Литература
Введение
Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованных и надежно работающих средств транспорта. При переработке больших объемов груза целесообразно применять устройства и машины непрерывного действия. К ним относятся конвейеры различных видов и различного назначения. Конвейеры являются составной и неотъемлемой частью многих современных технологических процессов - они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Транспортирующие машины непрерывного действия являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы. Эти машины должны быть надежными, прочными, долговечными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматическом режиме.
В курсовом проекте спроектирован наклонный пластинчатый конвейер, производительностью 400 т/ч с длиной горизонтальной части 50 метров и наклонной части 20 метров, предназначенный для транспортировки мелких деталей навалом.
В конструкторской части изображены привод, натяжное устройство, загрузочный бункер и общий вид конвейера.
Были произведены необходимые расчеты, среди которых расчет конструкционных параметров конвейера (ширина настила, диаметры валов и др.), расчет на прочность всех наиболее ответственных элементов конвейера, определение нагрузок на валы, выбор двигателя и редуктора, расчет натяжного устройства и другие расчеты.
1. Определение основных параметров
Определим характеристики транспортируемого груза.
Средний размер куска мелких деталей ; насыпная плотность груза ; угол естественного откоса груза в покое , а в движении ; коэффициент трения груза по стальному настилу ; угол трения груза о металлический настил .
Для заданных условий выбираем двухцепной конвейер общего назначения с длиннозвенными тяговыми пластинчатыми цепями и звездочками с малым числом зубьев. С учетом этого принимаем скорость конвейера .
Объемная производительность, соответствующая расчетной производительности , составляет

2. Выбор типа настила и определение его ширины

С учетом параметров груза и выбираем бортовой настил, так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры с бортовым настилом.

Определим конструкцию настила.

При гладком настиле ;

Условие не выполняется

При волнистом настиле

Условие выполняется, следовательно, выбираем бортовой волнистый настил среднего типа (рис. 1).

Рис. 1. Волнистый бортовой настил.

Определим высоту бортов. . Принимаем

Находим требуемую ширину настила.

где - производительность, т/ч;

- скорость конвейера, м/с;

- угол естественного откоса груза (щебня) в покое;

- коэффициент угла наклона конвейера, [1,табл.6.10,с.247];

- высота слоя груза у бортов, м;

- коэффициент использования высоты борта [1,с.246].

Так как груз среднекусковой, то проверка настила по гранулометрическому составу груза не требуется.

Из ряда ГОСТ 22281-76 принимаем ближайшее большее значение ширины настила .

3. Приближенный тяговый расчет

где - начальное натяжение цепи, Н;

- линейная нагрузка от ходовой части конвейера, Н/м;

- для металлического

настила [1,с.246].

А - эмпирический коэффициент [2, табл. 5.3]

- линейная нагрузка от насыпного груза, Н;

- коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках.

- для катков на подшипниках качения [1, с.247];

Определим разрывное усилие

По найденному усилию выбираем цепь по ГОСТ 588-81 М450 с максимальной разрушающей нагрузкой 450 кН, шагом .

4. Подробный тяговый расчет

а) Выбор коэффициентов сопротивления движению полотна

С учетом эксплуатации в средних условиях по таб. 2.6 [3, стр. 166] принимаем коэффициент сопротивления движению на подшипниках скольжения . Коэффициенты сопротивления при огибании отклоняющих устройств: при угле перегиба и при .

б) Определение точки с наименьшим натяжением тягового элемента

Наименьшее натяжение тягового элемента будет в нижней точке 2 наклонного участка, т. к.

в) Определяем натяжения в характерных точках трассы. Наименьшее натяжение тягового элемента будет в нижней точке 2 (рис. 2).

Рис. 2. Трасса конвейера

Принимаем натяжение в точке 2 . При обходе трассы от точки 2 по направлению движения полотна определяем:

Для определения натяжений в т. 1 производим обратный обход:

Определение расчетного натяжения тягового элемента

По аналогии с применяемыми конструкциями принимаем тяговый элемент, состоящий из двух параллельно расположенных пластинчатых цепей с шагом ; приводную звездочку с числом зубьев .

При заданной схеме трассы конвейера максимальное натяжение тягового элемента .

Определяем динамическое усилие по формуле (2.88) [3, с.168]

где - коэффициент, учитывающий интерференцию упругих волн; - коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза ( при ); - коэффициент участия в колебательном процессе ходовой части конвейера ( при общей длине горизонтальных проекций ветвей конвейера );

- масса груза, находящегося на конвейере, кг;

- масса ходовой части конвейера, кг;

- число зубьев приводной звездочки;

- шаг тяговой цепи, м.

Тогда получим:

Так как разрывная нагрузка меньше, чем у выбранной цепи, то окончательно останавливаемся на М1250.

