Разработать привод конвейера для розливки чугуна в...

ВведениеТоварный чугун в твердом виде можно получать двумя спо­собами: разливкой в чушки и грануляцией. Разливка в чушки является основным способом получения товарного чугуна и осуществляется на разливочных машинах, устанавливаемых в специальных разливочных отделениях доменного цеха.В комплекс разливочного отделения входят парал­лельно расположенные здание разливки чугуна и эстакада погрузки готовых чушек, соединенные в поперечном направлении наклонными галереями, в которых размещены разливочные машины. В здании разливки рядом с железнодорожным путем (по нему доставляют чугун в чугуновозах) установлены стенды для опирания ковшей при сливе чугуна, заливочные желоба, кантовальные устройства ковшей с крюками и лебедка (на схеме не показана) для подтягивания чугуновозов к разливочным машинам. В разгрузочной части машины установлены чушковыбивное устройство, перекидной желоб для погрузки чушек на платформы или в полувагоны, а на некоторых заводах —специальное роторное устройство для охлаждения чушек. Для пере­мещения загруженных чушками платформ устанавливают ма­невровые устройства с лебедками, аналогичные тем, которые используются для подачи чугуновозов к разливочным стендам.Разливочные машины применяют конвейерного (ленточного) типа в основном с двумя параллельно расположенными наклонными (под углом 10° к горизонту) конвейерами. Конвейер содержит две бесконечные цепи с закрепленными на них корыто­образными изложницами — мульдами. Существует два типа кон­вейеров: в одном из них звенья цепей перемещаются по стацио­нарным опорным роликам, в другом — звенья перемещаются вместе с роликами, причем смежные звенья цепей шарнирно сопрягаются на осях роликов. Первый вариант считается более предпочтительным вследствие лучших условий эксплуатации и смазки роликов.Цель работы: Проектирование основных узлов и деталей передаточного и исполнительного механизмов привода рассматриваемого в курсовой работе технологического агрегата.Задачи работы: 1. Изучение основных закономерностей для решения конкретных технологических и эксплуатационных задач, связанных с проектированием аглодоменного оборудования.2. Освоение методов решения технических задач.3. Освоение методов прочностного расчета деталей машин.1 Обзор существующих конструкцийРазливочное отделение доменного цеха строят в стороне от доменных печей. Это крытое помещение, предназначенное для расположения в нем: чугуноразливочной машины, стендов для разливши чугуна, кантовальной лебедки, а также маневровых устройств для подачи вагонов под погрузку чугуна.В состав разливочного отделения входят также депо для ремонта чугуновозных ковшей с мостовым краном и установка для приготовления известкового раствора для опрыскивания внутренней части мульд (изложниц).Разливочные машины используются на металлургических предприятиях для разливки чугуна из ковшей в изложницы, охлаждения чушек и погрузки их в железнодорожные вагоны.В зависимости от требований к готовой продукции изложницы могут изготавливаться с различным количеством заливаемых мест и различной массой охлаждаемых чушек. Конструкция машины может быть одно- или двухленточной в зависимости от требуемой производительности.Машина оснащается гидравлическим кантователем, специально разработанным ДГМ ГРУПП, который позволяет  производить разливку чугуна непосредственно с платформы чугуновоза.Отсутствует необходимость в сооружении строительной части для кантовальной лебедки.Для разливки чугуна в изложницы двухленточной машины служит желоб с разветвлениями на два носка. Основные элементы цепи конвейера, подвергающиеся трению при работе, выполняются из износостойкой стали.Машина имеет две зоны водяного охлаждения.В состав машины входит узел подготовки и нанесения антипригарного покрытия. Изменение скорости движения конвейера осуществляется частотным регулированием.Обеспечивается одинаковая интенсивность слива чугуна при разных углах наклона ковша. Чугуноразливочная машина  состоит из следующих основных узлов: стенда для кантовки ковшей, разливочного желоба, наклонных металлических плит, наклонных конвейеров, электроприводов, натяжных устройств цепей конвейеров и устройств для выбивки из мульд чушек чугуна.Процесс разливки чугуна осуществляется следующим образом. Чугуновозный ковш устанавливают точно против стенда так, что бы ось ковша совпадала с продольной осью разливочной машины.Кантовка (опрокидывание) чугуновозного ковша осуществляется при помощи кантовального устройства, установленного над разливочной машиной. Специальным крюком этого устройства ковш захватывается за днище и кантуется сначала на нижних цапфах, а затем на лапах до полного освобождения.