Разработка привода ленточного транспортера (125335)

Посмотреть архив целиком

Введение


В данном проекте разрабатывается привод ленточного транспортёра. Транспортёр предназначен для перемещения отходов производства (древесная щепа).

Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого редуктора и соединительных муфт.

Электродвигатель в приводе создаёт вращающий момент и приводит редуктор в движение.

Редуктор представляет собой закрытую цилиндрическую передачу. В редукторе использованы прямозубые колёса, что упрощает изготовление деталей передачи.

Редуктор служит для уменьшения числа оборотов и увеличения вращающих моментов.

Для соединения выходных концов вала редуктора и барабана используются муфты.

Отметим, что при работе привода возможны сильные рывки.

Выпуск предусматривается крупносерийный.



1. Кинематический расчет


Электродвигатель выбирается по требуемой мощности и частоте вращения. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

Определим требуемую мощность транспортёра:


Рвых = F · v = 18 · 103 · 0,65 = 11700 Вт = 11,7 кВт


Для определения требуемой мощности привода определим КПД привода. Для этого задаёмся, в соответствии с таблицей 1. КПД отдельных элементов привода:


КПД подшипникового узла ηnn =0.99

КПД цилиндрической передачи ηц = 0.96

КПД муфты Общий КПД ηм = 0.98


Общий КПД привода:


ηnр = ηц2· ηм2· ηп3 = 0,982·0,962·0,993 = 0,859


Требуемая мощность двигателя:


= 13,6 кВт


По таблице подбираем электродвигатели с мощностью большей или равной требуемой. Двигатели выбираем асинхронные, трёхфазные общепромышленного применения серии 4А. Двигатели этой серии предназначены для продолжительного режима работы, т.е. соответствуют режиму работы привода. Подходят четыре варианта электродвигателей серии 4А с номинальной мощностью кВт и различной частотой вращения. Данные по ним представлены в таблице 1


Таблица.1

Вариант

Тип двигателя

Номинальная мощность, кВт

Частота вращения, об/мин

синхронная

номинальная

1

4АМ160S2

15

3000

2940

2

4АМ160S4

15

1500

1465

3

4АМ160M6

15

1000

975

4

4АМ180M8

15

750

730


Для окончательного выбора типоразмера двигателя определим рекомендуемый интервал частот вращения вала электродвигателя, для чего определим необходимую частоту вращения вала барабана и передаточное число привода. Частота вращения вала барабана:



Минимально-допустимая частота вращения вала электродвигателя:


nдвmin=nвых·uпрmin=41,4·4=165,6 об/мин


Максимально допустимая частота вращения вала электродвигателя:


nдвmax=nвых·uпрmax=41,4·31,3=1295,82 об/мин


Передаточное число передачи при 1 модели: и1 =2940/41,4 =71,01

Передаточное число передачи при 2 модели: и2 =1465/41,4 =35,38

Передаточное число передачи при 3 модели: и3 =975/41,4 =23,55

Передаточное число передачи при 4 модели: и4 =730/41,4 =17,6

Требуемое передаточное число привода при принятом электродвигателе:



Таблица 1

Модель двигателя

Передаточное число

4АМ160S2

71,01

4АМ160S4

35,38

4АМ160M6

23,25

4АМ180M8

17,6


Проанализировав результаты вычислений и данные таблицы 1 выбираем окончательный вариант электродвигателя.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 3000 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин не подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1000 об/мин подходит по результатам расчёта.

Электродвигатель с синхронной частотой вращения 750 об/мин подходит по результатам расчёта.

Принимаем двигатель 4АМ180M8 с синхронной частотой вращения 750 об/мин.

Предварительное передаточное число тихоходного вала редуктора:



Предварительное передаточное число быстроходного вала редуктора:


Частота вращения вала барабана:



Угловая скорость вала электродвигателя:



Угловая скорость быстроходного вала редуктора:



Угловая скорость промежуточного вала редуктора:



Угловая скорость тихоходного вала редуктора:



Угловая скорость вала барабана:



Мощность на валу электродвигателя:


Pдв= 13,6 кВт


Мощность на быстроходном валу редуктора:


Pб.дв·ηм ·ηп = 13,6·0,98 ·0,99 =13,2 кВт


Мощность на промежуточном валу редуктора:


Рпр.в.=Pб ·ηц= 13,2·0,96=12,54 кВт


Мощность на тихоходном валу редуктора:


Рm=Pпр.в. ·ηц ·ηп= 12,54·0,96·0,99=11,92 кВт


Мощность на валу барабана:


Ро=Pт ·ηм=11,92·0,98=11,7 кВт


Вращающий момент на валу электродвигателя:



Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:



Вращающий момент на промежуточном валу редуктора:


Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:



Вращающий момент на валу барабана:



Результаты кинематического и энергетического расчёта представлены в таблице 2.


Таблица 2

Вал

Частота вращения, об/мин

Угловая скорость, с-1

Мощность, кВт

Вращающий момент, Нм

Вал двигателя

730

76.4

13,6

178,01

Быстроходный вал редуктора

730

76,4

13,2

172,77

Промежуточный вал редуктора

153,4

16,05

12,54

781,3

Тихоходный вал редуктора

41,5

4,34

11,92

2746,54

Вал рабочего органа машины

41,4

4,33

11,7

2702,07



2. Расчёт цилиндрической передачи


2.1 Выбор материала и термообработки


Материал для зубчатых колёс подбираем по таблице 2.1. Для шестерни принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение и закалкой ТВЧ, твёрдость сердцевины и поверхности 48 – 53 HRC, примем 50 HRC.

Для колеса принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение и закалкой ТВЧ, твёрдость сердцевины и поверхности 45 – 50 HRC, примем 47,5 HRC.


2.2 Определение допускаемых напряжений


Допускаемые напряжения при расчёте на усталостную контактную прочность.

Быстроходная ступень, шестерня:

Допускаемые контактные напряжения


[σ]Н= σ Нlim ZNZRZV/SH=1050 • 1 • 1 • 1 / 1,2=875 МПа


Предел контактной выносливости


[σ]Н1lim=17HRCcp+200=17•50+200=1050 МПа


Коэффициент долговечности


ZN==1 при условии 1 ≤ ZN Z N max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4802.4 = 8,1• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 730 • 1 • 14400=63 • 107


Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости


ZR=1


Коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости


ZV=1

V=1,5 м/с

==114 мм


Коэффициент учитывающий запас прочности


SH=1,2


Быстроходная ступень, колесо:

Допускаемые контактные напряжения


[σ]Н= σ Нlim ZNZRZV/SH=1007,5 • 1 • 1 • 1 / 1,2=840 МПа


Предел контактной выносливости


[σ]Н1lim=17HRCcp+200=17•47,5+200=1007,5 МПа


Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN ZN max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4402.4 = 6,6• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 730 • 1 • 14400=63 • 107


Коэффициент учитывающий влияние шероховатости


ZR=1


Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости


ZV=1

V=0,3 м/с

==114 мм


Коэффициент учитывающий запас прочности


SH=1,2


Тихоходная ступень, шестерня:

Допускаемые контактные напряжения


[σ]Н= σ Нlim ZNZRZV/SH=1050 • 1 • 1 • 1 / 1,2=875 МПа


Предел контактной выносливости


[σ]Н1lim=17HRCcp+200=17•50+200=1050 МПа


Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN Z N max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4802.4 = 8,1• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 153,4 • 1 • 14400=13 • 107


Коэффициент учитывающий влияние шероховатости


ZR=1


Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости


Случайные файлы

Файл
29365.rtf
15156-1.rtf
133291.rtf
146899.rtf
17073-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.