6. Определение мощности и выбор двигателя

Тяговое усилие на приводных звездочках

При коэффициенте запаса и КПД привода мощность двигателя

По полученному значению мощности выбираем двигатель серии 4А280S6У3:

Определяем крутящий момент на приводном валу

7. Расчет и выбор редуктора

Определяем частоту вращения приводного вала

Диаметр звездочки

Определяем передаточное число привода

Т.к. передаточное число велико, то требуется дополнительная понижающая передача. В качестве дополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатую передачу. Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.

Следовательно

Выбираем редуктор Ц2-500 с .

8. Выбор тормоза

Тормоз устанавливаем на приводном валу, что в значительной мере уменьшает величину тормозного момента.

Определяем тормозной момент(3.81) [2,с.97]

где - момент на приводном валу,

Определим момент звездочки

- делительный диаметр звездочки.

Выбираем тормоз колодочного типа ТКГ с электрогидравлическими толкателями ТКГ - 300.

9. Выбор муфт

Между электродвигателем и редуктором устанавливаем упругую втулочно-пальцевую муфту. Номинальный момент муфты равен крутящему моменту на приводном валу электродвигателя

Расчетный момент муфты

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом МУВП - Т 710, с номинальным крутящим моментом 710 Нм и диаметром тормозного шкива 300мм.

10. Расчет приводного вала

Приводной вал испытывает изгиб от поперечных нагрузок, создаваемых натяжением цепи и кручения от момента, передаваемого на вал приводом.

Суммарная поперечная нагрузка:

Определяем момент:

Максимальный изгибающий момент:

Изгибающий момент перед ступицей:

Определим диаметр ступицы:

Определим диаметр цапфы:

С учетом рассчитанных данных конструируем вал, назначая диаметры по нормальному ряду размеров. В целях унификации принимаем диметры вала в опорах одинаковыми и равными большему: 200мм.

11. Расчет оси натяжной станции

Материал вала - сталь 45:

Определяем диаметр сечения вала под звездочками

С учетом ослабления сечения шпоночным пазом увеличиваем диаметр вала на 10%

Принимаем диаметр вала под звездочками равный 120мм.

11.1 Расчет открытой зубчатой передачи

Т.к. общее передаточное число велико и равно 100, то требуется дополнительная понижающая передача, устанавливаемая между редуктором и приводным валом. В качестве дополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатую передачу. Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.

Примем диаметр делительной окружности шестерни , минимальное число зубьев шестерни .

Модуль зубчатого зацепления

Примем мм;

Диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни

Число зубьев зубчатого венца

Диаметр делительной окружности зубчатого венца

что приемлемо по габаритам.

Межосевое расстояние

Ширина зубчатого венца

где 0,1-0,4 -- коэффициент ширины зубчатых колес.

Примем

12. Расчет натяжного устройства

Выбираем пружинно-винтовое натяжное устройство, т.к. длина конвейера более 20метров.

Определение усилия натяжки и хода натяжного устройства.

Усилие натяжки равно

Ход натяжного устройства назначаем в соответствии с рекомендациями 1,5 шага цепи

12.1 Расчет пружины

Рис.3. Схема натяжного устройства.

Расчетное усилие в одной пружине с учетом равномерного распределения нагрузки:

где - коэффициент запаса.

Материал пружины сталь 65Г (ГОСТ 1050-85).

Диаметр прутка находим из условия прочности пружины сжатия

где - коэф., зависящий от индекса пружины ;

- начальный средний диаметр, м;

- допустимое напряжение кручения для материала проволоки. Па;

где - предел выносливости при кручении;

- коэф. безопасности;

- коэф. концентрации касательных напряжений.

Определяем средний диаметр пружины

;

Определяем число витков по заданной осадке

витков.

где - модуль сдвига,

- рабочий ход пружины.

Определяем общее число витков с учетом шлифовки торцов пружины при образовании опорных поверхностей:

витков.

Длина пружины до соприкосновения витков

Длина пружины в ненагруженном состоянии

Наружный диаметр пружины

Внутренний диаметр пружины

Шаг витков

12.2 Расчет натяжных винтов

Определяем диаметр винта из условия, что напряжения, возникающие в материале винта меньше предельно допустимых для данного материала винта. Материал винта сталь 40Х.

Винт нагружен осевым сжимающим усилием, следовательно,

где - напряжения, возникающие в материале винта, Па;

- предельно допустимые напряжения сжатия, Па

;

- площадь поперечного сечения винта по внутреннему

диаметру резьбы, Н.

Принимаем внутренний диаметр резьбы винта равный 50мм.

Литература

1. Конвейеры: Справочник/Р. А. Волков, А. Н. Гнутов, В.К. Дьячков и др. Под общ. ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. 367 с.

2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. - 3-е изд. , перераб. - М. : Машиностроение, 1983. - 487 с., ил.

3. Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Подъемно-траспортные машины и оборудование"/Р. Л. Зенков, И. И. Ивашков, Л. Н.Колобов, - 2 - е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 432 с.: ил.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Изд. 4-е, переработанное и доп. Кн. 2.М., "Машиностроение". 576 с.

5. Шубин А. А. Расчет пластинчатого конвейера: Методические указания. - Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 28с.