5.1.2 Расчёт конструктивных параметров шнека.
В связи с тем, что шнек находится внутри разгрузочной камеры, поэтому его рабочая длина будет составлять Lp=1210 мм. Вал шнека закрепляется в подшипниках на боковых стенках разгрузочной камеры. Привод шнека осуществляется через ременную передачу от электродви-гателя.
Диаметр вала шнека согласно рекомендаций принимаем d=36мм.
Диаметр витков шнека d=140 мм, шаг шнека S=140мм.
Определим потребляемую мощность привода горизонтального шнека выражением [30]
(32)
где Q- производительность шнека, т/ч;
L- горизонтальная проекция пути перемещения груза,м;
К- коэффициент сопротивления перемещения материала (для
Комбикормового = 1,2);
К1- коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках
(К1= 1,7-1,2);
η- КПД привода.
Проверим производительность шнека [30]
(33)
где φ- коэффициент наполнения шнека ( φ=0,8-0,9);
n- частота вращения шнека (для материала пониженной
подвижности (n= 0,33-0,66)С-1;
ρ- объёмная плотность материала, кг/м3.
Расчёты показали, что конструктивные параметры отвечают заданной производительности шнека.
Расчёт клиноременной передачи.
Применяем двигатель АОС2-11-2 N=1,1 кВт
n1= 950 мин-1 n2 = 200 мин-1- оборты шнека.
Определяем угловую скорость вала
1 = * n1 /30 = 3,14*950/30 =99 1/с (34)
2 = * n2 /30 = 3,14*200/30 =21 1/с
Определяем крутящий момент на ведущем валу
Т = 107*N/ 1 = 107*1,1/99 = 1,1*106 (35)
По величине Т определяем тип ремня. Принимаем тип Б. По профилю ремня выбираем диаметр шкива D1 =98 мм
Определяем передаточное отношение без учёта скольжения
n = 1/2 = 99 /21 = 4,7 (36)
Определяем диаметр большого шкива
D2 = D1* n =98*4,7=460,6мм
Определяем расчётное межосевое расстояние:
Qp= 1,5(D1 + D2) = 1,5* (98+460) =837мм
Определяем расчётную длину ремня
Lp= 2*Qp + /2 (D1 + D2) +(D2 – D1)2 /4*Qp (37)
Lp= 2*837 + 3,14/2 (460 + 98) +(460-98)2 /4*837=2589мм
Округлим Lp до ближайшего стандартного Lp = 2600 мм
У
точняем
межосевое расстояние
Q = 0,25*{L-/2 (D1 + D2) + [ L+/2 (D1 + D2)2]-2 (D2 - D1)2}
Q = 0,25*{2600-3,14/2 (98 + 460) + [ 2600+/2 (98 + 460)2]-2 (460 - 98)2}=852 мм
Определяем угол обхвата малого шкива
=180о - 60 о* (D2 - D1)/Q (38)
=180 - 60 * (460 - 98)/852 =155 о
Определяем окружную скорость ремня
V= 1*D1 /2= 99*98/2= 4851 мм/с = 4,85 м/с
Определяем окружное усилие, которое может передать один ремень выбранного типа
Ро = 270+ 322-270/5*n = 580Н
Определяем допускаемое окружное усилие на один ремень
[P] = Po * C * Cp, (39)
где C - коэффициент угла обхвата;
Cp- коэффициент нагрузки (Cp=0,9).
C = 1-0,003*(180о - ) = 1-0,003*(180-155) = 0,93
[P] = 580 * 0,93*0,9 =485 Н
Определяем окружное усилие в передаче
Р=1000*N/V (40)
Р=1000*1,1/4,85= 227 H
Расчётное число ремней
Z= P/[P] = 227/485 1шт.
Определим усилие действующее на валы
Q = 2* о * F* Z* sin /2, (41)
где F - площадь сечения ремня, мм2;
о- допустимое напряжение натяжения ремня, н/мм2, для клиноременных ремней (о= 1,6 н/мм2)
Q = 2*1,6*138*1*sin 78о =432 H
Подбор и расчёт шпоночных соединений.
Диаметр посадочного места под шкив d = 28мм, Длинна ступицы Lст = 40 мм.
Определим крутящий момент на валу
(42)
Пределная
прочность на смятие
По ГОСТу
согласно d=28мм
выбираем стандартные размеры
призма-тической шпонки:
,
,
.
Длина шпонки должна быть меньше длины ступицы на 5-10мм.
Определяем рабочую длину шпонки
(43)
Проверим соединение на смятие
(44)
;
Прочность обеспечивается.
Определим размер шпонки для вала d = 22мм.
Стандартные
размеры призматической шпонки
,
,
.
Принимаем учитывая
длину ступицы
Длина шпонки должна быть меньше на 5-10мм.
Длина шпонки должна
быть в интервале от 45 до 50мм. Выбираем
стандартную, из ряда нормативных линий
размеров
Определяем рабочую длину шпонки
Проверим соединение на смятие
Прочность соединения обеспечивается
Определение размеров вала шнека.
Вал шнека работает на кручение. Определим момент на валу шнека
(45)
где N - мощность электродвигателя , кВт
δ - угловая скорость вала шнека
Допустимое напряжение на скручивание определяется из выражения
(46)
где [σ]p – допустимое напряжение на растяжение.
(47)
где σm - предел текучести стали (σm=240Н/мм2)
Тогда
Тогда диаметр вала определяем из выражения
(48)
Из конструктивных соображений примем d=28мм.
При внедрении данной модернизации увеличится производительность сепаратора, уменьшатся расход электроэнергии и трудозатраты.
Работа, связанная с обслуживанием модернизированного пневмосепаратора остаётся такой же, как и базового агрегата ПС-2 и не требует дополнительного обучения персонала.