Розрахунок привода

3.2 Розрахунок привода

Вибір електродвигуна і кінематичний розрахунок.

По табл.1.1. ККД пари циліндричних зубчастих коліс ; коефіцієнт, який враховує втрати пари підшипників кочення ; ККД клинопасової передачі ; коефіцієнт, який враховує втрати в опорах приводного вала .

Загальний ККД привода

=

Потужність на валу змішувача N=31,6 кВт

Потрібна потужність електродвигуна

Частота обертання вала

 

ω_в - кутова швидкість вала

По ГОСТ 19523-81 по потрібній потужності N₁=35б1 кВт вибираємо електродвигун трифазний асинхронний коротко замкнутий серії 4А закритий, обдуває мий, з синхронною частотою обертання n_c=1500 об/хв. Тип двигуна 4А200М4УЗ з параметрами: синхронна частота обертання n_c=1500 об/хв.; потужність N_дв=37кВт; ковзання S=1,7%; відношення моментів:

  

Номінальна частота обертання двигуна

Кутова швидкість електродвигуна

Загальне передаточне відношення

Вибираємо редуктор типу Ц2-300. Потужність на швиткохідному валу N_p=39,6 кВт; частота обертання швидкохідного вала редуктора n_p=1500 об/хв; передаточне число редуктора

Передаточне число клинопасової передачі

Кутова швидкість і частота обертання ведучого вала редуктора

Табл. Кутові швидкості і частота обертання валів

Вал двигуна
Швидкохідний вал редуктора
Тихохідний вал редуктора

3.3 Розрахунок клинопасової передачі

 

Вихідні дані:

Потужність, що передається N₁=35,1 кВ; частота обертання ведучого шківа n₁=n_дв=1474,5 об/хв; передаточне відношення клинопасової передачі і_п=3,25; ковзання паса ε=0,015.

Рис. 3.2. Кінематична схема привода

1 – вал двигуна; 2 – швидкохідний вал редуктора; 3 - проміжний вал редуктора; 4 - тихохідний вал редуктора і вал змішувача

По номограмі в залежності від частоти обертання ведучого шківа і потужності, яка передається N₁=35,1 кВт приймаємо переріз клинового паса Б.

Обертовий момент:

N₁ – потужність, що передається;

ω_дв – кутова швидкість електродвигуна, ω_дв=154,3 рад/с.

Діаметр ведучого шківа:

 

Згідно табл. 7.8 приймаємо d₁=224 мм.

Діаметр веденого шківа:

По знайденому значенню підбираємо діаметр шківа (мм) із стандартного ряда по ГОСТ 17383-73 приймаємо d₂=710 мм.

Уточнюємо передаточне відношення

Уточнюємо значення кутової швидкості веденого шківа:

Розходження з тим, що було отримано з початку розрахунку:

,

що менше допустимого значення.

Отже, остаточно приймаємо діаметри шківів d₁=224 мм і d₂=710 мм.

Міжосьову відстань а_р слід прийняти в інтервалі:

Т_о=10,5 – висота перерізу паса по табл. 7.7 ГОСТ 1284.1-80.

Приймаємо попередньо близьке значення а_р=1000 мм із стандартного ряда.

Розрахункова довжина паса:

Вибираємо найближче значення із стандартного ряду L=3550 мм(табл. 7.7 ГОСТ 1284.1-80).

Уточнюємо значення міжосьової відстані а_р з врахуванням стандартної довжини паса L.

де ω=0,5π(d₁+d₂)=0,5∙3,14(224+710)=1466 мм

у=(d₂-d₁)²=(710-224)²=23,6∙10⁴

При монтажі передачі необхідно забезпечити можливість зменшення міжосьової відстані на 0,01L=0,01∙3550=35,5 мм, для полегшення натягання пасів на шківи і можливості збільшення його необхідно забезпечити можливість зменшення міжосьової відстані на 0,025 L=0,025∙3550=88,75 мм.

Кут обхвату меншого шківа:

Число пасів у передачі:

 ,

де С_р – коефіцієнт режиму роботи, що враховує умови експлуатації передачі, С_р=1,2;

С_L – коефіцієнт, який враховує вплив довжини пасу, С_L=1,07;

С_α – коефіцієнт, який враховує вплив кута обхвату, С_α=0,93;

С_z – коефіцієнт, який враховує число пасів у передачі, припустивши, що число пасів у передачі буде більше 6, приймаємо С_z=0,85;

N_o – потужність, яка передається одним клиновим пасом, N_o=6,81 кВт (табл. 7.8 [7]); Приймаємо z=7.

