Винтовой конвейер

    Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    КОНВЕЙЕР ВИНТОВОЙ

    ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

    КВ 05.05.00.00 ПЗ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2010

 

    

    

    Содержание 

Введение …………………………………………………………………………………………….3

1 Выбор транспортируемого  груза…………………………………………………………………4

2 Определение диаметра винта ……………………………………………………….………….. 4

3 Определение необходимой мощности на валу…………………………………………….…... 4

4 Определение мощности и выбор двигателя…………………………………….……………… 4

5 Определение необходимого передаточного числа механизма и выбор редуктора.…………. 5

6 Определение фактической частоты вращения винта………………………………….………. 5

7 Определение фактической производительности конвейера…………..……………………… 5

8 Определение крутящего момента на валу винта………………………………….………….... 5

9 Определение крутящего момента на быстроходном валу редуктора………………………… 5

10 Выбор муфты на быстроходный вал редуктора ………………………………………….……6

11 Определение осевого усилия на винт ………………………………………………………… 6

12 Определение поперечной нагрузки на участок винта между двумя опорами ……………... 7

13 Расчёт вала винта……………………………………………………………………………..…7

Литература………………………………………………………………………………………...... 9

Приложение Задание  на курсовой проект…………………….………………………………..….10 

 

     Введение

    Винтовой  конвейер стационарный общего назначения предназначен для транспортирования сыпучих, мелкокусковых, вязких и тестообразных материалов на расстояние до 30-40 метров. Он включает винт (рабочий орган), неподвижный желоб, загрузочные и разгрузочные устройства, привод. вал винта имеет концевые и промежуточные ( подвесные) опоры. Одна опора должна иметь упорный подшипник и располагаться так, чтобы от действующих на винт осевых сил, вал винта работал на растяжение.

    Область применения винтового конвейера – заводы ЖБИ (подготовительно-смесительные отделения, формовочные цеха, частично цеха готовых изделий), предприятия пищевой промышленности, заготовительные участки.

    

    Рассчитать  винтовой горизонтальный конвейер для перемещения глина мелкокусковая                       плотностью 0,6 т/м³ . Расчётная производительность Q=70 т/ч, длина конвейера L=21 м.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     1 Выбор транспортируемого груза

    Выбор груза производится по плотности  ρ из справочника. Для плотности  ρ = 0,7 т/м³

    Соответствует глина мелкокусковая. 

    2 Определение диаметра винта 

    

 м,

    где – коэффициент отношения шага винта к диаметру;

     - частота вращения винта,  мин^-1;

    ρ – плотность материала, ρ= 0,6 т/м^3;

     - коэффициент заполнения желоба;

     - коэффициент уменьшения производительности  в зависимости от угла

      наклона конвейера, при β = 15;

    Q – производительность, Q = 70т/ч.

    Принимаем винт по ГОСТ 2037-82 : диаметр D = 650 мм, шаг S = 500 мм (однозаходный)  
 
 
 

    Рисунок 1 – Схема винтового конвейера 
 

    3 Определение необходимой мощности на валу 

    

 кВт

    где L_г – длина горизонтальной проекции конвейера, L_г = L =21 м;

    ω – коэффициент сопротивления перемещению груза, ω =1,6;

    Н – высота подъема, Н = 5,25 м.

      

    4 Определение мощности и выбор двигателя

    

 кВт,

    где k – коэффициент запаса, k = 1,25;

    η – КПД редуктора двухступенчатого, η = 0,96;

    Выбираем  двигатель 4АР160М8У3 ГОСТ 19523-81:

    n =750 мин^-1, P = 11 кВт. 

    5 Определение необходимого передаточного числа механизма и выбор редуктора

    

,

    Редуктор выбираем из справочника по мощности, передаточному числу и частоте вращения быстроходного вала, редуктор Ц2-250: ,   

    6 Определение фактической частоты вращения винта

    

 мин^-1,

    где - фактическое передаточное число,

    n – частота вращения электродвигателя, мин^-1. 
 

    7 Определение фактической производительности конвейера 

    Должно  выполняться следующее условие:

    

    

 т/ч

    где D – диаметр винта;

    S – шаг винта, S = 0,5 м;

     – фактическая частота вращения винта, мин^-1.

