Розрахунок полычного елеватора

Зміст

1. Опис проектного механізму………………………..……..………..4

2. Вибір ланцюга …………………………………………..…….……..4
3. Тяговий розрахунок………………………………...……………….5
4. Визначення коефіцієнту запасу міцності ланцюгів......................7
5. Вибір електродвигуна……………………………………………….8
6. Визначення зусилля натягу натяжного пристрою……………..11
7. Розрахунок валів……………………………………………………11
8. Вибір підшипників по динамічній вантажопідйомності………17
9. Розрахунок шпоночних з’єднань…………………………….……19
10. Розрахунок останова………………………………………….…….21
11. Вибір муфти………………………………………………………….23

 

 Вступ.

Підйомно-транспортні машини – основа комплексної механізації та автоматизації виробництва. Технологічний процес виробництва нерозривно пов’язаний з переміщуванням великої кількості вантажів, починаючи від подавання сировини до видання готової продукції. На 1 т готової продукції різні види виробництва потребують 10...100 тон сировини, які транспортуються і складаються комплексами підйомно-транспортної техніки. Тому від правильного вибору раціональних типів машин залежить продуктивна робота окремих цехів, дільниць і підприємств в цілому. Але досі в різних галузях виробництва на допоміжних транспортних, вантажно-розвантажувальних і складських роботах  використовується ручна праця, витрати на яку становлять 10-60% загальних втрат на виробництво. Підйомно-транспортна техніка дає можливість здійснювати комплексну механізацію транспортних, вантажно-розвантажувальних робіт і складських операцій у промисловості, підвищити продуктивність праці на цих роботах і вивільнити значну кількість працівників.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Опис проектного  механізму.

 

Поличний елеватор транспортує штучний вантаж (бочки). Забезпечує продуктивність 450шт/год, і транспортує вантаж на висоту 12 метрів. елеватор виконаний по схемі (рис. 1).  

Поличний елеватор складається з двох замкнутих ланцюгів, до яких з визначеним кроком жорстко прикріплені консольно розташовані полички. Під час руху тягові ланцюги з поличками огинають приводні зірочки з приводом і натяжні із натяжним пристроєм, за звичай, пружно – гвинтовим. Переміщення ланцюгів в вертикальних напрямках. Швидкість переміщення 0,2...0,3 м/с.

Завантаження може бути ручним або автоматичним в нижній частині елеватора.

 

 Вихідні  дані елеватора

Продуктивність  z=450 шт/год

Розміри вантажу:

Тип вантажу : бочки

Діаметр D=400мм

Висота   h=500 мм

Маса вантажу  m=50 кг

Висота піднімання  H=12 м

Кут нахилу b=90^o

 

 

 

 

 

2. Вибір ланцюга.

 

Визначення кроку несучого ланцюга.

Визначаємо основні параметри:

      (швидкість  руху ланцюгів приймаємо υ= 0.25м )

Погонне навантаження

,

 де  а ― крок розміщення полок:

,

де  ― продуктивність елеватора, =450 шт/год (з технічного завдання)

Тоді 

м

 

Вибираємо ланцюг М40 – 2 – 125 –1 за ГОСТ 588 - 74 з такими параметрами

крок t = 125  мм;

Pp = 40 kH;

qp = 57,1 Н/м;

Крок поличок:

 

Тоді перераховуємо швидкість 

V = z × a / 3600 = 450 × 2.375 / 3600 = 0.297 м/с

Приймаємо значення v = 0,3 м/с

3. Тяговий розрахунок

 Визначення погонних навантажень.

Від вантажу

 

 

 

Від ланцюга

 

Особливістю розрахунку поличного  елеватора є необхідність врахувати  додатковий опір від тертя, який виникає  від тиску N (рис.2) на напрямні:

 

 

рис.3.Схема навантаження

полички

 

Де GB -  сила тяжіння вантажу на один захват, Н

l - виліт консолі до  центра тяжіння вантажу, м

b - відстань між точками  кріплення захвату до ланцюга,  м

Тоді величина додаткового  опору на кожній поличці

W = 2×N ×w’

w’ – коефіцієнт опору руху ланцюга по напрямних.

qп = G/a , a = 2,375 м –  крок поличок

G =150Н - вага полички

qп = 120 / 2,375 = 50.5 Н/м

Розбиваємо трасу елеватора  на характерні точки ( рис. 3)

Приймаємо ’ = 0,25; Кзір = 1,08

Приймаємо Smin  = 2000 H.

Визначимо тиск

Вирахуємо додатковий опір

l=250мм   b=375-мм

Знайдемо додатковий опір

Тоді будемо мати S_нб=S₄= Н та S_зб=S₁=3291,2H

 

 Визначення колового  і тягових зусиль.

По початковому колу приводних зірочок колове зусилля обчислюється за формулою

Тягове зусилля

де k’=0,03 — загальний коефіцієнт опору на зірочках

 

 

                    рис 5. Діаграма натягів ланцюгів

 

     4. Визначення коефіцієнту запасу міцності ланцюгів.

Вибираємо пластинчастий тяговий ланцюг  М80 з такими параметрами :

крок t = 125  мм;

руйнівне навантаження Pp = 80 kH;

погонна вага ланцюга qp = 57,1 кг/м;

число зубців зірочки  z = 12

Прискорення ланцюгів:

 

 

 

Розрахункове зусилля  на ланцюг з урахуванням динамічних навантажень 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

Тоді 

на один ланцюг

 Коефіцієнт запасу  міцності

 

 

5.Вибір електродвигуна

Потужність на приводному валу елеватора при сталому русі ходової частини обчислюється за формулою

k_з=1,2 — коефіцієнт запасу

Вибір кінематичної схеми привода

 

 1 – двигун

2 – муфта

3 – редуктор Ц3У–400Н

4 – муфта

5 – вал елеватора

  Рис 6.Кінематична схема механізму.

Обираємо циліндричний трьохступінчастий редуктор 1ЦЗУ-160 з передаточним числом U_ред=63.

 

Рис 7. Редуктор

Визначимо ККД механізму:

 

Розрахункова потужність на валу електродвигуна

По каталогу вибираємо  двигун АИРХ160S8

      N =7,5 кВт, n = 750 об/хв

 

 

Передаточне число механізму

 

Обираємо циліндричний трьохступінчастий редуктор 1ЦЗУ-160 з передаточним числом U_ред=63

 

 

 

 

 

 

Рис.8.Ескіз електродвигуна АИРХ160S8

 

Визначення кінематичних  і силових параметрів привода.

Визначення частоти обертів  валів привода

 Визначення потужності  на окремих валах

Визначення крутного моменту на валах

 

                6.Визначення зусилля натягу натяжного пристрою

Зусилля натягу розраховується:

Приймаємо силу тяжіння натяжного  пристрою G_н=1000Н

Хід натяжного пристрою

 Рис 9.Ескіз натяжного пристрою

                                    7. Розрахунок валів

2.1 Розрахунок вала привідної зірочки

Напруження на привідних  зірочках

S_нб=6104,56Н та S_зб=3291,2Н

Крутний момент на валу T= Нм

Зусилля, що діють на ступені  приводних зірочок

Вибираємо матеріал вала:

Сталь 45, для якої:

 

Розглянемо вал в  двох взаємно перпендикулярних площинах

 

 

Вертикальна площина

a=100мм; b=300мм; c=100мм; d=500мм

Знаходимо опорні реакції  із умови рівноваги :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знаходимо згинальні  моменти в характерних точках :

 Знаходимо сумарні  згинальні моменти в характерних  точках за формулою:

 Знаходимо приведені згинальні  моменти в характерних точках  за формулою:

;                                                                                                      

де  = 0,6 – коефіцієнт, який враховує відмінність в характеристиках циклів напружень згину та кручення;