Расчет ленточного ковшового элеватора (стр. 2 из 3)

Частота вращения приводного вала конвейера:

мин^-1

Необходимое передаточное отношение привода:

Так как полученное передаточное отношение значительно больше, нежели рекомендуемое для редукторов необходимой мощности, то принимаем конструкцию привода, схема которой предоставлена ниже.

Передаточное отношение распределяем между редуктором и открытой зубчатой передачей u=u_p·u_ЗП. Редуктор предварительно примем типа Ц2, с передаточным числом u_p=31,5, следовательно передаточное число открытой передачи

Определяем мощность на тихоходном валу редуктора:

(кВт),

где

– КПД открытой зубчатой передачи.

Угловая скорость тихоходного вала редуктора:

(рад/с).

Необходимый момент на тихоходной ступени редуктора:

(кН·м).

Из каталога выбираем редуктор цилиндрический трехступенчатый Ц2-1000 из каталога ([7], т2, табл. V.1.43) выбираем редуктор Ц2-1000, со следующими характеристиками: u_p=31,5, вращающий момент на тихоходном валу M_ТИХ=65 кН·м, при частоте вращения быстроходного вала n_Б.В.=985 мин^-1 и весьма тяжелом режиме работы (ПВ=65%), диаметр выходного вала d_Т.В.=220мм.

Пересчитываем вращающий момент для непрерывной работы редуктор:

(кН·м)

Данное значение вращающего момента удовлетворяет необходимому моменту на тихоходной ступени, М_Т.В.<М’_ТИХ→45,1<50.

Между электродвигателем и редуктором устанавливаем втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом. Расчетный момент, для выбора муфты:

М_расч=М_НОМ·k₁·k₂=1939,1·1,55·1,2=3606(Н·м), где k₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности, k₂ – коэффициент условия работы. По каталогу ([7], т2, табл. V.2.41) принимаем муфт со следующими характеристиками: М_К=4000 Н·м, I_МУВП=6,9 кг·м², m≤115кг. Устанавливаем на данную муфту тормозной шкив. Чертеж выбранной муфты указан а приложении.

Уточним скорость элеватора, исходя из полученного передаточного числа:

(м/с) ([1], форм.8.16, стр.164).

Уточним производительность элеватора:

(т/ч) ([1], форм.12.29, стр.219).

Фактическая производительность удовлетворяет заданной, т.к. допускаемое отклонение ±10%

4. Проектирование приводного вала и подшипниковых узлов

Приводный вал цепного элеватора примем изготовленный из стали 45 нормализированной, с пределом прочности σ_В=700Мпа, допускаемым напряжением на кручение [τ_К]=20МПа.

Угловая скорость на приводном валу

(рад/с).

Крутящий момент на приводном валу

(кН·м)

Рассчитываем вал на усилия от изгиба и кручения.

Статическая нагрузка, действующая на приводные звездочки, а следовательно и на вал, численно равна:

F_СТ=2·q_Х.Ч.·g·H+q_П·g·H=2·314,2_.·g·30·10^-3+225·g·30·10^-3=251,2 (kH).

Статическая нагрузка, действующая а одной звездочке, или подшипнике:

(кН).

Исходя из полученной нагрузки, спроектируем эпюру изгибающих, при условии, что расстояние между звездочкой и подшипниковым узлом равно 100мм.

По моменту на приводном валу построим эпюру крутящих моментов, действующих на вал.

Так как крутящий момент значительно больше изгибающего, то определим диаметр вала из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба:

(мм) ([8], форм. 8.16, стр.161).

Для обеспечения некоторого запаса прочности, принимаем диаметр выходного вала d_В=230мм. Вал, для облегчения монтажа подшипниковых узлов и приводных звездочек, делаем ступенчатым, каждая последующая ступень которого больше в диаметре на 10мм.

