123742 (689594), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

S= S· S/ (S² +S²) ^1/2=17,8·85, 19/ (17,8²+85, 19²) ^1/2=17,42.

Поскольку эта величина больше допускаемого значения [S] =2,5, то усталостная прочность вала обеспечена.

Расчет вала на статическую прочность.

При кратковременных перегрузках пиковые напряжения изгиба _пик и кручения _пик в опасном сечении:

_пик = ·=4,51.10^6.2 = 9,02 МПа,

_пик=·=7,86^.10⁶·2= 15,72 МПа.

Здесь коэффициент кратковременной перегрузки электродвигателя =2 (см. п.3.1).

Коэффициенты запаса прочности вала по нормальным S_Т и касательным S_T пиковым напряжениям:

S_Т= _Т/_пик=280/9,02=31,04;

S_T =_T/_пик=170/15,72=10,81.

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении при кратковременной перегрузке:

S_Т= S_Т· S_Т/ (S_Т² +S_Т²) ^1/2=31,04·10,81/ (31,04²+10,81²) ^1/2=10,21

Так как эта величина больше допускаемого значения [S] =1,7, то статическая прочность вала обеспечена.

Проверка шпонок на смятие.

Выбранные в п.6.2.1 шпонки проверяем на смятие:

_см= 2T/ (l_P· (h-t) ·d) ≤ [_см],

где Т = 351,3·10^З Н·мм - передаваемый крутящий момент; l_P - расчетная длина шпонки, которая для шпонок исполнения 1 равна l_P =l_к-b, l,b,h и t - размеры шпонок, зависящие от диаметра вала d, (табл.4); [_см] =800 МПа - допускаемое напряжение смятия при стальной ступице и спокойной нагрузке /7. с.104/.

Для шпонки на выходном участке вала диаметром 34 мм:

_СМ=2·242,1·10³/ ( (8-3,3) ·0,045·0,034) =67,33 МПа

_СМ < [_СМ] =800 МПа.

Для шпонки на участке вала под ступицей колеса:

_СМ=2·242,1·10³/ ( (9-3,3) ·0,04·0,048) =44,24 МПа

_СМ < [_СМ] =800 МПа,

следовательно, прочность шпонок тихоходного вала обеспечена.

6.3 Расчет подшипников качения тихоходного вала

Суммарные радиальные реакции опор вала (см. п.6.2.1):

F_ra = (X²_A+Y²_A) ^1/2+R_AM = ( (0,957) ²+ (0,285) ²) ^1/2+0,297 = 1,296 кН;

F_rb = (X²_B+Y²_B) ^1/2+R_BM = ( (0,857) ²+ (0,9213) ²) ^1/2+0,842= 2,10 кН;

Будем считать, что осевая нагрузка F_ra=1,296 кН воспринимается опорой В, тогда более нагруженной является опора В, на которой действует радиальная F_rb=2,10 кН и осевая F_ab=0,225 кН нагрузки.

Эквивалентную статическую нагрузку С_ОВ определим как наибольшую из двух величин /7. с.366/:

C’_OB= F_rb=1,716 кН,

C’’_OB=X₀· F_rb+Y₀· F_ab=0.6·1,296+0.5·0,225=0,89 кН,

где Х₀ и Y₀ - коэффициенты радиальной и осевой статической нагрузки, которые для радиальных однорядных шарикоподшипников равны Х₀=0,6 и Y₀=0,5 /7. с.366/. следовательно расчетное значение эквивалентной статической нагрузки равно С_ОВ= 0,89 кН.

Коэффициент осевого нагружения при отношении

F_ab/C_OB=0,225/0,89=0,25

для радиальных однорядных шарикоподшипников равен е=0,15 /7. с.360/.

Эквивалентная динамическая нагрузка

P= (V·X·F_rb+Y·F_ab) ·K·K_T,

Где V=1 - коэффициент вращения /7. с.359/; X=1 и Y=0 - коэффициенты радиальной и осевой динамической нагрузки.

F_ab/ (V·F_rb) = 0,225/ (1·1,296) =0,173

К_b=1 - коэффициент безопасности при спокойной нагрузке без толчков; К_Т=1 - температурный коэффициент при температуре нагрева подшипника менее 100С /7. с.359/;

P= (1·1·1,296+0·0,225) ·1·1=1,521 кН.