Чугун из ковша выливается в приемный желоб, из которого далее распределяется по двум желобам, направляющим струи чугуна в мульды  конвейера, движущегося снизу вверх. Наполненные чугуном мульды при продвижении на одну треть всей длины конвейера начинают охлаждаться водой, поступающей из брызгал, смонтированных над конвейер- рами вдоль оси машины. В разгрузочной части конвейеров происходит опрокидывание мульд и сбрасывание затвердевших чушек чугуна на желоба погрузочных устройств 7.Освобожденные от чушек мульды в опрокинутом состоянии движутся вместе с лентой к заливочному концу машины. В целях предохранения изложниц от приваривания чугуна внутренняя поверхность их покрывается известковым раствором. Указанная операция осуществляется при помощи опрыскивателей мульд. Опрыскиватель представляет собой сварную камеру прямоугольного сечения, сужающуюся книзу, внутри этой камеры вращается горизонтальный вал с насаженными на него двумя дисками, по ободу которых для улучшения разбрызгивания установлены болты. Электродвигатель с валом опрыскивателя соединен эластичной муфтой. Верхняя часть камеры опрыскивателя покрыта металлической решеткой, защищающей вал опрыскивателя от попадания в него чугунных чушек, не выпавших в разгрузочной части машины.Опрыскиватель устанавливают в специальном закрытом помещении.    При вращении вала с погруженными частично дисками в известковый раствор под действием центробежных сил происходит разбрызгивание раствора и при этом покрывается внутренняя поверхность мульд.Конвейер разливочной машины выполнен в виде бесконечной цепи из двух ветвей, на которых крепятся болтами стальные литые мульды. Звенья цепи соединены шарнирно между собой втулками, отлитыми из марганцовистой стали. Собственно звенья цепи в целях увеличения срока их службы отливают также из марганцовистой стали. Звенья цепи катятся по стационарно установленным роликам, которые смазываются при помощи централизованной системы густой смазки. В зимнее время мульды подогреваются для подсушивания известкового раствора при помощи газовых форсунок.Привод конвейеров  состоит из общей несущей рамы, на которой смонтированы электродвигатель и цилиндрический четырехступенчатый редуктор, входной вал которого соединен с электродвигателем эластичной муфтой, а выходной вал соединен с приводным валом звездочек зубчатой муфтой.На каждый конвейер разливочной машины установлен отдельный привод, поэтому редукторы выполнены в правом и левом исполнении. Валы редукторов смонтированы на подшипниках качения.Устройство  для выбивки чушек из мульд состоит из рамы, на которой смонтирован механизм выбивки. Последний состоит из вала, с насаженными на него рычагами поворота вала, падающих дисков (грузов) и звездочки 10, 11 с десятью зубьями, за которые во время работы машины задевает рычаг поворота вала, поднимая при этом диски. При срыве рычага поворота вала с зуба происходит свободное падение дисков и удар по чушке.Выпадающие из мульд чугунные чушки направляются в стационарный перекидной желоб 7 и далее на железнодорожную платформу. Перекидные желоба изготовлены сварными и защищены плитами из марганцовистой стали.Поворот перекидного желоба для погрузки чушек на другой смежный путь осуществляется при помощи электрического привода.Устройство кантовальное для чугуновозных ковшей. Устройство предназначено для кантования чугуновозных ковшей при разливке жидкого чугуна на стенде разливочной машины. Устройство устанавливают в здании разливочной машины.Кантовальное устройство состоит из следующих основных: электрической лебедки, грузовой тележки , двух вертлюгов  и специальной подвески крюка.Лебедка состоит из сварной несущей рамы, устанавливаемой на фундаменте; электродвигателя с двумя выходными концами вала; двух трехступенчатых редукторов, входные валы которых соединены с электродвигателями эластичными муфтами двух зубчатых цилиндрических пар, колеса которых вводят в зацепление с малыми шестернями консольно насаженных на выходные валы редукторов; двух канатных барабанов с прикрепленными к ним зубчатыми колесами.Лебедка оснащена двумя электрическими тормозами и командоаппаратом, обеспечивающим возможность автоматической работы лебедки по заданной программе.Грузовая тележка  состоит из сварной рамы, установленной на четыре ходовых колеса кранового типа, блоков полиспаста подвески крюка и блоков полиспаста передвижения тележки.Тележку устанавливают на путь эстакады, размещенной внутри здания разливочной машины на высоте около 10 м от уровня головки рельсов железнодорожных путей. На эстакаде установлены два конечных выключателя для автоматической остановки тележки в крайних положениях.Колонка блоков  предназначена для зачалки канатов системы автоматического передвижения тележки к разливочной машине во время разливки чугуна.Перемещение тележки происходит в результате укорочения каната между тележкой и подвеской крюка и удлинения каната между колонкой блоков  и тележкой.Вертлюги  предназначены для подвески направляющих блоков, изменяющих направление канатов. Свободная схема подвески блоков обеспечивает их самоустановку и устойчивость в наклонном положении.Все канатные блоки кантовального устройства оснащены подшипниками качения. Густая смазка подается по трубопроводу  от централизованной автоматической станции, обслуживающую все разливочную машину.2 Совершенствование прототипа, опираясь на конструктивные особенности аналогичных машинГоловная (разгрузочная) часть машины является приводной. На вал 21, опирающийся на две подшипниковые опоры 20, насажены две звездочки 22. Привод осуществляется от электродвигателя 16 переменного тока через упругую муфту 17, четырехступенчатый редуктор 18 и зубчатую муфту 19.В хвостовой части машины расположены две насаженные на вал холостые звездочки 6 (одна из них посажена свободно с целью компенсации неравномерности, износа в шарнирах цепей). Вал опирается на подшипники качения 25, смонтированные в ползунах 7 натяжного устройства. Ползуны снабжены винтами-тягами 26 с гайками 28 и пружинами 27 для периодической подтяжки цепей.Рис. 1. Установка разливочной машиныКаждое звено цепи 2 (рис. 2, а) имеет по концам проушины, одна из которых утонена, а другая выполнена в виде вилки, так чтопри шарнирном сочлинении звеньев утонение одного звена входит в вилку другого, а в проушины вставляются втулки 5. Соединение цепей в ряды выполнено с помощью валиков 4, проходящих внутри втулок. Каждое звено имеет две полки 1 для крепления двух мульд 3.Мульды являются весьма ответственными сменными элементами разливочной машины. Они работают в очень тяжелых температурных режимах, характеризующихся чередованием быстрого нагревания при заливке чугуна с резким остыванием при поливке чушек водой. Мульды отливают из чугуна ваграночной или доменной плавки (в последнем случае его обрабатывают магнием для снижения содержания серы) и из стали, а также штампуют из низкоуглеродистой листовой стали. Чугунные и штампованные стальные мульды имеют более гладкую внутреннюю поверхность, что важно с точки зрения меньшей привариваемости чушек и более низкого расхода известкового раствора в процессе опрыскивания мульд. Мульды снабжаются одним или двумя внутренними разделительными гребнями для создания пережимов на чушках. Мульды могут быть одно- и двухместными для получения чушек массой соответственно 45,2x23 и 2x18 кг. Конфигурация мульд такова, что на рабочей ветви конвейера задний борт впереди идущей мульды перекрывает передний борт следом идущей мульды и чугун при переполнении мульды перетекает в расположенную ниже. Стойкость мульд определяется расходом их в килограммах на 1 т различного чугуна и составляет от 1 до 0,25 кг/т.Опрыскиватель предназначен для покрытия внутренней поверхности мульд известковым раствором с целью исключения приваривания к ним чушек, чушковыбивное устройство (рис. 2, б) применяют для обеспечения отделения чушек от изложниц из-за возможного приваривания чугуна к ним. В подшипниках 1 свободно поворачивается вал 2 с жестко прикрепленными к нему рычагом 3 с роликом 4 и двумя захватами 5. На валу свободно посажены два различных по длине ударных рычага 6 с билами 7 на концах. На приводном валу конвейера жестко установлена кулачковая звездочка 8, которая вращается при работе машины. При наличии контакта между кулачком звездочки, с роликом 4 рычаг 3 поворачивается, благодаря чему захваты 5 поднимают ударные рычаги 6. После выхода кулачков из контакта с роликами 4 ударные рычаги 6 падают и билами 7 ударяют по чушкам. Выпавшие чушки с помощью перекидного желоба направляются на платформы, расположенные на параллельных железнодорожных путях погрузочной эстакады, и далее на склад чугуна.Для кантования чугуновозных ковшей у разливочных машин в настоящее время применяют передвижную (на тележке) или стационарную кантовальную лебедку, работающую в комплексе с автоматически передвигающейся тележкой для установки верхней обоймы блоков грузового полиспаста. К устройствам для кантования чугуновозных ковшей предъявляют следующие основные требования: скорость наклона ковша должна плавно регулироваться для «согласования» количества сливаемого из ковша чугуна с производительностью разливочной машины; скорость возврата (после слива чугуна) порожнего ковша должна значительно (в 10—15 раз) превышать скорость кантования ковша при сливе чугуна с целью сокращения времени (цикла) разливки; канаты кантовального устройства в процессе наклона ковша должны незначительно (не более 4—5°) отклоняться от вертикали.Барабан 1 стационарной кантовальной лебедки (рис. 3 ) вращается от электродвигателя постоянного тока (с регулированием скорости по системе генератор — двигатель) через два симметрично расположенных относительно барабана редуктора и две цилиндрические передачи. Каждая из двух ниток грузового каната 12, сходящих с барабана, огибает три блока 11 верхней обоймы (установленной на тележке) и три блока 3 нижней обоймы и закрепляется на тележке. Канат 4 передвижения тележки (уравнительный канат) двумя концами закрепляется на нижней обойме крюка, огибает спаренные блоки 10 тележки, спаренные блоки 8, 6, 5 неподвижной стойки 7 и охватывает (в виде петли) горизонтальный уравнительный блок 9, расположенный на тележке.