ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Приводной вал ленточного конвейера
1.1. Общие сведения о ленточных конвейерах
1.2. Основное назначение ленточных конвейеров
1.3. Классификация и характеристики ленточных конвейеров
1.4. Общие сведения о приводных валах
ГЛАВА 2. Расчет приводного вала ленточного конвейера
2.1. Исходные данные
2.2. Предварительный расчёт приводного вала
2.3. Определение усилий
2.4. Определение опорных реакций, возникающих в подшипниковых узлах приводного вала, проверка долговечности подшипников
2.5. Проверка прочности шпоночного соединения
2.6. Уточнённый расчёт приводного вала
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1
Приложение 2
ВВЕДЕНИЕ
Развитие промышленности и, особенно, самой передовой техники потребовало большого изучения механизмов и деталей машин. Процесс разработки деталей машин представляет собой сложную и неоднозначную структуру. Часто называется широким термином проектирование — создание прообраза объекта, который представляет собой в общих чертах его основные параметры.
Все этапы проектирования, каждый шаг конструктора сопровождается расчетами. Высокая работа машин и их деталей заключается в обеспечении надежности и работоспособности. Работоспособность машин и их деталей определяется, как свойство выполнять свои функции с заданными показателями.
Крупнейший советский специалист по прочностным расчётам деталей машин И.А. Биргер заметил [4], что в технических расчётах «всё нужное является простым, а всё сложное – ненужным».
Актуальность исследования заключается в том, что на практике установлено, что основным видом разрушения валов различных механизмов является их усталостное разрушение, которое возникает при периодически многократно повторяющихся (циклических) нагрузках. Циклические переменные и знакопеременные нагрузки, вызывающие разрушения, обычно меньше тех нагрузок, которые вызывают разрушение детали при её статическом нагружении. Следовательно, разрушение детали вызывает не нагрузка, а определённое число циклов нагружения при данной величине нагрузки и обусловленном ею напряжении в детали. Это явление получило в технике наименование усталости металла, а последующие разрушения и износ названы усталостными.
Современные методы расчета на прочность могут прогнозировать долговечность валов до его разрушения при заданных нагрузках и заданных размерах. В опасных сечениях валов под действием циклической нагрузки сначала появляются мельчайшие трещины – показатели начала усталостного износа. С течением времени трещины распространяются по длине и в глубину вала. При достаточной глубине и длине трещины нарушаются связи в металле, а затем наступает деформация и усталостное разрушение детали.
У чисто обработанных валов усталостный износ проявляется в виде мельчайших поверхностных трещин, с течением времени распространяющихся в глубину от поверхности вала. Затем наступает разрушение вала в опасном сечении. Вал с обнаруженными усталостными трещинами необходимо заменить, так как отремонтировать его невозможно.
Объектом исследования в данной курсовой работе являются ленточные конвейеры, их назначение и классификация.
Предмет исследования — расчет приводного вала ленточного конвейера.
Целью данной работы является ознакомление с ленточными конвейерами, их назначением и классификацией, а также изучение приводных валов ленточных конвейеров, их конструирование и определение условий их безопасной, надежной и долговечной эксплуатации.
Для достижения поставленной цели поставлены следующие задачи:
— анализ научно-технической литературы по данной теме;
— изучение общих сведений о ленточных конвейерах;
— ознакомление с классификацией ленточных конвейеров;
— определение геометрических характеристик вала;
— самостоятельный подбор и проверка долговечности подшипников качения для исследуемого вала;
— проверка прочности шпоночного соединения;
— проверка выбранного вала на усталостную прочность с целью уточнения правильности выбора данной конструкции вала;
— анализ и выводы о проделанной работе.
В списке литературы приведен материал, который будет использоваться при выполнении работы. В каждом учебном пособии имеются необходимые пояснения и рекомендации по выполнению теоретической и практической части.
Огромное количество авторов занимаются подобными видами исследований. Имеется большое число литературы, в которой описывается расчёт деталей машин. Спустя некоторое время происходит перевыпуск старой литературы в более новое издание, которое является более дополненным.
Работа основана на результатах исследований по теории непрерывного транспорта таких ученых как: Иванова М.Н., Финогенова В.А. [9], Курмаз Л.В., Курмаз О.Л. [13], Решетова Д.Н [17], Тарабасова Н.Д., Учаева П.Н. [21], Биргера И.А., Иосилевич Г.Б. [4]. В их учебниках приведены подробные сведения о принципах проектирования конвейеров, описана теория расчетов, даны все необходимые формулы и примеры расчета. Необходимые для расчета справочные данные приведены в справочнике Марона Ф.П., Кузьмина А.В. [15]. Примеры конкретных устройств, основные стандартные размеры описаны в справочниках Толстоганова А.А. [21, 22], Марон Л.Ф. [15] и других. Общие методики проектирования и расчета основных деталей машин приведены, например, в пособиях к курсовому проектированию Санюкевича Ф.М [18], Дунаева П.Ф., Леликова О.П. [7], Шейнблита А.Е. [23] и других.
Помимо этого, существует некоторое число ГОСТов [1,2], которыми необходимо будет пользоваться в ходе работы. Полный список будет указан в конце курсовой работы.
ГЛАВА 1. ПРИВОДНОЙ ВАЛ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
1.1. Общие сведения о ленточных конвейерах
Ленточный конвейер — это устройство, необходимое для транспортировки с объединенным грузонесущим механизмом и тяговым механизмом в виде замкнутой гибкой ленты. Лента конвейера по всей своей длине опирается на неподвижные роликовые опоры и приходится в движение за счет силы трения между приводным барабаном и лентой. Ленточные транспортеры в основном используются в шахтах и карьерах для подъема полезных ископаемых на поверхность и последующей доставки до места назначения. Ленточные конвейеры могут так же применяться для транспортировки полезных ископаемых непосредственно к потребителю. Например, уголь доставляется на электростанцию, руда – на завод. Иногда с помощью специальных ленточных конвейеров перемещаются люди [8].
Ленточный конвейер (рисунок 1) имеет станину 6, на которой установлены два барабана: задний 1 – натяжной и передний 7 – приводной. Вертикально замкнутая лента 5 огибает натяжной и приводной барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, — нижними 10 и верхними 4, которые закреплены на станине 6. Вместо роликов иногда применяется настил. Приводной барабан вращается от привода 11 и приводит в движение ленту конвейера. Для приводов ленточных конвейеров используются электродвигатели с синхронной частотой вращения 1000 … 1500 об/мин. Частота вращения привода барабана — не больше 200 об/мин [10].
Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, которые размещены на конвейере. Транспортируемый груз перемещается на верхней (грузонесущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной).
Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и наклонном направлениях разнообразных штучных и насыпных грузов, а также межоперационном транспортировании при поточном производстве. Ленточные конвейеры получили широкое распространение во всех отраслях производства.
Рисунок 1 — Общий вид ленточного конвейера
Ленточные конвейеры служат составными частями таких сложных машин как роторные экскаваторы, перегрузочные и отвальные мосты, погрузочно-разгрузочные машины и т.д. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возможности получения высокой производительности (до 30000 т/ч), большой длине транспортирования (до 3-4 километров в одном конвейере и до 100 километров в системе из нескольких конвейеров), простоты конструкции и эксплуатации и высокой надёжности работы [10].
1.2. Основное назначение ленточных конвейеров
Конвейеры предназначены для транспортировки грузов постоянным потоком, который практически не останавливается. Конвейеры необходимы для работы с массовыми грузами, состоящими из различного рода частей.
Все такого рода машины можно разделить на 2 группы – имеющие тяговый элемент и без него.
К характеристикам конвейеров можно отнести их объемную, массовую или штучную производительность.
По абразивным свойствам грузы можно разделить на следующие категории:
неабразивные – зерно, опилки, щепа и некоторые штучные пакетированные грузы,
малоабразивные – уголь, формовочная земля, половая сера, глина, песок, гравий, цемент и т.п.,
абразивная – железная руда, горные породы, кокс, известняк, магнезит, щебень,
высокоабразивные – руда цветных металлов, твердые горные породы, железная руда [8].
Ленточные конвейеры являются наиболее распространенным типом транспортирующих машин во всех отраслях промышленности. Ленточные конвейеры составляют 90% от общего числа конвейеров. Они используются в горнодобывающей промышленности, в металлургии, на предприятиях с поточным производством и т.д.
