Проектирование пластинчатого конвейера для транспортирования щебня вариант 5

spetsifikatsia_Yurets (2).dwg

Редуктор Ц2У-315Н ГОСТ 22644-77
Настил бортовой волнистый
Электродвигатель 4А200L4УЗ ГОСТ 19523-74
Муфта МУВП-500-55-1-40-3-50 ГОСТ 21424-93
Конвейер пластинчатый
Пояснительная записка
Муфта МУВП-4000-90-3-95-1-50 ГОСТ 21424-93
Болт 1.2.M48-800. ВСт3пс2 ГОСТ 24379.1-2012
Гайка М48-7Н.5(75) ГОСТ 5915-70
Шайба А.48.01.08.КП.016 ГОСТ 11371-78

Пояснительная записка по МНТ Малеев.docx

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
Тверской государственный
технический университет (ТГТУ)
Машиностроительный факультет
Кафедра: строительные дорожные машины и оборудование
«Машины непрерывного транспорта»
Тип транспортной машины
Пластинчатый конвейер
Производительность Q тч
Горизонтальная проекция трассы L м
Высота транспортирования Н м
Класс использования по времени В
Класс использования по производительности П
Класс использования по грузоподъёмности Н
Класс использования по нагружению Ц
Тип загрузочного устройства
Тип разгрузочного устройство
Насыпная плотность p кг м
Степень абразивности
Крупность размер частиц мм
Угол естественного откоса в покое
Определение основных параметров пластинчатого конвейера 4 с
Выбор необходимых параметров и элементов конструкций конвейера:
1. Выбор типа катков для рабочей ветви конвейера 5 с
2. Предварительный расчёт 6-8 с
Расчет элементов конвейера
1. Расчет и подбор электродвигателя 9 c
2. Расчет и выбор редуктора 9-10 c
3. Расчет и подбор тяговой цепи 10-12 c
4. Расчет натяжного устройства 12-15 c
5. Расчет валов 15-18 c
6. Выбор подшипников 18-19 c
7. Расчет и выбор тормозного устройства и муфт 19-20 c
8. Расчет звездочек 20-21 c
Список использованных источников 22 с
Определение основных параметров пластинчатого конвейера
Выбор схемы конвейера
при наличии завышения между пунктом загрузки и разгрузки и наличия дополнительных требований используются наклонно-горизонтальные конвейеры[1]. Протяженность наклонного участка устанавливают наименьшей[2]. Поэтому принимаем следующую схему конвейера показанную на рисунке 1.
Рисунок 1-Схема пластинчатого конвейера
-приводная звёздочка 2-натяжная звёздочка 3-бортовой волнистый настил 4-роликоопора 5-загрузочная воронка.
Конвейер работает следующим образом
Через загрузочную воронку 5 поступает груз и транспортируется на бортовом волнистом настиле 3 до конца транспортировочного конвейера затем поступает в рабочую зону. Роликоопора 4 соединяет волнистые настилы 3. Натяжная звёздочка 2 осуществляет натяжение цепей конвейера. Приводная звёздочка 1 приводит в движение полотно конвейера. L-горизонтальная проекция трассы. Н-высота транспортирования груза.
Выбор необходимых параметров и элементов конструкций конвейера
1.Выбор типа катков для рабочей ветви конвейера
В качестве тяговых элементов в конвейерах общего назначения в основном используются пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81.Наиболее нагруженными элементами тяговой цепи являются катки. Они воспринимают силы тяжести ходовой части и транспортируемого груза и передают их на направляющие пути. По условиям обслуживания и замены катков предпочтительно их консольное размещение за пределами шарнира цепи. В этом случае вместо катковой следует использовать более простую втулочную цепь. Опорный каток не входит в зацепление со звёздочкой воспринимает небольшую нагрузку и может быть снабжён подшипниками качения. Такие катки легче смазывать ремонтировать и заменять а катки с подшипниками качения к тому же имеют долговременную смазку не загрязняющую направляющие пути.[3]
Катки (Рисунок 2) использую общего назначения с подшипниками качения выбор опирается на перечисленное выше.
