2011/12
Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Marchańska Karolina
Instytut Inżynierii Chemicznej i Procesowej Gr 23T1
PROJEKT 2
NAPĘD MIESZADŁA ŚLIMAKOWEGO
Ocena:
Data:
Podpis
1
Dane:
N1 =16 [kW]
n1 = 1415 [obr/min]
n3 = 60 [obr/min]
i1 = 2.8
typ sprzęgła: tarczowe śruby pasowane 1. Dobór materiału na wały i wpusty wał – C45
ksj = 80⋅106 [N/m2] kgo = 75⋅106 [N/m2] G = 8,1⋅ 1010 [Pa]
wpust – S295 kr = 145⋅106 [N/m2] ko = 0.8* kr =96⋅106 [N/m2] kt = 90⋅106 [N/m2]
śruba – S235 kt = ks = 75⋅106 [N/m2]
2. Obliczenie przełożeń
a) Dobór przełożeń
ic = i ⋅ i
1
2
n
1415
1
i
c =
=
= 23 6
,
n
60
3
i
23 6
,
i = c =
= ,
8 4
2
i
8
,
2
1
b) Przekładnia zębata
z 2
i =
z > 14
z = 15
2
1
1
z 1
z = i ⋅ z = , 8 4 ⋅15 = 126
→ z = 126
2
2
1
2
3. Obliczenie średnicy wału pierwszego Φ = 0. °
=
dop
[
25 / mb]
l
[1 m]
N
16
M
= 9550
1
⋅
= 9550 ⋅
=
[
108 Nm]
1
s
n
1415
1
a) Z warunku na skręcanie 16 ⋅ M
16 ⋅108
s 1
3
d
= 3
=
= 0.0 [
2 m]
1
w
π ⋅ k
π ⋅80 ⋅106
sj
b) Z warunku sztywności
180 ⋅ 32 ⋅ M ⋅ l
180 ⋅ 32 ⋅108 ⋅1
1
s
4
d
=
=
=
4
0.041 [
9 m]
w 2
2
2
π ⋅ G ⋅ Φ
π ⋅8.1⋅1010 ⋅ 0.25
dop
c) Dobór średnicy znormalizowanej wg. PN-78/M-02041
dPN = 0,042 [m]
2
4. Dobór i obliczenie wpustów wg. PN-70/M-85005
a) Dobór wymiarów b×h = f (dPN) b1 = 12 [mm]
h1 = 8 [mm]
t1 = 5,0 [mm]
t2 = 3,3 [mm]
długość wpustu l od 28 [mm] do 140 [mm]
b) Obliczenie długości wpustu: M ⋅ 2
108 ⋅ 2
s 1
F =
=
= 514 [
3 N ]
1
w
d
,
0 042
PN
• z warunku na ścinanie
F
5143
1
l
w
=
=
= 0.01 [
3 m]
d
h 1
6
,
0 008
k ⋅
96 ⋅10 ⋅
o
2
2
• z warunku na docisk
F
5143
1
l
w
=
=
= 0.004 [
8 m]
sc
k ⋅ b
90 ⋅106 ⋅ 0.012
t
1
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
n
D
1
2
i =
=
D = 20 [
0 mm]
1
1
n
D
2
1
D = i ⋅ D = 8
,
2 ⋅ 200 = 56 [
0 mm]
2
1
1
dla średnic znormalizowanych wg PN-66/M-85202
D1 = 200 [mm] α = 36 °
D2 = 560 [mm] α = 38 °
b) Obliczanie długości teoretycznej osi kół
d
= 2 ⋅ D + D = ⋅
+
=
mm
max
( 1
2 )
2 (200 560) 152 [
0
]
D + D
1
2
d
=
+ 50 = 43 [
0 mm]
min
2
d
+ d
1520 + 430
min
max
d =
=
= 97 [
5 mm]
sr
2
2
c) Obliczanie długości rzeczywistej pasa klinowego π ⋅( D + D
D − D
π ⋅
1
2 )
2
2
1
7
,
0 6
1
3
,
0 6
2
1
L =
+
+ 2 d =
+
+ 2 ⋅ 9
,
0 75 = 1
,
3 9 [
9 m]
T
2
d
2
sr
2
9
,
0 75 2
sr
Dobrano pas wg normy PN-66/M-85201
LTPN = 3550 [mm]
3
d) Obliczanie rzeczywistej odległości osi kół
⋅ (
2
D + D
−
1
2 )
1
D
D
L
2
1
= π
+
+ 2 d
TPN
rz
2
d
2
rz
2
π ⋅ ,
0 76
1
3
,
0 6
5
,
3 5 =
+
+ 2 ⋅ d
2
d 2
rz
rz
,
0 0324
5
,
3 5 = 1.1932 +
+ 2 ⋅ d
d
d
rz →
2 2 rz − 3
,
2 6 rz + ,
0 03 = 0 →
∆ = 3
,
5 3
drz
rozwiązując równanie kwadratowe drz = 1,16[m]
e) Obliczanie prędkości pasa π ⋅ D
π
1 ⋅ n 1
⋅ 2
.
0 ⋅1415
m
V 1 =
=
= 14 8
,
60
60
s
f) Obliczanie kąta opasania mniejszego koła D
D
2 −
ϕ1 =180 −
1 ⋅ 57 3
, = 180 −
3
,
0 6 ⋅57 3, =162 [3
,
]°
d
1
,
1 6
rz
g) Obliczanie średnicy równoważnej przekładni k1= f (i)
k1= 1,15
D
⋅
e= D1 k1 De= 200⋅1,15= 230[mm]
h) Obliczanie ilości pasków N1= f (V1,De)
N1= 9,2[kM]⋅0,736= 6,8 [kW]
kt = 1,5
kϕ = 0,96
kL = 0,99
N
k
16
t
⋅ 5
,
1
x =
⋅
=
= 7
,
2 4 przyjęto liczbę pasów x = 3
N
kϕ ⋅ k
,
9 2
L
⋅ 9
,
0 6 ⋅ 9
,
0 9
1
i) Obliczanie liczby zginania pasa
n
1415
1
z =
≤ 20000
→
z =
= 1993 ≤ 20000
D ⋅ L
,
0 2
TPN
⋅ 5
,
3 5
1
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 N2
η = 0.93
k = 1.3
N ⋅η
0.93
N =
= 16⋅
= 1 ,1 [
4 kW ]
2
k
1.3
4
b) Obliczenie obrotu na wałku drugim n
n
1415
obr
i = 1
n
1
→
= 1
2
=
= 50 ,
5 4
n
i
8
,
2
min
2
1
c) Obliczenie momentu skręcającego N
1 ,
1 4
M
= 9550
2
⋅
= 9550⋅
= 21 ,
5 4
s 2
[ Nm]
n
50 ,
5 4
2
d) Obliczanie ciężaru koła pasowego drugiego wg. PN-68/M-85202
ρ= 7,85⋅103 [kg/m3]
π ⋅ D 2
π ⋅ 5
,
0 62 ⋅ 0
,
0 85 ⋅ 7 8
, 5 ⋅103 ⋅ 8
,
9 1
Q
2
=
⋅ B ⋅ρ ⋅ g =
= 161
1
[1 N]
4
4
e) Obliczenie naciągu czynnego pasa Q2
µ = 0 2
. 5
µ
0.25
µ'=
=
= 0 8
. 09
α sin18°
sin 2
ϕ = 155 [
8
,
]
° =
[8
,
2
rad ]
N
11400
2
F =
=
= 770 [
3
, N ]
u
V
14 8
,
1
µ'⋅ϕ
3
.
2
e
e
F = F
= 770 3
, ⋅
= 855 [
9
, N ]
1
u
µ'
e ⋅ϕ −1
.
2 3
e
−1
F = F − F = 855 9
, − 770 3
, = 8 ,
5 [
6 N ]
2
1
u
f) Obliczanie całkowitego obciążenia Qrz = 0.8 Q1 = 1288[N]
Qc = Qrz + F1 = 1288 + 855,9 = 2143,9[N]
g) Obliczanie momentów
l = 1 [m]
l1 = 0,3 [m]
l2 = 0,3 [m]
ΣFiy= 0 ⇒ RA + RB - Qc = 0
ΣM
⋅
A= 0 ⇒ -RB l + Qc ( l - l1 ) = 0
Q
−
c ( l
l 1)
R =
= 150 ,
0 7
B
[ N]
l
R = Q − R = 64 , 3 2
A
c
B
[ N]
Mgmax= RA (l - l1)
Mgmax= 1600,5 ⋅ 0,7= 1120 [Nm]
Mgmax= RA l2
Mgmax= 1600,5⋅ 0,3= 480[Nm]
5
2
2
k
2
go
2
2
75
M = M
+
⋅ M
= 1120 +
⋅ 21 ,
5 42 = 112 [
4 Nm]
z
g
2
s 2
⋅ k
2
⋅80
sj
2
2
k
2
go
2
2
75
M = M
+
⋅ M
= 480 +
⋅ 21 ,
5 42 = 49 [
0 Nm]
z
g
2
s 2
⋅ k
2
⋅80
sj
h) Obliczanie średnicy wałka drugiego M z
σ =
≤ k
z
go
Wg
• z warunku na skręcanie
32 ⋅ M
32 ⋅1124
d
z max
3
= 3
=
= ,
0 05
1
6
[5 m]
π ⋅ k
π ⋅ 75⋅10
go
• z warunku sztywności
32 ⋅ M ⋅ l ⋅180
32 ⋅ 21 ,
5 4 ⋅1⋅180
2
d
s
≥ 4
= 4
= 0
.
0
[
5 m]
2
2
π ⋅ G ⋅ ,
0 25
2
π ⋅ 1,
8 ⋅1010 ⋅ ,
0 25
i) Dobór średnicy znormalizowanej.
dPN= 56 [mm]
7. Dobór i obliczanie wpustu.
a) Dobór wymiarów b×h = f (dPN) b= 16
h= 10
t1 = 6,0 [mm]
t2 = 4,3 [mm]
długość wpustu l od 45 [mm] do 180 [mm]
b) Obliczanie długości wpustu z warunku na ścinanie i na docisk 2 ⋅ M
2 ⋅ 215 ,4
F
s 2
=
=
= 7693 [ N ]
2
d
0.056
PN
F
7693
l
2
=
=
= 0,0053
1
6
[ m]
b ⋅ k
0.016 ⋅ 90 ⋅10
t
F
7693
l
2
=
=
= 0.016
2
[ m]
h
0.01
⋅ k
⋅ 96 ⋅10 6
o
2
2
dobór długości wpustu znormalizowanego wg PN-70/M- 85005 LPN= 45 [mm]
6
8. Projekt sprzęgła: tarczowe-śruby pasowane D=180[mm] D2=125[mm] L=150[mm] d1=13[mm] 4 śruby M12 ×60
Moment przenoszony 800[Nm]
D
2 × M 1
M
= F ×
⇒ F
s
=
1
s
2
D
2 ×108
F =
=1200
1
,
0 8
F
1200
F =
=
= 30 [
0 N ]
j
j
4
Obliczenie średnicy śruby z warunku na ścinanie Fj
τ =
≤ ktśś
A
2
π × d
A
r
=
4
8 × M
8 ×108
d
s
=
=
= ,
2 7 ×10−3[ m]
r
j × D × π × k
4 × 1
,
0 25 × 1
,
3 4 × 75 ×106
2
tśś
Obliczenie średnicy piasty
D = 5
,
1 × d
= 5
,
1 × 42 = 6 [
3 m ]
m
1
1
w PN
Sprawdzenie możliwości obrotu nakrętki D = 2 × d = 2 × ,
2 7 = ,
5 [
4 mm]
0
r
7