background image

 

1

 

Politechnika Krakowska 

     2011/12 

Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej 

  Marchańska Karolina 

Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesowej 

 

  Gr 23T1 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

PROJEKT 2 

 

NAPĘD MIESZADŁA ŚLIMAKOWEGO

 

 
 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ocena: 

 

Data: 

 

Podpis 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 

background image

 

2

 

 

 

Dane:  
   N

=16 [kW] 

   n

= 1415 [obr/min] 

   n

= 60 [obr/min] 

   i

= 2.8 

   typ sprzęgła: tarczowe śruby pasowane

 

 

1.

 

Dobór materiału na wały i wpusty 

 

wał – C45  

k

sj 

= 80

10

6

 [N/m

2

]      k

go 

= 75

10

6

 [N/m

2

]   G = 8,1

 10

10

 [Pa] 

wpust – S295    k

r

 = 145

10

6

 [N/m

2

]     k

= 0.8* k

r

 =96

10

6

 [N/m

2

]   k

= 90

10

6

 [N/m

2

ś

ruba – S235 k

= k

s

 = 75

10

6

 [N/m

2

]    

 

2.

 

Obliczenie przełożeń 

a)

 

Dobór przełożeń 

4

,

8

8

,

2

6

,

23

6

,

23

60

1415

1

2

3

1

2

1

=

=

=

=

=

=

=

i

i

i

n

n

i

i

i

i

c

c

c

 

b)

 

Przekładnia zębata 

126

126

15

4

,

8

15

14

2

1

2

2

1

1

1

2

2

=

=

=

=

=

>

=

z

z

i

z

z

z

z

z

i

 

 
3.

 

Obliczenie średnicy wału pierwszego 

[

]

[ ]

]

[

108

1415

16

9550

9550

1

/

25

.

0

1

1

1

Nm

n

N

M

m

l

mb

s

dop

=

=

=

=

°

=

Φ

 

a)

 

Z warunku na skręcanie   

]

[

02

.

0

10

80

108

16

16

3

6

3

1

1

m

k

M

d

sj

s

w

=

=

=

π

π

 

b)

 

Z warunku sztywności 

]

[

0419

.

0

25

.

0

10

1

.

8

1

108

32

180

32

180

4

10

2

4

2

1

2

m

G

l

M

d

dop

s

w

=

=

Φ

=

π

π

 

c)

 

Dobór średnicy znormalizowanej wg. PN-78/M-02041 

  d

PN 

= 0,042 [m] 

 
 
 
 
 
 

background image

 

3

 

4.

 

Dobór i obliczenie wpustów wg. PN-70/M-85005 

a)

 

Dobór wymiarów b

××××

h = f (d

PN

b

1

 = 12 [mm]  

 

h

1

 = 8 [mm] 

 

t

1

 = 5,0 [mm]  

 

t

2

 = 3,3 [mm]  

długość wpustu  l  od 28 [mm]  do 140 [mm]  
 

b)

 

Obliczenie długości wpustu:  

 

]

[

5143

042

,

0

2

108

2

1

1

N

d

M

F

PN

s

w

=

=

=

 

 

z warunku na ścinanie   

]

[

013

.

0

2

008

,

0

10

96

5143

2

6

1

1

m

h

k

F

l

o

w

d

=

=

=

 

 

z warunku na docisk

 

]

[

0048

.

0

012

.

0

10

90

5143

6

1

1

m

b

k

F

l

t

w

sc

=

=

=

 

c)

 

Dobór długości normowanej wg PN-70/M-85005 

l = 28 [mm] 

 

5.

 

Obliczenie przekładni pasowo-klinowej 

a)

 

Dobór kół pasowych wg PN-66/M-85202 klasa C 

]

[

560

200

8

,

2

]

[

200

1

1

2

1

1

2

2

1

1

mm

D

i

D

mm

D

D

D

n

n

i

=

=

=

=

=

=

 

dla średnic znormalizowanych wg PN-66/M-85202 

 

 

D

1

 = 200 [mm]  

α

 = 36 

°

 

 

 

D

2

 = 560 [mm]  

α

 = 38 

°

 

 

 

b)

 

Obliczanie długości teoretycznej osi kół 

(

)

(

)

]

[

975

2

430

1520

2

]

[

430

50

2

]

