Расчет привода к ленточному конвейеру

     Эстетичность- это совершенство внешних форм деталей, узлов и машины в целом, их красивый внешний вид( декоративная полировка, окраска, оксидные пленки и т.д.). Она существенно влияет на отношение к машине со стороны обслуживающего персонала.

     Работоспособность деталей и машин определяется, как свойство выполнять свои функции с заданными показателями и характеризуется следующими критериями:

1.прочность-способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы (деформацию);

2.жесткость- способность детали сопротивляться любой деформации;

3.изностойкость-способность сохранять первоначальную форму своей поверхности, сопротивляясь износу;

4.теплостойкость- способность сохранять свои свойства при действии высоких  температур;

5.виброустойчивость- способность работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.

     Надежность определяется как свойство детали и машины выполнять свои функции, сохраняя заданные показатели в течение заданного времени и, по существу, выражает собой перспективы сохранения работоспособности. В процессе работы детали им машины подвергаются не только расчетным нагрузкам, которые конструктор ожидает и учитывает, но и попадают во внештатные ситуации, которые очень трудно предусмотреть, как, например, удары, вибрация, загрязнение, экстремальные природные условия и т.д. При этом возникает отказ- утрата работоспособности вследствие разрушения деталей или нарушения их правильного взаимодействия. Отказы бывают полные и частичные, внезапные(поломки) и постепенные(износ, коррозия); опасные для жизни; тяжелые и легкие; устранимые и неустранимые; приработочные( возникают в начале эксплуатации) и связанные с наличием дефектных деталей; отказы по причине износа, усталости и старения материалов.

     Надежной можно считать машину, имеющую следующие свойства:

     Безотказность- способность сохранять свои эксплуатационные показатели в течение заданной наработки без вынужденных перерывов.

     Долговечность- способность сохранять заданные показатели до предельного состояния с необходимыми перерывами для ремонтов и технического обслуживания.

     Ремонтопригодность- приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей посредством техобслуживания и ремонта.

     Сохраняемость - способность сохранять требуемые эксплуатационные показатели после установленного срока хранения и транспортирования.    Надежность трудно рассчитать количественно, она обычно оценивается как вероятность безотказной работы на основании статистики эксплуатации группы идентичных машин.

     При всей значимости всех описанных критериев, нетрудно заметить, что прочность является важнейшим критерием работоспособности и надежности. Невыполнение условия прочности автоматически делает бессмысленными все другие требования и критерии качества машин.

 

 

 

         

               1.3.Технико-экономические правила конструирования

 

      При эксплуатации техники в результате совместного действия разных нагрузок некоторые детали и сборочные единицы все же выходят из строя. Например, в зерноуборочных комбайнах происходит износ цепей, обрыв ремней, поломка валов, подшипников. Замена таких деталей требует времени и средств, но это выгоднее, чем если бы конструктор предусмотрел в процессе  проектирования размеры, исключающие поломки при маловероятном совместном действии случайных нагрузок. Для предотвращения подобных явлений в конструкцию целесообразно вводить специальные предохранительные устройства, исключающие возможность поломки машины или ее деталей при перегрузках.

     Кроме того, реализация той или иной задачи может быть осуществлена в различных вариантах, из которых необходимо выбрать наиболее рациональный. Так, для передачи движения от двигателя к рабочим органам машины можно использовать механический, электрический, гидравлический ил комбинированный привод. Существенное развитие получили и типы приводов. Например, механический имеет несколько разновидностей передач. Выбор наилучшего оптимального для каждого конкретного случая варианта представляет собой ответственную технико-экономическую задачу, решение которой требует глубокого анализа, расчета, обоснования. Методики таких расчетов подробно изложены в специальной экономической литературе. Здесь же даны лишь некоторые основы, необходимые для понимания сущности экономических расчетов и позволяющие на начальных стадиях проектирования обосновать оптимальное решение. Решение о целесообразности создания и внедрения новой техники принимают в зависимости от ее эффективности.

     Эффективность новой техники определяют по значению экономического эффекта (годового ил за срок службы машины), получаемого сельскохозяйственными предприятиями различных форм собственности.

На всех этапах проектирования, начиная  от разработки технического задания  до выполнения рабочих чертежей, идет интенсивная работа по улучшению конструкции, уточнению параметров. Все этапы проектирования сопровождаются технико-экономическими расчетами, характер которых изменяется по мере выяснения и уточнения основных экономических параметров, составляющих себестоимость. При конструировании машины особенно важно знать ее материале и трудоемкость.

