Брикетирующий пресс

Редуктор выбирается по каталогу в зависимости от передаваемой мощности электродвигателя – N_э, Вт (9) и требуемого передаточного отношения - i_p, обеспечивающего кривошипу пресса частоту вращения – n_к, мин^-1 (8).

По каталогу принимают  стандартное передаточное отношение двухступенчатого зубчатого редуктора - i_p = 20; 25; 31,5; 40. Поэтому частота вращения входного вала редуктора, то есть частота вращения маховика – n₁, мин^-1:

 

n₁ = n_к · i_p ;          (29)

 

n₁ = 35 · 20 = 700 мин^-1.

 

Кроме того, был рассчитан  требуемый диаметр маховика – D₂, м (28). Целесообразно для этого пресса совместить маховик с ведомым шкивом клиноременной передачи. При выборе электродвигателя выбрана частота вращения вала электродвигателя – n_эд, мин^-1. Значит можно рассчитать передаточное отношение ременной передачи – i_рп:

 

i_рп =  n_эд / n₁ =  D₂ / D₁ ;    (30)

 

Откуда можно рассчитать диаметр ведущего шкива на валу электродвигателя – D₁, м;

D₁ = D₂ / i_рп ;             (31)

 

D₁ = 0,31 / 20 = 0,016 м.

 

 Расчет  передачи  привода

 

Для привода брикетирующего пресса от электродвигателя к редуктору используется клиноременная передача, схема которой представлена на рисунке 5.

Схема клиноременной  передачи.

Исходные данные: электродвигатель  мощностью – N _э (9) Вт, частота вращения (асинхронная) – n_эд  , мин^-1 ; передаточное отношение передачи – i_рп (30); режим работы – средний; работа в две смены.

1.Сечение (тип) ремня  выбирают в зависимости  от  передаваемой мощности – N, кВт по таблице 1 при частоте вращения ведущего шкива около 1000 мин ^─1. В соответствии с новым ГОСТ 1284.3 – 96 обозначение сечений изменилось в соответствии с международными стандартами, а именно: О – Z; A – A; Б – B; В – С.

2. Ранее  в кинематическом  расчете было показано, что для  брикетирующего пресса наиболее целесообразно в качестве ведомого шкива использовать маховик. Значит известен диаметр ведомого шкива – D₂ (28), мм и диаметр ведущего шкива – D₁ (31), мм.

Таблица 1.

 

Сечение ремня.	Диаметр ведущего шкива – D1, мм	Передаваемая мощность – Nэ, кВт	Мощность, передаваемая одним ремнем –  N0 , кВт	Коэффи- циент – θ, Н ∙ с / м
Z	63 ÷ 100	До 1	6,4 ∙ 10 ─4 ∙ D11,55	0,06
A	90 ÷ 140	1 ÷ 3	1,94 ∙ 10 ─2 ∙ D1 ─ 0,87	0,1
B	125 ÷ 200	3 ÷ 12	3,25 ∙ 10 ─2 ∙ D1 ─ 2,2	0,18
C	200 ÷ 250	12 ÷ 30	4,44 ∙ 10 ─2 ∙ D1 ─ 4,7	0,3

3. Определяют межцентровые  расстояния между шкивами: минимальное – А_min и максимальное - A_max, м:

А_min = 0,6 × (D₁ + D₂);    (32)

 

A_min = 0,6 · (0,016 + 0,31) = 0,196 м

 

А_max = 1,2 ∙ (D₁ + D₂) ;      (33)

 

A_max = 1,2 · (0,016 + 0,31) = 0,391 м.

 

Между этими значениями принимают  ориентировочное межцентровое расстояние – А₀ , мм.

4. Затем определяют  ориентировочно расчетную длину  ремней – L₀, м при помощи вспомогательных величин – X и Y;

         

X = 1,57 × ( D₁ + D₂ );         (34) 

X = 1,57 × (0,016 + 0,31) = 0,512 м  

 

Y = [(D₂ – D₁) / 2]² ;     (35)

Y = [(0,31 – 0,016) / 2]² = 0,022 м

 

L_o = 2 × А_o + X + Y / А_o ;    (36)

L_o = 2 × 0,3 + 0,512 + 0,022 / 0,3 = 3,5 м = 3500 мм.

