Качественное обновление производства с применением новой высокоэффективной техники и автоматизированных комплексов

Качественное обновление производства с применением новой высокоэффективной техники и автоматизированных комплексов

Введение

Важнейшую роль в решении жилищной проблемы; повышении эффективности экономики страны призвано сыграть капитальное строительство, основу материально-технической базы которого составляет промышленность строительных материалов и строительной индустрии, включающая 28 тыс. предприятий и производств; располагающая мощностями по выпуску 150 млн. м3 сборного железобетона; в том числе, свыше 86 млн. м3 общей площади жилья крупнопанельного и объемно-блочного домостроения; около 140 млн. т. цемента; свыше 60 млрд. шт. кирпича; около 112 млн. м2 керамических плиток; 10 млрд. м2 мягких кровельных материалов и т.п.

В структуре затрат на строительно-монтажные работы в капитальном строительстве доля затрат на материалы и изделия составляет 53%.

Основными задачами промышленности строительных материалов и строительной индустрии являются увеличение объема продукции; повышение качества; расширение ассортимента, главным образом за счет выпуска новых, эффективных видов строительных материалов и сборных строительных элементов; легких и экономичных крупноразмерных конструкций; снижение материалоемкости, трудоемкости и энергоемкости продукции; максимальное использование местных строительных материалов, отходов промышленности; автоматизация, улучшение условий труда; повышение престижности отрасли.

В производстве сборного железобетона необходимо резко увеличить применение бетонов с использованием суперпластификаторов, новых видов высокопрочных арматур, непрерывную, наливку арматуры, литьевую и безотходные технологии, термическую обработку, автоматизацию приготовления и доставки бетонной смеси к местам формования.

Успешное решение задач, стоящих перед промышленностью строительных материалов и строительной индустрией, должно быть обеспечено путем качественного обновления производства, с применением новой высокоэффективной техники и автоматизированных комплексов. Данный дипломный проект в некоторой степени способствует этому.

1. Основная часть

1.1 Назначение и место схемы проектируемого узла в технологическом процессе

При производстве железобетонных изделий песок, входящий в состав бетона, должен отвечать определенным требованиям. Охарактеризуем песок, как нерудный строительный материал:

Песок - это продукт дробления (дробленый песок) или сортировки (природный песок) горных пород, крупностью менее 5 мм.

По крупности зерен его разделяют на:

крупный (2,5 - 5 мм.);

средний (1,25 - 2,5 мм.);

мелкий (0,315 - 0,63 мм.);

очень мелкий (0,14 - 0,315 мм.).

Для установления группы крупности, пробу песка рассеивают на наборе сит с отверстиями 10; 5; 2,5; 1,29; 0,63; 0,315; 0,14 мм, после чего определяют модуль крупности по формуле:

Мк=(А2,5+А1,25+А0,63+А0,315+А0,14)/100,

где А2,5 и т.д. - полные остатки на ситах с соответствующим размером отверстий (%).

При подсчете модуля, содержание фракций крупнее 5 и мельче 0,14 мм. не учитываются.

Кроме модуля, каждую группу песка характеризуют и другие показатели:

Таблица 1.1

песоккрупныйсредниймелкийоч. мел.остаток на сите 0,63н/более 50%35-50%--модуль крупности>2,52-2,5<2-удельная поверхность см2/г--100-200200-300к-во песка, прошедшего сито 0,14%10101520

Песок с удельной поверхностью более 300 см2/г не должен применяться для строительных работ из-за большого перерасхода цемента. Содержание примесей ила, глины и прочих, не должно превышать следующих значений:

для бетонов и дорожных асфальтобетонных смесей - 3%;

для строительства автомобильных дорог - 5%;

для кладочных растворов - 10%;

для штукатурных растворов - 15%.

Для бетона рекомендуется применять крупный и средний песок с модулем крупности 2-3,25. Если песок не удовлетворяет требованиям ГОСТа, то его необходимо фракционировать, т.е. рассеивать на две фракции - крупную и мелкую, получаемые разделением исходного материала по граничному зерну, соответствующему размеру сит 1,25 и 0,63 мм., а затем смешивать эти фракции в соотношении, установленном лабораторией.

Песок, предназначенный для растворов, не должен содержать фракции зерен, крупнее 5 мм., а в песке, предназначенном, для бетонов допускаются зерна гравия или щебня, размером более 10 мм. в количестве не более 5% по массе; содержание зерен, проходящих через сито 0,14 не должно превышать 10%. Согласно этим требованиям будем производить подбор сит для используемого в технологической линии грохота.

Песок, используемый на ЖБИ, сортируется из песчано-гравийной смеси, и не в полной мере удовлетворяет предъявленным требованиям. К тому же при потреблении всего необходимого количества песка, получаемого из песчано-гравийной смеси, гравия получается гораздо больше необходимого количества, что вызывает излишние затраты.

Решением этих проблем и является данный дипломный проект. Суть проекта в создании установки, позволяющей на месте, согласованно с уже действующей гравиесортировочной установкой, производить сортировку карьерного песка и добавлять его в необходимом количестве к песку, получаемому из песчано-гравийной смеси. Чтобы в результате получить песок требуемого качества и в необходимом количестве.

Программа выпуска на 2000 год составила 157 тыс. м3/год песка. Из них, на карьерный песок приходится 32 тыс. м3/год. Отсюда можно определить необходимую часовую производительность. Приняв рабочий день установки равный 8 часам, при 264 рабочих днях в году, получим 2112 ч. Тогда часовая производительность Q=23т/ч. Учитывая большую приближенность в определении требуемой производительности примем значение требуемой производительности равным 50 т/ч. По этому значению требуемой производительности и будем производить подбор оборудования и расчет основных параметров.

При расчете ленточного конвейера, учитывая некоторый запас мощности, примем предварительное значение конструкционной производительности равным четырехкратной эксплуатационной производительности: Qк=400 т/ч.

1.2 Обзор существующих схем

Заводы по обогащению песка должны поддерживать надлежащий зерновой состав песка путем предварительного разделения его на узкие фракции и смешения их в заданном соотношении. Как правило, корректировать состав песка приходится, удаляя из него часть избыточных фракций. В этом случае, технология обогащения состоит в отделении негабаритных кусков, предварительной промывки смеси, выделении гравия и классификации песка.

Негабаритные включения отбирают на решетке приемного бункера. Смесь, крупностью 0-70 мм промывают для последующего разрушения и удаления глины, и сортируют мокрым способом с выделением гравия. При необходимости гравий разделяют на товарные фракции. Классификацию песка производят в гидравлических классификаторах с выделением отходов, крупностью до 0,14 мм. Предварительно песчаную массу сгущают в гидроциклонах. После классификатора установлено микширующее устройство, обеспечивающее перемешивание выделенных фракций в заданных пропорциях. Классифицированный песок перед выдачей на склад обезвоживают, а в зимнее время, во избежание смерзания - сушат.

1.2.1 Обзор схем питателей

При подаче на непрерывно работающую машину, например ленточный конвейер, груза порциями, под накопительным бункером необходимо установить питатель. Существуют различные схемы питателей, ориентированные на работу с конкретным грузом, имеющие различную производительность.

Тарельчатые (дисковые) питатели

Применяют для пылевидных и кусковых (размером до 150 мм.) материалов при непрерывной подаче материала в машины для объемного дозирования.

Технические характеристики тарельчатых питателей

показа телиСМ-86АСМ-179А4131ДЛ-12АДЛ-16АДЛ-20АД-100Д-160Д-209СМ-276АСМ-187АСМ-274Адиаметр, м.0,50,751,01,31,62,01,01,62,01,01,21,0частота вращения, с-10,070,070,120,080,070,070,130,130,130,120,10,12производит. м3/ч, до1,53,010152835102535101510мощность эл. двиг., кВт0,60,61,01,72,84,51,72,8711,71,7масса, т.0,210,240,451,332,563,20,81,281,750,731,070,73

Барабанные питатели

Применяют для дозирования и подачи в машины цемента, песка, извести, и других мелкозернистых, сыпучих материалов. При вращении барабана, его ячейки заполняются, проходя под воронкой бункера, и затем, при развороте на 1800 разгружаются. В последнее время, в барабанных дозаторах и питателях стали устанавливать электровибраторы для устранения сводов, образующихся в бункерах. Технологическая характеристика барабанных питателей приведена в таблице 1.3

Технические характеристики барабанных питателей

показатели400*400для шамота 130492для глины 50399для шамота 53337для глины 49718СМ-286диаметр барабана0,40,570,570,670,670,3ширина барабана0,40,550,70,751,00,36мощность, Вт200550550550550550масса, т.0,360,430,440,450,60,13

Шнековые (винтовые) питатели.

Применяются для равномерной подачи глины, цемента, извести, песка. Производительность шнековых питателей 20-30 м3/ч при длине транспортирования 1,5-2 м.

Одинарный лотковый виброзатвор-питатель.

Представляет собой наклонный лоток, находящийся под действием электромагнита, питаемого электрическим током и совершающего до 7000 колебаний в минуту. Производительность питателя можно регулировать, менять угол наклона лотка и частоту колебаний сердечника электромагнита.

Технические характеристики одинарных лотковых виброзатворов-питателей

показателиС - 100С - 101производительность, м3/ч200100размеры лотка, мм.: ширина / высота бортов / длина800/300/1800650/200/1425мощность, кВт1,00,6масса, кг.19511225

Сдвоенный лотковый виброзатвор-питатель.

Представляет собой два наклонных лотка, вибрирующих под действием электромеханического вибратора, который крепится к лотку на кронштейне. Производительность питателей регулируется изменением угла наклона лотков, осуществляемым тягами.

Технические характеристики сдвоенных лотковых виброзатворов-питателей

показателипроизводительность, м3/ч200наибольший размер кусков, подаваемого материала, мм.120угол наклона лотков к горизонту, град.5-25ширина лотка: наибольшая / выходного конца, мм.600/410масса, т.1,6

Ленточный питатель.

Применяют для подачи сыпучих материалов. Если высота падения материала на питатель велика, ролики поддерживающие ленту должны быть смонтированы на подрессорной раме, и иметь резиновую оболочку.

Объемный питатель с гибкой лентой.

Применяется для подачи сухих дробленых и молотых материалов. Он состоит из смонтированного под бункером короткого ленточного транспортера и заслонки, устанавливаемой на заданной высоте и регулирующей толщину слоя материала на ленте тем самым, производительность питателя. Лента, движущаяся с постоянной скоростью, приводится в движение через цепную передачу от электродвигателя со встроенным в его корпус редуктором. Производительность объемных питателей с гибкой лентой в зависимости от их размера составляет 12-150 т/ч

по роду перемещаемых грузов - для насыпных грузов; для насыпных и сыпучих грузов

по направлению трассы перемещаемых грузов - в одной вертикальной плоскости; в одной горизонтальной плоскости; по пространственной трассе

по характеру движения рабочего (грузонесущего) элемента (ленты, настила, подвески, тележки) - с непрерывным; с периодическим (пульсирующим) движением.

Рабочий элемент может иметь поступательное, вращательное или колебательное движение; по характеру перемещения груза на непрерывно движущемся несущем элементе (ленточные, пластинчатые конвейеры), в непрерывно движущихся рабочих элементах (ковшовые, подвесные, тележечные конвейеры), волочение груза по неподвижному желобу (скребковые, винтовые конвейеры), скольжение груза (качающиеся инерционные и вибрационные конвейеры) и другие.

Широкое распространение получили ленточные, пластинчатые, ковшовые, подвесные конвейеры. Эти конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающими и направляющими элементами, ведущего (приводного) и ведомого барабанов или звездочек натяжного устройства, загрузочного и перегрузочного устройств рамы. В ленточном конвейере тяговый орган выполняет также функции несущего органа. Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через редуктор. При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз или останов).

Транспортирующие машины комплектуются, как правило, из стандартных узлов и деталей.

Ниже приведены краткое описание и схемы транспортирующих машин, используемых в строительном производстве.

Ленточные конвейеры.

Предназначаются для транспортирования преимущественно сыпучих или штучных грузов небольшой массы.

Эти конвейеры состоят из рабочего органа в виде замкнутой ленты, являющейся грузонесущим и тяговым элементом, опор, приводного и хвостового барабанов, натяжного устройства, загрузочного устройства и рамы. При необходимости предусматриваются направляющие ролики и отклоняющие барабаны для ленты, разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты.

Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. При необходимости предусматривается тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении.

Крутонаклонные конвейеры

Крутонаклонными называются конвейеры, у которых грузонесущее полотно имеет угол подъема, больший критического (при котором груз на гладком грузонесущем полотне еще не имеет гравитационного перемещения).

путем повышения коэффициента сцепления груза с поверхностью полотна;

увеличение давления груза на полотно;

создание подпора груза на полотне.

По роду перемещаемых грузов различают крутонаклонные конвейеры для насыпных и штучных грузов. По количеству тяговых элементов могут быть конвейеры с одним, двумя и четырьмя тяговыми элементами. Получили распространение крутонаклонные конвейеры со специальными лентами, ленточно-цепные, пластинчатые и двухленточные конвейеры. В конвейере со специальными лентами, последние снабжены выступами (рифлением) или перегородками, обеспечивающими удержание груза на ленте, наклоненной под углом 30-600.

Пластинчатые конвейеры.

Предназначаются для транспортирования острокромочных или горячих материалов, кусковых или штучных грузов. Эти конвейеры состоят из тягового органа (в виде одной или двух бесконечных тяговых цепей) с прикрепленным к нему настилом из отдельных пластин, приводного и натяжного устройств, загрузочного устройства и ролика. При плоском настиле возможно наличие и разгрузочного устройства в виде плужкового сбрасывателя. Привод чаще всего осуществляется от электродвигателя через редуктор.

Скребковые конвейеры.

Скребковым называется конвейер, где груз транспортируется по желобу или другому направляющему устройству движущимися скребками, прикрепленными к тяговому элементу. Различают конвейеры со сплошными и контурными (фигурными) скребками. Сплошные скребки бывают высокими и низкими. Применяются также трубчатые конвейеры с круглыми (иногда прямоугольными) скребками. В зависимости от характера движения различают скребковые конвейеры с непрерывным поступательным и возвратно-поступательным движением тягового элемента.

Производительная скорость движения и длина скребковых конвейеров ограничиваются значительным сопротивлением перемещению грузов и износом элементов конвейера. Обычно производительность конвейеров находится в пределах 50-350 т/ч, скорость 0,16-1,0 м/с, длина 60-100 м.

Подвесные конвейеры.

Подвесным называется конвейер с тяговым элементом в виде цепи или каната, на котором укреплены каретки с подвесками для транспортирования груза, движущиеся по подвесному, жесткому пути.

Подвесные конвейеры предназначаются для транспортирования штучных грузов (иногда насыпных грузов в таре) по замкнутому контуру пространственной или одноплоскостной, например, горизонтальной трассы.

В зависимости от типа тягового элемента подвесные конвейеры делятся на цепные (наиболее часто распространенные) и канатные. По способу перемещения груза различают несущие, толкающие и ведущие. Цепь связана с каретками, имеющими ходовые катки, которые перемещаются по тяговым подвесным путям. Они обычно прикреплены к частям здания. Цепь приводится в движение при помощи звездочки или гусеничного привода.

У грузонесущих конвейеров каретки соединены с подвесками, на которых установлены грузы. У толкающих конвейеров цепи, перемещающиеся по тяговым путям, выполнены с кулачками, которые толкают подвески с каретками (тележками) на грузовом подвесном пути. Каретки грузоведущих (грузотянущих) конвейеров соединены со штангами нескольких тележек с перемещаемым грузом.

Элеваторы котловые вертикальные.

Элеваторы предназначаются для подъема насыпных грузов на высоту до 50 м. Они состоят из тягового органа (в виде замкнутой конвейерной ленты или одной или двух тяговых цепей) с жестко прикрепленными к нему ковшами, приводного и тягового устройств, загрузочного и разгрузочного башмаков и кожуха. Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. Предусматривается тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении.

1.3 Описание технологической схемы по производству мелкого заполнителя

Технологическая схема установки разработана с учетом стыковки с уже существующей гравиесортирующей установкой. Схема состоит из следующих узлов.

. Накопительный узел, предназначенный для накопления перевозимого на автосамосвалах карьерного песка;

. Питающий узел, необходимый для равномерной, дозированной подачи песка из накопителя на транспортировку;

. Первый транспортирующий узел, осуществляющий непрерывную подачу песка на сортировку;

. Узел сортировки, предназначенный для выделения из природного песка фракций необходимых размеров;

. Второй транспортирующий узел, осуществляющий подачу отсортированного песка к месту стыковки с действующей установкой, где он смешивается с песком, получаемым на этой установке.

Согласно этой схеме произведена компоновка и подбор оборудования. Накопительный узел представляет собой бункер, расположенный на уровне, необходимом для непосредственной разгрузки подъезжающих самосвалов. Учитывая возможность наличия в карьерном песке крупных включений, предусмотрена комоспиховая решетка. Для устранения возникновения сводов, на бункер устанавливается вибратор.