[

1520

560

200

2

2

max

min

2

1

min

2

1

max

mm

d

d

d

mm

D

D

d

mm

D

D

d

sr

=

+

=

+

=

=

+

+

=

=

+

=

+

=

 

 

c)

 

Obliczanie długości rzeczywistej pasa klinowego 

(

)

]

[

199

,

3

975

,

0

2

2

36

,

0

975

,

0

1

2

76

,

0

2

2

1

2

2

2

1

2

2

1

m

d

D

D

d

D

D

L

sr

sr

T

=

+

+

=

+

+

+

=

π

π

 

 
Dobrano pas wg normy PN-66/M-85201 

 

L

TPN 

= 3550 [mm] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
 

background image

 

4

 

 

d)

 

Obliczanie rzeczywistej odległości osi kół 

 
 

(

)

rz

rz

TPN

d

D

D

d

D

D

L

2

2

1

2

2

1

2

2

1

+

+

+

=

π

 

    

        

33

,

5

0

03

,

0

36

,

2

2

2

0324

,

0

1932

.

1

55

,

3

2

2

36

,

0

1

2

76

,

0

55

,

3

2

2

=

=

+

+

+

=

+

+

=

rz

rz

rz

rz

rz

rz

d

d

d

d

d

d

π

 

        rozwiązując równanie kwadratowe  d

rz

 = 1,16[m] 

 

e)

 

Obliczanie prędkości pasa 

 

f)

 

Obliczanie kąta opasania mniejszego koła 

 

g)

 

Obliczanie średnicy równoważnej przekładni 

k

1

= f (i) 

 

k

1

= 1,15 

D

e

= D

1

k

1

      D

e

= 200

1,15= 230[mm] 

 

h)

 

Obliczanie ilości pasków 

N

1

= f (V

1

,D

e

N

1

= 9,2[kM]

0,736= 6,8 [kW] 

k

=  1,5 

k

ϕ

 

= 0,96 

k

= 0,99 

74

,

2

99

,

0

96

,

0

2

,

9

5

,

1

16

1

=

=

=

L

t

k

k

k

N

N

x

ϕ

  przyjęto liczbę pasów x = 3 

 

i)

 

Obliczanie liczby zginania pasa 

 

 

 

 

 

 

 

j)

 

Obliczenie szerokości wieńca koła pasowego 

e = 0.0255 [m] 
f = 0.017[m] 
B = (x-1)e + 2f = 0.085[m] 

 

6.

 

Obliczania średnicy wałka drugiego 

a)

 

Obliczenie N

2

 

]

[

4

,

11

3

.

1

93

.

0

16

3

.

1

93

.

0

2

kW

k

N

N

k

=

=

=

=

=

η

η

 





=

=

=

s

m

n

D

V

8

,

14

60

1415

2

.

0

60

1

1

1

π

π

[ ]

°

=

=

=

3

,

162

3

,

57

16

,

1

36

,

0

180

3

,

57

180

1

2

1

rz

d

D

D

ϕ

20000

1993

55

,

3

2

,

0

1415

20000

1

1

=

=

=

z

L

D

n

z

TPN

background image

 

5

 

b)

 

Obliczenie obrotu na wałku drugim 





=

=

=

=

min

4

,

505

8

,

2

1415

1

1

2

2

1

1

obr

i

n

n

n

n

i

 

 
 

c)

 

Obliczenie momentu skręcającego 

d)

 

Obliczanie ciężaru koła pasowego drugiego wg. PN-68/M-85202 

ρ

= 7,85

10

3

 [kg/m

3

 

e)

 

Obliczenie naciągu czynnego pasa Q

2

 

  

 

]

[

3

,

770

8

,

14

11400

1

2

N

V

N

F

u

=

=

=

 

         

]

[

9

,

855

1

3

,

770

1

3

.

2

3

.

