Проектирование привода вала ленточного конвейера (стр. 4 из 6)

Тогда:

d_Б.П. ≥ 65 + 3 * 2,5

d_Б.П. ≥ 72,5 мм

Кроме того условия, чтобы подшипник упирался торцовой плоскостью в торец буртика на валу, необходимо, чтобы внутреннее кольцо подшипника выступало над буртиком для того, чтобы при снятии подшипника с вала можно было зацепиться специальным инструментом (съемником) именно за внутреннее кольцо.

r

d_п d_бп

t

При выполнении этих условий размер диаметра буртика вала d_Б.П. должен быть выбран из стандартного ряда нормальных линейных размеров (см. [1,5]). Принимаем d_Б.П. = 80 мм .

2.1.4 Определение диаметра и длины вала под ступицу барабана

В точках 3 и 4 вала (см. п.2.1 данного курсового проекта) выделяются посадочные места под ступицы барабана. Диаметр вала на этих участках d_ст для удобства обработки вала рекомендуется принимать несколько больше, чем d_бп, т.е. следующий после d_бп из стандартного ряда нормальных линейных размеров. Так как диаметр буртика d_бп= 80 мм, то принимаем d_ст= 85 мм.

Длина участка под ступицу l_ст назначается также из стандартного ряда размеров, учитывая условие:

l_ст = (0,7…1,0) d_ст, мм (23)

Отсюда: l_ст = (0,7…1,0) 85 = 59,5…85 мм

Принимаем l_ст = 80 мм.

При установке ступиц барабана необходима их осевая фиксация. Это можно сделать за счет стандартных упорных пружинных колец К с одной стороны и буртика диаметром d_б на валу с другой стороны. Размер диаметра буртика в этом случае рекомендуется принимать из тех же соображений, что и для буртика подшипника.

2.1.5 Предварительный эскиз вала

Зная необходимые размеры, вычертим эскиз приводного вала с указанием его линейных и диаметральных размеров.

Размеры длин и диаметров вала, мм

dk	dп	dбп	dст	lk	lп1	lп2	lбп	lст	L
55	65	80	85	82	68	36	274	80	1264

2.2 Конструирование подшипникового узла

После выбора подшипника для него подбирают соответствующий корпус и крышки. Корпуса подшипников приводного вала рекомендуется принимать типа УМ по ГОСТ 13218.3 – 80 (см. табл.8, [1,16]). Размер корпуса принимается по размеру наружного диаметра подшипника D.

Так как наружный диаметр подшипника D = 120 мм, то принимаем корпус УМ 120 и вычерчиваем его эскиз с указанием основных данных.

Обозначение корпуса	Размеры, мм
	D	D1	D2	d	d1	d2	d3	A	B	B1	L	L1	l	H	H1	h
УМ 120	120	145	175	13	17	8	32	210	48	48	260	175	194	179,5	92	32

Подшипниковые узлы обычно закрываются крышками, в которые встраиваются уплотнения. Крышки подбираются по тому же диаметру D, по которому подбирался корпус. Однако, крышка должна подходить также по диаметру буртика вала d_бп, а также в нее должно вписываться стандартное манжетное уплотнение.

Для подшипникового узла, расположенного в точке 2 (см. п.2.1 данного курсового проекта), необходимы крышки торцовые с манжетными уплотнениями по ГОСТ 13219.5 – 81 (см. табл.10 [1,19]).

Подбираем стандартную крышку торцовую низкую с манжетным уплотнением МН 120х80, удовлетворяющую всем нашим условиям.

Вычерчиваем эскиз выбранной крышки с указанием ее размеров:

Обозначение крышки	Размеры, мм
	D	dв	d	D1	D2	D3	D4	d1	d2	n	s	b	H	h	h1	h2	l
МН 120х80	120	80	82	145	105	110	175	13	24	4	19	16,6	22	5	9	8	3

Манжетные уплотнения предназначены для защиты подшипников от попадания в них пыли, грязи и влаги, а также для предохранения от вытекания смазки. Эти уплотнения могут быть разных конструкций, однако, наиболее предпочтительными являются стандартные манжеты резиновые армированные для валов по ГОСТ 8752 – 79 (см. Табл.12 [1,21]).