Натяг вітки клинового паса:

де v – швидкість паса v=0,5∙ω_дв∙d₁=0,5∙154,3∙224∙10^-3=17,3 м/с;

θ – коефіцієнт, який враховує вплив відцентрових сил; для паса перерізу Б коефіцієнт θ=0,18 Н∙с²/м²; Тиск на вали

Ширина шківів

 

Приймаємо В_ш=140 мм.

По табл.. 7.12. для паса перерізу: Б=19 мм; f=12,5 мм.

Робочий ресурс пасів, год.

Де N_оц – наробка пасів у циклах при стендових випробовуваннях (один цикл – один пробіг). Для паса перерізом Б –

L – розрахункова довжина паса, мм;

d₁ – діаметр меншого шківа, мм;

σ_у – границя витривалості паса, для клинових пасів σ_у=9МПа[1].

σ_max – максимальна напруга у перерізі паса, МПа.

σ_max= σ₁₊ σ_зг+ σ_v.

Напруження від повного натягу паса, МПа

F₀ – натяг вітки клинового паса, Н

b – ширина паса, b=14 мм; σ – товщина паса, σ=10,5 мм – для паса перерізу Б табл. 7.7. (ГОСТ 1284.1-80).

z – кількість пасів,

F_t – колова сила паса, Н

N₁ – потужність, яка передається, кВт.

v – швидкість паса, м/с.

Напруження згину при огинання пасом ведучого шківа, МПа

Для гумотканинних пасів Е_и=100…200 МПа, модуль пружності.

Для паса перерізу Б, табл.2.12, [2], у_о=4 мм.

d₁ –діаметр меншого шківа, мм.

Напруження від відцентрованої сили, МПа

 

z_ш – кількість шківів у передачі, z_ш=2;

 

σ_max=3,7+3,6+0,33=7,63 МПа.

 

С_зг – коефіцієнт, який враховує вплив різного степеня згину паса на шківах передачі.

 

і_п – передаточне відношення клинопасової передачі, і_п=3,22.

При тяжкому режимі роботи Н_о≥[H]. У нашому випадку 1625≥1000, отже умова виконується. Умова σ_max≤σ_y в нашому випадку також виконується.

ІV. Техніка безпеки і охорона праці

Вимоги техніки безпеки слід враховувати на всіх етапах проектування машини або її модернізації. Всі органи керування машиною повинні задовольняти вимогам ергономіки і технічної естетики в цілому. Їх потрібно розташовувати в місцях, зручних для користування, щоб запобігти випадковому включенню машини.

Розглянемо деякі з основних вимог техніки безпеки – загальні для експлуатації всіх видів обладнання на підприємствах будівельних матеріалів.

При експлуатації машин потрібно дотримувати наступні заходи безпеки:

До роботи по керуванню та обслуговуванню обладнання допускаються особи, яким не менше 18 років, які пройшли медичний огляд, вступний інструктаж по техніці безпеки, інструктаж безпосередньо на робочому місці і навчання по затвердженій програмі.

Машини і обладнання повинні бути забезпечені технічними паспортами, інструкціями по експлуатації та іншими нормативними документами. На видному місці в зоні роботи машини необхідно вивішувати витяги з інструкції по експлуатації, знаки і плакати по техніці безпеки.

Робоче місце слід утримувати в чистоті і не загромаджувати сторонніми предметами. Пульт керування повинен знаходитись у зручному для роботи місці з добрим оглядом і достатнім освітленням. Робочі місця по обслуговуванню машини слід обладнувати кнопками з сигналом «СТОП» для аварійної зупинки.

Всі площадки обслуговування обладнання, розташованого на висоті більше 1 метра необхідно обгородити перилами, відгородження всіх частин, що рухаються, розміщених на висоті 2 м від підлоги майданчика. Приймальні бункери обладнання слід обладнувати решітками з розмірами ячейок не більше 150х150 мм. Обертаючі частини обладнання необхідно відгородити захисними кожухами, решітками.

Муфти, шківи, барабани, передачі (пасові, зубчасті, ланцюгові), вали повинні надійно відгороджуватись кожухами (за виключенням робочих органів, які за характером роботи не можуть бути закриті), щоб виключити можливість контакту з ним обслуговуючого персоналу.

Вантажопідйомні механізми та пристрої, а також шланги, що працюють під тиском повинна періодично оглядати технічна інспекція.

Місце інтенсивного запилення слід обладнати системати асперації і вентиляції, обезпилення, а обслуговуючий персонал забезпечити засобами індивідуального захисту – респіраторами, окулярами. Забороняється працювати при несправних пилеосаджувальних пристроях.

