Кинематическая схема машинного агрегата. 1Кинематическая схема машинного агрегата. 1 Кинематическая схема машинного агрегата Условия эксплуатации машинного агрегата

• Название: 1 Кинематическая схема машинного агрегата Условия эксплуатации машинного агрегата
• Анкор: Кинематическая схема машинного агрегата
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 75.14 Kb.
• Имя файла: 1Кинематическая схема машинного агрегата.docx
• Тип: Документы; #561123

1 Кинематическая схема машинного агрегата

1. Условия эксплуатации машинного агрегата.

Проектируемый машинный агрегат служит приводом шнек-смесителя и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через плоскоременную передачу соединен с ведущим валом червячного редуктора, ведомый вал червячного редуктора через цепную муфту соединяется с рабочим валом шнека-смесителя. Проектируемый привод работает в 2 смены в реверсивном режиме. Характер нагрузки - с малыми колебаниями.

2. Срок службы приводного устройства

Срок службы привода определяется по формуле

L_h = 365L_ГК_Гt_cL_cK_c

где L_Г = 4 года – срок службы привода;

К_Г – коэффициент годового использования;

К_Г = 300/365 = 0,82

где 300 – число рабочих дней в году;

t_c = 8 часов – продолжительность смены

L_c = 2 – число смен

К_с = 1 – коэффициент сменного использования.

L_h = 365·4·0,82·8·2·1 = 19200 часа

С учетом времени затрачиваемого на ремонт, профилактику и т.п. принимаем ресурс привода 16,5·10³ часов.

Таблица 1.1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место установки	Lг	Lс	tс	Lh	Характер нагрузки	Режим работы
Заводской цех	4	2	8	16500	С малыми колебаниями	Реверсивный

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

2.1 Определение мощности и частоты вращения двигателя.

Требуемая мощность рабочей машины

Р_рм = Fv = 2,7·0,9 = 2,43 кВт

Частота вращения рабочего вала

n_рм = 6·10⁴v/πD = 6·10⁴·0,9/π·550 = 31 об/мин

Общий коэффициент полезного действия

η = η_рпη_чпη_пк²η_мη_пс

где η_м = 0,98 – КПД муфты [1c.40],

η_чп = 0,80 – КПД закрытой червячной передачи,

η_pп = 0,97 – КПД открытой ременной передачи,

η_пк = 0,995 – КПД пары подшипников качения,

η_пс = 0,99 – КПД пары подшипников скольжения

η = 0,97·0,80·0,995²·0,98·0,99 = 0,745.

Требуемая мощность двигателя

Р_тр = Р_рм/η = 2,43/0,745 = 3,26 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 4,0 кВт

1. Определение передаточного числа привода и его ступеней

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	4АМ100S2	4,0	3000	2880
2	4AМ100L4	4,0	1500	1430
3	4AМ112MB6	4,0	1000	950
4	4AМ132S8	4,0	750	720

2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Рекомендуемые значения передаточных чисел:

- для червячной передачи 10÷63 [2,c.52]

- для открытой ременной 2÷4.

Принимаем для червячной передачи u₂ = 16,0, тогда для открытой передачи

u₁ = u/u₂ = u/16,0

Таблица 2.2

Передаточное число

Передаточное число	Варианты
	1	2	3	4
Привода	92,9	46,1	30,6	23,2
Редуктора	16,0	16,0	16,0	16,0
Открытой передачи	5,81	2,88	1,91	1,45

Анализируя полученные значения передаточных чисел и учитывая то, что двигатели с частотой 3000 и 750 об/мин нежелательно применять без особой необходимости, делаем выбор в пользу варианта 2, так как только в этом случае передаточное число ременной передачи попадает в рекомендуемые границы (2÷4). Таким образом выбираем электродвигатель 4АМ100L4.

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв =1430 об/мин ₁ =1430π/30 =149,7 рад/с

n₂ = n₁/u₁ =1430/2,88=496 об/мин ₂=496π/30 = 51,9 рад/с

n₃ = n₂/u₂ =496/16,0 = 31 об/мин ₃= 31π/30 = 3,25 рад/с

Фактическое значение скорости перемещения смеси

v = πDn₃/6·10⁴ = π·550·31/6·10⁴ = 0,893 м/с

Отклонение фактического значения от заданного

δ = |0,900 – 0,893|100/0,9 = 0,8% < 5%
Мощности передаваемые валами:

P₁ = P_тр =3260 Вт

P₂ = P₁η_рпη_пк =3260·0,97·0,995 =3146 Вт

P₃ = P₂η_чпη_пк =3146·0,80·0,995 =2504 Вт

P_рв = P₃η_мη_пс =2504∙0,98·0,99 =2430 Вт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ =3260/149,7 = 21,8 Н·м

Т₂ = 3146/51,9 = 60,6 Н·м

Т₃ = 2504/3,25 = 770,5 Н·м

Т_рв = 2430/3,25 = 747,7 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	1430	149,7	3,260	21,8
Ведущий вал редуктора	496	51,9	3,146	60,6
Ведомый вал редуктора	31	3,25	2,504	770,5
Рабочий вал смесителя	31	3,25	2,430	747,7

3 Выбор материалов червячной передач и определение допускаемых напряжений

Принимаем, согласно рекомендациям [1c.53], для червяка сталь 45 с закалкой до твердости <350HB.

Ориентировочное значение скорости скольжения:

v_s = 4,2u₃10^-3Т₃^1/3 = 4,216,03,2510^-3770,5^1/3 = 2,00 м/с,

при v_s >2 м/с рекомендуется [1 c54] безоловянная бронза БрА9ЖЗЛ, способ отливки – центробежный: _в = 530 МПа; σ_т = 245 МПа.
Допускаемые контактные напряжения:

[]_H = 250 – 25v_s = 250 – 252,00 = 200 МПа.

Допускаемые напряжения изгиба при реверсивной передаче:

[]_F = 0,16_вK_FL,

где К_FL – коэффициент долговечности.

K_FL = (10⁶/N_эН)^1/9,

где N_эН – число циклов перемены напряжений.

N_эН = 573₃L_h = 5733,2516500 = 3,110⁷.

K_FL = (10⁶/3,110⁷)^1/9 = 0,682

[]_F = 0,165300,682 = 58 МПа.

Таблица 3.1

Механические характеристики материалов червячной передачи

Элемент передачи	Марка стали	Термоо-бработка	σв	σ-1	[σ]Н	[σ]F
			Н/мм2
Червяк	45	Закалка <350HB	780	335
Колесо	Сборное				200	58