Номинальная долговечность выбранного в п.6.1 радиального однорядного шарикоподшипника легкой серии №206 (табл.4)

α_h=10⁶/ (60·n_T) · (C/P) ³ ;α_h =10⁶/ (60·200) · (19,5/1,521) ³=175604 часов.

эта величина превышает заданный расчетный срок службы привода t_P=9928 часов.

6.4 Выбор муфт

Для соединения тихоходного вала редуктора с барабаном (поз.5) конвейера используем упругую втулочно-пальцевую муфту (МВП), типоразмер которой выбираем по величине наибольшего диаметра соединяемых валов с учетом ограничения Т< [T], где Т - крутящий момент на валу; [Т] - допускаемое значение передаваемого муфтой крутящего момента. В нашем случае, при d_M=28 мм (рис.9) и

Т = T_Т = 242,1 Н·м (см. п.3.4) выбираем по ГОСТ 20742-81 /7, с.461, табл.15.3/ муфту МЦ-30

([T] = 500 Н·м), схема и основные размеры которой представлены на рис.15. В ступице полумуфты, устанавливаемой на быстроходный вал редуктора, диаметр посадочного отверстия назначаем d=28 мм. Поскольку в данном случае используется стандартная муфта, проверку на смятие ее упругого элемента и пальцев на изгиб не производим.

Следовательно, прочность муфты обеспечена. Схема и основные размеры муфты МВП представлены на рис.15.6

7. Определение размеров основных элементов корпуса редуктора и сварной рамы привода

7.1 Корпус редуктора

Корпус редуктора выполнен литым из серого чугуна марки СЧ18, ГОСТ 1412-79. Размеры основных элементов корпуса в области нижнего фланца, фланца по разъему и подшипникового узла (рис.17,18) определены в зависимости от межосевого расстояния а_Т=160 мм согласно рекомендациям /2. с.99-101/.

7.2 Рама привода

Несущим элементом рамы привода является швеллер, типоразмер которого, а также размеры косой шайбы и платика определены в зависимости от наибольшего диаметра болта крепления редуктора (или электродвигателя) к раме. В нашем случае (рис.8,16), большее значение имеет диаметр болта нижнего фланца редуктора - М15, которому, согласно рекомендациям /2. с.102/ соответствует швеллер №12, ГОСТ 8240-72 (рис. 19).

Кожух ограждения муфты МВП-32 (рис. 20), установленный на раме привода, выполнен из листовой стали СтЗ по ГОСТ 380-71.

8. Смазка зубчатых колес и подшипников качения

8.1 Смазка зубчатых колес

Смазывание зубчатых колес редуктора осуществляется картерным способом, поскольку их окружная скорость менее 12,5 м/с /3. с.148/.

Марку масла назначаем в зависимости от окружной скорости и контактных напряжений. В нашем случае, при = 2,72 м/с и

_Н=800 МПа <1000 МПа (см. п.4.1) при 50°С необходимо масло с кинематической вязкостью 50 мм²/с, которой обладает масло "Индустриальное И-50А" по ГОСТ 20799-75 /3. с.118, табл.11.1 и 11.2/.

Уровень погружения зубчатых колес в масляную ванну назначаем 0,2d_а2 /3. с.148/. Объем заливаемого масла определяем с учетом объема внутренней полости редуктора (рис.1)

V_масла= 18,2.351.62.10^-3= 396,1дм³.

8.2 Смазка и уплотнение подшипниковых узлов

Поскольку наибольшее значение произведения d_ср·n= 60·1000=6·10⁴ мм·об/мин (где - d_ср средний диаметр подшипника, мм; n - частота вращения вала, об/мин) меньше 300·10³ мм·об/мин /7. с.355/, то для смазывания опорных узлов редуктора используем пластичную смазку.

С учетом условий эксплуатации выбираем солидол синтетически (солидол С) по ГОСТ 4366-76 /7. с.352, табл.12.22/.

Объем смазки: 2/3 свободного объема полости подшипникового узла тихоходного и промежуточного валов и 1/2 свободного объема полости подшипникового узла быстроходного вала /7. с.355/.

Для отделения узла подшипника от общей системы смазки используем мазеудерживающие кольца (рис.1), предохраняющие пластичную смазку от вымывания.

