Файл: Учебный курс для студентов очной и заочной форм обучения.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 911
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет клиноременной передачи на тяговую способность и долговечность
Виды разрушения ремня и критерии работоспособности клиноременных передач аналогичны таковым для плоскоременной передачи. Методы расчета передачи обоих типов также схожи.
Расчет на тяговую способность заключается в определении требуе мого числа клиновых ремней для обеспечения нормальной работоспособ ности передачи:
(45)
где Ft— передаваемая окружная сила, Н; Ао — площадь поперечного сече ния клинового ремня, мм2 (см. табл.3); [К]п — допускаемое напряжение в ремне; Cz— коэффициент числа ремней (для двух, трех ремней Сz = 0,95; для четырех—шести Сz= 0,9; более шести Сz = 0,85); = 8 — наибольшее число клиновых ремней, обеспечивающее равно мерность их нагружения в передаче.
При получении по расчету необходимо увеличить площадь поперечного сечения ремня, выбрать следующий больший профиль ремня и таким образом снизить число ремней.
Расчет на долговечность. Число пробегов ремня в 1 с
U=v/L≤[U], (46)
где U — действительное число пробегов ремня за 1 с; и — скорость рем ня, м/с; L — расчетная длина ремня, м; [U] — допускаемое число пробегов ремня за 1 с. Для клиновых ремней [U] < 10 (в отдельных случаях [U]= 11 ÷ 12).
Заводы-изготовители клиновых ремней производят проверку гарантий ной наработки То(ч) (табл.8) для ремней, а также условно-расчетной длины Lo. При расчетной длине выбранного клинового ремня L, отличаю щейся от табличной, гарантийную наработку (ч) для данного ремня опре деляют по формуле
Т= T0(L/L0), (47)
где То — гарантийная наработка ремней условно-расчетной длины Lo, ч (табл. 8); L — расчетная длина выбранного ремня, мм; Lo— условно-рас четная длина ремня, мм (см. табл.8).
Таблица 8. Гарантийный срок службы ремней (для условно расчетной длины L0)
При вытяжке клиновых ремней до 3% наибольшая гарантийная нара ботка стандартных клиновых ремней составляет 500 ч.
Последовательность проектировочного расчета клиноременной и по ликлиновой передачи.
Расчет производят по аналогии с расчетом плоскоременных передач (некоторые изменения, связанные со спецификой клиноременной передачи, излагаются подробнее). Расчет клиноременной передачи следует вы полнять в следующем порядке.
1. Предварительно задать скорость ремня (5—25 м/с) и в зависимости от заданных скорости и передаваемой мощности по табл.9 выбрать про филь ремня.
Таблица 9. Выбор типа клинового ремня в зависимости от передаваемой мощности и скорости ремня
Размеры сечения принять по табл.3. Так как заданным условиям за дачи мощности Р и скорости v в табл.9 соответствует несколько типов (сечений) ремней, рекомендуется вначале выбрать меньшее сечение и пе реходить к другим только в случае получения неприемлемо большого числа ремней .
2. В зависимости от выбранного типа клинового ремня по табл. 6.5 принять диаметр малого шкива D1.
3. По диаметру малого шкива D1 определить скорость ремня v и срав нить с допускаемой [v] = 25 м/с. Уточнить размер.
4. Определить диаметр большого шкива D2и согласовать его значение с приведенными в табл.5.
5. Уточнить передаточное число и.
6. Назначить межосе вое расстояние а.
7. По формуле (3) определить расчетную длину L ремня, округлить ее значение до стандартного (см. табл.3), после чего проверить долговеч ность ремня (ремней) по числу пробегов. При U> [U] вы брать следующее большее значение расчетной длины ремня L(см. табл. 3), удовлетворяющее условию U< [U], после чего уточнить межосе вое расстояние а.
8. Определить угол обхвата меньшего шкива. При невыполнении ус ловий следует увеличить межосевое расстояние и соответственно изменить расчетную длину ремня L.
9. Задать напряжение от предварительного натяжения и для выбранного типа ремня по табл. 6 принять допускаемое приведен ное полезное напряжение Ко, по табл.7 — поправочные коэффициенты Са, Ср, Со, Сv по формуле (39) определить допускаемое полезное напря жение [К]П.
10. Рассчитать окружную силу F1по формуле (46).
11. По формуле (43) определить требуемое число ремней . При > 8 необходимо по табл.3 изменить выбранный тип ремней на боль ший профиль и таким образом снизить число ремней.
12. Рассчитать Fo, угол и Fs.
13. Определить все размеры шкивов.
При расчете поликлиновой передачи профиль ремня выбирают в зависи мости от передаваемой мощности меньшего шкива Рхи его угловой скоро сти 1 (рис.15).
Диаметр D1 выбирают по табл.10. Число клиньев определяют по формуле
где [z] — допускаемое число клиньев (см. табл. 4);
[Р]П= [P]0CaCpC1Cz— допускаемая мощность, передаваемая одним кли ном, кВт;
[Р]о— допускаемая приведенная мощность для одного клина, кВт (см. табл. 6.10);
Са — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность ремня (см. табл.7); Ср — коэффициент режима работы (см. табл.7); С1 — коэффициент, учитывающий влияние на долговечность длины ремня. Зависимость С, от отношения расчетной длины ремня L к исходной длине Zo
L/Lo…..0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Са.........0,85 0,91 0,96 1 1,03 1,06
Сг — коэффициент, зависящий от числа клиньев;
при z = 2÷3 Сг = 0,95;
при z = 4÷6 Сг = 0,9;
при z>6 Сг = 0,85.
Таблица 10. Значения [Р]о для поликлиновых ремней
Пример 2. Рассчитать передачу клиновым ремнем нормального и узкого сечения, а также передачу поликлиновым ремнем от электродвигателя к редуктору привода ленточного конвейера. Требуемая мощность электродвигателя Р1=5,2 кВт при п1 = 2880 мин-1. Передаточное число передачи u=4,03, Характер нагрузки — спокойная, работа двухсменная. Передача предназначена для эксплуатации в центральных районах страны.
Решение. 1. Выбор сечения ремня. Для передачи мощности Р1 = 5,2 кВт при n1=2880 мин-1 можно принять ремни обычного качества:
а) клиновой ремень нормального сечения А, класс 1;
б) клиновой ремень узкого сечения SPZ, класс I;
в) поликлиновой ремень сечения К.
2. Выбор диаметра d1 меньшего шкива.
а) Вращающий момент на ведущем валу:
Т1= 9550Р1/n1 = 9550·5,2/2880 = 17,4 Н·м.
б) Коэффициент Сp динамичности и режима работы при двухсменной работе: Ср= 1,1. Тогда Р1’= СpP1 = 1,1·5,2 = 5,72 кВт.
в) Диаметр d1 меньшего шкива выбираем для ремней сечений A, SPZ, К соответственно: d1 = 100 мм; d1 = 71 мм; d1= 80 мм.
Для сравнения расчет передачи выполняем для всех трех типов ремней и результаты сводим в табл. 11.
Таблица 11 Результаты расчета передач клиновыми ремнями нормального и узкого сечений и поликлиновыми ремнем
Виды разрушения ремня и критерии работоспособности клиноременных передач аналогичны таковым для плоскоременной передачи. Методы расчета передачи обоих типов также схожи.
Расчет на тяговую способность заключается в определении требуе мого числа клиновых ремней для обеспечения нормальной работоспособ ности передачи:
(45)где Ft— передаваемая окружная сила, Н; Ао — площадь поперечного сече ния клинового ремня, мм2 (см. табл.3); [К]п — допускаемое напряжение в ремне; Cz— коэффициент числа ремней (для двух, трех ремней Сz = 0,95; для четырех—шести Сz= 0,9; более шести Сz = 0,85); = 8 — наибольшее число клиновых ремней, обеспечивающее равно мерность их нагружения в передаче.
При получении по расчету необходимо увеличить площадь поперечного сечения ремня, выбрать следующий больший профиль ремня и таким образом снизить число ремней.
Расчет на долговечность. Число пробегов ремня в 1 с
U=v/L≤[U], (46)
где U — действительное число пробегов ремня за 1 с; и — скорость рем ня, м/с; L — расчетная длина ремня, м; [U] — допускаемое число пробегов ремня за 1 с. Для клиновых ремней [U] < 10 (в отдельных случаях [U]= 11 ÷ 12).
Заводы-изготовители клиновых ремней производят проверку гарантий ной наработки То(ч) (табл.8) для ремней, а также условно-расчетной длины Lo. При расчетной длине выбранного клинового ремня L, отличаю щейся от табличной, гарантийную наработку (ч) для данного ремня опре деляют по формуле
Т= T0(L/L0), (47)
где То — гарантийная наработка ремней условно-расчетной длины Lo, ч (табл. 8); L — расчетная длина выбранного ремня, мм; Lo— условно-рас четная длина ремня, мм (см. табл.8).
Таблица 8. Гарантийный срок службы ремней (для условно расчетной длины L0)
| Тип ремня | Условно-расчет ная длина Lo, мм | Гарантийная наработка T0, ч, не менее, для ремней | |
| кордтканевых | кордшнуровых | ||
| Z(О) | 1250 | 200 | 250 |
| А | 1700 | ||
| В(Б) | 2000 | ||
| С(В) | 2500 | ||
| Д(Г) | 3000 | 250 | — |
| E(Д) | 7100 | ||
| EО(Е) | 8500 | ||
При вытяжке клиновых ремней до 3% наибольшая гарантийная нара ботка стандартных клиновых ремней составляет 500 ч.
Последовательность проектировочного расчета клиноременной и по ликлиновой передачи.
Расчет производят по аналогии с расчетом плоскоременных передач (некоторые изменения, связанные со спецификой клиноременной передачи, излагаются подробнее). Расчет клиноременной передачи следует вы полнять в следующем порядке.
1. Предварительно задать скорость ремня (5—25 м/с) и в зависимости от заданных скорости и передаваемой мощности по табл.9 выбрать про филь ремня.
Таблица 9. Выбор типа клинового ремня в зависимости от передаваемой мощности и скорости ремня
| Мощность Р, кВт | Тип ремня при скорости v, м/с | ||
| не более 5 | 5-10 | св. 10 | |
| Не более 1 | О; А | О; А | О |
| 1-2 | О; А; Б | О; А | О; А |
| 2-4 | А; Б | О; А; Б | О; А |
| 4-7,5 | Б; В | А; Б | А; Б |
| 7,5-15 | В | Б; В | Б; В |
| 15-30 | — | В | В |
| 30-60 | — | Д; Г | В |
| 60-120 | — | Д | Д; Г |
| 120-200 | — | Д; Е | Д; Г |
| Св. 200 | — | — | Д; Е |
Размеры сечения принять по табл.3. Так как заданным условиям за дачи мощности Р и скорости v в табл.9 соответствует несколько типов (сечений) ремней, рекомендуется вначале выбрать меньшее сечение и пе реходить к другим только в случае получения неприемлемо большого числа ремней .
2. В зависимости от выбранного типа клинового ремня по табл. 6.5 принять диаметр малого шкива D1.
3. По диаметру малого шкива D1 определить скорость ремня v и срав нить с допускаемой [v] = 25 м/с. Уточнить размер.
4. Определить диаметр большого шкива D2и согласовать его значение с приведенными в табл.5.
5. Уточнить передаточное число и.
6. Назначить межосе вое расстояние а.
7. По формуле (3) определить расчетную длину L ремня, округлить ее значение до стандартного (см. табл.3), после чего проверить долговеч ность ремня (ремней) по числу пробегов. При U> [U] вы брать следующее большее значение расчетной длины ремня L(см. табл. 3), удовлетворяющее условию U< [U], после чего уточнить межосе вое расстояние а.
8. Определить угол обхвата меньшего шкива. При невыполнении ус ловий следует увеличить межосевое расстояние и соответственно изменить расчетную длину ремня L.
9. Задать напряжение от предварительного натяжения и для выбранного типа ремня по табл. 6 принять допускаемое приведен ное полезное напряжение Ко, по табл.7 — поправочные коэффициенты Са, Ср, Со, Сv по формуле (39) определить допускаемое полезное напря жение [К]П.
10. Рассчитать окружную силу F1по формуле (46).
11. По формуле (43) определить требуемое число ремней . При > 8 необходимо по табл.3 изменить выбранный тип ремней на боль ший профиль и таким образом снизить число ремней.
12. Рассчитать Fo, угол и Fs.
13. Определить все размеры шкивов.
При расчете поликлиновой передачи профиль ремня выбирают в зависи мости от передаваемой мощности меньшего шкива Рхи его угловой скоро сти 1 (рис.15).
Диаметр D1 выбирают по табл.10. Число клиньев определяют по формуле
где [z] — допускаемое число клиньев (см. табл. 4);
[Р]П= [P]0CaCpC1Cz— допускаемая мощность, передаваемая одним кли ном, кВт;
[Р]о— допускаемая приведенная мощность для одного клина, кВт (см. табл. 6.10);
Са — коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность ремня (см. табл.7); Ср — коэффициент режима работы (см. табл.7); С1 — коэффициент, учитывающий влияние на долговечность длины ремня. Зависимость С, от отношения расчетной длины ремня L к исходной длине Zo
L/Lo…..0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Са.........0,85 0,91 0,96 1 1,03 1,06
Сг — коэффициент, зависящий от числа клиньев;
при z = 2÷3 Сг = 0,95;
при z = 4÷6 Сг = 0,9;
при z>6 Сг = 0,85.
Таблица 10. Значения [Р]о для поликлиновых ремней
| Обозначение сечения ремня | Диаметр меньше го шкиваD1мм | [P]0, кВт, при скорости ремня v, м/с | ||
| 5 | 15 | 25 | ||
| A (b0 = 710 мм) | 40 45 50 | 0,14 0,155 0,165 | 0,32 0,36 0,40 | 0,49 0,53 |
| Л(b0= 1600 мм) | 80 90 100 | 0,39 0,45 0,50 | 0,79 0,97 1,12 | 1,30 |
| М(b0 = 2240 мм) | 180 200 224 | 1,45 1,63 1,80 | 3,02 3,58 4,12 | 3,18 4,04 4,95 |
Пример 2. Рассчитать передачу клиновым ремнем нормального и узкого сечения, а также передачу поликлиновым ремнем от электродвигателя к редуктору привода ленточного конвейера. Требуемая мощность электродвигателя Р1=5,2 кВт при п1 = 2880 мин-1. Передаточное число передачи u=4,03, Характер нагрузки — спокойная, работа двухсменная. Передача предназначена для эксплуатации в центральных районах страны.
Решение. 1. Выбор сечения ремня. Для передачи мощности Р1 = 5,2 кВт при n1=2880 мин-1 можно принять ремни обычного качества:
а) клиновой ремень нормального сечения А, класс 1;
б) клиновой ремень узкого сечения SPZ, класс I;
в) поликлиновой ремень сечения К.
2. Выбор диаметра d1 меньшего шкива.
а) Вращающий момент на ведущем валу:
Т1= 9550Р1/n1 = 9550·5,2/2880 = 17,4 Н·м.
б) Коэффициент Сp динамичности и режима работы при двухсменной работе: Ср= 1,1. Тогда Р1’= СpP1 = 1,1·5,2 = 5,72 кВт.
в) Диаметр d1 меньшего шкива выбираем для ремней сечений A, SPZ, К соответственно: d1 = 100 мм; d1 = 71 мм; d1= 80 мм.
Для сравнения расчет передачи выполняем для всех трех типов ремней и результаты сводим в табл. 11.
Таблица 11 Результаты расчета передач клиновыми ремнями нормального и узкого сечений и поликлиновыми ремнем
| Определяемая величина | Результаты для ремней | ||
| А | SPZ | К | |
| Расчетный диаметр d1 меньшего шкива, мм | 100 | 71 | 80 |
| Высота h ремня, клина, мм | 8 | 8 | 2,35 |
| Скорость ремня, м/с | 15,1 | 10,7 | 12,1 |
| Расчетные диаметр d2большего шкива, мм, при = 0,015 | 397 | 282 | 318 |
| Принимаем d2 мм | 400 | 280 | 315 |
| Фактическое передаточное число uф | 4,06 | 4 | 4 |
| Ориентировочное межосевое расстояние а, мм | 283 | 201 | 220 |
| Длина ремня Lp. мм | 1430 | 1007 | 1123 |
| Принимаем Lp, мм , из стандартного ряда | 1600 | 1120 | 1120 |
| Частота пробегов ремня, , с-1 | 9,4 | 10,6 | 10,8 |
| Допускаемая частота [U] пробегов ремня, с-1 | 20 | 20 | 30 |
| Номинальное межосевое расстояние аном мм | 378 | 264 | 218 |
| Угол обхвата ремнем меньшего шкив α1 град | 134,7 | 134,8 | 118,6 |
| Минимально допустимый угол обхвата [α]1 град | 110 | 110 | 110 |
| Минимальное межосевое расстояние аmin, при 0,98 Lp | 360 | 252 | 205 |
| Максимальное межосевое расстояние amax при 1,055 Lp | 425 | 297 | 254 |
| Допускаемая приведенная мощность, передаваемая одним ремнем или одним клином [P]о, кВт | 2,07 | 2,0 | 0,43 |
| Базовая длина ремня Lо, мм | 1700 | 1600 | 710 |
| Поправочные коэффициенты: | | | |
| а) коэффициент Саугла обхвата | 0,87 | 0,87 | 0,80 |
| б) при Lp /Lо | 0,94 | 0,7 | 1,58 |
| коэффициент CL длины ремня | 0,98 | 0,93 | 1,08 |
| в) коэффициент Сu передаточного числа | 1,14 | 1,14 | 1,14 |
| Допускаемая мощность [Р], передаваемая одним ремнем или одним клином, кВт | 1,82 | 1.67 | 0,39 |
| Ориентировочное число z ремней или клиньев при Сz = 1 | 2,85 | 3,11 | 13,7 |
| Коэффициент Сz числа клиньев | 0,95 | 0,9 | 0,85 |
| Число z ремней или клиньев | 3 | 4 | 16 |
| Допускаемое число [z] ремней пли клиньев | 10 | 10 | 36 |
| Ширина шкива В, мм | 50 | 53 | 42 |
| Ресурс ремней Lh, ч при К1 = 2,5 и К2 = 1 | 5000 | 5000 | — |
| Сила предварительного натяжения ремней Fо, Н | 395 | 493 | 459 |
| Сила Fn, Н, действующая на валы | 729 | 910 | 789 |