Современные тенденции машиностроения требуют установки более качественной продукции. Выбираем пару сферических роликоподшипников, производства фирмы SKF, типа СС, с цилиндрическим отверстием. Параметры выбранного подшипника ([9], стр.724):

Внутренний диаметр d_i=240мм, внешний диаметр d₀=320мм, ширина подшипника В=60мм, номинальная частота вращения, динамическая грузоподъемность С=564кН, статическая грузоподъемность С₀=1160кН, пограничная нагрузка по усталости P_u=98кН, номинальная частота вращения n_НОМ=1700 об/мин, придельная частота вращения n_ПР=2000 об/мин, масса подшипника m=13,5 кг.

Условное обозначение выбранного подшипника:

SKF23948 CC/W33.

Определяем номинальную долговечность выбранного подшипника в часах:

(часов)

5. Проектирование открытой зубчатой передачи

Определим модуль цилиндрической передачи:

([8], форм. 3.23, стр.41).

В данной формуле:

K_F – коэффициент нагрузки, принимаем K_F=1,5;

Y_F – коэффициент, учитывающий форму зуба, принимаем Y_F=3,61;

– пределвыносливости, для марки стали 40Х и объемной закалки, принимаем

=550МПа;

– коэффициент зависимости ширины зуба от модуля, принимаем

=20;

z₁ – количество зубьев в шестерне, z₁=70;

Из конструктивных соображений, для удобства установки шестерни на тихоходный вал редуктора, принимаем модуль цилиндрической зубчатой передачи m=4.

Количество зубьев в колесе z₂=u_ЗП·z₁=3,63·70=254,1, принимаем z₂=254.

Межосевое расстояние передачи:

a_w=0,5·m·(z₁+z₂)= 0,5·4·(70+254)=648(мм)

Данных пареметров необходимо и достаточно, для проектирования цилиндрической зубчатой передачи.

Шестерню выполняем штампованной, колесо – литым.

Основные параметры элементов проектируемой передачи:

Параметры	Шестерня	Колесо
Делительный диаметр	d₁=m·z₁= 4·70=280(мм)	d₁=m·z₁= 4·254=1016(мм)
Диаметр окружности вершин зубьев	d_a1=d₁+2·m=280+2·4= =288(мм)	d_a1=d₁+2·m=1016+2·4= =1024(мм)
Диаметр окружности впадин зуба	d_f1=d₁-2,5·m=280-2,5·4= =270(мм)	d_f1=d₁-2,5·m=1016-2,5·4= =1006(мм)
Ширина венца	b=m·ψ_bm= 4·20=80(мм)
Диаметр ступицы	d_CT2=1,6·d_B= =1,6·230=368(мм)
Длина ступицы	l_CT2=1,25·d_B= =1,25·230=290(мм)
Толщина обода	d₁=4·m≈20(мм)
Толщина диска	C=0,3·b=0,3·80=20(мм)
Диаметр центровой окружности	d₀₂=0,5·(d_f₂-2·δ+d_CT₂)= =0,5·(1006-2·20+ +368)=667(мм)
Диаметр отверстий	d_ОТВ2=0,25·(d_f₂-2·δ-d_CT₂)= =0,25·(1006-2·20-368)= =149,5(мм)

6. Пуск и остановка элеватора

Проверим двигатель на достаточность пускового момента по продолжительности пуска. Время пуска элеватора:

([1], форм.5.40, стр.127).

В данной формуле:

δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода, δ=1,2;

I – момент инерции ротора двигателя и муфты,

I=I_P+I_МУВП=7,8+6,9=14,7 (кг·м²);

n – частота вращения двигателя, n=985мин^-1

η – КПД, учитывающий КПД подшипников узлов, открытой зубчатой передачи, редуктора и муфты, η≈0,85;

k_y – коэффициент, учитывающий упругость тягового органа, для цепей конвейеров малой длины k_y=0,95;

k_c – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости вращающихся частей конвейера относительно скорости тягового органа, для цепных конвейеров k_c=0,6;

M_СР.П – средний пусковой момент двигателя. Для двигателей с короткозамкнутым ротором:

([1], форм.1.90, стр.36),

где 0,85² – коэффициент, учитывающий возможность работы при падении напряжении в цепи до 85% от нормального.

(Н·м);

М_С – момент статических сопротивлений на валу двигателя,