Обычно ленточные конвейеры имеют тяговый элемент в виде бесконечной ленты, которая является и несущим элементом конвейера, привод, который приводит в движение барабан, натяжное устройство, роликовые опоры на рабочей и полостной ветви ленты, а также загрузочно-разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты. Все эти устройства конвейера смонтированы на раме [10].
С помощью установок, на которых имеются ленточные конвейеры можно транспортировать сыпучие грузы на весьма большие расстояния.
У таких конвейеров производительность очень высокая. Так же к плюсам относят простоту конструкции, относительно малую материалоемкостью, и как следствие, сравнительно низкую стоимость. Они имеют плоскопараллельную трассу с подъемами и спусками в зависимости от рельефа окружающей местности.
Применение ленточных конвейеров ограничено диапазоном температур от 60 до 200 С [8].
При перемещении штучных грузов ширину ленты выбирают так, чтобы на ней остались с обеих сторон свободные поля шириной 50-150 мм.
Приводной барабан имеет форму металлического барабана, на которой передаётся вращающийся момент от двигателя посредством редуктора. Основные параметры барабана — диаметр, ширина и коэффициент трения.
Натяжные устройства служат для создания необходимого натяжения ленты и обеспечения передачи тягового усилия от барабана к ленте. Применяются винтовые и грузовые натяжные устройства, реже – грузопружинные и гидравлические [10].
1.3. Классификация и характеристики ленточных конвейеров
Ленточный конвейер – это механизм, предназначенный для непрерывной транспортировки и представляющий собой устройство в виде движущей ленты.
Данное устройство занимает далеко не последнее место среди машин, используемых для транспортировки чего-либо. Конвейер предназначен для перемещения как навалочных, так и единичных грузов. Его применяют во многих отраслях промышленности, таких как машиностроение, горнодобывающая отрасль, добыча полезных ископаемых и в агропромышленной сфере. Максимально допустимый угол наклона, на который можно установить транспортирующую ленту, доходит до 30 градусов [8].
Во многих случаях, конвейерная лента представляется одной из главных частей всего механизма. Например, при уборке зерновых культур данный продукт поднимается непосредственно по транспортерной ленте и попадает в кузов автомобиля, для дальнейшего передвижения на место последующей обработки.
Конвейеры можно подразделить по следующим признакам [8]:
1. По назначению: общего назначения (применяются на обогатительных фабриках, на поверхности шахт и т. п.); для открытых работ, подземные, специальные (для погрузочных машин, катучие конвейеры и др.).
2. По виду груза: для обыкновенных сыпучих грузов и для скальных кусковатых грузов.
3. По виду несущей ветви: с верхней несущей ветвью (изображен на рисунке 2, а), подземные ленточные конвейеры с нижней несущей ветвью (представлен на рисунок 2, б) и с двумя несущими ветвями (рисунок 2, в).
4. По расположению холостой ветви: нормальное расположение (рисунок 2, а, б), холостая ветвь опирается на ролики грязной стороной; с повернутым расположением (рисунок 2, г), холостая ветвь переворачивается на двух концах конвейера и опирается на ролики чистой стороной.
5. По форме поперечного сечения несущей ветви: с плоской лентой (рисунок 2, г) и с желобчатой лентой (рисунок 2, е).
6. По виду трассы конвейера: криволинейные в профиле и прямолинейные.
Рисунок 2 — Схемы ленточных конвейеров
Угол наклона ограничивается силой трения между транспортируемым материалом и лентой. При установке гладких лент угол наклона — 18-22°, а при установке специальных лент — увеличивается на 5-15°. Длина конвейера зависит от качественных характеристик материала, из которого производится лента. Для горизонтальных конвейеров от 300-400 м (хлопчатобумажная лента) до 3-5 км (тросовая лента). Длина наклонных конвейеров в 3-5 раз меньше. Производительность подземных конвейеров до 1000 т/ч, карьерных до 20000 т/ч. При помощи ленточного конвейера можно перемещать практически любые насыпные грузы, исключая очень липкие [8].
Достоинства ленточных конвейеров:
— высокая производительность;
— сравнительно небольшая энергоемкость и сравнительно большая длина в одной конструкции;
— можно перемещать как под углом вверх или вниз, так и по горизонтали;
— всегда существует возможность автоматизации.
Недостатки:
— нельзя перемещать при углах наклона более 18 – 22°, а также при сильно искривленной трассе;
— небольшой срок службы роликов и ленты;
— дороговизна ленты и роликов;
— зависимость работы от погодных условий (для открытых конвейеров);
— необходимость предварительного раздробления крупнокускового материала [8].
В процессе эксплуатации элементы и конструкции любых машин подвергаются отдельным видам эксплуатационных воздействии и/или их различным комбинациям. Под данным воздействием в материалах деталей машин происходят различные физико-химические процессы, приводящие к износу, усталостным разрушениям, коррозии и другим видам старения, вызывающе изменяя состояния машин [12].
Все виды эксплуатационных воздействий можно разделить на четыре группы: силовые; температурные; окружающей среды и трения [8].
Интенсивность их воздействий на детали в процессе эксплуатации различна.
Конструкционные и технологические факторы несовершенств помогают ускоренному развитию процесса старения под воздействием эксплуатационных воздействий. При сопряжении деталей машин эти несовершенства или дефекты наращивают динамические составляющие силы, которые увеличивают уровень деформации или ускоряют процесс разрушения. Кроме того, у трущих поверхностей возрастает зазор между элементами, способствующий появлению колебаний. Температурный фактор у ленточных конвейеров заметен в трансмиссиях, в редукторе за счет увеличения температуры случается потеря свойств смазочных масел, что, в свою очередь повышает износ контактирующих поверхностей [10].
Значительное влияние на работоспособность оказывает окружающая среда. Так как рабочая среда в обогатительных фабриках является запыленной средой, частицы, попадая в трущие плоскости, ускоряют процесс изнашивания.
Фактор трения в рабочем процессе ленточных конвейеров играют особенную роль. В случае если при тяговом процессе оно играет позитивную роль, то при учете движений ленты с грузом играют негативную роль [10].
Все перечисленные производственные факторы является ускорителями процесса старения, наступления которого находится в зависимости от интенсивности процесса. Значительное воздействие на интенсивность старения оказывает степень соблюдения нормальных условий эксплуатаций транспортирующих машин. При соблюдении данных критерий основная масса эксплуатационных повреждений не приводит к неожиданным остановкам машин и технического обслуживания и ремонта. Зачастую эти нарушения связаны со стремлением к достижению наибольшей производительности агрегата без учета их технических возможностей.
Следует отметить, что, говоря о соблюдении нормальных условий эксплуатации, мы исходим из того, что эти условия регламентированы нормативной документацией.
В совокупности влияния производственных факторов на составляющие производственных машин приводят к изменению начального состояния механических систем, оценку которого производят по различным признакам путем сравнения.
Для определения технического состояния элементов механических систем существует 2 метода: прямой и косвенный. Прямой метод учитывает определение перемен величины повреждения деталей, величины износа, деформации, размера трещины и др., осуществляется в большинстве случаев при разработке машины, что не всякий раз вероятно. Косвенный метод учитывает определение изменений выходного параметра функционирования машины, зависящего от степени повреждения деталей, от нарушения регулировки узлов или технологического режима [8].
1.4. Общие сведения о приводных валах
Барабан ставится на приводном валу конвейера. Барабаны изготавливают сварным или получают методом литья. В сварной конструкции имеет место сокращение расхода металла и как следствие, масса барабана уменьшается. Из-за этого предпочтение в основном отдают сварной конструкции. Барабаны, имеющие две ступицы, закрепляют одной шпонкой с той стороны, где подаётся крутящий момент. Опоры ставят на расстоянии 150…200 мм от краёв барабана. В опорах устанавливают радиально-сферические подшипники качения (шариковыми) [12].
Валы барабанов и звездочек предпочтительно выполняют ступенчатой формы с коническими концами (рисунок 3). В опорах валов барабанов и звездочек располагают самоустанавливающиеся подшипники качения (двухрядные сферические шариковые или роликовые) из-за невозможности точной взаимной установки корпусов подшипников. Валы фиксируют в осевом направлении в одной опоре (рисунок 3 и 4), а другую выполняют плавающей. Корпуса подшипников могут опираться на лапы (рисунок 3, а и рисунок 4, б) или иметь фланцевое крепление (рисунок 6), могут быть целыми (рисунок 3 и 4) или разъемными (рисунок 4) [12].
Рисунок 3 — Вал приводной с литьем (а) и сварным (б) барабаном
Рисунок 4 — Сварной приводной барабан из труб и штампованных деталей (а) и с цапфами (б)
Барабаны делают литыми из чугуна или стали (рисунок 3, а) или из стали сварными (рисунок 3, б). Обечайку сварного барабана выполняют из трубы подходящего параметра или из листа, согнутого на листогибочных вальцах, также можно также штамповать из двух половинок в горячем состоянии.
Чтобы лента не сбегала с барабанов, их делают бочкообразными, что приводит к вытягиванию средней части ленты. В последнее время все чаще применяют цилиндрические барабаны, обеспечивая центровку ленты роликами.
Приводные звездочки цепных конвейеров делают из стали литыми (рисунок 5) или сварными (рисунок 6). В кинематической схеме привода цепных конвейеров обычно предусматривают предохранительное устройство (предохранительную муфту), которое нужно установить как можно ближе к источнику возможных перегрузок. Опоры аналогичны опорам барабанов ленточных конвейеров [22].
Рисунок 5 — Вал приводной с литой звездочкой
Рисунок 6 — Вал приводной со сварными звездочками
Обод барабана выполняют из трубы или варят из листа. Его толщина составляет 10…15 мм, при выборе трубы необходимо учитывать припуск на обработку обода по наружному размеру. Внутри обод точат в местах установки дисков.
Диск делают из листа толщиной 6…8 мм, ребра – из полосы такой же толщины.
Шпонку устанавливают только в одну ступицу со стороны кручения. Размеры шпонки b x h принимают по ГОСТ 23360-78.
Диаметр барабана и его длина произвольные. Если длина не задана, то ее принимают на 100…200 мм больше ширины барабана [22].
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ПРИВОДНОГО ВАЛА
ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
2.1. Исходные данные
1. Частота вращения приводного вала n = 70 об/мин.
2. Вращающий момент на приводном валу Т = 930 Н ∙ м.
3. Диаметр барабана Dб = 550 мм.
4. Для соединения выходного вала редуктора с приводным валом принята цепная муфта, передающая максимальный крутящий момент 1500 Н∙м. Расчетный крутящий момент на муфте Тр = 1130,6 Н ∙ м.
5. Расчетный срок службы [Lh] = 25000 ч.
2.2. Предварительный расчёт приводного вала
Предварительный расчет валов ведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Диаметр выходного конца приводного вала определяется по формуле ([14], 8.16)
(1)
где [τk] – допускаемое напряжение на кручение, МПа; [τk] = 15 … 25 МПа.
Получаем:
Принимаем dв пр =63 мм.
Диаметр вала под уплотнением:
(2)
Принимаем dу пр =75 мм.
Диаметр вала под подшипники dп пр =75 мм.
Диаметр вала для упора подшипников:
(3)
Принимаем dуп пр =90 мм.
Диаметр вала в зоне посадки ступицы барабана dст б =95 мм.
Величины t и r принимаем по ([7], с.42): tцил=4,6, tкон=2,7, r=3,5.
2.3. Определение усилий
Величину Fм определим по зависимостям (4) и (3), где D0=147,21 мм:
,
Принимаем Fм = 5376 Н.
Расчетное усилие S определяем по формуле (1), а усилия Sнаб и Sсб определяются из системы уравнений (2), коэффициент с = 2,08:
2.4. Определение опорных реакций, возникающих в подшипниковых узлах приводного вала, проверка долговечности подшипников
Схема нагружения приводного вала представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 — Схема нагружения приводного вала
Пусть заданы расстояния: а=162 мм, b=160 мм, с=560 мм, d=160 мм.
Определяем опорные реакции от действия усилия S (рисунок 8а):
Подбор подшипников осуществляем по наиболее нагруженной опоре.
Для установки на приводной вал принимаем шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники средней серии 1315, имеющие следующую характеристику:
Номинальная долговечность подшипника, млн. об., определяется по формуле ([14], 9.1)
(4)
где С — динамическая грузоподъемность подшипника, кН;
— эквивалентная нагрузка, кН;
р — показатель степени; для шариковых подшипников р=3.
Номинальная долговечность подшипника в часах определяется по формуле ([14], 9.2)
(5)
Так как осевая нагрузка отсутствует, то эквивалентная нагрузка определяется по формуле:
(6)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки; Х=1 ([14], табл. 9.18);
V – коэффициент вращения; V=1;
— коэффициент безопасности; = 1,3 ([14], табл. 9.19);
— температурный коэффициент; =1,0.
Долговечность подшипников приводного вала обеспечена.
2.5. Проверка прочности шпоночного соединения
Для изготовления шпонок принимаем сталь 45 нормализованную. Напряжение смятия и условие прочности проверяется по формуле ([14], 8.22)
(7)
где Т – передаваемый вращающий момент, ;
d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;
— рабочая длина шпонки, мм; ;
— допускаемое напряжение смятия, МПа; =150 МПа ([16], п. 8.1)
В месте установки барабана:
d=95 мм; b x h = 25 x 14 мм; l=130 мм;
Условие прочности (7) выполняется.
2.6. Уточнённый расчёт приводного вала
Принимаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения от кручения по отнулевому.
Прочность вала обеспечивается при следующем условии
(8)
где — допускаемый коэффициент запаса прочности;
=2,5 ([18], с. 162).
Коэффициент запаса прочности в опасном сечении рассчитывается по следующей формуле:
(9)
где — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
(10)
где — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; — для углеродистых сталей;
— эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;
— коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;
— амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении;
— среднее напряжение ци6кла нормальных напряжений;
— коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
(11)
— предел выносливости стали при симметричном цикле кручения;
Остальные обозначения в формуле (11) имеют тот же смысл, что и в формуле (10), с той лишь разницей, что они относятся к напряжениям кручения.
Рассчитываем изгибающие моменты (рисунок 8а).
Рассчитываем изгибающие моменты (рисунок 8б).
В результате получаем, что изгибающие моменты составят:
Рассмотрим место установки барабана.
Материал вала – сталь 45 нормализованная:
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
Момент сопротивления кручению
(12)
Момент сопротивления изгибу
(13)
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
(14)
Условие прочности (8) выполняется.
Рассмотрим опору А.
Концентрация напряжений обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника с гарантированным натягом.
Принимаем
Осевой момент сопротивления:
(15)
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
(16)
Полярный момент сопротивления:
(17)
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Условие прочности (8) выполняется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе производился расчет приводного вала ленточного конвейера. Расчет привода ленточного конвейера производился в строгой последовательности, согласно методическим указаниям.
В ходе написания первой главы работы были изучены основные теоретические аспекты курсового задания, изучена специальная литература по заданной теме, рассмотрены ленточные конвейеры, их назначение, применение, рассмотрены эксплуатационные характеристики и параметры надежности. Изучена классификация, характеристики и принцип работы наиболее распространенных конвейеров. Так же были рассмотрены общие сведения и виды приводных валов, применяемых при изготовлении конвейеров.
Благодаря теоретической части закрепились навыки работы с литературой по техническому направлению, а также повысился опыт изложения полученной информации в обобщенном виде.
Во второй главе выполнен предварительный расчет, определены усилия и опорные реакций, возникающих в подшипниковых узлах приводного вала, а также произведена проверка долговечности подшипников и шпоночных соединений.
При расчётах был выбран наиболее распространенный материал для валов – сталь 45 нормализованная.
Исходя из расчетов, был выбран диаметр концевого участка вала 63 мм, диаметр вала под подшипники составил 75 мм, диаметр под ступицу барабана составил 95 мм.
Для выбора подшипников были определены реакции опор в местах установки подшипников. Исходя из диаметра вала и величин реакций, были выбраны шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники средней серии №1315. Далее был выполнен расчет подшипников на долговечность. Долговечность подшипников составила 40000 часов, что превышает указанную в задании 25000 часов.
При уточненном расчете вала были определены коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям в двух точках – в точке шпоночного соединения вала со ступицей барабана и в месте посадки подшипника. Расчеты показали, что в месте посадки барабана коэффициент запаса прочности достаточно велик и не превышает минимально допустимый.
При выполнения курсовой работы были значительно закреплены и
обобщены знания, полученные ранее при изучении технических дисциплин, приобретены навыки работы с научной и справочной литературой, изучены основные понятия и термины исследуемой темы, освоены методы расчетов простых деталей узлов и механизмов, изучены методики проектировочных расчетов валов ленточных конвейеров по предложенным исходным данным.
Полученные результаты расчетов показывают, что выбранная марка стали (Сталь 45 нормализованная), выбранные размеры вала соответствуют требованиям, указанным в исходных данных к курсовой работе. Проверочные расчеты вала показали, что вал удовлетворяет условиям прочности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 23360-78. Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки [Электронный ресурс].
2. ГОСТ 28428-90. Подшипники радиальные шариковые сферические двухрядные. Технические условия [Электронный ресурс].
3. Барабанцев В.А. Расчет и конструирование приводного вала: метод. указания к курсовому проекту по дисциплинам «Прикладная механика» и «Механика» для студентов техн. специальностей днев. и заоч. форм обучения. – Гомель:ГГТУ им. П.О. Сухого, 2009. – 39 с.
4. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б., Шорр Б.Ф. Расчёты на прочность деталей машин.– М.: Машиностроение, 1979.
5. Вайнсон, А.А. Подъемно-транспортные машины. 3-е изд., перераб. и доп./ А.А. Вайнсон. М.: Машиностроение, 1974.
6. Воячек А.И., Сенькин В.В. Основы проектирования и конструирования машин: учебное пособие для студентов, изучающих экономику и менеджмент / А.И. Воячек, В.В. Сенькин. – Пенза: Изд-во Пензенского университета, 2008. – 228 с.
7. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 2001. – 447 с.
8. Дьяков В. А., Шахмейстер Л. Г., Дмитриев В. Г. Ленточные конвейеры в горной промышленности. – М.: Недра, 1982. – 349с.
9. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин / А.С. Иванов. – Издательство: Высшая школа Год: 2008. – 230 с.
10. Конвейеры: Справочник/Р.А. Волков, А.Н. Гнутов, и др. Под общей редакцией Ю.А. Пертена Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1984. 367 с.
11. Кузьмин, А.В. Расчет деталей машин: справочное пособие/ А.В. Кузьмин. — Минск: Вышэйш. шк., 1986.
12. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: Учеб. для машиностроит. спец. техникумов. – 4-е изд., перераб. и доп. / Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина. – М.: Высш. шк., 2007. – 383 с: ил.
13. Курмаз Л.В., Курмаз О.Л. Конструирование узлов и деталей машин / Л.В. Курмаз, О.Л. Курмаз. – М.: Высш. шк., 2007-.457 с.
14. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие / С.А. Чернавский и др. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.
15. Марон Ф.Л., Кузьмин А.В. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин / Ф.Л.Марон, А.В. Кузьмин. – Минск: Высшая школа, 2005. – 272 с.
16. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – М: Машиностроение, 1983. — 543 с.
17. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов / Д.Н. Решетов. – М.: Машиностроение, 2001. – 496 с.
18. Санюкевич Ф.М. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие. – Брест: БГТУ, 2004. – 488 с.
19. СуринВ.М. Техническая механика : учебное пособие для студентов специальности 1-53 01 07 «Информационные технологии и управление в технических системах» для дистанционной формы обучения / В.М. Сурин. – Минск: БГУИР, 2009. – 216 с.
20. Таланов А.С. Расчет и проектирование вала редуктора. Учебно-методическое пособие по курсу «Прикладная механика».- СПб.: СПбВПТШ МВД РФ, — 1995. — 48 с.
21. Тарабасов Н.Д., Учаев П.Н. Проектирование деталей и узлов машиностроительных конструкций / Н. Д. Тарабасов, П. Н. Учаев. – Справочник. 1983. – 239 с.
22. Толстоногов А.А. Детали машин и основы конструирования / А.А. Толстоногов. – Издательство: СамГАПС, 2003. – 335 с.
23. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов / А.Е. Шейнблит. – М.: Высшая школа, 2002.– 432с.
24. Шелофаст В.В., Чугунова Т. Б. Основы проектирования машин / В.В. Шелофаст, Т. Б. Чугунова. – Примеры решения задач. 2007. – 240 с.. — 432 с.
25. Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Детали машин. М.: Академия, 2010. – 284 с.