Ленточный транспортер

Ленточный транспортер

Введение

Ленточный транспортер – машина непрерывного транспорта для горизонтального перемещения различных грузов, устанавливаемая в отапливаемом помещении.

1. Кинематический расчет привода

1.1 Подбор электродвигателя

Определение мощности электродвигателя:

, где - потребляемая мощность привода, -окружная сила =3550 Н, -скорость ленты =0,9 м/с. =3,195 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя:, где , где =0,99- КПД муфты, =0,97- КПД конической передачи, =0,98-КПД цилиндрической передачи,=0,99-КПД опор приводного вала. Тогда . кВт.

Частота вращения приводного вала: , где =355 мм - диаметр барабана. Тогда .

Считаем требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

, где -передаточное число редуктора () и ременной передачи (). Тогда . По таблице [1, табл 24.9] выбираем электродвигатель АИР 100S2/2850 с частотой вращения 2850 и мощностью 4 кВт, обеспечивая требуемую частоту вращения вала электродвигателя и мощность. Получим . Принимаем .

1.2 Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени:

Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени:

, где передаточное число тихоходной ступени .

Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени:

, где , - передаточное число быстроходной ступени, . Тогда .

Вращающий момент на приводном валу:

Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора:

Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени:

, где - КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора.

Момент на валу шестерни быстроходной ступени:

, где , - КПД зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора.

.

2 Расчет зубчатой передачи

3 Эскизное проектирование

3.1 Проектные расчеты валов

Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов редуктора определяем по формулам:

Быстроходный вал: . Примем d = 22 мм.

, где - высота заплечика. Примем мм.

мм.

Промежуточный вал:

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

мм

Тихоходный вал:

мм. Примем d = 53 мм.

мм. Примем мм.

мм. Примем мм.

3.2 Выбор типа и схемы установки подшипников

Для опор быстроходного вала с конической шестерней применяются конические роликовые подшипники. Схему установки принимаем “врастяжку”, обеспечивая фиксацию опор и малую вероятность защемления подшипников вследствие температурных деформаций (частота вращения вала 1142 ).

Для опор промежуточного вала с коническим колесом применяются конические роликовые подшипники для жесткой фиксации в осевом направлении. Схему установки принимаем “враспор”, фиксируя обе опоры.

Для опор тихоходного вала применяются также конические роликовые подшипники. Схему установки также принимаем “враспор”.

4 Расчет соединений

4.1 Шпоночные соединения

4.2 Соединения с натягом

5 Подбор подшипников качения на заданный ресурс

5.1 Подшипники быстроходного вала (Обозначение: 7207А)

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т. к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

5.2 Подшипники промежуточного вала (7206A)

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т. к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7206А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагружения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения промежуточного вала n = 260.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скорректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7206А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

5.3 Подшипники тихоходного вала (7111А)

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на колесе:

Окружная сила на колесе:

Радиальная сила на колесе:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,40. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7211А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т. к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по первой опоре. ), следовательно статическая прочность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения тихоходного вала n = 53,8.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.

5.4 Подшипники приводного вала

Расчетная схема

Исходные данные:

Осевая сила на шестерне:

Окружная сила на шестерне:

Радиальная сила на шестерне:

Консольная нагрузка со стороны ременной передачи:

Требуемый ресурс: 10000 ч.

1 Определение радиальной нагрузки:

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Х и суммы моментов относительно правой опоры .

Реакции находим, записывая уравнения суммы сил по оси Y и суммы моментов относительно правой опоры .

Находим суммарные радиальные реакции:

2 Определение осевой нагрузки:

Осевая сила, нагружающая подшипник в первой опоре: , где е – коэффициент осевой нагрузки. По [1, табл. 7.1] принимаем е = 0,37. Тогда

Осевая сила, нагружающая подшипник во второй опоре: ,

.

Из условия равновесия вала получим: . Тогда

3 Расчет на статическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Статическая грузоподъемность . Эквивалентная нагрузка: , где

- коэффициент радиальной статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем ,

- коэффициент осевой статической нагрузки. По [1, табл. 7.3] принимаем . Тогда, для левой опоры (): . Принимаем (т. к.).

Для правой опоры (): . Принимаем .

, следовательно расчет производим по второй опоре. ), следовательно статическая прчность обеспечена.

4 Расчет на динамическую грузоподъемность

Для данного подшипника (7207А):

Динамическая грузоподъемность: . Значения коэффициентов Х радиальной, Y осевой нагрузок и коэффициента е осевого нагржения принимаем по [1, табл. 7.3]:

. Частота вращения быстроходного вала n = 1142.

Отношение (V = 1 при вращении внутреннего кольца). Тогда для опоры 1: Х = 1, Y = 0.

Отношение . Тогда для опоры 2:

Х = 0,4 , Y = 1,5. По [1, табл. 7.4] принимаем значение коэффициента безопасности .Значение температурного коэффициента: Считаем эквивалентную динамическую нагрузку в опорах 1 и 2:

Для него вычисляем расчетный скоректированный ресурс при коэффициенте надежности (вероятность безотказной работы 90%), - коэффициент, учитывающий влияние особых свойств металла подшипника и условий его эксплуатации, k = 10/3 (для роликовых подшипников).

ч.

Так как расчетный ресурс больше требуемого: , то предварительно назначенный подшипник 7207А пригоден. При требуемом ресурсе надежность несколько выше 90%.