Вычерчиваем эскиз выбранной манжеты с указанием ее основных характеристик:

Обозначение манжета	Размеры, мм
	d	D	B
1.1 – 80х105	80	105	10

Теперь подберем крышку для подшипникового узла, расположенного в точке 5 (см. п.2.1 данного курсового проекта). Здесь необходима глухая крышка торцовая низкая по ГОСТ 13219.2 – 81 (см. табл.11 [1,20]).

Вычерчиваем эскиз выбранной крышки с указанием ее размеров:

Обозначение крышки	Размеры, мм
	D	D1	D2	D3	B	d	d1	n	H	h	h1	h2	l	s
ГН 120	120	145	110	175	-	13	24	4	17	5	9	3	10	7

2.3 Конструирование барабана

После того, как вал с опорами сконструирован, переходим к конструированию барабана.

Рассчитаем основные размеры барабана:

Наружный диаметр ступицы барабана D_ст определяется из условия:

D_ст = (1,5…1,55) d_cт, мм (24)

где: d_cт – диаметр вала под ступицу барабана, мм

d_cт = 85 мм (см. п.2.1.5)

Тогда:

D_ст = (1,5…1,55) 85 = 127,5…131,75 мм

Принимаем по стандартному ряду размеров D_ст = 130 мм.

Крышка ступицы выполняется с наклоном £ в пределах 3⁰ – 5⁰. Для данного случая принимаем угол наклона крышки ступицы равным £ = 5⁰.

Толщина обода барабана δ₀ определяется в зависимости от габаритов барабана. Так как в нашем случае ширина барабана В_б = 900 мм, а наружный диаметр ступицы барабана D_б = 500 мм, то принимаем δ₀ = 20 мм. Так как лента при вращении барабана может сползти, то обод сужают на 1 – 2 мм с каждой стороны.

Тогда толщина ребра ступицы δ определяется из следующего соотношения:

δ = 0,9 δ₀, мм (25)

Тогда: δ = 0,9 * 20 = 18 мм

Определяем высоту ребра ступицы Y:

Y = D_б – (D_ст + 2 δ₀), мм (26)

Отсюда: Y = 500 – (130 + 2 * 20) = 410 мм

Теперь найдем диаметр отверстия d₀, находящееся в середине ребра ступицы барабана.

Это отверстие служит для экономии металла. Учитывая нагрузку, действующую на барабан, принимаем диаметр отверстия в середине ребра ступицы барабана равным половине самого ребра, т.е.

d₀ = 0,5Y, мм (27)

Значит: d₀ = 0,5 * 410 = 205 мм

Зная основные размеры барабана, запишем их в виде таблицы:

Основные размеры барабана, мм
dст	Dст	Dб	δ	δ0	Y	Вб	d0
85	130	500	18	20	410	900	205

2.4 Расчет вала на статическую прочность

Расчетная схема вала

Эпюра изгибающих моментов М_изг, кН мм

Эпюра крутящих моментов Т_кр, кН мм

Исходные данные: l₁ = 100 мм; l₂ = l₄ = 325 мм; l₃ = 450 мм;

Т – крутящий момент на валу, Т = Т₄ = 817,7 кН мм.

R₂ и R₅ – силы реакции опоры в соответствующих точках.

F₁ – сила, действующая на вал в следствии натяжения ветвей конвейера, кН; Эта сила определяется из следующего условия:

F₁ = S₁ + S₂, (28)

F_t = S₁ – S₂.

где: F_t – окружное усилие на рабочем элементе ИМ (см. исходные данные на курсовой проект);

S₁ и S₂ – силы натяжения ветвей конвейера, кН; которые определяются из следующего соотношения:

S₁/ S₂ = e^{f £} (29)

где: e – основание логарифма;