Привод тестоделительной машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Кинематическая схема привода

2. Кинематический расчет привода

2.1 Выбор цилиндрического редуктора

3. Расчётная часть

3.1 Расчет клиноременной передачи

3.2 Расчёт открытой зубчатой передачи

4. Обоснование выборов стандартных узлов деталей и деталей с необходимыми проверочными расчётами

4.1 Выбор и расчет шпоночных соединений

5. Рекомендации по выбору смазки деталей и всех узлов привода

6. Краткое описание порядка сборки привода, его работа и обслуживания

7. Требования техники безопасности для проектируемого объекта

Список используемой литературы

Спецификация

Введение

Технологическое оборудование разнообразно. В основу его классификации можно положить различные признаки: структуру рабочего цикла, степень механизации и автоматизации, принцип сочетания элементов машины в производственном потоке, функциональный признак. В зависимости от структуры рабочего цикла различают машины и аппараты периодического и непрерывного действия; от принципа сочетания в производственном потоке - отдельные (частные) машины и аппараты, агрегатные, комбинированные, автоматическую систему машин. По функциональному признаку и характеру воздействия на обрабатываемый продукт различают машины и аппараты, в которых продукт, подвергаемый энергетическому воздействию не изменяет свойства, форму и размеры, машины и аппараты, в рабочих органах которых осуществляется физико-механические, биохимические изменения и создание готового продукта, машины и аппараты, в которых продукт подготовляется к реализации.

Также оборудование, применяемое на предприятии, может быть разделено на две группы: вспомогательное и основное.

К основному относится оборудование, которое выполняет заданный технологический процесс и непосредственно контактирует с сырьем.

Вспомогательное оборудование обеспечивает нормальную работу основного, т.е. выполняет функции транспортирования, подъема, резервирования сырья.

Рациональная эксплуатация оборудования требует глубокого знания его особенностей и конструктивных признаков.

Привод тестоделительной машины включает электродвигатель, ременная передача, цилиндрический редуктор, зубчатая открытая передача, пару подшипников.

1. Кинематическая схема привода

Рисунок 1 - Кинематическая схема привода

Привод тестоделительной машины: ;

Электродвигатель:

- мощность, кВт - 3,0;

- асинхронная частота вращения, об/мин - 710;

Редуктор ЦУ-160

- передаточное отношение - u_ред = 5;

Зубчатая передача:

- делительный диаметр шестерни, мм - d₁ = 76

- делительный диаметр колеса, мм - d₂ = 284

- передаточное отношение - u_кп = 3,715

Ременная передача:

- диаметр ведущего шкива, мм - D₁ = 125;

- диаметр ведомого шкива, мм - D₂ = 250;

- передаточное отношение - u_рп = 2;

Таблица 1

Параметры на валах

	1 вал	2 вал	3 вал	4 вал
Мощность, кВт	2,945	2,80	2,63	2,5
Угловая скорость, рад/с	74,31	37,155	7,43	2
Крутящий момент, Н·м	39,63	75,36	353,97	1250
Частота вращения, об/мин	710	355	70,99	19,1



2. Кинематический расчет привода

Определение общего КПД привода.

Общее КПД привода определяем по формуле:

где

з_рп - КПД ременная передачи.

з_цр - КПД цилиндрического редуктора.

з_зп - КПД открытой зубчатой передачи;

з_пк - КПД пары подшипников качения.

Примем следующие значения КПД:

з_рп = 0,95;

;

з_зп = 0,96;

з_пк = 0,99;

Тогда КПД привода:

;

[табл. 1.2.1 С.13 /1/]

Требуемая мощность электродвигателя

Требуемую расчетную мощность электродвигателя определим по формуле:

, кВт



где N - мощность на приводном валу, кВт.

кВт

Общее передаточного отношения привода

Определяем общее передаточное отношение привода.

[табл.1.2.2. с.13/1/]

где

u_{цп -} передаточное отношение цепной передачи;

u_рп - передаточное отношение клиноременной передачи

u_ц.р - передаточное отношение цилиндрического редуктора.

Частота вращения вала электродвигателя

Определяем частоту вращения вала электродвигателя

об/мин

об/мин

Выбор электродвигателя

По рассчитанным значениям мощности и максимальным и минимальным значениям частоты вращения вала электродвигателя выбираем электродвигатель [табл.16.7.1 с.283 /1/]:

Тип 4А112МВ8УЗ

Мощность кВт ;

Асинхронная частота вращения вала

n = 710 об/мин; [стр.283 /1/]

Угловая скорость двигателя и общее фактическое передаточное отношение привода

с^-1

Выбираем стандартный цилиндрический редуктор с передаточным отношением, берем , тогда на зубчатую передачу приходится [т.2., 1]

;

Определим угловые скорости на валах привода

рад/с

рад/с

рад/с

рад/с;

Определим мощности на валах

кВт

кВт;

кВт;

кВт;

кВт;

Определим крутящие моменты на валах привода

Н•м;

Н•м;

Н•м;

Н•м;

2.1 Выбор цилиндрического редуктора

Для выбора редуктора необходимо знать: крутящий момент на тихоходном валу T = 353,97 Н•м, передаточное отношение редуктора U_ред = 5.

