Механический расчет открытой зубчатой передачи стержневой мельницы

2.4 Механический расчет открытой зубчатой передачи стержневой мельницы

Кинематическая схема открытой зубчатой передачи стержневой мельницы приведена в приложении В:

Исходные данные для расчета:

Число зубьев вал-шестерни – Z₁= 22;

Число зубьев зубвенца – Z₂ =254;

Передаточное отношение – U =11,245;

Модуль зацепления – mn =20мм;

Угол зацепления – α =20^о;

Межосевое расстояние – а_w=2760мм.

Расчет передачи сводится к проверке прочности зубьев по контактным напряжениям σ_н ≤ [σ]_н , т.е. рабочее контактное напряжение должно быть меньше или равно допускаемому, в этом случае прочность зубьев в зацеплении обеспечена.

Геометрические параметры передачи следующие:

а) делительные диаметры:

d₁ = m_n * Z₁ = 20*22 =440 мм;

d₂ = m_n * Z₂= 20*254 = 5080 мм;

б) диаметры вершин зубьев:

d_а1 =d₁ + 2m_n = 440 +2*20 = 480 мм;

d_а2 =d₂ + 2m_{n =}5080 + 2+20 = 5120 мм;

в) диаметры впадин зубьев:

d_f1 =d₁– 2.4m_n= 440 – 2.4*20= 392 мм;

d_f2 =d₂ – 2.4m_n = 5080 – 2.4*20 = 5032 мм;

г) ширина зубчатого венца:

колеса – В₂ = 800 мм;

шестерни – В₁ = 800 мм;

д) межосевое расстояние:

а_{w =} (d₁ +d₂)/2 = (440+ 5080)/2 = 2760 мм.

σ_н = k* √F_t(U+1)/(B₂*d₂)*Кнα *Кнβ*Кнυ ≤ [σ]_н.

где к – вспомогательный коэффициент. Для прямозубой передачи к = 436;

F_t– окружная сила в зацеплении.

F_t= 2 * Т₂ * 10³ / d₂ .

где Т₂ = 20 т*м =20*10³ кг*м = 20*10⁴ Н*м;

F_t= 2 * 20 * 10⁴ * 103 / 5080 = 78,7 * 10³ Н.

U = 11.545; B₂ = 800 мм.

Кнα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями передачи. Для прямозубого колеса Кнα = 1,0;

Кн β– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Он зависит от коэффициента ширины колеса по диаметру, т. е. от ψ_Βd

ψ_Βd = В/ d₁ = 800 /440 = 1,8

по табличным данным Кнβ= 1,0

Кнυ – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи.

υ = ω₂ * d₂/(2 * 10³) = π n d₂/ (30 * 2 * 10³) = 3.14 * 14.46 * 5080 / 60 * 10³ = =3.84 м/с.

при данной степени точности изготовления колес и υ = 3,84 м/с, Кнυ= 1,2.

Шестерню и колесо изготавливают из стали 45, термообработка – У + ТВЧ, т.е. улучшение с закалкой токами высокой частоты, твердость по Роквелу 45…..53 HRC.

[σ]_Н = К_HL*[σ]_{HO1 ,}

где К_HL – коэффициент долговечности.

При длительной работе передачи К_{HL = 1.}

[σ]_HO1= 14HRC + 170 14 * 50 +170 = 870 Н/мм².

[σ]_Н = 1 * 870 = 870 Н/мм².

σ_Н = 436 * √78,7 * 10³ * (11,545 + 1)/(800 * 5080) * 1 * 1 * 1,2 = 235 Н/мм².

σ_Н = 235 Н/мм² < [σ]_Н = 870 Н/мм².

В итоге недогруз:

([σ]_Н - σ_Н)/ [σ]_Н * 100% = ( 870 – 325) / 870 * 100% = 73% > 15%.

Следовательно можно оставить марку стали 45, но термообработку взять – улучшенную с твердостью НВ 180.

[σ]_НО = 1,8 НВ +67 = 1,8 * 180 + 67 = 391 Н/мм²

[σ]_Н = 391 Н/мм².

3. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОВЕДЕНИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ

На все технологическое оборудование в обязательном порядке должны быть заведены паспорта. В них должны быть указаны устройство, назначение, техническая характеристика, требования безопасности при эксплуатации и ремонте, а также общее руко-водство по ремонту.

Оптимальный уровень надежности оборудования достигается в результате соблюдения государственных, отраслевых стандартов и стандартов предприятия по обеспечению износостойкости конструкционными и технологическими методами, применением соответствующих смазочных и защитных материалов и т. д. Фактическое состояние оборудования проверяют во время очередных ремонтов, профилактических осмотров, предусмотренными нормами и правилами испытаний, подготовки к пуску в эксплуатацию, пробных обкаток и в течение всего пускового периода.

Рабочие должны быть одеты в исправную, соответствующую данному рабочему месту спецодежду. Запрещается одежда не по размеру, с длинными и широкими полами, рукавами и штанинами, которые могут быть захвачены вращающимися частями машин.

Администрация цеха обязана ознакомить персонал цеха с распоряжением об останове объекта на ремонт, предупредить о времени и месте проведения работ. Непосредственный руководитель работ и администрация цеха должны организовать безопасное проведение работ. Организация обучения и проведения инструктажа по безопасному ведению ремонтных работ возлагается на подрядчика. Ремонтный персонал, не прошедший обучение и проверку знаний, к выполнению ремонтных работ не допускается. Все рабочие подрядчика до нала работ должны пройти первичный инструктаж, а перед этим вводный инструктаж. Результаты инструктажей с подписями инструктирующего и инструктируемого записываются в журнал регистраций инструктажей по охране труда заказчика. Для проведения ремонтных работ в действующем цехе персонал должен быть обучен правилам пользования средствами индивидуальной защиты органов дыхания. До начала работ на объекте знать признаки отравления вредными веществами, порядок эвакуации в аварийной ситуации и уметь оказать первую помощь пострадавшему.

Перед налом ремонта оборудования необходимо:

1. Разобрать схему ремонтируемого электрооборудования и нажатием кнопки «пуск» лично убедиться, что напряжение с электродвигателей выводимого в ремонт оборудования снято, а на пусковых кнопках вывешен запрещающий плакат «Не включать – работают люди!»