Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный технический университет

Кафедра «Подъемно-транспортные машины и оборудование»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине

«Машины непрерывного транспорта»

Расчетно-пояснительная записка

Разработал студент гр. 03-ПТМ

__________ Кондрико Е.В.

Проверил:

_________ Дунаев В.П.

Брянск 2007

Содержание

Введение

1. Назначение транспортирующей машины

2. Расчет ленточного конвейера

3. Расчет вала приводного барабана

4. Расчет подшипников вала приводного барабана

5. Расчет шпоночных соединений вала приводного барабана

6. Расчет вала концевого барабана

7. Расчет подшипников вала концевого барабана

8. Расчет шпоночных соединений вала концевого барабана

Список литературы

Введение

По принципу действия подъемно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы - машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики, тягачи), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины, а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) - конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или полотне или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками.

Основное назначение машин непрерывного действия - перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса - они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ и поточных технологических операций.

1. Назначение транспортирующей машины

Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции.

На многих открытых разработках, в карьерах, на строительстве гидротехнических сооружений, в криволинейных штреках шахт и на магистральном межцеховом транспорте по условиям планировки местности трасса транспортирования грузов не располагается по прямой линии, а имеет сложное очертание в виде отдельных отрезков пространственной ломаной линии. В этих условиях для транспортирования грузов приходится устанавливать каскад из нескольких отдельных конвейеров, расположенных по ломаной линии, с пунктами перегрузок груза с одного конвейера на другой. Такое решение имеет много недостатков, поэтому встала задача создания бесперегрузочного конвейерного транспорта по сложной извилистой пространственной трассе. Для ее решения применяют криволинейный ленточный конвейер, имеющий повороты в горизонтальной плоскости по радиусу 100--1000 м. Известны несколько конструктивных разновидностей криволинейных конвейеров, однако не все из них являются эффективными.

К оптимальной конструкции криволинейного ленточного конвейера предъявляются следующие требования: применение стандартной прорезиненной ленты серийного производства, максимальное использование серийного оборудования, обеспечение надежного центрированного движения ленты по криволинейному участку трассы без какого-либо принудительного воздействия на кромку ленты.

2. Приближенный расчет ленточного конвейера

Рис. 1. Проектная схема конвейера

Исходные данные для расчета и проектирования ленточного конвейера

- тип насыпного груза: известняк

- угол естественного откоса груза в покое: ц = 40о

- плотность насыпного груза: с = 1,5 т/м3

- требуемая производительность: Q = 400 т/ч

- длина конвейера: L = 1900 м

- угол наклона конвейера: в1 = 4о, в2 = 6о

- условия эксплуатации: средние

На основании исходных данных составляется проектная схема конвейера с указанием общей длины и отметок по высоте.

Высота конвейера равна Н = L · tg в = 1900 · tg10 = 335 м

Выбор конструктивных элементов конвейера

грузонесущий тяговый элемент - резинотканевая лента,

на рабочей ветви конвейера устанавливаем 3-х роликовую опору,

тип привода - электродвигатель с редуктором;

разгрузка конвейера осуществляется через приводной барабан;

тип натяжного устройства - грузовое.

Наибольший допустимый угол наклона конвейера

где - коэффициент запаса, учитывающий подвижность груза; для грузов средней подвижности ; - угол естественного откоса груза в покое.

Выбор профиля и ширины ленты

Так как проектируемый конвейер предназначен для транспортирования известняка , с мах размером куска 250 мм, то применяем трехроликовую желобчатую опору с углом наклона боковых роликов 30°. Предполагаем, что лента должна иметь ширину в пределах 800 - 1000 мм, тогда принимаем скорость движения ленты х =1,6 м/с [1, табл. 4.12].

Определяем ширину ленты (на участках 1-2, 4-5)

где КП - коэффициент производительности [2, 4.11].

Кв - коэффициент, учитывающий снижение площади поперечного сечения в зависимости от угла наклона трассы [2, 4.10].

где Q - заданная производительность, т/ч; КН - коэффициент неравномерности грузопотока; КВ - коэффициент использования конвейера по времени; КГ - коэффициент готовности.

По нормальному ряду выбираем ближайшую большую ширину ленты В = 1 м.

