Расчет механизма подъема велосипедного крана и пластинчатого конвейера для перемещения угля

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Институт Управления Инженерными Системами

Контрольная работа

По ДМ и ОК

Раздел: ПТМ и УСН Выполнил:

Студент гр. М-42

Филиппов Р.Н.

Проверил:

Меновщиков В.А.

Красноярск 2014

Задача 1. Рассчитать механизм подъема велосипедного крана

Исходные данные:

Исходные данные Вес груза: 8 F, кН Скорость подъема груза: 6 V, м/мин Высота подъема груза: 4 H, м Режим работы: C

1) определяем мощность электродвигателя и подбираем его по каталогу Ориентировочно берем КПД механизма. Определяем статическую мощность на подъем груза номинальной массы по формуле кг кВт Подбираем электродвигатель МТ 012−6, номинальная мощность которого составляет 1, 8 кВт, частота вращения ротора мин^-1, момент инерции кг м², максимальный развиваемый момент равен 55 Нм. Масса двигателя 58 кг, габаритные размеры: диаметр 280 мм, длинна 550, 5 мм.

2) определяем общее передаточное число привода механизма, выбрать тип передачи, составить кинематическую схему подъемного механизма и произвести кинематический расчет.

Определяем частоту вращения барабана мин^-1

Необходимое передаточное отношение механизма Принимаем крановый редуктор Ц2−200, имеющий передаточное число

3) Выбираем тип тормоза и проводим его расчет.

Фактическая скорость подъема груза м/мин Статический момент на первом валу при торможении номинального груза Нм где КПД передач от барабана до электродвигателя, принимаем равным 0, 9

Необходимый Нм Выбираем тормоз ТТ-160, развивающий тормозной момент 100 Нм.

4) Рассчитываю канат и подбираю его по ГОСТу.

Рассчитываем разрывное усилие:

k принимаем равным 5

кН Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6×19(1+6+6/6)+1о. с. по ГОСТ-2688−80 с маркировочной группой по временному сопротивлению разрыву 1764 Мпа. Диаметр каната =9, 1 мм, расчетное разрывное усилие каната в целом F_{расч. макс} = 41, 550 кН.

Фактический коэффициент запаса прочности

5) определяем диаметр, длину, канатоемкость и толщину стенок барабана, проверяем барабан на прочность.

Шаг нарезки на барабане мм Диаметр барабана по средней линии навитого каната мм Допускается брать диаметр барабана на 15% меньше определенного, поэтому принимаем диаметр барабана в соответствии с нормальным рядом, равным 150 мм.

Определяем длину барабана.

Рабочее число витков каната на барабане Длина барабана на закрепление каната по РТМ 24. 090. 29−77

мм С той стороны барабана, где канат не закрепляется, длина ненарезной части мм. Принимаем 1, 5 витка для того, чтобы уменьшить выдергивающую силу каната из-под планки.

Полная длинна барабана мм Получим соотношение

т.е. барабан будет испытывать в основном напряжение на сжатие. Толщина стенки барабана, выполненного из чугуна СЧ18−36, определяется в соответствии с РТМ 24. 090. 21−76 по формуле мм Исходя из технологии отливки толщина стенки барабана мм

6) определяем диаметр блоков.

Определяем диаметр блоков гдекоэффициент, принимаем равным 16

— диаметр каната мм Принимаем D равным 150 мм По ГОСТ 6627–74 принимаем крюк номер 9 с грузоподъемностью 2 тонны.

Задание 2. Рассчитать пластинчатый конвейер для перемещения угля

электродвигатель кран пластинчатый конвейер Исходные данные:

Q = 300 т/ч

p=0. 8 т/м³

l₁=26 м

l₂=35 м

l₃=60 м в=р/15

v=0, 6 м/с Объемная производительность, соответствующая расчетной производительности

м³/ч С учетом параметров груза выбираем бортовой настил, так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры с бортовым настилом.

Ширину конвейера определяю по формуле:

м,

Коэффициент K_b определяю по формуле:

м где: K_b — коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера;

— угол естественного откоса груза в покое. Для угля сухого 50°;

h = 0. 16 м — высота бортов полотна, выбираю из номинального ряда;

= 0. 8 — коэффициент использования высоты бортов

Исходя из кусковатости рядового угля ширина пластин должна быть мм,

где:a_max = 80 мм — наибольший размер крупных кусков мм.

Условие выполняется.

Окончательно выбираю ширину полотна из номинального ряда B = 650 мм Погонную нагрузку от транспортируемого груза определяю по формуле:

Н/м Погонную нагрузку от собственного веса движущихся частей (полотна с цепями) определяю по формуле:

Н/м,

где:A = 70 — коэффициент, принимаемый в зависимости от ширины полотна и вида груза

Н/м.

Минимальное натяжение цепей для данного конвейера может быть в точках 1 или 3 Минимальное натяжение будет в точке 3 если будет соблюдаться условие:

Н,

где: = 0. 08 — коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках

Условие выполняется, следовательно минимальное натяжение будет в точке 3.

Принимаю минимальное натяжение цепей S_min = S₃ = 2000 Н. Методом обхода по контуру по ходу полотна определяю натяжения в точках 1.. 8

Н.

Н,

где:k = 1. 06 — коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки

Н.

Н.

