диплом снеготаялка / 2015-10-22-11478_3

сопротивления на конвейере, определяемый экспериментальным путем, который учитывает все виды сопротивлений, возникающих в конвейере при транспортировании груза. Величина o принимается в зависимости от рода материала и условий эксплуатации, в следующих пределах:

-при неабразивном сухом материале o =1,2:

-при неабразивном влажном o =1,5;

-при полуабразивном (уголь, глина сухая, соль и т.п.) o =2,5;

-при абразивном o =3,2;

-для тяжелых сильно абразивных материалов (цемент, песок, известь и т. п.) o =4, (таблица 3); qm – вращающихся частей винтовых транспортеров;

qm=800·Д Н/м, Д – диаметр винта, м [2]; p1 – мощность холостого хода конвейера и определяется:

60

сопротивления вращению винта, принимается [2]: - при подшипниках скольжения в =0,16, - при подшипниках качения в =0,08.

В лопастных шнеках расходуется несколько большая мощность в связи с интенсивным перемешиванием материала. При транспортировании сыпучих материалов производительность конвейера с ленточной спиралью примерно на

20–30 % [4].

Вышеприведенными уравнениями рекомендуется пользоваться для шнеков, расположенных под углом до 40°. Мощность для шнеков с углом наклона от 45 до 90° ориентировочно увеличивается в 2÷3 раза.

Расчет и теория вертикальных винтовых конвейеров имеет свои особенности и рассматривается в специальной литературе [5].

Мощность привода вертикального конвейера

где К3 – коэффициент запаса; К3=1,1÷1,2 – при перемещении легких неабразивных материалов; К3=1,2÷1,4 – для неабразивных грузов средней и

тяжелой масса; К3=1,8÷2 – для абразивных грузов; о1 – общий коэффициент сопротивления на конвейере (коэффициент тяги), величина которого

21

значительно вы, чем для горизонтальных конвейеров и составляет, например,

для зерна о1=5,5÷7,5, для соли о1=6,5÷8,3.

Выпускаемые промышленностью универсальные вертикальные винтовые конвейеры, предназначенные для работы в наклонном и вертикальном направлениях, в последнем случае снижают производительность примерно на

40 % и более [3].

Таблица 3

Расчет вала винта

Вал винта рассчитывается на сложное сопротивление с учетом действия крутящего момента, осевой и поперечной сил, собственного веса.

Крутящий момент по валу винта определится из выражения:

Действующая на винт продольная (осевая) сила

22

где Zo – средний радиус приложения силы сопротивления w3 материала о

– угол трения материала о винт; tg fo – коэффициент трения материала о винт (таблица 2).

При расчетах вала следует иметь в виду, что сила Fo приложена к валу эксцентрично на радиусе Zo.

Поперечная сила, действующая на вал

где – отношение пролета между опорами к полной длине всего вала.

L

Следует иметь в виду, что сила F2 распределена между всеми витками в пролете.

Винт проверяют дополнительно на деформацию Стрела прогиба:

48 E Jпр

где Jпр – приведенный момент инерции поперечного сечения винта, может быть определен по известной формуле из курсов «Сопротивление материалов» и «Детали машин»

Е – модуль упругости материала винта; f – допускаемый прогиб. Прогиб не должен превышать 40 % от зазора между винтом и желобом,

т. е. f = 0,4 .

По величине продольной и поперечной сил, действующих на вал, производится подбор подшипников.

1.4 Пример расчета

Исходные данные винтового конвейера:

Производительность П = 35 тс/ч; длина L =25 м; угол наклона =10°; транспортируемый груз – цемент сухой, = 1,4 тс/м3.

23

Для транспортирования цемента принимаем однозаходный винт со сплошной поверхностью.

В соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 1.3, производим выбор коэффициентов заполнения , коэффициента угла наклона

С , отношения S , частоты вращения винта nв.

D

По таблице 1 с учетом вида транспортируемого материала назначением величину коэффициента заполнения шнека. Для наклонного транспортера во избежание засыпания подшипников принимаем =0,25.

