Разработать конструкцию двухскоростной приводной станции конвейера 2Л100У

Бланк спецификация1.cdw

Втулка дистанционная
Втулка уплотнительная
Кольцо регулировачное

спецификация 2,3.cdw

КП.13.23.03.016.000.СП
Кольцо пружинное D=52
Уплотнение манжетное

спецификация 01.cdw

КП.13.23.03.00.000.СП
ДонНТУ каф. ГЗТ и Л
КП.13.23.03.000.000.СБ
КП.13.23.03.001.000.СБ
КП.13.23.03.002.000.СБ
КП.13.23.03.003.000.СБ
КП.13.23.03.004.000.СБ
КП.13.23.03.005.000.СБ
КП.13.23.03.006.000.СБ
КП.13.23.03.007.000.СБ
КП.13.23.03.008000.СБ
КП.13.23.03.009.000.СБ
КП.13.23.03.010.000.СБ
КП.13.23.03.011.000.СБ
КП.13.23.03.012.000.СБ
КП.13.23.03.013.000.СБ
КП.13.23.03.014.000.СБ
КП.13.23.03.015.000.СБ
КП.13.23.03.016.000.СБ
Пояснительная записка
КП.13.23.03.017.000.СБ
КП.13.23.03.018.000.СБ

спецификация 1,2.cdw

КП.13.23.03.000.000.СП
КП.13.23.03.025.000.СБ
КП.13.23.03.021.000.СБ
КП.13.23.03.022.000.СБ
КП.13.23.03.023.000.СБ
КП.13.23.03.024.000.СБ
КП.13.23.03.026.000.СБ
КП.13.23.03.027.000.СБ
КП.13.23.03.028.000.СБ
КП.13.23.03.029.000.СБ
КП.13.23.03.030.000.СБ
КП.13.23.03.031.000.СБ

спецификация 2,1.cdw

спецификация 1,1.cdw

КП.13.23.03.00.000.СП
ДонНТУ каф. ГЗТ и Л
КП.13.23.03.000.000.СБ
Рама приводн. станции
Барабан разгрузочный
Устр. крепления каната (лев)
Тормозное устройство
КП.13.23.03.000.000.ПЗ
КП.13.23.03.001.000.СБ
КП.13.23.03.002.000.СБ
КП.13.23.03.003.000.СБ
КП.13.23.03.004.000.СБ
КП.13.23.03.005.000.СБ
КП.13.23.03.006.000.СБ
КП.13.23.03.007.000.СБ
КП.13.23.03.008000.СБ
КП.13.23.03.009.000.СБ
КП.13.23.03.010.000.СБ
КП.13.23.03.011.000.СБ
КП.13.23.03.012.000.СБ
КП.13.23.03.013.000.СБ
КП.13.23.03.014.000.СБ
КП.13.23.03.015.000.СБ
КП.13.23.03.016.000.СБ
Пояснительная записка
Рама рапзгруз. секции
Устр. крепления каната (прав)
КП.13.23.03.020.000.СБ
КП.13.23.03.017.000.СБ
КП.13.23.03.018.000.СБ
КП.13.23.03.019.000.СБ
Тормозное устройство

спецификации 03.cdw

1 Привод.cdw

Техническая характеристика:
Производительность: 680 тч
Установленная мощность: 2х110 кВт;
Количество приводов: 2 шт.;
Диаметр приводного барабана: 630 мм.
Перекос валов не > 0
Радиальное смещение 0
Схема расположения фундаментных болтов
Ось приводного барабана
Условные обозначения:
- Опорные поверхности фундаментов
расположенные горизонтально.
расположенные параллельно выработки.

2. Планетарка.cdw

Техническая характеристика
Обчее передаточное число i
Частота врачения входного вала; п = 1480мин
Частота врачения выходного вала; п = 1480мин
Наибольший вращающий момент; Т =0.8957*10
ЭВ170H7g6ГОСТ 6033-80
Характеристика зацепления
Ширина колес расчетная
Точность по ГОСТ 1643-81
КП.13.23.03.000.000.
Необработаные поверхности красить внутренние -
масляной краской; наружние - серой нитроэмалью.
В механизм после установки залить масло АКЗп-6
ГОСТ1862-65 в количестве 2 л.

спецификация 02.cdw

спецификация 1,3.cdw

0 Привод.cdw

Техническая характеристика:
Производительность: 680 тч
Установленная мощность: 2х110 кВт;
Количество приводов: 2 шт.;
Диаметр приводного барабана: 630 мм.
Перекос валов не > 0
Радиальное смещение 0
Схема расположения фундаментных болтов
Ось приводного барабана
Условные обозначения:
- Опорные поверхности фундаментов
расположенные горизонтально.
расположенные параллельно выработки.

спецификация 2,2.cdw

Бланк спецификации2.cdw

Вал.cdw

КП.13.23.03.000.000.
Ст.30ХГТ ГОСТ 4543-71
Радиусы скруглений 2 мм. mаx.
Неуказанные предельные отклонения размеров валов: -t
t2 среднего класса точности по СТ СЭВ 302-76

Колесо.cdw

Улучшение-закалка СВЧ НВ 269-302
Неуказанные фаски 2х45
Неуказанные радиусы скругления 2мм.
Неуказанные предельные отклонения размеов: отверстий H14
Коэффициент смещения
Точность по ГОСТ 1643-81
КП.13.23.03.000.000.
Ст.40ХН ГОСТ 1050-74

