146336 (Расчетно-пояснительная записка по расчету винтового конвейера)
Описание файла
Документ из архива "Расчетно-пояснительная записка по расчету винтового конвейера", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "технология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "146336"
Текст из документа "146336"
-
Данные для расчета.
-
Производительность Q = 5 т/ч.
-
Длина трассы транспортирования L = 6 м.
-
Высота транспортирования H = 1 м.
-
Угол наклона транспортирующей машины (ТМ) 100
-
Класс использования ТМ по времени В3.
-
Класс использования ТМ по производительности П3.
-
Место установки - открытая площадка.
-
Транспортируемый материал – песок сухой.
-
Насыпная плотность = 1400…1600 кг/м3.
-
-
Принимаем =1600 кг/м3.
-
Объемная масса 1,44 т/м3
-
Коэффициент внутреннего трения f = 1,15
-
Степень абразивности - С.
-
Крупность – мелкозернистый d зерен= 0,5…3 мм.
-
Подвижность частиц – средняя.
Данные из источника 8.
1
.9 Схема конвейера (рис.1):
1 9 2 3 4 5 6 7 8
рис.1
-
Электродвигатель, 2-Редуктор, 3-Загрузочное устройство, 4-Главная опора, 5-Корпус конвейера, 6-Шнек, 7-Разгрузочное устройство, 8- Концевая опора, 9-Муфты сцепления.
-
Расчет.
2.1. Определяем диаметр винта (D) конвейера.
Диаметр винта определяем из формулы производительности. Формулу берем из источника 6:
Q = 60 (D2/4)* S* n* C* ,
где насыпная плотность груза (см. пункт 1.8.1.),т/м3; С - поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера: при угле наклона равном 100, С=0,8 [8 стр. 354], S- шаг винта, м; n-частота вращения вала винта, об./мин; коэффициент наполнения желоба винта.
Тогда при производительности Q=5 т/ч получаем:
5 = 47 D2 * S* n*
D2 * S* n* *10-2
2.2. Коэффициент наполнения во избежание скопления груза у промежуточных подшипников принимают относительно небольшим, он зависит от свойств насыпного груза: [1];
2.3. Шаг винта (S) шнека для сравнительно легко перемещаемых грузов принимаем равным: S=0,8 D [4 стр. 267]
2.4. Максимальную частоту вращения n, об/мин, выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта. Она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал, продвижение груза. Частоту вращения определяем по формуле:
n max = A/ D,
где, А - эмпирический коэффициент, зависящий от свойств материала: А=30 [8 табл.12.1 стр.354].
2.5. Значение диаметра, выбирают ориентировочно и проверяют по ГОСТу. Окончательно его назначают с учетом ряда диаметров по ГОСТ 2037-84.
С учетом всех преобразований получаем:
D2, 5 = 0,1
Отсюда диаметр равен: D=0,168 м.
Стандартный ближайший диаметр по ГОСТу это – D=0,160м.
Тогда получаем: шаг винта равен S=0,13м;
частота вращения вала винта n=30/12,65=75 об/мин.
2.6. Проверка производительности винтового конвейера по полученным результатам:
QРасчетное =47*0,162*0,13*0,3*75*0,8*1,6= 4,5 т/ч
Определим расхождение расчетной и заданной производительности:
Q = (Qрасчетное – Qпотребное )/ Qпотребное =0,1 или 10% ,
что допускается.
2.8. Определяем диаметр вала винта d винта по формуле в 4 источнике стр. 267
d винта=35+0,1 D= 35+0,1*160=51мм.
2.9. Определяем скорость транспортирования материала V,м/с:
V=S*n/60= 0,13*75/60=1,625 м/с.
3. Мощность.
-
Определяем потребную мощность привода P пот по формуле [4 стр. 272]
Pпот=Q (w’ *Lг+H) g/3600+D*Lг/20,
где w’-коэффициент сопротивления [4 стр. 13] w’=4,00; g-ускорение свободного падения; L гор - горизонтальная проекция длины транспортирования винтового конвейера: Lг=L* cos=6* cos 100=5,9 м;
Pпот=4,5 (4*5,9+1,0) 9,81/3600+ 0,16*5,9/20=0,29 кВт.
3.2. Определяем мощность на валу винта Pв по формуле:
Pв=Qрасчетная L (w’+ sin)/367=4,5*6(4+0,1736)/367=0,307 кВт.
4. Выбор оборудования обеспечивающего требуемые параметры.
-
Производим подбор двигателя по источнику 4:
Двигатель выбираем типа 4А с фазным ротором (рис.2). Применение таких двигателей обусловлено относительно равномерной загруженностью всех парциальных приводов одинаковой или неодинаковой номинальной мощностью. Возможно, использовать четыре исполнения двигателей:
Тип двигателя | P, кВт | n, об/мин | КПД, % | Cos | МпускМном | Ммах Мном |
4А63B4У3 | 0,37 | 1365 | 68 | 0,69 | 2,0 | 2,2 |
4А71A6У3 | 0,37 | 910 | 64,5 | 0,69 | 2,0 | 2,2 |
4А80A8У3 | 0,37 | 675 | 61,5 | 0,65 | 1,6 | 1,7 |
Синхронная частота вращения 3000 об./мин. В выборе не участвует так как, максимальная частота вращения быстроходного вала редуктора РЧУ
равна 1500 об./мин.
-
Определение общего передаточного числа привода.
-
Определение передаточного числа привода при использовании выбранных двигателей
U1365=nэд./nвала=1365/75=18,20
U910=12,13
U675=9
Из ряда редукторов РЧУ имеются с U=10, U=25, U=50 и т.д.
Определяем расхождение передаточного отношения у редукторов
U1=((U1365- Uстандарт)/ Uстандарт)*100%=((18,20-25)/25)*100%= -27,2%
U2=((12,13-10)/10)*100%=21,3%
U3=((9-10)/10)*100%=10%
4.1.3 Эскиз двигателя (рис.3)
-
Выбор передачи мощности.
4.2.1 Определение Tкр на валу винта:
Ткр=PB/(kзапаса*)
где kзапаса –коэффициент запаса принимается 1,8…2,0 принимаем kзапаса =1,8; -угловая скорость вращения вала винта:
=2n/60= 2*75*3,14/60=7,85 рад/сек.
Ткр=0,29/1,8*7,85=0,02 кНм или 20 Нм.
Редуктор выбираем по источнику 1 стр. 645-655:
Редуктор имеет следующие параметры: U=10 допускаемый Ткр=31 Нм при непрерывном режиме работы. Другие виды редукторов при данном передаточном отношении допускают слишком большие моменты, что нецелесообразно по ценовым факторам. А редукторы с допускаемым передаточным отношением имеют слишком маленькие передаточные отношения.
-
Эскиз редуктора (рис.4).
-
Эскизы валов
Рис.5 на быстроходный вал
Рис.6 на тихоходный вал
-
Выбор муфт
-
Муфта на быстроходный вал выбираем МУВП по ГОСТ 21424-75 по источнику 4 : Муфта 63-22-1-16-3-О2
Муфта МУВП номинальный крутящий момент 63 Нм
Посадочный диаметр на вал редуктора 22мм. Исполнение 1
Посадочный диаметр на вал двигателя 16мм. Исполнение 3
Общеклиматическое исполнение
-
Эскиз муфты рис.7
-
Муфта на тихоходный вал цепная по ГОСТ 5006-83
-
Эскиз муфты рис.8
-
Выбор тормозного устройства:
На винтовой конвейер не целесообразно применение тормозного устройства из-за того, что имеется возможность самоторможения.
-
Проверочный расчет
-
Расчет вала винта
-
Расчетная схема рис.9
-
Определение нагрузок действующих на вал винта
Fос=2Tкр/(k*Dtg(+)),
где k- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения материала по винту. Принимают равным от 0,7 до 0,8. Принимаем k=0,8;
tg=f1- коэффициент внешнего трения по металлу трения; tg=0,48; =260
Foc=2*20/(0,8*0,16*tg(26+10))=430,12 Hм
Ft=2Tкр/D=2*20/0,16=250 Нм
Fr= Ft tg=250*0,48=120 Hм
FM=0,5T/R=0,5*20/1,5*0,16=41,667 Hм
Т.к. муфта на тихоходный вал цепная значит R=1,5D
-
Определение реакций в плоскости ОХZ
МА=0
RBX=(FM (l-l1)- Ft (l1-l2))/l1=(41,667*3,0- 250*1,5)/3,0= -83,33 H
МB=0
RAX =(FM l- Ft l2)/l1=(41,667*6- 250*1,5)/3,0= -41,667 H
-
Определение реакций в плоскости OYZ
МА=0
RBY=(Fr(l1 –l2)- Gг(l1- l2))/l2 ,
где Gг- горизонтальная проекция веса материала передаваемого по винту
При определении веса материала, находящегося в шнеке, пользуемся формулой из источника 3: G=(/4)(D2-dвала2)L0*н;
где 0-вес единицы объема транспортируемого материала: принимаем 0=0,147 т/м3 согласно источнику 3; н-коэффициент наполнения объема шнека;
G=(3,14/4)(0,162-0,0512) 6*0,147*0,3=0,00478 кH=4,78 H
Gг=G* cos =4,78*cos100 =4,707
RBY=(120*1,5- 4,707*1,5)/3,0=57,65 H
МB=0
RAY =(Fr l2- Gг l2)/l1=(120*1,5- 4,707*1,5)/3,0=57,65 H
-
Построение эпюр напряжений рис. 10
-
Расчет вала на выносливость
FA=4(Foc + GB)/D2=4(430,12+ 4,78*sin)/3,14*0,162=2,14*104
u =T / Woc= Mxz2+ Myz2/0,1D3=3,71*105
max=u+FA=3,93*105 H
min=-u+FA= -3,496*105 H
a=w=max/2=T/2WP=2,44*104 H; Wp=0,2D3
О пределим коэффициент запаса для вала винта
S=(S*S)/ S2+S2 [S]=1,5…2,0
S=-1/(k*a/(Mп)+*M),
S=-1/(k*a/(Mп)+*M),
где -1, -1-приделы выносливости материала; k, k-коэффициенты концентрации напряжений; M- коэффициент учитывающий масштабный фактор; п- коэффициент учитывающий поверхностный фактор; , - коэффициентs учитывающие ассиметрию цикла изменения напряжений; - коэффициент учитывающий упрочнение поверхности.
Все эти коэффициенты приняли согласно справочной литературе для марки материала винта.
Материал винта | -1 , МПа | -1 , МПа | Т , МПа | Т , МПа | HB |
Сталь 45 | 350 | 210 | 300 | 550 | 200…240 |
M=0,75; п=0,85; = 0,1; =0,05; k=1; k=1; =1.