РефератКурсовой проект состоит из пояснительной записки (с, рис, использовать литературных источников 5) и четырёх чертежей формата А1. При выполнении курсового проекта осуществлена работа в следующем объеме: - выполнен полный расчет привода, в том числе расчет мощности и выбор электродвигателя - расчет зубчатой передачи, валов, передачи с гибкой связью, подобраны шпонки, проверена прочность. - рассчитана производительность грохота. - выполнен рабочий чертеж общего вида грохота самобалансного. - выполнен рабочий чертеж короба грохота. - выполнен рабочий чертеж вибратора. - выполнены рабочие чертежи четырех деталей. СОДЕРЖАНИЕВведение 1. Обзор литературы 1.1. Ситовые грохоты 1.2. Качающиеся грохота 1.3. Вибрационные грохоты 2. Описание устройства и работы грохота 2.1. Принципиальная схема работы грохота 3. Расчетная часть 3.1. Расчет дебаланса 3.2. Расчет центробежной или от дебаланса 3.3. Расчет потребляемой мощности 3.4. Расчет производительности грохота 3.5. Расчет клиноременной передачи 3.6. Расчет опорных реакций 3.7. Проверочный расчет зубчатой передачи 3.8. Расчет шпоночного соединения 4. Выбор посадок 5. Список использованных ГОСТов 6. Заключение. Список литературы Документация ВведениеВибрационные машины получают всё более широкое применение в самых разнообразных отраслях промышленности. Расширяется область применения зарекомендовавших себя ранее вибромашин, вновь создают вибромашины, для осуществления новых операций. Это обусловлено конструктивной простотой вибромашин во многих случаях более высокой, чем у обычных машин, технологической эффективностью. При всей своей конструктивной простоте вибромашины представляют большие сложности для расчёта, большое внимание уделяют разработке методов их расчёта. Условиями процесса грохочения являются перемещение материала по разделительной перегородке и его перемешивании, чтобы крупные частицы не препятствовали мелким проходить сквозь отверстия. В современных грохотах эти условия выполняются за счёт вибрации разделительных перегородок. В зависимости от типа вибратора траектория движения точек разделительной перегородки близка к круговой или прямолинейной. Одним из основных элементов вибрационных грохотов является короб, на котором смонтированы сита или колосники. Короб снабжается либо одновальным вибратором, обеспечивающим круговое движение, либо двухвальным (самобалансным) вибратором, возбуждающим направление колебания. Для увеличения скорости перемещения материала по разделительной перегородке и соответственно производительности грохота короб обычно устанавливается под углом к горизонту. При прохождении материала по разделительной перегородки не все мелкие части проходят сквозь отверстия. Под коэффициентом качества грохочения понимают отношение весового количества материала прошедшего сквозь разделительную перегородку, к весовому количеству мелкой фракций, содержащейся в исходном материале. Иногда этот коэффициент выражается в процентах. Производительность, приходящаяся на единицу поверхности грохота, взаимосвязана с коэффициентом качества грохочения. Чем выше производительность, тем ниже коэффициент качества грохочения. При расчете оптимального угла наклона короба и производительности грохота обычно учитывается ожидаемое качество грохочения. По способу установки грохоты могут быть либо закрепленными на фундаменте, либо подвешиваемые к перекрытию. Изготовляются и универсальные грохоты, пригодные для любого установки Применение вибрационной техники в промышленности в ряде случаев позволяют коренным образом усовершенствовать технические процессы. Примером могут служить вибровыпуск руды, повысивший безопасность и эффективность труда. Излагая новые достижения в области практики и теории вибрационных машин, робота будет способствовать успешному внедрению вибротехники в промышленность. 1. Обзор литературыГрохоты предназначены для разделения материалов по крупности кусков или частиц. Принцип работы грохотов заключается в пропускании материала через разделительную перегородку с определенным размером отверстия. Частицы, размером которых меньше размера отверстия в сите, проходят сквозь него, а более крупные задерживаются. Применяя перегородки с разными отверстиями, можно разделять зернистый материал практически новое число фракций. В качестве разделительных перегородок обычно применяются сотка или колосники. Наибольшее распространение получила стальная сетка (ГОСТ 3306-70). Для классификации тонко измельченных материалов применяется также сетка из цветных металлов, щёлка и капрона. Весьма перспективно применение резиновой сетки, долговечность которой, по данным промышленности, существенно выше стальной. Колосники обычно применяются для классификации материала, содержащие крупные куски. По принципу действия, виду и типу грохоты делятся на: ситовые грохоты; валковые грохоты; гириционные грохоты; вибрационные грохоты; барабанные грохоты; грохоты самобалансные. Наклонные грохоты с круговым движением короба стандартизованы - ГОСТ 10745-69 “ Грохоты инерционные наклонные “Грохоты с двухвальным вибратором стандартизованы - ГОСТ 15103-69 “Грохоты самобалансные “. 1.1. Сиповые грохоты простого каченияИз всех известных грохотов наиболее распространенным являются ситовые (рис 1). Сиповые грохоты применяются как для классификации, так и для промывки, обезвоживания или кусковых и зернистых материалов от шлама.Рис 1. Схема ситовых грохотова - односитовыйб - многоситовый с вертикальной компоновкой сит в - многоситовый с горизонтальной компоновкой сит 1 - короб2 - сито3 - подвеска4 - опорная рама 5 - приводПодлежащий грохочению материал поступает на грохот и под действием гравитационных и инерционных сил продвигается по ситу к выходному концу короба. При этом в зависимости от технологического назначения грохота происходит деление материалов на фракций, промывка водой, обезвоживание и освобождение от шлама. При классификации на ситовом грохоте материал делиться на число фракций, равное числу сит, плюс единица, т.е. число получаемых фракций на единицу больше числа сит. Границы раздела сыпучего материала на фракций определяются размером отверстий в ситах грохота. В случае промывки, обезвоживания и обесшламивания кускового материала (без классификаций) применяют штампованные сита с небольшими отверстиями щелевидной формы, назначение которых пропускать воду шлам и задерживать куски. Для разделения материала на несколько фракции изготовляют многоситовые грохоты. При этом сита компонуются либо по высоте (рис 1, б), либо по длине (рис 1, в). В обоих случаях эффективность классификации и производительность грохота примерно одинакова, на вертикальная компоновка сит занимает меньше места в плане, на больше по высоте, а при горизонтальной наоборот. Ситовые грохоты по конструктивным особенностям и устройству привода делятся на качающиеся, гирационные и вибрационные. 2. Описание устройства и работы грохотаСостоит из неподвижной рамы, устанавливаемой на фундаменте, и короба, снабженного пружиной подвесной и вибратором. Рама и короб изготовлены из листовой стали и стандартного проката. Грохот имеет два яруса сит и работает по способу грохочения " от крупного к мелкому ". Сито состоит из стальной рамы и стальной сетки. Верхнее сито закрепляется при помощи деревянных реек и деревянных клиньев, а нижнее - скобами и натяжными болтами. Для уменьшения износа все опорные поверхности рам и сеток футированны листовой резиной. Вибратор двухвальный самобалансный. Дебалансы изготовлены заодно целое с валами. Валы для синхронизации вращения соединены парой цилиндрических шестерен. Привод состоит из электродвигателя, установленного на неподвижной раме, шкивов и клиновых ремней. Заодно целое с валами . обалансный . ерхности рам и сеток футированны листовой резиной . скобами авновешивала центробежную силу 2.1. Принципиальная схема самобалансного грохота 1 - короб грохота; 2 - упругий элемент (пружина); 3 - сито; 4 - дебалансные валы; 5 - зубчатая передача; 6 - клиноремённая передача; 7 - электродвигатель.3. Расчётная частьПри расчёте вибрационного грохота определяют зависимости между весом грохота, радиусом, весом и частотой вращения дебаланса, а так же между параметрами грохота и потребляемой мощностью. Исходные данные: Размеры сит, мм; верхнего 3280 x 1142нижнего 3280 x 1250Частота колебаний, 1/мин (n) 900Амплитуда колебаний, мм (l) 5Масса колеблющихся частей, кг (m) 1500Габаритные размеры, мм: длина 3870ширина 2050высота 1415Масса с эл. двигателем, кг (m) 2200Мощность эл. двигателя, кВт (N) 73.1. Определение параметров дебалансного грузаИз выражения: , где mg - масса дебалансного груза, кг. r - радиус центра масс дебалансного груза, мZ - число дебалансненых грузов Z = 2; Из чертежа грохота r = 0.008 м. 3.2. Расчёт вала грохотаНа вал действуют реакции короба, центробежная сила от дебалансов вала, натяжение ремня, собственные веса вала, шкив и дебалансные грузы. 