Привод датчика ВСА-6

ПЗ датчик ВСА-6.docx

Кинематическая схема привода
Кинематический расчет привода
Расчет шпоночного соединения подбор муфты
Рекомендация по выбору масла и смазки всех углов привода
Краткое описание порядка сборки работы и обслуживания основных элементов привода
Требования техники безопасности к проектируемому объекту
Список используемых источников
Датчик — конструктивно обособленное устройство содержащее один или несколько первичных измерительных преобразователей.
Датчик предназначен для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования обработки и (или) хранения но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Датчики давления и уровня широко применяются в пищевой и перерабатывающих индустрии при консервировании производстве продуктов брожения (кваса пива вина) соков молока и молочных продуктов кондитерской продукции производстве сахара растительного масла и в других технологиях.
Приборы для измерения давления устанавливаются в гомогенизаторах стерилизаторах пастеризаторах выпарных установках и автоклавах. Контроль уровня заполнения производится в разнообразных емкостях (купажные буферные форфасные) и танках различного назначения (молочные бродильные).
Специфика пищевых производств в частности повышенные гигиенические требования к оборудованию и температурные режимы технологических процессов определяют конструктивные особенности пищевых датчиков давления и уровнемеров.
Датчики классифицируются по различным признакам:
В зависимости от вида входной (измеряемой) величиныразличают: датчики механических перемещений (линейных и угловых) пневматические электрические расходомеры датчики скорости ускорения усилия температуры давления и др.
В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности: температура – 50% расход (массовый и объемный) – 15% давление – 10% уровень – 5% количество (масса объем) – 5% время – 4% электрические и магнитные величины – менее 4%.
По виду выходной величины в которую преобразуется входная величина различаютнеэлектрическиеиэлектрические: датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения) датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения) датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения) датчики сопротивления (активного индуктивного или емкостного) и др.
Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:
- электрические величины удобно передавать на расстояние причем передача осуществляется с высокой скоростью;
- электрические величины универсальны в том смысле что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;
- они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности чувствительности и быстродействия средств измерений.
По принципу действиядатчики можно разделить на два класса:генераторныеипараметрические(датчики-модуляторы). Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал.
Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (RLилиC) датчика.
По принципу действиядатчики также можно разделить на омические реостатные фотоэлектрические (оптико-электронные) индуктивные емкостные и д.р.
Различают три класса датчиков:
- аналоговые датчики т. е. датчики вырабатывающие аналоговый сигнал пропорционально изменению входной величины;
- цифровые датчики генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;
- бинарные (двоичные) датчики которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включеновыключено" (иначе говоря 0 или 1); получили широкое распространение благодаря своей простоте.
Требования предъявляемые к датчикам:
- однозначная зависимость выходной величины от входной;
- стабильность характеристик во времени;
- высокая чувствительность;
- малые размеры и масса;
- отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр;
- работа при различных условиях эксплуатации;
-различные варианты монтажа.
На рисунке 1 приведена кинематическая схема привода датчика ВСА-6. В таблице 1 показаны расчётные кинематические параметры для валов заданного механизма.
– электродвигатель; 2 –зубчатая передача; 3 – червячный редуктор; 4 – муфта; 5 – пара подшипников качения.
Рисунок 1 – Кинематическая схема привода
1 Кинематический расчёт привода
Дано: NР=25 кВт; р=19 радс.
Электродвигатель 4A132S8УЗ:
-синхронная частота вращения – 7125 обмин;
Редуктор; передаточное отношение – ред= 10
Таблица 1–Результат кинематического расчета привода
В соответствии с заданной кинематической схемой определяем коэффициент полезного действия привода:
Значения КПД передач и редуктора выбираем в[табл.Б1;1]
где КПД зубчатая передача;
КПД пары подшипников качения.
Определим требуемую мощность электродвигателя [3 c. 5]:
Определим частоту вращения приводного вала [3 c. 8]:
Определим общее оценочное передаточное отношение привода как произведение оценочных передаточных отношений отдельных его элементов (муфта и подшипники качения не изменяют по величине ни угловую скорость ни частоту вращения что обусловлено их назначением ) [3 c. 7]:
диапазон приемлемых передаточных отношений зубчатой передачи;
диапазон приемлемых передаточных отношений червячного редуктора;
С учетом значений получим:
Определим диапазон приемлемых частот вращения вала электродвигателя:
Электродвигатель выбирается требуемой мощности и диапазону приемлемых частот вращения исходя из условий : и . По[табл. 3;6] выбираем электродвигатель 4A132S8УЗ ГОСТ 51689–2000. Для него мощность частота вращения:
Действительное передаточное отношение привода [3 c. 13]:
Принимая передаточное отношение червячного редуктора (из стандартного ряда передаточных отношений [3 табл. 2 c. 13]) определим передаточное отношение зубчатой передачи:
Так как полученное число входит в диапазон приемлемых передаточных отношений передачи то оставляем передаточное отношения без измерений.
