Расчетно-пояснительная записка по расчету винтового конвейераДиаметр винта определяем из формулы производительности. Формулу берем из источника 6: Q = 60 ( p D 2 /4) * S * n * C * r * y , где r - насыпная плотность груза (см. пункт 1.8.1.),т/м 3 ; С - поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера: при угле наклона равном j = 10 0 , С=0,8 [ 8 стр. 354 ], Sшаг винта, м ; nчастота вращения вала винта, об . /мин ; yкоэффициент наполнения желоба винта. Тогда при производительности Q= 5 т/ч получаем: 5 = 47 D 2 * S * n * y* 1,6* 0,8 D 2 * S * n * y = 8,311 * 10 -2 2.2. Коэффициент наполнения y, во избежание скопления груза у промежуточных подшипников принимают относительно небольшим, он зависит от свойств насыпного груза: y =0,3 [1]; 2 .3. Шаг винта ( S) шнека для сравнительно легко перемещаемых грузов принимаем равным: S=0,8 D [4 стр. 267 ] 2.4. Максимальную частоту вращения n , об/мин, выбирают в зависимости от рода перемещаемого груза и диаметра винта. Она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал, продвижение груза. Частоту вращения определяем по формуле: Окончательно его назначают с учетом ряда диаметров по ГОСТ 2037-84. С учетом всех преобразований получаем: D 2, 5 = 0,1 Отсюда диаметр равен: D=0,168 м. Стандартный ближайший диаметр по ГОСТу это – D=0,160 м. Тогда получаем: шаг винта равен S=0,13 м ; частота вращения вала винта n=30/12,65=75 об/мин. 2.6. Проверка производительности винтового конвейера по полученным результатам: Q Расчетное =47 * 0,16 2 * 0,13 * 0,3 * 75 * 0,8 * 1,6= 4,5 т/ч Определим расхождение расчетной и заданной производительности: D Q = (Q расчетное – Q потребное )/ Q потребное =0,1 или 10% , что допускается. 2.8. Определяем диаметр вала винта d винта по формуле в 4 источнике стр. 267 d винта =35+0,1 D= 35+0,1 * 160=51 мм. 2.9. Определяем скорость транспортирования материала V, м/с: V=S * n/60= 0,13 * 75/60=1,625 м/с. 3. Мощность. 3.1. Определяем потребную мощность привода P пот по формуле [4 стр. 272 ] P пот= Q (w’ * L г +H) g/3600+D * L г/20, где w’ - коэффициент сопротивления [4 стр. 13 ] w’=4,00; gускорение свободного падения ; L гор - горизонтальная проекция длины транспортирования винтового конвейера: L г =L * cos w =6 * cos 10 0 =5,9 м ; P пот= 4,5 (4 * 5,9+1,0) 9,81/3600+ 0,16 * 5,9/20=0,29 кВт. 3.2. Определяем мощность на валу винта P в по формуле: P в= Q расчетная L (w’+ sin w )/367=4,5 * 6(4+0,1736)/367=0,307 кВт. 4. Выбор оборудования обеспечивающего требуемые параметры. 4.1. Производим подбор двигателя по источнику 4:
Возможно, использовать четыре исполнения двигателей:
Определяем расхождение передаточного отношения у редукторов D U 1 =((U 1365 - U стандарт )/ U стандарт ) * 100%=((18,20-25)/25) * 100%= -27,2% D U 2 =((12,13-10)/10) * 100%=21,3% D U 3 =((9-10)/10) * 100%=10% 4.1.3 Эскиз двигателя (рис.3) 4.2. Выбор передачи мощности. 4.2.1 Определение T кр на валу винта: Т кр = P B /(k запаса * v ) где k запаса – коэффициент запаса принимается 1,8…2,0 принимаем k запаса =1,8 ; v - угловая скорость вращения вала винта: v =2n p /60= 2 * 75 * 3,14/60=7,85 рад/сек. Т кр =0,29/1,8 * 7,85 =0,02 кНм или 20 Нм. Редуктор выбираем по источнику 1 стр. 645-655: Редуктор имеет следующие параметры: U=10 допускаемый Т кр =31 Нм при непрерывном режиме работы. Другие виды редукторов при данном передаточном отношении допускают слишком большие моменты, что нецелесообразно по ценовым факторам. А редукторы с допускаемым передаточным отношением имеют слишком маленькие передаточные отношения. 4.2.2. Эскиз редуктора (рис.4). 4.2.3. Эскизы валов Рис.5 на быстроходный вал Рис.6 на тихоходный вал 4.3. Выбор муфт 4.3.1. Муфта на быстроходный вал выбираем МУВП по ГОСТ 21424-75 по источнику 4 : Муфта 63-22- 1 -16-3-О2 Муфта МУВП номинальный крутящий момент 63 Нм Посадочный диаметр на вал редуктора 22мм. Исполнение 1 Посадочный диаметр на вал двигателя 16мм. Исполнение 3 Общеклиматическое исполнение 4.3.2. Эскиз муфты рис.7 4.3.3. Муфта на тихоходный вал цепная по ГОСТ 5006-83 4.3.4. Эскиз муфты рис.8 4.4. Выбор тормозного устройства: На винтовой конвейер не целесообразно применение тормозного устройства из-за того, что имеется возможность самоторможения. 