Роль питающего узла выполняет объемный ленточный питатель, позволяющий плавно регулировать объем подаваемого песка и допускающий наличие крупных включений. Смонтирован на сварной раме, непосредственно под накопительным бункером. Ориентирован на подачу песка непосредственно на ленточный конвейер. В качестве первого транспортера используется ленточный транспортер, наклонный с выпуклым перегибом в средней части, оборудованный грузовой натяжной станцией. Разгрузка осуществляется через головной барабан, он же является приводным. Привод от электродвигателя через редуктор. Предусмотрен тормоз для предотвращения движения груженой ленты в обратном направлении при случайной остановке двигателя. Верхние роликоопоры желобчатой конструкции. Конвейер оборудован защитным ограждением. Рама - сварная металлоконструкция.

Сортировка осуществляется сухим грохочением. Применен инерционный виброгрохот. Грохот устанавливается на раме конвейера через виброизоляторы. При необходимости на грохоте монтируются пылезащитные укрытия. Под грохотом, исключая механический контакт, установлена загрузочная воронка второго конвейера. Также, исключая механический контакт, установлена течка, по которой отводятся ненужные фракции.

Окончательная транспортировка готового песка осуществляется вторым ленточным конвейером наклонно-горизонтального типа. Он оборудован концевой натяжной станцией. Разгрузка осуществляется через головной барабан, он же - приводной. Привод - от электродвигателя через редуктор. Предусмотрен тормоз. Конвейер оборудован защитным ограждением.

Кроме того, для облегчения ремонтно-монтажных работ в местах с отрицательным уровнем, предусмотрены электротали и грузовая тележка.

Для возможности осмотра и обслуживания установки, в труднодоступных местах установлены лестницы и настилы.

Все металлоконструкции установки монтируются на фундаментных железобетонных блоках посредством фундаментных болтов.

Управление установкой дистанционное, с отдельного пульта.

Для обеспечения техники безопасности установка оборудуется системой аварийной остановки и защитным заземлением.

1.4 Подбор оборудования

1.4.1 Правило подбора оборудования

Выбор типа транспортирующей машины зависит от характера груза, требуемой производительности, схемы и размеров трассы транспортирования, допустимых габаритов машины, ее массы и стоимости.

грузом в данном случае является песок. Для транспортировки песка больше всего подходит ленточный конвейер с резиновой лентой в качестве тягового рабочего органа.

Расчет основных параметров конвейера будем производить исходя из заданной эксплуатационной производительности, по нормативным значениям расчетных величин. Выбор типа грохота зависит от характера груза, требуемого размера получаемых фракций и требуемой производительности. В данном случае грохот используется для удаления случайных включений, размером больше допускаемых, из карьерного песка. Наиболее подходящим, удачно вписывающимся в технологическую цепочку будет инерционный виброгрохот. Расчет основных параметров будем проводить исходя из заданной эксплуатационной производительности.

1.4.2 Выбор накопительного бункера

Бункер представляет собой сваренную из листового металлопроката конструкцию.

Его размеры обусловлены следующими требованиями:

необходимым объемом накапливаемого материала;

углом естественного откоса материала;

требуемым расходом материала;

прочие конструкционные соображения.

Размер приемного отверстия примем по базе самосвала квадратного сечения 4600Х4600 мм.

Угол свода воронки - 500.

Высота бункера - 3400 мм.

Размер разгрузочного отверстия квадратного сечения 300Х750 мм.

1.4.3 Выбор питателя

Наиболее подходящим питателем будет объемный питатель с гибкой лентой. По требуемой производительности выбираем объемный питатель с гибкой лентой СТ-5, имеющий производительность до 50 т/ч, позволяющий плавно менять производительность в пределах 20-50 т/ч.

Техническая характеристика.

Ширина ленты - 650 мм.

Скорость ленты регулируемая - 0,054-0,108 м/с.

Расстояние между осями барабанов - 660 мм.

Максимальная нагрузка на ленте - 300 Н.

Размер выхода питательной воронки - 720Х560

Привод: а. электродвигатель типа АОЛ - 22 - 4 N=0,4 кВт, n=1400 мм-1;

б. редуктор цилиндрический двухступенчатый, αр=39,6

в. передача цепная t=19,05 i=2,27

Габаритные размеры: 1380Х1080Х560 мм.

Вес - 290 кг.

Размер приемной воронки - 300Х750 мм.

1.4.4 Выбор ленточного транспортера 1

Ленточные транспортеры состоят из рабочего органа в виде замкнутой конвейерной ленты, являющейся грузонесущим и тяговым элементом, опор, приводного и хвостового барабанов, натяжного устройства и рамы. Привод осуществляется от э/двигателя через редуктор. При необходимости предусмотрен тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении.

Исходные данные.

Транспортируемый груз - песок с насыпной плотностью ρ=1,5 т/м3. Размер песчинок 2 мм≥a'>0,5 мм.

Эксплуатационная производительность - Q=400 т/ч

Высота подъема груза - Н=10,3 м.

Привод конвейера осуществляется через головной барабан.

В средней части конвейера - излом, выпуклостью вверх.

Конвейер установлен вне помещения, на открытом воздухе.

Длина первого наклонного участка l1=19,4 м., второго наклонного участка - l2=19,3 м.

Угол наклона соответственно - 170 и 140.

Нормативные значения расчетных величин.

Принимаем скорость движения ленты V=1,2 м/с, для песка при разгрузке через головной барабан. Угол естественного отклонения песка в движении - 300. Примем для рабочей ветви ленты желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов до 300. Примем угол подъема конвейера равный наибольшему углу наклона конвейера для принятой скорости движения ленты β=βmax=160.

Размер типичного куска транспортируемого рядового несортированного песка a'=1,6 мм. Согласно табл. 4.2 [1] транспортируемый песок можно отнести к категории мелкозернистых насыпных грузов.

Определим предварительно основные параметры рабочего органа:

Требуемая ширина конвейерной ленты

В=1,1 (ÖQ/(V*ρ*k*kβ+0.05)) м.,

где:- производительность конвейера, т/ч;- скорость ленты, м/с;

ρ - насыпная плотность груза, т/м3;- коэффициент, зависящий от угла естественного откоса, груза, - 550;β - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера=0,95;

В=0,772 м., Допускаемая минимальная ширина ленты для рядового груза В=203,2 мм.

С учетом рекомендаций выбираем конвейерную резиновую ленту общего назначения типа 3, шириной 800 мм. с четырьмя тяговыми прокладками прочностью 150 Н/мм из ткани БКНЛ-150, допускающими рабочую нагрузку Кр=16Н/мм., резиновая прокладка класса прочности В, рабочей поверхностью 2 мм., нерабочей поверхностью 1 мм.

Обозначение выбранной ленты:

Лента 3-800-4-БКНЛ-150-2-1-В, ГОСТ 20-76, толщина ленты без защищенной тканевой прокладки:

δ=Σδп.т.+δп.д.+δр+δн,

где:

Σ - количество тяговых тканевых прокладок;

δп.т - толщина тяговой тканевой прокладки - 1,9 мм.

δп.д - толщина защитной тканевой прокладки (имеется только у лент, типа 1)

δр - толщина резиновой обкладки рабочей поверхности, мм.;

δн - толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности, мм.;

δ=10,6 мм.

Погонная масса ленты: g=ρ*В*δ, кг/м, где:

ρ - плотность ленты, для резиновых лент ρ=1100 кг/м3;

В-ширина ленты, м.;

δ - толщина ленты, м.=9,33 кг/м.

Выбор конструктивных основных элементов конвейера.

Выбор роликоопор.

Согласно рекомендациям принимаем диаметр роликов роликоопоры рабочей ветви ленты, dр=89 мм.

Согласно рекомендациям количество роликов в роликоопоре рабочей ветви, принимаем равным 3, холостой ветви 1.

Выбираем тип роликоопоры рабочей ветви: ЖЦ - верхняя желобчатая центрирующая;

холостой ветви: НЦ - нижняя прямая центрирующая.

Верхняя роликоопора: dр=89 мм., В=800 мм., L1=315 мм., α1=300. Обозначение роликоопоры - ЖЦ80-89-30 ГОСТ 22645-77;

Нижняя роликоопора: dр=89 мм., В=800 мм., L1=950 мм. Обозначение роликоопоры - ЖЦ80-89 ГОСТ 22645-77.

Выбор барабанов.

Наименьший диаметр приводного барабана:

пбmin=K*Z,

где:- число тяговых прокладок в ленте;

К - коэффициент=150 для ткани БКНЛ-150.пбmin=600 мм.

Согласно ряду по ГОСТ 22644-77, принимаем Dпб=630 мм.

Диаметр концевого барабана принимаем равным 0,8 Dпб., Dкб=482 мм., по ряду выбираем - 500 мм.

Диаметр отклоняющего барабана. согласно рекомендациям - 0,65 Dпб, Dоб=410 мм., по ряду выбираем - 400 мм.