По мере кантования ковша крюк 2 с грузом (груз применяется для утяжеления нижней обоймы с целью создания возможности опускания крюка без нагрузки) поднимается, уравнительный канат ослабляется и тележка под действием грузового каната перемещается в сторону разливочной машины. К преимуществам рассмотренной конструкции стационарной лебедки относятся возможность регулировки скорости кантования при простой механической части, простота ограничения угла наклона канатов полиспаста, перенос лебедки из зоны высоких температур на уровень пола разливочного отделения и связанное с этим удобство ее обслуживания.  Рис. 2. Узлы разливочной машины:а — секция конвейера с мульдами; б — схема чушковыбивного устройства.Рис. 3. Кантовальное устройство разливочной машины.3 Расчетная часть3.1 Определение мощности и частоты вращения двигателяОпределяем требуемую мощность рабочей машины , кВт:Тяговая сила F=5500 Н=5,5 кНСкорость ленты конвейера v=0,5 м/с кВт (, стр. 39)Определяем общий КПД привода: (, стр. 39)зп - КПД закрытая передача - зп =0,962=0,92оп - КПД открытая передача ременная - 0,96м - КПД муфты-0,98пк - КПД одной пары подшипников-0,99. Подшипников 3 пары без учета вала двигателя. пк = 0,994 = 0,96 = 0,92·0,96·0,98·0,96 = 0,83Определяем требуемую мощность двигателя, кВт: кВт (, стр. 40) Определяем номинальную мощность двигателя, кВт: кВтВыбираем двигатель: двигатель асинхронный 4АМ100L4У3 с номинальной частотой вращения об/мин3.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней.Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины (барабана) об/мин. (, стр. 6)Общее передаточное число механизма . (, стр. 8)Передаточное число ременной передачи выбираем равной 3 (). Тогда передаточное число всего редуктора (, стр. 8)По табл. 1.3 (, стр. 9) определяем передаточные числа ступеней редуктора: для быстроходной ступени , где - передаточное число тихоходной ступни, следовательно .3.3 Определение силовых и кинематических параметров привода.Силовые и кинематические параметры привода (, стр. 45-46)Таблица 1ПараметрВалДвигателяРедуктораБыстроходный Промежуточный ТихоходныйПриводной раб.машиныМощность,Р, кВт4,0Частота вращения n, об/мин nном=1430 об/мин Угловаяскоростьω, с-1Вращающий моментТ, Н·мВыбор материалов зубчатой передачи. Определение допускаемых напряженийПо таблице 3.1 (, стр. 49) определяем марку стали: для шестерни – 40Х, твердость , колеса – 40Х, твердость . Разность средних твердостей . По таблице 3.2 (, стр. 50) определяем механические характеристики стали:- для шестерни твердость 269…302 НВ, термообработка – улучшение, мм- для колеса твердость 235…262 НВ, термообработка – улучшение, ммОпределяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса: Определение допускаемых контактных напряженийРассчитаем коэффициенты долговечности . Наработка за весь срок службы:- шестерни циклов (, стр. 121)- колеса цикловЧисло циклов перемены напряжений , соответствующее пределу выносливости, находим по таблице 3.3 (, стр. 51) интерполированием: циклов, циклов. Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое контактное напряжение , соответствующее числу циклов перемены напряжений :- для шестерни Н/мм2- для колеса Н/мм2.Определим допускаемое контактное напряжение:- для шестерни Н/мм2 (, стр. 52)- для колеса Н/мм2 (, стр. 52)Так как цилиндрические зубчатые передачи с непрямыми зубьями при рассчитываем на прочность по меньшему значению , т.е. по менее прочным зубьям: Н/мм2 (, стр. 52)Определение допускаемых напряжений изгибаРассчитаем коэффициент долговечности .Наработка за весь срок службы для шестерни циклов, для колеса циклов. Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, (, стр. 52) для обоих колес.Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений :- для шестерни Н/мм2- для колеса Н/мм2Определяем допускаемое напряжение изгиба:- для шестерни Н/мм2 (, стр. 53)- для колеса Н/мм2 (, стр. 53)Механические характеристики материалов зубчатой передачиТаблица 2Элемент передачиМарка сталиТермооб-работкаН/мм2Шестерня40Х125Улучшение285,5580,9294,1Колесо40Х125Улучшение248,5514,3256Тихоходная ступеньПо таблице 3.1 (, стр. 49) определяем марку стали: для шестерни – 40Х, твердость , колеса – 40Х, твердость . Разность средних твердостей . По таблице 3.2 (, стр. 50) определяем механические характеристики стали:- для шестерни твердость 269…302 НВ, термообработка – улучшение, мм- для колеса твердость 235…262 НВ, термообработка – улучшение, ммОпределяем среднюю твердость зубьев шестерни и колеса: Определение допускаемых контактных напряженийРассчитаем коэффициенты долговечности . Наработка за весь срок службы:- шестерни циклов (, стр. 121)- колеса цикловЧисло циклов перемены напряжений , соответствующее пределу выносливости, находим по таблице 3.3 (, стр. 51) интерполированием: циклов, циклов. Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое контактное напряжение , соответствующее числу циклов перемены напряжений :- для шестерни Н/мм2- для колеса Н/мм2.Определим допускаемое контактное напряжение:- для шестерни Н/мм2 (, стр. 52)- для колеса Н/мм2 (, стр. 52)Так как цилиндрические зубчатые передачи с прямыми зубьями при рассчитываем на прочность по меньшему значению , т.е. по менее прочным зубьям: Н/мм2 (, стр. 52)Определение допускаемых напряжений изгибаРассчитаем коэффициент долговечности .Наработка за весь срок службы для шестерни циклов, для колеса циклов. Число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости, (, стр. 52) для обоих колес.Так как > и > , то коэффициенты долговечности и .По таблице 3.1 (, стр. 49) определяем допускаемое напряжение изгиба, соответствующее числу циклов перемены напряжений :- для шестерни Н/мм2- для колеса Н/мм2Определяем допускаемое напряжение изгиба:- для шестерни Н/мм2 (, стр. 53)- для колеса Н/мм2 (, стр. 53)Механические характеристики материалов зубчатой передачиТаблица 3Элемент передачиМарка сталиТермооб-работкаН/мм2Шестерня40Х125Улучшение285,5580,9294,1Колесо40Х125Улучшение248,5514,3256Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи1. Определяем межосевое расстояние , мм , где (, стр. 58)- вспомогательный коэффициент, для косозубых передач=43 - коэффициент ширины венца колеса, - передаточное число передачи, =4,013 - вращающий момент на колесе быстроходной ступени, =290,3 Н∙м - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом, =514,3 Н/мм2 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев =1ммПо таблице 13.15 (, стр.312), полученное межосевое расстояние округляем до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров:=130 мм 2. Определяем модуль зацепления , мм (, стр.59), где- вспомогательный коэффициент, для косозубых передач=5,8 - делительный диаметр колеса, мм- ширина венца колеса, мм - допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом, =256 Н/мм2 ммПолученное значение модуля округляем до стандартного значения из ряда чисел (, стр.59):, мм 3. Определяем угол наклона зубьев для косозубых передач (, стр.60)4. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса: (, стр.60)5. Уточняем действительную величину угла наклона зубьев: (, стр.60)6. Определяем число зубьев шестерни: (, стр.60)7. Определяем число зубьев колеса: (, стр.60)8. Определяем фактическое передаточное число : (, стр.60)Проверяем отклонение: 9. Определим фактическое межосевое расстояние: (, стр.60)мм10. Определяем основные геометрические параметры передачи, мм.Таблица 4ПараметрШестерня косозубаяКолесо косозубоеДиаметрделительныйвершин зубьеввпадин зубьевШирина венцаТихоходная ступень1. Определяем межосевое расстояние , мм , где (, стр. 58)- вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач=49,5 - коэффициент ширины венца колеса, - передаточное число открытой передачи, =3,108 - вращающий момент на колесе тихоходной ступени, =857,5 Н∙м - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом, =514,3 Н/мм2 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев =1ммПо таблице 13.15 (, стр.312), полученное межосевое расстояние округляем до ближайшего значения из ряда нормальных линейных размеров:=210 мм 2. Определяем модуль зацепления , мм (, стр.59), где- вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач=6,8 - делительный диаметр колеса, мм- ширина венца колеса, мм - допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом, =256 Н/мм2 ммПолученное значение модуля округляем до стандартного значения из ряда чисел (, стр.59):, мм 3. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса: (, стр.60)4. Определяем число зубьев шестерни: (, стр.60)5. Определяем число зубьев колеса: (, стр.60)6. Определяем фактическое передаточное число : (, стр.60)Проверяем отклонение: 7. Определим фактическое межосевое расстояние: (, стр.60)мм8. Определяем основные геометрические параметры передачи, мм.Таблица 5ПараметрШестерня прямозубаяКолесо прямозубоеДиаметрделительныйвершин зубьеввпадин зубьевШирина венцаПроверочный расчет1. Проверяем межосевое расстояние: (, стр.61) мм2. Проверяем пригодность заготовок колес.Условие пригодности заготовок колес: (, стр.61); мм Условие выполняется. мм Условие выполняется.3. Проверяем контактные напряжения , Н/мм2: (, стр.61), где - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач =376 - окружная сила в зацепленииН - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для косозубых передач определяется по графику (, стр.63) в зависимости от окружной скорости колес м/с и степени точности передачи - 9. =1,115- коэффициент динамической нагрузки (таб. 4.3, , стр.62)=1,05 Н/мм2 Перегрузка передачи составляет 0,08 %, что допустимо.4. Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса , Н/мм2: (, стр.63), , где - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для косозубых колес выбираем в зависимости от степени точности (9) по таблице 4.2 (, стр.63). - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев колес - коэффициент динамической нагрузки. и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются по таблице 4.4 (, стр.64) в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса . - коэффициент учитывающий наклон зуба. , Тихоходная ступень1. Проверяем межосевое расстояние: (, стр.61) мм2. Проверяем пригодность заготовок колес.Условие пригодности заготовок колес: (, стр.61); мм Условие выполняется. мм Условие выполняется.3. Проверяем контактные напряжения , Н/мм2: (, стр.61), где - вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач =436 - окружная сила в зацепленииН - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес =1- коэффициент динамической нагрузки (таб. 4.3, , стр.62)=1,05 Н/мм2Недогрузка передачи составляет 11,3%, что допустимо.4. Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса , Н/мм2: (, стр.63), , где - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для прямозубых колес - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев колес Окружная скорость колес м/с. Степень точности передачи - 9. - коэффициент динамической нагрузки. и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются по таблице 4.4 (, стр.64) в зависимости от числа зубьев шестерни и колеса. - коэффициент учитывающий наклон зуба., Расчет открытой клиноременной передачи1. Выбираем сечение ремня по номограмме 5.3 (, стр.63) в зависимости от мощности двигателя (4кВт) и его частоты вращения (1430 об/мин): клиновой ремень нормального сечения (А)2. По таблице 5.4 (, стр.63) определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива в зависимости от вращающего момента на валу двигателя (Т=26,7 Нм) и выбранного сечения ремня. мм.3. Задаемся расчетным диаметром ведущего шкива мм.4. Определяем диаметр ведомого шкива , мм: (, стр.84)мм, где- коэффициент скольжения, =0,015. Определяем фактическое передаточное число и проверяем его отклонение: (, стр.85) 6.Определяем ориентировочное межосевое расстояние, мм: (, стр.85), гдеh = 8 мм – высота сечения клинового ремня, которую определяем по таблице К31 (, стр.418).7. Определяем расчетную длину ремня l, мм: (, стр.85)мм8. Уточняем межосевое расстояние по стандартной длине, мм: (, стр.85)9. Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива, , град: (, стр.85)10. Определяем скорость ремня , м/с: (, стр.85)=25 м/с для клиновых ремней.11. Определяем частоту пробегов ремня , с-1: (, стр.85), где с-112. Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнем , кВт: (, стр.87), где - допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним клиновым ремнем. Выбираем по таблице 5.5 (, стр.86). кВт - коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы. При двухсменной работе и спокойном характере нагрузки - коэффициент угла обхвата на меньшем шкиве. - коэффициент влияния отношения расчетной длины ремня к базовой. =0,93 - коэффициент числа ремней в комплекте клиноременной передачи. =0,913. Определяем количество клиновых ремней: (, стр.87) 14. Определяем силу предварительного натяжения , Н: (, стр.88) Н15. Определяем окружную силу, передаваемую комплектом клиновых ремней , Н: (, стр.88) Н16. Определяем силы натяжения ведущей и ведомой ветвей одного клинового ремня, Н: (, стр.88) Н Н17. Определяем силу давления на вал , Н: (, стр.88) Н5.2 Проверочный расчет1. Проверяем прочность одного клинового ремня по максимальным в сечении ведущей ветви , Н/мм2: (, стр.81), где - напряжения растяжения: Н/мм2 - напряжения растяжения: Н/мм2 - напряжения от центробежных сил: Н/мм2 - допускаемое напряжение растяжения. Н/мм2.Расчет нагрузки валов редуктораСилы в зацеплении закрытых передач (, стр.97)Таблица 6Вид передачиСилы в зацепленииЗначение силы, Нна шестернена колесеЦилиндрическая косозубаяОкружнаяРадиальнаяОсеваяЦилиндрическая прямозубаяОкружнаяРадиальнаяПримечание: Угол зацепления принят Определение консольных сил Консольные силы (, стр.97)Таблица 7Вид передачиСилы в зацепленииЗначение силы, Нна шестернена колесеКлиноременнаяРадиальнаяМуфтаРадиальнаяСхема нагружения валов редуктора-403860698500Рис.4Проектный расчет валовДля всех валов выбираем сталь 40Х, твердость 269…302 НВ, термообработка – улучшение.Для тихоходного принимаем Н/мм2 (, стр.107)Для промежуточного вала принимаем Н/мм2 (, стр.107)Для быстроходного вала принимаем Н/мм2 (, стр.107)Таблица 7 (, стр.108)Ступень валаГеометрические параметры, ммТихоходный вал1-я под полумуфтуd1l12-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипникd2l23-я под колесоd3l3определить графически4-я под подшипникd4l45-я упорнаяd5l5определить графическиПромежуточный вал1-я под подшипник d1l12-я под колесоd2l2определить графически3-я под шестернюd3l3определить графически4-я под подшипникd4l45-я упорнаяd5l5определить графическиБыстроходный вал1-я под элемент открытой передачиd1l12-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипникd2l23-я под колесоd3l3определить графически4-я под подшипникd4l4Примечание: 1. Мк=Т – (крутящий момент равен вращающему моменту на валу, Нм)Предварительный выбор подшипников каченияДля быстроходного вала в качестве опор возьмем роликовые конические однорядные подшипники 7208 ГОСТ 333-79 легкой серии. Размеры подшипников: d=40 мм, D=80 мм, Т=20 мм, b=20 мм, с=16 мм, α=14, Cr=42,4кН, C0r=32,7 кН. е=0,38, Y=1,56, Y0=0,86. Схема установки – в распор.Для промежуточного вала в качестве опор для него возьмем роликовые конические однорядные подшипники 7209 ГОСТ 333-79 легкой серии. Размеры подшипников: d=45 мм, D=85 мм, Т=21 мм, b=19 мм, с=16 мм, r=2,0 мм, α=15 Cr=42,7 кН, C0r=33,4 кН. е=0,41, Y=1,45, Y0=0,8. Схема установки – в распор.Для тихоходного вала редуктора возьмем радиальные однорядные шарикоподшипники 213 ГОСТ 8338–75 так же первоначально легкой серии. Данный подшипник имеет размеры: d=65 мм, D=120 мм, B=23 мм, r=2,5 мм, Cr=56,0 кН, C0r=34,0 кН. Схема установки – в распор.Эскизная компоновка редуктораПо вычисленным размерам валов определяем расстояния между точками приложения реакций подшипников, а так же сил открытой передачи.Расстояние между точками приложения реакций подшипников:быстроходного вала lб=158,2 мм;промежуточного вала lп=159,8 мм;тихоходного вала lт=159 мм.Расстояние от точки приложения силы открытой передачи и муфты до реакции смежного подшипника:lоп=73,9 мм; lм=103,5 мм.Для предотвращения задевания колес за корпус предусмотрим зазор x=10,6 мм, а с нижней стороны y=49,4 мм.Расчетная схема валов редуктораБыстроходный вал, , , , , , , 1. Определение реакций в подшипникаха) Вертикальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; Н; Проверка: ; , Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 2…4, Н∙м:; ; Н∙м;.б) Горизонтальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; Н; НПроверка: Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н∙м:; ; Н∙м Н∙мв) Строим эпюру крутящих моментов, Н∙м: Н∙мг) Определяем суммарные радиальные реакции, Н: Н Нд) Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н∙м: Н∙м Н∙м-289560-47688500Рис.5Рис.5Промежуточный вал, , , , , , , , , 1. Определение реакций в подшипникаха) Вертикальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; ; Проверка: ; , Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4, Н∙м:; Н∙м; Н∙м; Н∙м;.б) Горизонтальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; Н; НПроверка: Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н∙м:; ; Н∙м Н∙мв) Строим эпюру крутящих моментов, Н∙м: Н∙мг) Определяем суммарные радиальные реакции, Н: Н Нд) Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н∙м: Н∙м Н∙м-40386042799000Тихоходный вал, , , , , 1. Определение реакций в подшипникаха) Вертикальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; ; Проверка: ; , Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…3, Н∙м:; Н∙м;.б) Горизонтальная плоскостьОпределяем опорные реакции, Н:; Н; НПроверка: Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н∙м:; ; Н∙м Н∙мв) Строим эпюру крутящих моментов, Н∙м: Н∙мг) Определяем суммарные радиальные реакции, Н: Н Нд) Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н∙м: Н∙м Н∙м-289560-36258500 Проверочный расчет подшипниковБыстроходный валДля быстроходного вала предварительно были выбраны роликовые конические однорядные подшипники 7208 ГОСТ 333-79 легкой серии. Размеры подшипников: d=40 мм, D=80 мм, Т=20 мм, b=20 мм, с=16 мм, α=14. Схема установки – в распор.Угловая скорость вала =49,89 с-1, Fа=525,1 Н - осевая сила, RА=1120,65 Н. RВ=1172,5 Н - реакции в подшипникахC0r=32700 Н., статическая грузоподъёмность, Cг=42400 Н- динамическая грузоподъёмность,Кт=1- температурный коэффициентх=0,4 - коэффициент радиальной нагрузки, е=0,38- коэффициент влияния осевого нагружения, у=1,56, yo=0,86- коэффициент осевой нагрузки, V=1-коэффициент вращения,Кб=1,1- коэффициент безопасности,(Lh)=8∙103-долговечность подшипника, ([3] ,стр. 129)9.1.1 Определяем эквивалентную динамическую нагрузкуОпределяем осевые составляющие радиальных реакций. Определяем осевые нагрузки подшипников Н НВычисляем отношенияОпределяем эквивалентные динамические нагрузки ННПроверка подшипника по динамической грузоподъемности.Проверку проводим по более нагруженному подшипнику.НДля данного подшипника условие выполняется. Подшипник пригоден.Проверка подшипника по долговечности.;.Условие выполняется.Промежуточный валДля промежуточного вала в качестве опор предварительно были выбраны роликовые конические однорядные подшипники 7209 ГОСТ 333-79 легкой серии. Размеры подшипников: d=45 мм, D=85 мм, Т=21 мм, b=19 мм, с=16 мм, r=2,0 мм, α=15. Схема установки – в распор.Угловая скорость вала =12,43 с-1, Fа=525,1 Н - осевая сила, RС=3918,1 Н RD=4324,7 Н - реакции в подшипникахC0r=33400 Н, статическая грузоподъёмность, Cг=42700 Н- динамическая грузоподъёмность,Кт=1- температурный коэффициентх=0,4 - коэффициент радиальной нагрузки, е=0,41- коэффициент влияния осевого нагружения, у=1,45, yo=0,80- коэффициент осевой нагрузки, V=1-коэффициент вращения,Кб=1,1- коэффициент безопасности,(Lh)=8∙103-долговечность подшипника, ([3] ,стр. 129)Определяем эквивалентную динамическую нагрузкуОпределяем осевые составляющие радиальных реакций. Определяем осевые нагрузки подшипников Н НВычисляем отношенияОпределяем эквивалентные динамические нагрузки ННПроверка подшипника по динамической грузоподъемности.Проверку проводим по более нагруженному подшипнику.НДля данного подшипника условие выполняется.Подшипник пригоден.Проверка подшипника по долговечности.Проверку проводим по более нагруженному подшипнику.;.Условие выполняется.Тихоходный валДля тихоходного вала редуктора предварительно были выбраны радиальные однорядные шарикоподшипники 213 ГОСТ 8338–75 так же первоначально легкой серии. Данный подшипник имеет размеры: d=65 мм, D=120 мм, B=23 мм, r=2,5 мм. Схема установки – в распор.Угловая скорость вала =4,0 с-1, Fа=0 Н - осевая сила, RЕ=3623,1 Н RG=2230,1 Н - реакции в подшипникахC0r=34000 Н, статическая грузоподъёмность, Cг=56000 Н- динамическая грузоподъёмность,Кт=1- температурный коэффициентV=1-коэффициент вращения,Кб=1,1- коэффициент безопасности,(Lh)=8∙103-долговечность подшипника, ([3] ,стр. 129)Определяем эквивалентную динамическую нагрузкуРасчет выполняется только для подшипника с большей радиальной нагрузкой. НПроверка подшипника по динамической грузоподъемности.НДля данного подшипника условие выполняется.Подшипник пригоден.Проверка подшипника по долговечности.Проверку проводим по более нагруженному подшипнику.;.Условие выполняется.Выбор муфтыДля передачи вращающего момента от тихоходного вала редуктора на вал барабана транспортера будем применять упругую втулочно-пальцевую муфту. Данная муфта может работать при радиальном смещении до 0,4 мм и угловом до 1. Определим расчетный момент муфты. ([3], стр 237), где Кр – коэффициент режима нагрузки, Кр=1,25; Т4 – момент на выходном валу редуктора, Т4=849,4 Нм; Т – номинальный момент муфты.Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 2000-60-2-60-2-УХЛ1 ГОСТ 21424-93 на номинальный момент Т=2000 Нм с диаметром под вал 60 мм.Размеры муфты: Материал полумуфт — чугун марки СЧ20; материал пальцев – сталь 45 (ГОСТ 1050-88); материал упругой оболочки — резина с пределом прочности при разрыве не менее 8 Н/мм2.Смазывание. Смазочные устройстваПрименяем непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием).По ГОСТ 17479.4-87 выбираем сорт масла для зубчатых передач с контактным напряжением Н/мм2 и окружными скоростями м/с и м/с – И-Г-А-68 (масло индустриальное для гидравлических систем без присадок, класс кинематической вязкости – 68).В двухступенчатой передаче при окружной скорости < 1 м/с в масло должны быть погружены колеса обеих ступеней передачи. Уровень погружения колес в масляную ванну: ([1], стр. 200), но не менее 10 мм, где m – модуль зацепления, m=2,5dТ – диаметр колеса тихоходной ступени, dТ =317,8 мм=(5…80)мм. Примем уровень=20 ммДля контроля уровня масла, находящегося в корпусе редуктора воспользуемся жезловым маслоуказателем. Способ установки – в крышке.Для смены масла в корпусе предусматриваем сливное отверстие на боковой стенке, закрываемое пробкой с конической резьбой.Во избежание повышения давления внутри корпуса, внутреннюю полость корпуса сообщаем с внешней средой путем установки ручки-отдушины в его верхней точке.Смазывание подшипниковПри окружной скорости колес м/с при картерном смазывании передач подшипники смазываются брызгами масла.ЗаключениеРазливочная машина является одним из основных технологических агрегатов доменного цеха. Она предназначена для разливки жидкого чугуна в чушки и погрузки чушек на железнодорожные платформы или в полувагоны. На машинах разливают весь выплавляемый в доменных печах литейный чугун и частично передельный.Чугун разливают на машинах конвейерного типа. Конвейер содержит две замкнутые пластинчатые цепи с закрепленными на них изложницами (мульдами).В данном курсовом проекте произведена разработка привода конвейера для разливки чугуна в чашки. Выполнены все необходимые расчеты.Список литературыДунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин» / Учебное пособие для студентов/ М.: Издательский центр «Академия», 2017 г.Куклин Н.Г., Куклина Г.С. «Детали машин» / Учебник для учащихся / М.: Издательство «Высшая школа», 2013 г.Шейнблит А.Е. «Проектирование деталей машин» / Учебное пособие / М.: «Высшая школа», 2018 г.Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х томах: Т2 – М.: Машиностроение, 2011 г.Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х томах: Т1 – М.: Машиностроение, 2011 г.