Ширину лента на участках2-3, 3-4 определим из условий зависимости производительности конвейера от угла наклона роликоопор

Площадь поперечного сечения груза в зависимости от угла наклона секций конвейера равна

Где г- угол наклона секции конвейера г=60

в - угол естественного откоса груза

Рассчитаем коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте

КП=3600·S(г)/b2=3600·0,28/0,85=1185,8

b=0,9В-0,05=0,85 - рабочая ширина ленты

Тогда ширина ленты

Ширину ленты ( по нормальному ряду) примем равной В=0,8 м

Проверяем выбранную ленту по кусковатости:

,

В > Вк, 800 мм > 700 мм

Условие соблюдается, следовательно, лента выбрана верно. Уточняем её типоразмер: ТК - 400 [3, т. 2.1]

Уточняем новое значение скорости ленты

Согласно нормальному ряду скоростей окончательно принимаем

v = 1,6 м/с

Выбор роликоопор и расстояние между ними

Задаемся для грузовой ветви 3-х роликовой желобчатой опорой, а на холостой ветви - однороликовой. Шаг расстановки роликов:

- грузовой ветви lгр = 1,3 м [2, 4.5];

- холостой ветви lx = 2 • lгр =2,5 • 1,3 = 2,6м;

- в зоне загрузки lз = Dp+200=0,4 м.

Диаметр ролика Dp= 102 мм [2, 4.5];

На криволинейном участке т.2 рабочей ветви выпуклостью вверх устанавливаем роликовые батарей не менее 3-х на расстоянии

lр.б. = 0,5 • lгр =0,5 • 1,3=0,65 м

На незагруженной ветви ленты - отклоняющие барабаны на расстоянии 0,65 м

На криволинейном участке т.4 холостой ветви выпуклостью вниз устанавливаем роликовые батарей не менее 3-х на расстоянии

lр.б. = 0,5 • lгр =0,5 • 1,3=0,65 м

На рабочей ветви ленты - отклоняющие барабаны на расстоянии 0,65 м

В зоне перехода из прямого в желобчатое состояние на рабочей ветви у головного и хвостового барабанов устанавливаем 2-3 переходные роликоопоры с различным бж на расстоянии 0,8 м

Центрирующие и регулирующие роликоопоры чередуются между собой и устанавливаются на рабочей ветви через каждые 10 рядовых роликов, на холостой регулирующие устанавливаются на расстоянии 20-25 м

Общее сопротивление движению ленты конвейера.

Общее усилие сопротивления при установившемся движении ленты по всей трассе загруженного конвейера, равное тяговому усилию привода, определяется по обобщенной формуле:

где - сопротивление движению наклонного конвейера при установившемся движении ленты,WГВ ,WГН - Сумма сопротивлений движению на горизонтальных верхнем и нижнем участках, соответственно;WНВ ,WНН - тоже на наклонных верхнем и нижнем участках,Н; - коэффициент учета дополнительных сопротивлений при изгибе направляющего пути в вертикальной и горизонтальной плоскости [2, с.131]; - горизонтальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера, м; H- вертикальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера; - распределенные нагрузки от массы, соответственно, груза, роликоопор грузовой (верхней) и холостой (нижней) ветвей, ленты, Н/м [2, т.4.13]; - обобщенный коэффициент сопротивления движению верхней, нижней ветви ленты [2, с.131].

где mр.в., mн.в. - массы вращающихся частей верхней, нижней роликоопоры, кг.

Пользуясь формулами приведенными в источнике [3] табл. 4.69 получаем

W=1,1·(100658+26470)+4846-198=144488Н

Мощность приводного двигателя:

,

где КЗ - коэффициент запаса (1,1…1,2), з - общий КПД механизмов привода (0,8…0,9).

Выбираем двигатель А-12-32-3 с N = 300 кВт, n = 1500 об/мин.

Определение максимального расчетного натяжения ленты.

Расчетное натяжение ленты набегающей на приводной барабан для однобарабанного привода определяется:

где - натяжение ветви ленты, набегающей на приводной барабан, Н; - основание натурального логарифма =2,71; м = 0.25 - коэффициент трения о поверхность барабана; б - угол обхвата ленты приводного барабана, рад; - коэффициент запаса.