Для герметизации подшипниковых узлов на выходных участках тихоходного и быстроходного валов используем уплотнители из войлока, встроенные в накладные крышки.

9. Охрана труда, техническая эстетика

Cцелью обеспечения безопасности монтажа и удобства технического обслуживания оборудования предусмотрены следующие мероприятия.

В конструкции корпуса редуктора имеется проушины и приливы, обеспечивающие надежное крепление чалочного троса (рис.2), аналогичную Функцию выполняет рем-болт на корпусе электродвигателя (рис.1). Электродвигатель и другие токопроводящие части привода заземлены.

Вращающиеся части привода в местах соединения выходных участков валов (рис.1), а также открытая зубчатая передача имеют ограждения.

Для заливки масла в корпус редуктора и визуального контроля рабочие поверхностей зубчатой передачи предусмотрен люк с ручкой-отдушиной. Контроль уровня и замены отработанного масла в плановые сроки (через 400...600 часов эксплуатации) осуществляются с помощью маслоуказателя и сливной пробки соответственно (рис.2),

С целью герметизации корпуса редуктора его поверхности разъема покрываются при сборке жидким стеклом, места соединения люка и сливной пробки с корпусом редуктора имеют резиновые уплотнения (рис.2).

Для облегчения демонтажа крышки корпуса редуктора предусмотрен отжимной винт. Демонтаж манжетных уплотнений осуществляется при помощи отверстий в крышках подшипников (рис.2).

После монтажа и заливки масла редуктор подвергается обкатке в течение 4 часов без нагрузки.

Внутренние поверхности корпуса редуктора, а также муфт МВП-32 покрашены в красный цвет, остальные элементы привода - в серый.

В соответствии с требованиями технической эстетики корпус редуктора имеет плавные скругленные формы, без заусенцев и острых кромок.

10. Заключение

В соответствии с техническим заданием на курсовой проект по теме "Привод пластинчатого двухпоточного конвейера" выполнен следующий объем расчетно-графических работ.

По результатам кинематического и силового расчета обоснованы выбор электродвигателя привода, разбивка его передаточного числа по ступеням, определены их кинематические и силовые параметры.

По критерию контактной выносливости зубьев определены геометрические и кинематические параметры зацепления закрытой зубчатой передачи. В результате проверочных расчетов зубьев тихоходной ступени редуктора по напряжениям изгиба установлена их усталостная и статическая прочность.

Из предварительного расчета валов редуктора на кручение определены их размеры, разработана компоновочная схема редуктора и составлена расчетная схема тихоходного вала. По результатам проверочных расчетов тихоходного вала по нормальным и касательным напряжениям установлена его усталостная и статическая прочность. Осуществлена проверка прочности шпоночных соединений и работоспособности подшипников. Подобрана стандартная приводная муфта.

Определены размеры основных элементов корпуса редуктора и сварной рамы привода.

Обоснованы выбор способа смазки зубчатых колес и подшипников редуктора, определен объем и марка смазочного материала, сформулированы мероприятия по охране труда.

По результатам проведенных расчетов выполнены: чертеж общего привода, сборочный чертеж редуктора, спецификации привода пластинчатого двухпоточного конвейера и редуктора, таблица допусков и посадок, рабочие чертежи тихоходных вала и колес

11. Библиографический список

1. Басов А.И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов, - М.: Металлургия, 1984, - 352 с.

2. Теплышев П.П., Чиченев Н.А. Механическое оборудование обогатительных фабрик: Учебное пособие. - М.: изд. МИСиС, 1986. - 104 с.

3. Дунаев П.Ф., Целиков О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1985. - 416 с.

4. Лисицын А.А. Анциферов В.Г. Детали машин. Учебное пособие. Раздел: Зубчатые и червячные передачи. Цилиндрические зубчатые передачи. - М.: изд. МИСиС, 1979, - 120 с.

5. Свистунов Е.А., Чиченев Н.А. Расчет деталей и узлов металлургических машин: Справочник. - М.: Металлургия, 1985. - 184 с.

6. Курсовое проектирование деталей машин /В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державец, И.И. Арефьев и др. - Л.: Машиностроение, 1983. - 400 с.

7. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов/ С.А. Чернавский. Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцев и др. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с.

Характеристики

Список файлов курсовой работы