Расчет винтового конвейера

Винтовой конвейер.docx

Расчет винтового конвейера.
Определение геометрических параметров винта
П – производительность конвейера. П=729тч
- Коэффициент отношения шага винта к диаметру.
- Коэффициент заполнение желоба конвейера. =0.125
ρ– насыпная плотность груза
- скорость вращения винта. n=60обмин (принимаем)
с – Коэффициент снижения производительности вследствие наклона конвейера. с=1
Значение расчетных коэффициентов.
Расчетные коэффициенты
Цемент песок глина сырая руда шлак гравий
Если выбранная n больше расчетной повторяем расчет.
Найденное значение диаметра винта округляем по стандарту ГОСТ 2037-65:
Проверяем наиболее допустимое число оборотов винта:
Толщину спирали принимаем .
Толщину стенки вала принимаем также .
Определим угол подъема винтовой линии.
Производительность конвейера при заданных параметрах
Заданное условие выполняется.
Определим объемную производительность:
Определение мощности привода конвейера и выбор электродвигателя.
Мощность на валу винтового конвейера:
где 0 – удельное сопротивление движению груза в желобе винтового конвейера складываемое из трения груза о желоб и о поверхность винта из сопротивления в подшипниках из сопротивления от скопления груза в подвесных подшипниках из таблицы 1.
Необходимая мощность двигателя привода конвейера:
где k = 11 ÷ 12 – коэффициент запаса мощности
м = 085 ÷ 090– КПД механизма привода винтового конвейера учитывающий работу редуктора на тихоходной и быстроходной муфтах.
По найденной мощности из атласа по таблице выбираем асинхронный электродвигатель основного исполнения: 4А из условия
Технические характеристики электродвигателя.
Номинальный момент:
Для проектирования рамы приводной станции необходимы габаритные и установленные размеры электродвигателя определенные из таблицы атласа.
d=24мм l=50мм L=350мм
Определение передаточного отношения привода и подбор редуктора.
Принятое передаточное отношение выбранного редуктора:
По найденному подбираем ближайшее табличное значение :
(исполнение редуктора Ц2). По найденной мощности находим межцентровое расстояние редуктора при условии что =935 об.мин. и ПВ = 100 %.
Для проектирования рамы приводной станции выписываем все габаритные размеры.
Редуктор: Ц2У-160 цена:180000 руб
Межцентровое расстояние аwt=160 мм; awб=100мм
Подбор муфт конвейера.
Подбор быстроходной муфты.
Расчетный момент передаваемый муфтой на быстроходном валу
где КМ = 15 ÷ 2 – коэффициент запаса муфт(принятый коэффициент динамичности).
Принимаем МУВП: МУВП-4 d=24мм
Подбор тихоходной муфты.
Расчетный момент передаваемый муфтой на тихоходном валу
По выбранному моменту подбираем зубчатую муфту МЗ-6
п=2500обмин d=60 мм; цена:9840руб
Определение общей длины вала:
Находим необходимое число секций вала при условии что м тогда
Принимаем только целое число и уточняем длину секции
Определяем количество промежуточных опор:
Определяем количество шагов винта в одной секции:
Определение диаметра вала секции винта.
Вал секции винта изготавливается из стальных бесшовных горячекатаных труб по ГОСТ 8732-70
где - диаметр вала головной опоры(находящейся после редуктора).
Принимаем минимальный равный диаметру выходного вала редуктора:
Диаметр валика промежуточной опоры принимаем исходя из допускаемого напряжения на кручение и уточняем в процессе проектирования узла.
Диаметр концевой опоры определяется аналогично головной но с уточнением по типу подшипников.
Внутренний диаметр вала найдем из соотношения:
где с – коэффициент отношения внутреннего диаметра вала к внешнему
Преобразуя формулу получим:
Нагрузки действующие на вал.
Крутящий момент: Нм
где – механический КПД привода.
где hм – кпд муфт hм.=098;
hред – кпд двухступенчатого редуктора hред.= 096.
Силы действующие на вал.
K=07 ÷ 08 – коэффициент учитывающий точку приложения равнодействующих всех сил.
α – угол подъема винта. α=140
ρ – угол трения между материалом и поверхностью винта.
Сила тяжести материала в конвейере:
При условии равномерного распределения нагрузки по секциям винта строим соответствующие эпюры:
Рассмотрим одну секцию вала
Вал винта рассчитывается на сложное сопротивление от эксцентрично приложенной на радиусе r осевой силы Рос и Рпопер.
Эпюры изгибающего и крутящего моментов
Определим реакции RA и RB:
Построение эпюры изгибающих моментов:
Проверочный расчет вала винта
Из эпюр изгибающего и крутящего моментов видно что опасное сечение вала расположено посередине пролета между опорами.
Вал винта будет изготовлен из стали марки Ст 45 с пределом прочности в = 850 Нмм2.
где -1 – предел выносливости при симметричном цикле изгиба Нмм2;
-1 – пределы выносливости при симметричном цикле кручения Нмм2.
