Дипломная (вкр): Модернизация способа очистки бандажей барабана для сушки концентрата

Рассчитаем размеры установочных платиков. Для расчета воспользуемся методикой, представленной в [17].

Ширина установочных платиков:

С ≈ bэ (bp)+2C0, мм, (88)

где bэ (bp) - ширина опорных поверхностей электродвигателя (редуктора), мм.

Длина установочных платиков:

L ≈ Lэ (Lp)+2C0, мм, (89)

где Lэ (Lp) - длина опорных поверхностей электродвигателя (редуктора), мм.

Величина C0 зависит от ширины опорных поверхностей и равна:

C0 ≈ 2(0,05 bэ (bp) + 1), мм, (90)

где bэ (bp) - ширина опорных поверхностей электродвигателя (редуктора), мм.

Размеры платиков для электродвигателя (b = 60 мм, l = 420 мм):

С0 ≈ 2(0,05·60 + 1) = 8,

С = 60 + 2 · 8 = 76 L = 420 + 2 · 8 = 436

Исходя из расчетов принимаем минимальные размеры платиков под электродвигатель С = 80 мм, L = 440 мм.

Размеры платиков для редуктора (b = 90 мм, l = 1255 мм):

С0 ≈ 2(0,05 · 90 + 1) = 11,

С = 90 + 2·11 = 112,

L = 1255 + 2·11 = 1277

Исходя из расчетов принимаем минимальные размеры платиков под редуктор С = 115 мм, длину L = 1280 мм.

Основание рамы проектируем с использование швеллеров №100 по ГОСТ 8240-97 имеющий ширину полки 46 мм. Швеллера привариваем к общему опорному листу толщиной 10 мм вырезанному в размер рамы. Такая конструкция обеспечивает высокую жесткость рамы и требуемую высоту по центрам привода для установки в агрегат. Материал швеллеров и опорного листа сталь ВСтЗсп ГОСТ 380-2000. Приварку швеллеров для экономии электродов привариваем шахматным швом с двух сторон, что не уменьшит прочность рамы, т.к. поверхность сварных швов достаточно большая.

Все швеллера по длине упрочняем распорками между полками швеллеров для придания большей жесткости конструкции, особенно в местах отверстий для фундаментных болтов. Между швеллерами в местах крепления редуктора предусматриваем также соединительные распорки.

Отверстия под фундаментные болты сверлим после приварки швеллеров к раме.

Редуктор привода устанавливаем непосредственно на опорный лист. Для удобства крепления редуктора болтами рядом с установочными отверстиями выполняем прямоугольные отверстия для доступа к ним снизу.

Для электродвигателя с местом под установку кожух муфты выполняем отдельную конструкцию в виде готового узла и привариваем ее к опорному листу сплошным швом по контуру швеллеров рамы электродвигателя.

Для установки приводной шестерни выполняем две стойки под опоры шестерни и также сплошным швом по конуру стоек привариваем их к опорному листу. Между редуктором и стоками под шестерню устанавливаем две стойки для крепления соединяющей их муфты.

Сварку всех элементов производим с помощью ручной электродуговой сварки электродами типа Э-42А по ГОСТ 9467-95.

Эскиз рамы привода представлен на рисунке 8, а чертеж в графической части.

Крепить раму будем к бетонному основанию с помощью анкерных болтов. Для чего выполним расчет требуемого диаметра анкерных болтов.

Рисунок 8 - Эскиз рамы привода

3.4 Расчет анкерных болтов

Для расчета воспользуемся методикой подбора числа и диаметра фундаментальных болтов представленной в [17]. Число болтов определяют, как частное от деления периметра опорной поверхности на средний шаг расположения болтов. Практически это tср = 300…3000 мм в зависимости от размеров плиты. Нижние значения ограничиваются возможностью размещения колодцев в фундаменте, а верхние - условиями равномерности прижатия плиты к фундаменту.

z = L/ tср, мм, (91)

где L - длина периметра плиты, мм

tср - средний шаг фундаментальных болтов (анкеров), мм.

Полученное число z согласуют с конструкцией плиты, на которой намечают расположение болтов. При этом могут быть допущены отклонения шага в ту или другую сторону.

Исходя из габаритов рамы принимаем tср = 540 мм.

z = (1590 + 580 + 270 + 1060 + 1320 + 1640)/450 = 14,3

Принимаем число фундаментальных болтов z = 15 шт.

Исходя из конструкции рамы привода, откорректируем расстояние между анкерными болтами по конструктивным соображениям.

Для определения диаметров болтов рассчитаем необходимую силу затяжки одного болта:

P = F[σсм]/z ≤ [P], кг/см2, (92)

где F - площадь стыка, мм

[σсм] - допускаемое напряжение смятия для бетона, кг/см2

[P] - допускаемая статическая нагрузка болтов из Ст.3, кг/см2

В нашем случае рама опирается на бетон нижней полкой швеллера №100, ширина которой 46 мм. Соответственной площадь стыка будет равна:

F = (2b + 2l - 4h)h, см2, (93)

где b, l - ширина, длина рамы, см;

h - ширина полки швеллера, см.

