鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計
鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計,鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計,鋼坯,火焰,清理,清算,設計,裝置
系統(tǒng)總體方案確定
本課題是以及其經(jīng)濟性好,人性化設計,可靠性高,壽命長,結(jié)構(gòu)簡單,易于維修等為設計思路
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5880N
F=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/η,式中η為系統(tǒng)總的傳動效率
電動機到鏈傳動總的傳動效率為η=η1*η2(平方)*η3(六次方)*η4*η5
式中:η1為V帶傳動效率,η2為閉式齒輪的傳動效率,η3為圓錐滾子軸承的傳動效率,,η4為聯(lián)軸器的傳動效率,η5為鏈傳動效率
查表:η1=0.95 η2=0.97 η3=0.98 η4=0.99 η5=0.96
代入上式:η=0.723
所以電動機的有效功率Pd=p/η=0.209KW
所選電動機的額定功率必須滿足Pe>Pd
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i
1
Y2-90S-8
0.37
750
700
65
4,V帶的設計計算
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=4.33
4.2 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*η4=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*η2*η3=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*η2*η3=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*η1*η5=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)
1
238.33
0.199
7.97
2
47.67
0.189
37.86
3
11.01
0.180
156.13
4
11.01
0.17
147.46
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=0.1812
2.選擇V帶型號
選A形V帶
4.4帶傳動設計計算
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 1/2120
確定V帶根數(shù)Z
Z>Pca/(P0+ΔP)KαKl
P0為單根V帶的基本額定功率,Δp0為I≠1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 Δp0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13
代入得Z=2
確定單跟初拉力F0
F0=500*Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N
查表的q=0.1kg/m
計算對軸的壓力Fp
Fp=2ZF0sin(α1/2)=2*2*16.37*sin(159.86/2)=64.47
帶輪的結(jié)構(gòu)設計
1. 小帶輪的設計
因為小帶輪基準直徑d1=160<300,故可采用實心式結(jié)構(gòu)
帶輪寬:B=(Z-1)e+2f=35
式中:e為槽間距,取e=15,f為第一槽對稱面值斷面的距離,f=10
輪轂寬:L=(1.5-2)d=43.2
輪轂外直徑:d1=1.9d=45.6
帶輪外徑:da=dd+2Ha=160+2*2.75=165.5
查得Ha=2.75
輪緣寬:δ=8mm
基準線下深槽:10mm
簡圖如下:
大帶輪設計
因為基準直徑d2=480>300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:δ=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=29
2, 選擇主動鏈輪齒數(shù)
Z1=iZ2=1*29=29<120
故合理
3,確定計算功率
已知鏈傳動工作平穩(wěn),設計功率為
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=1.0
Kz-小鏈輪齒數(shù)系數(shù),取Kz=1.579
Km-多排鏈排數(shù)系數(shù),去Km=1
3, 鏈條節(jié)距選用
根據(jù)設計功率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,設鏈長10M
計算鏈輪尺寸
D1=P/(sin180/Z1)=88.9/sin(180/29)=822.4mm
D2= 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=0.47<0.6m/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=49.6mm
B1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=49.6mm
4, 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。
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鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計
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