    Условие выполняется. 

    8 Определение крутящего момента на валу винта 

    

 Н·м 
 

    9 Определение крутящего момента на быстроходном валу редуктора 

    

 Н·м 

    

      

    10 Выбор зубчатой муфты 

    

    

Н·м 

    где k₁ – коэффициент учитывающий тип механизма, k₁ = 1,3;

    k₂ – коэффициент учитывающий группу режима, k₂ = 1,3;

    Т_м –момент передаваемый муфтой, Н∙м.

    Муфту выбираем из справочника по крутящему  моменту и частоте вращения:

    МЗ  – 3150 – 65 – II – 2 – 90 – II – 2 УЗ ГОСТ 5006-55. 

    

    Рисунок 2 – Муфта зубчатая 

    11 Выбор муфты на быстроходный вал редуктора 

    

    

Н·м 

    Муфту выбираем из справочника по крутящему  моменту и частоте вращения:

    МУВП  II – 30 – 38 ГОСТ 21424-75.

    

    

      

    Рисунок 3 – Муфта МУВП 

    12 Определение осевого усилия на винт 

    

 Н, 

    где k – коэффициент учитывающий приложение силы на среднем диаметре витка, k = 0,75;

    α – угол подъёма винтовой линии;

    ρ – угол трения материала о винт;

    

, 

    

, 

    

, 

    где f_д – коэффициент трения в движении, 

    

 

    где f₀ – коэффициент трения в покое, f₀ = 0,5. 

    12 Определение поперечной нагрузки на участок винта между двумя опорами

    

Н

    где l – расстояние между промежуточными опорами, l = 4 м. 

    13 Расчёт  вала винта 

    Вал рассматривается как разрезной и рассчитывается на скручивание моментом Т₀ на изгиб от распределённой по длине l поперечной нагрузки F_попер и изгиб под действием собственного веса.

    

    В качестве вала выбираем трубу ГОСТ 8732-78 наружным диаметром D = 101 мм, толщиной стенки δ = 4 мм, погонной массой р_вал = 9,6 кг/м.

    Проверка  вала при кручении

    

,

где [τ_max] - максимальное допускаемое касательное напряжение при кручении, [τ_max ]=75МПа

    W_р- полярный момент сопротивления сечения, м³

    

      м³ 

    

МПа 

    Условие прочности выполняется. 

    Проверка  вала на изгиб

    

,

      [σ_max]- допускаемое напряжение при изгибе, [σ_max]= 135 МПа,

    σ – возникающие напряжения, МПа

    

,

    где Т– максимальный изгибающий момент, Н∙м,

    W – момент сопротивления сечения, м³, 

    

 Н·м

    Определение погонной массы винта

    

Н/м

    где р_вин – погонная масса лопастей винта, р_вин =40 кг/м,

    g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с² 

    

м³

    

МПа,

    Условие прочности выполняется 

    Проверка  вала на прогиб

    Прогиб  винта не должен превышать 40% зазора между винтом и желобом. Зазор между винтом и желобом t = 25 мм, тогда максимальный прогиб V_max = 10 мм

    

,

    где J – момент инерции сечения, м⁴,

    Е – модуль упругости, Е = 200 ГПа,

    

м⁴,

    где R- наружный радиус трубы, R= 50,5 мм, 

    

м. 

    

Прогиб винта V = 8,7 мм,  что не превышает допустимого, условие жесткости выполняется. 
Литература 

1. Кузьмин  А.В., Марон Ф. Л. Справочник  по расчётам механизмов подъёмно-транспортных  машин. – Минск: Высшая школа, 1983. – 272 с. 

2. Курсовой  проект по грузоподъёмным машинам /Под ред. Ю. В. Ремизовича. – Омск: СибАДИ, 2003. – 28 с.

3. Справочник  по кранам /Под ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, 1988. Т.1. – 353 с.

4. Справочник  по кранам /Под ред. М. М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, 1988. Т.2. – 559 с.

5. Справочник  металлиста/Под ред. С. А. Чернавского,  В. Ф. Рещикова, 1976. Т.1. – 768 с.