F = (159 + 58 + 27 + 106 + 132 + 164)·4,6 = 2971,6 см2

С учетом неравномерного распределения напряжения по стыку вследствие деформации опорной поверхности допускаемое напряжение смятие для бетона [σсм] = 5…15 кг/см2 [17].

Р = (2971,6·10)/15 = 1981,4 кг (19478 Н)

По таблице 12.1 [17] определяем требуемый диаметр анкерного болта:

d =24 мм с допускаемым [P] = 2400 кг (23520 Н).

По справочнику [1] выбираем тип фундаментального болта:

Болт 1.2 М24 х 500 ВСт3пс2 ГОСТ 24379.1-80.

4. РАЗРАБОТКА ГИДРОПРИВОДА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕЗЦА ДЛЯ ОЧИСТКИ БАНДАЖЕЙ БАРАБАНА

4.1 Расчёт и выбор исполнительного гидроцилиндра

.1.1 Нагрузочные характеристики гидропривода

В работе разрабатывается гидропривод перемещения резца для очистки бандажей барабана.

Основные параметры гидропривода:

Ход цилиндра м, 0.6;

Скорость рабочего хода, м/с 0.022;

Скорость быстрого хода, м/с 0.08;

Число цилиндров шт, 1;

Усилие на штоке гидроцилиндра Н, 6000.

4.1.2 Расчет исполнительного гидродвигателя

Для этой конструкции нужен поршневой гидроцилиндр с односторонним штоком двухстороннего действия. Ход поршня в соответствии с ГОСТ 6540-78 принимаем равным 600 мм.

Вычисляем диаметр поршня гидроцилиндра:

 (94)

где: Rmaх - усилие осевое, Н;

Р1 и Р2 - давление соответствующего в сливной и напорной областях гидроцилиндра, МПа;

Ψ1 и Ψ2 - учитываем с помощью выбранного устройства гидроцилиндра. Для цилиндра с односторонним штоком ψ1 равно 0 и ψ2 равно = 0,71 [14].

Принимаем давление Р1 в напорной линии гидроцилиндра в соответствии с рекомендациями [14] равным Р1 = 2/3p = 2/3 · 6,3 = 4,2 МПа.

Противодавление в сливной области цилиндра, в соответствии с рекомендациями [14] и применяемого давления в гидросистеме, получим Р2 = 0,6 МПа.

По рассчитанному показанию D из источника [19] принимается стандартный гидроцилиндр с диаметром поршня Dст> D

Dст = 50 мм

Получим диаметр штока:  мм

По источнику [19] выберем стандартное показание, расположенное ближе к рассчитанному: dст = 36 мм

По допускаемым значениям выбираем стандартный гидроцилиндр:

-50х36х600 УХЛ4 ОСТ2 Г52-1-86

- цилиндр гидравлический с односторонним штоком;

- исполнение без торможения;

- уплотнения поршневыми кольцами;

- поршневой диаметр, мм;

- диаметр штока, мм;

- ход штока, мм;

УХЛ4 - исполнение климатическое.

Обследуем гидроцилиндр на условие устойчивости по номограмме 10.3 [19]. Откуда видно, что гидроцилиндр проверку прошел.

4.2 Составление принципиальной схемы гидропривода

Гидравлическая схема привода изображена на рисунке 9. Гидропривод состоит:

НУ - насосная установка;

Ф - фильтр;

КП - клапан предохранительный;

КО, КО2, КО3 - клапана обратные;

Д - дроссель;

РР - распределитель направления движения ГЦ реверсивный;

Рбх - распределитель быстрых ходов;

ТУ1, ТУ2 - тормозные устройства (распределители торможения);

ТО - теплообменник, для охлаждения масла;

ГЦ - гидроцилиндр.

Насосная установка НУ создает давление рабочей жидкости в гидросистеме. Фильтр Ф фильтрует рабочую жидкость. Предохранительный клапан КП служит для защиты системы от перегруженности. Клапан обратный КО избавляет от обратного тока жидкости к насосной установке. Дроссель Д служит для регулирования скорости движения выходного звена ГЦ. Реверсивный распределитель РР (схема №14 по справочнику [27]) перенаправляет потоки жидкости в поршневую или штоковую полость ГЦ, тем самым меняя направление движения ГЦ. Распределители ТУ1, ТУ2 и обратные клапаны КО1, КО2 служат для торможения хода штока в конечных положениях. Теплообменник ТО охлаждает рабочую жидкость.

Схема движения жидкости в положении СТОП:

Электромагниты ЭМ1, ЭМ2, ЭМ3 отключены.

Схема движения жидкости при выдвижении штока (быстрый подвод БП):

Электромагнит ЭМ1 включен, электромагниты ЭМ2, ЭМ3 отключены.

Схема движения жидкости при выдвижении штока (рабочий ход РХ):

Электромагниты ЭМ1, ЭМ3 включены, электромагнит ЭМ2 отключен.

Схема движения жидкости при втягивании штока (быстрый отвод БО):

Электромагнит ЭМ2 включен, электромагниты ЭМ1, ЭМ3 отключены.

Торможение

При торможении в зависимости от направления движения в конце хода срабатывают распределители ТУ1 или ТУ2. Слив из полости противоположной движению прекращается, и шток останавливается.

Рисунок 9 - Схема гидропривода

4.3 Выбор и расчёт насосной установки

Подбор насосной установки выполняется из наибольшего давления и расхода жидкости. Рассчитаем объёмы жидкости, которые необходимы для питания гидроцилиндра в зависимости от цикла.

QБП =VБП F1ст, м3/ с, (95)

QРХ =VРХ F1ст, м3/ с, (96)

QБО = VБО  F2ст, м3/ с, (97)

где: F1ст и F2ст. - результативные площади гидроцилиндра в штоковой и поршневой, м2;

VБП, VРХ, VБО - скорости быстрого подвода, рабочего хода и быстрого отвода соответственно, м/с.

Площадь в поршневой полости ГЦ:

, м2,  (98)

 м2

Площадь в штоковой полости ГЦ:

, м2, (99)

 м2

Отсюда расходы:

QБП = 0,08 · 0,00196 = 0,000157 м3/ с (9,4 л/мин),

QРХ = 0,022 · 0,00196 = 0,000043 м3/ с (2,8 л/мин),

QБО = 0,08 · 0,00095 = 0.000076 м3/ с (4,6 л/мин),

Выбираем наибольшее значение из рассчитанных показаний.

Подача насоса номинальная должна быть выше QБП:

Qн > QБП

Рассчитываем по формуле значение необходимого давления на выходе из насоса:

Рн=Р1+ΔРн, МПа, (100)

где: Δрн - общие потери давления в линии, которая соединяет гидроцилиндр с насосом.

Потери давления определяем только после создания гидропривода. Следовательно, заранее производим выбор насосной установки. Примем:

 МПа

В качестве насосного агрегата выбираем из справочника [19] насос стандартный однопоточный типа пластинчатый НПл 12.5/6.3 ТУ2-053-1899-88.

Основные параметры насосного агрегата:

Объем рабочий, см3 12.5.

Подача номинальная, л/мин (м3/с) 9.7 (0.000162)

Давление на выходе из насоса, МПа

Номинальное давление 6.3

Предельное давление  7

Частота вращения, об/мин

Номинальная частота 950

Максимальная частота 1500

Минимальная частота 600

Номинальная мощность электродвигателя, кВт 1.6.

Выбираем модель насосной установки для насоса:

 ТУ2-053-1535-80 (101)

где 1 - исполнение по высоте гидрошкафа (1200 мм);

М - исполнение по количеству насосных агрегатов и расположению (один);

Г48-84 - наименование насосной установки;

УХЛ - исполнение климатическое;

 - исполнение комплектующего насоса (внизу электродвигатель, вверху насос);

 - номер насосного агрегата.

4.4 Расчёт и выбор гидроаппаратуры и трубопроводов

.4.1 Расчет трубопроводов

Рассчитаем внутренний диаметр трубопровода по формуле:

 м, (102)

где: Q - объём жидкости, который расходуется в трубопроводе, м³/с;

Uрек - требуемая скорость потока жидкости в трубопроводе.

Наименьшая толщина стенки трубопровода:

, мм, (103)

где Р - наибольшее давление жидкости в трубопроводе, МПа;

σпр - предел прочности на растяжение, для стали σпр равно 340 МПа;

Кσ - коэффициент безопасности равный 2…5.

Исходя из давления в гидросистеме, используем соединения по ГОСТ2 93-4-78 и ГОСТ2 93-8-78 [19] с раскаткой. Подбор труб ведем из количества рекомендованных для данного вида соединений по ГОСТ 8734-75.

Напорные участки 1-2, 3-27, 27-28:

Pmax = 7 МПа, Q max = 9.7 л/мин = 0.000162 м3/с;

Рекомендуемая скорость uрек = 3.2 м/с

 м (8 мм)

Трубу 10х0,6 принимаем согласно ГОСТ 8734-75, внутренний диаметр которой равен мм. Проверим условие :

 мм

,6 мм > 0.45 мм условие осуществляется.

Напорные участки 27-4, 5-6:

Pmax = 7 МПа, Q max = 9,4 л/мин = 0,000157 м3/с;

Рекомендуемая скорость uрек = 3,2 м/с

 м (7,9 мм)

 мм

,6 мм > 0,45 мм условие осуществляется.

Напорно-сливные участки 7-8, 9-10, 11-12, 13-14:

Pmax = 7 МПа, Q max = 9,4 л/мин = 0,000157 м3/с;

Рекомендуемая скорость uрек = 2 м/с

 м (10 мм)

Трубу 12х0,6 примем согласно ГОСТ 8734-75, внутренний диаметр которой равен мм. Проверим условие :

 мм

,6 мм > 0.55 мм условие осуществляется.