3.КУРСОВОЙ трансп.маш.1.doc

Входные данные для расчета .5
Общетехнический расчет конвейера 2Л100У
1. Построение графика применимости конвейера 6
2. Тяговый расчет .8
2.1. Проверка ширины ленты 8
2.2. Сопротивления движению .. 9
2.3. Натяжение ленты .9
2.4. Мощность привода .. 10
Анализ возможных вариантов двухскоростного привода .11
1. Выбор схемы ПКС ..14
2. Определение выходных данных 15
3. Расчет количества зубьев колес 15
4. Расчет зубчатых передач на прочность ..16
4.1. Режим работы зубчатых колес на расчетную нагрузку .16
4.2. Выбор марки стали для зубчатых колес ..18
4.3. Допустимые напряжения .. 18
4.4. Проектный расчет передач 18
4.5. Геометрический расчет передач ПКС .19
4.5.1. Диаметры колёс 19
4.5.2. Межосевое расстояние .19
4.5.3. Ширина колёс 20
4.5.4. Подбор подшипников и расчет осей сателлитов.. .20
4.6. Проверочный расчет зацепления на прочность 21
4.6.1. Определение степени точности передач 21
Расчет фрикционной муфты .23
1. Расчет количества дисков ..23
2. Расчет нажимной пружины 24
Выбор и расчет тормозного устройства .. . .24
Расчет валов на статическую прочность .. .26
1. Проектный расчет валов 26
2. Выбор муфты .. 26
3. Расчет механизма включения фрикционной муфты . ..27
4. Компоновка ПКС .27
5. Проверочный расчет валов 28
Выбор и расчет подшипников .31
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ..33
Из средств массовых насыпных грузов чаще отдается предпочтение машинам непрерывного действия которые в сравнении с циклично действующими средствами транспорта характеризуются целым рядом преимуществ таких как: возможность длительного безперегрузочного транспортирования сохранения сортности и качества груза; широкая возможность транспортирования; малая трудоемкость и удобство обслуживания сравнительная простота и высокая надежность работы конструкций; возможность обеспечения широкого диапазона производительности и длины транспортирования.
В приводах конвейеров необходимость регулирования скорости обусловлено прежде всего тем что коэффициент нагрузки конвейера по времени значительно небольшой. Для ленточных конвейеров он находится в пределах от 028 до 075 что приводит к неоправданному перерасходу электроэнергии и преждевременному износу деталей конвейера в особенности его ленты. Двух скоростной конвейер может обеспечить более высокую производительность при увеличении грузопотока что позволит избежать перегрузки промежуточного бункера. В случае неизменного грузопотока можно снизить натяжение ленты путем перехода на более высокую скорость или при снижении грузопотока уменьшить износ ленты и роликоопор путем перехода на более низкую скорость. Все это в конечном счете способствует более высокому управлению конвейерами и увеличению срока его службы что может дать определенную экономическую выгоду.
Таким образом необходимость ступенчатого регулирования скорости тягового органа ленточного конвейера 2Л100У следует считать неоспоримым фактом.
Проектируемый привод конвейера должен быть разработан на базе привода конвейера 2Л100У иметь две рабочие скорости. С экономической точки зрения следует максимально использовать узлы существующего привода.
Проектируемый привод должен иметь габариты незначительно превышающие базовые и иметь минимальное число операций управления. Машина должна быть безопасной для обслуживающего персонала работать с минимальным шумом и вибрацией. Проектируемый узел должен быть технологичным иметь наименьшее число деталей быть легко транспортируемым. Узел должен легко сопрягаться с узлами соответствующего привода конвейера 2Л100У.
Входные данные для расчета:
Тип конвейера: 2Л100У;
-угол установки конвейера ;
-скорости движения ленты мс 16мс;
- максимальные производительности конвейера=680 тгод =545тгод
-длина поставки =700 м 1500м;
- погонные массы вращающихся частей ролиткоопор на груженой и порожней ветвях соответственно кгм кгм;
- масса вращающихся частей роликоопор при диаметре роликов 127мм: кг кг;
- расстояние между роликоопорами =12 м =24 м;
- диаметр приводного барабана =630 мм;
- число приводных барабанов =2 шт;
-суммарная мощность привода = 2 х 110=220 кВт;
тип двигателя: ВАОК 450S-6;
-частота вращения вала двигателя =1480 мин-1;
тип ленты: 2РТЛО-1500;
- приемная способность ленты =168 м3мин;
-погонная масса ленты =28 кгм3;
- разрывное усилие ленты для ленты 2РТЛО-1500 =1470000 Н;
В- ширина ленты В=100 см;
- коэффициент сцепления ленты с приводным барабаном (огнестойкая обкладка футерованный барабан ) =030;
- угол обхвата приводных барабанов =440о или 77 рад;
- тяговый фактор =101.
1. Построение графика применимости конвейера
Допустимая длина конвейера по мощности приводной станции при скорости ленты мс:
где -суммарная мощность привода = 2х110=220 кВт;
- коэффициент запаса мощности =12;
- ускорение свободного падения =981;
- угол установки конвейера =10о;
- коэффициент сопротивления движению ленты =0035;
- коэффициент учитывающий сопротивление на конечных барабанах в загрузочном оборудовании и другие местные сопротивления =108;
- погонная масса груза
где - погонная масса груза кгм.
Допустимая длина конвейера по прочности ленты:
где - запас мощности =85.
Допустимая длина конвейера по условию допустимого провеса ленты между роликоопорами:
Производим расчеты длин конвейера для углов и сводим результаты в таблицу 3.1
Таблица 3.1. Допустимая длина конвейера в зависимости от угла наклона
Продолжение таблицы 3.1.
Согласно данных таблицы строим график зависимости длины конвейера от угла наклона и производительности (Рис.3.1.).
Для дальнейшего расчета принимаем =50886 м .
Рис.3.1.График зависимости длины конвейера от угла наклона и производительности.
2.1. Проверка ширины ленты
Проверка ширины ленты попроизводительности:
где - насыпная плотность груза = 093тм3;
- коэффициент продуктивности =550;
- коэффициент снижения площади поперечного сечения груза на наклонном конвейере =09.
2.2. Сопротивления движению
Сопротивления движению ленты на груженной ветви:
где - коэффициент сопротивления движению на груженной ветви =0030.
Сопротивления движению ленты на порожней ветви:
где - коэффициент сопротивления движению на порожней ветви =0035.
Тяговое усилие наприводе конвейера:
2.3. Натяжение ленты
Минимально необходимый натяг ленты в точке сбегания с приводного барабана:
где - коэффициент запаса сил сцепления =12.
Минимально необходимый натяг ленты по условию провеса:
Максимально допустимый натяжение ленты:
Натяжение ленты в характерных точках:
где - коэффициент учитывающий местные сопротивления =002;
- условие отсутствия проскальзывания конвейерной ленты на приводном барабане выполняется.
Рис.3.2. Диаграмма натяжения ленты конвейера
2.4. Мощность привода
При скорости ленты мс:
где - коэффициент запаса мощности =115 Н;
при скорости ленты 16мс:
Анализ возможных вариантов двухскоростного привода
Приводы шахтных ленточных конвейеров работают в довольно сложных условиях которые необходимо учитывать при конструировании и выборе того или другого типа привода.
Привод должен иметь достаточную для заданных условий мощность при ма-ксимальной простоте конструкции.
Особенности условий эксплуатации подземных приводов: ограничение рабо-чего пространства работа во взрывоопасной атмосфере абразивность транспор-тируемого материалавлажной среды и химической активности шахтных вод-требуют минимальные габариты и массу привода надежность в работе и длитель-ной эксплуатации взрывобезопасного исполнения.
В практике современного горного машиностроения используют следующие методы регулировки скорости исполнительных органов: ступенчатый беспреры-вный и метод замены отдельных элементов привода.
Последний метод обеспечивается установкой в редуктор пары зубчатых колес с новым передаточным отношением или сменой приводного двигателя на другой с меньшим или большим значением частоты вращения. Эти способы требуют много времени для проведения замены узлов привода и требуют чистого незапы-лен-ного пространства так как попадание пыли в редуктор уменьшает срок его службы.
Бесступечатое регулирование скорости производится с помощью электричес-ких или гидравлических передач. Бесступенчатые системы регулировки имеют следующие недостатки: сложное строение (датчики уислители элементы упра-вления и т.д.) большие габариты и значительную стоимость.
Ступенчатое регулиовние скоростей имеет несколько вариантов:
)Редуктор с переключением (рис.4.а) кулачковой муфты.
Передача Z1- Z2 имеет передаточное число 1 что соответствует скорости мс. Передача Z3- Z4 имеет передаточное число 156 что соответствует скорости 16мс.
Рис.4.а Редуктор с переключением кулачковой муфты.
Остальные колеса такие же как у штатного редуктора ЦГН-500-20-12.
Достоинством этого варианта является простота конструкции простота упра-вления.
Недостатки: необходимость изготовления специального редуктора значи-тельные ударные нагрузки при переключении что ведет к сокращению срока службы.
Коробка скоростей (рис.4.б.)
Принцип работы аналогичен вышеописанному.
