МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО
ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АГРОИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ
Факультет Электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства
Кафедра Детали машин
КУРСОВАЯ РАБОТА
Привод к скребковому транспортеру
Студент М.С. Вайсенбург
Группа 301
Челябинск 2009
Исходные данные.
Тяговая сила F, 3,2 кН
Скорость тяговой цепи v,0,5 м/с
Шаг тяговой цепи р,80 мм
Число зубьев звездочки z7
Допустимое отклонение скорости цепи δ,4 %
Срок службы привода Lr,5 лет
Схема 3 Привод к скребковому транспортеру исполнение 2: 1-двигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – редуктор; 4 – упругая муфта с торообразной оболочкой; 5 – ведущая звездочка конвейера; 6 – тяговая цепь.
Введение
В машиностроении находят широкое применение редукторы, механизмы, состоящие из зубчатых или червячных передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащих для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепную или ременную передачу.
Назначение редуктора — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Механизмы, служащие для повышения угловой скорости, выполнены в виде отдельных агрегатов, называют мультипликаторы.
Конструктивно редуктор состоит из корпуса (литого, чугунного или сварного стального), в котором помещаются элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Привод предполагается размещать в закрытом, отапливаемом, вентилируемом помещении, снабженным подводом трехфазного переменного тока.
Привод к горизонтальному валу состоит из цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого соединен с двигателем ременной передачей, а на тихоходном валу располагается компенсирующая муфта.
1. Рассчитаем срок службы приводного устройства
Срок службы (ресурс) Lh, ч, определяем по формуле
где Lr - срок службы привода, лет; tc - продолжительность смены, ч; Lc - число смен; Кс - коэффициент сменного использования,
Определяем ресурс привода при двухсменной работе с продолжительностью смены 8 часов.
ч
Принимаем время простоя машинного агрегата 20% ресурса.
ч.
Рабочий ресурс привода принимаем 23*103 ч.
2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода
2.1 Определяем мощность и частоту вращения двигателя
Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения - от частоты вращения приводного вала рабочей машины.
Определяем требуемую мощность рабочей машины
кВт
где F - тяговая сила цепи, кН, v – скорость тяговой цепи м/с.
Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:
где ηрп – КПД ременной передачи; ηзп - КПД зубчатой передачи; ηм – КПД муфты; ηп – КПД опор приводного вала;
Из таблицы берем: ηрп – 0,96; ηзп – 0,97; ηм – 0,98; ηп – 0,99;
Находим требуемую мощность электродвигателя.
кВт
Выберем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Рном = 2,2 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя:
Вариант Тип двигателя
Номинальная мощность
Pном ,кВт
Частота вращения, об/мин синхронная
При нормальном режиме nном
1 4АВ80В2У3 2,2 3000 2850 2 4АМ90L4У3 2,2 1500 1425 3 4АМ100L6У3 2,2 1000 950 4 4АМ112МА8У3 2,2 750 700
2.2 Определяем передаточное число привода и его ступеней
Находим частоту вращения приводного вала
м/с
где: v - скорость тяговой цепи м/с; z – число зубьев ведущей звездочки; р - шаг тяговой цепи, мм.
Находим общее передаточное число для каждого варианта:
Производим разбивку общего передаточного числа, принимая для всех вариантов передаточное число редуктора постоянным uзп=4
Передаточное число Варианты 1 2 3 4 Общее для привода u м/с 53,17 26,59 17,72 13,06 Цепной передачи 13,29 6,65 4,43 3,23 Конического редуктора 4 4 4 4
Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к выводу:
а) первый вариант затрудняет реализацию принятой схемы из-за большого передаточного числа всего, привода;
б) четвертый вариант не рекомендуется для приводов общего назначения из за большой металлоемкости;
в) во втором варианте получилось большое значение передаточного числа;
г) из рассмотренных четырех вариантов предпочтительнее третий: Здесь передаточное число цепной передачи можно изменить за счет допускаемого отклонения скорости и таким образом получить среднее приемлемое значение.
Определяем максимально допустимое отклонение частоты вращения.
об/мин
Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала приняв
об/мин
отсюда фактическое передаточное число привода
передаточное число цепной передачи
Таким образом, выбираем двигатель 4АМ100L6УЗ (Рном = 2,2 кВт, nном = 950 об/мин); передаточные числа: привода u = 18, редуктора uзп = 4, цепной передачи uоп = 4,5
2.3 Определим силовые кинематические параметры (двигателя), привода
Рассчитаем мощность при Рдв = 1,81 кВт
Быстроходный вал редуктора.
кВт
Тихоходный вал редуктора.
кВт
Вал рабочей машины.
кВт
где Ррм – мощность рабочей машины
Рассчитаем частоту вращения при nном = 950 об/мин
Быстроходный вал редуктора.
об/мин
Тихоходный вал редуктора.
об/мин
Вал рабочей машины.
об/мин
Рассчитаем угловую скорость
Вал двигателя
1/с
Быстроходный вал редуктора.
1/с
Тихоходный вал редуктора.
1/с
Вал рабочей машины.
1/с
Рассчитаем вращающий момент
Вал двигателя
Н*м
Быстроходный вал редуктора.
Н*м
Тихоходный вал редуктора.
Н*м
Вал рабочей машины.
Н*м
Таблица. ............
