1 Техническое предложение

1.1 Введение

Ленточный конвейер [1, c.3] предназначен для перемещения массовых (насыпных) или штучных грузов непрерывным потоком. Он состоит из приводного и натяжного барабанов, охватывающей их ленты, поддерживающих роликов, привода, натяжного устройства и рамы.

Рабочая ветвь ленты верхняя, по техническому заданию (ТЗ) в соответствии с рисунком 1 приводной барабан должен иметь правое вращение. Груз транспортируется на высоте H + D/2 = 650 + 200 = 850 мм (толщиной ленты пренебрегаем). Конвейер установлен в помещении цеха, условия работы нормальные (t⁰ = 20 ⁰С).

Привод (рисунок 1) включает в себя электродвигатель 1, клиноременную передачу 2 с нормальными ремнями, коническо-цилиндрический редуктор (КЦ) 3, муфту 4.

Тяговое усилие F на приводном барабане передается силами трения за счет натяжения ленты.

По графику нагрузки в соответствии с рисунком 2 ТЗ режим работы конвейера переменный без реверсирования привода.

Масштаб выпуска – мелкосерийный: основной способ получения заготовок корпусных деталей – сварка; зубчатых колес – прокат или поковка.

1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода

1.2.1 КПД привода

Общий КПД привода [1, c.7] в соответствии с рисунком 1 (ТЗ):

₀ = ₁₂₃₄₅,

где согласно [1, c.7] _i (i = 1...5) представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – КПД кинематических пар привода

Ременная передача	Зубчатая закрытая передача		Муфта	Подшипники качения вала барабана
	коническая	цилиндрическая
1= 0,95	2 = 0,96	3 = 0,97	4 = 0,98	5 = 0,99

₀ = 0,950,960,970,980,99 = 0,86.

1.2.2 Подбор электродвигателя

При заданной циклограмме нагружения режим технологического процесса фиксирован, двигатель работает в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения под нагрузкой [1, c.7] 10 мин  t  60 мин.

Потребная мощность двигателя, кВт,

Р_дв = Т_En_б / 9550₀ , (1.1)

где Т_E = K_EТ_nom – эквивалентный вращающий момент, Нм;

Т_nom= Т_б – номинальный длительный (число циклов N  10⁴...10⁵) момент, равный моменту на валу барабана:

Т_б = FD / 2000 = 4500400 / 2000 = 900 Нм, (1.2)

K_E – коэффициент приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному [1, c.8] :

K_E = [ (Т_i / Т_nom)²(L_hi / L_h) ]^1/2 = [1²0,4 + 0,5²0,2 + 0,2²0,4]^1/2 = 0,68;

Т_E = 0,68900 = 612 Нм;

n_б – частота вращения приводного барабана, мин^-1:

n_б = 610⁴v / (D) = 610⁴1,2 / (400) = 57,3 мин^-1; (1.3)

Тогда Р_дв = 61257,3 / 95500,86 = 4,27 кВт.

Возможные к применению двигатели [1, c.23, 24] приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Характеристика двигателей

Вариант	Марка двигателя	РДВ, кВт	nДВ,мин-1	Тпуск/Т	Тmax/Т	Масса, кг
1	АИР 100L2У3	5,5	2850	2,1	2,4	38,0
2	АИР 112М4У3	5,5	1430	2,0	2,5	49,0
3	АИР 132S6У3	5,5	960	2,0	2,2	68,5
4	АИР 132М8У3	5,5	715	1,8	2,2	82,0
Форма исполнения двигателей – IM 1081 (на лапах). Все двигатели удовлетворяют условиям пуска: Тпуск/Т  1,6

1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач

Общее передаточное число привода u₀ = n_ДВ / n_б и его разбивка по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей приведены в таблице 1.3, где отдельные передаточные числа обозначены :

u_р – клиноременной передачи;

u_ред = u₀ / u_р – редуктора : u_ред = u_Б / u_Т ;

u_Б – быстроходной (конической) ступени редуктора;

u_Т – тихоходной (цилиндрической) ступени редуктора.

При разбивке u₀ были использованы рекомендации [1, c.11] :

u_р до 2...3-х и для редукторов КЦ [1, c.13] u_ред = 6,3...40 (рекомендуемые 12,5...20); u_Т = 0,63 (u_ред²)^1/3 или 2 u_ред^1/3–1- (используется та из формул, где получается u_Б  u_Т при u_Б и u_Т  6,3). Округление u_Б проводилось по

ГОСТ 12289-76, u_Т - по ГОСТ 2185-66. Отклонение общего передаточного числа при округлении [1, c.14]:

u₀ = 100(u₀ – u₀) / u₀ %  [u₀ =  4%] (1.4)

Таблица 1.3 – Разбивка u₀ по ступеням передач

Вариант	Двига-тель	u0	uр	uред	uБ	uТ	uБ	uТ	uред	uр	u0	u0%
1	100L2	49,74	1,99	25	5,16	4,85	5	5	25	1,99	49,74	0
2	112М4	25	1,56	16	4	4	4	4	16	1,56	25	0
3	132S6	16,75	1,34	12,5	3,68	3,39	3,55	3,55	12,6	1,33	16,76	–0,06
4	132М8	12,48	1,25	10	3,42	2,92	3,55	2,8	9,94	1,26	12,43	0,4
Примечание – Округление uр следует производить при расчете ременной передачи.

Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учетом того, что при равных условиях двигатели с n_С = 1500 мин^-1 имеют хорошие эксплуатационные характеристики и наибольшее применение, для заданного привода выбираем

ДВИГАТЕЛЬ АИР 112М4У3 ТУ16-525.571-84.

Размеры выбранного двигателя [1, c.25, 26] представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Размеры двигателя

Габариты, мм : l30 = 435 ; h31 = 285 ; d30 = 246 . Установочные и присоединительные размеры, мм : d1 = 32 ; l1 = 80 ; b1 = 10 ; h1 = 8 ; l10 = 140 ; l31 = 70 ; d10 = 12 ; b10 = 190 ; h = 112 ; h10 = 12 . Исполнение IM 1081.

1.2.4 Частоты вращения и моменты на валах

Рисунок 1.2 – Кинематическая схема привода

Частота вращения i- го (i = 1,2...5) вала [1, c.14] : ni = n1 / u1-i , (1.5) где u1-i – передаточное число между валом двигателя (i = 1) и i- м валом привода (рисунок 1.2). Направления вращения валов на рисунке 2 показаны стрелками. Вращающий момент на j –м валу (j = 5, 4...1) : Tj = T5 / u5-j 5-j, (1.6)

где u_5-j,_5-j – соответственно передаточное число и КПД между валом барабана (j = 5) и j – м валом привода.

Результаты расчета по формулам (1.5) и (1.6) для выбранного варианта двигателя представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Частоты вращения и моменты на валах

Вал	П а р а м е т р ы
	u1-i	ni , мин-1	u5-j	5-j	Tj_, Нм
I	1	1430	25	0,86	41,9
II	1,56	916,7	16	0,9	62,5
III	6,25	228,8	4	0,94	239,4
IV	25	57,2	1	0,97	928
V	25	57,2	1	1	900