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