Элеватор цепной

Станция загрузочная.cdw

Технические характеристики
Давление воздуха подводимое к пневмоцилиндру 1
Пропускная способность 123тч.
Технические требования
Обеспечить закрытие крышки плотно
без ударов и заеданий

Общий вид конвейера.cdw

Техническая характеристика:
Производительность элеватора Q=115 тч
Транспортируемый груз
Скорость передвижения ленты V=0
Количество ковшей 92 шт.
Технические требования:
Ось металлоконструкции должна быть выдержана
Несущая металлоконструкция элеватора сварная. Сварка ручная
электродуговая по ГОСТ 5264-80.
Материал металлоконструкции метало прокат по ГОСТ 8510-72
швеллер по ГОСТ 8240-72.
При монтаже привода следить за соостностью валов агрегатируемых
Смазать подшипников ЦИАТИМ-203" через шприц-масленки каждые
три месяца эксплуатации.

Станция натяжная.cdw

Технические требования
Обеспечить натяжение величиной 4416 H.
Обеспечить работу без заеданий и заклиниваний.

Станция приводная.cdw

План размещения отверстий
Ось электродвигателя
Технические требования:
Смещение валов редуктора и вала приводного не более:
Техничеческие характеристики:
Скорость движения ленты
Электродвигатель: асинхронный АИР132M4
частота вращения вала
Редуктор: 2Ц3-200Н-80
общее передаточное число 80

Общий вид конвейера.spw

Ковши с тяговым элементом
Грузовое натяжное устройство
Болт 6.1.M20x200 ГОСТ 24379.1-80
Болт М16-6gx60 ГОСТ 7796-70
Шайба М16-ГОСТ Р ИСО 7044-2009
Гайка М16-6gx40 ГОСТ 7796-70

Станция приводная.spw

Корпус подшипника на лапах
Манжета 1-130x110-0 ГОСТ 14896-84
Манжета 1-150x130-0 ГОСТ 14896-84
Муфта МУВП-6-250-40-4-У3
Подшипник 1322 ГОСТ 28428-90
Полумуфта зубчатая 100
Полумуфта зубчатая 120
Редуктор 1Ц3Ц-355М-У3
Эл. двигатель АИР160М6

Тяговый элемент.spw

Цепь М630 тип 2 Исп. 2 ГОСТ 588
Гайка М16-6H ГОСТ 2526-70
-6gx30-F ГОСТ Р 50274-92
Кольцо A50.65Г ГОСТ 13942-86

Станция загрузочная.spw

Устройставо загрузочное
Бункер цилиндрический
Крышка загрузочного люка

Станция натяжная.spw

Устройство натяжное грузовое
Вал натяжной со звездочками
Подшипник 1316 ГОСТ 28428-90
Дверца смотрового люка
Дверца технологического проема