5. Проверочный расчет 5.1 Расчет вала винта 5.2 Расчетная схема рис.9 5.3 Определение нагрузок действующих на вал винта F ос=2 T кр/ (k * Dtg( a + w )), где k - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения материала по винту. Принимают равным от 0,7 до 0,8. Принимаем k=0,8; tg a =f 1 - коэффициент внешнего трения по металлу трения ; tg a =0,48; a =26 0 Foc=2 * 20/(0,8 * 0,16 * tg(26+10))=430,12 H м Ft=2T кр/ D=2 * 20/0,16=250 Нм Fr= Ft tg a =250 * 0,48=120 H м F M =0,5T/R=0,5 * 20/1,5 * 0,16=41,667 H м Т.к. муфта на тихоходный вал цепная значит R=1,5D 5.4 Определение реакций в плоскости ОХ Z S М А =0 R BX =(F M (l-l 1 )- Ft (l 1 -l 2 ))/l 1 =(41,667 * 3,0- 250 * 1,5)/3,0= -83,33 H S М B =0 R AX =(F M lFt l 2 )/l 1 =(41,667 * 6- 250 * 1,5)/3,0= -41,667 H 5.5 Определение реакций в плоскости OYZ S М А =0 R BY =(Fr(l 1 –l 2 )- G г( l 1 - l 2 ))/l 2 , где G ггоризонтальная проекция веса материала передаваемого по винту При определении веса материала, находящегося в шнеке, пользуемся формулой из источника 3 : G=( p /4)(D 2 -d вала 2 ) L g 0* w н ; где g 0 - вес единицы объема транспортируемого материала : принимаем g 0 =0,147 т/м 3 согласно источнику 3 ; w н - коэффициент наполнения объема шнека ; G=(3,14/4)(0,16 2 -0,051 2 ) 6 * 0,147 * 0,3=0,00478 к H=4,78 H G г= G * cos w =4,78 * cos10 0 =4,707 R BY =(120 * 1,5- 4,707 * 1,5)/3,0=57,65 H S М B =0 R AY =(Fr l 2 - G г l 2 )/l 1 =(120 * 1,5- 4,707 * 1,5)/3,0=57,65 H 5.6. Построение эпюр напряжений рис. 10 5.7. Расчет вала на выносливость
 S=(4919,9 * 5469,25 )/ 4919,9 2 +5469,25 2 =36,57>[S] Вывод : выносливость вала обеспечена. 5.8. Расчет вала на статическую прочность. S s Т = s Т / s max =550 * 10 6 /3,93 * 10 5 =1399,49 S t Т = t Т / t max =300 * 10 6 /2 * 2,44 * 10 4 =6147,54  S T =(1399,49 * 6147,54 )/ 1399,49 2 +6147,54 2 =13,64>[S T ]=1,5…2,0 Вывод : статическая прочность вала обеспечена. 5.9. Расчет подшипника на валу винта На валу винта, в концевой опоре, установлен подшипник роликовый - упорный под диаметр & 45 №2007108А 5.9.1. Расчет подшипника на долговечность. В основе расчета лежит экспериментальная зависимость: L=(C/F) a , млн/об, где, L - долговечность подшипника в миллионах оборотов ; С - динамическая грузоподъемность (задается в каталоге) [ Ист .1 стр. 176] С =49500 H; Fприведенная нагрузка на подшипник ; a - показатель степени (для роликовых a =3,33 ) e=1,314 - коэффициент зависящий от типа подшипника.   Нахождение приведенной нагрузки на подшипник R = R ax 2 + R ay 2 = 41,667 2 +57,65 2 =71,13 При вращении внутреннего кольца k k =1,0 Проверим условие: F oc /(R * k k ) « e 430,12/(71,13 * 1)=6.046>e=1,314 Значит , приведенная нагрузка на подшипник равна : F=(XR * k k +Y * F oc ) k b * k T =(1,2 * 71,13+430,12 * 0,85) 1,1 * 1=496,05 Данные по коэффициентам взяты из 5-го источника L=(49500/496,05 ) 3,33 =4538742,567 L H =L * 10 6 /60 * n=4538742,567 * 10 6 /60 * 60=1,261 * 10 9 часов 5.9.2. Расчет подшипника скольжения Определим V –окружную скорость на шейке вала, по формуле: V=( p d p n)/60 * 1000, где d p - диаметр подшипника; nчастота вращения шпинделя, мин -1 V=(3,14 * 45 * 60)/60000=0,14 м/с.
|
Расчетно-пояснительная записка по расчету винтового конвейера
n max = A/ D, где, А - эмпирический коэффициент, зависящий от свойств материала: А=30 [8 табл.12.1 стр.354 ]. 2.5. Значение диаметра, выбирают ориентировочно и проверяют по ГОСТу.
Тип двигателя 
s FA =4(F oc + G B )/ p D 2 =4(430,12+ 4,78 * sin w )/3,14 * 0,16 2 =2,14 * 10 4 s u =T / W oc = M xz 2 + M yz 2 /0,1D 3 =3,71 * 10 5 s max = s u + s FA =3,93 * 10 5 H s min =- s u + s FA = -3,496 * 10 5 H t a = t w = t max /2=T/2W P =2,44 * 10 4 H; W p =0,2D 3 
S=(S t * S s )/ S t 2 +S s 2 / [S]=1,5…2,0 S s = s -1 /(k s * s a /( e M e п b )+ c s * s M ), S t = t -1 /(k t * t a /( e M e п b )+ c t * t M ), где s -1, t -1 - приделы выносливости материала ; k s , k t - коэффициенты концентрации напряжений ; e M - коэффициент учитывающий масштабный фактор ; e п - коэффициент учитывающий поверхностный фактор ; c s , c t - коэффициент s учитывающие ассиметрию цикла изменения напряжений ; b - коэффициент учитывающий упрочнение поверхности. Все эти коэффициенты приняли согласно справочной литературе для марки материала винта.