв= 11 кВт). При выборе электродвигателя учитывалось, что асинхронные двигатели самые распространенные в промышленности и могут допускать длительную перегрузку не более 5 –10 %. А также номинальная мощность электродвигателя должна быть – Рдв³ Ртреб.эл.

С учетом коэффициента скольжения двигателя S (%), определяем частоту вращения вала электродвигателя по формуле (5).

nэл= nc– (nc∙ S) / 100 (5)

Подставляя значения в формулу (5) имеем:

nэл= 1500 – (1500 ∙ 3,5) / 100 =1447,5 мин-1

3. Определение кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода

Частота вращения вала приводного барабана (мин-1) определяется по формуле (6).

nБ= (60 ∙ V) / (p ∙ ДБ) (6)

где:

V = 2,1 м/с

Скорость ленты конвейера

ДБ= 0,3 м

Диаметр приводного барабана

Подставляя значения в формулу (6) имеем:

nБ= (60 ∙ 2,1) / (3,14 ∙ 0,3) =134 мин-1

Общее передаточное отношение привода определяется по формуле (7).

Uпр = nэл / nБ(7)

Подставляя значения в формулу (7) имеем:

Uпр= 1447,5 / 134 = 10,8

Предварительно примирим передаточное отношение клиноременной передачи равным 2, тогда используя формулу (8) найдем передаточное отношение редуктора.

Uпр= Uкл.рем.∙ Uред. (8)

Имеем:

Uред.= Uпр/ Uкл.рем.= 10,8 / 2 = 5,4

Стандартное значение передаточного отношения зубчатого редуктора Uред.ст= 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи:

Uкл.рем.ст.= Uпр/ Uред.ст.= 10,8 / 5,6 = 1,93

Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера.

Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9).

Ртреб.эл.= Ррем1=8,87 кВт(9)

Мощность на входном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (10).

Р1ред.= Р2рем.= Ртреб.∙ hкл.рем.(10)

Подставляя значения в формулу (10) имеем:

Р1ред.= Р2рем.= 8,87 ∙ 0,95 =8,43 кВт

Мощность на выходном валу редуктора (кВт) определяется по формуле (11).

Р2ред.= Р1ред.∙ hред.(11)

Подставляя значения в формулу (11) имеем:

Р2ред.= 8,43 ∙ 0,98 =8,26 кВт

Мощность на валу барабана определена ранее по формуле (1) и равна:

РБ=7,98 кВт

Определяем частоту вращения на каждом из валов редуктора.

nэл= n1рем.=1447,5 мин-1

Частота вращения на входном валу редуктора (мин-1) определяется по формуле (12).

n1ред= n2рем.= nэл./ Uкл.рем.ст. (12)

Подставляя значения в формулу (12) имеем:

n1ред= 1447,5 / 1,93 =750 мин-1

Частота вращения на выходном валу редуктора (мин-1) определяется по формуле (13).

n2ред.= n1ред./ Uред.ст.(13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

n2ред.= 750 / 5,6 =134мин-1

Частота вращения вала барабана равна:

nБ= n2рем.=134мин-1

Определяем крутящие моменты на каждом из валов редуктора.

Крутящий момент (Нм) электродвигателя находится по формуле (13).

Тэл.= Т1рем= 9550 ∙ (Ртреб.эл/ nэл.) (13)

Подставляя значения в формулу (13) имеем:

Тэл.= Т1рем.= 9550 ∙ (8,87 / 1447,5) =58,52 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (14).

Т1ред.= Т2рем.= Тэл.∙ Uкл.рем.ст.∙ hкл.рем.(14)

Подставляя значения в формулу (14) имеем:

Т1ред.= 58,52∙ 1,93 ∙ 0,95 =107,3 Нм

Крутящий момент (Нм) на входном валу редуктора определяется по формуле (15).

Т2ред.= Т1ред.∙ Uред.ст.∙ hред(15)

Подставляя значения в формулу (15) имеем:

Т2ред.= 107,3∙ 5,6 ∙ 0,98 =588,86Нм

Крутящий момент (Нм) на приводном барабане определяется по формуле (16).

ТБ.= Т2ред.∙ hмуф.∙ hБ(16)

Подставляя значения в формулу (16) имеем:

ТБ.= 588,82 ∙ 0,99 ∙ 0,98 =571,31 Нм

4. Расчет клиноременной передачи.

Расчетная схема клиноременной передачи представлена на рис. 2.

Рисунок 2 - Расчетная схема клиноременной передачи.

Исходные данные для расчета:

Т1рем.= Тэл.

= 58,52 Нм

Uкл.рем.

= 1,93

nэл= n1рем.

= 1447,5 мин-1

hБ= 0,98

КПД барабана

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 17383-73d2ст.= 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).

арем.= 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 ремнейравной 4.

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

F01= [(850 ∙ Р1рем.∙ CL) / (U1∙ Ca∙ Cp∙ Zрем.)] + q ∙ U12(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 ∙ 12,122

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 Мк³ 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.”

superbotanik.net


Смотрите также