Оборудование производства ИУ

s₄ = 3,49 МПа

t₁ = 6,47 МПа

t₂ =4,31 МПа

Суммарное нормальное напряжение будет максимальным в точке А, где все составляющие имеют один знак: s_{å A} = s₁ + s₂ + s₃ + s₄ .

s_{å A} = 7,56 МПа

Касательное напряжение в этой точке равно t₂ .

Суммарное касательное напряжение максимально в точке В, где t_{å B} = t₁ + t₂ . Суммарное нормальное напряжение в точке В составит s_{å B} = s₁ + s₂ + s₄ .

s_{å B} = 3,777 МПа

Расчет перемычки на прочность, поскольку барабаны изготав­ливаются из чугуна, следует вести по I теории прочности, приня­той для хрупких материалов:

;

,

где [s]– допускаемое напряжение материала барабана, МПа ([s]= (0,16...0,18)× s_в )_.

=11,27 МПа

=24,55 МПа

Условие выполняется

Материалы элементов конструкции роторной машины выбираем по таблице 8 [1]

4. Расчет привода транспортного движения

4.1. Выбор схемы привода.

В автоматических роторных линиях реализуются четыре прин­ципиально различных конструктивных варианта схем привода вращения технологических и транспортных роторов.

Первый вариант характерен для АРЛ с небольшим числом слабо нагруженных роторов, выполняющих операции небольшой энер­гоемкости (запрессовка, сборка, термохимическая обработка, конт­роль, таблетирование порошковых материалов). В этом случае вра­щение роторов осуществляется от электродвигателя посредством редуктора через ведущий (наиболее нагруженный или средний по расположению) технологический ротор Остальные тех­нологические и транспортные роторы кинематически соединяются между собой зубчатыми колесами. Эта схема наиболее проста, но неосуществима в случае различных шаговых расстояний роторов вхо­дящих в линию. Кроме того, возможен неравномерный износ зубчатых колес привода при существенно отличающихся нагрузках на главных валах роторов.

Более распространенной является схема привода технологичес­ких групп роторов, объединяемых в линии, посредством червячных редукторов (рис.6 б.) . Входы редукторов связаны с приводным ва­лом 6, а выходы– с наиболее нагруженными роторами технологических групп либо непосредственно, либо через зубчатую передачу. Внутри каждой технологической группы вращение передается цилиндрически­ми зубчатыми колесами. Настройка взаимного углового расположения групп роторов производится зубчатыми муфтами 5, устанавливаемыми на приводном валу. Этот вариант привода широко применяется в АРЛ с восемью-десятью технологическими роторами и производительностью линии до 200 шт / мин.

Недостатки схемы: неравномерная нагруженность элементов при­вода, низкий КПД привода (0,6...0,7), сложность защиты привода линии от перегрузок. Наличие одного скоростного режима затрудня­ет использование привода в высокопроизводительных АРЛ.

4.1. Определение крутящего момента на валу технологических и транспортных роторов.

4.1.1. Технологический ротор с механическим приводом рабочего движения.

Суммарный момент M на валу технологического ротора с механическим (кулачковым) приводом складывается из момента тех­нологических сил М_т , момента сил трения М_тр , момента на преодоление инерции вращающихся масс ротора при пуске линии М_и .

M= М_т + М_тр + М_и (17)

Момент технологических сил определяется по формуле:

М_т = P_т R_p u_осн tg a_k

где Р_г – технологическое усилие, Н;

a_к –угол подъема профиля кулачка;

R_р – радиус начальной окружности ротора, м;

u_осн – число инструментальных блоков в рабочей зоне ротора.

М_т = 2.12 Н/м

Момент сил трения:

М_{т p} = G_p R_n m_n /cos a_n ,(18)

где G_р – вес ротора, Н;

R_п – средний радиус подшипников ротора, м;

m_п – коэффициент трения в подшипниках (m_п = 0,06…0,1);

a_п – угол, определяющий направление усилия в подшипниках

(a_п = 12 °).

М_{т p} = 0,62 Н/м

Момент инерции масс ротора можно приближенно определить по формуле:

М_и = G_p R_n ² e/2g (19)

где e– среднее угловое ускорение ротора при пуске линии, с^-2 ;

g– ускорение свободного падения, м / с^-2 .

Среднее угловое ускорение ротора:

e = pn_p /30T_n

где n_р – число оборотов ротора, об / мин;

Т_п – время пуска линии, с.

По рекомендациям [4] Т_п Ј 0,5 с.

e = 25,9

М_и = 2,33 Н/м

M = 5,07 Н/м

4.1. 2 Транспортный ротор

Момент на валу транспортного ротора приближенно определяется как сумма моментов сил трения в подшипниках М_тр и момента инерции М_и :

M= М_тр + М_и (20)

Моменты М_тр и М_и определяются по формулам (18) и (19)

M= 1.52 Н/м

4.2. Расчет мощности электродвигателя привода

Мощность электродвигателя (кВт) привода транспортного дви­жения роторной линии, включающей несколько технологических групп роторов можно определить по формуле:

N_э.д. = 0,105_* 10^-4 [(М_{пр j} n_{б j} )/(h₄ ^m h_рем )] (21)

где m– количество кинематически объединенных групп роторов;

М_пр – момент, приведенный к валу базового ротора, НЧм;

n_б – угловая скорость вращения базового ротора, об / мин;

h_рем , h_ч – КПД, учитывающие потери в клиноременной передаче

и червячном редукторе.

Приведенный момент на валу базового ротора определяется выражением:

М_пр = М₀ +M_1* i₀₁ /h₀₁ + M_2* i₀₂ /h₀₂ +... M_k-1* i_0,k-1 /h_0,k+1

где k– число роторов в группе;

i– передаточное отношение от i-ого ротора к базовому;

h– КПД зубчатой передачи от i-ого ротора к базовому;

М₁ , М₂ – моменты на валу роторов, НЧм;

М₀ – момент на валу базового ротора, НЧм.

М_пр = 63,9 Н/м

N_э.д = 0,88 кВт.

4.3. Выбор электродвигателя

Из стандартного ряда трехфазных асинхронных двигателей серии 4А по расчетным данным выбираем электродвигатель 80А с номинальной мощностью 1,1 кВт. Определяем суммарное передаточное число привода:

i_z =n_э.д. /n_б

i_z = 11,36

Выбираем передаточное число редуктора i_р = 12 (РЧ 12-8)

i_р = 0,94

Список использованных источников

1. Автоматические роторные линии / И. А. Клусов, Н. В. Волков, В. И. Золотухин и др. – М. : Машиностроение, 1987.

2.Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1982.

3.Клусов И.А.., Сафарянц А.Р. Роторные линии. – М.: Машиностроение, 1969.

4.Кольман-Иванов Э.Э. Машины-автоматы химических производств. –М.: Машиностроение, 1972.

5.Кошкин Л. Н. Комплексная автоматизация производства на базе роторных линий. – М. Машиностроение, 1972.

6.Кошкин Л.Н. Роторные и роторно-конвейерные линии. – М. Машиностроение, 1986.

7.Расчет на прочность деталей машин / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. – М. : Машиностроение, 1979.

8.Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – Л.:Ма­шиностроение, 1979.