1.10. Задача 2

Розрахувати горизонтальну клинопасову передачу у приводі стрічкового конвеєра. Вихідні дані для розрахунку пасової передачі: потужність на ведучому валу P₁ = 7,22 кВт, номінальна частота обертання цього валу n₁ = 968 об./хв., передаточне відношення u = 3,02. Характер навантаження – помірні коливання. Кількість змін роботи – 2.

Розв’язання

Знаходимо обертовий момент Т₁ та кутову швидкість ω₁ на ведучому валу:

; .

.

Для даної передачі за таблицею 1.5 при обертовому моменті на ведучому шківі Т₁ = 71,27 Н·м приймаємо нормальний переріз паса “Б”, для якого мінімальне значення діаметра меншого шківа d_1min = 125 мм. Для підвищення довговічності роботи паса слід фактичне значення діаметра d₁ приймати із стандартного ряду на 1…2 розміри більше d_1min. Таким чином, з урахуванням вище наведених рекомендацій приймаємо d₁ = 160 мм (с.9). Для паса перерізу “Б” за таблицею 1.5 площа перерізу А = 133 мм², товщина h = 10,5 мм.

Діаметр більшого (веденого) шківа (формула 1.22):

,

де  – коефіцієнт пружного ковзання;  = 0,015 (с.14).

За стандартом приймаємо діаметр веденого шківа d₂=450 мм (с.9).

Фактичне передаточне число передачі (формула 1.3):

.

Відхилення Δu значення фактичного передаточного відношення від заданого

.

Якщо умова не виконується, потрібно прийняти із стандартного ряду наступне значення d₁ і повторити розрахунки.

У розрахунках завдання умова не виконується, тобто . Згідно стандарту (с.9) приймаємо наступне значення діаметра d₁ = 180 мм і повторюємо розрахунок.

Діаметр веденого шківа:

.

За стандартом (с.9) приймаємо d₂ = 560 мм (якщо прийняти d₂ = 500 мм, то буде ще більше відхилення передаточного відношення від заданого).

Фактичне передаточне число передачі:

.

Відхилення Δu значення фактичного передаточного відношення від заданого:

.

Умова не виконується.

.

Повторний розрахунок не дав бажаного результату. У такому разі можна приймати діаметр ведучого шківа d₁ за стандартом, а діаметр веденого – не стандартний (отримане за формулою 1.22 значення d₂ округлити до цілого числа). Для подальших розрахунків беремо результати першого випадку обчислень: d₁=160 мм, d₂=475 мм (d₂ не узгоджуємо зі стандартом).

Уточнене значення передаточного відношення, яке приймається для подальших розрахунків:

.

Відхилення Δu значення фактичного передаточного відношення від заданого:

.

Для подальших розрахунків приймаємо .

Швидкість паса (формула 1.8):

,

де V – м/с; d₁ – мм; n₁ – об/хв.

[V] – допустима швидкість паса; [V] = 25 м/с – для клинових пасів нормального перерізу; [V] = 40 м/с – для вузьких клинових та поліклинових пасів.

Орієнтовно визначаємо міжосьову відстань з інтервалу (формула 1.26):

.

Для паса перерізу Б при висоті h = 10,5 мм (таблиця 1.2):

,

.

Приймаємо міжосьову відстань а = 500 мм.

Кут обхвату меншого шківа α₁ (формула 1.27):

.

Перевіряємо виконання умови α₁ ≥ [α₁].

[α₁] – допустиме значення кута обхвату, для клинопасових та поліклинових пасів [α₁] = 120°.

Умова α₁ ≥ [α₁] виконується (α₁=144 > [α₁]=120).

Якщо умова α₁ ≥ [α₁] не виконується потрібно збільшити міжосьову відстань а і повторити розрахунок.

За формулою (1.29) потрібна довжина паса:

_,

_.

За стандартом (примітка 4 таблиці 1.5) приймаємо розрахункову довжину паса l = 2000 мм.

Дійсна міжосьової відстані а за формулою(1.31):

,

.

Оцінка довговічності паса за числом його пробігів (формула 1.30):

,

,

де V – швидкість паса, м/с; l – довжина паса, м;

[ ] – допустиме значення числа пробігів паса за секунду. Для клинових пасів рекомендують брати [ ]=12…15 с^-1. Якщо наведена вище умова виконується то вважають довговічність паса у конкретній передачі задовільною (1000…5000 годин). Підвищити довговічність паса можна збільшивши міжосьову відстань передачі за рахунок збільшення довжини паса.

За таблицею 1.7 для паса перерізом “Б” діаметром меншого шківа d₁=160 мм беремо потужність Р₀, що передається одним пасом в умовах типової передачі інтерполюванням: при швидкості V = 5 м/с потужність Р₀=1,83 кВт, а при тому ж діаметрі і швидкості V = 10 м/с потужність Р₀=3,15 кВт, тоді при швидкості V=8,1 м/с:

.

Коефіцієнт кута обхвату C_α при ₁=144 за формулою (1.36):

.

C_l – коефіцієнт фактичної довжини паса l:

,

де l₀ – базова довжина паса; l₀=2240 мм (таблиця 1.7).

C_z – коефіцієнт кількості пасів z; C_z=0,95 при орієнтовному значенні z=(2…3).

Коефіцієнт режиму роботи С_р (с.18) для стрічкового конвеєра при однозмінній роботі С_р=1; при двозмінній роботі (наше завдання):

.

Допустима потужність, яка передається одним пасом передачі [Р] (формула 1.43):

.

За формулою (1.45) потрібне число пасів:

.

Приймаємо число пасів z = 4.

Сила попереднього натягу F₀ одного паса (формула 1.47):

,

де q – маса 1 м довжини паса; q = 0,18 кг/м (таблиця 1.5).

Сила, що діє на вали і опори F_в (формула 1.49):

_,

Корисна (колова) сила F_t,, що передається комплектом пасів (формула 1.7):

,

де F_t – Н; Р₁ – Вт; V – м/с.

Зусилля у ведучій F₁ і веденій F₂ вітках (формули відповідно 1.11 і 1.12):

– у ведучій вітці

;

– у веденій вітці

.

Складові максимального напруження σ_max у перерізі паса:

– напруження у ведучій вітці σ₁ (формула 1.13):

,

де А – площа поперечного перерізу паса; А=133 мм² (таблиця 1.5);

– напруження згину σ_зг (на дузі обхвату меншого шківа) (формула 1.18):

,

де h – товщина клинового паса (таблиця 1.5); Е – модуль поздовжньої пружності; приймаємо Е = 90 МПа;

– напруження від дії відцентрових сил σ_υ при густині ρ = 1300 кг/м³ (формула 1.16):

,

де ρ – густина матеріалу паса, кг/м³; для клинових та поліклинових пасів ρ = 1250...1400 кг/м³, V – швидкість у м/с; площа перерізу А = 133 мм² (таблиця 1.5).

Максимальне напруження у перерізах паса (на дузі обхвату меншого шківа):

.

Міцність пасів передачі забезпечена. Умова міцності виконується:

σ_max = 8,625 МПа < [σ]_р = 10 МПа,

де [σ]_р - допустиме напруження розтягу; для клинових пасів [σ]_р = 10 МПа.

Результати розрахунків клинопасової передачі наведені в таблиці 1.10.

Таблиця 1.10. Параметри клинопасової передачі

Параметр	Значення
Тип паса	Нормальний
Переріз паса	Б
Число пасів z	4
Міжосьова відстань а, мм	475
Довжина паса l, мм	2000
Кут обхвату меншого шківа 1, град	144
Число пробігів паса λ, с-1	4,05
Діаметр ведучого шківа d1, мм	180
Діаметр веденого шківа d2, мм	560
Максимальне напруження σmax, МПа	8,625
Зусилля попереднього натягу F0, H	241
Навантаження на вали Fв, Н	1834