Расчет механизма подъема велосипедного крана и пластинчатого конвейера для перемещения угля

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 F_{расч. 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 K_b определяю по формуле:

,

 м

где:K_b - 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:a_max = 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 S_min = 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

k_з = 1. 1 - коэффициент запаса мощности

Принимаю электродвигатель серии 4А

·        тип двигателя - 4А160М2УЗ;

·        мощность N = 18, 5 кВт;

·        частота вращения n_дв = 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 M_кр = 1250Нм;

·        масса m = 64 кг.

Расчетное усилие в цепи:

Расчетное усилие в цепи определяю по формуле:

 Н,

где:S_дин - 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 S_разр. = 224кН.

Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяю по формуле:

 Н,

где:S_{д. п} - динамическое усилие цепи при пуске.

Динамическое усилие цепи при пуске определяю по формуле:

 Н,

где: m_k - приведенная масса движущихся частей конвейера;

e - угловое ускорение вала электродвигателя.

Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле

кг,

где:k_y = 0. 9 - коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей;

k_u = 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:I_пр - момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.

M_{п. ср} - определяется по формуле:

H м,

M_{п. ст} - определяется по формуле:

H м,

Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя определяю по формуле:

H м с²,

где: I_{р. м} - момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по формуле:

H м с²,

где: I_м = 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 d_e = 773 мм;

·        количество зубьев z = 12;

·        шаг зубьев t = 200 мм.

·        диаметр роликов цепи D_ц = 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(D_ц- 0. 05t) = 38, 5 мм.

Половину угла заострения зуба принимаю равнойg = 15^о

Угол впадины зуба принимаю равным = 86^o

Радиус закругления головки зуба определяю по формуле:

мм.

Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю по формуле:

мм.

Ширину зуба определяю по формуле:

b_f = 0. 9(38, 5 - 10) - 1 = 25 мм.

Ширину вершины зуба определяю по формуле:

b = 0. 6b_f = 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/>