Проектирование ковшевого элеватора

 

Федеральное государственное  образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

 

Дальневосточный Государственный  Технический 

Рыбохозяйственный университет

 

 

 

Кафедра: Детали машин  и теории машин и механизмов.

 

Задание на курсовую работу по теме:

Проектирование ковшевого элеватора

 

Исходные данные:

 

Транспортируемый материал   – зерно

Производительность, Q  т/ч     – 70

Плотность материала, ρ  т/м³   – 0,8

Высота участка, Н м  – 5

    

Перечень отчетной конструкторской документации к курсовой работе:

 

      1) Пояснительная  записка

      2) Сборочный чертеж  конвейера

      3) Сборочный чертеж  сборочных единиц

 

 

Срок защиты проекта                        «____»____________2007 г.

Дата выдачи технического задания  «____»____________2007 г.

 

Руководитель проекта                       ___________________________________

Зав. Кафедрой                                    ___________________________________

Студент гр.             ___________________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Техническое задание………………………………….…………..….….2

Введение…………………………………………………….……...........4

1. Основные параметры элеватора…………………………….………5
2. Тяговый расчет……………………………………………….………7
3. Выбор электродвигателя, редуктора и обоснование                      кинематической схемы привода……………………………………10
4. Расчет цепной передачи……………………………………………..13
5. Выбор муфты………………………………………………..….……17
6. Выбор и расчет загрузочного и разгрузочного устройств……..….17
7. Выбор и расчет тормозного устройства……………………………18
8. Расчет храпового останова……..…………………………………...19
9. Проектировочный расчет вала приводного барабана………..……21
10. Проектировочный расчет шпоночных соединений…………..……21
11. Параметры подшипников……………………………………..…….23
12. Проверочный расчет подшипников…………………….…………..23
13. Требования безопасности……………………………………….….26

            Список используемой литературы……………………………..……...28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Элеваторы – это транспортирующие устройства, перемещающие груз в вертикальном или близком к вертикальному  направлении. Наиболее широкое распространение  получили вертикальные элеваторы, как наиболее простые по устройству и не требующие кожуха сложной формы или наличия специальных направляющих для холостой ветви.

В общих случаях элеваторы  применяют для перемещения в  горизонтальном и пологонаклонном  направлениях, разнообразных насыпных и штучных грузов, а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Они получили широкое распространение во всех отраслях промышленности. Являются основными агрегатами механизации транспорта на топливоподачах электростанций, подземного и наземного транспорта угля и породы в угледобывающей промышленности, руды, кокса и флюсов в металлургии, строительных материалов и полезных ископаемых в карьерах, зерна в зернохранилищах, песка и камня на строительстве каналов и гидростанций и др.

Ковшевые элеваторы предназначены  для транспортирования пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов, на предприятиях химической, металлургической, машиностроительной, пищевой, и некоторых  других промышленностей.

Большое распространение  получили элеваторы благодаря возможности получения высокой производительности, большой длине транспортирования, простоте конструкции и эксплуатации, высокой надежности работы.

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные параметры  элеватора.

Расчетная массовая производительность

 т/ч,

где - коэффициент неравномерности загрузки, зависящий от способа загрузки (см. п. 1,[4]); - коэффициент использования конвейера по времени (см. п. 1,[4]); - коэффициент готовности (см. п. 1,[4]).

По табл. 6.2, [1] по расчетной производительности для транспортирования зерна принимаем ленточный элеватор с глубокими ковшами типа Г(III) и принимаем скорость тягового элемента м/с, коэффициент заполнения ковшей .

Погонная емкость ковшей

По табл. 9.2[1] по полученной вместимости  находим, что наиболее подходящими являются глубокие ковши Г (типа III) с шириной мм, вместимостью л, и шириной ленты мм, погонная вместимость л/м.

Определяем шаг  ковшей

 

Из стандартного ряда шагов ковшей элеватора выбираем мм

Уточняем скорость тягового элемента

м/с

Отклонение от ранее выбранной скорости:

  , что меньше 5%.

Принимаем из стандартного ряда м/с.

Погонная масса  груза на 1 м тягового элемента:

кг/м

Максимальное  растягивающее усилие в тяговом  элементе:

 Н,

где С – для  элеватора с сомкнутыми ковшами  С=9 (табл. 10.1 [4]);

В₁ – при насыпной плотности груза 0,8 т/м³ и производительности от 50 до 100 т/ч  В₁=0,33 (табл. 10.1 [4]).

По табл. 3.3, [4] предварительно принимаем резинотканевую ленту БКНЛ-65 с Н/мм, тогда ориентировочно число прокладок будет:

где К₃=9 – коэффициент запаса прочности ленты.

Принимаем число прокладок ленты  .

Погонная масса  тягового элемента:

,

где мм – толщина прокладки (табл.3.6,[4]); мм толщина обкладки на рабочей стороне (табл.3.7,[4]); мм толщина обкладки на нерабочей стороне (табл.3.7,[4]).

Масса ковшей на 1 м тягового элемента при массе одного ковша типа Г (III) кг (табл.9.2,[4]).

 кг/м

Погонная масса груженной ветви:

 кг/м.

Погонная масса холостой ветви:

кг/м.

 

2. Тяговый расчет

Тяговый расчет выполняем в соответствии с расчетной схемой (Рис.1).

