Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов (стр. 1 из 8)

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет

им Н.Е. Жуковского

Кафедра теоретической механики и машиностроения

Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине

«Конструирование машин и механизмов»

XAИ.104.134.09В.090259.0601100.ПЗ

Выполнил:студент 134 гр

Кулишенко Е.О

Руководитель: доцент

Ковеза Ю.В

Харьков 2009г.

Техническое предложение

Целью данного курсового проекта является проектирование ленточного конвейера с коническо-цилиндрическим редуктором для перемещения штучных грузов. (см. рис. 1).

Рис. 1

1- барабан;

2- компенсирующая муфта;

3- редуктор;

4- упругая муфта;

5- двигатель.

Курсовой проект является самостоятельной конструкторской работой студента. При его выполнении закрепляются знания по курсу, развивается умение использовать для практических приложений сведения из ранее изученных дисциплин, приобретаются навыки работы со справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами.

Приводом называется устройство, приводящее в движение машину или механизм.

Данная конструкция является приводным устройством, которое состоит из: электродвигателя, двух муфт, редуктора, барабана.

Привод включает в себя: источник энергии – двигатель, механическую передачу, ленточный конвейер, муфты.

Привод конвейера осуществляется электродвигателем, так как он наиболее компактный, удобный в эксплуатации и имеет стабильный режим работы.

Редуктор служит для понижения угловой скорости и передачи её на барабан. Мы используем зубчатый редуктор, двухступенчатый по разделенной схеме.

Для транспортировки штучных грузов служит лента, которая плотно посажена на барабан, который приводит её в движение за счёт вращения передаваемого от редуктора.

Соединение редуктора с двигателем осуществляется при помощи упругой муфты. Она обладает способностью амортизировать толчки и удары, демпфировать колебания. Выполняет компенсирующую функцию, допуская радиальное и угловое смещение валов. Для соединения барабана и редуктора будем использовать компенсирующую муфту. Она имеет высокую нагрузочную способность, способна передавать большие крутящие моменты, а также компенсировать небольшие смещения осей соединяемых валов (радиальное и угловое).

Преимущества схемы

Схема технологична, проста в эксплуатации. Данная схема отличается простотой конструкции благодаря использованию редуктора развёрнутой схемы. Схема подходит для работы в различных сферах промышленности: авиастроении, авиации, пищевой и угольно-добывающей промышленности, машиностроении и т.д.

1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1 Определение параметров исполнительного органа

Рис.2

Подбор ленты для транспортёра

F=F₁-F₂,

где F - сила тяги перемещения грузов;

F₁=F₂e^fα,

f=0,3 -коэффициент трения;

a=180°-угол охвата;

F₁, F₂ -разрывные силы действующие на ленту;

e^fa=2,56;

α=180-угол охвата;

f=0,3-коэффициент трения.

F=1,64×F=1,64×F=1,64∙4000=6560 H.

где [q]=12 м/Н - допускаемое разрывное усилие.

=250 мм - ширина барабана;

i - число прокладок ленты;

Принимаем i=3.

Из справочника выбираем ленту: Лента 1,2-250-3-ТК-200-2-6-3,5-А-1 ГОСТ 2085.Тип 1,подтип 1,2,шириной 250 мм, с тремя прокладками из ткани ТК-200-2, с рабочей обкладкой толщиной 6 мм и нерабочей 3,5 мм из резины класса А.

Рассчитаем диаметр барабана: D_б=i∙100=3∙100=300 мм.

1.2 Расчет потребной мощности и подбор электродвигателя.

Потребную мощность P_потр определим из соотношения:

P_потр=F∙V=4000∙1,5= 6000(Вт),

где F - сила тяги для перемещения грузов, Н;

V – скорость движения ленты конвейера, м/с.

Определим требуемую мощность электродвигателя Р_дв:

где η – КПД привода.

КПД привода определим по формуле:

η= η_I η_II∙η_оп ∙η²_м=0,96∙0,95∙0,992∙0,99²= 0.89,

где η_I= 0,96 – КПД конической ступени;

η_II=0,95– КПД цилиндрической ступени;

η_оп = 0,992 – КПД опоры;

η_м = 0,99 – КПД муфты.

