Расчет приводного вала ленточного конвейра

Оглавление 2
Введение 3
1. Приводной вал ленточного конвейера 6
1.1 Ленточный конвейер 6
1.1.1 Общие сведения 6
1.1.2. Классификация 8
1.1.3. Достоинства ленточных конвейеров 10
1.2. Приводной вал ленточного конвейера 11
1.2.1. Общие сведения 11
1.2.1. Методика расчета 12
2. Расчет приводного вала ленточного конвейера 15
2.1. Исходные данные 15
2.2 Предварительный расчет приводного вала 15
2.3 Определение усилий 16
2.4. Определение опорных реакций и расчет подшипников 16
2.5 Проверка прочности шпоночного соединения 21
2.6 Уточненный расчет приводного вала 22
Заключение 26
Список использованной литературы 28

Рассмотрим место установки барабана.
Материал вала – сталь 45 [3] нормализованная [9], [21]:
σв = 570 МПа;
σ-1= 0,43∙570 = 245 МПа;
τ-1 = 0,58∙245 = 142 МПа.
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
kσ = 1,59; kτ = 1,49 ([5], табл. 8.5.);
εσ = 0,71; ετ = 0,6 ([5], табл. 8.8.);
ψσ = 0,15; ψτ = 0,1 ([5], с.163, 166).
Момент сопротивления кручению ([5], табл. 8.5.):
Wk нетто = (πd3/16) – (bt1(d-t1)2)/2d; (2.12)
Wk нетто = (3,14∙953/16) – (25∙9∙(95-9)2)/2∙95 = 159501 мм3.
Момент сопротивления изгибу ([5], табл. 8.5.):
Wнетто = (πd3/32) – (bt1(d-t1)2)/2d; (2.13)
Wнетто = (3,14∙953/32) – (25∙9∙(95-9)2)/2∙95 = 75371,5 мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
τv = τm = T/2Wk нетто ;
τv = 910000/2∙159501 = 2,9 МПа.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
σv = σmax = MD/Wнетто;
σv = 287808/75371,5 = 3,8 МПа;
σm = 0;
sσ = 245/(1,59∙3,8/0,71) = 28,8;
sτ = 142/(1,49∙2,9/0,6 + 0,1∙2,9) = 19,0;
s = 28,8∙19 /(28,82 + 192)1/2 = 15,9 > [s].
Условие прочности (2.8) выполняется.
Рассмотрим опору А.
Концентрация напряжений обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника с гарантированным натягом.
kσ/εσ = 3,4; kτ/ετ = 0,6∙kσ/εσ + 0,4 = 0,6∙3,4 + 0,4 = 2,44 ([5], табл. 8.7.)
Принимаем ψσ = 0,15; ψτ = 0,1.
Осевой момент сопротивления:
W = (πd3/32);
W = (3,14∙753/32) = 41396 мм3.
Амплитуда нормальных напряжений:
σv = σmax = |MА|/W;
σv = 812916/41396 = 19,6 МПа; σm = 0.
Полярный момент сопротивления:
Wр =2W;
Wр = 2∙41396 = 82792 мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
τv = τm = T/2Wр ;
τv = 910000/2∙82792 = 5,5 МПа.
Sσ = 245/(3,4∙19,6) = 3,7;
sτ = 142/(2,44∙5,5 + 0,1∙5,5) = 10,2;
s = 3,7∙10,2 /(3,72 + 10,22)1/2 = 3,5 > [s].
Условие прочности (2.8) выполняется.
Заключение
Данная курсовая работа посвящена проектированию приводного вала ленточного конвейера. Приводной вал является одним из основных механизмов ленточного конвейера. Он преобразует вращающий момент на выходе привода в поступательное движение ленты конвейера. Широкое использование ленточных конвейеров в различных отраслях промышленности определяет важность этой работы.
Проектирование приводного вала состоит в конструктивной разработке общего расположения и выборе формы отдельных деталей. При проектировании должны быть обеспечены следующие требования: прочность, долговечность, экономическая целесообразность, безопасность в обслуживании.
На первом этапе данной курсовой работы было проведено исследование ленточного конвейера. Дано определение этому устройству. Рассмотрена область применения. Определены основные части, из которых состоит конвейер. Описаны достоинства ленточного конвейера и его классификация. Для этого использовалась техническая литература список, которой приведен в конце работы.
Во втором подразделе первой главы рассмотрен непосредственно приводной вал ленточного конвейера. Приведена конструкция вала, его составные части. Описана кратко последовательность расчета.
Во второй главе был выполнен расчет приводного вала ленточного конвейера. Сначала были определены исходные данные для расчета. Затем выполнен предварительный расчет вала. В ходе расчета был определен диаметр выходного конца вала по пониженным допускаемым напряжениям. Взяв за основу полученную величину были рассчитаны диаметры остальных ступеней вала: диаметр вала под уплотнение; диаметр вала под подшипники; диаметр вала для упора подшипников; диаметр вала в зоне посадки ступицы барабана.
На следующем этапе были определены силы, действующие на вал: сила от муфты и расчетное усилие S.
После этого была составлена схема нагружения приводного вала, на ней были показаны все силу действующие на вал. Были рассчитаны реакции опор вала. По полученным данным построены эпюры и определены изгибающие моменты в характерных сечениях вала.
По полученным ранее диаметрам под подшипники были выбраны шариковые радиальные сферические двухрядные подшипники средней серии №1315 ГОСТ 8545-75 и определены их характеристики. Рассчитана долговечность подшипников и сделан вывод о пригодности выбранных подшипников.
По диаметру вала в зоне посадки ступицы барабана выбрана шпонка: 25x14х130 ГОСТ 23360-78. Определены ее размеры и произведен проверочный расчет шпоночного соединения на смятие, по динамической грузоподъемности. Сделаны выводу о пригодности выбранной шпонки.
На последнем этапе выполнен проверочный расчет приводного вала на сопротивление усталости. Расчет выполнен для двух сечений вала. Определены концентраторы напряжений в этих сечениях и необходимые коэффициенты. s=3,5>[s]. Расчет показал правильность выбранных размеров вала.
В итоге можно сделать вывод, что данная курсовая работа позволила подробно ознакомиться с устройством ленточных конвейеров, особенно такой их части, как приводной вал. А также приобрести необходимые навыки в расчетах и проектировании приводного вала ленточного конвейера, который широко используется в различных отраслях промышленности.
Список использованной литературы
1. ГОСТ 23360-78. Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки.
2. ГОСТ 8545-75.Подшипники шариковые и роликовые двухрядные с закрепительными втулками. Типы и основные размеры.
3. ГОСТ 1050-88. Прокат сортовой, калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия.
4. 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. – Гомел:ГГТУ им. П.О. Сухого, 2009. – 39 с.
5. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие / С.А. Чернавский и др. – М.: Машиностроение, 1987. – 416 с.
6. Перель Л.Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник. – М: Машиностроение, 1983. - 543 с.
7. Санюкевич Ф.М. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие. – Брест: БГТУ, 2004. – 488 с.
8. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 2001. – 447 с.
9. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 2007. - 560 с.: ил.
10. Андросов, А.А. Расчёт и проектирование деталей машин: учеб. пособие /А.А. Андросов. – Ростов н./Д.: Изд-во Феникс, 2006. – 285 с.
11. Атлас конструкций узлов и деталей машин/ Под ред. О.А.Ряховского.- М.: Издательство МГТУ им Н.Э.Баумана. 2007 -378 с.
12. Воячек А.И., Сенькин В.В. Основы проектирования и конструирования машин: учебное пособие для студентов, изучающих экономику и менеджмент.— Пенза: Изд-во Пензенского университета, 2008.—228 с: ил.
13. Глухов В.С., Терещенко З.А., Дикой А.А. Расчет привода к ленточному транспортеру. Учебно-методическое пособие. – Армавир, 2009. – 59 с.
14. Демин, О.В. Механика: основы проектирования деталей машин : учебное пособие / О.В. Демин, В.Е. Буланов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. – 148 с. – 100 экз. – ISBN 978-5-8265-0887-9.
15. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин : [учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по машиностроительным направлениям подготовки и специальностям] / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов .— 11-е изд., стер. — Москва : Академия, 2008 .— 496 с.
16. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. М.: Высшая школа, 2009. – 408 с.
17. Ланцевич М.А. Расчет приводного вала. Методические указания. – Новосибирск: НТИ МГУДТ (филиал), 2011. - 13 с.
18. Леликов, О. П. Валы и опоры с подшипниками качения. Конструирование и расчет : справочник / О. П. Леликов .— М. : Машиностроение, 2006 .— 640 с.
19. Пузырев, Н.М. Теория механизмов и машин / Н.М. Пузырев: учебное пособие. 1-е изд. Тверь: ТГТУ, 2006. - 120 с.
20. Пшенов Е.А. Датели машин: учеб.-метод. пособие/Новосиб. гос. аграр. ун-т. – Новосибирск, 2010. – 91 с.
21. Расчет валов на прочность и жесткость: Методические указания / Сост. В.Н.Никитин.- Омск: СибАДИ. 2003.- 37с.
22. Ленточные конвейеры. // [Электронный ресурс]. URL: http://myfta.ru/articles/shema-lentochnogo-konveyera (Дата обращения: 17.11.2014).23. Ленточные конвейеры в строительстве. // [Электронный ресурс]. URL: http://stroy-technics.ru/article/lentochnye-konveiery-v-stroitelstve (Дата обращения: 18.11.2014).
24. Справочник конструктора машиностроителя том 1: справочник / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001. – 900 с.
25. Справочник конструктора машиностроителя том 2: справочник / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001. – 895 с.
26. Справочник конструктора машиностроителя том 3: справочник / В.И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001. – 942 с.
27. Пацула Н.Н. Предварительный расчет привода/ метод. указания к курсовому проекту по деталям машин. – Омск: ОмГТУ, 2005. – 44 с.24
28. Абакумов А.Н. Проектирование приводного вала конвейера/ метод. указания для студентов немеханических специальностей и студентов заочной формы обучения. – Омск: ОмГТУ, 2005. – 24с.
30