Привод автомата М6-АР2С для фасовки и упаковки творожной массы брикетами. записка механика. 1 Кинематический расчет привода с подбором стандартного электродвигателя и редуктора
 Скачать 80.94 Kb.
|
|
3 Обоснование выбора стандартных узлов и деталей с необходимыми проверочными расчетами опорный 3.1 Расчет шпоночного соединения 3.1.1 Расчет шпонок на опорном валу (IV вал) в месте посадки ведомого шкива первой ременной передачи и ведущего шкива второй ременной передачи Диаметр опорного вала в месте посадки ведомого шкива первой ременной передачи и ведущего шкива второй ременной передачи, определяем по формуле:
где [τк] – пониженное допускаемое напряжение на кручение,  , [τк] =25 .Принимаем диаметр вала в месте посадки ведомого шкива первой ременной передачи и ведущего шкива второй ременной передачи равным 70 мм по ГОСТ 6636-69 [с. 5, 7]. При  определяем по таблице 1.3 [с. 16, 7] ширину шпонки,  = 20 мм, глубину шпоночной канавки  = 7,5 мм и высоту шпонки  = 12 мм.Определяем рабочую длину шпонки из условия прочности на смятие:
где  – число шпонок (принимаем  ); – допускаемое напряжение на смятие (при расчетах принимаем  ) [8].Приравнивая расчетные напряжения к допускаемым и выражая рабочую длину имеем:
Проверяем условие прочности на срез:
где  – допускаемое напряжение на срез = 60…100 (МПа). Так как условие прочности выполняется, то полная длина шпонки:
Полная длина шпонки округляется по ГОСТ 23360 – 78 до ближайшего большего значения,  = 56 мм.Длину ступиц ведомого шкива первой ременной передачи и ведущего шкива второй ременной передачи, определяем по формуле:
Окончательно принимаем к установке шпонки 20x12x56 по ГОСТ 23360 – 78. 3.1.2 Расчет шпонки на рабочем валу (V вал) в месте посадки ведомого шкива второй ременной передачи Диаметр рабочего вала в месте посадки ведомого шкива второй ременной передачи, определяем по формуле:
где [τк] – пониженное допускаемое напряжение на кручение, ; [τк]=25 МПа. Принимаем диаметр вала в месте посадки ведомого шкива второй ременной передачи равным 85 мм (ГОСТ 6636-69) [с. 5, 7]. При  определяем по таблице 1.3 [с. 16, 7] ширину шпонки, = 22 мм, глубину шпоночной канавки = 9 мм и высоту шпонки = 14 мм.Определяем рабочую длину шпонки из условия прочности на смятие:
где – число шпонок (принимаем ); – допускаемое напряжение на смятие (при расчетах принимаем ) [8].Приравнивая расчетные напряжения к допускаемым и выражая рабочую длину имеем:
Проверяем условие прочности на срез:
где – допускаемое напряжение на срез = 60…100 (МПа). Так как условие прочности выполняется, то полная длина шпонки:
Принимается полная длина шпонки по ГОСТ 23360 – 78, = 70 мм.Длину ступицы ведомого шкива второй ременной передачи, определяем по формуле:
Окончательно принимаем к установке шпонки 22x14x70 по ГОСТ 23360 – 78. 3.1.3 Шпонки на валах электродвигателя и червячного редуктора На валах электродвигателя и червячного редуктора предусмотрены стандартные шпонки заводом-изготовителем. На вал электродвигателя устанавливается шпонка 10x8x56 по ГОСТ 23360 – 78. На входной вал червячного редуктора устанавливается шпонка 10x8x56 по ГОСТ 23360 – 78. На выходной вал червячного редуктора устанавливается шпонка 18x11x70 по ГОСТ 23360 – 78. 3.2 Подбор муфты Подбираем втулочно-пальцевую муфту Муфты подбирают по наибольшему диаметру соединяемых валов с соблюдением условия:
где  – расчетный крутящий момент;[T] – допускаемый крутящий момент, принимаемый из справочных таблиц к выбираемой муфте.
