Расчет механизма подъема велосипедного крана и пластинчатого конвейера для перемещения угля
Министерство
сельского хозяйства Российской Федерации
ФГБОУ ВПО
«Красноярский государственный аграрный университет»
Институт
Управления Инженерными Системами
Контрольная
работа
По
ДМ и ОК
Раздел: ПТМ
и УСН
Выполнил:
Студент
гр. М-42
Филиппов
Р.Н.
Проверил:
Меновщиков
В.А.
Красноярск
2014
Задача 1. Рассчитать механизм
подъема велосипедного крана
Исходные данные:
Исходные данные
Вес груза: 8 F,
кН
Скорость подъема груза: 6 V,
м/мин
Высота подъема груза: 4 H,
м
Режим работы: C
) определяем мощность электродвигателя и
подбираем его по каталогу
Ориентировочно берем КПД механизма . Определяем
статическую мощность на подъем груза номинальной массы по формуле
кг
кВт
Подбираем электродвигатель МТ 012-6,
номинальная мощность которого составляет 1, 8 кВт, частота вращения ротора мин-1,
момент инерции кг м2,
максимальный развиваемый момент равен 55 Нм. Масса двигателя 58 кг, габаритные
размеры: диаметр 280 мм, длинна 550, 5 мм.
2) определяем общее передаточное число привода
механизма, выбрать тип передачи, составить кинематическую схему подъемного
механизма и произвести кинематический расчет.
Определяем частоту вращения барабана
мин-1
Необходимое передаточное отношение
механизма
Принимаем крановый редуктор Ц2-200,
имеющий передаточное число
3) Выбираем тип тормоза и проводим его расчет.
Фактическая скорость подъема груза
м/мин
Статический момент на первом валу
при торможении номинального груза
Нм
где КПД передач от барабана до
электродвигателя, принимаем равным 0, 9
Необходимый
Нм
Выбираем тормоз ТТ-160, развивающий тормозной
момент 100 Нм.
) Рассчитываю канат и подбираю его по ГОСТу.
Рассчитываем разрывное усилие:
k принимаем
равным 5
кН
Выбираем канат двойной свивки типа
ЛК-Р конструкции 6х19(1+6+6/6)+1о. с. по ГОСТ-2688-80 с маркировочной группой
по временному сопротивлению разрыву 1764 Мпа. Диаметр каната =9, 1 мм,
расчетное разрывное усилие каната в целом Fрасч. макс = 41, 550
кН.
Фактический коэффициент запаса
прочности
) определяем диаметр, длину, канатоемкость и
толщину стенок барабана, проверяем барабан на прочность.
Шаг нарезки на барабане
мм
Диаметр барабана по средней линии
навитого каната
мм
Допускается брать диаметр барабана
на 15% меньше определенного, поэтому принимаем диаметр барабана в соответствии
с нормальным рядом, равным 150 мм.
Определяем длину барабана.
Рабочее число витков каната на
барабане
Длина барабана на
закрепление каната по РТМ 24. 090. 29-77
мм
С той стороны барабана, где канат не
закрепляется, длина ненарезной части мм. Принимаем 1, 5 витка для того,
чтобы уменьшить выдергивающую силу каната из-под планки.
Полная длинна барабана
мм
Получим соотношение
,
т.е. барабан будет испытывать в
основном напряжение на сжатие. Толщина стенки барабана, выполненного из чугуна
СЧ18-36, определяется в соответствии с РТМ 24. 090. 21-76 по формуле
мм
Исходя из технологии отливки толщина
стенки барабана
мм
6) определяем диаметр блоков.
Определяем диаметр блоков
где -коэффициент, принимаем равным 16
- диаметр каната
мм
Принимаем D равным 150
мм
По ГОСТ 6627-74 принимаем крюк номер 9 с
грузоподъемностью 2 тонны.
Задание 2. Рассчитать пластинчатый
конвейер для перемещения угля
электродвигатель кран пластинчатый
конвейер
Исходные данные:
Q = 300 т/ч
p=0. 8 т/м3
l1=26
м
l2=35
м
l3=60
м
β=π/15
v=0, 6 м/с
Объемная производительность, соответствующая
расчетной производительности
м3/ч
С учетом параметров груза выбираем бортовой
настил, так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры
с бортовым настилом.
Ширину конвейера определяю по формуле:
м,
Коэффициент Kb
определяю по формуле:
,
м
где:Kb
- коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера;
j - угол естественного откоса груза в покое. Для
угля сухого 50°;
h = 0. 16 м - высота
бортов полотна, выбираю из номинального ряда;
y = 0. 8 - коэффициент использования высоты
бортов
Исходя из кусковатости рядового угля ширина
пластин должна быть
мм,
где:amax = 80 мм -
наибольший размер крупных кусков
мм.
Условие выполняется.
Окончательно выбираю ширину полотна
из номинального ряда B = 650 мм
Погонную нагрузку от транспортируемого
груза определяю по формуле:
Н/м
Погонную нагрузку от собственного
веса движущихся частей (полотна с цепями) определяю по формуле:
Н/м,
где:A = 70 -
коэффициент, принимаемый в зависимости от ширины полотна и вида груза
Н/м.
Минимальное натяжение цепей для
данного конвейера может быть в точках 1 или 3 Минимальное натяжение будет в
точке 3 если будет соблюдаться условие:
Н,
где:w = 0. 08 - коэффициент сопротивления движению
ходовой части на прямолинейных участках
Условие выполняется, следовательно
минимальное натяжение будет в точке 3.
Принимаю минимальное натяжение цепей
Smin = S3 = 2000 Н.
Методом обхода по контуру по ходу полотна определяю натяжения в точках 1. . 8
Н.
Н,
где:k = 1. 06 -
коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки
Н.
Н.
Натяжение в точках 2 и 1 определим,
обходя контур от точки 3 против движения холостой ветви конвейера
Н,
Где м
Н
Тяговое усилие привода определяю по
формуле:
Н,
Расчетную мощность электродвигателя
определяю по формуле:
кВт,
Установочную мощность
электродвигателя определяю по формуле:
кВт,
где:h = 0. 95 - КПД привода
kз = 1. 1 -
коэффициент запаса мощности
Принимаю электродвигатель серии 4А
· тип двигателя - 4А160М2УЗ;
· мощность N
= 18, 5 кВт;
· частота вращения nдв
= 2940 об/мин;
· масса m
= 150 кг.
Делительный диаметр приводных звездочек
определяю по формуле:
мм,
где:t - шаг
приводной цепи;
z - число
зубьев звездочки;
Предварительно принимаю t = 0. 2 м и z = 12.
Частоту вращения звездочек определяю
по формуле:
об/мин.
Передаточное число редуктора
определяю по формуле:
Крутящий момент на выходном валу
редуктора определяю по формуле:
Нм.
Исходя из выше определенных величин
принимаю двухступенчатый цилиндрический редуктор тип редуктора - 1Ц3У-160
· передаточное число u
= 200;
· номинальный крутящий момент на
выходном валу при тяжелом режиме Mкр
= 1250Нм;
· масса m
= 64 кг.
Расчетное усилие в цепи:
Расчетное усилие в цепи определяю по формуле:
Н,
где:Sдин -
динамическая нагрузка на цепи.
Динамическую нагрузку на цепи
определяю по формуле:
Н,
где:y = 1. 0 - коэффициент, учитывающий уменьшение
приведенной массы движущихся частей конвейера, при L> 60 м.
Н.
Н.
Разрывное усилие цепи определяю по
формуле:
Н
Исходя из выше определенных величин
принимают пластинчатую цепь:
· тип цепи - М224 (ГОСТ 588-81);
· шаг цепи t
= 200 мм;
· разрывное усилие Sразр.
=
224кН.
Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера
определяю по формуле:
Н,
где:Sд. п -
динамическое усилие цепи при пуске.
Динамическое усилие цепи при пуске
определяю по формуле:
Н,
где: mk -
приведенная масса движущихся частей конвейера;
e
- угловое ускорение вала электродвигателя.
Приведенную массу движущихся частей
конвейера определяю по формуле
кг,
где:ky = 0. 9 -
коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей;
ku = 0. 6 -
коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по
сравнению со средней скоростью;
Gu = 1000 кгс
- вес вращающихся частей конвейера, принимаю ориентировочно.
кг.
Угловое ускорение вала
электродвигателя определяю по формуле:
рад/с2,
где:Iпр - момент
инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.
Mп. ср -
определяется по формуле:
H м,
Mп. ст -
определяется по формуле:
H м,
Момент инерции движущихся масс
конвейера, приведенный к валу двигателя определяю по формуле:
H м с2,
где: Iр. м - момент
инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по
формуле:
H м с2,
где: Iм = 0, 1275 -
момент инерции втулочно-пальцевой муфты.
Подставляя значения в формулы
получаю максимальное усилие в цепи при пуске конвейера.
H м с2
рад/с2
Н
Н
Расчет звездочек.
Известные параметры:
· делительный диаметр звездочек de
= 773 мм;
· количество зубьев z
= 12;
· шаг зубьев t
= 200 мм.
· диаметр роликов цепи Dц
= 85 мм.
Диаметр наружной окружности определяю по
формуле:
мм,
где: К=0. 7 - коэффициент высоты
зуба
Диаметр окружности впадин определяю
по формуле:
мм,
Смещение центров дуг впадин
определяю по формуле:
e = 0. 01. .
0. 05 t = 8 мм.
Радиус впадин зубьев определяю по
формуле:
r = 0. 5(Dц- 0. 05t) = 38, 5
мм.
Половину угла заострения зуба
принимаю равнойg = 15о
Угол впадины зуба принимаю равным = 86o
Радиус закругления головки зуба
определяю по формуле:
мм.
Высоту прямолинейного участка
профиля зуба определяю по формуле:
мм.
Ширину зуба определяю по формуле:
bf = 0. 9(38,
5 - 10) - 1 = 25 мм.
Ширину вершины зуба определяю по
формуле:
b = 0. 6bf = 15 мм.
Диаметр венца определяю по формуле:
мм,
где:d5 = 105 мм -
диаметр реборды катка цепи;
h = 56 мм - ширина
пластины цепи.
мм.
Литература
1.
Барышев А. И., Стеблянко В. Г., Хомичук В. А. Механизация ПРТС работ. Курсовое
и дипломное проектирование транспортирующих машин: Учебное пособие/ Под общей
редакцией А. И. Барышева - Донецк: ДонГУЭТ, 2003 - 471 с. , ил.
.
Барышев А. И., Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских
работ в пищевой промышленности. Часть 2. Транспортирующие машины. - Донецк:
ДонГУЭТ, 2000 - 145 с.
.
С. А. Чернавский Курсовое проектирование деталей машин, М.: Машиностроение,
1979. - 351 с.
.
Ануфриев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя в трех томах, М.:
Машиностроение, 2001.
.
Яблоков Б. В., Белов С. В. Методические указания к курсовому проекту по
подъемно-транспортным устройствам (пластинчатые конвейеры), Иваново, 2002 г.
.
В.А. Менавщиков, В.М. Ярлыков Подъемно-транспортирующие машины и устройства
сельскохозяйственного назначения. Красноярск 2012г.
7.
http://www. twirpx. com/file/524938/ <http://www.twirpx.com/file/524938/>