3.3. Определяем центробежные силы от дебалансного груза: , гдеmg - масса дебалансного груза, кг. r - радиус центра масс дебалансного груза, м - угловая скоростьдебалансного вала g - вес дебалансного груза с-1g = 470 H3.4. Расчёт потребляемой мощностиПотребляемая грохотом мощность расходуется на преодоление трения в подшипниках вала. , гдеТ - действующая на подшипник сила трения Р - центробежная сила от дебалансного груза - коэффициент трения вала в подшипниках Работа трения, гдеd - диаметр валаn - частота вращения вала ДжПотребляемая мощность на один дебалансПотребляемая мощность грохотаМощность двигателя определяют, разделив результат, полученный по выше указанной формуле, на к. п. д. приводного механизма, который составляет обычно Другими потерями в вибрационном грохоте пренебрегают, в виду их малости. 3.5. Определение производительности грохотаПроизводительность вибрационных грохотов точному расчёту не поддаётся и является величиной опытной, однако можно указать, что она пропорциональна ширине грохота, высоте слоя материала на грохоте и скорости его движения вдоль сита. Последняя в свою очередь зависит от угла наклона грохота, частоты вибрации и амплитуды колебаний сита. Ориентировочно её можно определять следующим образом. Находящаяся на наклонном сите частица в результате его вибрации подбрасывается на высоту, равную амплитуде вибрации, т.е.2e, затем под действием силы тяжести падает вертикально, смещаясь вдоль сита на величину, равную Ориентировочно производительность грохота в (г/ч) можно определить по формуле: , гдеВ - ширина просеивающей поверхности В = 1,142 м. h - высота слоя материала, гдеd - размер наиболее крупных кусков материала d = 0.15 [3. c 26] - коэффициент разрыхления движущегося материала = 0,6 [2. c 265] е - амплитуда вибрации грохота е = 0,005 м. [3 c.26] - плотность просеиваемого материала = 2650 [2 c.364] n - частота вращения вала n = 900 [3 c.26] - угол наклона короба [2 c.279] Q = 25 м3/ч3.6. Расчёт клиноремённой передачиа) Передаточное число клиноремённой передачи определяем по отношению диаметров шкивов б) Максимальная потребляемая мощность N = 7 кВтв) Фактическое среднее межосевое расстояние а = 765 ммг) Угол наклона передачи к горизонту Подбор электродвигателяНеобходимая мощность электродвигателя, гдеNгр - максимальная мощность потребляемая грохотом - к. п. д. ремённой передачи [1 c.23] Применяем электродвигатель типа 4А13254У3Номинальная мощность 7,5кВтНоминальная частота вращения 1455 об/минКинематическая схема ремённой передачиПодбор ремня По рекомендации принимаем клиновой ремень профиля Б [1 c.216] Lр - ширина ремня 14 мм W - максимальная ширина ремня 17 ммТ0 - высота профиля 10,5 ммLр - расчётная длинна ремня принятая для определения номинальной мощности на один ремень 2240 ммСуществующий шкив d1 = 250 мм, что d1 > 125 мм [1 c.263] значит расчёт передачи будем проводить при частоте вращения ротора nр=1458 об/минСуществующий шкив d2 (на грохоте) равен d2 = 375 ммОпределяем длину ремня, где А - межосевое расстояние между осями двух шкивов А = 765 ммПринимаем Lp = 2500 мм [1 c.263] Определение расчётной мощности: , где Ро - номинальная мощность - коэффициент учитывающий угол обхватаСL - коэффициент учитывающий длину ремняСp - коэффициент динамичности и режима работыПри обхвате = 1 [1 c.267] При Lp = 2500 мм СL = 1,03 [1 c.268] Сp = 1,5 [1 табл.9.7] Скорость ремня При скорости ремня V = 19 м/с диаметре шкива d1 = 250 мм и профиле ремня БР0 = 6,6 кВт [1 c.265] Расчётная мощность на один ременьУчитывая, что передача включает три ремня, то Рр = 13,2 кВт, а это больше фактической мощности Nгр = 7 кВт3.7. Определение опорных реакцийРеакции опор , гдеРц - центробежные силы от дебалансного груза Исходные данные к построению эпюр изгибающих и крутящих моментова = 0,08 м с = 0,12 м в = 1,3Максимальный изгибающий