Диаметр натяжного барабана принимаем равным Dпб., Dнб=630 мм.

Согласно ГОСТ 22644-77 принимаем длины барабанов равными Lб=В+150=950 мм.

Выбор натяжного устройства:

По конструкционным соображениям, выбираем натяжную станцию грузового типа. Ход натяжного устройства:

=0.25L+0.3,

где L - длина конвейера, м., S=1,3 м.

Масса грузов и их количество приведены ниже, после уточненного тягового расчета (см. рис 1.4.2)

Выбор загрузочной воронки.

Основные размеры принимаем по табл. 6.15 [1] Рис. 1.16

Расстояние между бортами Вт=530 мм. Определяем предварительное тяговое усилие:

0=[ωLr(g+gk)+gH] g*Kk+Fпр,

где:

ω - коэффициент сопротивления;r - длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость, м.- погонная масса груза, кг/м;k - погонная масса движущихся частей конвейера, кг/м;

Н - высота подъема груза, м.;k - коэффициент, учитывающий геометрические и конструктивные особенности конвейера;пр - сопротивление плужкового разгрузчика, учитывается при его наличии.;

Согласно данным:

ω -0,04;r - L*cosβ=19.4*cos170+19.3*cos140=37.25 м.

- A*ρ, кг/м,

где А - площадь поперечного сечения потока груза, м2; ρ - насыпная плотность груза, кг/м3;

А=0,14 В2, где В-ширина ленты, м.;

А=0,09 м2;= 134,4 кг/м.;

k = gkр+ gkх, кг/м,

где gkр - погонная масса движущихся частей рабочей ветви конвейера; gkх - погонная масса движущихся частей холостой ветви конвейера; gkр= gл+ gрр; где gл - погонная масса ленты, кг/м; gрр - погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви конвейера, кг/м.рр=18,4 кг/м; gkр=27,73 кг/м;

kх= gл+ gрх,

где gрх - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера = 7,8 кг/м.kх=17,13 кг/м;k=44,9 кг/м;

Н=Lr*sinβ= 10.3 м;

Kk=K1*K2*K3*K4*K5;

1=1,1; K2=1,04; K3=1; K4=1,02; K5=1; Kk=1,170=[0,04*37,25*(134,4+44,9)+134,4*10,3]*9,81*1,17=18955 Н.

Предварительная проверка на прочность тягового органа.

Максимальное статическое натяжение ленты, Н. Fmax=K5*F0, где К5 - коэффициент, учитывающий взаимодействие ленты с барабаном.

К5=lfα/lfα-1,

где f - коэффициент сцепления барабана с лентой, f=0.2; α - угол обхвата барабана лентой, рад.; α= 3,49 рад.; К5=1,99;max=1,99*18955=37722 Н.

Число тяговых прокладок резинотканевой конвейерной ленты должно удовлетворять условию: Z≥Zmin=Fmax/Kp*B, где Z - принятое число тяговых прокладок;min - необходимое минимальное число тяговых прокладок;max - максимальное статическое напряжение ленты;p - рабочая нагрузка прокладок, Н/мм;

В-ширина ленты, мм;min=37722/16*80=2,95;=4> Zmin=2,95 следовательно выбранная лента удовлетворяет проверке на прочность максимального статического напряжения ленты.

Уточненный тяговый расчет конвейера.

Тяговая сила конвейера с тяговым рабочим органом определяется методом обхода по контуру конвейера.

Разобьем трассу конвейера на отдельные участки. Нумерацию начинаем от точки сбегания тягового органа с приводного барабана.

Обход начинаем от точки с наименьшим натяжением, назовем ее точкой 1.

Натяжение ленты в этой точке обозначим, как F1. Сопротивление на отклоняющих барабанах -

пов.=Fнаб.(Кп-1),

гденаб. - натяжение тягового органа в точке набегания на барабан, Н.;

Кп - коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.

Примем угол обхвата на поворотном пункте α=700, получаем, Кп=1,04.

Натяжение в точке 2 равно:

2=F1+Fпов= F1+Fнат(Кп-1)= F1+F1*0,04=1,04 F1.

Сопротивление на прямолинейном участке α-2 холостой ветви равно:

F2-3=ωg(gpx·Lx+gt·Lrx) - gtgHx, где:

x - длина холостого участка, м.;px - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м;rx - длина горизонтальной проекции участка холостой ветви конвейера, м;x - высота вертикальной проекции участка;x =6,18 м;px =7,8 кг/м;rx =6 м; =1,45 м;t =9,33 кг/м;

ω=0,04;

F2-3=ωg(gpx·Lx+gt·Lrx) - gtgHx=0,04*9,81 (7,8*6,18+9,33*6) - 9,33*9,81*1,45=-92 Н.

Соответственно, натяжение в т. 3: F3=F2+F2-3=1.04F1-92; натяжение в т. 4 - F4=F3+Fпов=F3+F3*0.04=1.04F3=1.04 (1.04*F1-92)=1.08F1-96 H.

Сопротивление на участке 4-5: F4-5=-gt*g*Hx=-9.33*9.81*1=-92 H.;

Следовательно, натяжение в т. 5: F5=F4+F4-5=1.08F1-188 H.;

Натяжение в т. 6: F6=F5+Fпов=1.84F1-199 Н.;

Сопротивление на участке 6-7: F4-5=-gt*g*H=9,33*9,81*1=92 Н.;

натяжение в т. 7: F7=F6+F6-7=1.14F1-107 H.;

Натяжение в т. 8: F8=F7+Fпов=1.19F1-111 Н.;

Сопротивление на участке 8-9: F8-9= ωg(gpx·Lx+gt·Lrx) - gtgHx=0,04*9,81 (7,8*12,37+9,33*12) - 9,33*9,81*2,99=-192 Н.

натяжение в т. 9: F9=F8+F8-9=1.14F1-303 H.;

Сопротивление на участке 9-10:9-10= ωg(gpx·Lx+gt·Lrx) - gtgHx=0,04*9,81 (7,8*18,8+9,33*18) - 9,33*9,81*5,5=-380 Н.

натяжение в т. 10: F10=F9+F9-10+ Fпов =1.24F1-695 H.;

натяжение в т. 11: F11= F10=1.24F1-695 H.;

Натяжение в т. 12: F12=F11+Fпов=1.34F1-751 Н.;

натяжение в т. 13: F13= F12=1.34F1-751 H.;

Сопротивление на погрузочном пункте от сообщения грузу скорости тягового органа:

погр=QgV/36, где:

- производительность, т/ч;- скорость перемещения груза, м/с;погр=580*9,81*1,2/36=190 Н.

Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка длиной l=2 м.л=50l=50*2=100 Н.

Общее сопротивление при загрузке, участок 13-14:13-14= Fпогр+ Fл=190+100=290 Н.

Натяжение в т. 14: F14=F13+F13-14=1.34F1-461 H.;

Сопротивление на участке 14-15:14-15=ωg[(g+gt) Lrr+gppLr]+(g+gt) gH=

=0,04*9,81 [(134,4+9,33) 15,7+18,4*16,4]+(134,4+9,33) 9,81*4,8=7772 Н.

Натяжение в т. 15: F15=F14+F14-15=1.34F1+1311 H.;

Сопротивление на участке 15-16:15-16=0,04*9,81 [(134,4+9,33) 18,7+18,4*19,3]+(134,4+9,33) 9,81*4,7=7821 Н.

Натяжение в т. 16: F16=F15+F15-16=1.34F1+15132 H.;

Натяжение в набегающей на приводной барабан ветки тягового органа:нат= F16+F16*0,06=1.42F1+16040 H., согласно формуле Эйлера:

Fнат= Fсб*efα= F1*efα,

где Fсб - натяжение сбегающей с приводного барабана ветви ленты, Н.;- коэффициент сцепления между лентой и приводным барабаном - 0,25;

α - угол обхвата лентой приводного барабана, рад.=200°=3.49 рад; Fнат=2,4 F1

,42 F1+16040=2,4 F11= 16040/(2,4-1,42)=16367 H1= 16367H

Определяем натяжение ленты в остальных точках трассы:

F2=1,04F1=17022H3=1,04F1-92=16930H4=1,08F1-96=17580H5=1,08F1-188=17480H6=8,14F1-199=18551H7=1,14F1-107=185551H8=1,19F1-111=19176H9=1,19F1-303=19174H10=1,24F1-695=19600H12=1,34F1-151=21181H13=F12=21181H14=1,34F1-461=21471H15=1,34F1+7311=29243H16=1,34F1+15132=37064HНАБ=1,42F1+16040=39281H

По оси ординат в масштаба откладываем расстояние соответствующих участков ленты:2-3=6,2 м; L4-5 =1,3 м; L6-7 =1,3 м; L8-9=12,4 м; L8-9=12,4 м; L9-10 =18,8 м; L13-14 =16,4 м; L15-16=19,3 м;

По оси абсцисс откладываем масштабные значения сил натяжения в точках.

Проверка тягового органа на прочность по уточненным значениям сил натяжения.мах-Fноб=39281Н

Число тяговых прокладок ленты должно удовлетворять условию:

Z³Zmin=Fmax/(Kp*B)

Zmin=39281/(16*800)=3,1=4>Zmin=3,1

Лента удовлетворяет условию.

Проверка правильности выбора диаметра приводного барабана.

Проверяем по давлению между лентой и барабаном:

ДЛ.Б³360F0/ (B[p]*n*L-, f), (м)

где F0 - тяговая сила, (н);- ширина ленты, (м);

[p]допускаемое среднее давление между лентой и барабаном, д/рез. лент [p] =1,1-105 Па- угол обхвата барабана лентой;- коэффициент сцепления между лентой и барабаном.

по табл. 6,7 [1]f=0.25

Дн.Б³(360*22914)/ (0,8*1,1*105*3,14*300*0,25)=0,597 м

Выбранный диаметр удовлетворяет проверке на прочность по давлению между лентой и барабаном. Определяем необходимую мощность на приводном валу конвейера, мощность двигателя и выбираем двигатель.

Мощность на приводном валу конвейера:

P0=F0*V/(103*hбар)

где F0 - уточненное значение тяговой силы, H- скорость ленты, м/с

hбар-КПД-барабана (не учитывается)0=220914*12/(103)=27,5 кВт

Мощность привода конвейера, по которой выбирается двигатель:

=КР0/h

где К-коэффициент запаса К=1,2

h-КПД передач от двигателя

к приводному валу,h=0,96

Р=(1,2*27,5)/0,96=34,3 кВт

Выбираем двигатель 4 АН 180 М4 УЗ=37 кВт, n=1470 об/мин

момент инерции ротора JP=0,217 кг*N2

кратность максимального момента Ymax=2,2

Определяем частоту вращения вала приводного барабана конвейера

hn.Б=60*V/(П*Дn.б)=60*1,2/(3,14*0,630)=36,4 мин-1

Определяем необходимое передаточное число между валом двигателя и валом приводного барабана:

И= n/nn.Б

где n - частота вращения вала двигателя, мин-1

И=1470/(36,4)=40,4

Выбираем редуктор и соединительные муфты.

Расчетная мощность на быстроходном валу редуктора принимается равной наибольшей статической мощности. В данном случае:p=P=34,3 кВт

Обозначение выбранного редуктора:

Редуктор 42-400-40-111

Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором, определяем номинальный крутящий момент двигателя:

Тном=9550*Рэв/(n)=9550*37/(1470)=240 н.м

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя примем расчетный момент муфты:

Тмр=VmaxTном=2*240=480 н.м

Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом, диаметром 200, типа - 2, исполнения - 1, с наибольшим передаваемым моментом 500 Нм, моментом инерции - 0,125 кгм.

Обозначение выбранной муфты: Муфта упругая, втулочно-пальцевая 500-55-1, ГОСТ 21424-75.

Уточняем скорость ленты, исходя из фактического передаточного числа привода:

ф=тДn.б*n/(60*Иор)=3.14*630*1470/(60*41,34)=1,17 м/с

Уточняем производительность конвейера

=К*Кb(0,9В - 0,05)2Vф-r где

К - коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза - 550

Кb - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера = 0,92

В-ширина ленты

b - насыпная плотность груза=550*0,92 (0,9*0,8-0,050)2*1,17*1.5=399 т/ч

Определяем усилие натяжного устройства:

н=Fнабн+Fсбн

набн - сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабансбн - сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабанан=F5+F6=17503=18475=35978Н

В качестве груза натяжного устройства возьмем стандартные грузы по 30 кг, в количестве 40 шт.

Определяем угол обхвата лентой приводного барабана.

Из формулы:

еfL= Fнабн/(Fсбн)

- коэффициент сцепления барабана с лентой- угол обхвата раднаб - сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабансб - сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабана2=en* Fнаб/(Fсб)/(f)=en*39230/(16345)/(0,2)=4,38 рад=2500

L=2500

Требуемое минимальное натяжение в ленте

min=(50…100) (q+qл) lp где:

- погонная масса грузал - погонная масса лентыp - расстояние м-ду роликоопорами мmin=(50…100) (134,4+9,33)*1,3=9342…19685Н

Фактическое минимальное натяжение ленты - 16346 Н. находится в требуемом пределе.

Проверка достаточности пускового момента двигателя по продолжительности пуска.

Проверка, согласно условию:

время пуска конвейера:

n=t*Jn/(9,55 (Тср.n-Tc)+C/(n(Тср.n-Tc) R<3…6с

t - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма - 1,2- момент инерции вращающихся масс на валу двигателя- частота вращения вала двигателя

h - КПД механизма

Тср.n - средний пусковой момент двигателяc - момент статических сопротивлений на валу двигателя

=Jp=Jм=0,217+0,125=0,342 кг*м2

С=9,55Кy[Cq+qл) lr+qл(Lr+Lx)+(qpplp+qpxtx+МБ) Кс]*V2

rLn - длина соответственно груженого и порожнего участков рабочей ветвиx¢Lp - длина соответственно холостой и рабочей ветви конвейера

Кy - коэффициент, учитывающий упругость тягового органа - 0,6

МБ - масса вращающихся барабанов конвейера

Кс - коэффициент, учитывающий уменьшение скорости вращения частей конвейера относительно скорости тягового органа - 0,8=955*0,6[(134,4+9,33) 37,7+9,33 (1+37,7)+(18,4*38,7+7,8*37,7)+610)*0,8]1,172=55476Н

Тср.n=0,852*Yn+Ymax/(2) Tном

Yn - кратность пускового моментаmax - кратность максимального моментаном - номинальный момент двигателяn=1,2; Ymax=2,2ном=9550 Pqв/n=9550*37/1470=240, н.м

Тср.n=0,8521,2+2,2/(2)*240,4=295,3 н.м

Тс= Тсв1/(И*h)

Тсв - момент статического сопротивления на приводном валу конвейера

Тс=7218 1/(41,34*0,96)=181,9 н.мn=1*2*0,342*1470/(9,55 (295,3-181,9)+55476/(1470 (295,3-181,9)*0,96)=0,895сn=0,895с

Определяем усилие в набегающей на приводной барабан ветви ленты при пуске.

Окружное усилие на приводном барабане при пуске конвейера:

пуск=(2Тпуск)/Д

Тпуск - момент от сил инерции и статического сопротивления на приводном валу при пуске

Тпуск =Тин.в+Тс.в.

Тин.в=Тин*И*h=(Тср.н-Тс)*И*h=(295,3-181,8)*41,34*0,96=4512 н.м

Тпуск = 4512 +7208=11720 н.мпуск=2*11720/0,63=37206н

Усилие в набегающей на приводной барабан ветви ленты при пуске

набпуск=Кs* Fпуск=1,73*37206=64367Н

где Кs=1,73 (см. выше)

Коэффициент перегрузки тягового органа при пуске конвейера:

Кпер= Fнабпуск/Fдоп<1,5

доп - допускаемая нагрузка на тяговый органдоп£Кр*В*h=16*800*4=51200Н

Кпер=64367/51200=1,26<1,5

В пределах норы.

Определяем расчетный тормозной момент и выбираем тормозное устройство.

Момент сил инерции на валу двигателя при торможении:

Тинт=dJн/9,55*tt+C*h/n*tt

t - время торможения конвейераt=(2lt)ut - максимальный путь торможения конвейера, принимается - 2,5 м.t=(2,25)/1,17=4,27с

Тинт=1,2*0,342*1470/9,75*4,27+55476*0,96/1470*4,27=23,1 н.м

Момент статического сопротивления конвейера на валу двигателя при торможении, н.м:

Тст=Тс.втh/И

Тс.вт - момент статических сопротивлений на приводном валу конвейера при торможении

Тс.вт= hбар[qн*к(F0/qH)]qД/2

hбар - КПД барабана - 0,96

К - коэффициент - 0,6- погонная масса груза кг/м

Д - диаметр барабана м

Н - высота подъема груза м

Тс.вт=0,96[(134,4*10,3) - 0,6 (22914/9,81-134,4*10,3)]*9,81*0,63/2=2419 н.м

Тст=2419*0,96/41.34=56,2 н.м

Расчетный тормозной момент на валу двигателя конвейера:

Трт=Тинт+Тст=23,1+56,2=79,3 н.м

Выбираем тормоз ТКТ-200 с наибольшим тормозным моментом 160 Нм при ПВ-40% и 80 Нм при ПВ-100%, который следует регулировать на нужный тормозной момент.

