Расчёт и проектирование привода конвейера ленточного

Определяем значение реакций опорв результате изгиба вала в горизонтальной плоскости, Н:ΣМг1= 0. – Fгr2 ·(2l1 + l2) + (Fв/2) · (l2 + l1) + Fв / 2·l1+Fм· l0 = 0.Откуда, H:Fгr2= [(Fв/2) ·(l2 + l1) +Fв/2·l1+Fм· l0] / (2l1 + l2) ==[(6000/2) ·(0,56 + 0,15) + 6000/2·0,15 +900· 0,152] / (2∙0,15 + 0,56)=3159 Н.ΣМ г2= 0.– Fв /2 ·l1 – (Fв /2) · (l1 + l2) + Fгr1· (2l1 + l2) + Fм· (l0+2l1 + l2) = 0. Откуда, H:Fгr1=[Fв /2·l1 +(Fв /2) · (l1 + l2) – Fм· (l0+ 2l1 + l2)] /(2l1 + l2)= =[6000/2·0,15 +(6000/2) · (0,15+ 0,56) – 900· (0,152+ 2∙0,15 + 0,56)] /(2∙0,15 + 0,56)=1941 Н.Выполняемпроверку:ΣFгi= 0, (↑)+ ;Fм+Fгr1– Fв /2– Fв /2+Fгr2 ==900 +1941– 6000 /2– 6000/2+3159=0.Определяем изгибающиеМизги эквивалентныеМэквмоментына границах участков, Н∙м:Мизг0 – 0= 0МизгI–I= Fм· l0= 900 ∙ 0,152 = 136,8 Н∙м.МизгII–II= Fм· (l0 +l1) + Fгr1·l1= 900· (0,152 +0,15) + 1941·0,15=562,95 МизгIII–III= Fм· (l0+ l1 + l2) + Fгr1· (l1 + l2 ) – (Fв /2) ·l2== 900· (0,152+ 0,15 + 0,56) + 1941· (0,15 + 0,56) – (6000 /2) ·0,56 =473,9.Мэкв= , где α = 0,6 – коэффициент нереверсивнойработы конвейераМэкв0 – 0= Н∙м.МэквI–I= =340 Н∙м.МэквII–II==643,3 Н∙м.МэквIII–III==567 Н∙м.На рис. 7 приведена расчётная схема вала для определения реакций Frв опорах барабана с эпюрами изгибающего Мизгг в горизонтальной плоскости, вращающего Тби эквивалентного Мэквмоментов, Н∙м.Рис. 7. Эпюры моментов сил, воздействующих на вал.Определим расчетное значение диаметра приводного вала кон-вейера в наиболее нагруженном сечении, мм: =мм. Принимаем материал вала – сталь 45.Термообработка – улучшение.Предел прочности σв = 780 МПа. Предел текучести σт = 540 МПа.Допускаемые напряжения при расчёте валов на совместное действие изгиба и кручения, МПа: [σ] = (0,05...0,08) σв = 0,06 · 780 = 46,8.Диаметр вала в наиболее нагруженном опасном сечениис учётом ослабления вала шпоночным пазом (6 %) определяем согласно зависимости, мм:dоп≥dрасч +0,06dрасч =51,6 +0,06∙51,6 = 54,7 мм.Для удобства монтажа и демонтажа деталей, установленных на приводном валу конвейера, проектируем ступенчатую конструкцию вала, пример эскиза которой представлен на рис.8. Разница в диаметрах отдельных ступеней принимается конструктивно в пределах 5... 10 мм с увеличением диаметра от входного участка вала до опасного сечения.Рис. 8.Эскиз компоновки деталей на валу приводного барабанаДиаметр участка вала, где расположена полумуфта, соединяющаявал приводного барабана с выходным валом редуктора, примемd =45мм (стр. 18 записки).Диаметр участка вала под подшипниками (цапфы) должен округляться до целого числа миллиметров, оканчивающегося на 0 или 5. Принимаем диаметр вала под подшипниками качения равнымdцапфы=50мм.Диаметр последующего свободного участка вала назначаем такимобразом, чтобы подшипник качения был зафиксирован в осевом направлении. Диаметр данного участка вала в соответствии с рядом линейных размеров принимаем dсв=55 мм (табл. ПЗО [3]).Диаметр вала в опасном сечении не должен быть меньше величины,полученной при расчёте вала на совместное действие изгиба и кручения сучетом ослабления шпонкой. Диаметр вала с учётом принятой эскизнойкомпоновки согласовываем с нормальным рядом диаметров и окончательно принимаем, мм: dв = dоп =60мм.8. ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ ВАЛА ПРИВОДНОГО БАРАБАНАС учётом режима эксплуатации приводного вала конвейера, вал барабана конвейера устанавливается в радиальных двухрядных шариковых подшипниках (сферических), сохраняющих работоспособность при незначительных прогибах вала барабана ленточного конвейера.Подшипники расположены симметрично относительно центра барабана. Согласно эскизной компоновке приводного вала барабана диаметрвала под подшипниками принимаем dцапфы=55мм.Выбор подшипниковпроизводим, начиная с подшипников лёгкой серии.Определим возможность установки вала в подшипниках лёгкой серии 1210. Динамическая грузоподъёмность подшипникаС=22,9кН.Статическая грузоподъемность подшипника Со =10,8кН (табл. П27 [3]).Расчёт эквивалентной нагрузки Рэквна подшипник производим по наиболее загруженной опоре. Осевая нагрузка на подшипник, согласно расчётной схеме вала барабана, отсутствует, поэтому используем зависимость, Н:Pэкв=Frmax · ν · KБ ·KT =3159 · 1,0 · 1,2·1,0 = 3791 Н.где: ν – коэффициент кольца. При вращении внутреннего кольца подшипника вместе с валом ν = 1. KБ– коэффициент безопасности. По условиям эксплуатации ленточных конвейеров принимаем KБ = 1,2. KT – температурный коэффициент. ПриТ < 100°С, что соответствует условиям эксплуатации, KT= 1.