Ременные передачи

1. Исходные данные для расчетов

Для сравнимости результатов при анализе решений расчеты различных типов ременных передач произведены для одних и тех же исходных данных:

1) номинальная мощность привода винтового конвейера P _nom = 2,9 кВт;

2) частота вращения ведущего шкива (вала двигателя) n ₁ = 950 мин ^{– 1} ;

3) передаточное число i = 1,6;

4) ограничения:

а) по условиям компоновки: номинальное межцентровое расстояние а _nom = 500 ± 60 мм; угол наклона передачи ψ = 25⁰ ; высота редуктора H = 450 мм;

б) по режиму работы: значительные колебания нагрузки, кратковременная пусковая перегрузка до 200 % от номинальной; работа двухсменная.

Общие параметры при расчетах

1) Общая расчетная схема для всех типов передач приведена на рис. 1.1.

2) Согласно P ¢ _дв = P _{nom ,} где P ¢ _дв – потребная мощность двигателя – и

n ₁ = 950 мин^{– 1} принят электродвигатель АИР 112МА6У3 (P _дв = 3 кВт), у которого габарит d ₃₀ = 246 мм (рис. 1.1).

Диаметры шкивов по условиям компоновки должны быть:

d ₁ ≤ d ₃₀ , d ₂ ≤ H (1.1)

3) По табл. П8 режим работы – тяжелый, коэффициент динамичности

нагрузки и режима работы C _p = 1,3.

4) Номинальный вращающий момент T _{1 nom} = 9550·2,9 / 950 = 29,2 H·м.

Расчетная передаваемая мощность P = P _nom С _p = 2,9·1,3 = 3,77 кВт. (1.2)

Расчетный передаваемый момент T ₁ = 9550·3,77 / 950 = 37,9 H·м. (1.3)

2. Расчет плоскоременной передачи

Последовательность и результаты расчета передач с синте-ическим и прорезиненным кордшнуровым ремнями оформлены в виде табл. 2.1.

Рис. 1.1. Расчетная схема ременной передачи

Анализ результатов расчета по табл. 2.1:

1) Для передачи мощности P = 3,77 кВт при n ₁ = 950 мин^{– 1} плоские прорезиненные ремни не годятся, так как требуется b ¢ = 156…71,8 мм при d ₁ = 140…200 мм, а изготавливают ремни только до b _max = 60 мм (табл. П2). Если принять b = 60 мм, то для передачи наименьшей величины F_t = 379 H (п. 12 табл. 2.1) потребуется [p ] » [p ₀ ] » 379 / 60 = 6,3 Н/мм. Это может быть выполнено (табл. 2 части I) при d ₁ = 224 и 250 (≈ d ₃₀ ) мм, σ₀ = 2 МПа и [p ₀ ] = 6,5 Н/мм. Пересчет на данные размеры d ₁ приведен в табл. 2.1, начиная с п. 18.

2) При использовании синтетического ремня толщиной 1,0 мм вариант с d ₁ = 100 мм неудовлетворителен, так как расчетная ширина b ¢ = 90,1 мм должна быть округлена до ближайшей большей b = 100 мм (табл. П1), но тогда длина L _p = 1400 мм не удовлетворяет L _{p min} = 1500 мм при b = 100 мм.

3) Сравнивая результаты при b = 60 мм (для вариантов d ₁ = 160 и 224 мм), видим, что в передаче с прорезиненным ремнем габариты по диаметрам и частота пробега ремня увеличились в 1,4 раза

Таблица 2.1 – Формуляр расчета плоскоременных передач

4) Если в техническом задании на проект вид ремня задан , то следует, исходя из результатов расчета, отдать предпочтение вариантам:

а) синтетический ремень; d ₁ = 160 мм; d ₂ = 250 мм; μ = 5 с ^{– 1} ; b = 60 мм;

L _p = 1600 мм;

б) прорезиненный кордшнуровой ремень d ₁ = 224 мм; d ₂ = 355 мм; μ = 5,57с ^{– 1} ; b = 60 мм; L _p = 2000 мм.

5) Если вид плоского ремня не задан , то преимущество имеет синтетический ремень по п. 4а.

3. Расчет клиноременных передач

Для клинового ремня нормального сечения по величинам P = 3,77 кВт, T ₁ = 37,9 H·м, n ₁ = 950 мин ^–1 , пользуясь рис. П1 и табл. П4, выбираем сечения А и В(Б). Назначаем класс ремня II.

Для узкого ремня (табл. П4) – сечение SPZ (УО), для поликлинового ремня (табл. П6) – сечение Л.

Размеры сечений кордшнуровых ремней даны в табл. 3.1.

Таблица 3.1 – Размеры выбранных сечений ремней и параметры передач (см. рис. 1, ч.I)

Формула (6) может быть представлена как 0,7d ₁ (1 + i ) < а < 2d ₁ (1 + i ).

Отсюда при i = 1,6 и а = 500 мм рекомендуемый d ^' ₁ находится в пределах

135 < d ₁ < 385 мм. Заданное ограничение (d ₁ ≤ d ₃₀ = 246 мм) уменьшает интервал до 135 < d ₁ < 246 мм. Округляя d ¢₁ по ГОСТ Р 50641 – 94, получим 140 £ d ₁ £ 224 мм. Тогда d ₂ = id ₁ дает 224 £ d ₂ £ 355 мм, что находится в пределах ограничения H = 450 мм.

Для сравнительного расчета выбираем шкивы с диаметрами:

d ₁ , мм ……. 140 160 200 224

d ₂ , мм ……. 224 250 315 355.

Для тяжелого режима работы долговечность ремней в эксплуатации (табл. П3)

T _P = T _P(ср) К ₁ К _2, где К ₁ = 0,5 – коэффициент режима работы; К ₂ = 1 – коэффициент климатических условий; T _P(ср) = 2500 ч (II класс) – ресурс ремней при среднем режиме и T _P = 2500·0,5·1 = 1250 часов. Гарантированный ресурс изготовителя при этом – 300 ч.

При расчете на долговечность было принято: E = 100 МПа, m = 8, σ_у = 9 МПа; N _оц = 2·10 ⁶ – наработка клиновых ремней II класса с передачей мощности (табл. П3).

Общие расчетные параметры, независящие от вида ремня, представлены в табл. 3.2.

Продолжение расчета, специфического для ремней нормального сечения, – в табл. 3.3.

Анализ результатов расчета по табл. 3.3.

1) Для ремней класса II сечения А, начиная с d ₁ = 180 мм и выше (рис. П3)

Р ₀ не зависит от диаметра шкива и не влияет на количество ремней. То же для сечения В(Б), начиная с d ₁ = 280 мм и выше.

2) Отношение L_h / T _P ≥ 1 показывает, что данные варианты параметров обеспечивают требуемую эксплутационную долговечность T _P = 1250 часов.

Ремни сечения А удовлетворяют этому условию для всех выбранных d ₁ , сечения В(Б) – только для d ₁ = 224 мм.

По условию долговечности для дальнейшего анализа оставляем ремни сечения А.

3) При d ₁ = 140 и 160 мм количество ремней сечения А одинаково

(К = 3), но долговечность при d ₁ = 160 мм (L_h = 5110 ч) в 2,38 раза выше, чем при d ₁ = 140 мм (при разности диаметров всего 20 мм). Во столько же раз уменьшается вероятность замены комплекта ремней в работе при d ₁ = 160 мм. При d ₁ = 200 мм (L_h = 5360 ч), долговечность увеличивается несущественно, но растут габариты передачи.

4) Исходя из анализа результатов расчета при соблюдении всех наложенных ограничений, окончательно выбираем передачу с параметрами:

РЕМЕНЬ А – 1600 II ГОСТ 1284.1 – 89; d ₁ = 160 мм, d ₂ = 250 мм, i = 1,58, v =

8 м/с, α = 169,7 ⁰ , μ = 5 с ^–1 , а _nom = 476 мм, ∆ = 80 мм, К = 3, F ₀ = 119 H, F _{в x} = 644 H, F _{в y} = 300 H, L_h = 5110 ч, L_h / T _P = 4,09.

Общие расчетные параметры передач с узкими и поликлино-выми ремнями приведены в табл. 3.1 и 3.2.

Продолжение специфики расчета этих передач оформлено в табл. 3.4.

Анализ результатов расчета по табл. 3.4.

Таблица 3.2 – Формуляр расчета общих параметров клиноременных передач

Таблица 3.3 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передачи с клиновыми ремнями нормального сечения А и В(Б)

Таблица 3.4 – Продолжение расчета (табл. 3.2) передач с узким ремнем SPZ (УО) и поликлиновым сечения Л