Выбираем редуктор [табл. 27 с.687 /2/]:

ЦУ-160-5-12У2 ГОСТ 21426 - 75.

Выбрали редуктор с крутящим моментом на тихоходном валу T = 100 кгс•м, передаточное отношение редуктора U_ред = 5.

привод цилиндрический редуктор тестоделительный

3. Расчётная часть

3.1 Расчет клиноременной передачи

По значению крутящего момента на ведомом валу выбираем сечение ремня и min допустимый диаметр ведущего шкива D₁.

Исходными данными для расчета является:

Крутящий момент на ведущем шкиве: Т₁ = 39,63 Н•м.

Передаточное отношение ременной передачи: u_рем = 2,0;

Угловая скорость на ведущем шкиве: w₁ = 74,31 с^-1

Мощность на ведущем шкиве: N₁ = 2,945 кВт.

Таблица 2

Расчет клиноременной передачи

№	Расчетные формулы	Значение по вариантам
		1	2
1	Сечение ремня	А	Б
2	Площадь поперечного сечения, мм	81	138
3	Диаметр ведущего шкива D1, мм	90	125
4	Диаметр ведомого шкива. D2 = D1• Uрем , мм	180	250
	Стандартное значение диаметра ведомого шкива D2, мм	180	250
5	Угловая скорость ведомого шкива , рад/с Где е - коэффициент упругого скольжения ремня е = 0,01ч0,02, примем е = 0,015	36,6	36,6
6	Фактическое передаточное отношение клиноременной передачи	2,03	2,03
7	Скорость ремня , м/с	3,34	4,64
8	Межосевое расстояние рекомендуемое принимать в зависимости от передаточного отношения amin = 1,2D2, мм	216	300
9	Расчетная длина ремня	865,3	1201,8
	Стандартная длина ремня L, мм	900	1250
10	Частота пробега ремня , с-1	3,711	7,712
11	Уточненное межосевое расстояние по принятой стандартной длине ремня	233,7	324,6
	Межосевое расстояние при монтаже ременной передачи amin = a - 0.015•L, мм. Межосевое расстояние для компенсации выдержки ремня	220,2	305,9
	a max = a+0.03•L, мм	260,7	362,1
12	Угол обхвата на меньшем шкиве , град	158,0	158,0
13	Окружное усилие Н	881,7	634,7
14	Допускаемое полезное напряжение [K] = K0•Cб•Cх•Cp, МПа	1,596	1,638
	Где К0 - исходное удельное окружное усилие для определения условий работы при натяжении от предварительного натяжения Х = 1,2 МПа и сечение ремня А и Б	1,65	1,7
	Сб - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на меньшем шкиве. Сб = 1 - 0,003·(180є - б1)	0,934	0,934
	Сх - коэффициент, учитывающий влияние центробежной силы Сх = 1,04 - 0,0004?х2	1,0355	1,0314
	Ср - коэффициент режима работы передачи	1	1
15	Число ремней:	6,8	2,8
	применяем	7	3
16	Усилие, действующее на вал	1335,8	975,3

Анализ результатов расчета показывает, что целесообразнее по конструктивным соображениям принять ремень типа Б с числом ремней 3.

3.2 Расчет зубчатой передачи

Материалы для зубчатых колес:

наименование	Сталь
шестерня	45
колесо	35

Условие выбора материалов НВ = НВ2+(20-40)

Зависимости HRC3 = f(HB), HV = f(HB)

Сталь	НВ	уF	уB	уT	уHP	уFP
35	170-270	472,5	550	315	882	252
45	170-270	472,5	850	580	1624	464

Передаточное отношение передачи:

u = 3,715

крутящие моменты на валах:

Т₃ = 353,97 Н•м

Т₄ = 1250 Н•м

Т_max = 1250 Н•м

Расчетный модуль зацепления

,

где

количество зубьев на шестерне и колесе:

z₁ = 19

коэффициент, учитывающий форму зуба:

,

коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра:

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца ,

- коэффициент внешней динамической нагрузки ;

,

Принимаем округленное значение m = 4 мм (из ряда стандартных значений)

Рассчитываем диаметры зубчатых колес, мм:

- делительные

;

;

- вершин зубьев

;

;

- ножек зубьев

;

;

Рассчитываем межосевое расстояние, мм:

,

Рассчитываем ширину венцов, мм:

- зубчатого колеса

,

- шестерни

,

Проверка расчетных напряжений изгиба

- Окружная сила в зацеплении, Н

- Окружная скорость колес, м/с

Степень точности f = 9, твердость - а,

Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении:

Удельная расчетная окружная сила при изгибе, Н/мм

Расчетные напряжения изгиба зуба, МПа

- условие соблюдается.