Для определения кинематических и энергетических характеристик на валах привода пронумеруем их от I до V.
I вал (вал электродвигателя):
Определим мощность частоту вращения угловую скорость и крутящий момент на валах привода по формулам (9–12) [3 c. 13–14]:
II вал (быстроходный вал червячного редуктора). Вращение на этот вал передается при зубчатой передачи:
Определим мощность частоту вращения угловую скорость и крутящий момент на валах привода по формулам (13–16) [3 c. 13–14]:
III вал (тихоходный вал червячного редуктора). Вращение на этот вал передается при помощи самого редуктора:
Определим мощность частоту вращения угловую скорость и крутящий момент на валах привода по формулам (17–20) [2 c. 13–14]:
IV вал (приводной вал). Вращение на этот вал передается при помощи муфты:
Определим мощность частоту вращения угловую скорость и крутящий момент на валах привода по формулам (21–24) [2 c. 13–14]:
Червячный редуктор выбираем из справочной литературы по передаточному отношению (должно быть стандартным и равным ранее принятому) частоте вращения на быстроходном валу и крутящему моменту на тихоходном валу (табличное значение должно быть равным или больше расчетного) . Принимаем червячный редуктор Ч-125-10 по ГОСТ Р 50891-96 [2] у которого номинальный крутящий момент на выходном валу а номинальное передаточное число 10 и на входном валу .
Рисунок 3 – Червячный редуктор
Запишем необходимые данные для расчета зубчатой передачи:
Выбор материала зубчатых колес
По таблице 2.1 из [5] принимаем материал для шестерни и колеса.
Механические свойства стали указаны в таблице 1.
Таблица 1 – Механические свойства стали
Для лучшей приработки зубьев при твердости до 350 НВ рекомендуется иметь твердость шестерни больше твердости колеса не менее чем на 20 30 единиц т.е.
НВ1 - НВ2 = 210-180 = 30.
Определение напряжения изгиба
1 Допускаемое напряжение изгиба определяется раздельно для колеса и шестерни по формуле:
где – предел выносливости при изгибе.
По табл. 3.1. из [5] определяем значения для шестерни и колеса:
– коэффициент учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки (принимаем = 1 – при односторонней нагрузке);
– коэффициент безопасности;
где–коэффициент учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность зубчатой передачи:
– коэффициент учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса ();
– коэффициент долговечности учитывающий влияние срока службы и режима работы (принимаем).
Определение ориентировочного значение модуля:
1 – вспомогательный коэффициент.
– для прямозубых передач.
2 – коэффициент ширины шестерни относительно диаметра.
Определяем по табл.4.1 из [5].
– для симметричного расположения колеса относительно опор.
3 z1 – число зубьев шестерни.
Принимается из условия неподрезания - z1 17
Принимаем значение z1=18.
– число зубьев колеса.
4 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки.
Принимается по графику (рис. 4.2) из [5] в зависимости от параметра :
5 – коэффициент формы зуба.
Следовательно далее расчет ведем по шестерне.
6 Определяем значение модуля:
В связи с конструктивными особенностями полученное значение округляем по ГОСТ 9563-60 по табл. 4.3 из [5]:
Ориентировочное значение диаметра начальной окружности шестерни:
Расчетная ширина шестерни:
Определяем межосевое расстояние:
Усилия действующие в зацеплении.
Определяются по зависимостям указанным в таблице 4.5 из [5].
4 Расчет шпоночного соединения подбор муфты
Муфту выбираем по передаваемому крутящему моменту=Н
Муфты подбирают по наибольшему диаметру соединяемых валов с соблюдением условия:
где– расчетный крутящий момент;
–допускаемый крутящий момент принимаемый из справочных таблиц к выбираемой муфте.
где крутящийся момент на соединяемых валах ;
K – коэффициент режима работы муфты К=15 по таблице 7 [с.15 1].