Уточняем правильность выбора типоразмера тягового элемента.

По величине расчетного натяжения уточняется выбор типа и прочности ленты по необходимому числу прокладок

где - число прокладок тягового каркаса ленты (принимаем 2); - наибольшее расчетное натяжение ленты, Н; - предел прочности на разрыв 1 мм ширины прокладки ленты, для ленты РТЛ-2500 2500 Н/мм; n - расчетный коэффициент запаса прочности ленты; - ширина ленты, мм.

Определение диаметров барабанов.

Внешний диаметр барабана определяется назначением барабана, натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты.

где - коэффициент типа прокладок; - коэффициент назначения барабана, для приводного барабана =1, для отклоняющего - =0.8; - число прокладок тягового каркаса ленты.

Принимаем диаметр барабана по ГОСТ 22544-77 [1, с.158, табл. 4.61] .

Диаметр натяжного (отклоняющего) барабана:

Принимаем диаметр отклоняющего барабана по ГОСТ 22544-77 .

Проверка приводного барабана по удельному давлению:

.

Определяем расчетный крутящий момент на валу приводного барабана.

где W - окружное усилие на приводном барабане, Н; - коэффициент запаса и неучтенных потерь, = 1,1... 1,2; - диаметр приводного барабана, м.

Расчетный момент муфты равен

,

где - поломка муфты вызывает аварию машины без человеческих жертв; - коэффициент, учитывающий характер нагрузки.

Вычисленный крутящий момент является расчетной основой для выбора типоразмера муфты МУЗ - 10000.

Тяговый расчет конвейера.

Подробный тяговый расчет конвейера при установившемся движении центы выполняется методом последовательного суммирования всех сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера от точки сбегания ленты с приводного барабана, до точки набегания ленты на приводной барабан.

Для выполнения тягового расчета контур всей трассы конвейера по ходу движения ленты разделяется на отдельные участки по виду сопротивлений: горизонтальные, наклонные, повороты, загрузка и т.д. Нумерация точек и расчет начинается с точки сбегания лент с приводного барабана и продолжается по всему контуру трассы до конечной точки расчета. Для определения действительных натяжений в каждой точке трассы, при использовании фрикционного привода, за основу берем теорию фрикционных приводов традиционных ленточных конвейеров, и тяговый расчет проводим аналогично.

Натяжения ленты на различных участках:

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Сопротивление в месте загрузки конвейера:

Н

где- распределенная линейная нагрузка от груза, Н/м2; - скорость движения ленты, м/с; - проекция скорости движения частиц груза при поступлении его на ленту из загрузочного устройства, м/с (считаем что ).

Н

где - коэффициент внешнего трения частиц груза о стенки бортов; - высота груза у борта лотка, м; - удельная сила тяжести насыпного груза, Н/м2; - длина лотка, м.

Н

где - удельное сопротивление трению,Н/м; - длина уплотнительных полос,м.

Н

где - общее сопротивление в месте загрузки, Н; - сопротивление от преодоления сил инерции груза, Н; - сопротивление трения груза о стенки направляющего лотка воронки, Н; - сопротивление трения уплотнительных полос о ленту, Н; - сопротивление поддерживающего устройства в месте загрузки ленты, Н.

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

С учетом того, что

Н

Н

Тогда

НННННННННННН

НН

Рис. 2 Диаграмма натяжений

Определение максимального натяжения ленты с учетом динамических пусковых нагрузок.

где - пусковое натяжение сбегающей ветви, создаваемое НУ;

- сопротивление верхней грузовой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;



- сопротивление нижней холостой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;

где а - ускорение ленты при пуске; ; Б - коэффициент, учитывающий длину конвейера; - относительное удлинение.

где - коэффициент безопасности; f - коэффициент внешнего трения.

Принимаем, что б = 0.1 м/с2.

Т.к. 0.1 < 0,33, то груз не проскальзывает по ленте.

Проверяем выбор прочности ленты при номинальном запасе прочности [2,с.104]:

Принятое число прокладок ленты проходит при номинальном запасе прочности.