Проверка прочности зубьев при перегрузках



Максимальные напряжения изгиба, МПа

Контактная прочность зубьев при перегрузках:

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении,

- Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (для контактной прочности),

- удельная расчетная окружная сила, Н/мм

- расчетные контактные напряжения, МПа

Где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев. ,

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колес. .

- максимальные контактные напряжения, МПа

- условие соблюдается.

Силы зацепления зубчатых колес

Уточненный крутящий момент на шестерне, Н•м

Окружные силы, Н

Радиальные силы, Н



4. Обоснование выборов стандартных узлов деталей и деталей с необходимыми проверочными расчётами

4.1 Выбор и расчет шпоночных соединений

Диаметр приводного вала в месте посадки определяем по формуле:

, мм;

где Т - крутящий момент, Н•мм

[ф_к] - допускаемое напряжение при кручении, мПа

[ф_к] = 25 МПа [стр. 5 /4/2ч]

Крутящий момент на приводном валу

T₄ = 1250 Н•м

мм.

Принимаем диаметр вала 63 мм; [стр. 5 /4/2ч]

диаметр вала под подшипник 60 мм (ГОСТ-23360-78).

Сечение шпонки bhРазмещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

: 18Ч11

Глубина паза: вала t₁ = 7,0 мм, втулки t₂ = 4,4 мм [табл.2.3 стр.18 /4/2ч]

Расчёт шпоночного соединение на смятие

,

где T - передаваемый вращающий момент, Н; d - диаметр вала в месте установки шпонки; рабочая длина шпонки; при стальной ступице и спокойной нагрузке допускаемое напряжение смятия



мм;

Условие прочности на срез

;

Полная длина шпонок:

l = l_p+b, мм

l = 99,2+18 = 117,2 мм

Т.к. длина шпонки превышает ширину зубчатого колеса, то принимаем по стандарту 2 шпонки с размерами: 18Ч11Ч63.



5. Рекомендации по выбору смазки деталей и всех узлов привода

Смазывание узлов уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии. Снижение потерь на трение обеспечивает повышение КПД редуктора.

Зацепление цилиндрических редукторов обычно смазываются жидким маслом. Способы смазки: картерный, централизованный или струйный. Для нашего вида редуктора рекомендуется картерный способ. Способ смазывания выбирается в зависимости от окружной скорости. При окружных скоростях не превышающих 12 м/с, применяется картерное смазывание погружением в масляную ванну редуктора, если требуется охлаждение путем централизованного подвода охлажденного масла. Температура масла в ванне редуктора допускается до 65°С и только в редких случаях 85°С. Зубчатое колесо должно быть погружено в масляную ванну не более чем на 2/3 высоты зуба. Картерный проточный способ смазывания состоит в том, что в ванну редуктора с одной стороны подается масло, а с другой отводится и одновременно происходит охлаждение его. Для очистки масла от грязи и других примесей применяют сетчато-пластинчатые фильтры. Охлаждение масла осуществляется в трубчатых холодильниках, по трубкам которого проходит охлажденная вода.

Для сохранения физико-химических свойств масла при длительной эксплуатации, а так же для лучшего его отстоя, в смазочную систему добавляют баки-отстойники емкостью от 8 до 20-кратной минутной производительности насоса. Масло подается сверху не зависимо от направления вращения зубчатых колес. Давление в смазочной системе поддерживается примерно 1…1,5 атм., на выходе из сопла - 0,5…0,8 атм.

Подшипники смазываются маслом, разбрызгиванием колес. Подшипники конической шестерни смазываются, разбрызгиваемым конической передачей.

Циркуляционная смазка применяется при больших скоростях передачи (м/с), а также в редукторах небольшой мощности и скорости, если конструкция не позволяет осуществить картерную смазку. Масло из картера или специального бака подается насосом в места смазки по трубопроводу через сопла или при широких звездочках через коллекторы.

Для очистки и охлаждения масла устанавливают фильтры, охладители и другие устройства.