Рисунок 2-Эскиз катка общего назначения с подшипником качения
2 Предварительный расчёт
Скорость полотна пластинчатого конвейера выбирается с учётом следующих соображений. С её повышением увеличивается производительность уменьшаются размеры полотна масса и стоимость конвейера но возрастают неравномерность движению динамические нагрузки и износ тяговых цепей. Я выбираю конвейер с короткозвенными цепями и катками на подшипниках качения и скорость 1 мс[4].
Объёмная производительность(1)
В предварительном расчёте конвейера сопротивление на прямолинейных гружённых наклонных участка при движении на подъём определяется по формуле (2)
где - погонная масса груза кгм;
q- погонная масса движущихся частей конвейера кгм;
- Коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках;
Принимаем что участок подъёма равен 20 м тогда =22º.
- угол наклона конвейера;
g- ускорение свободного падения м.
Погонная масса груза рассчитывается по формуле (3)[3]
Погонная масса движущихся частей конвейера рассчитываются
= 0.7 - коэффициент использования высоты бортов[5]
(согласно первоначальным данным)=>
h ≥ 1.25=30 мм => h=100 мм
– коэффициент равный 1 для горизонтальных конвейеров и 09 для конвейеров с углом > 20º.
-Коэффициент и находится по таблице 2.7 [3]
Минимальное натяжение цепей для данного конвейера может быть в точках 1 или 3 (Рисунок 1). Минимальное натяжение будет в точке 3 если будет соблюдаться условие:[5]
8.2(21.5+80)0.08188.221.5sin22
28181517.36 => минимальное натяжение будет в точке 1
Коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках
Принимаем минимальное натяжение цепей = = 1500 Н. Методом обхода по контуру по ходу полотна определяем натяжения в точках 1..6 (Рисунок 1)
k=1.05 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки
Для определения натяжений в точках 21 холостой ветви производим обход против направления движения полотна
Рисунок 3-Диаграмма натяжения тягового органа
1 Расчет и подбор электродвигателя
Тяговое усилие привода определяю по формуле (5)
W=-(k-1)(-)=38824.884 H (5)
где k = 1.05 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки
Установочную мощность электродвигателя определяю по формуле (6)
= 1.1 - коэффициент запаса мощности
Принимаем электродвигатель с повышенным пусковым моментом серии 4А
тип двигателя - 4А200L4 У3;
мощность N = 45 кВт;
частота вращения = 1500 обмин;
маховый момент GD2 = 1.81 кг м2;
присоединительный диаметр вала d = 55 мм.[6]
2 Расчет и выбор редуктора
Делительный диаметр приводных звездочек определяем по формуле(7)
где t – шаг приводной цепи; z – число зубьев звездочки;
Предварительно принимаем t = 0.15 м и z = 6.
Частота вращения звёздочки определяется по формуле (8)
Передаточное число редуктора определяем по формуле (9)
Крутящий момент на выходном валу редуктора определяем по формуле (10)
Выбирая из двух образцов редукторов КЦ1-500 и Ц2У-315Н выбираю Ц2У так как он легче и дешевле чем КЦ1-500 и рама будет менее нагружена.
Исходя из выше определенных величин принимаем двухступенчатый горизонтальный редуктор
тип редуктора - Ц2У-315Н;
передаточное число u = 25;
номинальный крутящий момент на выходном валу при тяжелом режиме = 7800 Нм;
Входной и выходной валы имеют конические присоединительные концы под муфты (Рисунок 4) их основные размеры приведены в таблице 1.
Рисунок 4- Схема насаживания деталей на вал
3 Расчет и подбор тяговой цепи
Расчетное усилие в цепи определяем по формуле (11)
где - динамическая нагрузка на цепи.
Динамическую нагрузку на цепи определяем по формуле (12)
где = 1.0 - коэффициент учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера выбирается согласно при L > 60 м.
Разрывное усилие цепи определяем по формуле (13)
Где =коэффициент запаса прочности цепи (для горизонтальных конвейеров = 6-8 а для наклонных участков =8-10);
Исходя из выше определенных величин принимаем пластинчатую цепь тип цепи – М 450 (ГОСТ 588-81);
шаг цепи t = 200 мм;
разрывное усилие = 450 кН.
Для проверки цепи на прочность произведём расчет нагрузки на цепь в момент пуска конвейера.
Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяем по формуле (14)
где - динамическое усилие цепи при пуске.
Динамическое усилие цепи при пуске определяем по формуле (15)
где - приведенная масса движущихся частей конвейера - угловое ускорение вала электродвигателя;
Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле кг (16)
где = 0.9 - коэффициент учитывающий упругое удлинение цепей
= 0.6 - коэффициент учитывающий уменьшение средней скорости
вращающихся масс по сравнению со средней скоростью.
= 1500 кгс - вес вращающихся частей конвейера (без привода) принимаем согласно
Угловое ускорение вала электродвигателя определяем по формуле (17)
где - момент инерции движущихся масс конвейера приведенный к валу двигателя.
- определяется по формуле (18)
- определяется по формуле (19)
Момент инерции движущихся масс конвейера приведенный к валу двигателя определяем по формуле (20)
где - момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты определяется по формуле (21)
где = 0.0675 - момент инерции втулочно-пальцевой муфты.
4 Расчет натяжного устройства
Принимаем натяжное устройство пружинно-винтового типа.
Величина хода натяжного устройства зависит от шага цепи и определяется по формуле (22)
L=(1.6 2)t=20.2=0.4 м
Общую длину винта принимаем = L+0.4 = 04+04 = 08 м.
Принимаем материал для винта - сталь 45 с допускаемым напряжением на срез = 100 Н и пределом текучести = 320 Н. Тип резьбы выбираю прямоугольный (ГОСТ 10177-82).
Принимаем материал для гайки - бронзу Бр. АЖ9-4 с допускаемым напряжением на срез = 30 Н на смятие = 60 Нмм2 на разрыв
= 48 Нмм2. Тип резьбы прямоугольный (ГОСТ 10177-82).
Средний диаметр резьбы винта определяем по формуле (23)
где y = 2 - отношение высоты гайки к среднему диаметру
[p] = 10 Нмм2 - допускаемое напряжение в резьбе зависящее от трущихся материалов при трении стали по бронзе [p] = 8 12 Нмм2;
K = 1.3 - коэффициент учитывающий неравномерность нагрузки натяжных витков
Внутренний диаметр резьбы определяем по формуле (24)
Учитывая что длина винта большая и требуется большая устойчивость принимаем = 28 мм.
Шаг резьбы определяем по формуле (25)
Уточненное значение среднего диаметра резьбы определяем по формуле (26)
Наружный диаметр резьбы определяем по формуле (26)
Угол подъема резьбы определяем по формуле (27)
Производим проверку надежности самоторможения для чего должно выполняться условие (28)
Условие выполняется.
где f = 0.1 - коэффициент трения стали по бронзе. .
Производим проверку на устойчивость по формуле (29)
где - коэффициент скольжения допускаемых напряжений сжатия при расчете на устойчивость определяется как функция гибкости винта (l).
- допускаемое напряжение сжатия.
Допускаемое напряжение сжатия определяем по формуле (30)
Гибкость винта определяем по формуле (31)
где =2 - коэффициент приведенной длины
По известной гибкости винта нахожу = 0.22.
Подставляем полученные данные в формуле (29)
Условие выполняется.
Так как винт работает на растяжение то проверку на устойчивость производить не обязательно.
Производим проверку винта на прочность условие прочности по формуле (32)
- момент трения в резьбе (Нмм);
- момент трения в пяте (упоре) (Нмм)
Момент трения в резьбе определяем по формуле (33)
Момент трения в пяте определяю по формуле (34)
где = 20 мм - диаметр пяты принимается меньше .
Высоту гайки определяем по формуле (35)
Количество витков резьбы в гайке определяем по формуле (36)
Производим проверку прочности резьбы гайки на срез условие прочности по формуле (38)
8 Условие выполняется
В качестве материала вала принимаем сталь 45
предел прочности = 730 Нмм2 пределы выносливости: = 0.43 = 314 Н
Ориентировочный минимальный диаметр вала определяю из расчета только на кручение по формуле (39)
где M = Нм - крутящий момент на валу
= 25 Н - допускаемое напряжение на кручение для стали 45
Из стандартного ряда (ГОСТ 6636-69 R40) выбираем ближайшее значение диаметра = 110 мм. Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 130 мм. Ширину ступицы приводной звездочки определяем исходя из необходимой длины шпонки для передачи вращающего момента.
Длину шпонки определяем из условия смятия и прочности по формуле (40)
d - диаметр вала в месте установки шпонки мм;
h b - размеры поперечного сечения шпонки мм
- допустимое напряжение смятия для стальных ступиц 100-120 Нмм².
Также исходя из условия формулы (40) определяем параметры шпонки для присоединительного конца вала диаметр которого принимаем d = 115 мм и длину l = 135 мм. Значения всех геометрических размеров шпонок заносим в таблицу 2.
Таблица 2. Геометрические параметры валов
Приводные звездочки 140 200 18 11 32
Присоединительный конец вала 115 135 16 10 28
Применяем две шпонки расположенные под углом 180°.
Исходя из длины шпонок под приводные звездочки длину ступиц последних выбираем = 200 мм.
где и - реакции опор в подшипниках Н;
P - нагрузка на звездочки определяется по формуле (41)
В связи с симметричностью схемы и нагрузок реакции опор по формуле (42)
Расчет производим аналогично п. 2.5.1.
В качестве материала вала принимаем сталь 45 (диаметр заготовки более 100 мм) предел прочности = 730 Нмм2
пределы выносливости: = 0.43 = 314 Н.
предел текучести: = 0.58 = 182 Н
Диаметр вала конструктивно принимаем 0.8 от диаметра приводного вала d = 80 мм
Расчетная схема вала аналогична рис. 4. Н.
Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 100 мм. Ширину ступицы приводной звездочки принимаем конструктивно.
Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираем шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1320 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:
d = 100 мм (внутренний диаметр)
D = 215 мм (наружный диаметр)
C = 113 кН (Динамическая грузоподъемность)
Проверяем подшипники по долговечности которую определяю по формуле (43)
Долговечности достаточно
где n = 39 обмин - частота вращения вала;
- эквивалентная нагрузка на подшипник при условии отсутствия осевых нагрузок определяется по формуле (44)
где V = 1 - коэффициент учитывающий вращение колец
= 1 - температурный коэффициент
= 2.0 - коэффициент нагрузки
По произведённым расчётам определяем что подшипники будут работать в течении всего срока эксплуатации.
7 Расчет и выбор тормозного устройства и муфт
При отключении конвейера в нагруженном состоянии из-за наклона части конвейера вес груза создаст усилие направленное в сторону противоположную движению полотна. Это усилие определяем по формуле(45)
Положительное значение силы означает что сила трения элементов конвейера ниже силы скатывания груза а следовательно есть необходимость в применении тормозного устройства.
Крутящий момент на валу двигателя
где мощность двигателя
Тормозной момент при тяжёлом режиме работы
Принимаю колодочный тормоз ТКГ-300 переменного тока с пружинным замыкание и размыканием от электромагнита:
Характеристики выбранного тормоза:
Тормозной момент = 800Нм;
Диаметр шкива =300 мм.
Для передачи момента от электродвигателя ко входному валу редуктора принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП (ГОСТ 21424-93) с расточками полумуфт под вал двигателя ( = 55 мм) и под входной вал редуктора (конусная расточка dр1 = 40 мм).
Момент подводимый к валу электродвигателя равен отношению момента на выходном валу редуктора к передаточному числу редуктора Mдв = 203.4 Нм.