Принимают ближайшую длину ремней – L, мм из стандартного ряда: - L = 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3450, 3600.

5. Уточняют межцентровое  расстояние – А, мм:

 

А = 0,25 × [ (L – X) + Ö (L – X)² – 8 × Y ];   (37)

А = 0,25 × [ (35 – 512) + Ö (35 – 512)² – 8 × 22 ] = 0,25 мм.

 

6. Определяют угол  обхвата ремнем ведущего шкива  – α, град:

α = 180 – [57 × (D₂ – D₁) / А];     (38)

α = 180 – [57 × (0,31 – 0,016) /0,25 ] = 113 град.

7. Определяют коэффициенты  рабочих параметров передачи:

C₁ = 0,38 + 0,00355 · 148 = 0,9;   (39)

C₂ = 0,92;   C₃ = 1;  C₄ = 1,4.

8. Определяют число  ремней - Z. Для ремня выбранного сечения (см таблицу 1) , при диаметре ведущего шкива – D₁ мм,  с передаточном отношении около 3 и частоте вращения ведущего шкива  около 950 мин^-1 определяют мощность – N₀ , кВт , передаваемую одним ремнем.

N₀ = 6,4 ∙ 10 ^─4 ∙ D₁^1,55

9. Значит число ремней  – Z₀ при известной передаваемой мощности привода – N_э , Вт равно:  

Z₀ = N_э / (1000 ∙ N₀ × C₁ · С₂ · С₃ · С₄) ;   (40)

Z₀ = 3603 / (1000 ∙ 0,6 × 0,9 · 0,92 · 1 · 1,4) = 5,1

Округлить и принять  число ремней – Z = 5.

10. Определяют скорость  ремней – v, м/с:

v = 0,052 × D₁ × n_эд    ;                   (41)

v = 0,052 × 0,016 × 2= 0,002 м/с.

11. Определяют силу  натяжения ветви одного ремня - S_o, Н.                 Коэффициент - q для ремня выбранного сечения указан в табл.1.

 

S_o = [0,85 ∙ 10⁶ × N_э × С₄ × C₂ / ( Z × v × C₁)] + q × v² ;       (42)

 

S₀ = 4,4 H.    

 

12. Рассчитают силу, действующие  на валы – F, Н:

 

F = 2 × S_o × Z × sin(α / 2) ;                (43)

F = 2 × 4,4 × 5 × sin(0,03 / 2) = 0,012 H.

 

13. Определяют число  пробегов ремня – i, c⁻¹ :

 

i = v / L  ;                          (44) 

i = 0,002 / 0,35 = 0,6 c^-1.

 

   14. Находят   коэффициент, учитывающий разность  шкивов - x :

 

x = 1,114 × U  ;                (45)

x = 1,114 × 0,2 = 0,23

 

15. Заканчивается расчет  определением ресурса работы  передачи – Н_о, ч , приняв число циклов, выдерживаемых одним ремнем - N_оц = 5,7×10⁶:

 

Н_о = N_оц × x × Z / (3600 × i ) ;    (46)

Н_о = 5,7× 10⁶ × 0,23 × 5 / (3600 × 0,6 ) = 3035

 

Рассчитанный режим  работы должен соответствовать установленному стандартом в промежутке между легким (5000 ч) и средним (2000 ч) режимами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Основы расчета и  конструирования машин и автоматов  пищевых производств. под. ред.  Соколова А.Я. М.- «Машиностроение». 1969

 

2. Драгилев А.И., Руб  М.Д. Сборник задач по расчету  технологического оборудования кондитерского производства. – М.: ДеЛи Принт, 2005.

 

3. Вельтищев В.Н., Калошин Ю.А. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. Часть 2. «Машины для выполнения процессов измельчения, прессования и перемешивания».Учебное пособие.- М., МГУТУ, 2005.

 

4. Д.Н. Решетов. Детали  машин. Учебник для технических  вузов. – М.: Машгиз. 1961.

5. Курсовое и дипломное  проектирование технологического  оборудования пищевых производств. Лунин О.Г. и др. – М.: Агропромиздат, 1990.

 

6. Проектирование механических  передач: Учебно – справочное пособие для втузов. /С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцов  и др. – 5-е изд., перераб. и доп. – Машиностроение, 1984.