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

2

Dane:
N

1

=16 [kW]

n

1

= 1415 [obr/min]

n

3

= 60 [obr/min]

i

1

= 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

o

= 0.8* k

r

=96

⋅

10

6

[N/m

2

] k

t

= 90

⋅

10

6

[N/m

2

]

ś

ruba – S235 k

t

= 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]

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]

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

t

= 1,5

k

ϕ

= 0,96

k

L

= 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

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

1

= 1288 + 855,9 = 2143,9[N]

g)

Obliczanie momentów

l = 1 [m]
l

1

= 0,3 [m]

l

2

= 0,3 [m]

Σ

F

iy

= 0 ⇒ R

A

+ R

B

- Q

c

= 0

Σ

M

A

= 0 ⇒ -R

B

⋅

l + Q

c

( l - l

1

) = 0

M

gmax

= R

A

(l - l

1

)

M

gmax

= 1600,5

⋅

0,7= 1120 [Nm]

M

gmax

= R

A

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

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

1

= 6,0 [mm]

t

2

= 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

=

⋅

⋅

=

⋅

=

=

⋅

⋅

=

⋅

=

=

⋅

=

⋅

=

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

=

×

=

×

=