Определим значение скорректированного базового расчётного ресурса подшипников в часах:где a1– коэффициент надёжности. Для подшипников с уровнем надёжности 90 % a1=1. a23 – коэффициент влияния на долговечность условий эксплуатации и свойств материала подшипников. Для двухрядных сферических шариковых подшипников рекомендуется a23 = 0,5...0,6 (раздел 3.1.[2]). Принимаем a23 = 0,6. Для шариковых подшипников р= 3.nб –частота вращения вала приводного барабана. nб = 46,7 об/мин(стр. 11 записки).Расчётный ресурс L10hподшипника1210в результате расчётовоказался39332 больше указанного в бланке задания Lh =13000 часов,следовательно, установка подшипника легкой серии1211 оправдана. При Lh < L10hопределим возможность установки приводного валабарабана в подшипниках средней серии (табл. П27 [3]).Динамическая грузоподъёмность подшипникаС = кН.Статическая грузоподъёмность подшипникаСо = кН.В этом случае, расчёты базового ресурса составят:Принимаем к установке подшипник 1211.9. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛ – СТУПИЦАЗначение диаметра вала приводного барабана, согласно его конструктивной разработке, в соединении со ступицей барабана (стр. 20 записки)dв=dоп =65;мм. Соединение осуществляется с помощью призматической шпонки.В соответствии с диаметром вала по ГОСТ 23360 – 78 выпишем размеры шпонки (табл. П29 [3]), мм:b= 18– ширина шпонки,h=11 – высота шпонки,t1= 7,0– глубина шпоночного паза вала.Длину ступицы вала барабанапринимаем согласно рекомендациям и согласовываем с нормализованным рядом чисел Ra40 (табл.П30 [3]), мм:lст = (0,8…1,5) d= (0,8…1,5) ∙65= 52…97,5 мм.Предварительная длина шпонки, определяется зависимостью, мм:lшп= lст – (5…10) мм = 75-(5…10) = 65…70 мм. Окончательно принимаем из табл. 34 [4], мм: lшп= 65 мм.Назначаем материал шпонки – сталь 45.Условие прочности шпоночного соединения на смятиеσсм ≤ [σсм]Определим напряжениясмятия в призматической шпонке, МПа:где Tб – вращающий момент на барабане, Н – м. Tб =dв– диаметрвала на данном участке, мм.dв= 65 ммlp – расчётная длина шпонки,мм. lp= lшп – b = 65-18 = 47 мм. [σсм]– допускаемое напряжение на смятие, МПа. При стальных ступицах для неподвижных соединений [σсм]= (100...150) МПа.Условие прочностиДля соединения достаточно однойшпонки.Допуски и посадки в соединениях деталей и узловконвейера приняты согласно рекомендациям [5] и в соответствии с практикой назначения посадок при соединении деталей и узлов.ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕВ курсовом проекте спроектирован привод ленточного конвейера, состоящий из стандартных агрегатов: электродвигателя, редуктора, цепной муфты, а так же ременной передачи, которая рассчитана и установлена между электродвигателем и редуктором. Выходной вал редуктора соединён с валом приводного барабана конвейера цепной муфтой. Выполнен расчёт приводного вала конвейера по условиям изгиба и кручения. Вал устанавливается на радиальных сферических подшипниках качения, компенсирующих допускаемые пределы перекоса вала. Выбор подшипников проведён по диаметру вала и динамической грузоподъёмности с расчётом скорректированного базового ресурса. Диски жёсткости приводного барабана в местах соединения с валом имеют ступицы, одна из которых соединяется с валом посредством шпонки и стопорного винта. Соединения деталей с помощью посадок выполнены в соответствии с рекомендациями ЕСДП. Графический материал оформлялся в соответствии с требованиями ЕСКД. Таким образом, в работе над курсовым проектом приобретены навыки проектирования и расчёта привода технологической машины и конструирования узлов и деталей машин общего назначения.Библиографический списокАнуръев В.И.Справочник конструктора – машиностроителя: В 3 – х т. 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2004.Грубе Н.А., Яковлев Г.И., Бочарова Т.Т. Проектирование и расчёт приводов технологического и транспортного оборудования: метод, указ.по курсовому и дипломному проектированию. – СПб.: СПбГЛТА, 2000– 64 с: ил.Грубе Н.А., Яковлев Г.И., Бочарова Т.Г. Проектирование и расчёт приводов технологического и транспортного оборудования: приложение кметод, указаниям по курсовому и дипломному проектированию. – СПб.: СПбГЛТА, 2006. – 43 с: ил.Воскресенский В.Е., Зарецкий В.В. Проектирование электромеханического привода конвейера: приложение к учебному пособию по курсовому проектированию. – СПб.: СПбГЛТА, 2006. – 92 с: ил.Зарецкий В.В. Детали машин. Выбор и применение допусков и посадок: метод, указания по курсовому и дипломному проектированию.– СПб.: СПбГЛТА, 2001. – 60 с: ил.Зарецкий В.В.Внутризаводский транспорт. Расчёт и проектирование механизма подъёма груза: метод, указания по выполнению лабораторных, расчётно-графических работ и контрольных заданий. – СПб.:СПбГЛТА, 2003. – 83 с: ил.