В качестве тормозного шкива используется выбранная упругая муфта с тормозным шкивом диаметра 200 мм.

Значения основных параметров ленточного конвейера 1

наименованиеобозначениеед.к-во ед.производительность конструкционнаяQ½400скорость лентыVм/с1,17йвысота подъема грузаHм10,3угол наклона 1-го участкаB1град17длина первого участкаL1м19,4угол наклона второго участкаB2град14длина второго участкаL2м19,3общая длинаLм38,7угол обхвата лентой приводного барабанаlград250минимальное натяжение лентыFminН16346

Согласно технологической схеме для сортировки песка наиболее приемлем инерционный виброгрохот. По требуемой производительности выбираем инерционный виброгрохот СМ-653Б. Грохот состоит из следующих остальных частей: неподвижная рама, короб с просеивающими поверхностями вибратора, виброизоляторов, привода.

Разделение материала по фракциям на грохоте происходит на наклонных просеивающих поверхностях, установленных в коробе, который совершает круговые колебания в вертикальной плоскости, колебания коробу сообщает вал вибратора, имеющий постоянный эксцентриситет. Наличие постоянного эксцентриситета выгодно отличает кинематику данного грохота от инерционного, тем, что амплитуда колебаний грохота не изменяется от нагрузки.

На эксцентриковом валу располагаются противовесы, позволяющие бесступенчато уравновешивать центробежные силы инерции, возникающие в подшипниках приводного вала при колебаниях короба грохота. Короб грохота опирается на неподвижную раму через коренные подшипники и четыре винтовые пружины, которые удерживают короб от проворачивания на подшипниках приводного вала.

Для предохранения опорных конструкций от возможных вибраций, грохот оснащен дополнительно четырьмя пружинными виброизоляторами, которые установлены на неподвижной раме.

Производительность грохота не может быть указана заранее, т. к. она зависит от размера отверстий сит, зернового состава исходного материала, угла наклона и т.д.

2. Технологическая часть

2.1 Расчет заготовки

Выбор типа заготовки

Для изготовления оси роликоопоры ленточного конвейера при серийном производстве выбираем заготовку, изготовленную поковкой.

Материал - сталь 45.

Расчет припусков и промежуточных размеров заготовки.

Расчет производим аналитическим методом для поверхности под подшипник качения диаметра 17 (-0,012) по формуле:

2Zmin=Z(R2 i-1+hi-1+ri-1)

Zmin - минимальный припуск на диаметр2 i-1 - высота неровностей профиля на предыдущем переходеi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе

ri-1 - пространственные отклонения в расположении обрабатываемых поверхностей.

Расчет начинаем с наибольшего предельного размера после окончательной обработки, в данном случае, после чистового шлифования, путем прибавления к нему соответствующих значений расчетных припусков.

Таблица значений припусков для каждой технологической операции

Наименование переходаR2hпоковка160200точение предварительное5050точение окончательное2525шлифование предварительное1020шлифование окончательное515Определим значение припусков для заготовки, изготовленной поковкой в закрытом штампе:

r3=Örк2+rц2+rсм2

r3 - суммарное значение припуска

rк - припуск по кривизне

rц - погрешность центровки

rсм - допуск на смещение штампов

rк=4к - допуск кривизны на 1 мм - 3 мкм- дина заготовки мм

rсм=3*270=810 мкм

rц=0,25ÖТ2+1

Т - допуск на диаметральный размер базы заготовки, используемый для центрирования - 1,2 мм.

rц=0,25Ö1,22+1=390 мкм

rсм=0,5 мм

r3=Ö8102+3902+5002=1029 мкм

для остальных операций

rост=r3+КУ

КУ - уточняющий коэффициент

КУ =0,06, r=0,06*1029=62 мкм для чернового значения

КУ =0,04, r=0,04*62=3 мкм - для чистового значения

Определяем минимальный расчетный припуск.

на предварительное точение

Zmin1=2 (160+200=1029)=2778 мкм

на окончательное точение

Zmin2=2 (50+50+62)=324 мкм

на предварительное шлифование

Zmin3=2 (25+25+3)=106 мкм

на окончательное шлифование

Zmin4=2 (10+20)=60 мкм

Определяем минимальные расчетные размеры по переходам, путем прибавления к наибольшему размеру шейки оси после окончательного шлифования соответствующих значений минимальных расчетных припусков.

Определяем максимальные размеры по переходам. Путем прибавления к наименьшему размеру изделия соответствующего допуска на промежуточный размер.p4=17.0+0,06=17,06 ммp3=17.06+0,106=17,166 ммp2=17.166+0,324=17,49 ммp1=17.49+2,778=20,268 мм

Определяем максимальный припуск.max4=16.189+0,011=17 ммmax3=17,06+0,043=17,103 ммmax2=17.17+0,11=17,28 ммmax1=17.49+0,33=17,82 ммmax0=20,3+1,8=22,1 мм

Определяем минимальный припуск.

Zmax4=17.103-17,0=0,103 мм

Zmax3=17.28-17,103=0,173 мм

Zmax2=17.82-17,28=0,54 мм

Zmax1=22.1-17,82=4,28 мм

Определяем минимальный припуск

Zmin4=17.06-16,989=0,071 мм

Zmin3=17.166-17,06=0,106 мм

Zmin2=17.49-17,166=0,324 мм

Zmin1=20,3-17,49=2,78 мм

По данным расчетов составим таблицу припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности диаметра 17 (-0,012)

технологический маршрут обработкиэлементы припускарасчет припуска 2Zmin мкмрасчет мин. размер ммR2 i-1 мкмhi-1 мкмri-1 мкмштамповка160200--20,268черное точение50501028277817,49чистовое точение25256232417,166черновое шлифование1020310617,06чистовое шлифование515-6017,0допуск на изготовлениепринятые размеры по переходамполученные предельные припускиdmaxdmin2Zmax2Zminштамповка1,822,120,3--черное точение0,3317,8217,494,282,78чистовое точение0,1117,2817,170,540,32черновое шлифование0,04317,10317,060,1730,106чистовое шлифование0,01117,017,9890,1030,071

Определим номинальный припуск на каждый переход:

Zном4=0,103+0,071/2=0,087 мм

Zном3=0,173+0,106/2=0,139 мм

Zном2=0,54+0,32/2=0,43 мм

Zном1=4,28+2,78/2=3,5 мм

Определяем расчетные диаметры после переходов:

Др3=Дисх+2Zном4=17+0,087=17,087 мм

Др2=Др3+2Zном3=17,087+0,139=17,226 мм

Др1=Др2+2Zном2=17,226+0,43=17,656 мм

Др0=Др1+2Zном1=17,656+3,5=21,156 мм

Все значения сводим в таблицу номинальных размеров, припусков, допусков по переходам.

чертежный размер поверхностиДчер17 h6 (-0,012 Rа0,63исходный расчетный размерДисх17,0 ммноминальный припуск на диаметр при чистовом шлифовании2Zном40,087 ммноминальный диаметр после предварительного шлифованияД317,08h9 (-0,043 Rа1,5номинальный припуск на диаметр при черновом шлифовании2Zном30,139 ммноминальный диаметр после чистового точенияД217,2h11 (-0,11 R225номинальный припуск на диаметр при чистовом точении2Zном20,43 ммноминальный диаметр после предварительного точенияД117,6h13 (-0,33 R250номинальный припуск на диаметр при черновом точении2Zном13,5 ммноминальный диаметр заготовкиДзаг21,1

2.2 Выбор режимов резания и оборудования

Операция фрезерно-центровальная.

Глубина фрезерования t = 5 мм.

Подача S = 1,5 мм/об.

Определим скорость резания (окружную скорость фрезы).

=Cv*Д9/(Тм*tx*Sч*Вч*Zр)*Кv

- период стойкости фрезы

Д - диаметр фрезы

В-ширина фрезы- число зубьев

Примем диаметр - 60 мм, ширину - 20 мм, тогда период - 180 мин.

Кмv= Кnv* Киv

Кмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Кnv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки

Киv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента

Кмv=Кт(750/uв)nv

для uв=450-:7506 Кг=1,0; Nv=1,75

Кмv=1 (750/550)1,75=1,72

Кnv=0,8 - для половки.

Киv=1,15 - для т16к6

Кv=1,12*0,8*1,15=1,58 согласно таблице 39 [] с. 286 имеем,

Сv=41; q=0.25; X=0,1; у=0,4; И=0,15; m=0,2; р=0.=41*600,25/(1800,2*50,1*1,50,4*2000,15*80) 1,58=29,47 м/мин

число оборотов=1000*V/p*Д=1000*29,47/3,14*60=156 об/мин

принимаем n - 200 об/мин

тогда V=p*Д*n/1000=3,14*60*200/1000=38 м/мин

Определяем силу резания.

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила.

Рz=(10*Cр*tx*Sу*Вn*Z/Ду*nw) Крм

Крм - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Крм=(uВ/750)n=(550/750)1=0,73

по табл. 41 с. 291 имеем

Ср=82,5; Х=0,95; у=0,8; И=1,1; д=1,1; w=0; n=1.

Р2=9322 м

Эффективная мощность резанияc=Р2*V/1020*60=9322*38/1020*60=5,74 кВт

Сравнение торцов.

Принимаем центровое сверло, согласно ГОСТ 14952-72, тип А, диам. - 4 мм.

Глубина резания t = 2 мм.

Подача - 0,14 мм/об

Определяем скорость резания

=(Cv*Ду*/Тм*Sу) Кv

по табл. 28 с. 278 имеемv=7, д=0,4, у=0,7, m=0,2, Т=25 мин.

Кv=Кмv*Кnv*Кеv где

Кеv - коэф. учитывающий глубину сверления, по табл. 4 с. 31 имеем

Кеv=0,9, Кmv=1, Кnv=1.

Кv=0,9=22,8 м/мин

Определяем число оборотов=1000*V/p*Д=1816 об/мин

Принимаем равным - 2000 об/мин, тогда:=p*Д*n/1000=25 м/мин.

Выбор оборудования.

Для фрезерно-центровальной операции выбираем фрезерно-центровальный полуавтомат МР-71. Используем приспособления: опоры призматические ГОСТ 16879-71.

Точение.

Инструмент. Резец проходной упорный, прямой из твердого сплава Т15К6. Угол в плане - 90, вспомогательный угол - 10. Радиус при вершине угла - 1 мм. Размер 16х25х120 мм.

Обработка поверхности - 3,5.

Шейка третьей и пятой ступени оси, обрабатывается с отклонением 46, в следующем порядке: предварительное точение, чистовое точение, предварительное шлифование, чистовое шлифование.

Точение черновое поверхности 3,5.

Глубина резания назначается по возможности максимальная - 1,75 мм

Подачу принимаем - 0,6 об/мин

Определяем скорость резания

=(Cv/Tм*tx*Sу) Кv

Т - средняя стойкость резцов - 40 мин

Кv= Кмv* Кnv*Киv

Кмv=Кг(200/НВ)nv по табл. с. 262 Кг=1,0 nv=1.

Кмv=1,1, Кnv=0,8 для поковки, таюл. 5 с. 263

Киv=1,75 для т15к6

Кv=1,01 по табл. 5.33 [3] c. 99 имеем Сv=42, х=0,25, у=0,66, м=0,15=30,9 м/мин

Определяем число оборотов:=1000*V/p*Д=479 об/мин. принимаем n=500 об/мин., тогда V=32 м/мин.

Чистовое точение поверхности 3,5.

Глубина резания - 0,2 мм

Подача:

S=C*R2у*rr/tx*уz*g1z

r - радиус при вершине - 1 мм

у - величина главного угла - 90

g - величина вспомогательного угла - 10, по табл. 5.26 с. 95 имеем С=0,008, х=0,3, у=1,4, Z=0,33, и=0,7.=0,25 мм/об

Определяем скорость резания

=(Cv/tx*Tм*Sу) Кv

Кv=1,01

Т=40 мин. по табл. 5.33 с. 99 имеем Сv=52,2, у=0,5, m=0,15=105,3 м/мин

Определяем частоту вращения=1000*V/p*Д=1915 об/мин.

принимаем - 1600 об/мин, тогда= 88 м/мин.

Обработка поверхности 1,7

Шейка первой и седьмой ступени оси обрабатывается с отклонением 11 в следующем порядке: предварительное точение, чистовое точение.

Предварительное точение поверхности 1,7

Глубина резания - 1,5 мм

Подача - 0,6

Определяем скорость резания:

=(Cv/Tм*tx*Sу) Кv

T=40 мин., Кv=1,01 по табл. 5.33 с. 99 имеем Сv=42, х=0,25, у=0,66, m=0,15=30,9 м/мин.

Определяем частоту вращения

Частоту вращения принимаем равную для всех переходов чернового точения - 500 об/мин, тогда:=p*n*Д/1000=29 м/мин.

Окончательное точение поверхности 1,7

Глубина резания - 0,25

Подача:

S=C*Rzу*rr/tx*уz*g1z

по табл. 5.26 с. 95 имеем С=0,008, у=1,4, х=0,3, Z=0,35, И=0,7=0,19 мм

принимаем - 0,2 мм

Определяем частоту вращения

Частоту вращения принимаем равной предыдущей при чистовом точении - 1600 об/мин

Определяем скорость резания

V=p*n*Д/1000=77,9 м/мин

Обработка поверхности 4

Поверхность 4-й ступени обрабатывается с отклонением 13 предварительным точением

Глубина резания - 1,75 мм

Подача - 0,6 мм.

Частота вращения - 500 об/мин

Скорость резания=p*n*Д/1000=40 м/мин

Операция фрезерная.

Глубина резания - 1,5 мм

Подача - 1,5 мм

Скорость резания

= (Cv*Ду/(Tм*tx*Sу*Bи*Zр) КV

по табл. 5.33 с. 99 имеем Сv=41, д=0,25, х=0,1, у=0,4, и=0,15, р=0, m=0,2.

Кv=Кnv*Кmv*Кuv

Кv=0,9 табл. 5 с 263

Кuv=1 табл. 6 с. 263

Кmv=1 (750/750)1=1

Кv=0,9

Т=180 мин. табл. 40 с. 290

Д=40 мм В=10 мм, Z=8=18,9 м/мин

Число оборотовc=Р2*V/1020*60=1,2 кВт

принимаем - 160 об/мин. тогда=p*n*Д/1000=20 м/мин

Выбор оборудования

Выбираем вертикально-фрезерный станок 6М82

Выбор оборудования для операции точения

Определяем силу резания

Р2=10 Ср*tx*Sу*Vn*Кр

по табл. 22 с. 273 находим

Ср=300, х=1,0, у=0,75, n=-0,15.

Кр=Кmр*Кур*К2р*К2р*Кгр

по табл. 23 с. 275 находим,

Кmр=1, Кур=0.94, К2р= 1,1, К2р= 1, Кгр=1.

Кр= 1,03

Р2=2189Н

Определяем эффективную мощность резанияc=Р2*V/1020*60=1,2 кВт

Выбираем токарно-винторезный станок 1К62. Мощность двигателя - 3 кВт

Операция шлифовальная

Шейка второй ступени оси после операции точения обрабатывается в следующем порядке: предварительное шлифование, окончательное шлифование.

Предварительное шлифование

Глубина шлифования - 0,06 мм

Подача - 0,03 мм

Скорость круга - 35 м/мин

Скорость заготовки - 20 м/мин

Число оборотов - 374 об/мин,

принимаем число оборотов - 400, тогда скорость - 21.

Эффективная мощность

c=Cn*V3n*tx*Sу*ДS

n=1,3, х=0,85, у=0,7, д=0,1, n=0,75,c=0,2 кВт

Окончательное шлифование

Глубина шлифования - 0,02 мм

Подача - 0,02 мм

Скорость шлифования - 400 об/мин

Скорость заготовки - 21 об/мин

Выбираем кругошлифовальный станок ЗМ 150.

2.3 Технологическая норма времени

Технологическая норма времени устанавливается для каждой технологической операции. В условиях серийного производства нормы времени определяются для каждого технологического перехода. Нормы времени могут быть установлены как по нормативам, так и расчетам по типовым нормам. В данном случае расчетным методом установим нормы времени для всех технологических переходов токарной операции, для остальных операций нормы времени будут установлены по нормативам.

Штучное время рассчитывается по формуле:

Тшт=T0+Tв+Tт+Торг+Тn, мин

0 - основное, технологическое времяв - вспомогательное времят - время технического обслуживания рабочего

Торг - время организации обслуживания рабочего места

Тл - время перерыва

Вспомогательное время делится на:

установку детали - 1 мин

снятие детали - 0,8 мин

время, связанное с изменением подачи - 0,05 мин

установку инструмента - 0,8 мин.

время, связанное с переходом - 0,44 мин.

Операционное время

0п= T0+Tв мин

Окончательное штучное время

Тшт=T0п(1+a+b+u), мин

a,b,u - коэффициенты, характеризующие соответственно время механического и организационного обслуживания, время переходов.

a=).15…0,35,b= 0,8…0,25,u= 0,4…0,55.