     Материалоемкость конструкции тесно связана с ее массой- важнейшим технико-экономическим параметром, который либо задают в техническом задании на проектирование, либо конструктор принимает в зависимости от заданных характеристик машины. Для многих машин требуется снизить массу при условии обеспечения необходимых критериев работоспособности. Для некоторых машин масса должна быть конкретной и правильно распределенной в пределах заданных ее габаритных размеров. Например, от массы транспортной машины зависит давление ходовых колес на грунт и необходимое сцепление. Массу грузоподъемных кранов и погрузчиков увеличивает с целью обеспечения их устойчивости и предохранения от опрокидывания, размещая в определенном месте специальные противовесы(балластные грузы). Для многих машин выбор материала диктуется условиями эксплуатации и ремонта. Иногда более дорогой материал, обладающий высокой износостойкостью, предпочтителен по сравнению с дешевым, требующих дополнительных затрат на обеспечение его изностойкости или частой замены при эксплуатации. В  таких случаях существенную экономию можно получить при использовании биметаллов, составных деталей. Например, ступицу червячного колеса выполнить из чугуна, а венец - из бронзы. Снижения массы конструкции на 30…35% достигают за счет использования пустотелых и фасонных профилей проката.

Удельную трудоемкость, определяемую как отношение общей  трудоемкости к массе машины, принимают  по справочным данным, накопленным  в конструкторских бюро, НИИ. В этом случае считают, что трудоемкость изготовления данной машины полностью зависит от ее массы. Такое допущение справедливо лишь при стабильной номенклатуре изделий одной и той же модели и неизменной технологии производства. В других случаях этот метод расчета дает лишь ориентировочное значение удельной трудоемкости. Тем более что в современных машинах широко применяют комплектующие изделия, стоимость которых следует определять по данным поставщиков. Для расчета себестоимости  методом подобия следует учитывать только чистую массу машины без комплектующих изделий.

     Себестоимость изделия существенно зависит от материала, технологии изготовления, унификации на стадии разработки проекта и в процессе изготовления.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет привода  к ленточному конвейеру

 

 

 

2.1Анализ кинематической  схемы машинного агрегата.

 

1- двигатель,

2- клиноременная  передача,

3 – цилиндрический  редуктор,

4 – упругая  муфта  с торообразной оболочкой, 

5 – барабан,

6 – ленты конвейера. I,  II, III, IV-валы, соответственно  - двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора, рабочей машины.

Исходные данные:

Тяговая сила ленты F, кН – 2,4

Скорость ленты  , м/с – 1,2

Диаметр барабана D, мм – 250

Допускаемое отклонение скорости ленты, %  - 3

Срок службы привода , лет – 7

Число смен - 3

Характер рабочей нагрузки –  равномерный

Режим работы  - нереверсивный

Срок службы (ресурс) L_h, ч, определится по формуле

                    

= 365*7*8*3 = 61320ч,                              (1)

где L_r —срок службы привода, лет ; — коэффициент годового использования.

                                          

,                                                           (2)

где  -число рабочих дней в году, -продолжительность смены, -число смен, - коэффициент сменного использования

                                          

,                                                         (3)

где - число часов работы в смену.

В некоторых случаях, если исходных данных недостаточно, ресурс можно определить так:

                                      

,                                                      (4)

Из полученного значения L_h следует вычесть примерно 10...25% часов (в зависимости от характера производства) на профилактику, текущий ремонт, нерабочие дни.

Составляем табличный  ответ к задаче 1 (табл. 1).

 

Таблица 1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

 

Место установки				, ч	Характер нагрузки	Режим работы
Железнодорожная станция	7	3	8	55188	равномерный	нереверсивный

 

2.2. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода

 

Мощность двигателя  зависит от требуемой мощности рабочей  машины, а его частота вращения—  от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

1. Определим требуемую мощность рабочей машины , кВт

                                         

,                                      (5)

2. Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

                     

= 0,96*0,93*0,98*0,99²*0,98= 0,84,                   (6)

где - коэффициенты полезного действия закрытой передачи, открытой передачи, муфты, подшипников качения (по кинематической схеме в редукторе две пары подшипников) и подшипников скольжения (по схеме на приводном валу рабочей машины одна пара подшипников).

Значения КПД передач и подшипников выбрать из табл. 2 и примечания.  

Таблица 2

Значения КПД механических передач (без учета потерь в подшипниках)

Тип передачи	закрытая	открытая
Зубчатая: Цилиндрическая Коническая Ременная: Плоским ремнем Клиновыми (поликлиновыми)      ремнями	0,96…0,97 0,95…0,97     - -	0,93…0,95 0,92…0,94   0,96…0,98 0,95…0,97
Примечания: 1. Ориентировочные  значения КПД закрытых передач в масляной ванне приведены для колес, выполненных по 8-й степени точности, при более точном выполнении колес  КПД может быть повышен на 1...1,5%; при меньшей точности — соответственно пони-жен. 2. Потери в подшипниках на трение оцениваются следующими коэффициентами: для одной пары подшипников качения =0,99...0,995; для одной пары подшипников скольжения =0,98...0,99. 3. Потери в муфте принимаются ≈0,98.

 

 

3. Определим требуемую мощность двигателя Р_дв, кВт:

                                          

                               (7)

4. Определить номинальную мощность двигателя Р_ном, кВт

Значение номинальной  мощности выбрать по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности Р_дв:

., => Рном = 4.

5. Выбрать тип двигателя .

Выбор оптимального типа двигателя зависит от типов передач, входящих в привод, кинематических характеристик рабочей машины (см. исходные данные). Выбор типа двигателя производится после определения передаточного числа привода и его ступеней. Надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.