4.6. Визначення сил навантаження гвинтів натяжної станції. Розрахунок осі натяжної зірочки

Зазвичай в скребкових конвеєрах використовують гвинтову або пружинно-гвинтову станцію. Натяжне зусилля в загальному випадку, складає суму сил і та силу опору переміщенню корпусів підшипників в направляючих  Т.

, Н (97)

Побудуємо розрахункову схему (рис. 27).

Рис. 27  Схема до розрахунку осі приводної зірочки

Визначимо величину сили F, що діє на вісь в місцях посадки зірочки

. (98)

Реакції в підшипниках .

Згинальний момент .

Далі розрахунок проводиться за методикою викладеною в п. 2.5.

5. Визначення параметрів приводної станції

Призначення приводу  приведення в рух робочого органу машини із заданими кінематичними і силовими параметрами. Привід включає електродвигун, редуктор, відкриті передачі до і після редуктора, муфти і інші деталі, які розміщуються на фундаментній плиті або рамі.

Плита (рама) забезпечує при монтажі співвісність валів механізмів приводу, полегшує демонтаж і повторний монтаж приводу при ремонтних роботах. У цих методичних вказівках розглядається не конструктивне оформлення приводу з відкритою передачею, а приводи, в яких електродвигун сполучений з редуктором через муфту.

5.1. Вибір електродвигуна і стандартного редуктора

В більшості випадків для машин і устаткування харчової промисловості, рекомендуються асинхронні двигуни з короткозамкнутим ротором, з нормальним ковзанням єдиної серії 4А. Останні, як стандартні вироби, вибирають за ГОСТ 1953-81 [1].

Привід конвеєра може включати як один редуктор, так і різні типи передач у поєднанні з редуктором (рис. 28).

З астосування ланцюгової або клинопасової передачі в приводі конвеєра дозволяє реалізувати необхідне передавальне відношення приводу, тобто строго забезпечити задану швидкість транспортування вантажу порівняно з випадком використання в приводі тільки одного редуктора, коли в окремих випадках, тільки за рахунок редуктора можна забезпечити необхідну швидкість транспортування вантажу. Як редуктори доцільно використовувати циліндричні або конічно-циліндричні редуктора, високі, що мають, ККД. Черв'ячні редуктора мають низький ККД в порівнянні з перерахованими вище редукторами. У приводах конвеєра також можна використовувати і мотор-редуктор.

а ) привод з клинопасовою відкритою передачею та циліндричним редуктором;

б) привод з черв'ячним редуктором;

в) привод з циліндричним редуктором;

г) привод з циліндричним редуктором і відкритою зубчастою передачею;

д) привод з циліндричним редуктором і відкритою ланцюговою передачею;

е) привод з циліндричним редуктором і відкритими ланцюговою та зубчатою передачею.

Рис. 28  Варіанти схем приводних механізмів

У курсової роботі студенти повинні уявляти собі склад приводу для досягнення необхідної частоти обертання робочого органу конвеєру.

Для вибору електродвигуна необхідно знати два основні параметри: потужність двигуна (вхідний вал приводу) і частоту обертання.

Частота обертання та потужність робочого органу визначена раніше (стрічковий конвеєр  ф. 40,41, норія  ф. 54, 65, КСВ  ф. 96).

Попередньо прийнявши тип редуктора, задавшись його стандартним передавальним відношенням (див. Додатки) і знаючи ККД ( ), визначають розрахункову потужність електродвигуна та розрахункову синхронну частоту обертання ротора електродвигуна за формулами (99) та (103):

, (99)

де η_заг  коефіцієнт корисної дії приводу:

 якщо привід включає окрім редуктора ряд відкритих передач :

, (100)

 якщо привід включає тільки редуктор:

, (101)

де = 0,99  ККД підшипників кочення;

m  число пар підшипників кочення, чисельно дорівнює кількості валів що входять в привід;

 ККД окремих передач, що входять в привід (значення ККД передач приведені в табл. 35);

 ККД редуктора.

Установочна потужність двигуна

, (102)

де  коефіцієнт запасу потужності (запас міцності).

Розрахункова синхронна частота обертання за умови, що привод складається тільки з одного редуктора визначається

. (103)

Таблиця 35  Середнє значення ККД деяких передач

Найменування
Редуктор: одноступінчатий	0,97
двоступінчатий	0,94
Зубчаста передача відкрита	0,9…0,95
Черв'ячна передача:
з 2-х ходовим черв'яком	0,75
з одноходовим черв'яком	0,65
Ланцюгова передача	0,92
Пасова передача	0,96
Муфта	0,99

У разі наявності в приводі ряду відкритих передач, синхронну частоту обертання двигуна визначають наступним чином: оскільки відомо, що одну і ту ж потужність можуть мати електродвигуни з різними синхронними частотами обертання ( ): 750, 1000, 1500, 3000 хв^1, то при цій потужності приводу можливі наступні передавальні відношення:

; ; ; (104)

З іншого боку, загальне передавальне відношення може бути представлене діапазоном рекомендованих значень U_max і U_min, значення яких наведено в табл. 36.

, .

Тоді . (105)

Таблиця 36  Рекомендовані значення передавальних відношень

Вид передачі	Передавальне відношення
	min	max
Зубчаста циліндрична відкрита	2,5	5
Циліндричний одноступінчатий редуктор	2	6,3
Циліндричний двоступінчатий редуктор	8	40
Зубчастаконічна	2	4
Конічно-циліндричний редуктор	6,29	27,5
Черв'ячний редуктор	8	80
Ланцюгова	1,5	4
Пасова	2	4

Зіставляючи розраховані раніше значення передавальних відношень за формулою (104) із середнім значенням передавального відношення приводу, отриманого за формулою (105), приймаємо синхронну частоту обертання двигуна.

За каталогом електродвигунів (ГОСТ 1952381) вибираємо двигун серії 4А, найближчій більшій стандартній потужності з синхронною частотою обертання ротора електродвигуна (табл. 37 або [1]).

Після чого визначають номінальну частоту обертання двигуна

, (106)

де  ковзання (%).

Таблиця 37  Електродвигуни єдиної серії 4А (ГОСТ 1952381)

Номінальна потужність Рном, кВт	Синхронна частота обертання, хв1
	3000		1500		1000		750
	типорозмір	S, %	типорозмір	S, %	типорозмір	S, %	типорозмір	S, %
0,55	63В2	8,5	71А4	7,3	71B6	10	80B8	9
0,75	71А2	5,9	71B4	7,5	80А6	8,4	90LA8	8,4
1,1	71В2	6,3	80А4	5,4	80B6	8,0	90LВ8	7,0
1,5	80А2	4,2	80B4	5,8	90L6	6,4	100L8	7,0
2,2	80В2	4,3	90L4	5,1	100L6	5,1	112MA8	6,0
3,0	90L2	4,3	100S4	4,4	112MA6	4,7	112M8	5,8
4,0	100S2	3,3	100L4	4,7	112MB6	5,1	132S8	4,1
5,5	100L2	3,4	112M4	3,7	132S2	3,3	132M8	4,1
7,5	112M2	2,5	132S4	3,0	132M6	3,2	160S8	2,5
11	132M2	2,3	132M4	2,8	160S6	2,7	160M8	2,5
15	160S2	2,1	160S4	2,3	160M6	2,6	180M8	2,5
18,5	160M2	2,1	160M4	2,2	180M6	2,7	200M8	2,3
22	180S2	2,0	180S4	2,0	200M6	2,8	200L8	2,7
30	180M2	1,9	180M4	1,9	200L6	2,1	225M8	1,8
37	200M2	1,9	200M4	1,7	225M6	1,8	250S8	1,5
45	200L2	1,9	200LА	1,6	250S6	1,4	250M8	1,4
55	225M2	1,8	225M4	1,4	250M6	1,3	280S8	2,2
75	250S2	1,4	250S4	1,2	280S6	2,0	280M8	2,2
90	250M2	1,4	250M4	1,3	280M6	2,0	315S8	2,0
110	280S2	2,0	280S4	2,3	315S6	2,0	315M8	2,0

Примір умовного позначення електродвигуна потужністю 11 кВт, синхронна частота обертання 1500 хв^1: електродвигун 4А132М4У3. Значення символів в умовних позначеннях: цифра 4 вказує порядковий номер серії, буква А  тип двигуна  асинхронний. Наступні за буквою А числа (двох- чи трьохзначні) відповідають висоті осі обертання, мм. Букви L, S і М відносяться до настановних розмірів станини; букви А и В  умовні позначення довжини сердечника статора. Цифри 2, 4, 6 и 8 позначають число полюсів. Останні два знака УЗ показують, що двигун призначено для експлуатації у зоні помірного клімату.

Габаритні та приєднувальні розміри двигунів серії 4А наведено в табл. 38

Рис. 29  Габаритні та приєднувальні розміри двигунів

Таблиця 38  Габаритні та приєднувальні розміри

Типорозмір	Число полюсів	Габаритні розміри, мм			Габаритні та приєднувальні розміри , мм
		L	Н	D	d	l1	l2	l3	b	dб
4А71	2, 4, 6, 8	285	201	170	19	40	45	90	112	7
4А80А		300	218	186	22	50	50	100	125	10
4А80В		320
4А90L		350	243	208	24	50	56	125	140	10
4А100S	2, 4, 6, 8	365	265	235	28	60	63	132	160	12
4А100L		395	280					140
4А112M		452	310	260	32	80	70	140	190
4А132S		480	350	302	38	80	89	178	216
4А132M		530	350	302	38	80	89	178	216
4А160S	2	624	430	358	42	110	108	178	254	15
	4, 6, 8				48
4А160M	2	667	430	358	42	110	108	210	254
	4, 6, 8				48
4А180S	2	662	470	410	48	110	121	203	279
	4, 6, 8				55			241
4А180М	2	702	470	410	48	110	121	241	279
	4, 6, 8				55
4А200М	2	760	535	450	55	110	133	267	318	19
	4, 6, 8	780			60	140
4А200L	2	800	535	450	55	110	133	305	318
	4, 6, 8	830			60	140
4А225М	2	810	575	491	55	110	149	311	356
	4, 6, 8	840			65	140
4А250S	2	915	610	554	65	140	168	311	406
	4, 6, 8				75
4А250М	2	955	610	554	65	140	168	349	406	24
	4, 6, 8				75

Загальне передавальне відношення приводу після проведених розрахунків необхідно уточнити за формулою

. (107)