Определим для опасного сечения запас прочности и сравним его с допускаемым [S]=125 25.
Определение напряжения в опасном сечении вала
Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу при котором амплитуда напряжений а равна расчетным напряжениям изгиба и:
где Мизг – изгибающий момент в рассматриваемом сечении Нм;
Wнетто – осевой момент сопротивления сечения вала мм3.
Для круглого полого сечения вала:
Касательные напряжения изменяются по нулевому циклу при котором амплитуда цикла а равна половине расчетных напряжений кручения к:
где Мкр – крутящий момент Нм;
Wнетто – полярный момент инерции сопротивления сечения вала мм3.
Полярный момент инерции для круглого полого сечения вала определим по формуле:
Определение коэффициента концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала
где К – эффективный коэффициент концентрации нормального напряжения для опасного сечения вала К=162;
К – эффективный коэффициент концентрации касательного напряжения для опасного сечения вала К=13;
– коэффициент влияния шероховатости = 097;
– масштабный фактор для нормальных напряжений =080
– масштабный фактор для касательных напряжений =069
Определение коэффициента запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Определение общих коэффициентов запаса прочности
Условие выполняется. Запас прочности вала винта обеспечен.
Подбор подшипников для опор вала винта
Вал винта поддерживается двумя концевыми подшипниками и промежуточными подвесными подшипниками.
Промежуточные подшипники установлены на оси имеющей на одном конце фланец на другом – квадратную форму посредством которых малые секции вала соединены между собой.
В качестве опор вала применяются подшипники качения.
Каждая секция вала установлена в роликовые конические однорядные подшипники враспор.
Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Сrр Н с базовой Сr или базовой долговечности L10h ч с требуемой Lh ч по условиям:
Сrр ≤ Сr или L10h Lh=1000000 часов
где RЕ – эквивалентная динамическая нагрузка Н
- угловая скорость соответствующего вала
m = 333 – для роликовых.
По диаметру вала из каталога выбираем роликовый подшипник:
Условное обозначение: 7311
Определим нагрузки в подшипниках.
Для роликоподшипников характерны следующие соотношения:
где е – поправочный коэффициент.
Rr1 = RА= 8525; Rr2 = RВ= 7094 Н; Fa = Рос =16978 Н
Схема нагружения подшипников вала
Определение эквивалентной динамической нагрузки подшипников
Эквивалентная динамическая нагрузка Н:
где Кб – коэффициент безопасности находим по таблице Кб=14;
КТ – температурный коэффициент при рабочей температуре до 150 С КТ = 11;
Х – коэффициент радиальной нагрузки Х = 04.
Определим для каждого подшипника соотношение и сравним полученное значение с е.
V – коэффициент вращения для подшипников с вращающемся внутренним кольцом
Найдем эквивалентную динамическую нагрузку.
Определение расчетной динамической грузоподъемности
Определение базовой долговечности
Определение пригодности подшипников
Условие Сrр ≤ Сr и L10h Lh выполняется следовательно выбранные подшипники пригодны для конструирования подшипниковых узлов.
Определяем размеры загрузочного и разгрузочного отверстий
Для загрузки и разгрузки винтовых конвейеров используют квадратные окна
поступательного движения винта
Методы улучшения работы и увеличения производительности
Эффективность использования шнеков можно повысить путем использования нескольких шнеков вместо одного разработкой покрытий винтов для уменьшения коэффициента трения материала о поверхность шнека правильным выбором шероховатости поверхности. Производительность будет тем выше чем меньше будет шероховатость. Требования к чистоте обработки кожуха могут быть понижены. Эффективны также замена подшипников скольжения подшипниками качения установка планетарных редукторов. Возможна разработка заслонок с дистанционным управлением и средств автоматического контроля работы винтовых конвейеров.
Требования к монтажу
Факторы влияющие на надежность конвейера:
Правильный расчет выбор конструктивных параметров учет физико-механических качеств транспортируемого материала.
Выполнение всех требований ГОСТ и технических условий на сборку и монтаж узлов.
Строгое соблюдение техники безопасности при эксплуатации винтовых конвейеров.
Своевременное установление причин неисправностей и их ликвидация.
Учет факторов определяющих применение этих конвейеров в конкретных.
Монтаж стационарных вертикальных винтовых конвейеров следует начинать с разметки и уточнения вертикальных отметок под опоры желоба.
В первую очередь монтируется привод а после устанавливаются секции желоба – от приводной до концевой. Секции соединяются болтами на фланцах с прокладками. Конец спирали одной секции становится началом другой. Болты следует затягивать так чтобы исключить перекос винта. Секция винта и вращающиеся детали должны быть подвергнуты балансировке чтобы избежать вибраций.
Эксплуатация винтовых конвейеров
Перед введением нового винтового конвейера в эксплуатацию необходимо проверить все узлы крепления наличие смазки в опорах и провести пробный пуск. Рекомендуется провести обкатку на холостом ходу на протяжении 2-3 часов.
Шнек должен работать плавно без толчков температура в подшипниках не должна превышать 150 градусов. Следует обращать внимание на плотность соединений секций желоба в крышках люков не должно быть пыли.
Рекомендуется раз в пять дней проводить профилактический осмотр особенно обращая внимание на состояние подвесных подшипников и спирали.
Деформированные витки шнека исправляются а в местах обрыва подвариваются. Рекомендуется проводить смазку каждые 100 часов работы.
Для работы допускаются квалифицированные работники способные диагностировать и устранить неисправность.
Снижение производительности указывает на механические повреждения витков спирали.
В ходе выполнения курсового проекта был спроектирован винтовой конвейер со следующими параметрами:
- диаметр винта 320 мм;
- шаг винта t=250 мм;
- мощность на валу винта 0953 кВт;
- номинальная частота вращения винта 53 обмин;
- диаметр вала винта внешний 70 мм;
- диаметр вала винта внутренний 52 мм;
- число промежуточных опор вала 12;
Двигатель 4А90L6Y3: Р = 15 кВт n = 1000 обмин;
Редуктор типоразмера Ц2У-160: U =18;
Быстроходный вал - муфта МУВП-4 ;
Тихоходный вал - муфта МЗ-6 .
Зенков Р.Л. Ивашков И.И. Колобов Л.Н. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение 1987.
Марон Ф.Л. Кузьмин А.В. Справочник по расчетам подъемно-транспортных машин. Минск: Высшая школа 1977.
Спиваковский А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение 1983.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование по деталям машин. М.: Высшая школа 1991.
Транспортирующие машины. Атлас конструкций. Под общ. ред. А.О. Спиваковского – М.: Машиностроение 1971.
Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя т.1-3 8-е изд. перераб. и доп. – М.; Машиностроение 2001.
Поляков В.С. Барбаш И.Д. Ряховский О.А. Справочник по муфтам. Л.: Машиностроение 1974 – 352 с.

Винтовой конвейер.dwg

размеров: отверстий - H14
Неуказанные предельные отклонения
К - отверстие центровое А5 ГОСТ 14034-74.
Сталь 40ХН ГОСТ4345-71
изготовителем по ГОСТ 1643-81.
Комплекс показателей точности устанавливается
Неуказанные предельные отклонения размеров:
Термообработка-улучшение НВ 240-260
Направление линии зуба
Коэффициент смещения
Межосевое расстояние
Термообработка-цементация
низкий отпуск HRC 56-63
Подшипник скольжения
МУФТА ДИСКВАЯ ФРИКЦИОННАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ
Передаточное отношение
Частота вращения ведомой звездочки
Общее передаточное отношение привода
цилиндрический двухступенчатый
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Кинематическая схема
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Прокладка регулировочая
Кольцо дистанционное
отверстия с отдушиной
Обьем заливаемого масла
Передаточное число ступени
Передаточное число редуктора
Число зубьев шестерни
Техническая характеристика
Число поверхностей трения
Число рабочих витков
Расчетное усилие на одну пружину
Расчетный вращающий момент
Угол накл. лин. зуб.
литейные радиусы - 2 мм
Неуказанные предельные отклонения
Технические требования
После сборки валы редуктора должны проворачиваться свободно
без стуков и заедания.
Поверхности соединения "корпус-крышка" перед сборкой покрыть уплотнительной пастой типа "Герметик
Шайба 6 3Х13 Гост 6402-70
Кольцо В33 ГОСТ 13940-86
Шайба 24 3Х13 Гост 6402-70
Муфта упругая со звездочкой
Муфта предохранительная
Пояснительная записка
Ось вала электродвигателя и ось входного вала редуктора
Ось выходного вала редуктора
Ось вала электродвигателя и
ось входного вала редуктора
Привод обкатать без нагрузки в течение не менее 1 часа. Стук и резкий шум не допускаются
Радиальное смещение валов электродвигателя и редуктора не более 0
Штифт 1 26 ГОСТ 3129-70
Шайба 8 3Х13 Гост 6402-70
Шайба 16 3Х13 Гост 6402-70
Шайба 12 3Х13 Гост 6402-70
Шайба 10 3Х13 Гост 6402-70
Гайка М10-6Н.5 ГОСТ 5915-70
Гайка М8-6Н.5 ГОСТ 5915-70
Рым-болт М8 ГОСТ 4751-73
Перекос осей отверстий АБ
Неуказанные предельные отклонения размеров пов. H14
представленных в [ ]
выполнить по чертежу корпуса редуктора в сборе (1.04.02.000)
Литейные уклоны - 3 Литейные радиусы - 3 5 мм
Подшипник 205 ГОСТ8338-75
Подшипник 207 ГОСТ8338-75
Число оборотов винта
Технические характеристики
- Электродвигатель (тип 4А90L6У3)
- Редуктор (Ц2У-160)
- Муфта соединительная (МУВП-63)
- Муфта зубчатая (М3-6)
Направление движения материала