Проектирование винтового конвейера

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание

Введение

1 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ВИТОВОГО КОНВЕЙЕРА

2 ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА

2.1 Определение основных размеров конвейера

2.2 Определение мощности на валу двигателя

2.3 Выбор передаточного устройства

2.4 Наибольшая продольная сила на валу

2.5 Расчёт вала шнека на прочность

2.6 Расчёт вала шнека на жёсткость

3 РАСЧЁТ РАЗВЁРТКИ ВИНТОВОЙ ЛИНИИ

4 ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ

5 РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

6 РАСЧЕТ ВАЛА КОНЦЕВОЙ ОПОРЫ

6.1 Расчет реакций в опорах

6.2 Расчет эпюры изгибающих моментов вала

6.3 Расчет вала на статическую прочность при действии

пиковой нагрузки

6.4 Расчет вала на усталостную прочность

7 РАСЧЕТ ВАЛА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ ОПОРЫ

6.1 Расчет реакций в опорах

6.2 Расчет эпюры изгибающих моментов вала

6.3 Расчет вала на статическую прочность при действии

пиковой нагрузки

6.4 Расчет вала на усталостную прочность

8 РАСЧЁТ ШТИФТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

9 РАСЧЁТ ПОДШИПНИКОВ

6.1 Расчет подшипников концевой опоры

6.2 Расчет подшипников промежуточной опоры

6.3 Расчет подшипников головной опоры

10 РАСЧЁТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

11 ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ ПОСАДОК

12 ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СТАНДАРТОВ

Заключение

Список использованных источников

Реферат

Курсовой проект: 48 с., 7 рисунков, 8 источников.

Графическая часть: 4 листа формата А1.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

(Винтовой конвейер, транспортер, кукуруза)

ВИНТОВОЙ КОНВЕЙЕР

Объектом проекта является винтовой конвейер.

Цель работы – освоить методику проектирования и расчета подъемно-транспортного оборудования, закрепить знания по дисциплинам: подъемно-транспортное оборудование, детали машин, теория машин и механизмов, метрология, сопротивление материалов, основы взаимозаменяемости и т.д., спроектировать вибрационный транспортер.

В процессе работы проводились расчет основных параметров винтового конвейера, проверочный расчет подшипников качения, расчет вала, проверочный расчет шпоночных соединений. Был спроектирован винтовой конвейер.

ЗАДАНИЕ на курсовое проектирование

Тема работы Проектирование винтового конвейера.

Содержание задания сконструировать винтовой конвейер и произвести его расчет.

Объем работы:

а) пояснительная записка 3040 с.

б) графическая часть 4 листа формата А1

Рекомендуемая литература Ковалевский В.И. Проектирование технологического оборудования пищевых производств; Ковалевский В.И. Обеспечение точности сборки при производстве и ремонте машин.

Введение

Объектом курсового проекта является винтовой конвейер.

Винтовые конвейеры относятся к категории машин непрерывного транспорта, тяговым органом его является шнек. Они служат для перемещения сыпучих, пылевидных и порошкообразных, реже – мелкокусковых грузов на небольшие расстояния (обычно до 40 м по горизонтали и до 30 м – по вертикали) при производительности обычно до 100 т/ч в химической и мукомольной промышленности и на предприятиях строительных материалов.

Витовыми конвейерами нецелесообразно транспортировать липкие и сильно уплотняющиеся грузы.

К преимуществам винтовых конвейеров относится простота устройства и несложность технического обслуживания, небольшие габаритные размеры, удобство промежуточной разгрузки, герметичность, что особенно важно при транспортировании пылящих, горячих и остропахнущих грузов.

Недостатками винтовых конвейеров являются связаный со способом

перемещения высокий удельный расход энергии, значительное истирание и измельчение груза, повышенный износ винта и жёлоба, а также чувствительность к перегрузкам, ведущая к образованию внутри жёлоба (особенно у промежуточных подшипников) скопления грузов.

Устройство и принцип работы винтового конвейера

Горизонтальный винтовой конвейер состоит из винта в виде расположенного в подшипниках винтового вала с укреплёнными на нём винтовыми витками, жёлоба с полуцилиндрическим днищем, в котором винт размещён соосно, и привода, представляющего собой моторредуктор, вращающего винт. Насыпной груз подаётся в жёлоб через одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль жёлоба, подобно тому, как движется по винту гайка, удерживаемая от совместного с ним вращения. Совместному вращению груза с винтом препятствует сила тяжести груза и трение его о жёлоб. Разгрузка жёлоба производится через одно или несколько отверстий в днище, снабжённых затворами.

Винт конвейера выполняется с правым или левым направлением спирали, одно-, двух- или трёхзаходным. Поверхность винта может быть сплошной, ленточной или прерывистой в виде лопастей фасонной формы. Винт со сплошной поверхностью применяют преимущественно при перемещении сухого мелкозернистого груза, не склонного к слёживанию; с ленточной, лопастной и фасонной – при перемещении слёживающихся грузов. Кроме того, лопастной и фасонный винты используют в тех случаях, когда при перемещении груза должен быть выполнен ещё и определённый технологический процесс, например интенсивнее перемешивание.

Витки полностенного и ленточного винта изготавливают штамповкой из стального листа или полосы, а затем приваривают к валу. Спираль ленточного или лопостного винта укрепляют на стерженьках, пропускаемых через просверленные в валу отверстия.

Вал винта, состоящий для удобства сборки из отдельных секций, может быть сплошным или трубчатым. Трубчатые валы имеют меньшую массу, и их более удобно скреплять между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков. Вал винта лежит в промежуточных и концевых подшипниках. промежуточные подшипники подвешиваются сверху на укреплённых а жёлобе поперечных планках. Они должны иметь по возможности малые диаметр и длину (так как витки винта на эту длину приходится прервать), а также надёжное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза. Нередко это подшипники скольжения, в которых вращаются соединительные валики. смазка к подшипникам подводится по трубкам от прессмаслёнок, расположенных сверху на планках. концевые подшипники укрепляют в торцевых стенках жёлоба. Один из них делают упорнчым и устанавливают обычно со стороны, в которую перемещается груз, для восприятия действующей вдоль вала осевой растягивающей нагрузки.

Производительность винтового конвейера зависит от диаметра шнека, шага шнека, частоты его вращения и коэффициента заполнения поперечного сечения винта.

Коэффициент заполнения поперечного сечения винта во избежание скопления груза у промежуточных подшипников принимают относительно небольшим: он зависит от свойств насыпных грузов.

На наклонных конвейерах с движением груза вверх производительность уменьшается с возрастанием угла наклона, особенно при наличии промежуточных подшипников.

Шаг винта для сравнительно легко перемещаемых грузов принимают равным диаметру шнека, для трудно перемещаемых его уменьшают до 0,8 D или применяют двух- и трёхзаходные винты.

Частоту вращения выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта; она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал продвижение груза; частота вращения уменьшается с увеличением диметра винта, плотности и абразивности груза.

Общее сопротивление движению груза на винтовом конвейере складывается из сил трения груза о жёлоб и о поверхность винта, сопротивления в промежуточных и концевых подшипниках (включая и упорный подшипник), а также сопротивление подъёму при перемещении вверх по наклону. Если известны коэффициенты трения, то эти потери можно рассчитать. Однако, кроме того, на винтовом конвейере действуют добавочные, трудно учитываемые сопротивления, возникающие из-за скопления груза у промежуточных подшипников, трения на кромке винта о частицы, затягиваемые в зазор между винтом и жёлобом, и перемешивания груза. Поэтому при определении мощности двигателя наиболее удобно пользоваться полученным опытным путём общим коэффициентом сопротивления, зависящим главным образом от свойств перемещаемого груза.

Вал винта, который можно рассматривать как многоопорный разрезной вал с расстоянием между опорами l, рассчитывают на сложное сопротивление скручиванию под действием момента кручения, продольное растяжение осевой силой, изгиб под действием изгибающего момента, а также изгиб на длине l от собственного веса. Винт проверяют также на деформацию изгиба, причём прогиб не должен существенно изменять зазор между кромкой винта и жёлобом.

Проектный расчёт винтового конвейера

В задачу проектного расчёта винтового конвейера входит:

- выбор схемы конвейера в зависимости от требований и условий технологического процесса;

- определение основных размеров конвейера;

- определение мощности электродвигателя привода;

- выбор элементов приводного устройства;

- выбор типа электродвигателя;

- расчёт вала шнека на прочность.

Обоснование принятых конструктивных решений

Разрабатываемый мной конвейер перемещает груз на длине 40 м под углом 0 к горизонту. Жёлоб имеет полуцилиндрическое днище и вертикальные стенки и состоит из 3-х секций, соединённых между собой болтами М16, стягивающими приварные фланцы. В начале и конце жёлоб крепится на стальном листе теми же болтами.

Для удобства сборки на концевых листах приварены небольшие металлические листы, служащие для удобства сборки. Такое конструктивное решение позволяет не тратить время и силы на попадание болтами в отверстия на фланце и в листе. В процессе сборки пулуцилиндрическая часть приварного фланца центрируется относительно концевого листа путём базирования на приваренных к этому листу металлических пластинах.

Концевая подшипниковая опора устанавливается на расположенной наклонно сварной раме, выполненной из швеллеров 14го профиля. Сама рама крепится к наклонному бетонному фундаменту с помощью анкерных болтов.

Привод, представляющий собой моторредуктор, и начальная подшипниковая опора имеют общую раму, выполненную также из швеллеров 14го профиля и закрепляемую к фундаменту тем же способом, что и рама концевой опоры.

Промежуточная подшипниковая опора крепится болтами к уголкам, прикрученным к цилиндрической части жёлоба болтами М16.

Из-за малой длины конвейера не возникает необходимости обеспечивать промежуточную разгрузку, поэтому его конструкция предусматривает лишь два люка: загрузочный, находящийся на крышке конвейера, выполненной из стального листа; и разгрузочный, приваренный непосредственно к цилиндрической части разгрузочной секции жёлоба.

Во избежание загрязнения груза крышка конвейера имеет приваренные по бокам уголки, которые, в свою очередь, опираются на уголки, приваренные снаружи жёлоба и заполненные каким-либо изолятором.

Над промежуточной опорой в крышке имеется смотровой люк, позволяющий при необходимости иметь доступ к этой опоре.

Обоснование принятых посадок

Обоснование выбранных посадок подшипников качения

Многолетней практикой установлено, что соединение с валом или корпусом колец, вращающихся относительно нагрузки, должно быть осуществлено обязательно с натягом, исключающим проворачивание и обкатывание кольцом сопряженной детали и, как следствие, развальцовку посадочных поверхностей и контактную коррозию.

Посадки неподвижных относительно нагрузки колец назначают более свободными, допускающими наличие небольшого зазора, так как обкатывание кольцами сопряженных деталей в этом случае не происходит. Нерегулярное проворачивание невращающегося кольца полезно, так как при этом изменяется положение его зоны нагружения. Кроме того, такое сопряжение облегчает осевые перемещения колец при монтаже, при регулировании зазоров в подшипниках и при температурных деформациях валов.

Подшипник является основным комплектующим изделием, не подлежащим в процессе сборки дополнительной доводке. Требуемые посадки в соединении подшипника качения получают назначением соответствующих полей допусков на диаметры вала и отверстия в корпусе.

Для внутренних колец подшипников назначаем посадки L0/k6, для наружных колец – H7/l0.

Обоснование выбранных посадок крышек подшипников качения

Глухую крышку подшипника устанавливаем по неответственной посадке с зазором H7/d11.

Обоснование выбранных посадок соединения шнекового вала с валом концевой опоры

В этом месте необходимо обеспечить зазор, т. к. при сборке эти детали придётся проворачивать относительно друг друга для закрепления их штифтами. посадка - H7/k7.

Обоснование выбранных посадок резьбовых соединений

Посадку резьбовых соединений рекомендуется назначить 6H/6g.

Перечень использованных стандартов

ГОСТ 833875 – «Подшипники шариковые радиальные однорядные».

ГОСТ 779870 – «Болты с шестигранной головкой класса точности В».

ГОСТ 640270 – «Шайбы пружинные».

ГОСТ 2336078 – «Шпонки призматические».

ГОСТ 1394186 – «Кольца пружинные упорные плоские внутренние эксцентрические и канавки для них».

ГОСТ 1394286 – «Кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентрические и канавки для них».

ГОСТ 875279 – «Манжеты резиновые армированные для валов».

ГОСТ 1208066 – «Концы валов цилиндрические».

ГОСТ 1952381 – «Двигатели трехфазные асинхронные с повышенным скольжением серии 4АС».

ГОСТ 105088 – «Сталь углеродистая качественная».

ГОСТ 278973 – «Параметры для нормирования шероховатости поверхности».

ГОСТ 2464281 – «Отклонения и допуски формы цилиндрических поверхностей».

Заключение

Данным курсовым проектом завершается изучение дисциплины “Подъемнотранспортное оборудование”. Основной целью работы являлось освоение методики проектирования и расчета подъемно-транспортного оборудования.

В ходе выполнения работы были закреплены полученные знания по таким дисциплинам, как подъемно-транспортное оборудование, проектирование технологического оборудования и линий, детали машин, сопротивление материалов, расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств, теория машин и механизмов, метрология, основы взаимозаменяемости и т.д.

Тема курсового проекта была выбрана во время прохождения технологической практики на предприятии по хранению и переработке зерновых продуктов (ОАО “Краснодарзернопродукт”). За основу было взято реальное оборудование, действующее на предприятии.

При выполнении курсового проекта были получены практические навыки по проектированию подъемно-транспортного оборудования. В частности, в данном проекте был спроектирован винтовой конвейер. Прежде всего, был изучен принцип его действия. Затем проведен расчет винтового конвейера по имеющейся методике.

Полученные навыки по проектированию и расчету оборудования, несомненно, необходимы для последующего обучения будущего инженера.

Proektirovanie_vintovogo_konveyera.dwg

Наименование и доп. указания
Винт В. М16x20-6g. 48
Винт В. М16x35-6g. 48
Угловой стальной профиль
Приварная уплотнительная шайба
Вновь разрабатываемые изделия
Втулка уплотнительная
КубГТУ КМАПП гр. 03-М-71
Технические характеристики 1. Производительность
м 40 3. Угол наклона конвейера 0° 4. Мощность электродвигателя
кВт 11 5. Частота вращения электродвигателя
обмин 2900 6. Передаточное отношение редуктора 50 7. Крутящий момент на выходном валу редуктора
Секция промежуточная
Стойка промежуточная