鋼坯火焰清理機的設(shè)計—排屑裝置設(shè)計
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系統(tǒng)總體方案確定本課題是以及其經(jīng)濟性好,人性化設(shè)計,可靠性高,壽命長,結(jié)構(gòu)簡單,易于維修等為設(shè)計思路初選電機減速器系統(tǒng)反感(a)為帶轉(zhuǎn)動渦輪-渦桿減速器系統(tǒng) (b)為帶傳動-二級圓柱圓錐減速器系統(tǒng) (c)為聯(lián)軸器-二級圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) (d)為帶傳動-二級圓柱斜齒輪減速器系 圖2.1 電機減速器系統(tǒng)方案方案評價:(a) 方案為整體布局最小,傳動平穩(wěn),而且可以實現(xiàn)較大的傳動比,但是由于渦輪渦桿效率低,功率損失大,很不經(jīng)濟。(b)方案布局比較小,但是圓錐齒輪加工較困難,特別是大直徑,大模數(shù)的錐輪,所以一般不采用。(c)方案中減速器選擇合理,但本設(shè)計是用于自動排屑系統(tǒng)裝置,工作速度很低,使用聯(lián)軸器不利于減速,會增加減速器的成本,不夠經(jīng)濟。最終確定方案為(d)方案。該方案的優(yōu)缺點:該工作機有輕微震動,由于V帶有緩沖吸震能力,采用V帶傳動能減小震動帶來的影響,而且利于減速,還能起過載保護的作用,并且該工作機屬于小功率,載荷變化不大,可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu),并且價格便宜,標準化程度高,大幅度降低成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速,這是兩級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種,齒輪相對于軸承不對稱,要求軸具有較大的剛度,高速及齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊,以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻現(xiàn)象。電動機部分為Y系列三相交流,異步電動機。總體來講,該傳動方案滿足工作機的性能要求,使用工作條件,工作可靠,此外還結(jié)構(gòu)簡單,成本低,傳動效率高。2.3輸送外傳動系統(tǒng)的確定(a)帶傳動(b)履帶傳動(c)鏈傳動方案評價:(a)方案成本較低,但是防腐蝕性不強。(b)履帶主要用在坦克等觸地設(shè)備,在此處用履帶傳動很不經(jīng)濟。(c)方案中鏈傳動選擇合理。最終確定方案為(c)方案該方案的優(yōu)缺點:鏈傳動的傳動比精確,傳動效率高,鏈傳動對軸的作用力較小,鏈傳動尺寸較緊湊,鏈傳動對環(huán)境的使用能力較強,鏈條的磨損伸長比較緩慢,張緊調(diào)節(jié)量較小。2.4總體方案的確定方案為:電動機帶傳動減速器鏈傳動如下圖:圖2.2 系統(tǒng)總體方案 電動機型號的選擇電動機功率的選擇 根據(jù)鏈傳輸機結(jié)構(gòu)的布置由已知條件鏈傳動機構(gòu)承受的鐵屑質(zhì)量為為此排屑的質(zhì)量,即為2.28(最大板寬度)*4(最大版長度)*0.01(平均每次清理厚度)*7.85*1000(普通剛的的密度)=716KG的鐵屑,即7016N(取G=9.8),取3000, 鏈的傳動速度為(燒嘴速度為V=8M/MIN,每次清理寬度為100mm,所以清理一面的時間為(2.28*10*4)/8=11.4min,取12MIN,搜所以每12分鐘便有2806.72N鐵屑排出,假設(shè)一次清理的鐵屑分連詞排出,算的6min/次,總行程為3.6M,3.6/6=0.6M/MIN,由于傳動機構(gòu)還受鏈條摩擦力f和刮板的重力分量F1。由上述可知總的載荷為F=f+F1+3000設(shè)所選鏈型號為48A,P=76.2MM,單排質(zhì)量Q=22.6KG/M,總長度為10M,刮板尺寸為500mm*300mm*10,選用普通碳素鋼密度為7.85,相鄰刮板之間的距離為五個節(jié)距88.9*6=533.4MM,F(xiàn)1約為2193N,f約為5880NF=5880+2193+7016=15089則工作機有效功率為P=F*V=15089*0.01=0.151KW由已知條件得電動機有效功率為Pd=P/,式中為系統(tǒng)總的傳動效率電動機到鏈傳動總的傳動效率為=1*2(平方)*3(六次方)*4*5式中:1為V帶傳動效率,2為閉式齒輪的傳動效率,3為圓錐滾子軸承的傳動效率,4為聯(lián)軸器的傳動效率,5為鏈傳動效率查表:1=0.95 