момент возникает посередине вала Крутящий момент При прочностных расчётах вала Мкр можно пренебречь Условия прочности Из условия прочности определяем необходимый момент сопротивления не симметричного опасного сечения вала , где - предел прочности для данного вала сталь 40X ГОСТ 4543-71Wн - момент сопротивления не симметричного опасного сечения валаМи max - максимальный изгибающий момент - 65МПа - допустимые напряжения на изгибРасчетная схема вала 3.8. Проверочный расчёт зубчатой передачиИсходные данные и чертежа грохота [3 c.26] Частота колебаний n = 900 1/минАмплитуда е = 5 ммМощность электродвигателя Nдв = 7 кВтУгловая скорость = 94,2 с-1Определяем мощность на дебалансном валу, где - КПД ремённой и зубчатой передачи [4 c.21] Определяем крутящий момент на валуОпределяем модуль и число зубьев и колёс, учитывая что колёса не коррегированны, передаточное число U = 1, а межосевое расстояние aw=240ммЗадаваясь модулем m = 4 мм, определим чтоНазначаем материал колёс сталь 40X, термическая обработка - улучшение. Для него допустимые контактные напряжения =441 МПа, напряжения изгиба =267 МПа. Проверим зубья колёс на изгибную и контактную усталостьИзгибная усталость [4 c.69] , где КFB - коэффициент концентрации нагрузки [4 c.52] КFB = 1.04КFV - коэффициент динамической нагрузки [4 c.69] КFV = 1.1, при окружной скорости Ки - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона зуба на изгибную прочность [4 c.67 рис.4.7] Ки = 1 - коэффициент, учитывающий напряжение на зубьях [4 с.67] = 1YF - коэффициент формы зубьев [4, табл.4.22] YF = 1,05 - коэффициент осевого перекрытия [4, табл.4. 20] = 3,28Контактная усталость [4 c.59] , гдеZ = 310 - для прямозубых передач [4 c.51] Ширина колеса [4 c.56] 3.8 Расчёт шпоночного соединенияДля соединения вала со шкивом и зубчатыми колёсами применяем соединение призматической шпонкой ГОСТ 23360-78. Призматические шпонки проверяют на сжатие при и на срез Дебалансный вал d = 72 vv Мкр = 74Нм - шпонка под шкив, гдеМкр - момент передаваемый шпоночным соединениемd - диаметр валаh - высота шпонкиlp - рабочая длинна шпонки [5 c.144 рис.5.4] тогда 4. Допуски и посадкиПосадки с зазором: Шкив на валу Корпус подшипника в корпусе вибратора Уплотнение на валу Переходные посадки: Вал - подшипник Зубчатое колесо на валу Посадка с натягом: Подшипник в корпусе Средний класс точности резьбового соединения М20 - Грубый класс точности резьбового соединения Неуказанные предельные отклонения размеров + t; - t; 5. Список использованных ГОСТов1. ГОСТ 18498 - 73 Термины определения обозначения для зубчатых передач. 2. . ГОСТ 2185 - 66 Придаточные числа зубчатых передач. 3. ГОСТ 19672 - 74 Модули зубчатых передач. 4. ГОСТ 24705 - 81 Основные элементы метрических резьб общего назначения. 5. ГОСТ 24705 - 81 Метрическая резьба. 6. ГОСТ 7798 - 70 Длина болтов. 7. ГОСТ 5915 - 70 Размеры гаек шестигранных, нормальной точности. 8. ГОСТ 23360 78 Размеры шпонок призматических и пазов для них. 9. ГОСТ 1050 - 88 Сталь 40Х. 10. ГОСТ 2501 - 88 Складывание чертежей. 11. ГОСТ 2789 - 73 Шероховатость поверхностей. 6. ЗаключениеВ процессе выполнения курсового проекта по расчету грохота самобалансного получены следующие результаты: - потребляема мощность грохота Nгр=2,4 Квт- мощность электродвигателя Nдв=7 Квт- частота вращения вала электродвигателя n=900мин- по этим данным выбран электродвигатель типа: 4А13254У3- производительность грохота Q= 67,6 т/час- передаточное отношение клиноременной передачи i=1,5- произведен проверочный расчет зубчатой передачи - подобраны шпонки 20х12х70 которая обеспечивает запас прочности на орез и смятие Основные требования, предъявляемых к рассчитываемой машине; высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса выполнены. Список литературы1. Чернявский С.А., Кузнецов Б.С. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для вузов - 5-е изд. перериб. и доп. - М.: Химия 1984 - 560 с. ил. 2. Сиденко П.М. Изменение в хим. промышленности. - М.: Химия 1977 - 368 с. ил. 3. Чернилевсий Д.В. Детали машин и механизмов. Учебное пособие - 2-е изд. перероб. и доп. - К.: Выща шк. Головное изд-во 1987г. - 328 с. 4. Батурин А.Т. Цецкович Г.М. Панич.Б. Б. Чернин П.М. Детали машин - 6-е изд. машиностроение - М: 1971 - 467 с.
