Курсовая работа (т): Определение тягового коэффициента схемы фрикционного привода и мощности двигателя

Рисунок 2 - Блок-схема механизма привода конвейера

Выбираем компоновочную схему механизма привода барабана.

Рисунок 3 - компоновочная схема механизма привода барабана.

- приводной вал;

- электродвигатель;

- цилиндрический редуктор;

- муфта с электротормозом.

Расчет приводного барабана

Диаметр и длина барабана

Имеем ленты из комбинированных нитей.

Диаметр приводного барабана равен

Принимаем

Согласно стандарта выбираем

Диаметр остальных барабанов: концевого натяжного, отклоняющего сдвиги, установленного рядом .

Согласно стандартам принимаем .

Длина барабана

Обод барабана изготавливают из листовой сварной стали, толщину листа выбираем равной

 - толщина листа стали.

Приводной барабан футеруется резиной.

Обороты барабана, вращающий момент на барабане

Обороты приводного барабана определяем по формуле:

,

Вращающий момент на барабане

.

Мощность на барабане

Определяем мощность на барабане

.

Подбор двигателя привода

Необходимая мощность привода равна

где  - коэффициент запаса мощности

 - кпд передачи привода

 - кпд барабана

Выбираем двигатель тип MTF (Н) 311-6

Параметры:

Тип двигателя: МТF (Н) 311-6;

Режим работы ПВ: 40%;

Номинальная мощность Р_ДВ, кВт: 11,0;

Частота вращения n_ДВ, мин^-1: 945;

Максимальный момент М_max, Н×м: 314;

Момент инерции ротора J_P, кг×м²: 0,225;

Масса, кг: 170.

Режим работы - С - средний.

Перегрузка допускается до 10%.

Таблица 1 - Габаритные размеры, мм, двигателя.

Подбор стандартного редуктора

Передаточное число редуктора

Общее передаточное число механизма привода равно:

В зависимости от величины общего передаточного числа механизма, условий компоновки механизма выбираем тип и количество передач в механизме. Для получения наиболее высокого КПД механизма предпочтительнее закрытые передачи. Выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый типа Ц2-300.

Передаточное отношение редуктора . Передачи цилиндрические зубчатые.

Рисунок 4 - Кинематическая схема редуктора типа Ц2

Параметры редуктора Ц2-300:

Передаточное число - 12,5

Частота вращения быстроходного вала -

Передаваемая мощность - 25 кВт

Межосевое расстояние - 300 мм.

13.2 КПД редуктора

Кпд редуктора  - для двухступенчатого редуктора.

 - для закрытой зубчатой пары

 - для пары подшипников качения

Вращающие моменты на входе и выходе редуктора

Вращающий момент на барабане .

Следовательно, на входе

Уточнение скорости движения ленты.

Уточняем скорость движения ленты:

,

что совпадает с заданной .

Выбор и расчет муфт

Исходя из компоновочной схемы, ставятся две муфты: первая - между двигателем и редуктором, вторая - между редуктором и барабаном.

Первая муфта втулочно-пальцевая с тормозным шкивом

Вторая муфта для уменьшения габаритов соединения валов, принимается зубчатая.

Определяем расчетные моменты для муфт:

для первой: ,

для второй:

где  - коэффициент работы привода с электродвигателем.

Первая муфта упругая втулочно-пальцевая с тормозным шкивом.

Ее характеристики:

Номер муфты - 1

Наибольший крутящий момент -

Диаметр тормозного шкива -

Ширина тормозного шкива -

Масса муфты -

Момент инерции -

Вторая муфта - зубчатая.

Номер муфты - 2

Крутящий момент -

Число зубьев -

Диаметр вала .

Выбор тормоза

Тормоз ставим на первую муфту, которая соединяет электродвигатель и редуктор.

Выбор тормоза производится по величине тормозного момента, который подсчитывается по формуле

,

К_Т - коэффициент запаса тормозного момента, значение которого зависит от режима работы: для С - К_Т =1,75.

