3.2.2. Расчет тягового усилия и мощности привода приемного конвейера

Рассчитать тяговое усилие цепного конвейера (рис. 3.7) при следующих данных:

• вес рулона G=30 т;

• длина конвейера (расстояние между приводными и натяжными звездочками) L=18,8 м;

• расстояние между цепями l=1,2 м;

• число цепей z=2.

В качестве тягового элемента принимаем катковую цепь с шагом звена t=200 мм, шагом по зацеплению t_ц=400 мм и массой одного погонного метра цепи q_ц=24,6 кг (по ГОСТ 588-64 «Цепи тяговые пластинчатые»).

Рис. 3.7.Общий вид приемного конвейера:

1 – цепи конвейера; 2 – ведущие звездочки; 3 – ведомые звездочки

Погонная нагрузка от веса груза на цепь:

, кг/м;

, кг/м.

Натяжение цепи в точке сбегания с приводной звездочки от провисающего участка:

, кг,

где λ=18,8 м – длина свободно висящего участка цепи;

δ – величина провисания цепи.

, м;

, м;

,  кг.

Натяжение цепи по точкам перегиба контура конвейера:

, кг;

, кг,

где ω=0,017 – коэффициент сопротивления движению цепи.

, кг;

, кг,

где k=2 – коэффициент сопротивления на звездах.

, кг;

, кг;

, кг.

Тяговое усилие на приводных звездочках:

, кг;

, кг.

Расчетная мощность привода:

, кВт,

где η=0,94 – к. п. д. привода; 2– число приводов.

, кВт.

3.2.3. Кинематический расчет привода с червячно-цилиндрическим редуктором

Кинематический расчет привода с червячно-цилиндрическим редуктором (рис. 3.8) состоит из следующих основных частей: определение общего передаточного числа; разбивка общего передаточного числа по ступеням; определение кинематической погрешности.

Рис. 3.8. Кинематическая схема червячно-цилиндрического редуктора

Вращающий момент передается от электродвигателя входному валу редуктора через муфту и частота вращения входного вала равна частоте вращения вала электродвигателя.

Редуктор двухступенчатый:

• на первой ступени: глобоидная червячная передача;

• на второй ступени: цилиндрическая зубчатая, колеса которой имеют кругловинтовые зубья.

Двухступенчатый червячно-цилиндрический редуктор имеет оптимальную конструкцию, большой диаметр ведомого элемента (колеса) цилиндрической передачи излишне увеличивает ширину корпуса редуктора. Поэтому передаточное число цилиндрической и червячной передачи рекомендуется назначать в пределах:

u_черв=3,15 – 5, u_цил=8 – 40.

Кинематическая цепь привода: электродвигатель – червячная передача – цилиндрическая передача, то есть:

где u_р – общее передаточное число редуктора;

u_1,2 – передаточное число червячной передачи;

u_3,4 – передаточное число цилиндрической передачи.

Привод содержит три вала, частота вращения которых n_эд=n_вх – частота вращения вала электродвигателя и входного, частота вращения червяка;

n_пр - частота вращения промежуточного вала, частота вращения червячного колеса и шестерни;

n_вых - частота вращения выходного вала, частота вращения зубчатого колеса.

Потери мощности, оцениваемые КПД, учитываются в следующих узлах привода: подшипниках входного вала, зацеплении пары цилиндрических колес, подшипниках промежуточного вала, зацеплении червячной передачи, подшипниках выходного вала, то есть:

Исходными данными при выполнении кинематического расчета являются кинематическая схема привода и электродвигатель ДП-810 со следующими параметрами:

мощность N=29 кВт;

напряжение U= 220 В;

частота вращения n=590 об/мин.

Определяем потребную мощность привода по формуле:

где W₀ – тяговое усилие конвейера;

η_прив – КПД привода, который равен:

По справочным таблицам определяем диапазон значений КПД.

;

;

;

Определяем КПД червячной передачи:

где u_черв – передаточное отношение червячной передачи (ориентировочно принимаем u_р=265, u_цил=5,6, u_черв= 47)

;

;

кВт.

Определяем общее передаточное число привода:

;

.

Разбиваем общее передаточное число по ступеням. От разбивки общего передаточного числа в двухступенчатых редукторах в значительной степени зависят удобство смазывания колес и компоновки деталей, а также конструкция конуса и его габариты. Универсальной рекомендации по разбивке общего передаточного числа по ступеням, удовлетворяющей всем указанным условиям, не существует.

Выбор способа разбивки зависит от конкретных требований, которым должна отвечать конструкция: обеспечения минимальных габаритов редуктора, минимальной массы зубчатых колес, получения одинакового погружения зубчатых колес всех ступеней в масляную ванну, создание устойчивости наименьшей площади корпуса редуктора.

Принимаем u_т =5.

;

;

Из стандартного ряда назначаем u_черв = 50.

Находим фактическое передаточное число редуктора:

;

.

Рассчитываем кинематическую погрешность. Оценка погрешности кинематического расчета редуктора заключается в расчете ошибки фактического передаточного числа относительно номинального.

;

.

Поскольку при [u]=5% выполняется условие , можно сделать заключение о том, что кинематический расчет выполнен удовлетворительно.

Определяем частоты вращения на валах:

об/мин;

;

об/мин;

;

об/мин;

Рассчитываем мощности, передаваемые отдельными элементами привода:

кВт;

;

кВт;

;

кВт;

;

кВт;

;

кВт;

;

кВт.

Находим вращающие моменты:

;

Нм;

;

Нм;

;

Нм;

;

Нм;

;

Нм;

;

Нм;

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2.

Результаты кинематического расчета.

Параметры	Электрод- вигатель	Редуктор
		1 ступень		2 ступень
		Z1	Z2	Z3	Z4
n, об/мин	590	590	11,8	11,8	2,3
P, кВт	29	27,2	18,77	18,58	18,02
T, Нм	469,4	440,27	15190,97	15037,2	74822,17
u	-	50		5