AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA W KRAKOWIE

Katedra podstaw budowy i eksploatacji maszyn

PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN

PROJEKT 7

TEMAT: NAPĘD

WYKONAŁ:

WIMiR

rok IV

Wibroakustyka

1. Schemat rozplanowania układu napędu

n_wy = 60 [obr/min] = 1 [obr/s]

F = 4,5 [kN]

d = 510 [mm]

2. Moc na wyjściu:

v = π ⋅ d

v = 3,14 ⋅ 0.51 [m/s]

v = 1,6 [m/s]

P_wy = v ⋅ F

P_wy = 1,6 ⋅ 4,5 ⋅ 10³

P_wy = 7,2 [kW]

3. Obliczenie i dobranie dodatkowego reduktora walcowego jednostopniowego

n_we = 1500 obr/min

i_Ro = 4,7 (projekt 5)

n_wy = n_we / i_c

i_c = i­_Ro ⋅ i_Rd

gdzie: i_Ro – przełożenie zaprojektowanego reduktora stożkowego

i_Rd­ – przełożenie dobranego reduktora walcowego jednostopniowego

stąd:

i_Rd =

i_Rd = 5,2

Dobieram reduktor zębaty walcowy jednostopniowy 1N125 o parametrach:

przełożenie: i_Rd = 5,2

moc przenoszona: 7,7 [kW]

maksymalna ilość obrotów na wejściu: 1500 [obr/min]

d₁ = 30k6,

l₁ = 50 [mm]

d2 = 35k6,

l₂ = 75 [mm]

m = 45 [kg] – masa przekładni bez oleju

3. Dobór silnika napędowego

Na podstawie danych parametrów z katalogu 57 – M dobieram silnik trójfazowy indukcyjny klatkowy normalny budowy zamkniętej, na łapach typu SZJe:

SZJe 44b o parametrach:

moc: 7,5 [kW]

podsynchroniczna prędkość obrotowa: 1445 [obr/min]

synchroniczna prędkość obrotowa: 1500 [obr/min]

sprawność: η = 87 [%]

współczynnik mocy cos ϕ: 0,86

ciężar: 7,45 [kg]

4. Dobór sprzęgła nierozłącznego wkładkowego

M_s = F ⋅ d/2 = 4500 ⋅ 0,51/2 = 1,15 [kNm]

M_o = k₁ ⋅ k₂ ⋅ M_s = 1,05 ⋅ 1,3 ⋅ 1150 = 1570 [Nm]

przyjmuję sprzęgło 160 – 220 – 35 / 75 – 35 / 75 Zl-25 033 ASp o parametrach:

Mp = 1,6 [kNm]

n = 350 [obr/min]

d = 35 [mm]

l = 75 [mm]

m = 12 [kg]

I = 2,2 [Nm²]

6 sworzni

f = 5 [mm]

B = 100 [mm]

A = 120 [mm]

5. Obliczenie przełożenia

Przy założeniu na wyjściu ilości obrotów wału: n₂ = 60[obr/min] oraz ilości obrotów wału połączonego z silnikiem: n₁ = 1500 [obr/min], otrzymuję założone przełożenie:

i_z = 1500 / 60 = 25

Przełożenie wynikające z przełożeń obu reduktorów:

i_rz = i_c = i_Ro ⋅ i_Rd = 4,7 ⋅ 5,2 = 24,44

Δi = (i_z – i_rz) / i_z ⋅ 100% = (25 - 24,44) / 25 ⋅ 100% = 2,24%

6. Obliczenie sprawności

η = η_rs ⋅ η_rw

gdzie:

η_rs = 0,96 – sprawność reduktora stożkowego

η_rw = 0,98 – sprawność reduktora walcowego

η = 0,94

7. Potrzebna moc silnika po uwzględnieni strat.

P = η ⋅ P_s = 0,94 ⋅ 7,2 = 6,77 [kW]

8. Dobór parametrów przekładni łańcuchowej

Zakładam:

Liczba zębów obu kół:

z₁ = z₂ = 25

Współczynnik uwzględniający warunki pracy maszyny:

f­₁ = 2,0 (napęd z przerwami) [1.], str. 15

Współczynnik uwzględniający liczbę zębów:

f₂ = 0,75 [1.], str. 15 rys. 1.4.5

Moc skorygowana:

P_SK = P₁ ⋅ f₁ ⋅ f₂

P_SK = 150 [kW] ⋅ 2 ⋅ 0,75 = 225 [kW]

Przyjmuję:

- łańcuch dwurzędowy 40A [1.], str.15, rys. 1.4.3

- podziałka łańcucha p = 63,5 [mm]

Średnica podziałowa koła łańcuchowego:

d = p ⋅ X₁

X₁ =

d = 63,5 ⋅ 7,978 = 506,603 [mm]

d = 510[mm]

Średnica wierzchołków:

d_aMAX = d + 1,25 p – d₁

d_aMAX = 510 + 1,25 ⋅ 63,5 –39,68 = 549,6 [mm]

Liczba ogniw łańcucha:

dla z = z₁ = z₂

K = (2a’ / p) + z

gdzie a’ – przybliżony rozstaw osi równy 1000[mm]

K = (2000 / 63,5) + 25

K = 58

Rozstaw osi wynikający z obliczonej liczby ogniw:

a = 0,5 (K – Z) ⋅ p = 0,5 (58 – 25) ⋅ 63,5

a = 1048 [mm]

Prędkość liniowa łańcucha:

v = p ⋅ z ⋅ n₁ /60 ⋅10³ [m/s]

v = 63,5 ⋅ 25 ⋅ 60 / 60 ⋅10³

v = 1,58 [m/s]

Rodzaj smarowania łańcucha: przekładnia zamknięta pracująca w kąpieli olejowej

[1.], str.15, tab. 1.4.4

Lepkość kinematyczna oleju: 30[cTs] [1.], str.15, tab. 1.4.5

9. Obliczenia sprawdzające przekładni łańcuchowej:

Napięcie łańcucha statyczne: F_ST = 1000 ⋅ P₁ / v

F_ST = 1000 ⋅ 150 / 1,58 = 94,9 [kN]

Napięcie łańcucha dynamiczne: F_DYN = F_ST ⋅ f₁

F_DYN = 94,9 [kN] ⋅ 2 = 189,8 [kN]

Siła odśrodkowa: F_v = 10 m ⋅ v²

gdzie m – masa 1[m] łańcucha

m = 16kG [1.], str. 15, tab. 1.4.6

F_v = 10 ⋅ 16 ⋅ 1,58² = 399[N]

Całkowite napięcie statyczne łańcucha:

F_CST = F_ST + F_v

F_CST = 94,9 + 0,399 = 95,299 [kN]

Całkowite napięcie dynamiczne łańcucha:

F_CD = F_D + F_v

F_CD = 189,8 + 0,399 = 190,2 [kN]

Współczynnik bezpieczeństwa na zrywanie przy obciążeniu statycznym:

γ_ST = F_r / F_CST = 7,5 > 7 ⇒ warunek spełniony

gdzie: obciążenie zrywające łańcucha: F_r = 708 [kN] [1.], str. 15, tabl. 1.4.1

Współczynnik bezpieczeństwa na zrywanie przy obciążeniu dynamicznym: γ_D = F_r / F_CD = 5,72 > 5 ⇒ warunek spełniony

Minimalny zwis łańcucha przekładni:

f_min = 0,01 ⋅ a = 10,5 [mm]

10. Szkic sposobu smarowania przekładni łańcuchowej:

LITERATURA:

[1.] L. W. Kurmaz

„Podstawy konstrukcji maszyn. Projektowanie dla studentów wydziału mechanicznego”

Kielce 1997

[2.] A. Rutkowski

„Części maszyn”

Warszawa 1986

[3.] Katalog silników elektrycznych 57-M