Наружный диаметр бандажа D_н, мм

       D_н = 3 + 2 (0,04 + 0,005 + 0,01 + 0,03) = 3,17 м = 3170 мм

       Диаметр ролика d_p можно принимать равным двум диаметрам цапфы, а диаметр цапфы — несколько меньше ширины ролика. Сочетание всех размеров ролика должно быть конструктивно оправдано. Примем диаметр ролика d_p = 22 мм.

       Проверку  на контактные напряжения, возникающие  в материале бандажей и роликов, производят на основании формулы

       

     (2.21)

       Проведем  проверку на контактные напряжения, возникающие  в материале бандажей и роликов. Предварительно найдем (Приложение «Значения модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона», [7]) для стали СТ5 (барабана) модуль продольной упругости и для чугуна СЧ18 (ролика):

       Е₁ = 2 * 10⁵ МПа

       Е₂ = 0,8 * 10⁵ МПа

       

       Полученное  значение превышает допускаемые контактные напряжения для стали и чугуна (Приложение «Механические характеристики зубчатых колес», [7]).

       Для увеличения длины линии действия нормальной силе при контакте бандажа  с роликами добавим еще по два  ролика в каждой опоре.

         Па

       Это напряжение незначительно превышает  допускаемое контактное напряжение материала бандажа, а поэтому расчет можно считать законченным.

       2.6 Силовой расчет

       Для выбора электродвигателя и кинематического расчета воспользуемся следующими исходными данными.

1. Требуемая мощность электродвигателя P_тр, кВт

       P_тр = 1,1 кВт

2. Угловая скорость барабана ω_б, рад/с

       ω_б = 0,21 рад/с

3. Частота вращения барабана n_б, об/мин

       n_б = 4,8 об/мин

       По  требуемой мощности P_тр = 1,1 кВт с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 750 об/мин с параметрами P_дв = 1,5 кВт и скольжением 7% по ГОСТ 19523-81(Приложение  «Электродвигатели асинхронные серии 4А, закрытые обдуваемые», [5]).

       Номинальная частота вращения n_дв, об/мин

       n_дв = 750 – 70 = 680 об/мин

       Угловая скорость двигателя ω_дв, рад/с

       

     (2.22)

       

       Проверим  общее передаточное отношение i

       

     (2.23)

       

       Частные передаточные числа (они равны передаточным отношениям) можно принять: для редуктора по ГОСТ 2185-66 i_р = 63, для цепной передачи i_ц = 141,6 / 63 = 2,24.

       Частоты вращения и угловые скорости валов  редуктора и приводного барабана представлены в таблице 2.4.

       Таблица 2.4 Частоты вращения и угловые скорости валов и барабана

       Вращающие моменты

1. На валу шестерни Т₁, Н*мм

       

     (2.24)

       

2. На валу колеса Т₂, Н*мм

Т₂ = Т₁i₁     (2.25)

       Т₂ = 21,07*10³*63 = 1377,41*10³ Н * мм

       Расчет  цепной передачи. Выбираем приводную роликовую однорядную цепь (Таблица «Цепи приводные роликовые однорядные ПР по ГОСТ 13568-75», [5]).

       Вращающий момент на ведущей звездочке

       Т₃ = Т₂ = 1377,41*10³ Н * мм

       Число зубьев ведущей звездочки

       z₃ = 31 – 2i_ц     (2.26)

       z₃ = 31 – 2 * 2,24 = 26,52 =27

       Число зубьев ведомой звездочки

       z₄ = z₃i_ц     (2.27)

       z₄ =  27 * 2,24 = 60,48

       Принимаем z₃ = 27 и z₄ = 60. Тогда фактическое i_ц:

       

     (2.28)

       

       Отклонение, %

       

       0,89%  < 1,0%, что допустимо.

       Расчетный коэффициент нагрузки К_э

       К_э = k_дk_аk_нk_рk_смk_п     (2.29)

где  k_д – динамический коэффициент при спокойной нагрузке (передача к ленточному конвейеру), k_д = 1;

    k_а – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния, при а_ц ≤ (20 - 60)t k_а = 1;

    k_н – коэффициент, учитывающий влияние угла наклона линии центров, при угле менее 60⁰ k_н = 1;

    k_р – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, при периодическом регулировании натяжения цепи k_р = 1,25;

    k_см – коэффициент, учитывающий непрерывность смазки, k_см = 1;

    k_п – коэффициент ,учитывающий непрерывность работы в сутки, при односменной работе k_п = 1.

