Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Условия эксплуатации машинного агрегата.



Условия эксплуатации машинного агрегата.

 

Проектируемый машинный агрегат служит приводом механизма поворота крана и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через упругую муфту соединен с ведущим валом червячного редуктора и открытой зубчатой, ведомый вал которой является основой поворотной колонны крана. Проектируемый привод работает в 2 смены в реверсивном режиме. Характер нагрузки - с малыми колебаниями.  

 

Срок службы приводного устройства

Срок службы привода определяется по формуле

Lh = 365LГКГtcLcKc

где LГ = 7 лет – срок службы привода;

КГ – коэффициент годового использования;

КГ = 300/365 = 0,82

где 300 – число рабочих дней в году;

    tc = 8 часов – продолжительность смены

    Lc = 2 – число смен

    Кс = 1 – коэффициент сменного использования.

Lh = 365·7·0,82·8·2·1 = 33600 часа

С учетом времени затрачиваемого на ремонт, профилактику и т.п. принимаем ресурс привода 30 ·103 часов.

Таблица 1.1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место установки Lг Lс tс Lh Характер нагрузки Режим работы
Заводской цех 7 2 8 30000 С малыми колебаниями Реверсивный

 

2 Выбор двигателя, кинематический расчет привода

Определение мощности и частоты вращения двигателя.

Требуемая мощность рабочей машины

Ррм = Тω

где ω – угловая скорость колонны

Частота вращения колонны

nрм = 6·104v/πD = 6·104·0,07/π350 = 3,8 об/мин

w3 = nπ/30 = 3,8π/30 = 0,40 рад/с

Ррм = Тω = 1,7·0,40 = 0,68 кВт

Общий коэффициент полезного действия 

η = ηмηчпηопηпк2ηпс,

где ηм = 0,98 – КПД муфты [1c.40],

 ηчп  = 0,72 – КПД закрытой червячной передачи,

 ηоп  = 0,94 – КПД открытой зубчатой передачи,

ηпк = 0,995 – КПД пары подшипников качения,

ηпс = 0,99 – КПД пары подшипников скольжения,

η = 0,98·0,72·0,94·0,9952·0,99  = 0,650.

Требуемая мощность двигателя

Ртр = Ррм/η = 0,68/0,650 = 1,05 кВт.

    Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п.

    Ближайшая большая номинальная мощность двигателя 1,1 кВт

Двигатели серии 4А выпускаются с синхронной частотой вращения 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин.

 

 

Таблица 2.1

Выбор типа электродвигателя

Вариант Двигатель Мощность Синхронная частота вращения, об/мин Номинальная частота вращения
1 4А71В2 1,1 3000 2810
2 4A80А4 1,1 1500 1420
3 4A80В6 1,1 1000 920
4 4A90L8 1,1 750 700

 

Общее передаточное число привода

u = n1/nрм

где n1 – частота вращения вала электродвигателя.

Принимаем для червячной передачи среднее значение u1 =40,0 [2,c.54], тогда для открытой передачи u2 = u/u1 = u/40,0

Таблица 2.2

Передаточное число

 

Передаточное число

Варианты

1 2 3 4
Привода 739 374 242 184
Редуктора 40,0 40,0 40,0 40,0
Открытой передачи  18,5 9,35 6,05 4,61

 

Анализируя полученные значения передаточных чисел приходим к следующим выводам: варианты 1 и 2 исключаем из-за того, что передаточное число редуктора выходит за рекомендуемые пределы. Электродвигатель с числом оборотов 750 не рекомендуется применять из-за больших габаритов, окончательно делаем выбор в пользу варианта 3 с электродвигателем 4A80В6.

 


Быстроходный вал

    Эквивалентная нагрузка

P = (XVFr + YFa)KбКТ

       где Х – коэффициент радиальной нагрузки;

         Y – коэффициент осевой нагрузки;

         V = 1 – вращается внутреннее кольцо;

         Fr – радиальная нагрузка;

         Y – коэффициент осевой нагрузки;

         Fa – осевая нагрузка;

         Kб = 1,5 – коэффициент безопасности при нагрузке с умеренными     

                  толчками [1c214];

         КТ = 1 – температурный коэффициент.

  Осевые составляющие реакций опор:

SA = 0,83eA = 0,83×0,786×996= 650 H,

SB = 0,83eB = 0,83×0,786×413 = 269 H.

  Результирующие осевые нагрузки:

FaA = SА = 650 H,

FaВ = SА+Fa =650 +3041 = 3691 H,

  Проверяем наиболее нагруженный подшипник В.

  Отношение Fa/Fr =  3691/413 =8,9 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,763.

Р = (0,4×1,0×413 +0,763×3691)1,5×1,0 = 4225 Н.

 

Требуемая грузоподъемность подшипника

Стр = Р(573wL/106)0,3 =

= 4225(573×96,3×30000/106)0,3 = 39,0 кH < C= 48,4 кН

   Условие Стр  < C выполняется.

 

 

  Расчетная долговечность подшипников

= 106(48,4×103 /4225)3,333/60×920 = 61344 часов,

больше ресурса работы привода, равного 30000 часов.

9.2 Тихоходный вал

 Эквивалентная нагрузка

 Осевые составляющие реакций опор:

SC = 0,83eC = 0,83×0,360×4010 = 1198 H,

SD = 0,83eD = 0,83×0,360×12504 = 3736 H.

Результирующие осевые нагрузки:

FaC = SC =1198 H,

FaD = SC + Fa =1198+ 424 = 1622 H.

Проверяем наиболее нагруженный подшипник D.

Отношение Fa/Fr=  1622/12504 = 0,13 < e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,0×1,0×12504+0)1,5×1,0 =18756 Н.

     Требуемая грузоподъемность подшипника:

Стр = Р(573wL/106)0,3 =

=18756(573×2,41×30000/106)0,3 = 57,3 кH < C = 80,0 кН

 Условие Стр  < C выполняется.

  Расчетная долговечность подшипников

= 106(80,0×103 /18756)3,3333/60×23 = 91147 часов,

больше ресурса работы привода, равного 30000 часов.

 


10 Конструктивная компоновка привода


Конструирование валов

Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) рассчитаны в пункте 7.

Переходные участки между ступенями выполняются в виде канавки шириной b = 3 мм или галтели радиусом r = 1 мм.

Шестерня открытой передачи

Размеры шестерни: dа3 = 116,0 мм, b3 = 76 мм, β = 0.

Фаска зубьев: n = 0,5m = 0,5∙4,0 = 2,0 мм,

принимаем n = 2,0 мм.

 

Колесо открытой передачи

Размеры шестерни: dа4 =660,0 мм, b4 = 81 мм, β = 0.

Фаска зубьев: n = 0,5m = 0,5∙4,0 = 2,0 мм,

принимаем n = 2,0 мм.

Диаметр вала под колесом

d1 = (16·1700·103/π15)1/3 = 83 мм

Принимаем d1 = 85 мм

Диаметр ступицы:

dст = 1,55d3 = 1,55·85 =132 мм.

Длина ступицы:

lст = b = 76 мм,

Толщина обода:

S = 2,2m+0,05b2 = 2,2×4+0,05·76 =12,6 мм

принимаем S =12 мм

Толщина диска:     

С = 0,25b = 0,25·76 = 19 мм

 

 

Выбор муфты

Для передачи вращающего момента с вала электродвигателя на ведущий вал редуктора выбираем муфту упругую со звездочкой по ГОСТ 14084-93 с допускаемым передаваемым моментом [T] =125 Н·м.

    Расчетный вращающий момент передаваемый муфтой

Тр = kТ1 = 1,5·10,6 = 16 Н·м < [T]

Условие выполняется

где k = 1,5– коэффициент режима нагрузки

Смазывание.

Смазка червячного зацепления

Смазка червячного зацепления осуществляется за счет разбрызгивания масла двумя брызговиками, установленными на червячном валу

Объем масляной ванны

V = (0,5¸0,8)N = (0,5¸ 0,8)1,023 » 0,6 л

  Рекомендуемое значение вязкости масла при v = 2,4 м/с и контактном напряжении σв=187 МПа ® n =22·10-6 м2/с. По этой величине выбираем масло индустриальное И-Т-Д-100

 

Смазка подшипниковых узлов.

Так как надежное смазывание подшипников за счет разбрызгивания масла возможно только при окружной скорости больше 3 м/с, то выбираем пластичную смазку по подшипниковых узлов – смазочным материалом УТ-1.



Проверочные расчеты

11.1 Проверочный расчет шпонок

 

Масса редуктора

m = φρd10,785d22∙10-9 = 7,5∙7300∙50∙0,785∙2002∙10-9 =86 кг

где φ = 7,5 – коэффициент заполнения редуктора

ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна.

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T2 =86/304 = 0,28

При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

 

Для улучшения γ предлагаю заменить ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна

на ρ = 2700 кг/м3 – плотность алюминия, отсюда следует:

Масса редуктора

m = φρd10,785d22∙10-9 = 7,5∙2700∙50∙0,785∙2002∙10-9 =31 кг

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T2 =31/304 = 0,10

При γ > 0,1 технический уровень редуктора считается высоким, а редуктор соответствует современным мировым образцам.
Литература

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Высш. шк., 1991.–432 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.:Машиностроение, 1978.

3. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш.шк., 2005.-408 с.

 

 


Условия эксплуатации машинного агрегата.

 

Проектируемый машинный агрегат служит приводом механизма поворота крана и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через упругую муфту соединен с ведущим валом червячного редуктора и открытой зубчатой, ведомый вал которой является основой поворотной колонны крана. Проектируемый привод работает в 2 смены в реверсивном режиме. Характер нагрузки - с малыми колебаниями.  

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-03-22; Просмотров: 528; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.058 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь