Привод цепного конвейера

 

 

 Болт М8×70 ГОСТ 7798-70

Болт с шестигранной уменьшенной  головкой класса точности В, исключение 1 (ГОСТ  7798-70). 

d=8 мм;

k=5,3 мм;

b=22 мм;

S=13мм;

e=14,2 мм

l=70 мм;

D=12,05 мм.

 

Гайка шестигранная с уменьшенным размером под ключ класса точности В, выполненная по ГОСТ 15521-70

d = 10 мм;

m = 8 мм;

S = 14 мм;

 е = 15,3 мм.

Обозначение: Гайка  М8 ГОСТ 5915- 70

 

 

 

 

 

Шайба 8Н ГОСТ 6402-70

Шайба пружинная, тип Н – нормальная, исполнение 1,  выполненная по ГОСТ  6402 – 70.

d_норм = 8 мм;

d = 8,2 мм;

S = b = 2,1 мм;

m = 0,3 мм;

h₁ = 5±15% мм.

Манжета 1.1-50×70 ГОСТ 8752-79

Манжета резиновая армированная для  валов (ГОСТ 8752-79)

d = 50 мм;

 D = 70 мм;

h₁ = 14 мм.

 

 

 

 

Крышка ГН 90 ГОСТ 13219.1-81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D мм	D1 мм	D2 мм	d мм	d1 мм	B мм	l мм
90	110	80	11	20	125	10
s мм	Н мм	h мм	h1 мм	h2 мм	r мм	r1 мм
6	16	5	7	3	80	12

Концевые шайбы  ГОСТ 14743-69

Обозначение: Шайба 7019-0627 ГОСТ 14743-69

   Шайба  7019-0628 ГОСТ 14734-69

Концы валов и  крепление шайб Шайбы

 

 

 

 

 

 

Обозначение шайб	D	H	A	d	d1	d2	c	Dо	d3	d4	l	l1	Винт    (ГОСТ 17475-80)	Болт (ГОСТ 7798-70)	Штифт (ГОСТ 3128-70)
7019-0627	40	5	10	6,6	-	4,5	1	32-36	М6	4	18	12	М6*16.56.05	М6*16.56.05	4*12
7019-0628	45	5	12	6,6	12,3	4,5	1	36-40	М6	4	18	12	М6*16.56.05	М6*16.56.05	4*12

Призматическая  шпонка ГОСТ 23360-78

Шпонка  14х9х45 ГОСТ 23360-78 b = 14 мм;

                        h = 9 мм;

                      t=5,5 мм;

                         t₁ = 4,4 мм;

                         С₁ = 0,4 мм

                     l= 40 мм

Высокая призматическая шпонка ГОСТ 10748-79

Шпонка  10х9х36 ГОСТ 10748-79  

      b = 10 мм;

       h=9 мм;

       t1=5,5 мм;

       t2=3,8 мм;

       l=36 мм

       С₁ = 0,4 мм 

 

 

 

3. Определение  силы на вал рабочего органа  конвейера из-за возможного смещения  соединяемых муфтой валов

Для выбранной  в п. 2 цепной муфты получаем делительный  диаметр звёздочки полумуфты  = мм;

где шаг цепи муфты; z число звеньев цепи муфты.

Окружное усилие на звёздочке полумуфты в ньютонах ,

где Т крутящий момент, подводимый к валу рабочего органа, Н·м.

По расчетам в  п. 2 Т = 394 Н·м. Тогда = =5510,49 Н.

Усилие на вал  от муфты  определяется по формуле , т.е. Fм=(826,6 1377,6) Н.

Для расчёта вала рабочего органа и его подшипников  принимаем усреднённое значение силы = 1102,1 Н. Эта сила считается приложенной в точке, совпадающей с серединой длины конца вала.

 

 

4. Конструирование  рабочего органа цепного конвейера

1. Определение силы на вал тяговой звёздочки со стороны тяговой цепи:

 натяжение ведущей ветви  цепи, кН;

натяжение ведомой ветви цепи, кН.

    Суммарная  сила на тяговую звёздочку  со стороны цепи  (прикладывается по середине длины ступицы звёздочки).

 Натяжение ведомой ветви цепи принимается

                                                 ,

 где К коэффициент пропорциональности (рекомендуемое значение К = 0,1 0,2).

 Связь между натяжениями ветвей тяговой цепи: ,

 где  F_t = 3,5 кН:

 

  

 

4.2  Выбор тяговой  цепи

   Тип 1: втулочная

    Исполнение 1: неразборная со сплошными валиками

   Шаг цепи  по ГОСТ 588 – 81 Р = 100 мм.

   Разрушающая  нагрузка цепи F_раз = F₁ ∙ К_б = 3,8 ∙ 10 = 38 кН.

где К_б коэффициент безопасности.

= 8÷10.