Достоинствами являются простота конструкции и управления а также возможность применения типового редуктора.
Недостатками являются ударные нагрузки при переключении и увеличении поперечных габаритов.
Рис.4.б. Коробка скоростей
)Планетарная коробка скоростей (рис. 4.с.)
Для получения скорости =16 мс водило 7 сцепляется с солнечным колесом 1 при помощи фрикционной муфты 6. При этом вся коробка вращается как муфта и передаточное число равно 1.
Рис. 4.с. Планетарная коробка скоростей
Для получения рабочей скорости =25 мс водило и солнечное колесо расщепляются и солнечное колесо тормозится тормозом 5 за шкив 4. При этом начинает работать планетарный механизм с передаточным числом 156.
Достоинством является возможность примемения типового редуктора и от-сутствие ударов при переключении скоростей.
Достигается снижение массы коробки в 15-3 раза. Габариты планетарных коробок скоростей при равных условиях в 4-8 раз меньше габаритов коробок обычного исполнения.
Упрощается автоматизация управления приводом машины.
Планетарная коробка скоростей есть механизмом соостного типа что поло-жительно сказывается на компоновочных решениях привода конвейера.
К недостаткам следует отнести увеличение поперечных размеров и более сло-жную конструкцию однако предохранительные свойства фрикционной муфты а также возможность остановки конвейера при работающем двигателе дают осно-вание принять этот вариант.
Окончательно делаем вывод что для конвейера 2Л100У оптимальным будет использование планетарной коробки скоростей (ПКС).
Привод ленточного конвейера должен беспечивать две скорости движения ленты: мс 16мс.
Диапазон регулировки скорсти:
Для редукторного режима работы ПКС ряд передаточных отношений характеризуеться выражением:
Согласно диапазона регулировки скорости выбираем схему ПКС (Рис.4.с.)
КПД планетарной коробки скоростей:
- КПД пары колес снаружным зацеплением =098;
- КПД пары колес внутренним зацеплением =099.
Скорость вращения ведущего вала:
где - частота вращения вала двигателя =1480 мин-1.
Уравнение кинематики элементарного ряда:
При включении тормоза Т солнечная шестерня неподвижна тогда уравнение кинематики элементарного ряда:
Скорость вращения корончатого колеса:
Скорость вращения водила:
Скорость вращения сателита:
2. Определение выходных данных
-на первой передаче:
где - мощность одного двигателя =110 кВт;
- КПД зубчатой муфты =098;
- КПД подшипникового узла =098
- КПД фрикционной муфты =095.
-корончатого колеса:
-на корончатом колесе:
Уравнение равновесия вращающих моментов:
где - момент на солнечном колесе:
Передаточные отношения:
3. Расчет количества зубьев колес
Так как =178 принимаем число сателитов 3.
Условие соседства сателитов:
- условие соседства выполняется.
- целое число условие выполняется.
4. Расчет зубчатых передч на прочность
4.1. Режим работы зубчатых колес на расчетную нагрузку
Суммарное машинное время работы:
*365*08*3*6*07=22075ч
где - срок службы конвейера =6 лет;
- коэффициент годового использования =080;
- число смен за сутки =3;
- продолжительноть смены =6 часов;
- коэффициент использования конвейера за смену =07.
Суммарная наработка:
где - частота вращения корончатого колеса =1480мин-1;
- число вхождений в зацепление зубьев зубчатого колеса за один оборот =1.
где - частота вращения выходного вала =948 мин-1.
Машинное время для каждой ступени диаграммы (рис 4.3):
Наработка для первой ступени диаграмы:
Рис 4.3 Диаграмма нагрузок
Так какциклов ициклов что > 5*104 циклов то за нормальную принимаем нагрузку что соответствует первой ступени диаграммы.
Коэффициент эквивалентности с контактной прочности:
Коэффициент эквивалентного изгиба:
где - показатель степени =9.
Коэффициент контактной долговечности:
где - база контактных напряжений =125*106;
Коэффициент долговечности по изгибу:
где - база напряжений по изгибу =4*106;
4.2. Выбор марки стали для зубчатых колес
Выбираем материал зубчатых колес ПКС- сталь марки 40ХН (ГОСТ 1050-74)
улучшение закалка СВЧ
4.3. Допустимые напряжения
Допустимое контактное напряжение:
где - граница продолжительной контактной прочности
- коэффициент безопасности =12
Допустимое напряжение изгиба:
где - граница продолжительной прочности по изгибу МПа;
- коэффициент безопасности =175.
Таблица 4.4.3. Границы прочности и коэффициент безопасности для стали 40ХН
Твердость зубьев НRС
4.4. Проектный расчет передач
Расчет ведем по зубьям сателлита так как при изгибе они испытывают реверсивную нагрузку что учтено при выборе .
где - расчетный момент Н*мм
-наибольший момент нормального протекающего технологического процесса;
- коэффициент распределения нагрузки=10;
- коэффициент нагрузки предварительно принимаем =29;
- коэффициент формы зуба =374;
- расчетное число сателлитов =;
- коэффициент ширины .
Принимаем модуль зацепления по ГОСТ 9560-66 =55 мм.
4.5. Геометрический расчет передач ПКС
4.5.1. Диаметры колёс
Делительные диаметры:
Диаметры вершин зубьев:
Диаметры впадин зубьев:
4.5.2. Межосевое расстояние
Ширина колёс по условию обеспечения контактной прочности:
- коэффициент распределения нагрузки =10;
- коэффициент нагрузки =27.
Ширина колёс по условию обеспечения изгибной прочности:
Окончательно ширину зубчатых колес определяем после выбора подшипников сателлита при условии что она должна быть больше 10354 мм.
4.5.4. Подбор подшипников и расчет осей сателлитов
Максимальный диаметр внешнего кольца подшипника:
Выбираем для сателлитов одношариковые подшипники:
6 (d=30мм D=55мм В=13мм С=15 кН );
5 (d=25мм D=52мм В=15мм С=16 кН );
4 (d=20мм D=52мм В=15мм С=19 кН );
где D-внешний диаметр подшипника;
d- внутренний диаметр подшипника;
В- ширина подшипника;
С- коэффициент работоспособности.
Для получения наибольшей долговечности подшипника предварительно выбираем подшипник: 304.
где - изгибающий момент
- расчетная длина оси:
где - толщина щеки водила =25мм;
- ширина подшипника =15мм;
- ширина стопорного колеса =328мм;
- расстояние от канавки для стопорного кольца до торца сателлита =2 мм;
- толщина упорного бортика в сателлите для упора подшипника =8 мм;
- зазор между щекой водила и торцом сателлита =3мм;
- радиальная нагрузка действующая на подшипник сателлита.
Выбираем для осей сталь 40Х =790 МПа.
Расчет показал что .
Долговечность подшипников сателлитов:
где Р- эквивалентное напряжение действующие на подшипник:
Для уменьшения нагрузок на подшипник принимаем два подшипника на одной опоре откуда:
- коэффициент безопасности =14;
- температурный коэффициент =10;
- коэффициент вращения =12;
- соответственно радиальный и основной коэффициент нагрузок =10; =10;
- осевая нагрузка = 0;
- частота вращения внешнего кольца подшипника
4.6. Проверочный расчет зацепления на прочность
4.6.1. Определение степени точности передач
Фактическое значение круговой скорости:
Согласно значений круговой скорости принимаем седьмую степень точности передач ПКС.
Контактные напряжения на поверхности зубьев:
где - расчетный коэффициент
- коэффициент нагрузки ;
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки =105;
- коэффициент учитывающий динамические нагрузки =25;
- коэффициент учитывающий точность изготовления и круговую скорость =10.
Изгибающий момент в корне зуба:
- расчетное круговое усилие
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки =104;
- коэффициент учитывающий динамические нагрузки =274;
Условие прочности передач:
548 МПа 192 МПа;27739 МПа 8892 МПа.
Условие прочности передач выполняется.
Расчет фрикционной муфты
1. Расчет количества дисков
Для блокировки основных цепей ПКС принимаем: многодисковую муфту сухого трения с стальными дисками и асбестовой обшивкой.
Схема многодисковой фрикционной муфты изображена (рис.5.1.). Диски трения сжимаются усилием Р создаваемое пружинами и момент трения возникающий между ними обеспечивает связь ведущих деталей с ведомыми.
Рис.5.1. Схема многодисковой муфты.
где - наружный радиус диска =170 мм;
- внутренний радиус диска =90 мм;
- рабочая ширина дисков:
Расчетный момент муфты:
где – коэффициент запаса =14.
Количество пар поверхностей трения:
где – коэффициент трения =03;
-допустимое удельное значение для стальных дисков сухого трения =03 Нмм2.
Для уменьшения нагрузок на нажимную пружину принимаем Z =2 шт.
2. Расчет нажимной пружины
Усилие на пружине при выключенной муфте:
Усилие на одну пружину при выключенной муфте:
где - количество пружин =18 шт.
Усилие на одну пружину при включенной муфте:
где - допустимое напряжение пружины для углеродистой пружинной провол-ки класса по ГОСТ 9389-75 Нмм2.
Выбор и расчет тормозного устройства
Для блокировки солнечной шестерни ПКС (совершения редукторного режима работы ПКС) принимаем колодочные тормоза с длинноходным электромагнитом и замыканием массой груза.
Расчетный тормозной момент:
где - коэффициент запаса =14.
Рис.6.1. Схема тормоза.
Характеристика тормоза
В- ширина колодки В=250 мм;
- угол обхвата колодкой тормозного шкива мм;
- материал накладки тормозной колодки: лента тормозная асбестовая Б6х250 ГОСТ 1198-78;
- диаметр шкива 500мм;
- расчетные длины =200мм; =160 мм; =200 мм; =350 мм; =800 мм; =1300 мм; =540 мм; =1450 мм.
Сила давления на тормозные колодки:
где - коэффициент трения между шкивом и тормозной колодкой =032.
Усилие сжатия тормоза:
где - коэффициент учитывающий потери в шарнирах рычажной системы =095.
Масса закрывающего груза:
Необходимое усилие электромагнита:
где – коэффициент обеспечивающий быстродействие магнита =15.
Передаточное отношение рычажной системы:
Необходимый ход якоря:
где - суммарный зазор между колодками и шкивом =14;
- коэффициент учитывающий холостой ход якоря =11.
Для привода тормоза принимаем электромагнит типа КМТ-7А
Техническая характеристика:
-тяговое усилие =1400 Н;
- масса якоря =520Н;
- максимальный ход якоря =80 мм.
Расчет валов на статическую прочность
1. Проектный расчет валов
Ориентировочный диаметр хвостовика входного вала:
где - допустимое напряжение кручения =20 МПа.
Ориентировочный диаметр хвостовика выходного вала:
Учитывая что диаметры хвостовиков вала двигателя и входящего вала редуктора равны 100 мм и 90 мм принимаем:=100 мм; =90мм.
Диаметры шипов валов: (105 115)*.
Диаметр уступов для крепления подшипников: =(105 115)*.
Ориентировочная ширина подшипника: .
Диаметр хвостовика вала мм
Диаметр уступов для крепления подшипника мм
Крутящий момент Н*мм
Ширина подшипника мм
Для соединения вала водила с валом двигателя применим зубчатую муфту ВSD-90 ГОСТ 5006-55
- диаметр посадочного отверстия муфты =90м;
- номинальный вращающий момент =8*106 Н*м;
- длина посадочной поверхности полумуфты =
957*106*12*13 = 14*106 8*106
где - коэффициент ответственности передачи =12;
- коэффициент режима нагрузки =13.
Выбранная муфта удовлетворяет условиям прочности.
Для соединения корончатого колеса с валом редуктора примем ступицу ана-логичную по конструкции МУФП ГОСТ 21424-75 для =80мм.
3. Расчет механизма включения фрикционной муфты
Для включения фрикционной муфты ВSD-90 необходимо:
- ход включения =46 мм;
- усилие включения =1500Н;
- усилие выключения =900 Н.
Для привода механизма включения примем электромагнит КМП-6 с тяговым усилием 1000 Н. При ПВ=25% и ходе якоря 120 мм.якоря =35кг.
Соотношение тяг рычажной системы должно быть:
Рис.7.3. Схема механизма включения фрикционной муфты
При этом соотношение усилий включения:
Следовательно включение может производиться только за счет массы груза.
Толщина стенки корпуса:
Минимальный зазор между поверхностями вращающихся деталей:
Расчетная длина вала:
где - длина крышки подшипникового узла предварительно принимаем:
- длина шпонки принимаем: =80 мм;
- длина рычага управления = мм.
5. Проверочный расчет валов
Для планетарной передачи осевые и радиальные нагрузки равны нолю поэто-му выполняем проверочный расчет вала по изгибающему моменту что возникает от веса и тормозного шкива.
Неравномерное усилие от зубчатой муфты:
где -делительный диаметр муфты:
Реакции от неравномерного усилия муфты:
Реакции от веса и шкива:
Изгибающий момент в безопасном сечении:
Суммарный изгибающий момент:
Эквивалентный момент:
- коэффициент приведения переменных напряжений =07.
Рис.7.2. Схема нагрузок вала
Выбираем для данного вала сталь марки 30ХГТ ГОСТ 4543-71.
Граница прочности вМПа
Диаметр вала по эквивалентному моменту:
где –допустимое напряжение на изгиб
- запас прочности =20;
- коэффициент зависящий от абсолютных размеров =063
- эффективный коэффициент концентрации =23.
Принятое при проектном расчете значение диаметра вала =100 мм соответствует требованиям.
Момент сопротивления изгиба:
Момент сопротивления кручению:
Максимальное напряжения изгиба:
Максимальное напряжение кручения:
Коэффициент приведения:
Амплитуда напряжений изгиба:
Амплитуда напряжений кручения:
Коэффициент запаса прочности:
- по нормальным напряжениям:
- по касательным напряжениям:
где - эффективные коэффициенты концентрации =23; =165;
- коэффициент учитывающий шероховатость =10;
- коэффициент влияния асимметрии цикла =005 =0.
Общий запас коэффициента запаса мощности:
что больше допустимого
– условие мощности выполняется.
Выбор и расчет подшипников
Выходные данные для расчета подшипников:
частота вращения вала:
- диаметр шейки вала:
Учитывая то что на вал действует только радиальные нагрузки принимаем шариковый однорядный подшипник 220
Характеристика подшипника
- внутренний диаметр =100 мм;
- внешний диаметр =180 мм;
- ширина подшипника =34 мм;
- динамическая грузоподъемность =124 кН.
Эквивалентная нагрузка:
где - коэффициент запаса =14;
- коэффициент вращения =10;
- радиальный коэффициент нагрузки =10;
- проверяем долговечность более нагруженной второй опоры.
где - постоянные нагрузки что действуют на протяжении милионов оборотов
- общее количество мильонов оборотов:
Для уменьшения нагрузок на подшипник принимаем два подшипника на одной опоре тогда:
Долговечность подшипника:
- что более расчетной продолжительности работы конвейера.
Для смазки зубчатых передач и подшипников сателлитов согласно со значением частоты вращения выходного вала ПКС и его диаметра принимаем масло АКЗп-6 ГОСТ 1862-65.
Характеристика масла:
Тип: АКЗп-6 ГОСТ 1862-65;
- вязкость не менее 6ССГ;
- примесей не более 003
- температура застывания = -40с.
Минимальный уровень масла
где - расстояние между сателлитом и дном корончатого колеса =8 мм;
- высота зуба сателлита =12мм.
Минимально необходимый объём масла:
где -длина колеса по внутренним стенкам =110 мм;
- радиус для колеса =210 мм.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
При подготовке и проведении работ с изделием необходимо придерживаться действующих «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» «Правил эксплуатации подземных ленточных и пластинчатых конвейеров в угольных и сланцевых шахтах».
Выполнять погрузочно- загрузочные работы крупногабаритных частей конвейера необходимо выполнять строго за схемой. Производить погрузочно- загрузочные работы должны лица прошедшие обучение и имеющие допуск на выполнение грузоподъёмных работ.
При монтаже ленты должна использоваться аппаратура и механизмы (вулканизаторы электрощётки и т. д.) в исполнении «ВЗ». Стыковка ленты должна проводиться только методом горячей вулканизации.
В местах приводных секций приводов во время монтажа осветление выработки должна быть не менее 50 люкс.
Выработка в которой установлен конвейер должна быть оборудована средствами пожаротушения. Непосредственно у приводной станции должна быть смонтированы водораспылители для тушения огня.
С целью предупреждения несчастных случаев запрещается управление конвейерами и проведения ремонтно-наладочных работ лицам немеющим соответствующего разрешения. Производить всевозможный ремонт электрических и механических частей конвейера только при выключенных и заблокированных пускателях главного и вспомогательного приводов.
Запрещается езда на ленте грузового конвейера переход через движущуюся ленту в необорудованных для этого местах; работа при недостаточном расстоянии между лентой и неподвижными предметами.
Запрещается снимать крышки с электрических аппаратов имеющих искроопастные цепи до предварительного снятия силовой нагрузки и замера присутствия безопасного количества метана.
В результате проделанной работы спроектирован двухскоростной привод для конвейера 2Л100У. В качестве сконструированного узла принята планетарная коробка скоростей которая позволяет получить две рабочие скорости. Произведен расчет зубчатых передач выбор подшипников способа и количества смазки.
Коробка скоростей может работать при любых углах наклона выработки невелика по размерам легко транспортируется к месту эксплуатации. Сборка производится на заводе в условиях шахты требуется только закрепить коробку на валах двигателя и редуктора.
Управление данной коробкой легко поддается автоматизации.
Используемая литература
Методические указания к составлению курсового проекта по дисциплине «Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов» (для студентов специальности 1701) Сост.: Шавлак В.Ф.Сноведский Е.М. Ададуров В.В. Кислун В.А.-Донецк: ДПИ 1991. –59с.
Чернавский С.А. Проектирование механических передач. –М.: Машино-строение 1984. –560 с.
Планетарные передачи. Справочник под ред. В.Н.Кудрявцева.- М.: Машино-строение 1977. –336 с.
Мясников Г.В.Моисеенко Е.И. Многоскоростные планетарные механизмы в приводах горных машин. –М.: Недра 1975. –264 с.
Зельцерман И. М. Кадминский Д. М. Фрикционные муфты и тормоза гусе-ничных машин. –М.: Машиностроение 1965. –240 с.
Александров М.П. Тормозные устройства в машиностроении.- М.: Машино-строение 1965.-676 с.
Поляков В.С. Барабаш И.Л. Муфты.- Л.: Машиностроение 1973. –531 с.
Перель Л. Я. Подшипники качения Расчет проектирование и обслуживание опор. –М.: Машиностроение 1983 -544 с.
Справочник по шахтному транспорту под ред.Г.Я.Пейсаховича и И.П.Релизо-ва. М.: Недра. 1977. –624 с.
Кудрявцев В.Н. Конструирование и расчет зубчатых редукторов Л.: Маши-ностроение 1971 –425 с.
Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.-М.:Недра1986.–447 с.

3.КУРСОВОЙ трансп.маш..doc

Входные данные для расчета .5
Общетехнический расчет конвейера 2Л100У
1. Построение графика применимости конвейера 6
2. Тяговый расчет .8
2.1. Проверка ширины ленты 8
2.2. Сопротивления движению .. 9
2.3. Натяжение ленты .9
2.4. Мощность привода .. 10
Анализ возможных вариантов двухскоростного привода .11
1. Выбор схемы ПКС ..14
2. Определение выходных данных 15
3. Расчет количества зубьев колес 15
4. Расчет зубчатых передач на прочность ..16
4.1. Режим работы зубчатых колес на расчетную нагрузку .16
4.2. Выбор марки стали для зубчатых колес ..18
4.3. Допустимые напряжения .. 18
4.4. Проектный расчет передач 18
4.5. Геометрический расчет передач ПКС .19
4.5.1. Диаметры колёс 19
4.5.2. Межосевое расстояние .19
4.5.3. Ширина колёс 20
4.5.4. Подбор подшипников и расчет осей сателлитов.. .20
4.6. Проверочный расчет зацепления на прочность 21
4.6.1. Определение степени точности передач 21
Расчет фрикционной муфты .23
1. Расчет количества дисков ..23
2. Расчет нажимной пружины 24
Выбор и расчет тормозного устройства .. . .24
Расчет валов на статическую прочность .. .26
1. Проектный расчет валов 26
2. Выбор муфты .. 26
3. Расчет механизма включения фрикционной муфты . ..27
4. Компоновка ПКС .27
5. Проверочный расчет валов 28
Выбор и расчет подшипников .30
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ..33
Из средств массовых насыпных грузов чаще отдается предпочтение машинам непрерывного действия которые в сравнении с циклично действующими средствами транспорта характеризуются целым рядом преимуществ таких как: возможность длительного безперегрузочного транспортирования сохранения сортности и качества груза; широкая возможность транспортирования; малая трудоемкость и удобство обслуживания сравнительная простота и высокая надежность работы конструкций; возможность обеспечения широкого диапазона производительности и длины транспортирования.
В приводах конвейеров необходимость регулирования скорости обусловлено прежде всего тем что коэффициент нагрузки конвейера по времени значительно небольшой. Для ленточных конвейеров он находится в пределах от 028 до 075 что приводит к неоправданному перерасходу электроэнергии и преждевременному износу деталей конвейера в особенности его ленты. Двух скоростной конвейер может обеспечить более высокую производительность при увеличении грузопотока что позволит избежать перегрузки промежуточного бункера. В случае неизменного грузопотока можно снизить натяжение ленты путем перехода на более высокую скорость или при снижении грузопотока уменьшить износ ленты и роликоопор путем перехода на более низкую скорость. Все это в конечном счете способствует более высокому управлению конвейерами и увеличению срока его службы что может дать определенную экономическую выгоду.
Таким образом необходимость ступенчатого регулирования скорости тягового органа ленточного конвейера 2Л100У следует считать неоспоримым фактом.
Проектируемый привод конвейера должен быть разработан на базе привода конвейера 2Л100У иметь две рабочие скорости. С экономической точки зрения следует максимально использовать узлы существующего привода.
Проектируемый привод должен иметь габариты незначительно превышающие базовые и иметь минимальное число операций управления. Машина должна быть безопасной для обслуживающего персонала работать с минимальным шумом и вибрацией. Проектируемый узел должен быть технологичным иметь наименьшее число деталей быть легко транспортируемым. Узел должен легко сопрягаться с узлами соответствующего привода конвейера 2Л100У.
Входные данные для расчета:
Тип конвейера: 2Л100У;
-угол установки конвейера ;
-скорости движения ленты мс 16мс;
- максимальные производительности конвейера=680 тгод =545тгод
-длина поставки =700 м 1500м;
- погонные массы вращающихся частей ролиткоопор на груженой и порожней ветвях соответственно кгм кгм;
- масса вращающихся частей роликоопор при диаметре роликов 127мм: кг кг;
- расстояние между роликоопорами =12 м =24 м;
- диаметр приводного барабана =630 мм;
- число приводных барабанов =2 шт;
-суммарная мощность привода = 2 х 110=220 кВт;
тип двигателя: ВАОК 450S-6;
-частота вращения вала двигателя =1480 мин-1;
тип ленты: 2РТЛО-1500;
- приемная способность ленты =168 м3мин;
-погонная масса ленты =28 кгм3;
- разрывное усилие ленты для ленты 2РТЛО-1500 =1470000 Н;
В- ширина ленты В=100 см;
- коэффициент сцепления ленты с приводным барабаном (огнестойкая обкладка футерованный барабан ) =030;
- угол обхвата приводных барабанов =440о или 77 рад;
- тяговый фактор =101.
1. Построение графика применимости конвейера
Допустимая длина конвейера по мощности приводной станции при скорости ленты мс:
где -суммарная мощность привода = 2х110=220 кВт;
- коэффициент запаса мощности =12;
- ускорение свободного падения =981;
- угол установки конвейера =10о;
- коэффициент сопротивления движению ленты =0035;
- коэффициент учитывающий сопротивление на конечных барабанах в загрузочном оборудовании и другие местные сопротивления =108;
- погонная масса груза
где - погонная масса груза кгм.
Допустимая длина конвейера по прочности ленты:
где - запас мощности =85.
Допустимая длина конвейера по условию допустимого провеса ленты между роликоопорами:
Производим расчеты длин конвейера для углов и сводим результаты в таблицу 3.1
Таблица 3.1. Допустимая длина конвейера в зависимости от угла наклона
Продолжение таблицы 3.1.
Согласно данных таблицы строим график зависимости длины конвейера от угла наклона и производительности (Рис.3.1.).
Для дальнейшего расчета принимаем =50886 м .
Рис.3.1.График зависимости длины конвейера от угла наклона и производительности.
2.1. Проверка ширины ленты
Проверка ширины ленты попроизводительности:
где - насыпная плотность груза = 093тм3;
- коэффициент продуктивности =550;
- коэффициент снижения площади поперечного сечения груза на наклонном конвейере =09.
2.2. Сопротивления движению
Сопротивления движению ленты на груженной ветви:
где - коэффициент сопротивления движению на груженной ветви =0030.
Сопротивления движению ленты на порожней ветви:
где - коэффициент сопротивления движению на порожней ветви =0035.
Тяговое усилие наприводе конвейера:
2.3. Натяжение ленты
Минимально необходимый натяг ленты в точке сбегания с приводного барабана:
где - коэффициент запаса сил сцепления =12.
Минимально необходимый натяг ленты по условию провеса:
Максимально допустимый натяжение ленты:
Натяжение ленты в характерных точках:
где - коэффициент учитывающий местные сопротивления =002;
- условие отсутствия проскальзывания конвейерной ленты на приводном барабане выполняется.
Рис.3.2. Диаграмма натяжения ленты конвейера
2.4. Мощность привода
При скорости ленты мс:
где - коэффициент запаса мощности =115 Н;
при скорости ленты 16мс:
Анализ возможных вариантов двухскоростного привода
Приводы шахтных ленточных конвейеров работают в довольно сложных условиях которые необходимо учитывать при конструировании и выборе того или другого типа привода.
Привод должен иметь достаточную для заданных условий мощность при ма-ксимальной простоте конструкции.
Особенности условий эксплуатации подземных приводов: ограничение рабо-чего пространства работа во взрывоопасной атмосфере абразивность транспор-тируемого материалавлажной среды и химической активности шахтных вод-требуют минимальные габариты и массу привода надежность в работе и длитель-ной эксплуатации взрывобезопасного исполнения.
В практике современного горного машиностроения используют следующие методы регулировки скорости исполнительных органов: ступенчатый беспреры-вный и метод замены отдельных элементов привода.
Последний метод обеспечивается установкой в редуктор пары зубчатых колес с новым передаточным отношением или сменой приводного двигателя на другой с меньшим или большим значением частоты вращения. Эти способы требуют много времени для проведения замены узлов привода и требуют чистого незапы-лен-ного пространства так как попадание пыли в редуктор уменьшает срок его службы.
Бесступечатое регулирование скорости производится с помощью электричес-ких или гидравлических передач. Бесступенчатые системы регулировки имеют следующие недостатки: сложное строение (датчики уислители элементы упра-вления и т.д.) большие габариты и значительную стоимость.
Ступенчатое регулиовние скоростей имеет несколько вариантов:
)Редуктор с переключением (рис.4.а) кулачковой муфты.
Передача Z1- Z2 имеет передаточное число 1 что соответствует скорости мс. Передача Z3- Z4 имеет передаточное число 156 что соответствует скорости 16мс.
Рис.4.а Редуктор с переключением кулачковой муфты.
Остальные колеса такие же как у штатного редуктора ЦГН-500-20-12.
Достоинством этого варианта является простота конструкции простота упра-вления.
Недостатки: необходимость изготовления специального редуктора значи-тельные ударные нагрузки при переключении что ведет к сокращению срока службы.
Коробка скоростей (рис.4.б.)
Принцип работы аналогичен вышеописанному.
Достоинствами являются простота конструкции и управления а также возможность применения типового редуктора.
Недостатками являются ударные нагрузки при переключении и увеличении поперечных габаритов.
Рис.4.б. Коробка скоростей
)Планетарная коробка скоростей (рис. 4.с.)
Для получения скорости =16 мс водило 7 сцепляется с солнечным колесом 1 при помощи фрикционной муфты 6. При этом вся коробка вращается как муфта и передаточное число равно 1.
Рис. 4.с. Планетарная коробка скоростей
Для получения рабочей скорости =25 мс водило и солнечное колесо расщепляются и солнечное колесо тормозится тормозом 5 за шкив 4. При этом начинает работать планетарный механизм с передаточным числом 156.
Достоинством является возможность примемения типового редуктора и от-сутствие ударов при переключении скоростей.
Достигается снижение массы коробки в 15-3 раза. Габариты планетарных коробок скоростей при равных условиях в 4-8 раз меньше габаритов коробок обычного исполнения.
Упрощается автоматизация управления приводом машины.
Планетарная коробка скоростей есть механизмом соостного типа что поло-жительно сказывается на компоновочных решениях привода конвейера.
К недостаткам следует отнести увеличение поперечных размеров и более сло-жную конструкцию однако предохранительные свойства фрикционной муфты а также возможность остановки конвейера при работающем двигателе дают осно-вание принять этот вариант.
Окончательно делаем вывод что для конвейера 2Л100У оптимальным будет использование планетарной коробки скоростей (ПКС).
Привод ленточного конвейера должен беспечивать две скорости движения ленты: мс 16мс.
Диапазон регулировки скорсти:
Для редукторного режима работы ПКС ряд передаточных отношений характеризуеться выражением:
Согласно диапазона регулировки скорости выбираем схему ПКС (Рис.4.с.)
КПД планетарной коробки скоростей:
- КПД пары колес снаружным зацеплением =098;
- КПД пары колес внутренним зацеплением =099.
Скорость вращения ведущего вала:
где - частота вращения вала двигателя =1480 мин-1.
Уравнение кинематики элементарного ряда:
При включении тормоза Т солнечная шестерня неподвижна тогда уравнение кинематики элементарного ряда:
Скорость вращения корончатого колеса:
Скорость вращения водила:
Скорость вращения сателита:
2. Определение выходных данных
-на первой передаче:
где - мощность одного двигателя =110 кВт;
- КПД зубчатой муфты =098;
- КПД подшипникового узла =098
- КПД фрикционной муфты =095.
-корончатого колеса:
-на корончатом колесе:
Уравнение равновесия вращающих моментов:
где - момент на солнечном колесе:
Передаточные отношения:
3. Расчет количества зубьев колес
Так как =178 принимаем число сателитов 3.
Условие соседства сателитов:
- условие соседства выполняется.
- целое число условие выполняется.
4. Расчет зубчатых передч на прочность
4.1. Режим работы зубчатых колес на расчетную нагрузку
Суммарное машинное время работы:
*365*08*3*6*07=22075ч
где - срок службы конвейера =6 лет;
- коэффициент годового использования =080;
- число смен за сутки =3;
- продолжительноть смены =6 часов;
- коэффициент использования конвейера за смену =07.
Суммарная наработка:
где - частота вращения корончатого колеса =1480мин-1;
- число вхождений в зацепление зубьев зубчатого колеса за один оборот =1.
где - частота вращения выходного вала =948 мин-1.
Машинное время для каждой ступени диаграммы (рис 4.3):
Наработка для первой ступени диаграмы:
Рис 4.3 Диаграмма нагрузок
Так какциклов ициклов что > 5*104 циклов то за нормальную принимаем нагрузку что соответствует первой ступени диаграммы.
Коэффициент эквивалентности с контактной прочности:
Коэффициент эквивалентного изгиба:
где - показатель степени =9.
Коэффициент контактной долговечности:
где - база контактных напряжений =125*106;
Коэффициент долговечности по изгибу:
где - база напряжений по изгибу =4*106;
4.2. Выбор марки стали для зубчатых колес
Выбираем материал зубчатых колес ПКС- сталь марки 40ХН (ГОСТ 1050-74)
улучшение закалка СВЧ
4.3. Допустимые напряжения
Допустимое контактное напряжение:
где - граница продолжительной контактной прочности
- коэффициент безопасности =12
Допустимое напряжение изгиба:
где - граница продолжительной прочности по изгибу МПа;
- коэффициент безопасности =175.
Таблица 4.4.3. Границы прочности и коэффициент безопасности для стали 40ХН
Твердость зубьев НRС
4.4. Проектный расчет передач
Расчет ведем по зубьям сателлита так как при изгибе они испытывают реверсивную нагрузку что учтено при выборе .
где - расчетный момент Н*мм
-наибольший момент нормального протекающего технологического процесса;
- коэффициент распределения нагрузки=10;
- коэффициент нагрузки предварительно принимаем =29;
- коэффициент формы зуба =374;
- расчетное число сателлитов =;
- коэффициент ширины .
Принимаем модуль зацепления по ГОСТ 9560-66 =55 мм.
4.5. Геометрический расчет передач ПКС
4.5.1. Диаметры колёс
Делительные диаметры:
Диаметры вершин зубьев:
Диаметры впадин зубьев:
4.5.2. Межосевое расстояние
Ширина колёс по условию обеспечения контактной прочности:
- коэффициент распределения нагрузки =10;
- коэффициент нагрузки =27.
Ширина колёс по условию обеспечения изгибной прочности:
Окончательно ширину зубчатых колес определяем после выбора подшипников сателлита при условии что она должна быть больше 10354 мм.
4.5.4. Подбор подшипников и расчет осей сателлитов
Максимальный диаметр внешнего кольца подшипника:
Выбираем для сателлитов одношариковые подшипники:
6 (d=30мм D=55мм В=13мм С=15 кН );
5 (d=25мм D=52мм В=15мм С=16 кН );
4 (d=20мм D=52мм В=15мм С=19 кН );
где D-внешний диаметр подшипника;
d- внутренний диаметр подшипника;
В- ширина подшипника;
С- коэффициент работоспособности.
Для получения наибольшей долговечности подшипника предварительно выбираем подшипник: 304.
где - изгибающий момент
- расчетная длина оси:
где - толщина щеки водила =25мм;
- ширина подшипника =15мм;
- ширина стопорного колеса =328мм;
- расстояние от канавки для стопорного кольца до торца сателлита =2 мм;
- толщина упорного бортика в сателлите для упора подшипника =8 мм;
- зазор между щекой водила и торцом сателлита =3мм;
- радиальная нагрузка действующая на подшипник сателлита.
Выбираем для осей сталь 40Х =790 МПа.
Расчет показал что .
Долговечность подшипников сателлитов:
где Р- эквивалентное напряжение действующие на подшипник:
Для уменьшения нагрузок на подшипник принимаем два подшипника на одной опоре откуда:
- коэффициент безопасности =14;
- температурный коэффициент =10;
- коэффициент вращения =12;
- соответственно радиальный и основной коэффициент нагрузок =10; =10;
- осевая нагрузка = 0;
- частота вращения внешнего кольца подшипника
4.6. Проверочный расчет зацепления на прочность
4.6.1. Определение степени точности передач
Фактическое значение круговой скорости:
Согласно значений круговой скорости принимаем седьмую степень точности передач ПКС.
Контактные напряжения на поверхности зубьев:
где - расчетный коэффициент
- коэффициент нагрузки ;
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки =105;
- коэффициент учитывающий динамические нагрузки =25;
- коэффициент учитывающий точность изготовления и круговую скорость =10.
Изгибающий момент в корне зуба:
- расчетное круговое усилие
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки =104;
- коэффициент учитывающий динамические нагрузки =274;
Условие прочности передач:
548 МПа 192 МПа;27739 МПа 8892 МПа.
Условие прочности передач выполняется.
Расчет фрикционной муфты
1. Расчет количества дисков
Для блокировки основных цепей ПКС принимаем: многодисковую муфту сухого трения с стальными дисками и асбестовой обшивкой.
Схема многодисковой фрикционной муфты изображена (рис.5.1.). Диски трения сжимаются усилием Р создаваемое пружинами и момент трения возникающий между ними обеспечивает связь ведущих деталей с ведомыми.
Рис.5.1. Схема многодисковой муфты.
где - наружный радиус диска =170 мм;
- внутренний радиус диска =90 мм;
- рабочая ширина дисков:
Расчетный момент муфты:
где – коэффициент запаса =14.
Количество пар поверхностей трения:
где – коэффициент трения =03;
-допустимое удельное значение для стальных дисков сухого трения =03 Нмм2.
Для уменьшения нагрузок на нажимную пружину принимаем Z =2 шт.
2. Расчет нажимной пружины
Усилие на пружине при выключенной муфте:
Усилие на одну пружину при выключенной муфте:
где - количество пружин =18 шт.
Усилие на одну пружину при включенной муфте:
где - допустимое напряжение пружины для углеродистой пружинной провол-ки класса по ГОСТ 9389-75 Нмм2.
Выбор и расчет тормозного устройства
Для блокировки солнечной шестерни ПКС (совершения редукторного режима работы ПКС) принимаем колодочные тормоза с длинноходным электромагнитом и замыканием массой груза.
Расчетный тормозной момент:
где - коэффициент запаса =14.
Рис.6.1. Схема тормоза.
Характеристика тормоза
В- ширина колодки В=250 мм;
- угол обхвата колодкой тормозного шкива мм;
- материал накладки тормозной колодки: лента тормозная асбестовая Б6х250 ГОСТ 1198-78;
- диаметр шкива 500мм;
