Обоснование выбора расчётной схемы привода. Выбор редуктора и открытой передачи.

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный

Химико-технологический университет»

Кафедра механики и компьютерной графики

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО МЕХАНИКЕ

Выполнил:

Проверил:

Иваново 2012

Задание на выполнение курсового проекта по механике

Тема: «Спроектировать привод к пресс-вальцам»

Исходные данные

Мощность на рабочем валу машины…………………..N_р.в. =13,1 кВт

Частота вращения рабочего вала машины…………….n_р.в. = 30 об/мин

Синхронная частота вращения электродвигателя…….n_с=1500 об/мин

Введение

Привод – это устройство для приведения в действие машин от двигателя через передаточные механизмы. Соединение вала машины с валом электродвигателя возможно лишь в относительно редких случаях, однако в химическом машиностроении это имеет место. Например, в компрессорах, подвесных центрифугах, быстроходных мешалках, когда частота валов совпадает с частотой вращения электродвигателей. В основном для привода машина необходима установка повышающей или понижающей передачи. Оптимальный тип передачи определяют с учётом ряда факторов: эксплуатационных условий, характера нагрузки, срока службы, техники безопасности, удобства расположения, обслуживания, стоимости привода.

Наиболее совершенным и прогрессивным является индивидуальный привод, т.к. он устраняет потери энергии в трансмиссиях, допускает наиболее рациональное размещение узлов, агрегатов машин, улучшает условия труда. Индивидуальный привод к рабочему валу машины осуществляется разными вариантами, в которые входят электродвигатель, открытые передачи (ремённые, цепные, зубчатые), редуктор, возможно вариатор, муфты.

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающегося момента. Механизм, совершающий обратное преобразование, называют мультипликатором.

Редуктор – закрытый зубчатый (в т.ч. червячный) механизм, соединяемый с электродвигателем и рабочей машиной через муфты, ремённые, цепные и открытые зубчатые передачи.

Вальцы - это станок, который используют для производства продукции цилиндрической, конической или овальной формы из листового сырья путем гибки. Сырьем чаще служит металл, а такие вальцы называются листогибочными. Основными рабочими частями вальцев являются вальки - цилиндры, вокруг которых и происходит формовка материала. Количество цилиндров может быть разным - от трех до пяти. Наиболее распространены трех- и четырехвальковые вальцы. Валковая машина имеет радиальную регулировку для изменения величины зазора между вальками, а также, в зависимости от модели - угловую и осевую регулировки. Вальцы, используемые в металлургической промышленности, имеют на поверхности вальков углубления - желобы или ручьи, для формования металлического профиля.
Кроме того, различают вальцы прокатные - оборудование, используемое в металлургии для изготовления листового проката. Такие вальцы имеют два валька. Также двухвальковые вальцы применяют для измельчения какого-либо сырья, например, в пищевой или резинотехнической промышленности.
Цилиндры - вальки в большинстве конструкций являются полыми внутри и, в зависимости от сферы применения данного конкретного оборудования снабжены системой охлаждения или подогрева.
Вальцы различны по приводу: механические, электромеханические и гидравлические. Современные модели валковых машин имеют ЧПУ.
Принцип работы вальцев

Валковые машины имеют обширную область применения и используются во многих отраслях промышленности. В металлургии и машиностроении незаменимым оборудованием являются вальцы прокатные и вальцы листогибочные. С помощью этих станков производят трубы различного диаметра: от водопроводных с маленьким сечением, до широких вентиляционных. Также с применением вальцев изготавливают воздухоотводы, дымоотводы, различные кожухи и емкости, целые вентиляционные системы. Листогибочные вальцы способны выполнять большое количество операций: предварительные и конические изгибы, различные прогибы, гибки и подгибки.
В мукомольной и пищевой промышленности применяют дробильные вальцы.
Резинотехническая и химическая промышленность использует несколько видов вальцов: листовальные, дробильные, рафинирующие, листогибочные ? для переработки полимерных материалов и для получения конечного продукта из них.
Среди листогибочных валковых машин четырехвальковые вальцы на сегодня обладают рядом преимуществ: сбалансированной системой регулировки хода листа, надежностью, простотой в обслуживании и высокой производительностью.

На рисунках ниже представлены:

а). Ручные вальцы

б). Электромеханические вальцы

в). Гидравлические вальцы

Обоснование выбора расчётной схемы привода. Выбор редуктора и открытой передачи.

Ориентировочное передаточное отношение привода

u_пр=n_c/n_рв=1500/30=50

Передаточное отношение привода через передаточные отношения элементов привода в нашем случае можно выразить следующим образом:

u_пр= u_оп∙u_ред, где

u_оп – передаточное отношение открытой передачи;

u_ред – передаточное отношение редуктора;

Для клиноременной передачи u_крп=2…4.

Для цепной передачи u_цп=2…4.

Для открытой зубчатой передачи u_озп=2…3,55.

Исходя из этого определим ориентировочно разбег передаточных отношений редуктора :

u_р= u_пр/u_оп=50/(2÷4)= (12,5÷25)

В качестве закрытой передачи для привода по передаточному отношению подходят:

а) червячный редуктор с u_ред=12,5;16;20;25 (Ч-100,Ч-125,Ч-160) .

б)цилиндрический двухступенчатый редуктор с u_ред=12,5;16;20;25(1Ц2У-100,1Ц2У-125,1Ц2У-200,1Ц2У-250).

Представим результаты разбивки передаточного отношения привода в табл.1.1.

Табл.1.1.

Определим, какой из 3-х вариантов открытой передачи подходит для нашего случая. Поэтому рассмотрим в отдельности каждый из вариантов.

1).Клиноременная передача.

Если в качестве открытой передачи выбрать клиноременную передачу (она размещается в приводе между электродвигателем и стандартным редуктором), то крутящий момент на валу редуктора не будет зависеть от передаточного числа открытой передачи.

Определим крутящий момент на рабочем валу:

Т_рв=30∙N_рв/(3,14∙n_рв)=30∙13,1/(3,14∙30)=4172Н∙м

Для этого вида схемы определим крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Т_т=Т_рв/ η_м=4172/0,98=4257 Н∙м

По расчётному значению крутящего момента на тихоходном валу и передаточному отношению редуктора выбираем типоразмер стандартного редуктора.

Табл.1.2

2)Цепная передача.

Если в качестве открытой передачи выбрать цепную передачу (она размещается в приводе после редуктора), то крутящий момент на валу редуктора будет зависеть от передаточного числа открытой передачи.

Для этого вида схемы определим крутящий момент на тихоходном валу:

Т_т=Т_рв/ (η_пс∙η_цп∙u_цп), где

_цп = 0,95 – КПД цепной передачи,

_пс = 0,99 - КПД пары подшипников скольжения

Табл.1.3

Отметим, что варианты №1,2б,4 обеспечивают оптимальное отклонение момента.

3)Открытая зубчатая передача.

Если в качестве открытой передачи выбрать зубчатую передачу (она размещается в приводе после редуктора), то крутящий момент на валу редуктора будет зависеть от передаточного числа открытой передачи.

Для этого вида схемы определим крутящий момент на тихоходном валу:

Т_т=Т_рв/ (η_пс∙η_озп∙u_озп), где

_озп = 0,95 – КПД открытой зубчатой передачи;

Табл.1.4

Согласно выше приведённым расчётам сделаем выбор схемы привода и стандартного редуктора.

Сравним возможные варианты выбора между 1Ц2У-200 и Ч-160:

Выберем расчёт3 вариант№2б с червячным редуктором Ч-160-16 и открытой зубчатой цилиндрической передачей.

В нашем случае открытая зубчатая передача более надёжна по сравнению с цепной и клиноременной. Достоинством цилиндрической передачи является возможность передачи практически любых мощностей (до 50 000 кВт) при весьма широком диапазоне окружных скоростей (от долей м/с до 30-150 м/с) простота изготовления, компактность и соответственно дешевизна и надежность передачи, постоянство передаточного отношения, высокий КПД, простота обслуживания и ухода, сравнительно небольшие силы давления на валы и их опоры.

Достоинства червячных передач:
• Плавность и бесшумность работы.
• Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.
• Возможность большого редуцирования, т.е. получения больших передаточных чисел (в отдельных случаях в несиловых передачах 1000).
• Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей передачу движения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего обратному вращению колеса.
• Высокая кинематическая точность

Произведём дальнейший расчёт по выбранной кинематической схеме:

Рис.1.1 Кинематическая схема привода

Поиск по сайту: