Конструирование приводов конвейеров

2. ПОДБОР РЕДУКТОРА Редуктор – механизм, состоящий, как правило, из одной или нескольких

зубчатых передач, расположенных в отдельном корпусе и служащий для передачи вращательного движения с уменьшением частоты вращения и увеличением вращающего момента.

Подбор редуктора осуществляется по каталогу [1] в следующей последовательности. По заданной схеме на курсовое проектирование, подбираем требуемый тип редуктора с передаточным числом, определенным в п. 1.1.

Редуктор подбирается, как правило, по трем параметрам: величине вращающего момента на тихоходном валу Ттх, частоте вращения быстроходного вала nбх и передаточному числу u. При подборе требуется, чтобы табличное значение Ттх выбираемого редуктора превышало требуемое значение момента, полученное в п. 1.3; фактическое значение частоты вращения быстроходного вала редуктора nбх, полученное в разделе 1.3, соответствовало табличному значению частоты вращения быстроходного вала выбираемого редуктора – в случае отклонения необходимо за счет изменения передаточного числа открытой передачи или редуктора подогнать значение частоты вращения под табличное значение; при подборе передаточного числа необходимо принимать значение номинального передаточного числа, а не фактического значения, с таким расчетом, чтобы отклонение скорости движения ленты (цепи) конвейера не превышало ± 4% от заданной скорости.

При подборе редуктора следует обратить внимание на форму выходных концов валов, наиболее предпочтительной является коническая форма с наружной или внутренней резьбой.

Выбирая редуктор, следует обратить особое внимание на схему сборки редуктора, которая должна соответствовать заданной схеме. Следует также учитывать режим работы привода; поскольку все конвейеры практически работают непрерывно, следует выбирать режим Н или тяжелый Т, для других механизмов следует руководствоваться графиком нагружения механизма.

В завершение подбора редуктора следует привести полное обозначение редуктора, в которое должно входить: тип редуктора, определяющий размер, номинальное передаточное число, вариант сборки, климатическое исполнение, категория размещения, с указанием ГОСТа или ТУ.

11

3. РАСЧЕТ РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ Исходные данные:

Т1 – вращающий момент на ведущем шкиве, Н·м; n1 – частота вращения ведущего шкива, мин–1; u – передаточное число ременной передачи.

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов (рисунок 3.1) и ремня, надетого на шкивы с натяжением и передающего окружную силу с помощью трения. В состав передачи могут также входить натяжные устройства. Ременная передача должна быть закрыта защитным кожухом.

Ремни выполняют с сечением в виде узкого прямоугольника (плоские ремни), трапециевидного сечения (клиновые ремни) и круглого сечения (круглые ремни).

1 – ведущий шкив; 2 – ведомый шкив; 3 – ремень

Рисунок 3.1 – Схема ременной передачи

3.1. Расчет плоскоременной передачи Выбор материала ремня:

Примем резиновый ремень с прокладками из х/б ткани, так как эти ремни являются наиболее распространенными.

Диаметр ведущего шкива:

										D1 = (110...130) 3			Рn1	, мм ,
													1
где	Р1	= T1		π n1		– мощность на ведущем шкиве, Вт.
					30
	Расчетное значение D1 округляется в большую сторону до стандартного
значения (мм):
63	71		80		90			100	112	125	140	160		180	200	224	280		315	355
400		450		500			560		630	710	800	900		1000	1120	1250		1400		1600
1800		2000			3150			3550

Диаметр ведомого шкива:

D2 = D1 u (1 −ε), мм,

где ε = 0,01 – коэффициент упругого скольжения.

12

Расчетное значение D2 также округляется в большую сторону до стандартного значения.

Фактическое передаточное число:

	D2
uФ =		.
	D (1 −ε)
	1

Допускаемое отклонение от заданного передаточного числа не должно быть более 4%.

Межосевое расстояние:

a ≥ 2 (D1 + D2 ), мм

Значение а округляется в большую сторону до числа, кратного 50 мм.

Угол обхвата ремнем малого шкива:

α1 = 180° − 57° D2 a− D1 ≥ [α1 ],

где [α1] = 150° – минимально допускаемый угол обхвата.

Если α1 < [α1], то необходимо увеличить межосевое расстояние.

Длина ремня:

l = 2 a + 0,5 π (D1 + D2 )+ (D2 − D1 )2 , мм,

4 a

Для обеспечения требуемой долговечности ремня необходимо определить

число пробегов ремня:

nП = Vl ≤ [nП ],

где V = π n1 D1 – окружная скорость ремня, м/с; [nП] – допускаемое число

60 103

пробегов, для передач с натяжным роликом [nП] = 2, для других [nП] = 5.

Для обеспечения необходимой прочности ремня определяется

допускаемое проектное напряжение

[σП ]= 2,2 Kα KV , МПа,

где Кα – коэффициент, зависящий от угла обхвата (таблице 3.1).

										Таблица 3.1
α1,град.				180	170			160				150
Kα				1	0,97			0,94				0,91
KV – коэффициент, зависящий от окружной скорости ремня (таблица 3.2).
										Таблица. 3.2
V, м/с		1		5		10		15		20		25
KV		1,04		1,03		1		0,45		0,88		0,79

Площадь поперечного сечения ремня:

S= [Ft ], мм2,

σП

13

где Ft = 2DT1 , Н – окружная сила, D1 – в м.

1

Рисунок 3.2 – Поперечное сечение ремня

Сначала из таблицы 3.3 выбирается стандартная толщина δ ремня, далее вычисляется ширина b = S / δ, которая округляется в большую сторону до стандартного значения.

Таблица 3.3

Толщина				4,5							5		7,5	9
δ, мм		3 прокладки							4 прокладки				5 прокладок	6 прокладок
	20	25		(30)		32		50	20–112		120	126
Ширина									140	(150)		160
b, мм	(60) 63 70					71 80			(175)		180	200	20–250	80–250
	(85)		90		100		112		224	(225)		250

Примечание: Размеры, указанные в скобках, по возможности не применять.

Ремни плоские приводные резинотканевые изготавливаются в соответствии с ГОСТ 23831-79 в ред. 1990 г.

Размеры натяжного устройства (если имеется):

Диаметр ролика DP = (0,8…1) · D1.

Расстояние между осью натяжного ролика и осью меньшего шкива a1 ≥ 0,5 · D1.

3.2 Расчет клиноременной передачи Выбор профиля ремня

В соответствии с ГОСТ 1284.1–80* и ГОСТ 1284.3–80* существует семь различных сечений ремня: О, А, Б, В, Г, Д, Е. Сечение ремней О следует применять при передаваемой мощности до 2 кВт, сечение Е – при мощности свыше 200 кВт. Выбор других сечений производится по диаграмме (рисунок

3.3).

Передаваемая мощность

Р1 =T1 π30n1 , Вт.

14

Рисунок 3.3 – Диаграмма для выбора профиля клинового ремня

Размеры сечения ремня (рисунок 3.4) выбираются из таблицы 3.4:

				Таблица 3.4
Сечение	lP, мм	W*, мм	Т0, мм	Площадь сечения А, мм2	Масса 1 м, кг
О (Z)	8,5	10	6,0	47	0,06
А (A)	11	13	8,0	81	0,10
Б (B)	14	17	11,5	178	0,18
В (C)	19	22	13,5	230	0,30
Г (D)	27	32	19,0	476	0,60
Д (E)	32	38	23,5	692	0,90
Е	42	50	30,0	1172	1,52

Примечание: * – справочный размер; в скобках даны обозначения ремней в международной системе.

Диаметр ведущего шкива:

D1 = (110...130) 3 Р1 , мм. n1

W – ширина большего основания;

lP – расчетная ширина ремня; T0 – высота ремня

Рисунок 3.4 – Сечение клинового ремня

15

Найденное значение диаметра D1 сравнивают с наименьшим возможным значением диаметра Dнаим, в случае D1 < Dнаим принимают значение Dнаим.

Тип ремня					О			А			Б			В		Г			Д				Е
Dнаим, мм					63			90			125		200			315			500				600
	Принятое значение D1 округляется в большую сторону до стандартного
значения (мм):
63	71	80	90			100	112		125		140	160		180		200	224		250		280		315
355	400		450		500		560		630		710	800		900		1000	1120			1250			1400
1600	1800		2000			3150		3550

Диаметр ведомого шкива:

D2 = D1 u (1 −ε), мм,

где ε = 0,01 – коэффициент упругого скольжения.

Расчетное значение D2 также округляется в большую сторону до стандартного значения.

Фактическое передаточное число:

	D2
uФ =		.
	D (1 −ε)
	1

Допускаемое отклонение от заданного передаточного числа не должно быть более 4%.

Предварительное значение межосевого расстояния:

a = C · D2,

где коэффициент С зависит от передаточного числа u:

u	1	2	3	4	5	≥ 6
C	1,5	1,2	1	0,95	0,9	0,85
	Длина ремня:			(D2 − D1 )2
		l = 2 a + 0,5 π (D1 + D2 )+			, мм.
				4 a

Рассчитанная длина ремня округляется в ближайшую сторону до стандартной длины из ряда (мм):

400	450	500		560	630	710	800	900		1000		1120			1250		1320	1400
1600	1700		1800		2000	2240	2500		2800			3150			3550		3750	4000
4500	5000		5300		5600	6000 7100		8000			9000		10000			11200		12500
14000	16000			18000
Уточненное межосевое расстояние:
								2			D	− D	2		, мм,
					a = 0,25 (l − w)+ (l			− w)	−8		2	1
												2
где w =		π	(D1 + D2 ).
		2

16

Угол обхвата ремнем малого шкива:

α1 = 180°− 57° D2 a− D1 ≥ [α1 ],

где [α1] = 120° – минимально допускаемый угол обхвата. Если α1 < [α1], то необходимо увеличить межосевое расстояние.

Число пробегов ремня:

		nП = V	≤ [nП ],
	π n1 D1	l
где V =		– окружная скорость ремня, м/с; [nП] = 10 – допускаемое
	60 103

число пробегов.

Число ремней:

Z =	Р1	,
	0,9 [ро ] Kα Kl

где [p0] – допускаемая мощность, приходящаяся на 1 ремень (табл. 3.5); Kα – см. таблицу 3.1;

Kl – коэффициент, учитывающий длину ремня, принимается по таблице 3.6. Рассчитанное значение Z округляют в большую сторону до целого числа. С увеличением числа ремней возрастают затруднения в монтаже и

эксплуатации передачи. На практике часто ограничивают Z ≤ 6. Если по расчету получается большее число17 ремней, то для его снижения переходят на большее сечение или предусматривают шкивы большего диаметра.

Обозначение ремней

Маркировка клиновых ремней наносится на внешнюю часть ремня и состоит из обозначения типа ремня, его длины и ГОСТа.

Например, Б – 1120 ГОСТ 1284.1-80*.

Тип ремня

1

О

А

Таблица 3.5

	D1,		u			[p0] (кВт) при частоте вращения n1, мин–1
	мм			400	800	950	1200	1450	2200		2400	2800
	2		3	4	5	6	7	8	9		10	11
	80		1,2	0,26	0,47	0,55	0,66	0,77	1,08		1,15	1,28
			1,5	0,27	0,49	0,56	0,68	0,80	1,11		1,18	1,32
			≥3	0,28	0,50	0,58	0,71	0,82	1,14		1,22	1,36
	≥112		1,2	0,42	0,76	0,88	1,07	1,25	1,72		1,84	2,04
			1,5	0,43	0,78	0,91	1,10	1,29	1,78		1,90	2,11
			≥3	0,44	0,81	0,94	1,14	1,33	1,84		1,96	2,17
	100		1,2	0,50	0,88	1,01	1,22	1,41	1,90		2,01	2,19
			1,5	0,52	0,91	1,05	1,25	1,45	1,96		2,07	2,27
			≥3	0,53	0,94	1,08	1,30	1,50	2,02		2,14	2,34
	140		1,2	0,84	1,51	1,74	2,10	2,43	3,27		3,44	3,72
			1,5	0,86	1,56	1,79	2,17	2,51	3,38		3,56	3,85
			≥3	0,89	1,60	1,85	2,24	2,59	3,48		3,67	3,97
	≥180		1,2	1,16	2,10	2,43	2,93	3,38	4,43		4,62	4,85
			1,5	1,20	2,17	2,51	3,03	3,50	4,58		4,77	5,02
			≥3	1,24	2,24	2,59	3,12	3,61	4,72		4,92	5,18

17

Таблица 3.5 (продолжение)

1	2
	140
Б	180
	224
	≥280
	250
В	315
ремня	≥450
	мм
Тип	D1,
	400
Г	630
	≥800
	630
Д	800

≥100 0

Примечание

3	4	5	6	7	8		9		10	11
1,2	1,12	1,95	2,22	2,64	3,01		3,83		3,96	4,11
1,5	1,16	2,01	2,30	2,72	3,10		3,95		4,09	4,25
≥3	1,20	2,08	2,37	2,82	3,21		4,08		4,22	4,38
1,2	1,70	3,01	3,45	4,11	4,70		5,91		6,07	6,16
1,5	1,76	3,11	3,56	4,25	4,85		6,10		6,27	6,36
≥3	1,81	3,21	3,67	4,38	5,01		6,29		6,47	6,56
1,2	2,32	4,13	4,73	5,63	6,39		7,47		7,80	–
1,5	2,40	4,27	4,89	5,81	6,60		8,00		8,08	–
≥3	2,47	4,40	5,04	6,00	6,81		8,25		8,31	–
1,2	3,09	5,49	6,26	7,42	8,30		9,12		–	–
1,5	3,19	5,67	6,47	7,66	8,57		9,42		–	–
≥3	3,29	5,85	6,67	7,91	8,84		9,72		–	–
1,2	3,87	6,66	7,58	8,78	9,67		10,29*1		–	–
1,5	4,00	6,88	7,82	9,07	9,99		10,62*1		–	–
≥3	4,12	7,10	8,07	9,36	10,69		10,96*1		–	–
1,2	5,50	9,55	10,75	12,33	13,33		13,56*2		–	–
1,5	5,68	9,86	11,10	12,73	13,76		14,00*2		–	–
≥3	5,86	10,17	11,45	13,14	14,20		14,44*2		–	–
1,2	8,77	14,76	16,29	17,75	17,90*3		–		–	–
1,5	9,05	15,24	16,82	18,33	18,49*3		–		–	–
u		[p0] (кВт) при частоте вращения меньшего шкива n1, мин–1
	200		400	600	750		950			1200
1,2	6,98		12,25	16,50	19,01		21,46			22,68
1,5	7,21		12,64	17,04	19,63		22,16			23,42
≥3	7,48		13,04	17,57	20,25		22,86			24,16
1,2	13,42		23,59	31,21	34,81		36,58			–
1,5	13,85		24,36	32,23	36,45		37,78			–
≥3	14,29		25,13	33,25	37,08		38,97			–
1,2	17,93		31,12	39,73	40,81		–			–
1,5	18,51		32,13	41,03	43,48		–			–
≥3	19,10		33,15	42,33	44,85		–			–
1,2	16,74		28,83	37,27	40,70		–			–
1,5	17,28		29,77	38,49	42,03		–			–
≥3	17,83		30,71	39,70	43,36		–			–
1,2	23,21		36,64	49,49	51,33		–			–
1,5	23,97		40,94	51,11	53,01		–			–
≥3	24,73		42,23	52,73	54,68		–			–
1,2	30,52		50,84	59,38	–		–			–
1,5	31,51		52,51	61,27	–		–			–
≥3	32,51		54,17	63,21	–		–			–

: *1 – При 2000 мин–1; *2 – При 1800 мин–1; *3 – При 1300 мин–1

18

								Таблица 3.6
Длина				Коэффициент Kl
				Тип ремня
ремня l, мм
	О	А	Б	В		Г	Д		Е
400	0,79	–	–	–		–	–		–
450	0,80	–	–	–		–	–		–
500	0,81	–	–	–		–	–		–
560	0,82	0,79	–	–		–	–		–
630	0,84	0,81	–	–		–	–		–
710	0,86	0,83	–	–		–	–		–
800	0,90	0,85	–	–		–	–		–
900	0,92	0,87	0,82	–		–	–		–
1000	0,94	0,89	0,84	–		–	–		–
1120	0,95	0,91	0,86	–		–	–		–
1250	0,98	0,93	0,88	–		–	–		–
1400	1,01	0,96	0,90	–		–	–		–
1600	1,04	0,99	0,93	–		–	–		–
1800	1,06	1,01	0,95	0,86		–	–		–
2000	1,08	1,03	0,98	0,88		–	–		–
2240	1,10	1,06	1,00	0,91		–	–		–
2500	1,30	1,09	1,03	0,93		–	–		–
2800	–	1,11	1,05	0,95		–	–		–
3150	–	1,13	1,07	0,97		0,86	–		–
3550	–	1,15	1,09	0,99		0,88	–		–
4000	–	1,17	1,13	1,02		0,91	–		–
4500	–	–	1,15	1,04		0,93	–		–
5000	–	–	1,18	1,07		0,96	0,92		–
5600	–	–	1,20	1,09		0,98	0,95		–
6300	–	–	1,23	1,12		1,01	0,97		0,92
7100	–	–	–	1,15		1,04	1,00		0,96
8000	–	–	–	1,18		1,06	1,02		0,98
9000	–	–	–	1,21		1,09	1,05		1,01
10000	–	–	–	1,23		1,11	1,07		1,03
12500	–	–	–	–		1,17	1,13		1,08
15000	–	–	–	–		1,20	1,17		1,11
18000	–	–	–	–		–	1,20		1,16

19

4. РАСЧЕТ ЦЕПНЫХ ПЕРЕДАЧ Исходные данные:

Т1 – вращающий момент на ведущей звездочке, Н·м; n1 – частота вращения ведущей звездочки, мин–1; u – передаточное число цепной передачи.

Цепные передачи (рисунок 4.1) – это передачи, состоящие из ведущей и ведомой звездочек и охватывающей их приводной цепи. В состав передачи также часто входит натяжное устройство. Цепная передача всегда должна быть закрыта защитным кожухом, который предохраняет попадание посторонних предметов и защищает от разбрызгивания каплями масла.

1 – ведущая звездочка; 2 – ведомая звездочка; 3 – цепь

Рисунок 4.1 – Схема цепной передачи

Выбор типа приводной цепи:

Принимаем роликовую цепь, поскольку такие цепи наиболее распространены, достаточно дешевы и обладают высокой износоустойчивостью. Первоначально принимаем однорядную цепь, т.е. число рядов ν = 1.

Число зубьев звездочек:

ведущей Z1 = 31 − 2 u , округляется до целого нечетного числа; ведомой Z2 = Z1 u , также округляется до целого нечетного числа.

Фактическое передаточное число:

uФ = Z2 .

Z1

Отклонение от заданного передаточного числа не должно быть более 4%. Предварительно принимается шаг цепи t в зависимости от частоты

вращения ведущей звездочки:

n1, мин–1	2500	1250	1000	900	800	630	500	400	300
t, мм	9,525	12,7	15,875	19,05	25,4	31,75	38,1	44,45	50,8

20