Расчет рабочих параметров и привода шнекового пресса

     Одним из условий параметров выбора кинематической схемы привода и видов передач  является передаточное отношение (i).

 

     

     

     Общее передаточное отношение привода  определяется как произведение передаточных отношений отдельных ступеней или  передач и выбирается из условий  оптимальной частоты вращения электродвигателя и заданной частоты вращения рабочего органа: 
 

     Принимаем двухзвенную кинематическую цепь с  клиноременной передачей и редуктором.

     Выбираем  передаточное отношение клиноременной  передачи равное 3. Тогда передаточное отношение редуктора 

     Передаточные  отношения отдельных звеньев  привода выбираются по рекомендуемым значениям для каждого вида передач.

     Выбирая передаточные отношения, следует учитывать, что наиболее оптимальным для  клиноременных, плоскоременных и цепных передач является значение 2,5-3,0; а  для зубчатых передач - 6,0.

 

     

     

     При проектировании привода необходимо руководствоваться стандартными значениями передаточных отношений для клиноременных и зубчатых передач. В соответствии с заданными и полученными в результате расчетов параметрами шнекового рабочего органа составляются кинематическая схема привода, выбирается электродвигатель, а так же осуществляется выбор и расчет кинематических параметров передач, входящих в кинематическую схему привода.

     Принимаем редуктор ЗП80М двухступенчатый с  мощностью двигателя  
N=22 кВт, передаточным числом i=50 и моментом на валу М=2550 Н*м. 

     Расчет  кинематических параметров клиноременной передачи

     

     Ременные  передачи относятся к передачам  с гибкой связью и широко используются в качестве основных, а так же включаются в состав комбинированных приводов перерабатывающего оборудования. В зависимости от конструктивных особенностей ремней передачи различают на плоскоременные, клиноременные, зубчатоременные, круглоременные и поли- клиноременные. При проектировании ременных передач необходимо знать их преимущества и недостатки по сравнению с другими видами механических передач.

     К преимуществам ременных передач  относятся плавность и бесшумность  работы, предохранение механизмов привода  от нагрузок, простота конструкции, а  так же возможность эксплуатации при высоких окружных скоростях (до 100 м/с) с передачей моментов на большие расстояния (до 15 м).

     Среди основных недостатков ременных передач  следует отметить большие габаритные размеры, повышенные нагрузки на валы и опоры, до 3 раз превышающие нагрузки зубчатых передач, недостаточная надежность ремней, а так же невысокая, до 50 кВт, передаваемая мощность.

     Наиболее  практическое применение на сегодняшний  день получили клиноременные, поликлиноременные и зубчаторе- менные передачи.

     В расчетно-графической работе рассматривается  методика расчета клиноременной  передачи с использованием исходных данных, полученных в задании, а так  же по результатам расчета параметров шнекового рабочего органа.

     Исходными данными для расчета кинематических параметров клиноременной передачи является мощность, необходимая на привод шнека, угловая скорость или частота вращения электродвигателя, значение передаточного отношения клиноременной передачи, характеристика динамических нагрузок.

     

     Мощность  электродвигателя N определяется при расчете мощности необходимой для привода шнекового рабочего органа.

     Частоту вращения электродвигателя выбирают из условия стандартных частот 750 мин^-1, 1000 мин^-1, 1500 мин^-1 и 3000 мин^-1 . При выборе частоты вращения электродвигателя наиболее оптимальными следует считать электродвигатели с частотами вращения 1000 мин-¹ и 1500 мин^-1. Для клиноременной передачи выбираем значение передаточного отношения от 2,5 до 4.

     Эксплуатация  проектируемого оборудования, характеризуется двухсменным режимом работы с умеренными колебаниями нагрузки и перегрузкой при пуске до 150 %.

     При заданных значениях мощности привода N и выбранной угловой скорости вала электродвигателя , определим момент на валу электродвигателя.

     М_{1 =} 1000, Н * м. 

     Выбираем  ремень с сечением А с площадью А=81 мм², расчетной шириной b_п=11 мм и толщиной h=8 мм.

 

     

     

     Диаметр меньшего ведущего шкива на валу электродвигателя определим из расчета действующего крутящего момента М₁ 

     =109 мм

          

     где С = 38...42 - для клиновых ремней нормального сечения.

     В соответствии с расчетным диаметров  выбираем значение меньшего ведущего шкива по стандартизованному ряду R₂₀   d₁=112 мм.

     Диаметр больше ведомого шкива d₂ рассчитаем из учета стандартного диаметра меньшего шкива и принятого значения передаточного отношения

     d₂ =

     Выбираем  стандартизованный диаметр большого шкива d₂ в соответствии с рядом предпочтительных размеров d₂=355 мм.

     Окружная  скорость ведущего шкива, соответствующая  скорости ремня определяется из выражения 

     Угловую скорость ведущего шкива определим  из учета угловой скорости ведущего шкива, диаметров шкива, а так же коэффициента проскальзывания

           

     где -коэффициент проскальзывания (= 0.02).

     

     Уточняем  значения передаточного отношения  с учетом корректировки размеров шкивов 

     Величину  окружной силы, действующей на ведущем шкиве определим из выражения 
 

     Расчетное значение межосевого расстояния вычислим по формуле 
 

           

 

     

     

     Длину ремня L определим из расчета межосевого расстояния а, а так же с учетом размеров ведущего и ведомого шкивов.

           

     где 

          

       
 

      
Принимаем стандартную  длину ремня 1500 мм.

 

     

     

     В соответствии с принятой длиной ремня  уточняем межосевое расстояние 
 
 

     Угол  обхвата ремня найдем из учета диаметров шкивов и межосевого расстояния

     α = 180°-60⁰

     Частоту пробегов ремня определим из зависимости 

     Исходное  полезное напряжение в ремне определим из учета динамики движения и конструктивных особенностей ремня. 
 

     где K_i - коэффициент, учитывающий передаточное отношение.

 

     

     

     Допустимое  полезное напряжение в ремне [] найдем из действующего полезного напряжения с учетом поправочных напряжений

     [МПа, 

     где С_а - поправочный коэффициент по углу обхвата (выбирается в таблице); С_р - поправочный коэффициент режима работы (выбирается по таблице)

     Необходимое число ремней клиноременной передачи определим по формуле 
 

     где А - площадь сечения ремня.

     Округляем число ремней до целого значения в  большую сторону z = 2.

     Вывод: в курсовом проекте проведен расчет конструктивных параметров и привода шнекового пресса в соответствии с заданием.

 

     СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

     

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя в т. М.: Машиностроение, 1982.
2. Березовский. Детали машин М.: Машиностроение. 1988.
3. Колпаков А. Л. Карнаухов И.Е. Проектирование и расчет механических передач М.: Колос, 2000.
4. Остриков А.Н. Абрамов О.В. Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств ЗАО ГИОРД, 2003.