Записка.docx

РАСЧЕТ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ8
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА9
1 Определение типа и параметров ковшей9
2 Расчет размеров приводной звездочки10
1. Погонная масса транспортируемого груза11
2. Погонная масса ковшей11
3. Погонная масса ходовой части ковшового элеватора12
Проверочный расчёт элеватора12
1. Уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру12
4 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА15
2. Выбор звездочки15
3 Определение расчетной мощности электродвигателя15
РАСЧЕТ ПРИВОДНОГО ВАЛА24
1 Определение реакции и изгибающих моментов действующих на вал24
2 Определение конструктивных диаметров вала24
3 Уточнённый расчёт приводного вала26
5 Расчёт подшипников приводного вала27
6 Проверка прочности шпоночных соединений27
РАСЧЕТ НАТЯЖНОГО УСТРОЙСТВА28
1 Определение необходимого усилия натяжения28
2 Определение хода натяжного устройства28
3Определение необходимой массы грузов28
4 Расчёт подшипников оси натяжного устройства29
РАСЧЁТ ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА30
ИННОВАЦИОННОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ32
Список используемой литературы34
Приложение А (Спецификации)35
РПЗ 33 с. 5 рис. 1 табл. 9 источников 1 прил.
В данном курсовом проекте был спроектирован элеватор предназначенный для транспортировки кокса среднекускового на высоту 28 метров и производительностью 115 тчас. Элеватор состоит из следующих узлов: приводная станция натяжная станция цепь с ковшами и загрузочное устройство.
Расчетно-пояснительная записка включает в себя: тяговый расчет конвейера выбор привода расчет натяжного и загрузочного устройств расчет приводного и натяжного валов. Графическая часть включает в себя 5 листов формата А1: приводная станция натяжная станция ковши с элементом тягового органа загрузочное устройство и общий вид конвейера так же спецификации.
Цели и задачи поставленные при выполнении курсового проекта:
Развить способность анализировать состояние и перспективы развития машин непрерывного транспорта.
Научиться определять способы достижения целей проекта выявлять приоритеты решения задач при производстве модернизации и ремонте машин непрерывного транспорта.
Приобрести способность использовать прикладные программы расчета узлов агрегатов и систем машин непрерывного транспорта.
Научиться разрабатывать технические условия стандарты и техническое описание машин непрерывного транспорта.
Приобрести способность сравнивать по критериям оценки проектируемые узлы и агрегаты с учетом требований надежности технологичности и безопасности.
Элеватор (лат. elevator буквально — поднимающий от elevo — поднимаю) машина непрерывного действия транспортирующая грузы в вертикальном или наклонном направлениях.
Ковшовые элеваторы предназначены для подъёма по вертикали или крутому наклону (более 60°) насыпных грузов (пылевидных зернистых кусковых) полочные и люлечные элеваторы — для вертикального подъёма штучных грузов (деталей мешков ящиков ит. п.) с промежуточной погрузкой-разгрузкой.
Ковшовые элеваторы используются в металлургии машиностроении химическом и пищевом производствах на обогатительных фабриках и зернохранилищах а полочные и люлечные — на предприятиях различных отраслей промышленности базах в магазинах а также на складах в том числе в виде подвижных стеллажей для хранения и выдачи изделий.
Ковшовый элеваторы представляет собой замкнутое полотно с тяговым органом огибающим приводной и натяжной барабаны (звёздочки) и прикрепленными к нему ковшами. Несущей и ограждающей частью элеватора является стальной сварной кожух с загрузочным и разгрузочным патрубками.
Привод имеет электродвигатель редуктор муфты и останов предотвращающий обратное движение полотна. На элеваторах применяется винтовое или грузовое натяжное устройство. Скорость движения полотна тихоходных элеваторов до 1 мсек быстроходных до 4 мсек. Подача ковшовых элеваторов 5—500 м3ч высота подъёма Н не превышает 60 м.
Основными параметрами ковшовых элеваторов являются ширина ВК высота h вылет А полезная (до кромки передней стенки) вместимость ковша и расстояние (шаг) между ковшами . Быстроходные элеваторы имеют расставленные глубокие и мелкие ковши a в качестве тягового органа — конвейерную резинотканевую ленту или короткозвенную цепь.
РАСЧЕТ ТРАНСПОРТИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ
Транспортируемый груз
Размер типичного куска
Коэффициент трения по стальным бортам
Угол естественного откоса
Условия эксплуатации
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА
1 Определение типа и параметров ковшей
Согласно рекомендациям ([1] табл. 2.10 ГОСТ 2036-77) принимаем элеватор типа ЦС-800: цепной тихоходный с сомкнутыми скругленными ковшами с самотечной направленной разгрузкой скорость цепи средний коэффициент заполнения ковша тип ковшей –С (с бортовыми направляющими и полукруглым днищем).
Рис.2 Габаритно-присоединительные размеры ковша
где – геометрический полезный объем ковша ;
– производительность элеватора ;
– скорость тягового элемента ;
– плотность груза ;
– коэффициент заполнения ковшей.
Принимаем ковш с полукруглым днищем шириной с где и [1].
Принятые ковши принимаем по размеру максимальных кусков груза по условию
где – вылет ковша [1];
– коэффициент зависящий от гранулометрического состава насыпного груза так как груз рядовой =25
Условие выполняется.
1. Погонная масса транспортируемого груза
2. Погонная масса ковшей
где масса одного ковша кг ([1] табл. 2.11); коэф. учитывающий массу крепёжных деталей .
3. Погонная масса ходовой части ковшового элеватора
где распределённая масса цепи
Предварительно выбираем цепь М-630 ГОСТ 588-81
Проверочный расчёт элеватора
1. Уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру
Рис. 2. Расчётная схема (а) и диаграмма натяжений (б) тягового органа вертикального элеватора.
Обход начинаем с точки 1 где натяжение F1 = Fmin = 2000 Н
Сила сопротивления зачерпыванию:
Сопротивление движению ходовой части:
Сопротивление на нижней звездочке
Σ Wн = Smin ' где '= 008 - коэффициент сопротивления движению.
Динамическое усилие в цепи элеваторов
Sдин = 3 S 2 z2 tц g
где S – нагрузка от неравномерно движущейся ходовой части и груза Н;
Усилие в сбегающей с нижнего барабана (звездочки) ветви
Тяговое усилие в набегающей на приводную звездочку ветви
Sнб = Sн + (q0 + qг) gH
В цепном элеваторе с учетом динамических нагрузок
Smax = 115*(Sнб + Sдин.).
Максимальное натяжение в одной цепи
Натяжение тягового элемента в точке сбегания
Sсб = Smin + q0 g H.
Рис. 3. (диаграмма натяжений ковшового элеватора)
4 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА
По ГОСТ 588-81 выбираем втулочную цепь М630 с разрушающей нагрузкой .
Коэффициент запаса удовлетворяет условию для вертикальных элеваторов.
3 Определение расчетной мощности электродвигателя
где – мощность двигателя;
– расчетная мощность кВт.
Тяговое усилие на приводном валу
По тяговому усилию определяется требуемая мощность электродвигателя
где =11–12 – коэффициент запаса;
– общий кпд привода элеватора;
– расчетное тяговое усилие на приводном валу Н.
Общий КПД привода элеватора
– КПД цилиндрического редуктора;
Выбираем электродвигатель АИР160M6 с мощностью = 15 (кВт) и частотой вращения [6].
Условие с выполняется.
Электродвигатель АИР160M6
Асинхронные электродвигатели АИР (ранее выпускались двигатели 4А 4АМ) с короткозамкнутым ротором благодаря простоте конструкции отсутствию подвижных контактов высокой ремонтопригодности невысокой цене по сравнению с другими электрическими двигателями применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства.
Структура условного обозначения:
А – асинхронный; И – унифицированная серия (И - Интерэлектро); Р – вариант привязки мощности к установочным размерам; 160 – высота оси вращения; M – установочный размер по длине станины; 6 – число полюсов.
Технические характеристики электродвигателя АИР160M6:
Рис.5 Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей АИР
Габаритно-присоединительные размеры электродвигателя АИР132M4:
Выбор редуктора осуществляем по трем основным параметрам: передаточное отношение крутящий момент на выходном валу и частота вращения барабана.
Частота вращения приводного вала
Требуемое передаточное число привода
где – частота вращения двигателя мин-1;
– частота вращения барабана.
Определение мощности крутящего момента и частоты вращения каждого вала привода.
Определим мощности:
где P1 P2 – мощность на валах двигателя и редуктора.
Определим крутящие моменты:
где – крутящие моменты на валах двигателя редуктора;
Выбираем редуктор 1Ц3У-355М-У3 :
Редуктор этапа модернизации (1) цилиндрический (Ц) трехступенчатый (3) с суммарным межосевым расстоянием ступеней 355 мм климатическим исполнением У и категорией размещения 3 [7].
Редуктор 2Ц3-200Н-315-12 Цвх Цвых - У3
Редукторы цилиндрические трехступенчатые горизонтальные с передачами Новикова общемашиностроительного применения типоразмера 2Ц3-200Н используются в приводах различных машин и механизмов для изменения крутящих моментов и частоты вращения.
Технические характеристики редуктора 2Ц3-200Н-315-12 - У3:
Рис.6 Габаритно-присоединительные размеры редукторов цилиндрических двухступенчатых горизонтальных серии 2Ц3
Муфты устанавливают на быстроходном и тихоходном валах редуктора. Муфты выбирают по вращающему (крутящему) моменту .
где – статический момент электродвигателя.
Муфта МУВП-6-250-40-4-У3 ГОСТ 21424-90 упругая втулочно-пальцевая с номинальным крутящим моментом 250 Нм с диаметрами посадочных отверстий в полумуфтах 40 мм исполнения 1 (хвостовик вала цилиндрический) климатическим исполнением У и категорией размещения 3 [7].
Габаритные и присоединительные размеры муфты МУВП
с полумуфтами исполнений 1 2
с полумуфтами исполнений 3 4
Рис.7 Габаритные и присоединительные размеры муфты упругой втулочно-пальцевой МУВП-6-250-38-1
- полумуфта; 2 - палец; 3 - втулка распорная; 4 - втулка упругая.
где – передаточное число редуктора; – общий кпд; – коэффициент запаса;
Муфта зубчатая ГОСТ Р 50895-96 типа 1 (1 – с разъемной обоймой) с номинальным передаваемым крутящим моментом 25000 Нм с диаметрами посадочных отверстий в полумуфтах 120 мм и 100 мм исполнения 1 (хвостовик вала цилиндрический) климатическим исполнением У и категорией размещения 3 [8].
Рис.8 Габаритные и присоединительные размеры МЗ
Для предотвращения обратного хода при случайном выключении двигателя применяют ограничители обратного хода.
Крутящий момент на приводной звездочке
Выбираем обгонную муфту Stieber типа AVс эксцентриковыми роликами с подшипником скольжения для низких скоростей смазочный материал - пластичная смазка с диаметром посадки на вал 100 мм
Роликовая обгонная муфта Stieber AV100 является автономной центрируется подшипниками скольжения применяется для низких скоростей вращения до и герметизирована с использованием защитного металлического лабиринтного уплотнения.
Устройство поставляется с консистентной смазкой готова к установке
в горизонтальном или вертикальном положении. В основном используется в качестве обратного хода.
Компактная конструкция отлично подходит для использования в сложных условиях эксплуатации. Радиальный зазор на этот болт должен быть равен 1-3% от ширины паза.
Моментный рычаг и подшипник не должны быть предварительно напряжены.
Технические характеристики обгонной муфты Stieber AV100:
Наименование изделия
Номинальный крутящий
Рис.9 Габаритные и присоединительные размеры обгонной муфты Stieber AV100
Габаритно-присоединительные размеры обгонной муфты Stieber AV100:
РАСЧЕТ ПРИВОДНОГО ВАЛА
1 Определение реакции и изгибающих моментов действующих на вал
Суммарная поперечная нагрузка на вал
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Максимальный изгибающий момент
2 Определение конструктивных диаметров вала
Определяем диаметр ступицы
Диаметр ступицы следует увеличить на 5 - 6 % для компенсации ослабления вала шпоночной канавкой тогда примем .
Диаметр цапфы определяется аналогично:
3 Уточнённый расчёт приводного вала
Коэффициент запаса прочности вала в опасном сечении:
коэффициент запаса прочности по напряжениям изгиба; коэффициент запаса прочности при кручении.
пределы выносливости при изгибе и кручении амплитуды колебаний цикла при изгибе и кручении.
где моменты сопротивлений сечения.
эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении ;
коэффициент упрочнения (принимаем поверхностную обработку – закалка с нагревом т.в.ч.).
Условие запаса прочности выполняется.
5 Расчёт подшипников приводного вала
Динамическая грузоподъемность подшипников:
где долговечность подшипников (млн. об.);
эквивалентная нагрузка
долговечность подшипника в часах.
По диаметру вала и с учётом динамической грузоподъёмности выбираем подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный (ГОСТ 28428-90) 1322 .
Размеры подшипника .
6 Проверка прочности шпоночных соединений
Соединение зубчатой муфты с приводным валом
Принимается призматическая шпонка ГОСТ 23360-78 с размерами .
Материал шпонки – Сталь 45
Следовательно шпонка подобрана правильно.
Соединение звездочки с приводным валом
РАСЧЕТ НАТЯЖНОГО УСТРОЙСТВА
Для элеваторов с высотой подъема более 25м целесообразно использовать грузовое натяжное устройство.
1 Определение необходимого усилия натяжения
2 Определение хода натяжного устройства
где – высота подъема элеватора;
– относительное удлинение цепи.
Принимаем ход натяжного устройства 500 мм в случаях большего растяжения цепи но работоспособного состояния цепи необходимо исключить лишние звенья тем самым уменьшить длину цепи переведя натяжное устройство в начальное положение.
Вал натяжного устройства испытывает изгиб от поперечных нагрузок создаваемых натяжением ленты.
3Определение необходимой массы грузов
где – ускорение свободного падения .
Рис.11 Размеры грузов натяжного устройства
Габаритно-присоединительные размеры груза натяжного устройства
Выберем 10 грузов массой
4 Расчёт подшипников оси натяжного устройства
По диаметру вала (цапфы) и с учётом динамической грузоподъёмности выбираем подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный (ГОСТ 28428-90) 1316 .
РАСЧЁТ ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА
Перемещаемый груз (кокс среднекусковый) будет подаваться с помощью загрузочного бункера.
Определение пропускной способности бункера
где – скорость истечения;
– насыпная плотность груза;
– площадь отверстия истечения.
Определение гидравлического радиуса
где – диаметр выпускного отверстия;
– размер типичного куска
Определение средней скорости истечения
где – коэффициент истечения;
– ускорение свободного падения .
Площадь отверстия истечения
Время полного опорожнения бункера
где – объём бункера.
Расчетное количество груза в бункере
Так как проектируемое устройство не предусматривает длительное хранение груза (рассчитано на пропускание потока груза) то проектирование устройств не допускающих слеживание не целесообразно.
Размеры загрузочного устройства зависят от технологических условий и могут быть достаточно легко изменены путем приваривания к стенкам листов металла увеличивающих площадь загрузочного устройства. Размеры также зависят от наличия свободного места в рабочем помещении различных технологических ограничений погрузочной площадки присутствия строительных и технологических конструкций и многих других факторов.
Приближенная вместимость бункера составляет что позволяет работать конвейеру 15 минут без добавления следующей порции груза в бункер.
ИННОВАЦИОННОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
В качестве предлагаемого инновационное решения рассматриваем установку датчика- сигнализатора перегрузки бункера засыпаемым в него грузом. Датчик установлен на поверхности крышки- затвора. Он имеет весовой анализатор который при закрытии бункерного затвора выводит на пульт оператора значение веса давящего на него. При перегрузке бункера во избежание превышения давления на затвор и превышения давления обеспечиваемое пневмоцилиндром датчик посылает сигнал на открытие затвора для сброса лишней массы в шахту элеватора.
Данная система носит характер аварийных устройств и необходима для предотвращения выхода из строя пневмоцилиндра затвора бункера и для недопущения превышения допустимой нагрузки на металлоконструкцию загрузочного устройства
В данном курсовом проекте был спроектирован ковшовый элеватор производительностью со следующими параметрами:
Сомкнутый со скругленным дном ГОСТ 2036-77
Цепь М630 ГОСТ 58881
Диаметр приводной и натяжной звездочки
АИР160M6 с мощностью = 15 (кВт) и частотой вращения
Обгонная муфта Stieber типа AV
Инновационное решение
Датчик автоматического сборса излишков объема груза в бункере элеватора
Графическая часть состоит:
Станция приводная 1 лист А1;
Станция натяжная 1 лист А1;
Тяговые элемент 1 лист А1;
Устройство загрузочное 1 лист А1;
Общий вид 1 лист А1.
При выполнении курсового проекта были достигнуты поставленные цели и задачи.
Список используемой литературы
Байков Б. А. и др. Атлас конструкций узлов и деталей машин. – М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана 2007. – 384 с. Ил:
Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов обучающихся по специальности “Подъемно-транспортные машины и оборудование”Р. Л. Зенков И. И. Ивашков Л. Н. Колобов - 2 – е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987. – 432 с.: ил.
Решетов Д. Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1989. – 496 с.: ил.
Спиваковский А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. – 3-е изд. перераб. – М. : Машиностроение 1983. – 487 с. ил.
Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов высших учебных заведений П. Ф. Дунаев О. П. Лёликов. – 10-е изд. стер. – М.: Издательский центр «Академия» 2007. – 496 с.
Приложение А (Спецификации)