Сравниваем с наибольшим расчетным натяжением ленты :

.

Зная ускорение, определяем минимальное время пуска:

.

Определяем время пуска конвейера по пусковым характеристикам электродвигателя привода:

где - коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты [2,с.135];

- статический момент электродвигателя

- общее окружное усилие

- частота вращения барабана

- средний пусковой момент электродвигателя

- маховый момент движущихся частей конвейера

где - коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода к ротору двигателя; - маховый момент ротора электродвигателя (принимают по каталогу электродвигателя); - общий КПД механизмов привода; - номинальная частота вращения ротора двигателя; - коэффициент, учитывающий, что окружная скорость части вращающихся масс меньше скорости ленты; - суммарная масса вращающихся частей конвейера (роликоопоры верхней и нижней ветвей, барабана) [1, т. 4.75].

, 27 > 16 с., следовательно, условие соблюдается.

Максимальный прогиб ленты на грузовой и холостой ветвях.

Прогиб ленты грузовой ветви

где [f] - допустимый прогиб ленты грузовой ветви; - минимальное натяжение после загрузочного устройства. Так как условие не выполняется, то уменьшаем шаг расстановки роликов: грузовой ветви lгр = 1,1 м; холостой ветви lx = 2,5• lгр =2,5•1,1 =2.75м; в зоне загрузки lз = 0,5• lгр = 0,5•1,1 = 0,55 м. Делаем перерасчет, следовательно, условие соблюдено.

Прогиб ленты холостой ветви, где ,

транспортирующий ленточный конвейер шпоночный

Определение мощности привода.

По каталогу уже выбран двигатель Выбираем двигатель А-12-32-3 с N = 300 кВт, n = 1500 об/мин.

Передаточное число редуктора:

Принимаем редуктор Ц2-350 с передаточным числом i=40 и мощностью на тихоходном валу 24,4 кВт.

Определение усилия в натяжном устройстве.

Ход в натяжном устройстве:

где - монтажный ход;

- рабочий ход;

- коэффициент угла наклона; - коэффициент вытяжки; - коэффициент, учитывающий тип натяжного устройства и тип стыка; - набегающее усилие; - дополнительное усилие на прочность.

;

.

Усилие в натяжном устройстве определяется по формуле:

где - сопротивление тележки натяжного устройства.

Масса натяжного груза грузового натяжного устройства определяется по формуле

т

Выбираем грузовое натяжное устройство, т.к. длина конвейера более 60 метров.

Выбор и расчет устройств для загрузки и разгрузки.

Параметры разгрузочного устройства: частицы транспортируемого груза, отрываясь от разгрузочного барабана, движутся по параболе с координатами и , где t - интервал времени, - скорость движения верхних частиц груза;

- радиус барабана с лентой:

- скорость движения нижних частиц груза (скорость движения ленты);

- ускорение движения ленты и груза;

- радиус поворота наружной стороны ленты на барабане, м; где - радиус барабана, м; - толщина ленты, м; - высота слоя груза на ленте, м.

Полюсное расстояние

,

Т.к. , 0.68 < 0.702, тогда точка А находится во втором квадранте, то положение точки отрыва А определяется углом наклона конвейера в=4?, в=10?

, .

t	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
x	1,6	3,2	4,8	6,4	8	9,6	11,2	12,8	14,4	16
y	4,8	19,4	43,7	77,8	121,6	175,1	238,3	311,3	393,9	486,4

Сопротивление в загрузочном устройстве было определено при тяговом расчете.

Рис. 3 Траектория движения частиц груза в загрузочном устройстве

Расчет и выбор тормоза.

Тормоз для конвейеров выбирают по тормозному моменту Мт на валу электродвигателя. Этот момент препятствует обратному движению рабочего органа конвейера под действием силы тяжести перемещаемого груза при отключении электрического питания. Требуемый тормозной момент на валу электродвигателя:

Выбираем типоразмер тормоза: тормоз ТКГ-300 ОСТ 24.290.08-82, имеющий следующие параметры: Тт.н. = 800 Нм; Dт.ш. = 300 мм; Вк = 140 мм; hшт тах = 50 мм; Lуст = 500 мм; ттор = 80 кг. Типоразмер электрогидравлического толкателя - ТГМ-50.