Таким образом цепь М40

 

Номер цепи	Разрушающая нагрузка, кН, не менее	Шаг цепи, t	b1, не более	b2, не более	b3, не более	b4, не более	d1	d2	d3	d4	d5	h не более	s
М 40	40	100	45	4,5	19	63	8,5	12,5	18	36	45	24	3,5

Размеры в мм.,

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт и построение профиля зубьев звёздочек типа 2

(для тяговых  цепей с геометрической характеристикой  зацепления  )

 

 

 

Наименование  параметров	Обозначе-ние	Расчётная формула	Полученные значения
Шаг цепи		По заданию	100
Диаметр элемента зацепления втулочной  цепи,мм:			12,5
Геометрическая  характеристика зацепления			8
Шаг зубьев звёздочки			100
Число зубьев звёздочки	z	По заданию	7
Диаметр делительной  окружности, мм	dд		230,5
Диаметр наружной окружности	De		259,125
Коэффициент высоты зуба	К	Т.к z=5÷10, то К=0,56	0,56
Коэффициент числа  зубьев			2,07
Диаметр окружности впадин	Di	Di = dд - Dц	218
Смещение дуг  впадин			1 5
Радиус впадины  зубьев			6,25
Половина угла заострения зуба			20°
Угол впадины  зуба			91°

Размеры в мм.,

 

Центр дуги радиуса  располагается ниже линии делительной окружности, на расстоянии 6,25 от окружности впадин.

3. Конструирование тяговых звёздочек

Определим размеры  венца:

.

 

Наименование  параметров	Обозначение	Расчётная    зависимость	Полученные значения
Шаг цепи Расстояние между  внутренними пластинами Ширина пластины		По заданию	100 19     24
Ширина зуба звёздочки	bf		16,1 14,83
Ширина вершины  зуба			12,3 ÷ 13,4
Диаметр венца			175,8
Радиус выпуклости	Rk	=109	109
Расчётный угол условного  смещения звёздочек	φc	φc =3…10°	5°

Размеры в мм.,

 

 

 

 

4.4 Проектирование предохранительного устройства

   Предохранительные устройства с разрушающимся элементом (штифтом).

   Примем  момент Т_р = 1,25 ∙ Т_max = 1,25 ∙ 404,3 = 505 Н∙м при расчете во избежание случайных срабатываний предохранительного устройства, где Т_max - максимальное значение передаваемого крутящего момента при нормальной работе конвейера, Н·м.

   Устанавливаем штифты во втулки из стали 40Х с твёрдостью 49,5 . Применяем штифты с проточкой, повышающие точность срабатывания, для легкости  извлечение штифтов после срабатывания устройства.

   Определим  предел прочности материала штифта  при срезе, 420 МПа:

Диаметр штифта в  миллиметрах определяем расчётом на срез по формуле:

 =

где радиус расположения штифтов, мм;

      m – число штифтов;

        предел прочности материала штифта при срезе ,

 коэффициент распределения нагрузки между штифтами.

 

где радиус расположения штифтов, мм;

      m – число штифтов;

        предел прочности материала штифта при срезе ,

 коэффициент распределения нагрузки между штифтами.

 

  При одном штифте точность срабатывания устройства выше, но при этом действующее на штифт усилие передаётся на вал и подшипники. При нескольких штифтах эти силы взаимно компенсируются. Поэтому принимают m = 2

   Полученное расчётом на срез значение диаметра штифта с проточкой (до третьего знака после запятой) проставляем на чертеже штифта.

 

4.5 Расчет вала  тяговых звездочек на статическую  прочность

При расчёте вала на статическую прочность принимается  направление сил 

=4200 (Нм) и =1102 (Нм) таким, чтобы изгибающие вал моменты от этих сил совпадали по своему воздействию на вал.

Анализ расчётных  схем валов показывает, что опасными по прочности будут их сечения  I и II.

Для вала с установленной  на нём одной тяговой звёздочки  изгибающие моменты в сечении  II:

от силы М₁ = b= (4200/2)0,225=472,5 Нм;

от силы М ₃ = = 1102 (0,125/2)=68,88 Нм;

В сечениях I изгибающие моменты

от силы М ₂ = F_М a=11020,125=137,75 Нм;

где a=125 мм, b=225 мм.

 

 

 

 

Рис. Расчётная схема  вала с одной тяговой звёздочкой

 

 

Суммарные изгибающие моменты:

в сечении I: =137,75 Нм;

в сечении II: =472,5 + 68,88=541,38 Нм.

Эквивалентные изгибающие моменты в этих сечениях по 3-й  теории прочности: =Нм;

Нм;

 Нм;

где  =11020,38=418,76 Нм.

Для изготовления вала принимаем  сталь 45 в нормализованном состоянии.

Допускаемые напряжения:

Для сечения 1 при d=53 мм, σ_Ер1=85 МПа

Для сечения 2 при d=71 мм, σ_Ер2=65 МПа

Для сечения 3 при d=55 мм, σ_Ер3=90 МПа

Расчётный диаметр  валов в этих сечениях, мм:

=

=

=

Принятые значения диаметров  вала во всех трех сечениях больше расчетных, следовательно, прочность вала обеспечена.

 

4.6 Расчёт подшипников вала тяговых звёздочек  
по динамической грузоподъёмности

Рис. Расчётная схема  для вала с одной тяговой звёздочкой

 

Для определения  радиальных реакций опор вала составляем условия равновесия.

Сумма моментов сил  относительно опоры А .

.

Отсюда  =

Сумма моментов сил  относительно опоры В .

.

Отсюда =.

Расчёты показывают, что радиальная нагрузка на опору А больше нагрузки на опору В. Осевые нагрузки на узел тяговых звёздочек отсутствуют. Поэтому расчёт подшипников вала тяговых звёздочек проводим по радиальной нагрузке на опору А.