- расчетные длины =200мм; =160 мм; =200 мм; =350 мм; =800 мм; =1300 мм; =540 мм; =1450 мм.
Сила давления на тормозные колодки:
где - коэффициент трения между шкивом и тормозной колодкой =032.
Усилие сжатия тормоза:
где - коэффициент учитывающий потери в шарнирах рычажной системы =095.
Масса закрывающего груза:
Необходимое усилие электромагнита:
где – коэффициент обеспечивающий быстродействие магнита =15.
Передаточное отношение рычажной системы:
Необходимый ход якоря:
где - суммарный зазор между колодками и шкивом =14;
- коэффициент учитывающий холостой ход якоря =11.
Для привода тормоза принимаем электромагнит типа КМТ-7А
Техническая характеристика:
-тяговое усилие =1400 Н;
- масса якоря =520Н;
- максимальный ход якоря =80 мм.
Расчет валов на статическую прочность
1. Проектный расчет валов
Ориентировочный диаметр хвостовика входного вала:
где - допустимое напряжение кручения =20 МПа.
Ориентировочный диаметр хвостовика выходного вала:
Учитывая что диаметры хвостовиков вала двигателя и входящего вала редуктора равны 100 мм и 90 мм принимаем:=100 мм; =90мм.
Диаметры шипов валов: (105 115)*.
Диаметр уступов для крепления подшипников: =(105 115)*.
Ориентировочная ширина подшипника: .
Диаметр хвостовика вала мм
Диаметр уступов для крепления подшипника мм
Крутящий момент Н*мм
Ширина подшипника мм
Для соединения вала водила с валом двигателя применим зубчатую муфту ВSD-90 ГОСТ 5006-55
- диаметр посадочного отверстия муфты =90м;
- номинальный вращающий момент =8*106 Н*м;
- длина посадочной поверхности полумуфты =
957*106*12*13 = 14*106 8*106
где - коэффициент ответственности передачи =12;
- коэффициент режима нагрузки =13.
Выбранная муфта удовлетворяет условиям прочности.
Для соединения корончатого колеса с валом редуктора примем ступицу ана-логичную по конструкции МУФП ГОСТ 21424-75 для =80мм.
3. Расчет механизма включения фрикционной муфты
Для включения фрикционной муфты ВSD-90 необходимо:
- ход включения =46 мм;
- усилие включения =1500Н;
- усилие выключения =900 Н.
Для привода механизма включения примем электромагнит КМП-6 с тяговым усилием 1000 Н. При ПВ=25% и ходе якоря 120 мм.якоря =35кг.
Соотношение тяг рычажной системы должно быть:
Рис.7.3. Схема механизма включения фрикционной муфты
При этом соотношение усилий включения:
Следовательно включение может производиться только за счет массы груза.
Толщина стенки корпуса:
Минимальный зазор между поверхностями вращающихся деталей:
Расчетная длина вала:
где - длина крышки подшипникового узла предварительно принимаем:
- длина шпонки принимаем: =80 мм;
- длина рычага управления = мм.
5. Проверочный расчет валов
Для планетарной передачи осевые и радиальные нагрузки равны нолю поэто-му выполняем проверочный расчет вала по изгибающему моменту что возникает от веса и тормозного шкива.
Неравномерное усилие от зубчатой муфты:
где -делительный диаметр муфты:
Реакции от неравномерного усилия муфты:
Реакции от веса и шкива:
Изгибающий момент в безопасном сечении:
Суммарный изгибающий момент:
Эквивалентный момент:
- коэффициент приведения переменных напряжений =07.
Рис.7.2. Схема нагрузок вала
Выбираем для данного вала сталь марки 30ХГТ ГОСТ 4543-71.
Граница прочности вМПа
Диаметр вала по эквивалентному моменту:
где –допустимое напряжение на изгиб
- запас прочности =20;
- коэффициент зависящий от абсолютных размеров =063
- эффективный коэффициент концентрации =23.
Принятое при проектном расчете значение диаметра вала =100 мм соответствует требованиям.
Момент сопротивления изгиба:
Момент сопротивления кручению:
Максимальное напряжения изгиба:
Максимальное напряжение кручения:
Коэффициент приведения:
Амплитуда напряжений изгиба:
Амплитуда напряжений кручения:
Коэффициент запаса прочности:
- по нормальным напряжениям:
- по касательным напряжениям:
где - эффективные коэффициенты концентрации =23; =165;
- коэффициент учитывающий шероховатость =10;
- коэффициент влияния асимметрии цикла =005 =0.
Общий запас коэффициента запаса мощности:
что больше допустимого
– условие мощности выполняется.
Выбор и расчет подшипников
Выходные данные для расчета подшипников:
частота вращения вала:
- диаметр шейки вала:
Учитывая то что на вал действует только радиальные нагрузки принимаем шариковый однорядный подшипник 220
Характеристика подшипника
- внутренний диаметр =100 мм;
- внешний диаметр =180 мм;
- ширина подшипника =34 мм;
- динамическая грузоподъемность =124 кН.
Эквивалентная нагрузка:
где - коэффициент запаса =14;
- коэффициент вращения =10;
- радиальный коэффициент нагрузки =10;
- проверяем долговечность более нагруженной второй опоры.
где - постоянные нагрузки что действуют на протяжении милионов оборотов
- общее количество мильонов оборотов:
Для уменьшения нагрузок на подшипник принимаем два подшипника на одной опоре тогда:
Долговечность подшипника:
- что более расчетной продолжительности работы конвейера.
Для смазки зубчатых передач и подшипников сателлитов согласно со значением частоты вращения выходного вала ПКС и его диаметра принимаем масло АКЗп-6 ГОСТ 1862-65.
Характеристика масла:
Тип: АКЗп-6 ГОСТ 1862-65;
- вязкость не менее 6ССГ;
- примесей не более 003
- температура застывания = -40с.
Минимальный уровень масла
где - расстояние между сателлитом и дном корончатого колеса =8 мм;
- высота зуба сателлита =12мм.
Минимально необходимый объём масла:
где -длина колеса по внутренним стенкам =110 мм;
- радиус для колеса =210 мм.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
При подготовке и проведении работ с изделием необходимо придерживаться действующих «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» «Правил эксплуатации подземных ленточных и пластинчатых конвейеров в угольных и сланцевых шахтах».
Выполнять погрузочно- загрузочные работы крупногабаритных частей конвейера необходимо выполнять строго за схемой. Производить погрузочно- загрузочные работы должны лица прошедшие обучение и имеющие допуск на выполнение грузоподъёмных работ.
При монтаже ленты должна использоваться аппаратура и механизмы (вулканизаторы электрощётки и т. д.) в исполнении «ВЗ». Стыковка ленты должна проводиться только методом горячей вулканизации.
В местах приводных секций приводов во время монтажа осветление выработки должна быть не менее 50 люкс.
Выработка в которой установлен конвейер должна быть оборудована средствами пожаротушения. Непосредственно у приводной станции должна быть смонтированы водораспылители для тушения огня.
С целью предупреждения несчастных случаев запрещается управление конвейерами и проведения ремонтно-наладочных работ лицам немеющим соответствующего разрешения. Производить всевозможный ремонт электрических и механических частей конвейера только при выключенных и заблокированных пускателях главного и вспомогательного приводов.
Запрещается езда на ленте грузового конвейера переход через движущуюся ленту в необорудованных для этого местах; работа при недостаточном расстоянии между лентой и неподвижными предметами.
Запрещается снимать крышки с электрических аппаратов имеющих искроопастные цепи до предварительного снятия силовой нагрузки и замера присутствия безопасного количества метана.
В результате проделанной работы спроектирован двухскоростной привод для конвейера 2Л100У. В качестве сконструированного узла принята планетарная коробка скоростей которая позволяет получить две рабочие скорости. Произведен расчет зубчатых передач выбор подшипников способа и количества смазки.
Коробка скоростей может работать при любых углах наклона выработки невелика по размерам легко транспортируется к месту эксплуатации. Сборка производится на заводе в условиях шахты требуется только закрепить коробку на валах двигателя и редуктора.
Управление данной коробкой легко поддается автоматизации.
Используемая литература
Методические указания к составлению курсового проекта по дисциплине «Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов» (для студентов специальности 1701) Сост.: Шавлак В.Ф.Сноведский Е.М. Ададуров В.В. Кислун В.А.-Донецк: ДПИ 1991. –59с.
Чернавский С.А. Проектирование механических передач. –М.: Машино-строение 1984. –560 с.
Планетарные передачи. Справочник под ред. В.Н.Кудрявцева.- М.: Машино-строение 1977. –336 с.
Мясников Г.В.Моисеенко Е.И. Многоскоростные планетарные механизмы в приводах горных машин. –М.: Недра 1975. –264 с.
Зельцерман И. М. Кадминский Д. М. Фрикционные муфты и тормоза гусе-ничных машин. –М.: Машиностроение 1965. –240 с.
Александров М.П. Тормозные устройства в машиностроении.- М.: Машино-строение 1965.-676 с.
Поляков В.С. Барабаш И.Л. Муфты.- Л.: Машиностроение 1973. –531 с.
Перель Л. Я. Подшипники качения Расчет проектирование и обслуживание опор. –М.: Машиностроение 1983 -544 с.
Справочник по шахтному транспорту под ред.Г.Я.Пейсаховича и И.П.Релизо-ва. М.: Недра. 1977. –624 с.
Кудрявцев В.Н. Конструирование и расчет зубчатых редукторов Л.: Маши-ностроение 1971 –425 с.
Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.- М.:Недра 1986. –447 с.