Подставим полученное численное значение η в выражение:

С учетом расчетной мощности P_дв из справочника [3] выбираем двигатель, номинальная мощность которого должна быть равна или больше расчетной мощности двигателя, т.е. принимаем P_дв равным 7,5 кВт.

Частота вращения приводного вала:

мин^-1

где

– диаметр барабана, мм.

Передаточное отношение редуктора, в зависимости от стандартных значений частоты вращения вала двигателя находим из соотношения: i=n_дв/n_п, где n_дв – синхронная частота вращения двигателя, мин^-1; n_п – частота вращения приводного вала. Результаты вычислений сводим в таблицу 1:

Таблица 1

P, кВт	пдв синхр, мин-1	i
7,5	750	7,8
7,5	1000	10,4
7,5	1500	15,6
7,5	3000	31,4

Принимаем двигатель которому соответствует передаточное число

и частотой n_дв=1500 мин^-1.

Выбираем двигатель 4АМ132S4У3 ГОСТ 1553-70. Трехфазный асинхронный двигатель 4-й серии с высотой вращения оси 132(мм), с установочными размерами по длине станины S, 4-х полосный. Климатического исполнения У (для районов умеренного климата), категории 3.

Габаритные размеры: l₃₀ = 435мм, h₃₁ = 285мм, d₃₀ = 246мм.

Присоединительные размеры выбранного двигателя: l₁₀=140 мм, l₃₁=89мм, d₁=38 мм, d₁₀=12 мм, b₁₀=216 мм, h=132 мм.

1.3Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Зная передаточное отношения всего редуктора, определим передаточное отношения каждой ступени.

Номинальная частота вращения асинхронного электродвигателя

n_дв=1455 мин^-1.

С учетом этого

Распределяем передаточное отношение по ступеням

где

- передаточное отношение первой ступени;

- передаточное отношение второй ступени.

Рассмотрим быстроходную и тихоходную ступени.

n_пром = n_дв /

= 1455/3,54=411,02 (мин^-1);

n_тих = n_пром /

= 411,02/4,28=96,03 (мин^-1);

Р_быстр= Р_дв∙η_м = 6,7∙0,99 = 6,63 (кВт);

Р_тих= Р_быстр∙η_I= 6,63∙0,96 = 6,37 (кВт),

где η_м – КПД упругой муфты;

η_I– КПД быстроходной ступени;

Р_быстр – мощность быстроходной ступени, кВт;

Р_тих– мощность тихоходной ступени, кВт.

Вращающий момент на быстроходном валу:

Нм.

Вращающий момент на тихоходном валу определяем по формуле:

Нм.

2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Выбор материала зубчатых колёс

Материал зубчатых колес выбирается по необходимой твердости, прочности и возможности термообработки. От выбранного материала зависят размеры, масса, технологичность, а так же стоимость изготовления. Оптимальными материалами являются легированные стали 40Х, 40ХН, 30ХГСА. Выберем сталь марки 30ХГСА ГОСТ 4543-71 с закалкой токами высокой частоты.

2.2.Силовой расчет зубчатых передач.

Исходные данные и результаты расчетов сводим в таблицы.

Табл. 3

Исходные данные
Наименование параметра		Обозначение	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Мощность, кВт		P	6.63	6.37
Передаточное число		U	3	5
Частота вращения, мин-1		n	1455	485
			485	97
Срок службы, ч		Lh	25000
Режим работы		постоянный
Тмах/Тном		2.2
Угол зацепления, град		20°
Степень точности		7-B
Заготовка	Шестерня	поковка
	Колесо	поковка
Марка стали	Шестерня	30ХГСА
	Колесо
Термообработка	Шестерня	Закалка ТВЧ
	Колесо
Твердость рабочей поверхности зубьев, HRC	Шестерня	HB	50	54
	Колесо		47	49
Смещение	Шестерня	x	0
	Колесо
Количество зубьев	Шестерня	Z	20	20
	Колесо		60	100

Результаты расчета конической зубчатой передачи сведены в таблицы (Табл. 4 – Табл. 10).