Для определения полной тяговой  силы элеватора воспользуемся методом последовательного обхода по контуру. Трассу конвейера разбиваем на участки: прямолинейные ( вертикальные), криволинейные, участок загрузки, выгрузки и т.д.

Сопротивление движению тягового органа на восходящей груженной ветви:

Н,

Сопротивление движению тягового органа на нисходящей холостой ветви:

Н,

Сопротивление при загрузке ковшей элеватора

Н

где Н∙м/кг – коэффициент зачерпывания (табл.10.1,[1]).

Точкой с минимальным натяжением будет точка(2), т.е. , тогда усилия натяжения в точках (3), (4), (1) определяются по соотношениям:

где - общий коэффициент сопротивления (табл.10.1,[1]).

Величину S₁ определяем, обходя контур против движения ленты 

Используя условие непроскальзывания  ленты  определяем усилие в точке (2).

В нашем случае , тогда

где - угол обхвата приводного барабана лентой, - коэффициент трения по чугунному барабану в сухой среде, (табл.4.12,[4]).

Н.

Расчетное усилие S₂ получилось отрицательным: но при назначенных исходных данных  (производительность, высота подъема) наблюдается незначительное провисание холостой ветви, которое компенсировать натяжным устройством нет необходимости, т.к. S₂= - 38 < 100, и существенного влияния на работу механизмов оказывать не будет.

Поэтому принимаем  Н.

Подставляя найденное  значение S₂ в записанные выше выражения, определяем Н; Н; Н.

Уточняем число  прокладок:

Учитывая ослабление ленты болтами  и необходимость прочного закрепления ковшей на ленте, оставляем принятую ленту с двумя прокладками , поэтому выполнять заново тяговый расчет не следует.

 

 

Рис.1.     Схема к расчету элеватора:

а – общий вид; б  – диаграмма изменения натяжения  в ленте

Диаметр приводного барабана

, мм,

где мм/шт. –коэффициент, зависящий от прокладок (с. 117, [2], табл. 4.13.1, [4]); - коэффициент зависящий от назначения барабана (с. 117, [2], табл. 4.13.2, [4]).

 мм.

Из стандартного ряда принимаем  ближайший  мм (ГОСТ 44644-77).

Частота вращения приводного барабана:

об/мин.

Проверяем условие типа разгрузки.

Величина полюсного расстояния 

м.

, что подтверждает ранее выбранный  способ центробежной разгрузки.

 

3. Выбор электродвигателя, редуктора и обоснование

 кинематической схемы привода

Установочная мощность двигателя:

 кВт,

где - коэффициент запаса; F₀ – окружное усилие на приводном барабане.

  Н;

- КПД привода (табл. 1.1, [2]).

Предварительно выбираем электродвигатель 4А112МА6УЗ, со следующими техническими параметрами:

кВт, об/мин (табл. 24,8[7]), S=4.7% . ,

Для подсчета передаточного отношения привода найдем  n_дв

об/мин.

Передаточное  отношение привода:

Для уменьшения габаритов привода выбираем по справочным данным [6]:

Одноступенчатый цилиндрический редуктор типа РС-5-1

i=5; d_б=30 мм; l_б =40мм; d_т=48 мм; l_т = 82 мм.

Исходя из общего передаточного отношения и из конструктивных соображений (установка привода под лентой конвейера), устанавливаем цепную передачу от редуктора к приводному валу конвейера.

 Передаточное  отношение цепной передачи:

Число оборотов тихоходного вала редуктора:

 об/мин

Мощность на тихоходном валу редуктора:

 кВт;

Угловая скорость на тихоходном валу редуктора:

 с^-1,

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

 Н·м, 

 

 

Рис. 2. Кинематическая схема привода

4. Расчет цепной передачи

Исходные данные для расчета:

  Н·м; об/мин; i_ц = 1,04.

Число зубьев:

ведущей звездочки z₁ = 31 – 2 · i_ц = 31 – 2 · 1,04 = 28.92

ведомой звездочки z₂ = z₁ · i_ц = 28,92 · 1,04 = 30.1

Принимаем z₁ = 29 и z₂ =30.

Тогда фактическое передаточное отношение:

  ,

отклонение  ,

что в пределах допустимых .

Предварительный шаг цепи:

 мм

Принимаем цепь ПРЛ –25,4–5000 ГОСТ 13568 – 75 [2, табл.13.1], для которой t = 25,4мм; Q =5000 даН; q =2,60кг/м; А_оп = 161,2мм².

Скорость цепи:

 м/с

Окружная сила:

 Н.

Расчетный коэффициент нагрузки:

где к_д = 1,0 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки [2, табл.13.4];

к_а = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния [7, табл.13.4];

к_н = 1,25 – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров звездочек к горизонту (угол наклона 90⁰) [2, табл.13.4];

к_рег = 1,25 – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи (натяжное устройство) [2, табл.13.4];

к_см = 1,3 – коэффициент, учитывающий способ смазки (периодическая смазка) [2, табл.13.4];

к_п = 1,0 – коэффициент, учитывающий продолжительность работы в сутки (работа в одну смену) [2, табл.13.4].

 

 

Давление на шарнире цепи:

 МПа.

Допускаемое давление:

 МПа

где [р₀] = 36 МПа – допускаемое давление в шарнирах цепи [2, табл.13.3]. Условие работоспособности выполнено.

Необходимое число звеньев цепи:

где а_t = a_ц/t = 25 – из конструктивных соображений [2, табл.13.10].