С учетом запаса и габаритных размеров принимаем муфту с номинальным крутящим моментом Mкр = 500 Нм при этом максимальный (габаритный) диаметр муфты D = 170 мм максимальная длинна L = 225 мм количество пальцев n = 8 длинна пальца l = 66 мм присоединительная резьба пальца М10.
Для передачи момента от выходного вала редуктора к приводному валу принимаю упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП (ГОСТ 21424-93) с конусной расточкой (исполнение К dр2 = 90 мм) для присоединения к выходному валу редуктора. Расточка муфты для присоединения к приводному валу цилиндрическая d = 95 мм с одной шпоночной канавкой.
Выбираем муфту с номинальным крутящим моментом Mкр = 4000 Нм.
Известные данные для расчёта:
делительный диаметр звездочек de = 400 мм;
количество зубьев z = 6;
шаг зубьев t = 200 мм.
диаметр роликов цепи = 120 мм.
Диаметр наружной окружности определяем по формуле (46)
где К=0.7 - коэффициент высоты зуба
Диаметр окружности впадин определяем по формуле (47)
Смещение центров дуг впадин определяем по формуле (48)
e = (0.01 0.05) t =003200 = 6 мм
Радиус впадин зубьев определяем по формуле (49)
r = 0.5 ( - 0.05t) =05(120- 005200)=55 мм
Радиус закругления головки зуба определяем по формуле (50)
Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю
Ширину зуба определяю по формуле (52)
= 0.9 (r - 10) - 1 = 0.9 (55 - 10) - 1 = 39.5 мм.
Ширину вершины зуба определяю по формуле (53)
Диаметр венца определяю по формуле (54)
где = 150 мм - диаметр реборды катка цепи;
h = 70 мм - ширина пластины цепи.
9 Расчет конструктивных элементов конвейера
Максимально допустимый изгибающий момент для швеллера 12 определяем по формуле (55)
С учетом того что вся нагрузка распределяется на два швеллера максимальную длину пролета определяем по формуле (56)
Радиус изгиба на переходе конвейера из наклонного участка в горизонтальный исходя из шага цепи принимаем R = 85 м.
Выполнив курсовую работу я спроектировал цепной пластинчатый конвейер со следующими параметрами:
Производительность Q =400 тчас;
Скорость движения полотна = 1 мс;
Длина горизонтального участка = 80 м;
Угол наклона конвейера = 22°;
Плотность транспортируемого груза q = 18 т
Также рассчитал его основные элементы проверил их на прочность и на долговечность.
Список использованных источников
Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений Н.Е. Ромакин. – М. : Издательский центр «Академия» 2008 – 432 с.
Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов обучающихся по специальности «Подъёмно-транспортные машины и оборудования» Р.Л. Зенков И.И. Ивашков Л.Н. Колобов - 2-е изд.перераб. И доп. – М.: Машиностроение 1987. – 432.: ил.
Ануфриев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 т. Т. 3. 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение 2001 – 864.: ил.
Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец учреждений среднего профессионального образования. = 4-е издание исправл. – М.: Машиностроение 2003. – 536с. ил.

spetsifikatsia_Yurets.dwg

Редуктор Ц2У-315Н ГОСТ 22644-77
Настил бортовой волнистый
Электродвигатель 4А200L4УЗ ГОСТ 19523-74
Муфта МУВП-500-55-1-40-3-50 ГОСТ 21424-93
Конвейер пластинчатый
Пояснительная записка
Муфта МУВП-4000-90-3-95-1-50 ГОСТ 21424-93
Болт 1.2.M48-800. ВСт3пс2 ГОСТ 24379.1-2012
Гайка М48-7Н.5(75) ГОСТ 5915-70
Шайба А.48.01.08.КП.016 ГОСТ 11371-78

Спецификация приводной звёздочки (2).dwg

Звездочка приводная
Гайка 2 М120х2-6Н.019
Звeздочка приводная