Выбираем колодочный тормоз типа ТКГ - 160 с приводом от электрогидравлического толкателя.

Диаметр тормозного шкива -

Максимальный тормозной момент -

Масса тормоза -

Расчет диаметров выходных концов редуктора, расчет шпоночных соединений

При определении выходных концов валов учитываем крутящие моменты и консольные радиальные нагрузки от муфт. Последние определяются по формулам:

В данном случае:

;

Определяем диаметры валов без учета консольных нагрузок, считая,: что действуют только крутящие моменты:

;

Выбрав для валов сталь 45, 40Х_; примем [т] = 20 МПа. Диаметры концов валов будут иметь значения:

, .

Уточним значение диаметров с учетом консольной нагрузки, при этом необходимо учесть изгибающие моменты:

,

.

Соответственно расчетные моменты определяются по формулам:

,

.

Новые значения диаметров:

, ,

где .

Для соединения вала с полумуфтами - применяем призматические шпонки, поперечные размеры которых устанавливаются в зависимости от диаметра вала, а длина устанавливается расчетным путем на срез и на смятие (рисунок 5

Рисунок 5 - Схема шпоночного соединения

Выбираем призматические шпонки.

Для  сечение шпонки , ,

Для  сечение шпонки , ,

Выбирая материал шпонки, сталь (ст.6, сталь 45, сталь 50) с пределом прочности не ниже 590 МПа, для которой, для стальной ступицы допускаемое напряжение на срез шпонок . Получаем значение длины шпонки:

для первого вала

,

для выходного третьего вала:

.

На срез шпонки можно не проверять, так как условие на срез для принятых шпонок выполняется.

Подбор подшипников для вала барабана

Рисунок 6 - Схема нагрузок, действующих на барабан

На приводной барабан действуют только радиальные нагрузки, причем

.

Для барабана выбираем радиальные шариковые сферические двухрядные подшипники средней серии 7612.

Эквивалентная нагрузка определяется в данном случае:

,

где К_б - коэффициент безопасности.

Расчетная долговечность для выбранного подшипника час, будет определена по формуле:

,

 - скорость вращения вала барабана.

Выбранный подшипник имеет достаточный рабочий ресурс.

Компоновка привода конвейера

Механизм привода конвейера состоит из электродвигателя 1, вал которого при помощи втулочно-пальцевой муфты соединен с быстроходным валом редуктора 2, муфта имеет тормозной шкив, на который поставлен электротормоз 4. Тихоходный вал редуктора 2 соединен с валом приводного барабана при помощи зубчатой муфты 6. Вал барабана 3 опирается на сварную раму 7 при помощи подшипниковых узлов 5. Сварная рама 7 состоит из прокатных швеллеровых профилей, наибольший размер которых, определяется эмпирическим методом.

Рисунок 7 - Компоновка механизма привода конвейера

Техника безопасности при работе конвейера

Общие требования безопасности к конструкции и размещению конвейеров всех видов и назначений, применяемых в любой отрасли промышленности, устанавливает ГОСТ 12.2.022 - 80.

В конвейерах, установленных с наклоном трассы, должна быть исключена возможность самопроизвольного перемещения грузонесущего элемента с грузом при отключении привода.

На ленточных конвейерах длиной более 15 м для предотвращения боковых смещений ленты должна быть предусмотрена установка направляющих и центрирующих устройств. Не допускается буксование ленты на приводном барабане. В случае возникновения, буксование должно быть ликвидировано различными способами (увеличение натяжения лепты, увеличение давления прижимного ролика).

Наклонные участки конвейеров должны быть снабжены ловителями для захвата тягового элемента в случае его обрыва.

Многоприводные конвейеры должны иметь тормозные устройства на каждом приводе.