2=0.97 3=0.98 4=0.99 5=0.96 代入上式:=0.723 所以電動機的有效功率Pd=p/=0.209KW所選電動機的額定功率必須滿足PePd確認電動機型號根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為:Nw=V*60*1000/Z1*P=11.04 選取電動機型號為Y2-90S-8,同步轉(zhuǎn)速為750r/min,對應(yīng)額定功率為0.37KW,外伸軸直徑24mm 方案電機機型號額定功率(KW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動比i1Y2-90S-80.37750700654,V帶的設(shè)計計算4.1 傳動比的分配計算總的傳動比:i=Nm/Nw=715/11=65傳動比的分配:i1=3,i2*i3=i/i1=21.66雙極斜齒圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為5低速級傳動比:i3=4.334.2 各軸的轉(zhuǎn)速,功率和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速:N1=715/3=238.33R/MIN功率:P1=Pd*4=0.209*0.95=0.199KW扭矩:T1=9550P1/N1=9550*0.199/238.33=7.97N。M轉(zhuǎn)速:N2=238.33/5=47.67R/MIN功率:P2=P1*2*3=0.199*0.97*0.98=0.189KW扭矩:T2=9550P2/N2=9550*0.189/47.67=37.86N。M轉(zhuǎn)速:N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率:P3=P2*2*3=0.189*0.97*0.98=0.180KW扭矩:T3=9550P3/N3=9550*0.180/11.01=156.13N。M轉(zhuǎn)速:N4=N3=11.01R/MIN功率:P4=P3*1*5=0.180*0.99*0.96=0.17KW扭矩:T4=9550P4/N4=9550*0.17/11.01=147.46N。M表1.1各軸的運動與動力參數(shù)軸號轉(zhuǎn)速(r/min)功率(KW)扭矩(N.M)1238.330.1997.97247.670.18937.86311.010.180156.13411.010.17147.46帶傳動方案的確定外傳動帶選為普通V帶傳動1. 確定計算功率:Pc a(1)查文獻得工作情況系數(shù)KA=1.2(2)Pca=KA*P=1.2*0.151=0.18122.選擇V帶型號選A形V帶4.4帶傳動設(shè)計計算1,確定帶輪尺寸d1,d2根據(jù)帶輪要求去小帶輪尺寸為d1=160mm d 1/2H=82.5(電機中心高符合要求)驗算帶速 求得:V=n1*d1/(60*1000)=715*3.14*160/60000=5.99m/s從動帶輪尺寸 d 2=i*d1=3*160=480mm確認中心距初定中心距(1) 初定中心距a和帶長Ld 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)448a0120確定V帶根數(shù)ZZPca/(P0+P)KKlP0為單根V帶的基本額定功率,p0為I1是單根V帶額定功率增量,Kl為帶長修正系數(shù),Ka為小帶輪包角系數(shù)P0=1.51 p0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13代入得Z=2確定單跟初拉力F0F0=500*Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N查表的q=0.1kg/m計算對軸的壓力FpFp=2ZF0sin(1/2)=2*2*16.37*sin(159.86/2)=64.47帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 小帶輪的設(shè)計因為小帶輪基準直徑d1=160300故可采用輪輻式帶輪寬:B=(Z-1)e+2f=(2-1)*15+2*10=35mm輪轂寬:L=(1.5-2)d=1.8*60=108輪轂外直徑:d1=1.9d=114mm帶輪外徑:da=dd+2ha=480+2*2.75=485.5輪緣寬:=8mm基準線下深槽:10mm由以上數(shù)據(jù),大帶輪結(jié)構(gòu)簡圖如下:鏈傳動的計算1, 選擇從動鏈輪齒數(shù)取傳動比為i=1 取Z2=292, 選擇主動鏈輪齒數(shù)Z1=iZ2=1*29=29120 故合理3,確定計算功率已知鏈傳動工作平穩(wěn),設(shè)計功率為Pd=KaP/KzKm=1*0.151/1.579*1=0.096kw式中:P-傳遞功率KV Ka-工礦系數(shù),取Ka=1.0Kz-小鏈輪齒數(shù)系數(shù),取Kz=1.579Km-多排鏈排數(shù)系數(shù),去Km=13, 鏈條節(jié)距選用根據(jù)設(shè)計功率Pd(取Pd=P0)和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1,選用56B號鏈條,查表節(jié)距P=88.9,設(shè)鏈長10M計算鏈輪尺寸D1=P/(sin180/Z1)=88.9/sin(180/29)=822.4mmD2= P/(sin180/Z2)=88.9/sin(180/29)=822.4mm初定中心距中心距暫取3540(根據(jù)漏斗長決定)9,鏈條長度及鏈長節(jié)速鏈長:L=10M鏈條節(jié)數(shù):Lp=L/P=10000/88.9=112.49元整偶數(shù)節(jié),取Lp=114鏈速:V=Z1N1P/60*1000=29*11.04*88.9/(60*1000=0.470.6m/s屬于低速運動2鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸1,鏈輪材料: 鏈輪材料為45鋼,硬度為40-50HBS。工藝為:鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由前面設(shè)計可知D1=D2=822.4 P=88.9 Z1=Z2=29鏈輪結(jié)構(gòu)如下 鏈輪結(jié)構(gòu)簡圖輪轂厚度:h=K+Dk/6+0.01d=9.5+220/6+0.01*822.4=54.4mm 由于d=822.4 K取9.5輪轂長度:L=3.3h=3.3*54.4=179.5mm輪轂直徑:Dh=Dk+2h=220+2*54.4=328.8mm齒寬Bf1=0.93*b1=49.6mmB1為內(nèi)鏈節(jié)寬度齒側(cè)倒角:Ba=0.13p=0.13*88.9=11.56mm齒側(cè)半徑:Rx=P=88.9mm齒全寬:Bfn=(n-1)Pt+Bf1=49.6mm4, 基本參數(shù)和主要尺寸分度圓直徑:D1=D2=822.4mm齒頂圓直徑:Da max=d+1.25p-d1=822.4+1.25*88.9-53.98=879.545式中:d1-滾子直徑 查表得d1=53.98 Da min=d+p(1-1.6/Z)-d1=822.4+88.9*(1-1.6/29)-53.98=852.42mm 取Da=866.0mm齒根圓直徑:Df=D-D1=822.4-53.98=768.42mm分度圓弦齒高:Ha max=(0.652+0.8/Z)p-0.5d1=31.02mm Ha min=0.5(p-d1)=17.46 取Ha=24.24mm最大齒跟距高:Lx=dcos90/Z-d1=822.4*cos(90/29)-53.98=767.21mm齒輪凹緣直徑:dg=Pcot180/Z-1.04h2-0.76= 查表得齒表面粗糙度:Ra=6.3um齒根圓極限偏差 量柱測量距極限偏差:由于:Df=768.42mm查表得:上偏差0,下偏差h11量柱測量距:Mr=dcos90/Z+dr=822.4*cos(90/29)+53.98=875.17mm dr=d1式中:dr-量柱直徑,DR=D1,量柱技術(shù)要求為:極限偏差為:上片車+0.01,下偏差:0;表面粗糙度Ra=1.6um;表面硬度為:55-60HRC。鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動量:不能超過max(0.008df+0.08,0.15)=0.15軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的斷面跳動量:不能超過max(0.009df+0.08,0.14)=0.14孔徑:H8齒寬:H14 聯(lián)軸器的選定根據(jù)聯(lián)軸器的特征,結(jié)構(gòu),經(jīng)濟等考慮,采用凸緣聯(lián)軸器。電機軸徑D=24,選用聯(lián)軸器的型號為GYS2。 9
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