2

'

'

1

N

e

e

e

e

F

F

u

=

=

=

ϕ

µ

ϕ

µ

 

           

]

[

6

,

85

3

,

770

9

,

855

1

2

N

F

F

F

u

=

=

=

 

f)

 

Obliczanie całkowitego obciążenia 

 Q

rz 

= 0.8 Q

1

 = 1288[N] 

 Q

c

 = Q

rz

 + F

= 1288 + 855,9 = 2143,9[N] 

 

 

g)

 

Obliczanie momentów 

 l = 1 [m] 
 l

= 0,3 [m] 

 l

= 0,3 [m] 

 
 

Σ

F

iy

= 0 ⇒  R

+ R

- Q

= 0 

 

Σ

M

A

= 0 ⇒ -R

 l + Q

( l - l

) = 0 

M

gmax

= R

(l - l

1

M

gmax

= 1600,5 

 0,7= 1120 [Nm] 

M

gmax

= R

l

2

 

M

gmax

= 1600,5

 0,3= 480[Nm] 

[ ]

Nm

n

N

M

s

4

,

215

4

,

505

4

,

11

9550

9550

2

2

2

=

=

=

[ ]

N

g

B

D

Q

1611

4

81

,

9

10

85

,

7

085

,

0

56

,

0

 

4

3

2

2

2

1

=

=

=

π

ρ

π

(

)

[ ]

[ ]

N

R

Q

R

N

l

l

l

Q

R

B

c

A

c

B

2

,

643

7

,

1500

1

=

=

=

=

[ ]

rad

8

,

2

]

[

8

,

155

809

.

0

18

sin

25

.

0

2

sin

'

25

.

0

=

°

=

=

°

=

=

=

ϕ

α

µ

µ

µ

background image

 

6

 

 

 

h)

 

Obliczanie średnicy wałka drugiego  

 

z warunku na skręcanie 

 

   

[ ]

m

k

M

d

go

z

055

,

0

10

75

1124

32

32

3

6

3

max

1

=

=

=

π

π

 

 

z warunku sztywności 

 
i)

 

Dobór średnicy znormalizowanej. 

 

 

 

d

PN

= 56 [mm] 

 

7.

 

Dobór i obliczanie wpustu.  

a)

 

Dobór wymiarów b

××××

h = f (d

PN

) 

b= 16 

h= 10 
t

= 6,0 [mm] 

t

= 4,3 [mm] 

długość wpustu l   od 45 [mm]  do 180 [mm] 

 

b)

 

Obliczanie długości wpustu z warunku na ścinanie i na docisk 

dobór długości wpustu znormalizowanego wg PN-70/M- 85005       L

PN

= 45 [mm] 

 
 
 
 
 
 

]

[

490

4

,

215

80

2

75

480

2

]

[

1124

4

,

215

80

2

75

1120

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Nm

M

k

k

M

M

Nm

M

k

k

M

M

s

sj

go

g

z

s

sj

go

g

z

=

+

=



+

=

=

+

=



+

=

go

g

z

z

k

W

M

=

σ

]

[

05

.

0

25

,

0

10

1

,

8

180

1

4

,

215

32

25

,

0

180

32

4

10

2

4

2

2

2

m

G

l

M

d

s

=

=

π

π

[ ]

[ ]

m

k

h

F

l

m

k

b

F

l

N

d

M

F

o

t

PN

s

016

.

0

10

96

2

01

.

0

7693

2

0053

,

0

10

90

016

.

0

7693

]

[

7693

056

.

0

4

,

215

2

2

6

2

2

6

2

1

2

2

=

=

=

=

=

=

=

=

=

background image

 

7

 

8.

 

Projekt sprzęgła: tarczowe-śruby pasowane 

 
D=180[mm]   D

2

=125[mm]  L=150[mm] d

1

=13[mm]  4 śruby M12

×

60 

Moment przenoszony 800[Nm] 

]

[

300

4

1200

1200

18

,

0

108

2

2

2

1

1

N

j

F

F

F

D

M

F

D

F

M

j

s

s

=

=

=

=

×

=

×

=

×

=

 

 Obliczenie średnicy śruby z warunku na ścinanie 

tśś

j

k

A

F

=

τ

 

]

[

10

7

,

2

10

75

14

,

3

125

,

0

4

108

8

8

4

3

6

2

2

m

k

D

j

M

d

d

A

tśś

s

r

r

×

=

×

×

×

×

×

=

×

×

×

×

=

×

=

π

π

 

Obliczenie średnicy piasty 

]

[

63

42

5

,

1

5

,

1

1

1

mm

d

D

PN

w

=

×

=

×

=

 

Sprawdzenie możliwości obrotu nakrętki 

]

[

4

,

5

7

,

2

2

2

0

mm

d

D

r

=

×

=

×

=