2.Реферат+ Задание.doc

Пояснительная записка курсового проекта: 35 страниц 10 рисунков 5 таблиц 11 источников.
Объектом исследования является приводная станция конвейера 2Л100У.
Цель работы: разработать конструкцию двухскоростной приводной станции для конвейера 2Л100У.
Методы исследования: метод инжинерного анализа технических расчетов.
Получен график зависимости конвейера 2Л100У и значение конвейера в соответствующих точках.
В данной работе после анализа конструкторских решений многоскоростных приводов ленточных конвейеров cделан выбор оптимального способа регулировки скорости ленты: использования планитарной коробки скоростей.
Получены значения крутячих моментов действующих на зубчатые колеса и валы коробки передач. Расчитаны геометрические размеры зубчатых колес и валов. Полученны значения запасов мощности валов. Выбраны подшипники и найдены значения их долговечности. Разработана конструкция коробки предач и общий вид приводной станции. Разработан способ смазки расчитан механизм управления и правила эксплуатации.
КОНВЕЙЕР ЛЕНТА КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА МУФТА ПОДШИПНИК СМАЗКА

1.ТРАН.МАШ. титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по курсу:
« Транспортные машины и комплексы »
«Разработать конструкцию двухскоростной
приводной станции конвейера 2ЛУ-100 »