Подшипники приводного вала целесообразно смазывать индивидуально густой (пластичной) смазкой. Также для смазывания подшипников нашего приводного вала используем пластичную смазку. В этом случае подшипник закрывают с внутренней стороны защитным или маслосбрасывающим кольцом. Свободное пространство внутри подшипникового узла заполняют густой смазкой. Через каждые три месяца производят добавку свежей смазки, а через год - разборку, промывку узла и сборку со свежей смазкой.

Для подачи в подшипники густой смазки применяют пресс-масленки по ГОСТ 19853-74. Смазка подается под давлением специальным шприцем. Для густой смазки используют также колпачковые масленки.

Для индивидуального подвода жидкой смазки к подшипникам имеются масленки различных конструкций. Самой распространенной из них является пресс-масленка по ГОСТ 19853-74. Широкое применение находит также наливная масленка.

Диаметр отверстия для подвода смазки в корпусе, крышке, стакане обычно принимают равным диаметру резьбы для масленки и выполняют его сверлом под резьбу.

В крышках подшипников для подвода смазки выполняют канавки, а на торце делают один-два паза. В стаканах также выполняют канавки и сверлят одно-два поперечных отверстия. Для смазки открытой зубчатой передачи используется смазка солидол ГОСТ 21188-89. Для смазки цилиндрического редуктора - индустриальное «И-45» ГОСТ 20799-75.

6. Краткое описание порядка сборки, работы и обслуживания привода

На горизонтальную площадку, размещенную на вертикальных стойках рамы, устанавливают салазки. Салазки крепят с помощью болтовых соединений. Электродвигатель крепят с помощью болтовых соединений к салазкам, но болтовые соединения не затягивают, а оставляют двигатель подвижным относительно рамы. В салазках имеются продольные пазы для перемещения крепежных элементов с целью натяжения ременной передачи.

На вал электродвигателя посредством шпонки надевают ведущий шкив ременной передачи и закрепляют его на валу электродвигателя концевой шайбой для предотвращения осевого перемещения звёздочки. Затем на раму устанавливают цилиндрический редуктор и также крепят к раме болтовыми соединениями.

На быстроходный вал редуктора надевают ведомый шкив и осуществляют его крепление при помощи плоской шайбы и гайки.

Следующим этапом сборки является установка ремней и их натяжение за счет перемещения электродвигателя натяжной плитой. После того, как достигнуто требуемое натяжение ремней, электродвигатель фиксируют на натяжной плите болтами.

После установки всех элементов привода осуществляется установка защитного кожуха и выполняется контроль уровня масла в редукторе.



7. Требования техники безопасности к проектируемому приводу

Важную роль в обеспечении безопасной эксплуатации оборудования принадлежит его безопасной конструкции, оснащенной необходимой контрольно-измерительной аппаратурой, приборами безопасности, блокировочными устройствами, автоматическими средствами сигнализации и защиты, позволяющими контролировать соблюдение нормальных режимов технологического процесса, а также исключающими возможность возникновения аварий и несчастных случаев.

В процессе работы категорически запрещается техническое обслуживание привода (устранение неполадок, доливка или смена масла в редукторе, смазка цепной передачи и т.д.).

Конструкция привода тестомесильной машины должна обеспечивать безопасную эксплуатацию. Элементы механической и электрической части машины выполняются в требуемом климатическом исполнении. В обязательном порядке устанавливается защитное заземление. Электродвигатель, пускорегулирующую аппаратуру и приводную и натяжную станции защищают от попадания капельной влаги посредством установки кожухов. Для того чтобы не нарушать тепловой режим электродвигателя, в месте его установки кожух перфорируют.

Механические передачи приводной станции снабжаются защитными кожухами. Привод тестомесильной машины устанавливается на прочное, тщательно выровненное основание. В обязательном порядке приводная станция и опорные конструкции закрепляют анкерными болтами во избежание смещения от заданного проектного положения в процессе эксплуатации. Расположение и установка оборудования в технологическом цехе осуществляется с соблюдением следующих условий: последовательность расстановки оборудования по технологической схеме, обеспечение удобства и безопасности обслуживания и ремонта, максимального естественного освещения и поступления свежего воздуха.

Список используемой литературы

1. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование. - Мн.: Технопринт, 2001г. - 250 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя, 3 том. - М.: Машиностроение 1979 г. - 557 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя, 2 том. - М.: Машиностроение 1979 г. - 559 с.

4. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Прикладная механика» для студентов технологических специальностей: - Могилев, 2002.

5. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. Школа, 1978. - 352с.

6. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. Справочное пособие. - 3 - е изд., перераб. и доп. - Мн.: Выш. шк., 1986. - 400 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru