Кинематический расчет привода мешалки []

4.2 Кинематический расчет привода мешалки []

Привод фаршемешалки состоит из:

- мотор-редуктора серии МЦ2С-100-56КУЗ ГОСТ 20721-75 с частотой вращения выходного вала 56 мин^-1 и мощностью N = 3 кВт.

- цепной передачи;

- зубчатой передачи от ведущего вала фаршемешалки к ведомому.

;

;

;

;

;

;

;

.

Поворот дежи

.

Время одного полного оборота емкости

.

Поворот емкости на 90⁰

.

4.2.1 Расчет параметров цепной передачи [15]

Исходные данные: цепная передача расположена меду мотор-редуктором и ведущим шнековым валом фаршемешалки. Передаваемая мощность 3 кВт. Частоты вращения: ведущей звездочки n₁ = 56 мин^-1, ведомой – n₂ = 48 мин^-1. Угол между линией, проходящей через центры и горизонталью 55⁰, смазывание периодическое, работа в две смены.

Выбираем цепь приводную роликовую однорядную ГОСТ 13568-75 и определяем ее шаг

, (4.32)

где Т₁ – вращающий момент на валу ведущей звездочки, Н×мм;

z₁ – число зубьев ведущей звездочки;

[р] – допускаемое давление, приходящееся на единицу проекции опорной поверхности шарнира, Н/мм²;

m – число рядов цепи;

К_э – коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации цепной передачи.

К_э = К_д + К_а + К_н + К_р + К_см + К_п, (4.33)

где К_д – динамический коэффициент, при спокойной нагрузке К_д = 1;

К_а – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, при а = (30-50)t принимаем К_а = 1;

К_н – коэффициент, учитывающий наклон цепи, при наклоне до 60⁰ К_н = 1;

К_р – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, при автоматическим регулировании К_р = 1;

К_см – коэффициент, учитывающий способ смазки; для периодического способа смазывания К_см = 1,3-1,5. Выбираем К_см = 1,3.

К_п – коэффицент, учитывающий сменность работы оборудования, при работе в две смены К_п = 1.

К_э = 1×1×1×1×1,3×1 = 1,3.

Число зубьев ведущей звездочки z₁ = 25, ведомой:

z₂ = z₁×u, (4.34)

где u – передаточное отношение передачи (u = 1,167)

z₂ = 25×1,167 = 29,175.

Принимаем z₂ = 30.

Вращающий момент на валу ведущей звездочки

. (4.35)

гдеР = 3 – мощность мотор-редуктора, кВт;

n₁ = 56 – частота вращения звездочки, мин^-1.

Допускаемое давление в шарнирах цепи [Р], МПа, определяется в зависимости от шага цепи и числа оборотов ведущей звездочки.

Согласно рекомендациям [16] для шага t = 19,05 мм, n₁ = 56 мин^-1 и с учетом примечания

[P] = [Р_табл]×[1 + 0,01(z₁ - 17)], (4.36)

[Р] = 39×[1 + 0,01 (25 - 17)] = 42,12 МПа.

Находим шаг цепи

.

Принимаем ближайшее большее значение t = 25,4 мм.

Проекция опорной поверхности шарнира А_оп = 179,7 мм², разрушающая нагрузка Q = 60 кН, масс 1 м цепи g = 2,6 кг/м.

Проверка цепи по двум показателям

- по частоте вращения: для цепи с шагом t = 25,4 мм допускаемая частота вращения [n₁] = 800 мин^-1. Условие n₁ £ [n₁] выполнено;

- по давлению в шарнирах.

Для данной цепи при n = 56 мин^-1 значение [Р]=36[1+0,01(25-17)]=38,88 МПа.

Расчетное давление

, (4.37)

гдеF_t – окружная сила, Н;

А_оп – проекция опарной поверхности шарнира, мм²;

, (4.38)

гдеV – средняя скорость цепи, м/с.

, (4.39)

.

.

.

Условие Р £ [Р] выполнено.

Определение числа звеньев цепи

, (4.40)

гдеа_t – межосевое расстояние при данном шаге цепи

, (4.41)

где а – межосевое расстояние, мм;

t – шаг цепи, мм;

z_S - суммарное число зубьев

z_S = z₁ + z₂, (4.42)

D - поправка, D = z₂ – z₁/2p.

Выбираем а = 488 мм.

.

z_S = 25 + 30 = 55.

.

L_t = 2×19,2 + 0,5×55 + (0,796²/19,2) = 38,4 + 27,5 + 0,033 = 65,933.

Округляем до четного числа L_t = 66.

Уточняем межосевое расстояние

Определение диаметров делительных окружностей звездочек

- ведущий:

;

- ведомой:

.

Определение диаметров наружных окружностей звездочек:

- ведущей:

, (4.43)

гдеd₁ – диаметр ролика цепи, принемаем d₁ = 15,88.

.

- ведомой:

.

Определение сил, действующих на цепь.

Окружная сила: F_t = 5067 Н.

Центробежная сила:

, (4.44)

гдеg = 2.6 – масса 1 м цепи, кг/м;

V = 0,592 – средняя скорость цепи, м/с.

F_v = 2,6×0,592 = 0,91 Н.

Сила от провисания цепи

F_f = 9.81K_f×g×a, (4.45)

гдеК_f – коэффициент, учитывающий расположение цепи;

а – межосевое расстояние, м.

При наклонном расположении цепи K_f = 1,5.

F_f = 9,81×1,5×2,6×0,488 = 18,67 Н.

Расчетная нагрузка на валы

F_b = F_t + 2F_f, (4.46)

F_b = 5067 + 2×18,67 = 5104,34 Н.

Проверка коэффициента запаса прочности цепи

, (4.47)

где Q = 60 кН – табличная величина, определяемая согласно рекомендациям, нагрузка на цепь, кН.

.

Нормативный коэффициент запаса прочности [S] = 7,3.

Условие S ³ [S] выполнено.