       К_э = 1 * 1 * 1 * 1,25 * 1 *1 = 1,25

       Для определения шага цепи надо знать  допускаемое давление [p] в шарнирах цепи. Допускаемое давление [p] задано в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шага t (Таблица «Допускаемое давление в шарнирах цепи [p]», [5]). Поэтому для расчета шага t величиной [p] следует задаваться ориентировочно.

       Частота вращения ведущей звездочки n₂, об/мин

       

     (2.30)

       

       Среднее значение допускаемого давления при n=50 об/мин [p] = 36 МПа.

       Шаг однорядной цепи t, мм

       

     (2.31)

       

       Подбираем цепь ПР-31, 75-88, 50 по ГОСТ 13568-75, имеющую  шаг    t = 38,1 мм; разрушающую нагрузку Q = 127 кН; массу q = 5,5 кг/м;             А_оп = 394 мм² (Таблица «Цепи приводные роликовые однорядные ПР», [5]).

 

        Скорость цепи v, м/с

       

     (2.32)

       

       Окружная  сила F_тц, Н

       

     (2.33)

       

       Давление  в шарнире р, МПа

       

     (2.34)

       

       Допустимое  давление [p], МПа

       [p] = 31[1+0,01(z₃ - 17)]     (2.35)

где 31МПа –  табличное значение допускаемого давления при  = 50 об/мин и t = 38, 1 мм (Таблица  «Допускаемое давление в шарнирах цепи», [5]).

       [p] = 31[1+0,01(27 - 17)] = 34,1 МПа

       Условие p < [p] выполнено.

       Определяем  число звеньев цепи L_t

       L_t = 2a_t + 0,5z_Σ + Δ²/a_t      (2.36)

где a_t = a_ц / t = 50;

 z_Σ = z₃ + z₄ = 27 + 60 = 87;

 

       L_t = 2 * 50 + 0,5 * 87 + 5,25²/50 = 144,05

       Округляем до четного числа L_t = 144.

       Уточняем  межосевое расстояние цепной передачи а_ц, мм

             (2.37)

       

       Для свободного провисания цепи предусматриваем  возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 1904,01 * 0,004 = 7,61 мм.

       Диаметры делительных окружностей звездочек d_д, мм

       

     (2.38)

       

       

       Диаметры наружных окружностей звездочек D_в, мм

       

     (2.39)

где d₁ – диаметр ролика цепи, 22,23.

       

       

       Силы, действующие на цепь:

1. Окружная сила F_тц, Н

F_тц = 8570,55 Н

2. От центробежных сил F_v, Н

F_v = qv²     (2.40)

F_v = 5,5 * 0,18² = 0,17 Н

3. От провисания F_f, Н

F_f = 9,81k_fqa_ц     (2.41)

где при угле наклона передачи 45⁰ k_f = 1,5.

F_f = 9,81 * 1,5 * 5,5 * 1,904 = 154,09 Н

       Расчетная нагрузка на валы F_в, Н

       F_в = F_тц + 2F_f     (2.42)

       F_в = 8570,55 + 2 * 154,09 = 8878,73 Н

       Проверяем коэффициент запаса прочности цепи s

       

     (2.43)

       

       Это больше, чем нормативный коэффициент  запаса [s] = 7,5 (Таблица «Нормативные коэффициенты запаса прочности приводных  роликовых цепей нормальной серии  ПР и 2ПР», [5]). Следовательно, условие s > [s] выполнено.

 

3 Техника безопасности при работе на данной машине

       Органы  управления машины барабанной моечной  А9-КМ2 должны находиться в пределах досягаемости рук и ног человека. Специальные ограждения должны исключать  попадание на пол воды, картофеля. Все вращающиеся части машины во избежание травмирования работающих на них людей должны быть закрыты ограждающим покрытием. Уровни шума и вибрации на рабочем месте не должны превышать значений, указанных действующими стандартами. Материалы и защитные покрытия, применяемые в конструкциях, должны допускать санитарную обработку машины холодной или горячей водой.

       Для электробезопасности кабели в машине располагают в трубах или в  гибких металлических рукавах, защищающих их от повреждений. Металлические корпуса  электрооборудования должны быть заземлены на раму машины. Сопротивление изоляции должно составлять не менее 1 Мом.

       Электрооборудование желательно применять в водозащищенном исполнении. В машине должны быть установлены  выключатели, которые размыкают  электрические цепи при ошибочном  вскрытии кожухов машины. При эксплуатации запрещается:

1. Работать без предварительного инструктажа на рабочем месте по обслуживанию машины и охране труда.
2. Удалять на ходу у машины картофель из барабана.
3. Регулировать механизмы и устранять дефекты на ходу машины