Проектирование привода к мешалке реактора
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Тема: Спроектировать привод к мешалке реактора
Задание на выполнение курсового проекта по механике
Исходные данные:
Мощность на рабочем валу машины - N р.в.=10 кВт
Скорость рабочего вала машины - nр.в.=32 об/мин
Скорость вращения электродвигателя - nс =750 об/мин
ПВ=100 %
Рис.1.1.Кинематическая схема привода.
Введение
Приводы в химическом машиностроении многообразны по конструкции и различаются в зависимости от вида машины. Привод - устройство для приведения в действие машин от двигателя через передаточные механизмы. Соединение вала машины с валом электродвигателя возможно лишь в относительно редких случаях. Однако в химическом машиностроении это имеет место. В основном для привода машины необходима установка повышающей или понижающей передачи. Оптимальный тип передачи определяют с учетом ряда факторов: эксплуатационных условий, характера нагрузки, срока службы, техники безопасности, удобства расположения, обслуживания, стоимости привода.
Наиболее совершенным и прогрессивным является индивидуальный привод, т.к. он устраняет потери энергии в трансмиссиях, допускает наиболее рациональное размещение узлов, агрегатов машин, улучшает условия труда. Индивидуальный привод к рабочему валу машины осуществляется разными вариантами, в которые входят электродвигатель, открытые передачи, редуктор, муфты. Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающегося момента. В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Обычно в червячной передаче ведущим является червяк. Валы опираются на установленные в корпус подшипники.
Червяки проектируются однозаходные и многозаходные, в основном с правым направлением витка. С увеличением числа витков червяка возрастает угол подъема винтовой линии, что повышает КПД передачи. Червячные передачи характеризуются большими скоростями скольжения в месте контакта червяка и червячного колеса.
1. Оптимизация выбора привода
Так как в исходных данных проекта известны скорость вращения рабочего вала машины и вала электродвигателя, определим ориентировочно общее передаточное отношение
Uпр. = nс/nр.в.
Uпр = 750/32 = 23,44
Особенностью заданного привода является вертикальное расположение рабочего вала, поэтому принимаем, что привод состоит из червячного редуктора с боковым расположением червяка.
Таким образом, кинематическая схема привода состоит из электродвигателя 1 типа 4А, соединительных муфт 2,4, редуктора 3, и мешалки 5, см. рис. 1.1.
2. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя
.1 Определение КПД привода
? = ?чп ? ?п2 ,
где ?чп = 0.99 - КПД червячной передачи [1 с.40];
?п = 0.995 - КПД пары подшипников.
? = 0.88 ? 0.9952 = 0.776
.2 Определим расчетную мощность электродвигателя
Nэлр = Nр.в. /? ,
Nэлр = 10/0.776 = 12.9 кВт.
2.3 Выбираем электродвигатель
Зная nс = 750 об/мин
Nэлр = 12.9 кВт.
По ГОСТ 19523-81 принимаем электродвигатель 4А180М8УЗ, рис.2.1. табл. 2.1, Nэл = 15кВт, S = 2.6% [1 с.43]. Электродвигатель будет работать с недогрузкой
- 100%
X = 1290/15 = 86%,
.9 - X%
которая составляет 14%, что вполне допустимо, так как<15%.
Определяем асинхронную частоту вращения электродвигателя
nас = nс? (1- (S%/100));
nас = 750 ? (1- (2.6/100)) =730 об/мин.
Тип двигателяЧисло полюсовГабаритные размеры, мм.Установочные присоединительные размеры, мм.Масса, кг.l30l32h31d30l1l2l10l31d1d2d10d33b1b2b10hh1h2h5h6h104А180М4,6,870281847041011011024112148481542/3614142791809951.551.520185
2.4 Уточняем передаточное отношение привода
Действительное общее передаточное отношение привода равно
Uпр. = nас/nр.в = 730/32 = 22.8 .
Принимаем для червячной передачи по ГОСТ 2144 -76 Uпр. = 22.4 [1 с.96].
2.5 Определяем момент на валах привода
M1 = Mэл = 30 ? Nэлр/? ? nас;
M1 = 30 ? 12900/3.14 ? 730 = 168.8 Н?м;
M2 = M1 ? Uпр.? ?чп ? ?п2;
M2 = 168.8 ? 22.4 ? 0.88 ? 0.9952 = 2936 Н?м .
2.6 Определим скорости вращения валов
n1 = nас. = 730 об/мин ;
n2 = n1 / Uпр. ;
n2 = 730 / 22.4 = 33 об/мин .
3. Расчет и проектирование червячной передачи
.1 Выбираем материалов червячной пары
Приближенное значение скорости скольжения
Vs = (3.7 4.6 ) ?10-4 ? n1 ? ;
Vs = (3.7 4.6 ) ?10-4 ? 730 ?= 3.8 4.8 м/с ,
принимаем Vs = 4.3 м/с.
Выбираем для червяка Сталь 45 с закалкой до твердости > HB240. Для венца червячного колеса выбираем бронзу БрА9ЖЗЛ (отливка в кокиль);
предел прочности ?В2 = 490 МПа ;
предел текучести ?Т2 = 200 МПа [1 с.9] .
.2 Определяем допускаемое контактное напряжение
[?]Н2 = 300 - 25?Vs ;
[?]Н2 = 300 - 25?4.3 = 193 МПа .
3.3 Определяем допускаемое изгибное напряжение
[?]F2 = (0.25??Т2 +0.08??В2)?KFL ;
где KFL - коэффициент долговечности изгибных напряжений ,
KFL = / NFE ;
KFL = / 0.24?108 = 0.7 ,
где NFE - эквивалентное число циклов напряжений ;
NFE = 60?T? n2 ;
NFE = 60?12000?33 = 0.24?108,
где T - время работы передачи;
T = L?D?G?t ;
T = 5?300?1?8 = 12000 час ,
где L = 5 лет - ресурс работы передачи ;
D = 300 - число рабочих дней ;
G = 1 - число смен ;
t = 8 ч. - длительность смены .
[?]F2 = (0.25?200 +0.08?490)?0.7 = 63 МПа ;
3.4 Задают число заходов червяка