Натяжение в точках 2 и 1 определим, обходя контур от точки 3 против движения холостой ветви конвейера Н,

Где м Н

Тяговое усилие привода определяю по формуле:

Н,

Расчетную мощность электродвигателя определяю по формуле:

кВт,

Установочную мощность электродвигателя определяю по формуле:

кВт,

где: = 0. 95 — КПД привода

k_з = 1. 1 — коэффициент запаса мощности

Принимаю электродвигатель серии 4А

· тип двигателя — 4А160М2УЗ;

· мощность N = 18, 5 кВт;

· частота вращения n_дв = 2940 об/мин;

· маховый момент GD² = 0, 21 кг м²;

· масса m = 150 кг.

Делительный диаметр приводных звездочек определяю по формуле:

мм,

где:t — шаг приводной цепи;

z — число зубьев звездочки;

Предварительно принимаю t = 0. 2 м и z = 12.

Частоту вращения звездочек определяю по формуле:

об/мин.

Передаточное число редуктора определяю по формуле:

Крутящий момент на выходном валу редуктора определяю по формуле:

Нм.

Исходя из выше определенных величин принимаю двухступенчатый цилиндрический редуктор тип редуктора — 1Ц3У-160

· передаточное число u = 200;

· номинальный крутящий момент на выходном валу при тяжелом режиме M_кр = 1250Нм;

· масса m = 64 кг.

Расчетное усилие в цепи:

Расчетное усилие в цепи определяю по формуле:

Н,

где:S_дин — динамическая нагрузка на цепи.

Динамическую нагрузку на цепи определяю по формуле:

Н,

где: = 1. 0 — коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера, при L> 60 м.

Н.

Н.

Разрывное усилие цепи определяю по формуле:

Н Исходя из выше определенных величин принимают пластинчатую цепь:

· тип цепи — М224 (ГОСТ 588−81);

· шаг цепи t = 200 мм;

· разрывное усилие S_разр. = 224кН.

Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяю по формуле:

Н,

где:S_{д. п} — динамическое усилие цепи при пуске.

Динамическое усилие цепи при пуске определяю по формуле:

Н,

где: m_k — приведенная масса движущихся частей конвейера;

— угловое ускорение вала электродвигателя.

Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле кг,

где:k_y = 0. 9 — коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей;

k_u = 0. 6 — коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со средней скоростью;

Gu = 1000 кгс — вес вращающихся частей конвейера, принимаю ориентировочно.

кг.

Угловое ускорение вала электродвигателя определяю по формуле:

рад/с²,

где:I_пр — момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.

M_{п. ср} — определяется по формуле:

H м,

M_{п. ст} — определяется по формуле:

H м,

Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя определяю по формуле:

H м с²,

где: I_{р. м} — момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по формуле:

H м с²,

где: I_м = 0, 1275 — момент инерции втулочно-пальцевой муфты.

Подставляя значения в формулы получаю максимальное усилие в цепи при пуске конвейера.

H м с²

рад/с²

Н

Н Расчет звездочек.

Известные параметры:

· делительный диаметр звездочек d_e = 773 мм;

· количество зубьев z = 12;

· шаг зубьев t = 200 мм.

· диаметр роликов цепи D_ц = 85 мм.

Диаметр наружной окружности определяю по формуле:

мм,

где: К=0. 7 — коэффициент высоты зуба

мм.

Диаметр окружности впадин определяю по формуле:

мм,

Смещение центров дуг впадин определяю по формуле:

e = 0. 01.. 0. 05 t = 8 мм.

Радиус впадин зубьев определяю по формуле:

r = 0. 5(D_ц— 0. 05t) = 38, 5 мм.

Половину угла заострения зуба принимаю равной = 15^о

Угол впадины зуба принимаю равным? = 86^o

Радиус закругления головки зуба определяю по формуле:

мм.

Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю по формуле:

мм.

Ширину зуба определяю по формуле:

b_f = 0. 9(38, 5 — 10) — 1 = 25 мм.

Ширину вершины зуба определяю по формуле:

b = 0. 6b_f = 15 мм.

Диаметр венца определяю по формуле:

мм,

где:d₅ = 105 мм — диаметр реборды катка цепи;

h = 56 мм — ширина пластины цепи.

мм.

1. Барышев А. И., Стеблянко В. Г., Хомичук В. А. Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование транспортирующих машин: Учебное пособие/ Под общей редакцией А. И. Барышева — Донецк: ДонГУЭТ, 2003 — 471 с., ил.

2. Барышев А. И., Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ в пищевой промышленности. Часть 2. Транспортирующие машины. — Донецк: ДонГУЭТ, 2000 — 145 с.

3. С. А. Чернавский Курсовое проектирование деталей машин, М.: Машиностроение, 1979. _ 351 с.

4. Ануфриев В. И. Справочник конструктора — машиностроителя в трех томах, М.: Машиностроение, 2001.

5. Яблоков Б. В., Белов С. В. Методические указания к курсовому проекту по подъемно-транспортным устройствам (пластинчатые конвейеры), Иваново, 2002 г.

6. В. А. Менавщиков, В. М. Ярлыков Подъемно-транспортирующие машины и устройства сельскохозяйственного назначения. Красноярск 2012 г.

7. http://www. twirpx. com/file/524 938/