Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Конусные фрикционные предохранительные муфты

Конусные предохранительные муфты отличаются хорошей расцепляемостью, однако имеют значительные радиальные размеры и отличаются высокими требованиями к соосности соединяемых валов и точности изготовления рабочих поверхностей. Материал полумуфт – чугун СЧ 15-32. Допускается сочетания: чугун по стали; чугун по бронзе; сталь по металлокерамике. Конусность назначают с тем расчетом, чтобы угол α был значительно больше угла трения, практически α=(15…30)°

Конусные муфты работают как со смазкой рабочих поверхностей, так и без смазки рабочих поверхностей.

Порядок расчета конусной фрикционной предохранительной муфты

Исходные данные: Т_н, Н·м – передаваемый крутящий момент; β –коэффициент перегрузки;

d, мм –диаметр валов;

Задаемся материалом полумуфт: например, чугун по стали: f=(0,1…0,15) – коэффициент трения;

[p]=(1,0…1,2)МПа –допускаемое удельное давление;

Задаемся углом наклона: α=(8…15)°

Задаемся отношением ширины к среднему диаметру: ψ=b/D_с=(0,15…0,25);

Определяем момент выключения муфты: Т_р=Т·β, Н·м

Вычисляем необходимый средний диаметр конусной поверхности: D_с=(2000·Т_р/(ψ·π·f·[p]))^1/3, мм

Определяем ширину поверхности и округляем до значения из нормального ряда: b=D_с·ψ, мм

Вычисляем усилие для включения муфты: Q₀=(2·Т_р/D_с)·(sinα/f+cosα), Н

Вычисляем усилие удержания муфты во включенном состоянии: Q₂=(2·Т_р∙ sinα)/(D_с·f)

Рассчитываем параметры винтовой пружины:

1 Задаемся материалом пружины и находим величину допускаемого напряжения – [τ]

2 Вычисляем диаметр проволоки: d ≥ (8∙Q₂∙K∙C)/(π∙[τ]))^1/2

где C=D₀/d - индекс пружины, задаемся; K=(4∙С+2)/(4∙С-3) – коэффициент кривизны витков;

3 Вычисляем средний диаметр пружины: D₀= C∙d

4 Вычисляем наружный и внутренний диаметры: D_н= D₀+d, D_вн= D₀-d

5 Проверяем условие: D_вн>d_ст

6 Определяем величину осадки (деформации) пружины в рабочем положении, задавшись числом рабочих витков: H₂=(8∙Q₂∙D₀³∙n)/(G∙d⁴),

где n-число рабочих витков; G - модуль сдвига пружинной стали (G=8 ∙10⁴МПа).

7 Вычисляем полное число витков: n₁=n+2

8 Высота пружины при посадке витка на виток: L₃= (n₁-0,5)∙d

9 Вычисляем зазор между витками пружины в свободном состоянии: S_p=0,1∙d

10 Шаг пружины в свободном состоянии: t= d+ H₂/n+ S_p

11 Высота пружины в свободном состоянии: L₀= L₃+ n∙(t-d)

12 Высота пружины при действии силы Q₂ L₂= L₀- H₂

ПРИВОД МАШИНЫ

Назначение привода. Общий КПД привода. Общее передаточное число.

Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют передаточные механизмы (в дальнейшем – приводы), согласуя при этом режимы работы двигателя с режимом работы исполнительного элемента.

Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к исполнительному элементу машины с увеличением вращающих моментов за счет уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией.

Передавая механическую энергию, приводы одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций.

1. Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу исполнительного элемента.

2. Изменение направления потока мощности. Примером может служить зубчатая передача заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двигателя, большинства автомобилей, составляет с осью вращения колес угол 90°. Для передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями применяют коническую передачу.

3. Регулирование частоты вращения ведомого вала.

С изменением частоты вращения изменяется и вращающий момент: меньшей частоте соответствует больший момент (при трогании автомобиля с места, при съеме стружки большой толщины). Для регулирования частоты вращения ведомого вала применяют коробки передач и вариаторы. Коробки передач обеспечивают ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала, вариаторы – бесступенчатое).

4. Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое и т.д.).

5. Реверсирование движения (прямой и обратный ход).

6. Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины.

Общий КПД привода: η_общ=η_рп·η_кон·η_цил∙η_под³·η_цп

η_цил - КПД зубчатой цилиндрической косозубой;η_кон - КПД зубчатой конической передачи;

η_под - КПД одной пары подшипников качения (в приводе три пары подшипников);

η_рп - КПД ременной передачи;

η_цп - КПД цепной передачи;

Общее передаточное число: U_общ =U₁·U₂·U₃·U₄

U₁- передаточное число ременной передачи;

U₂- передаточное число конической зубчатой передачи;

U₃- передаточное число цилиндрической зубчатой передачи;

U₄- передаточное число цепной передачи;

Общее передаточное число определяем как отношение асинхронной частоты вращения двигателя к частоте вращения исполнительного органа: U_общ = n_асин /n_вых

где n_асин = n_синх·(1-S), S - коэффициент скольжения; n_синх- синхронная частота вращения двигателя.

Кинематический и энергетический расчеты привода

Кинематический и энергетический расчеты привода заключаются в определении мощностей на каждом из валов, частоты вращения каждого вала и крутящих моментов. Полученные данные являются исходными для последующего расчета элементов привода. Разбивку передаточных чисел привода по ступеням, производят учитывая рекомендации литературных источников и опыт проектирования и эксплуатации аналогичных приводов.

Частота вращения каждого валов привода (привод - см.выше):

n₁= n_асин; n₂ = n₁/ U₁; n₃ = n₂/ U₂; n₄ = n₃/ U₃; n₄ = n₃/ U₃; n₅= n_вых;

Мощности на каждом из валов:

P₁ = P_дв; P₂ = P_дв· η_рп· η_под; P₃ = P₂· η_кон· η_под; P₄=P₃·η_цил·η_под; P₅ = P₄· η_цп;

Крутящие моменты на каждом валу привода: Т_i = 9,55 ·Р_i/n_i

Коэффициенты полезного действия некоторых передач:

Выбор электродвигателя к приводу ленточного транспортера

Мощность электродвигателя должна быть не меньше определенной по следующей формуле:

Р=Т_р∙ω_р/η= F∙ v /η, Вт

где Т_р∙, Н∙м- расчетный вращающий момент на валу барабана; ω_р, рад/с- угловая скорость барабана;

F, Н- сила тяги ленты; v, м/с- скорость движения ленты; η=η_м²·η_цил²∙η_под⁴- общий КПД привода.

Чаще всего из существующих типов двигателя выбирают асинхронные электродвигатели трехфазного тока. Рассмотрим характеристику электродвигателя.

На оси абсцисс показаны: Т_ном- номинальный вращающий момент; Т_нач- начальный (пусковой) вращающий момент; Т_max- максимальный кратковременный момент; n_с- синхронная частота вращения (при отсутствии нагрузки и равна частоте вращения магнитного поля); n_ном- номинальная частота вращения; n_кр- критическая частота вращения.

Синхронная частота вращения: n_с=60∙ f /p, соответствующая угловая скорость: ω_с=2π∙ f /p,

где f- стандартная частота переменного тока (50Гц); р - число пар полюсов (обычно -1…6);

При возрастании нагрузки частота вращения вала двигателя уменьшается вследствие скольжения S, определяемого так: S = (n_c-n)/n_c, откуда n=n_c∙(1-S).

При пуске двигателя S=1 и n=0, на номинальном режиме - S=0,02…0,05, n_ном=(0,98…0,95)∙ n_с, при отсутствии нагрузки – S=0, Т=0, следовательно n= n_с.

Необходимую частоту вращения барабана вычисляют в зависимости от заданной скорости ленты и диаметра барабана: n_р=60∙v/π∙D, где D - диаметр барабана;

Определившись с конструктивной схемой привода и двигателем, вычисляют общее передаточное число привода: U= n/ n_р.

Затем выполняют кинематический и энергетический расчеты привода.

Корпусные детали машин. Расчет основных элементов.

Корпусные детали – это детали, обеспечивающие взаимное расположение деталей узла и воспринимающие основные силы, действующие в машине. Такие детали имеют сложную форму. Их получают методом сварки или литья. При изготовлении таких деталей используется сталь и чугун, но иногда и легкие сплавы. Корпусные детали включают в себя бобышки, фланцы, ребра, стенки и т.д., которые в конечной конструкции объединены в одно целое. При конструировании литых деталей корпуса нужно стенки корпуса сделать как можно ровнее и уменьшить до таких размеров, которые будут создавать хорошее заполнение формы жидким металлом. Чем больше размер корпуса, тем толще должны быть стенки. Материалом для изготовления корпуса чаще всего является чугун.

Величину радиусов применяют из стандартного ряда. Формовочные уклоны задаются углом или катетом - а, в зависимости от высоты h: Толщину наружных ребер у жесткости основания принимают (0,9…1,0) толщины основной стенки толщина внутренних ребер равна , высота ребер . Поперечное сечение выполняется с уклоном.

К корпусным деталям крепятся фланцы, крышки, кронштейны, для установления и крепления которых выполняют опорные платики. Если литье будет неточным, то они смещаются, поэтому размеры сторон опорных платиков делаются на величину - С больше размеров опорных поверхностей прикрепляемых деталей. Для литых деталей С =2…4 мм.

При конструировании корпусных деталей обрабатываемые поверхности отделяются от необрабатываемых. Обрабатываемые - выполняются виде платиков, высота которых .

Поверхность детали при сверлении располагается перпендикулярно оси сверление, чтобы сверло не ломалось. Отверстия чаще выполняются сквозные. При нарезании резьбы применяются несколько метчиков. На станках нарезают резьбу диаметром мм.

Длина отверстий для подвода смазки должна быть как можно меньше, так ее увеличение требует применение дорогих сверл и большего времени. Несквозные резьбовые отверстия, нарезаемые резцом, имеют в конце канавку для выхода резца.

⇐ Предыдущая 12

Воспользуйтесь поиском по сайту: