Выгрузной шнек к тракторному прицепу производительностью 40 т/час

ШНЕК.cdw

спираль.cdw

Сталь 45 ГОСТ 2705-64

Сборочный спецификация.cdw

Крепление гидроцилиндра
Манжета ГОСТ 8752-79
Болт М8 ГОСТ 7798-70
Подшипник 308 ГОСТ 8338-75

ХВОСТОВИК.cdw

ОБЩИЙ ВИД.cdw

технической механики

Специфик. Общий вид.cdw

Поворотный механизм с редуктором

Чертеж Подпятник.cdw

П Т М.docx

Спроектировать: выгрузной шнек к тракторному прицепу производительностью 40 тчас.
Рассчитать (подобрать): шнековые транспортёры привод потребную мощность.
Разработать: 1. Вид общий.
Выгрузной шнек (спираль хвостовик подпятник).
Винтовые транспортеры применяются для горизонтального наклонного и вертикального перемещения насыпных и реже штучных грузов; с помощью гибких спиральных шнеков возможно транспортирование по криволинейной трассе. Устройство этого вида транспортера отличается компактностью конструкции и отсутствием тягового органа.
Транспортируемый груз перемещается в них по принципу волочения винтом состоящим из вала с укрепленными на нем винтовой спиралью или лопастями. При вращении винта осевая сила перемещает груз вдоль оси винта по желобу. Груз от вращения вместе с винтом удерживается силами тяжести и трения между грузом и стенками кожуха. При вертикальном транспортировании груз перемещается благодаря разности угловых скоростей груза и винта. Груз приводимый во вращение винтом под действием центробежных сил и давления на стенки кожуха притормаживается силами трения о кожух транспортера.
В зависимости от вида груза и условий работы применяются винты: сплошной – в обычных условиях работы для неслипающихся и жидких грузов; ленточный – при транспортировании крупнокусковых и слегка слипающихся грузов; он активно перемешивает материал и его можно использовать в различных машинах например кормоприготовительных; лопастной – для сильно слипающихся грузов он наиболее активно перемешивает транспортируемый материал; спиральный. Винты различаются по направлению навивки на левые и правые а по количеству винтовых линий на одно- двух- и трехзаходные. Направление навивки связано с кинематикой машины а количество заходов - с видом груза.
Простота устройства и эксплуатации и достаточно высокая производительность винтовых транспортеров позволяют широко использовать их в сельском хозяйстве в виде самостоятельных агрегатов а также в машинах в виде встроенных узлов выполняющих иногда помимо транспортирования и технологические операции.
В первом случае винтовые транспортеры встречаются как стационарное оборудование кормоцехов хранилищ для кормов мельниц и крупорушек и т. п. И как передвижное устройство для подгребания перевалки и погрузки на складах молотильных и зерноочистительных токах. Во втором – используется для перемещения продукта от одного агрегата к другому например в комбайнах молотилках и зерноочистительных установках для подгребания и распределения (шнеки очистки и жатки комбайна) или в сеялках навозоразбрасывателях и других машинах для порционной подачи (высева).
Недостатки винтовых транспортеров: несколько повышенный расход мощности (в результате значительных сопротивлений от трения материала о желоб и винт); истирание и дробление транспортируемого материала; износ поверхности желоба и винта. Дробление шнеками зерна не превышает 2%.
Загрузчик сухих кормов предназначен для транспортировки и загрузки сухих кормов в раздаточные бункера а также для бестарной перевозки зерна и комбикормов.
Загрузчик представляет собой бункер с системой из транспортёров (шнеков) смонтированных на шасси автомобиля. Бункер цельнометаллический V-образной формы. Поперечные стенки бункера образуют три равных отсека. В нижней части отсеков бункера смонтированы шиберные устройства рычаги управления которых вынесены на переднюю и заднюю стенки бункера.
На дне бункера смонтирован продольный шнек который транспортирует продукт к выгрузной горловине расположенной в задней части бункера. Шнек имеет трубчатый вал с вваренными цапфами которыми он опирается на шарикоподшипник. На один конец вала продольного шнека насажена звёздочка через которую он приводится в движение от коробки отбора мощности автомобиля карданной и цепной передачами. На промежуточном валу механизма привода шнека смонтировано предохранительное устройство для отключения шнековой линии при перегрузках.
Другой вал этого шнека связан с угловым редуктором вертикального шнека выгрузного механизма. Соединение шнека с угловым редуктором осуществлено при помощи квадратного хвостовика вала и цапф с квадратным отверстием.
Выгрузной механизм представляет собой сочетание вертикального и поворотного (выгрузного) шнеков. Между собой шнеки соединяются через угловые конические редукторы. На выходных частях шнеков в угловых редукторах предусмотрены специальные лопатки и заборные стаканы обеспечивающие передачу транспортируемого продукта из одного шнека в другой. Цилиндрические кожухи шнеков крепятся к угловым редукторам быстросъёмными хомутами. Все угловые редукторы имеют одинаковую конструкцию и передаточное число равное единице.
Поворачивают выгрузной механизм червячным устройством с ручным приводом поднимают и опускают наклонный шнек гидроцилиндром который приводится в действие от гидронасоса с ручным управлением.
Конструктивные расчёты.
Определение параметров винта.
Горизонтальный шнек.
Где: Q – производительность тч.
КП – дифференциальный коэффициент производительности
КП ГОР = 0.6 КП ВЕРТ = 0.2 0.3 = 0.06
К – коэффициент учитывающий угол наклона КГОР =1 КВЕРТ = 0.3.
КР – показатель влияющий на равномерность подачи измельчение и истирание груза в итоге на расход мощности КР ГОР = 1.25; КР ВЕРТ = 1.25
ρ – плотность груза ρ = 0.8 тм3.
n – частота вращения винта n = 200 обмин
Определение мощности на валу винта.
Мощность на валу винта:
Где: L – горизонтальная проекция транспортёра LГОР = 3 м LВЕРТ = 0.42 м LВЫГ = 3.5 м.
– коэффициент сопротивления перемещению груза = 1.2
Н – высота подъёма груза НВЕРТ = 2 м.
Кi – коэффициент учитывающий характер перемещения груза КiГОР = = КiВЕРТ = 1.2 КiВЫГ = 1.1
qK – погонная масса вращающихся частей qK = 80 D
V – осевая скорость движения груза V = Pn
Р – шаг винта РГОР = 0.25 м РВЕР = 0.525 м РВЫГ = 0.25 м.
В – коэффициент сопротивления вращению частей транспортёра для подшипников качения В = 0.01.
Где: КП – коэффициент пусковой перегрузки КП =1.25
– КПД передачи = 0.75
P=0.66+0.45+0.76=1.87(кВт)
Горизонтальный винт.
Крутящий момент на валу винта:
То=9750 066200=32.17(H M)
Осевое усилие на валу винта:
Где: КУ – коэффициент учитывающий радиус приложения усилия КУ =0.8
α – угол подъёма винтовой линии
ρ – угол трения груза о винт
f – коэффициент трения груза о винт f = 0.58
Рассмотрим вал как многоопорную разрезную балку рассчитываемую на сложную деформацию от крутящего момента Т0 растягивающей силы F0 и изгибающей распределённой нагрузки.
Распределённая нагрузка:
Где: FП – поперечная нагрузка
L – расстояние между опорами.
L1 – длина винта на участке с учётом подвесных опор.
Изгибающий момент в середине винта:
Определим диаметр вала из условия действия кручения и изгиба при допускаемом напряжении
Wp=1562+32.172602 103=2.65 10(мм)
Наружный диаметр трубы:
Внутренний диаметр трубы:
Подбираем стандартную трубу с размерами: DT = 50 мм dT = 40 мм.
Т0=9750 0.45200=22(Hм)
α=arctg0.5253.140.42=21.70
F0=2220.80.42tg(21.7+30.11)=103(H)
Fп=22220.80.421.9=138(H)
Wp=34.52+222602 103=0.68103(мм)
DT=36800.1(1-0.82) =26.7=27(мм)
Подбираем стандартную трубу с размерами: DT = 30 мм dT = 24 мм.
T0=97500.76200=37(Hм)
α=arctg0.253.140.2=21.7°
F0=2370.80.2tg(21.7+30.11)=370(H)
FП=2373.50.80.23.4=476(H)
Wp=2082+372602103=3.52103(мм3)
DT=335200.1(1-0.82)=46=50(мм)
Подбираем стандартную трубу с размерами: DT = 65 мм dT = 52 мм
Проверка винта на прогиб.
Прогиб вала в центре пролёта:
Где: Е – модуль упругости Е = 2105.
J – момент инерции сечения трубы.
J=3.1450464-3.1450464=181040(Hмм2)
J=3.1465464-3.1452464=517070(Hмм2)
Расчёт крепления хвостовика.
Исходя из типа сварного шва проверку проведём по допускаемому напряжению:
Где: LШ – длина шва по окружности трубы:
S – высота шва S = 5 мм.
- допускаемое напряжение
Расчёт цепной передачи.
Выбираем приводную роликовую трёхрядную цепь (2;стр140): 3ПР-6800-15875
Вращающий момент на ведущей звёздочке:
Т=97501.87200=92(Hм)
Передаточное число: u3=3.5
Расстояние (по центру) от вала шнека до оси ведущей звёздочки : аЦ=400(мм)
Число зубьев ведомой звёздочки (1;стр148):
Число зубьев ведомой звёздочки:
Расчётный коэффициент нагрузки (1;форм738):
кД=1.1 – динамический коэффициент при незначительных ударах.
ка=1 – учитывает межосевое расстояние аЦ≤(30 60)t
кН=1.25 – учитывает влияние наклона цепи наклон свыше 600.
кР=1.25 – учитывает натяжение цепи периодическое.
кСМ=1.4 – при периодической смазке.
кП=1 – при работе в одну смену.
КЭ=1.111.251.251.41=2.4
Шаг цепи: t = 15.875(мм)
Скорость цепи: V=0.84(мс)
Давление в шарнире:
P=22252.4202=26.4(МПа)
АОП=81(мм2) – проекция опорной поверхности шарнира.
Уточняем допускаемое давление(2;стр150фор8):
P=0.532430.84=2.76кгсмм2=27(МПа)
Определяем число звеньев цепи (1;фор7.36):
at=40015.875=25.19(мм)
Округляем до чётного числа: 108 звена.
Уточняем межосевое расстояние цепной передачи (1;форм7.37):
аЦ=0.2515.875108-0.5108+(108-0.5108)2-89.552=399.89(мм)
Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 04%:
Определяем диаметры делительных окружностей звёздочек (1;форм7.34):
dД1=15.875sin18024=122.12(мм)
dД2=15.875sin18084=424.46(мм)
Определяем диаметры наружных окружностей звёздочек (1;форм7.35):
Где: dP=13.28(мм) – диаметр ролика цепи (2;табл12)
De2=15.875ctg18084+0.7-0.313.28=461.8(мм)
De1=15.875ctg18024+0.7-0.313.28=126.2(мм)
Силы действующие на цеепь:
Окружная сила: Ft=2.225(кН)
где q=2.8(кгм) вес цепи.
Ff=9.8112.80.4=11(H)
при при вертикальном расположении цепи (1;стр151).
Расчётная нагрузка на валы:
Коэффициент запаса прочности:
s=6800022251.1+1.98+11=27.6
Допускаемый коэффициент запаса прочности условие выполнено.
Размеры ведомой звёздочки:
Ступица звёздочки: dСТ=1.6DCB
lСТ=(1.2÷1.6)45=54÷72 принимаем lСТ=70(мм).
Толщина диска звёздочки: 0.93ВВН=0.9324.38=23(мм) где ВВН расстояние между внутренними сторонами крайних пластин пластинами звена (2;табл17).
Размеры ведущей звёздочки:
Ступица звёздочки: dСТ=1.655=88(мм); lСТ=(1.2÷1.6)55=66÷88 принимаем lСТ=85(мм).
Толщина диска звёздочки: 0.93ВВН=0.9324.38=23(мм) где ВВН расстояние между пластинами внутреннего звена (2;табл17).
Делительный диаметр звёздочки
Диаметр наружной окружности
Посадочный диаметр ступицы звёздочки
Наружный диаметр ступицы звёздочки
Толщина диска звёздочки
РАСЧЕТ И ПРОВЕРКА ПОДШИПНИКОВ
Выбрали подшипник 308 из ГОСТ 8338-75.
- коэффициент влияния осевого нагружения: e= 0.22
- коэффициент радиальной нагрузки: Х= 0.56
- коэффициент осевой нагрузки: Y= 1.99
Определяем радиальную нагрузку подшипника:
Rr =(7382 + 10962)12 = 13216 Н
Определяем осевую нагрузки подшипника:
Определяем эквивалентной динамической нагрузки:
Определим отношение:
RЕ = 1 · 13216 · 12· 1 = 1582.92 Н
Определяем динамическую грузоподъемность и долговечность подшипника:
Сгр = RЕ[573 · · Lh106]m
Lh = 365 · Lr · Кr · tc · Lc · Кс
Lh = 365 · 4 · 069 · 8 · 2 · 0875 = 141036 часов
Из полученного значения вычитаем 10% на профилактику текущий ремонт нерабочие дни:
Lh= 141036 – 01· 141036 = 1269324 часов
Сгр = 1582.92 · [573 · 10205 · 1269324106]13 = 387715 Н
Определение расчетной долговечности подшипника:
L10h= 106 ·(Сr RЕ2)m(573·)
L10h= 106 ·(527001582.92)3(573·10205)= 627567 часов
7567 часов >1269324 часов
Подшипник пригоден к работе принимаем подшипник 308.
Подбор и проверка шпонок
Для соединения вала с деталями передающими кручение часто используют призматические шпонки.
Рассмотрим пример. Пусть нужно установить шпонку на вале под. Выбираем призматическую шпонку по диаметру dL1 = 40 мм по ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки: ширина b=12мм высота h = 8 мм глубина паза вала t1 =5мм глубина паза втулки t2=3.3 мм. Длину шпонки Lшп назначают из стандартного ряда.
Выбираем Lшп = 36. Шпонка 12 х 8 х 36 по ГОСТ 23360 – 78.
Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого
где Т - крутящий момент передаваемый валом Нм; d - диаметр вала в месте установки шпонки (в нашем примере d = 40 мм; L р= Lшп - b = 36-12=24)
см=23217040243=24.8МПа
На валу - шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.
Список используемой литературы:
«Подъёмно-транспортные машины» В.В.Красников В.Ф.Дубинин В.Ф.Акимов и др. 4-е издание - Москва: Агропромиздат 1987г.
«Подъёмно-транспортные машины» Методические указания по расчёту шнека А.С.Соколов – Вологда-Молочное 1993г.