В роботу можна вмикати лише справне обладнання після перевірки надійності кріплення шківів, муфт. Корпусів підшипників, захисних загороджень, стану сигналізації. Пуск і зупинку обладнання, технологічно зв′язаного з наявним і наступним обладнанням, слід здійснювати лише після подачі звукових (або світлових) сигналів.

Наявність і справність гальмових, сигнальних і блокувальних пристроїв.

Механічна міцність цих частин та кріплень машин і апаратів, регулярна і своєчасна їх перевірка і огляд.

Дотримання обслуговуючим персоналом правил зупинки і пуску устаткування під час його огляду, чищення і ремонту.

При виконанні ремонтних робіт всередині машини рухомі деталі необхідно фіксувати надійними підкладками. Монтажний інструмент для різьбових з’єднань повинен чітко відповідати розмірам головок болтів, гайок. Користуватися підкладками для ключів не допускається.

Станини, рами обладнання, корпуса електродвигунів, шкафів управління необхідно заземлювати. Силова проводка повинна заключатися в металеві труби для запобігання їх пошкодження. Забороняється самостійно усувати несправності електрообладнання і електропроводів особам, які не мають на це права.

Важкодоступні місця обладнання при оглядах і ремонтах слід освітлювати переносними лампами напругою не більше 36 В, а в умовах вологого середовища – не вище 12 В.

Ремонтні роботи, змащення і чищення обладнання можна проводити тільки при відключеному електрообладнанні і знятих запобіжниках. На пускових пристроях необхідно вивішувати попереджувальні таблички «Не вмикати! Працюють люди!» Спеціальні огородження окремих небезпечних зон повинні мати блокіровки, які запобігають можливості включення приводів при відкритих дверках огороджень. При розробці заходів по техниці безпеки в проекті необхідно також враховувати специфічні умови експлуатації конкретних видів обладнання. Деякі з таких заходів проводяться в окремих підрозділах по певному обладнанні.

Для зниження вібрації і шуму ефективно застосовувати різноманітні конструкції демпорируючих пристроїв у вигляді гумових, пружинних і пневматичних амортизаторів. Робочі площадки обладнання, що піддаються вібрації, повинні мати надійну віброізоляцію. Рекомендується забезпечити максимальне відділення робочих від джерел вібрації. Цьому сприяє дистанційне управління вібромашинами.

Великий шум викликається поганим кріпленням форми до віброплощадки або порушенням кріплення деяких деталей в самій формі. В зв′язку з цим забороняється працювати з незакріпленою на віброплощадці формою і використовувати несправні форми.

В конструкціях обладнання з великим рівнем шуму для звукоізоляції механізмів, що є джерелом шуму, слід передбачати спеціальні кожухи з внутрішнім облицюванням (войлоком), встановленими на віброізолюючі прокладки.

Щомісяця повинна проводитись перевірка стану бункерів, огороджень, передач, сигналізації, електропроводки і надійності заземлення. В якості заземляючого провідника рухомих машин слід використовувати нульову жилу гнучкого кабелю.

У разі виникнення сильного шуму, поштовхів, ударів та інших ознак аварійного стану машини, вона має бути негайно зупинена.

Література

1.  Батман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: Учебник для строительных вузов. – 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1981. – 324 с.

2.  Назаренко І.І., Туманська О.В. Машини і устаткування підприємств будівельних матеріалів: Конструкції та основи експлуатації: Підручник. – К.: Вища шк., 2004. – 590 С.

3.  Я.О.Бабич, М.П. Скоблюк. Методичні вказівки до виконання практичних вправ з дисципліни “Механічне обладнання підприємств виробництва будівельних матеріалів.“ – Рівне: РДТУ, 2002. – 50 с.

4.  Механическое оборудование заводов сборного железобетона. Морозов М.К. Киев, издательское объединение “Вища школа”, 1997. –264 с.

5.  Механическое оборудование предприятий вяжущих материалов и изделий из них. Курсовое проектирование. Федоров Г.Д., Иванов А.Н., Савченко А.Г. – Х. Вища шк. Изд-во при Харьк. ун-те, 1986. –240 с.

6.  Марон Ф.П., Кузьмін Л.В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. – Минск.: “Высшая. Школа”., 1977. – 272 с.

7.  Курсовое проектирование деталей машин : Учеб. Пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов. С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – 2-е изд.,перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.: ил.

8.  Бауман В.А. Строительные машины, Машиностроение, Москва, 1976.