где T – крутящий момент на соединяемых валах; K – коэффициент режима работы муфты, K= 1,6 [с. 30, 7].  Диаметры валов электродвигателя и червячного редуктора равны  и  мм. Длины валов электродвигателя и двухступенчатого цилиндрического редуктора равны  и  мм.По заданным параметрам подходит муфта МУВП 250-38-1-40-1 УЗ по ГОСТ 21424-93 с номинальным крутящим моментом Т=250  [9].3.3 Подбор подшипников качения Диаметр опорного вала (IV вал) в месте посадки подшипников качения принимаем по ГОСТ 6636-69,  Принимаем к установке подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии по ГОСТ 8338-75 [7]. Для этого подшипника динамическая грузоподъемность  = 89,0 кН; статическая грузоподъемность  = 72,8 кН.4 Рекомендации по выбору масла и смазки всех узлов привода В проектируемом приводе автомата М6-АР2С для фасовки и упаковки творожной массы брикетами смазке подвергаются: червячный редуктор и подшипники опорного и рабочего валов. 4.1 Червячный редуктор Смазывание червячных передач имеет некоторую особенность по сравнению со смазыванием цилиндрических передач. При малых углах наклона витков червяка КПД червячных передач падает до 0,6...0,7 и значительная часть механической энергии переходит в тепловую, нагревая масло и детали редуктора. Для устранения разрыва масляной пленки в месте контакта для червячных передач выбирают более вязкое масло, чем для передач с цилиндрическими зубчатыми колесами. Смазывание зацепления червячных передач осуществляется погружением червяка (при нижнем его расположении относительно колеса) или погружением колеса (при верхнем расположении червяка). Червяк рекомендуется погружать в масло как можно глубже, примерно до оси, если этому не препятствуют условия нагрева. Минимальная глубина погружения должна быть не менее двойной высоты витка. При верхнем расположении червяк смазывается маслом, передаваемым зубьями колеса при их погружении в масляную ванну. При скоростях скольжения 6...8 м/с и непрерывной работе редуктора рекомендуется применять циркуляционное смазывание. Смазка должна проводиться с обеих сторон червяка для более интенсивного отвода тепла из зоны зацепления. Подшипники вала червяка при нижнем его расположении смазываются маслом из ванны редуктора. Здесь масло снимается с обода колеса скребками и направляется в канавку, расположенную в опорном фланце корпуса, по которой и стекает к подшипнику. При расположении червяка выше колеса подвод смазки к подшипникам предусматривается в конструкции редуктора [10]. Для нашего червячного редуктора типа Ч – 160 – 16 – 51 – 1 – УЗ с нижним расположением вала червяка, смазывание червячной передачи происходит из ванны редуктора. Для смазывания используется индустриальное масло И-50А, ГОСТ 20799-88. Кинематическая вязкость масла при 50°С равна 47 – 55 мм2/с [2]. Подшипники валов смазываются этим же маслом, подвод масла предусмотрен конструкцией редуктора. 4.2 Подшипники опорного и рабочего валов Основными факторами, влияющими на выбор смазки для подшипников качения, являются частота вращения, нагрузка на подшипник, рабочая температура подшипникового узла и условия окружающей среды. Для смазки подшипников качения применяются жидкие минеральные масла и пластичные смазки. Для подшипников качения наилучшей является жидкая смазка, но она усложняет конструкцию уплотнения. Практически наиболее удобна для смазки большинства подшипников качения пластичная смазка. Она применяется при  (где  – диаметр отверстия подшипника, мм;  – частота вращения подшипника,  ).При выборе пластичной смазки температура каплепадения ее должна быть выше рабочей температуры подшипника не менее чем на 20 °С. Если  , то рекомендуется применять жидкие масла.Для высокоскоростных и миниатюрных подшипников используют маловязкие масла. Применяются следующие способы смазки подшипников качения: а) масляная ванна для подшипников горизонтальных валов при п < 10000 , для подшипников малых размеров допускается и при большей частоте вращения. Уровень масла при п < 2000 должен быть не выше центра нижнего шарика или ролика, при большей частоте вращения уровень масла лишь касается шарика или ролика;б) смазка масляным туманом для высокоскоростных малонагруженных подшипников, смазка проникает в подшипники, омывает и охлаждает их; в) смазка разбрызгиванием для подшипников, не изолированных от обшей системы смазки (например, редукторы), при п = 2000 - 3000 ; при большей частоте вращения следует предусматривать устройства, ограничивающие поступление масла в подшипник;г) циркуляционная смазка самотеком или под давлением через форсунки. Последний способ применяется для подшипников, работающих в тяжелых условиях, когда необходим интенсивный отвод теплоты; в) фитильная смазка назначается в широких пределах скоростей для подшипниковых узлов горизонтальных и вертикальных валов [10]. Для подшипников качения опорного вала:
Для подшипников качения рабочего вала:
В нашем случае подшипники валов целесообразно смазывать индивидуально густой (пластичной) смазкой. В этом случае подшипник закрывают с внутренней стороны защитным или маслосбрасывающим кольцом. Свободное пространство внутри подшипникового узла заполняют густой смазкой. Через каждые три месяца производят добавку свежей смазки, а через год – разборку, промывку узла и сборку со свежей смазкой. Для смазывания подшипников качения используется смазка солидол синтетический, ГОСТ 4366-76. Температура применения смазки -20 – +65°С. Эффективная вязкость при 0°С и среднем градиенте скорости деформации 10 с-1, 190 Па  с [2].5 Краткое описание порядка сборки, работы и обслуживание основных элементов привода Порядок сборки привода описывается по сборочному чертежу. На раму 4 устанавливают червячный редуктор 22 и электродвигатель 40. Предварительно на их валы надевают полумуфты 21. После чего электродвигатель 40 и редуктор 22 сближают в осевом направлении и фиксируют к раме 4 при помощи болтовых соединений. Полумуфты соединяют между собой с использованием болтов. Затем на тихоходный вал редуктора в шпоночный паз закладывают шпонку 36 и надевают ведущий шкив 10 первой ременной передачи, фиксируя его в осевом направлении при помощи шайбы 29 и гайки 20. Такую же операцию повторяют при установлении ведомого шкива 8 первой ременной передачи. Далее на шкивы устанавливают ремни 23 передачи. Аналогичным образом на промежуточный и рабочий валы устанавливают шкивы второй ременной передачи и устанавливают ремни 24. После установки всех элементов привода осуществляется монтаж защитных кожухов, выполняется контроль уровня масла в редукторе. При использовании привода необходимо своевременно устранять неполадки, доливать или производить замену масла в редукторе. При работе привода не допускается резкий шум и стук. Необходимо постоянно поддерживать в чистоте и порядке рабочее место. 6 Требования техники безопасности к проектируемому объекту Основными требованиями охраны труда, предъявляемыми при проектировании машин и механизмов, являются: безопасность для человека, надежность и удобство эксплуатации. Требования безопасности определяются системой стандартов безопасности труда. Согласно этим стандартам безопасность производственного оборудования обеспечивается выбором принципов действия, конструктивных схем, применением в конструкции средств механизации, автоматизации, средств защиты, выполнением эргономических требований, учетом требований безопасности в технической документации по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению. Механизм привода автомата М6-АР2С для фасовки и упаковки творожной массы брикетами необходимо установить на прочное, тщательно выровненное основание. В обязательном порядке опоры конструкции требуется закрепить болтами во избежание смещения от заданного проектного положения в процессе эксплуатации. Конструкции привода должны обеспечивать безопасную эксплуатацию. Элементы механической и электрической части привода выполняются в требуемом климатическом исполнении. На все вращающиеся и подвижные элементы: муфта, ременные передачи, должны быть установлены защитные кожуха. Электробезопасность в производственных условиях обеспечивается соответствующей конструкцией электроустановок; техническими способами и средствами защиты; организационными и техническими мероприятиями. Обеспечение электробезопасности от случайного прикосновения к токоведущим частям достигается следующими техническими способами и средствами, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом: защитные оболочки, защитные ограждения; безопасные расположения токоведущих частей; изоляция рабочего места; защитное отключение; предупредительная сигнализация; блокировка; знаки безопасности. Список использованных источников 1. Харкевич В.Г. Курсовой проект по курсу «Детали машин и основы конструирования» для студентов технологических специальностей «Кинематический расчет привода»/ В.Г. Харкевич. Методические указания.: -Могилев: УО МГУП, 1999. – 12с. 2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3 т.: Т.3. – 8-е изд., перераб. И доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.:Машиностроение 2001. – 864с. 3. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: справочное учебно-методическое пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда.- Мн.: Технопринт, 2001. – 250с. 4. Расчет ременных передач [Электрон. ресурс] – 15 апреля 2020 – Режим доступа: http://pnu.edu.ru. 5. Справочник конструктора [Электрон. ресурс] – 15 апреля 2020 – Режим доступа: https://kataltim.ru/rem_mt.htm. 6. Ничипорчик С.Н. Детали машин в примерах и задачах/ С.Н.Ничипорчик, М.И.Корженцевский, В.Ф.Калачев и др. – 2-е изд., перераб. И доп. Под ред. С.Н.Ничипорчика. - Мн.:Выш. школа, 1981. – 432с. 7. Пахадня В.П. Курсовой проект по курсу «Детали машин и основы конструирования» «Расчет валов»/ Пахадня В.П., В.Г. Харкевич. Методические указания.: -Могилев: УО МГУП, 2003. 8. Расчет шпоночных соединений [Электрон. ресурс] – 20 апреля 2020 – Режим доступа: https://alexfl.pro/inform/inform_raschet1.html. 9. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие. 3-е изд./ С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др.- Москва, 2005. – 416 с. 10. Анфимов М.И. Редукторы. Конструкция и расчеты. – 4-е изд., перераб. и лоп. М.И.Анфимов. – М.:Машиностроение – 1993. – 463 с. 11. Общие требования и правила оформления учебных текстовых документов: СТП СМК 4.2.3-01-2011. – Введ. 2011-04-07. – Могилев.: Могилевск. гос. ун-т продовольствия, 2011. – 43 с. |