По заданным параметрам подходит муфта МУВП 4000 по ГОСТ 21424-93 с номинальным крутящим моментом =4000 Нм по таблице 8 [с.16 1].
Расчет шпонок на приводном валу:
Применяем по ГОСТ 6636-69
Крутящий момент: =H м;
По таблице Б21[с.43 2] при диаметре вала d4 = 55 мм выбираем ширину b=16мм высоту шпонки h=10 мм и глубину шпоночной канавки t = 6 мм.
Рабочую длину шпонки определим из условия прочности на смятие:
где – число шпонок(принимаем =3);- допускаемое напряжение при смятии (при расчетах можно принять = 60 – 100 МПа допускаемые напряжения на срез =100МПа).
Рабочая длина шпонки:
где –допускаемое напряжение при смятиипринимаем
Проверка на выполнение условие на прочности на срез:
Полная длина шпонки:
Окончательно применяем к установке призматические 3 шпонки ГОСТ 23360-78.
Рекомендации по выбору масла и смазки всех узлов привода
Червячный редуктор предназначен как любой редуктор для преобразования частоты вращения и крутящего момента ведущего вала в соответствие характеристикам приводимого агрегата или машины.
Особенности работы червячной передачи определяющие требования к смазочным материалам:
повышенное трение и потери на трение
высокие скорости скольжения в зацеплении
малые скорости вращения колеса
применение бронзовых сплавов.
Смазочный материал для этих условий должен обладать следующими свойствами:
противоизносными и противозадирными
минимальным гидравлическим трением
обеспечивать отвод и рассеивание тепла
создавать устойчивую смазочную пленку на трущихся поверхностях
обеспечивать удаление из рабочей зоны продуктов износа
не вызывать коррозию бронзовых сплавов.
Из всего этого следует что смазочные материалы для червячных редукторов могут быть как жидкими так и пластичными. Как правило жидкие смазочные материалы – редукторные масла – применяются в червячных редукторах с постоянным режимом работы. Пластичным смазкам отдается предпочтение когда передача работает в прерывистом или кратковременном режиме.
Преимуществами смазывания редукторов маслами являются отвод тепла и удаление продуктов износа из рабочей зоны что актуально при работе в постоянном режиме передачи мощности. Кратковременный (прерывистый) режим работы редуктора определяет использование пластичных смазок которые упрощают эксплуатацию и обслуживание редукторов а также решают проблему утечек смазочного материала.
Для сохранения физико-химических свойств масла при длительной эксплуатации а также для лучшего его отстоя в смазочную систему добавляют баки-отстойники ёмкостью от 8 до 20-кратной минутной производительности насоса. Масло подаётся сверху не зависимо от направления вращения зубчатых колёс. Давление в смазочной системе поддерживается примерно 1 15 атм. на выходе из сопла – 05 08 атм.
Зубчатые передачи рекомендуется не смазывать но зубья колёс должны быть всегда покрыты смазочным материалом для того чтобы увеличить долговечность и эффективность работы.
Краткое описание порядка сборки работы и обслуживания основных элементов привода
Первоначально на сварную раму (2) крепят электродвигатель (23) и редуктор (13) учитывая межосевое расстояние с помощью болтовых соединений (67891516) но болтовые соединения не затягивают а оставляют двигатель (23) подвижным относительно рамы.
На вал электродвигателя и входной вал редуктора в шпоночный паз закладывают шпонки (1920). Затем насаживаться на валы шестерня и колесо после чего крепятся на валу концевой шайбой (17) болтом(5) гайкой(10) и шайбой(14). На тихоходный вал (1) редуктора в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают ведущую звездочку цепной передачи которая фиксируется в осевом направлении с помощью плоской шайбы (17) и гайки (8). На приводной вал ножевой дробилки для измельчения замороженного мяса в шпоночный паз закладывают шпонку и насаживают ведущую звездочку цепной передачи которую фиксируют в осевом направлении концевой шайбой и болтом.
Следующим этапом сборки является установка ремней (13) и их натяжение за счет перемещения электродвигателя в пазах натяжной плиты. После того как достигнуто требуемое натяжение ремней электродвигатель фиксируют болтами.
После установки всех элементов привода осуществляется установка кожухов и выполняется контроль уровня масла в редукторе.
Перед работой привод обкатывают без нагрузки в течение одного часа. При работе привода не допускается резкий шум и стук.
Обслуживание привода проводят по мере необходимости: ежесменно после окончания переработки продуктов нужно очищать машину от остатков продуктов рабочие поверхности и сменные рабочие органы промывать и просушивать; через каждые 80ч работы машины проверять натяжение ремней; затачивать ножи по мере затупления работа тупыми ножами ведет к перегрузке машины и ухудшению качества нарезки; доливать или производить замену масла в редукторе; своевременно устранять замеченные неполадки.
Во время работы двигатели мотор-редукторы и редукторы могут иметь неизолированные детали под напряжением подвижные или вращающиеся детали а поверхность этих устройств может нагреваться.
Все работы по транспортировке подготовке к хранению установкемонтажу подключению вводу в эксплуатацию техническому и профилактическому обслуживанию должны выполнять только квалифицированные специалисты при обязательном соблюдении следующих требований:
– соответствующие полные инструкции по эксплуатации;
– указания предупреждающих табличек на двигателе мотор-редукторе;
– прочая документация по проектированию инструкции по вводу в эксплуатацию и электрические схемы относящиеся к приводу;
– правила и требования по выполнению работ с данной установкой;
– республиканские региональные предписания по технике безопасности и профилактике производственного травматизма.
В ходе выполнения курсовой работы на тему «Привод датчика ВСА-6» ознакомились с принципом действия и его назначением. В расчётной части по заданным параметрам рассчитали привод т.е. подобрали электродвигатель марки 4A132S8УЗ ГОСТ 51689 – 2000 с мощностью и частотой вращения nдв =7125 обмин червячный редуктор типа Ч-125-10 ГОСТ P 50891-96 с передаточным отношением Uред=10.Также рассчитали зубчатую передачу. Начертили сборочный чертёж привода вместе с рамой а также выполнили основные разрезы элементов привода.
Список использованных источников
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. – 8-е издание переработанное и доп. – М.: Машиностроение 2001 т.3 с. 165
Курмаз Л. В. Скойбеда А. Т. Детали машин. Проектирование: - УП Технопринт 2001. – 292 с.
Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие. Кузьмин А.В. Козинцов Б.С. Чернин И.М. – Мн.: Высшая школа 1986.–403с.
Методические указания. Курсовой проект по курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов специальностей Т.05.04.00 и Т.05.07.00. «Кинематический расчет привода». сост. В. Г. Харкевич – Могилев: МГУП 1999. – 12 с.
Ничипорчик С. Н. Детали машин в примерах и задачах: учебное пособие С. Н. Ничипорчик М. И. Корженцевский В. Ф. Калачев – 2-е изд. – Мн.: Выcшая школа 1981. – 432 с.
Никитин В.С. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат 1991. – 350с.
Общие требования и правила оформления учебных текстовых доку-ментов СТП СМК 7.5.3-02-2020.Введ. 2020-06-10. – Могилев: Могилевский гос-ударственный университет продовольствия 2020. 43 с.
Попов В.Н. Методические указания к курсовому проекту по курсу «Прикладная механика» для студентов технологических специальностей. Евдокимов А. В. Попов В. Н. Покатилов А. Е. – Могилев 2016.
Харкевич В. Г. Методические указания. Курсовой проект по курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов специальностей Т.05.04.00 и Т.05.07.00 «Расчет зубчатых передач». – Могилев 1999. 32 с.
Шуляк В.А. Прикладная механика раздел «Детали машин» Задания к расчетно-графическим и контрольной работам для студентов специальности 1-49 01 01. Сост. : Шуляк В.А. Киркор М.А. УО МГУП 2009.-47с.
Анфимов М.И. Атлас редукторов конструкции и расчет: - М.: Машиностроение 1993.

чертеж дачика СБ+основные разрезы.cdw

Техническая характеристика
Мощность элеткродвигателя
Частота вращения вала электродвигателя
Передаточное число привода 39
Крутящий момент на приводном валу
Частота вращения выходного вала привода
Технические требования
Привод обкатать без нагрузки в течении не менее
часа. Стук и резкий шум не допускается.
После обкатки масло и редуктора слить и залить
масло индустриальное И-40А ГОСТ-20799-88
Ограждения условно не показаны

спецификация.docx

Пояснительная записка
Гайки по ГОСТ 5916-70
Муфта ГОСТ Р 50895-96
Редуктор ГОСТ 25301-82
Шпонка ГОСТ 23360-78