Привод тестоделительной машины

Привод тестоделительной машины

Содержание

Введение

.   Кинематическая схема привода

. Кинематический расчет привода

.1 Выбор цилиндрического редуктора

. Расчётная часть

3.1 Расчет клиноременной передачи

3.2 Расчёт открытой зубчатой передачи

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

.1 Выбор и расчет шпоночных соединений

. Рекомендации по выбору смазки деталей и всех узлов привода

. Краткое описание порядка сборки привода, его работа и обслуживания

. 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

2. Кинематический расчет привода

Определение общего КПД привода.

Общее КПД привода определяем по формуле:

где

η_цр - КПД цилиндрического редуктора.

η_зп - КПД открытой зубчатой передачи;

η_пк - КПД пары подшипников качения.

Примем следующие значения КПД:

η_рп = 0,95;

;

η_зп = 0,96;

η_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;

.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

.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∙ U_рем , мм

180

250

Стандартное значение диаметра ведомого шкива D₂, мм

180

250

5              Угловая скорость ведомого шкива , рад/с

Где ε - коэффициент упругого скольжения ремня

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

.2 Расчет зубчатой передачи

Материалы для зубчатых колес:

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

Зависимости HRC3 = f(HB), HV = f(HB)

Передаточное отношение передачи:= 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

;

;

;

;

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

.1 Выбор и расчет шпоночных соединений

Диаметр приводного вала в месте посадки определяем по формуле:

, мм;

где Т - крутящий момент, Н∙мм

[τ_к] - допускаемое напряжение при кручении, мПа

[τ_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 bh: 18×11

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: 18×11×63.

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.

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

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

. 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.

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