Основное время рассчитываем по формуле:

0=lр*i/S*n

р - длина рабочего хода- число рабочих ходовподача- частота сращения заготовки

Для черновой обработки поверхности 1,60=0,09 мин

поверхность 3,50=0,06

поверхность 40=0,63

Для чистовой обработки поверхности 1,60=0,09

поверхность 3,50=0,05

поверхность 2,70=0,003

точить фаску поверхности 1,7,3,5,40=0,003 мин

Находим T0, Тшт

+a+b+u=1,89

Черновая обработка

поверхность 1в=2,29 миноп=2,38 миншт=4,49 мин

поверхность 3в=0,44 миноп=0,5 миншт=0,95 мин

поверхность 4в=0,44 миноп=1,07 миншт=2,02 мин

поверхность 5в=0,44 миноп=0,5 миншт=0,95 мин

поверхность 6в=0,44 миноп=0,53 миншт=1,0 мин

Чистовая обработка

поверхность 1в=0,49 миноп=0,58 миншт=1,1 мин

поверхность 3,5в=0,44 миноп=0,49 миншт=0,93 мин

поверхность 6в=0,44 миноп=0,53 миншт=1,0 мин

поверхность 2в=1,24 миноп=1,243 миншт=2,35 мин

поверхность 7в=0,44 миноп=0,443 миншт=0,84 мин

точить фаску поверхности 1в=1,24 миноп=1,243 миншт=2,35 мин

точить фаску поверхности 3,4,5в=0,44 миноп=0,443 миншт=0,84 мин

точить фаску поверхности 6в=1,24 миноп=1,243 миншт=2,35 мин

3. Экономическая часть

При производстве железобетонных изделий, песок, входящий в состав бетона, должен отвечать определенным требованиям. Песок, использующийся на КБЖБ, классифицируется из песчано-гравийной смеси и не вполне удовлетворяет этим требованиям. К тому же, при потреблении всего необходимого количества песка, получаемого из гравийной смеси, гравия получается гораздо больше необходимого количества, что вызывает излишние затраты.

Решением этих проблем и является данный дипломный проект. Суть проекта - создание установки, позволяющей получить качественную смесь песка, классифицированного и транспортированного из Игирминского карьера, в необходимом количестве и необходимого качества.

Экономическая эффективность данного проекта очевидна. Но т.к. установка разрабатывается впервые, не имея базового варианта, оценить экономическую эффективность проекта затруднительно. Поэтому, в данном разделе определяются затраты на изготовление, монтаж и запуск установки в производство, т.е. - собственно себестоимость узла.

Затраты на производство установки определяем по калькуляции статей затрат.

Все норы, расценки, тарифные ставки, взяты в техническом отделе КБЖБ, в ценах 1991 года.

Расчет себестоимости.

Статьи затрат.

. сырье и материалы

. покупные комплектующие изделия, полуфабрикаты

. топливо и энергия для технологических целей

. основная заработная плата производственных рабочих

. дополнительная заработная плата производственных рабочих

. отчисления на социальное страхование с заработной платы производственных рабочих

. расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

. цеховые расходы

. прочие производственные расходы

Всего полная себестоимость.

установка песок заполнитель роликоопора

Расчет стоимости сырья и материалов для изготовления узла

НАИМЕНОВАНИЕед. изм.к-во ед.сметная стоимость ед. т.р.общая сметная стоимость т.р.бетон М 150м35,524192313арматура кл. Ат0,321900608арматура кл. Ат4,92220010824закладные деталикг20015,410805,4арматура кл. Ат0,081900152арматура кл. Ат0,092200198фундаментные блоки 0,3 мм34,414011768фундаментные блоки 0,5 мм33,183861227,5фундаментные блоки 0,5 мм330,4237411377,1балка 124т0,22000400сетка Вр-1т0,423205086,72сетка Вр-1т0,01285020,5сетка Вр-1т0,02205041закладные деталикг25,85,4139,3арматура кл. Ат0,042190079,8закладные деталикг13,85,474,5фундаментные блоки 0,3 мм31,17425497,3фундаментные блоки 0,5 мм310,93744076,6фундаментные блоки 0,3 мм33,184251351,5фундаментные блоки 0,5 мм33,263741219,2фундаментные плиты ФЛ 16.24-1м31,98382756,4арматура кл. Акг35,72278,5м/к бункеровт4,323009890м/к эстакадыт8,2236119360м/к решетки колосникит323166948м/к рамыт0,192206419м/к огражденият124182418итого90327,8

Расчет стоимости покупных комплектующих изделий

НАИМЕНОВАНИЕед. изм.к-во ед.сметная стоимость ед. т.р.общая сметная стоимость т.р.ленточный конвейер №1шт.1113400113400ленточный конвейер №2шт.19135091350питатель КТ-5шт.11297812978электротальшт.11026210262электротальшт.24922,68845,2грохот ПСЛ-52шт.143173,843173,8итого280016

Расчет затрат на топливо и энергию для технологических целей.

При монтаже оборудования электроэнергия расходуется практически лишь на освещение. Исходя из мощности светильников, за время монтажа расходуется 139 кВт электроэнергии. Определяем затраты на электроэнергию.

Сэл=N*Кн*t*Иэ

где N - мощность, кВт

Кн - коэф. использования по мощности- норма времени

Иэ-стоимость 1 кВт*2 по КБЖБ,

Сэл=261,1 т.р.

Определяем затрат на ГСМ

Сгсм=Ц0*Н/Q

Зосн=Т*Ч

где Т - трудоемкость, нормо-час,

Ч - среднечасовая тарифная ставка рабочих, руб.

Средний разряд рабочих - монтажников по КБЖБ составляет 4,1. Соответствующая тарифная ставка - 2158 р/ч. Трудоемкость монтажа - 3959 нормо-часов. Основная зарплата - 13685 руб. Дополнительная зарплата принимается равной 10% от основной - 418,8 руб.

Расчет отчислений на социальное страхование.

Отчисления на социальное страхование принимаются в размере 6,2% от сумм основной и дополнительной заработной платы - 931 руб.

Расчет расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

Расходы на содержание м эксплуатацию оборудования принимаются в размере 60% от основной заработной платы - 8193 руб.

Расчет цеховых расходов.

Цеховые расходы принимаются в размере 50% от основной заработной платы - 6828 руб.

Расчет общезаводских расходов.

Общезаводские расходы принимаются в размере 50% от основной заработной платы - 6828 руб.

Расчет прочих производственных расходов.

Прочие производственные расходы принимаются в размере 5% от основной заработной платы - 683 руб.

Список литературы

1. Кузьмин В.А., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механических подъемно-транспортных машин, изд. 2-е, перераб. и дополн. - Мн., Выш. шк. 1983 - 350 стр.

. Курсовое проектирование грузоподъемных машин; уч. пособие для студентов машиностр. спец. вузов /С.А. Казак, В.Е. Дусье и др.; М.: Высш. шк. 1989 - 319 стр. ил./

. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов; М.: Выс. шк. 1975 - 551 стр., с ил.

. Строительные машины. Справочник в 2-х тт. т. 2 - Оборудование для производства строительных материалов и изделий, М.: Машиностроение, 1977 - 496 стр. с ил.

. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. в 3-х тт. изд. 5-е дополн. и перераб., М.: Машиностроение 1983 - 543 стр. с ил.

. Перель Л.Н. Подшипники качения: расчет, проектирование и обслуживание опор. Справочник. М.: Машиностроение 1983 - 543 стр. с ил.

. Допуски и посадки. Справочник в 2-х тт. изд. 6-е, перераб. и дополн. Л.: Машиностроение 1982 - 543 стр. с ил.

. Воробьев Л.Н. Технология машиностроения и ремонт машин. Учебник для вузов - М.: Высш. шк. 1981 - 344 стр.

. Справочник технолога машиностроителя под ред. Касиловой А.Г. М.: Машиностроение 1985 - 656 стр. с ил.

. Охрана труда в машиностроении. Учебник для вузов. М.: Машиностроение 1991 - 272

. Основы техники безопасности в электроустановках. Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат 1984 - 448 стр.

. Охрана труда в строительстве. Учебник для вузов. М.: Машиностроение 1991 - 272 стр.

. Методическое руководство по организации рациональных режимов труда и отдыха для строителей, работающих в различных климатических зонах страны (ВНИПИ труда в стр. Госстроя СССР М.: Стройиздат 1979 - 15 с.)

. Гражданская оборона Учебник для вузов М.: Высшая школа 1987 - 303 с.

. Борьба со стихийными бедствиями и ликвидация производственных аварий на предприятиях лесной промышленности. Учебное пособие Л.: РИО ЛТА 1977 - 110 с.

. Экономика строительного и дорожного машиностроения. Учебное пособие М.: Машиностроение 1984 - 240 с.

. В.П. Малкин Строительная экология Братск 1990 - 171 с.

. Строительные машины. Альбом чертежей М.:ТСН 1960 - 294 с.