Учитывая, что цемент относится к тяжелым абразивным, сильно истирающим, трудно транспортируемым материалам и в целях достижения

снижение производительности наклонного конвейера C =0,8.

Частоту вращения винта nв предварительно назначаем с учетом данных таблицы 3. Принимаем nв= 60 об/мин.

Диаметр винта предварительно определяем из условия заданной производительности:

П

D 3 47 nв С , м,

где П – производительность винтового конвейера, тс/ч; nв – принятая частота вращения винта; – отношение шага винта S к диаметру винта D; – плотность материала, тс/м3; – коэффициент заполнения желоба; С –

коэффициент, учитывающий снижение производительности для наклонного транспортера.

При ранее принятых параметрах диаметр винта

Принимаем ближайший по стандартному ряду диаметр винта D=400 мм. Проверяем работоспособность шнека по принятой частоте вращения. Для нормальной работы шнека необходимо, чтобы выполнялось условие

nв nmax.

Максимально допустимая частота вращения винта определяется из выражения:

24

В нашем случае условие работоспособности шнека по частоте вращения выполняется

nв 60 nmax 95,03, об/мин.

Принимаем по стандартному ряду окончательно nв=60 об/мин. При принятых параметрах винтовой конвейер обеспечит производительность:

П=47 D3 nв С 47 0,4360 0,7 1,4 0,25 0,8 37,37тс/ч.

Таким образом, повторный расчет конвейера не производим. Если окажется, что при принятых параметрах винтовой конвейер не обеспечивает требуемой производительности, то необходимо, в первую очередь, увеличить частоту вращения вплоть до nmax.

Проверяем диаметр винта по крупности транспортируемого материла. При этом должно выполняться условие.

D (10+12) amax – для сортированных материалов; D (4+6) amax – для несортированных материалов.

Из таблицы 1.3 [4] крупность типичных пылевидных частиц аmax=0,05 мм. В нашем случае D=400 мм 12· аmax=12·0,05=0,60 мм, принятый диаметр винта удовлетворяет условию работоспособности по крупности транспортируемого материала. Если это условие не выполняется, необходимо увеличить диаметр винта до следующего по стандартному ряду размера, пересчитать величину nmax и проверить выполнение условия nв≥ nmax.

Для вновь принятых nв и D проверить производительность конвейера, при этом необходимо, чтобы Пр П.

Определение мощности электродвигателя

Мощность на валу винта

H L Sin 25 0,1736 4,34 м,

L – длина конвейера, м.

Мощность холостого хода конвейера

P1 0,2 K qm Lr в , кВт.

25

Здесь К=0,15° – коэффициент, учитывающий характер перемещения рабочего органа (вращение); в – коэффициент сопротивления вращению винта, при подшипниках качения в = 0,08; – скорость вращения винта, м/с.

S nв 0,28 60 0,28 м/с; 60 60

S – шаг винта, равный S D = 0,7·0,4=0,28 м; qm – погонная масса вращающихся частей конвейера,

qm 800 D 800·0,4=320 Н/м;

Lr – горизонтальная проекция винта,

Lr L Cos 25 0,9848=24,62 м.

Тогда окончательно мощность холостого хода конвейера

P1 0,2 0,15 320 24,6 0,28 0,08 4,916, кВт.

Мощность на валу винта при принятых параметрах

Pв 35 24,62 4,34 4,916 14,714, кВт. 367

Мощность электродвигателя

Рв 14,714

Pэл nпр 0,85 17,3 кВт,

nпр – КПД привода, принимаем равным 0,85.

По каталогу выбираем электродвигатель типа 160М4 мощностью Рэл=18,5 кВт, синхронная частота вращения nc=1500 об/мин, скольжение 2,3 %, отношение величины пускового и номинального вращающих моментов

Mn =1,4. Действительная частота вращения

MH

nдв nc nc S% 1500 1500 2,3=1465,5 об/мин. 100 100

Принимаем nдв=1465 об/мин

26

дв nдв 3,14 1465,5 153,3 рад/с. 30 30

Передаточное отношение редуктора

Ир nдв 1465 24,4. nв 60

Для непрерывного режима работы по каталогу выбираем редуктор типа РМ-650-11-Щ, Ир = 24,4.

Уточняем частоту вращения винта

Производительность конвейера при данной частоте вращения винта

Пфакт 47 0,43 0,7 60 1,4 0,25 0,8 35,374 тс/ч,

что не ниже по заданию на проектирование. Крутящий момент по валу винта

Действующая на винт продольная осевая сила

где zo – радиус приложения осевой силы

Принимаем Ко= 0,7; – угол подъема винтовой линии

– приведенный угол трения транспортируемого материала о

поверхность винта. Для цемента tg fв =0,65 (таблица 2), отсюда 35 . Поперечная (радиальная) сила, действующая на вал

27

– расстояние между опорами (подвесными подшипниками), принимаем равным 3,5 м.

Сила Fz распределена между всеми витками в пролете. Диаметр вала окончательно определится из уравнения прочности

Принимаем трубчатый вал диаметром dв =55 мм, где Мпр –приведенный момент от совместного действия на вал изгибающих и крутящих моментов.

Mпр Миз2 М02 Мкр3 1024,62 18152 2340 3134,6 Н·м,

Mo Fo zo 12969 0,14 1815,6 Н·м;

Mкр Тв 2340,7 Н·м.

Величина прогиба вала под действием силы Fz

По величинам продольной и поперечной сил, действующих на вал, производим подбор подшипников.

По величине вращающих моментов на ведущем и ведомом валах редуктора подбираем соединительные муфты.

Для соединения вала электродвигателя dэл –42 мм и ведущего вала редуктора по каталогу выбираем муфту МУВП исп.1, способную передавать вращающий момент 2000 Н·м.

28

Для соединения ведомого вала редуктора с валом винтового конвейера, где вращающий момент Тв=23407 Н·м, по таблице 16.6 выбираем муфту МУВП исп.1, способную передавать вращающий момент 3400 Н·м, имеющий диаметр посадочного отверстия d1 50мм, диаметр выходного конца ведомого вала редуктора d2 –55 мм (по каталогу), диаметр выходного конца вала шнека принимаем равным, dшн = 55 мм.

29

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1Александров М. П. Подъемно-транспортные машины. –М: Машиностроение, 1985. – 250 с.

2Вайнсон А. А. Подъемно-транспортные машины. –М.: Машиностроение, 1989. – 523 с.

3Сурашов Н. Т., Гудович М. И. Подъемно-транспортные машины: Учеб. пособие. – Алматы: КазНТУ, 2012. – 322 с.

4М. М. Назарбаева, Н. Т. Сурашов, М. И. Гудович. Робототехника и подъемно-транспортные системы: Учебник. – Алматы: Дәуір, 2011. – 464 с.

5Кузьмин А. В., Марон Ф. Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. –Минск: Выш. шк., 1983. – 350 с.

6Джиенкулов С. А., Саргужин М. Х. Расчеты перспективных ленточных конвейеров. – Алматы: РИК МО РК, 1994. – 252 с.

7Зенков Р. А., Ивашков И. И., Колобов Л. И. Машины непрерывного транспорта. – М.: Машиностроение, 1980. – 304 с.

8Гудович М. И., Мауленов Ж. К, Сурашов Н. Т, Бурцев В. В. Машины непрерывного транспорта (теория, конструкция и расчет). – Алматы: КазГАСА, 2003. – 137.

9Бурцев В. В., Гудович М. И, Сурашов Н. Т. Расчет винтовых конвейеров с применением ЭВМ. – Алма-ата: ААСИ, 1992. – 48 с.

10Бурцев В. В., Гудович М. И, Сурашов Н. Т. Расчет ковшового элеватора с применением ПЭВМ. – Алма-Ата: ААСИ, 1992. – 62 с.

11Бурцев В. В., Гудович М. И, Сурашов Н. Т. Расчет пластинчатых конвейеры с применением ПЭВМ. – Алма-Ата: ААСЧИ, 1992. – 40 с.

12Спиваковский А. О, Дьячков В. К. Транспортирующие машины. – М.: Машиностроение, 1983. – 487 с.

30