Уровни вибрации на рабочих местах обслуживания конвейеров не должны превышать значения установленных санитарными нормами

Движущиеся части конвейеров (приводные, натяжные и отклоняющие барабаны, натяжные устройства, опорные ролики и ролики нижней ветви ленты в зонах рабочих мест, открытые передачи, шкивы, муфты), к которым возможен доступ обслуживающего персонала, должны быть ограждены.

Защитные ограждения должны быть откидные (на петлях, шарнирах) или съемные. Ограждения приводных, натяжных и отклоняющих барабанов ленточных конвейеров должны закрывать сверху и с торцов барабаны и участки лепты, набегающей на барабаны, на длине не менее R+1, м (R-радиус барабана).

Ограждения изготовляются из листовой стали и сетки с ячейкой 20x20 мм. Из прутков и полос ограждения изготовлять запрещается.

Конвейеры, в головной и хвостовой частях, должны быть оборудованы аварийными кнопками "стоп". Конвейеры подлежат ежесменному техническому осмотру.

Переходы, мостики для обслуживания и осмотра должны иметь рифленую поверхность

Заключение

Выполнив курсовой проект, мы достигли поставленной задачи - спроектировали механизм ленточного конвейера.

В ходе выполнения расчетов подбирались узлы, детали, просчитывались все нагрузки. В ходе проектирования приходилось вносить в механизмы разные изменения по тормозу, по подшипникам и другое.

Библиографический список

1.      Александров, М.П. Подьемно - транпортные машины [Текст] / М.П. Александров, - М.: Высшая школа, 1984. - 332 с.

2.      Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т3 Изд.5 - е [Текст] / В. И Анурьев. - М.: Машиностроение, 1979. - 527 с.

.        Додонов, Б.П. Грузоподъемные и транспортные устройства [Текст] / Б. П Додонов, М.; под общ. ред.В. А Лифшов. - М: Машиностроение, 1984. - 137с.

.        Зенков, P.Л. Машины непрерывного транспорта [Текст] / P.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов. - М.: Высшая школа, 1987. - 430 с.

.        Пертена, Ю.А. Конвейеры. Справочник [Текст] / Под редакцией Ю.А. Пертена. - Ленинград: Машиностроение, 1984. - 365 с.

.        Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст] / П.Ф. Дунаев. - М.: Высшая школа, 1978. - 351 с.

.        Александрова, М.П. Подъемно - транспортные машины. Атлас конструкций [Текст] / М.П. Александрова, под общ. ред.Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1987. - 284 с.

.        Редукторы и вариаторы [Текст]: атлас конструкций / под общ. ред.Л.С. Бойко, М.И. Соколовского [и др.]. - М.: Машиностроение, 1964. - 315 с.

.        Копылова, И.П. Справочник по электрическим машинам Tl, T2 [Текст] / под редакцией И.П. Копылова. - М: Энергоиздат, 1988. - 648 с.

.        Кузьмин, A.В. Справочник по расчетам механизмов ПТМ [Текст] / А.В. Кузьмин, Ф.Л. Марон. - Минск: Высшая школа, 1983. - 350 с.

.        Нарышкина, В.Н. Подшипники качения. Справочник - каталог [Текст] / В.Н. Нарышкин, под общ ред. Р.В. Коросташевского. - М: Машиностроение, 1984. - 280 с.

.        Кузьмин, А.В. Расчеты деталей машин. Справочное пособие. [Текст] / А.В. Кузьмин, И.М. Чернин, Б.С. Козинцев. - Минск: Высшая школа, 1986. - 400 с.

.        Таубер, Б.А. Подъемно - транспортные машины [Текст] / - М.: Экология, 1991. - 526 с.

.        Ивашков, И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно - транспортных машин. [Текст] / И.И. Ивашков - М.: Машиностроение, 1991. - 403 с.

.        16. Акименко, П.Ф., Корчма И.С., Силин В.В. Подъёмно-транспортные машины отрасли. Теория и конструкции деревообрабатывающего оборудования. Конвейеры, справочник. [Текст] - Красноярск, 2006. - 188 с.