3. Расчет вала приводного барабана

Рис. 4. Схема нагружения вала с эпюрами изгибающих и крутящих моментов

Определяем силу, действующую со стороны муфты на вал, вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов

,

где - окружная сила на муфте; - расчетный диаметр.

Для зубчатых муфт расчетный диаметр равен

Окружная сила на муфте

Следовательно, нагрузка от муфты на вал

Принимаем .

Составляем расчетную схему вала (рис. 4), прикладывая к валу найденные ранее нагрузки, и определяем реакции опор, задавшись длинами , и . Реакции опор от силы определяем отдельно, так как она меняет свое направление с течением времени.

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия

,

откуда

,

откуда

Реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия

,

откуда

,

откуда

Реакции опор от силы из условия равновесия

,

откуда

,

откуда

Определим изгибающие моменты в характерных сечениях вала:

в сечении C:

в сечении D:

в сечении B:

;

Определим суммарные изгибающие и эквивалентные моменты:

в сечении C:

в сечении D:

в сечении B:

Материал вала сталь 40ХН. Характеристики материала [6, табл.8; с.90]:

.

 - запас прочности по статической несущей способности.

Определяем диаметр вала в наиболее нагруженном сечении:

С учетом ослабления сечения шпоночными пазами увеличиваем сечение на 15%. . Принимаем .

Остальные диаметры назначаем конструктивно по нормальному ряду размеров. В целях унификации принимаем диметры вала в подшипниковых опорах одинаковыми и равными 90 мм. Диаметры вала под ступицами также принимаем одинаковыми и равными 110 мм. Диаметр вала между ступицами - 100 мм.

4. Расчет подшипников вала приводного барабана

Схема для расчета подшипников см. рис. 4 данного курсового проекта.

Радиальная нагрузка на опору A:

Радиальная нагрузка на опору B:

Опорой приводного вала на раму являются двухрядные сферические роликоподшипники. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику. На подшипник действуют только радиальные усилия, равные .

Предварительно принимаем роликовые радиальные сферические двухрядные подшипники 1318 по ГОСТ 5720-75* С = 200 кН, Со = 176 кН.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку

,

где - коэффициент долговечности.

Номинальная эквивалентная нагрузка определяется по зависимости

,

где - кинематический коэффициент, учитывающий снижение долговечности при неподвижном внутреннем кольце подшипника; - коэффициент безопасности при нагрузке с незначительными толчками; - температурный коэффициент при . Тогда

и

Расчетная долговечность проверяем по динамической грузоподъёмности:

,

где - коэффициент, учитывающий вероятность безотказной работы; - коэффициент, учитывающий совместное влияние качества металла и условий эксплуатации; - частота вращения приводного вала - показатель степени для роликоподшипников.

, что удовлетворяет требованиям.

Проверяем выбранный подшипник по статической грузоподъёмности:

,

.

5. Расчет шпоночных соединений приводного барабана

Основным для соединений с призматическими шпонками является условный расчет на смятие.

Шпонка под ступицами приводного барабана: для вала диаметром по ГОСТ 23360-78 предназначена шпонка со следующими размерами: ширина шпонки ; высота шпонки ; глубина паза на валу ; длина шпонки .

Если принять для упрощения, что нормальные напряжения в зоне контакта распределены равномерно и плечо главного вектора давления равно , то

, (2)

где - рабочая длина шпонки; - глубина врезания шпонки в ступицу колеса; - допускаемое напряжение смятия для шпонки, изготовленной из стали 45 [1, с. 89].

Принимаем длину шпонки равную в соответствии с длиной ступицы. Тогда . По формуле (2) проверяем напряжения в зоне контакта.

? ,

Проверку прочности шпонок на срез обычно не проводят, так как это условие соблюдается при использовании стандартных сечений шпонок.

Шпонка под зубчатой муфтой: для вала диаметром по ГОСТ 23360-78 предназначена шпонка со следующими размерами: ширина шпонки ; высота шпонки ; глубина паза на валу ; длина шпонки .

Если принять для упрощения, что нормальные напряжения в зоне контакта распределены равномерно и плечо главного вектора давления равно , то

, (2)

где - рабочая длина шпонки; - глубина врезания шпонки в ступицу колеса; - допускаемое напряжение смятия для шпонки, изготовленной из стали 45 [1, с. 89].

Принимаем длину шпонки равную в соответствии с длиной ступицы. Тогда . По формуле (2) проверяем напряжения в зоне контакта.

?.

Проверку прочности шпонок на срез обычно не проводят, так как это условие удовлетворяется при использовании стандартных сечений шпонок.

6. Расчет концевого вала барабана

Рис. 5. Схема нагружения вала

Составляем расчетную схему вала (рис. 5), прикладывая к валу найденные ранее нагрузки, и определяем реакции опор, задавшись длинами , и .

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия

,

откуда

,

откуда

Реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия

,

откуда

,

откуда

Определим изгибающие моменты в характерных сечениях вала:

в сечении C:

в сечении D:

в сечении B:

;

Определим суммарные изгибающие и эквивалентные моменты:

в сечении C:



в сечении D:

в сечении B:

Материал вала сталь 40ХН. Характеристики материала [6, табл.8; с.90]:

.

- запас прочности по статической несущей способности.

Определяем диаметр вала в наиболее нагруженном сечении:

С учетом ослабления сечения шпоночными пазами увеличиваем сечение на 15%. . Принимаем .

Остальные диаметры назначаем конструктивно по нормальному ряду размеров. В целях унификации принимаем диметры вала в подшипниковых опорах одинаковыми и равными 80 мм. Диаметры вала под ступицами также принимаем одинаковыми и равными 90 мм. Диаметр вала между ступицами - 80 мм.

7. Расчет подшипников вала концевого барабана

Схема для расчета подшипников см. рис. 5 данного курсового проекта.

Радиальная нагрузка на опору A:

Радиальная нагрузка на опору B:

Опорой приводного вала на раму являются двухрядные сферические роликоподшипники. Расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику. На подшипник действуют только радиальные усилия, равные .

Предварительно принимаем двурядные шарикоподшипники 111316 по ГОСТ 5720-75* средней серии. С = 110кН, Со = 60кН.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку

,

где - коэффициент долговечности.

Номинальная эквивалентная нагрузка определяется по зависимости

,

где - кинематический коэффициент, учитывающий снижение долговечности при неподвижном внутреннем кольце подшипника; - коэффициент безопасности при нагрузке с незначительными толчками; - температурный коэффициент при . Тогда

и

Расчетная долговечность проверяем по динамической грузоподъёмности:

,

где - коэффициент, учитывающий вероятность безотказной работы; - коэффициент, учитывающий совместное влияние качества металла и условий эксплуатации; - частота вращения приводного вала - показатель степени для роликоподшипников.

, что удовлетворяет требованиям.

Проверяем выбранный подшипник по статической грузоподъёмности:

,

.

8. Расчет шпоночных соединений вала концевого барабана

Основным для соединений с призматическими шпонками является условный расчет на смятие.

Шпонка под ступицами приводного барабана: для вала диаметром по ГОСТ 23360-78 предназначена шпонка со следующими размерами: ширина шпонки ; высота шпонки ; глубина паза на валу ; длина шпонки .

Если принять для упрощения, что нормальные напряжения в зоне контакта распределены равномерно и плечо главного вектора давления равно , то

, (2)

где - рабочая длина шпонки; - глубина врезания шпонки в ступицу колеса; - допускаемое напряжение смятия для шпонки, изготовленной из стали 45 [1, с. 89].

Принимаем длину шпонки равную в соответствии с длиной ступицы. Тогда . По формуле (2) проверяем напряжения в зоне контакта.

? ,

Проверку прочности шпонок на срез обычно не проводят, так как это условие соблюдается при использовании стандартных сечений шпонок.

Список использованной литературы

1. Конвейеры: Справ./ Ю. А. Пертен. - М.: Машиностроение, 1984. - 367с.

2. Спиваковский А. О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов.- 3-е изд.- М.: Машиностроение, 1983.-487с.

3. Зенков Р. Л., Ивашков И. И., Колобов Л. Н. Машины непрерывного транспорта. - 2 -е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 432 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru