dr. ing.UngureanuMiorițaAvram Dan Grupa:EPIAnul:IV Temă de proiectare Să se proiecteze un transportor elicoidal având următoarele caracteristici… [303099]

Proiect

Licență

Transportor Elicoidal

Coordonator: Student: [anonimizat]:EPIAnul:IV

Temă de proiectare

Să se proiecteze un transportor elicoidal având următoarele caracteristici tehnice:

CARACTERISTICI TEHNICE:

1. Debitul de masă:

2. Materialul de transportat: nisip umed

3. Masa volumetrică:

4. Coeficientul granulometric: 0,2

5. Forma granulelor: ovoidală

6. Lungimea transportorului: L = 4 [m] (2 arbori)

7. Unghiul de înclinare al transportorului: 300

8. Numărul gurilor de alimentare: 1

9. Numărul gurilor de deversare: 1

10. Coeficientul de frecare:

11. Tipul elicei: cu pereții plini

Cuprins

Cap I. Memoriu Tehnic:

[anonimizat] a transportoarelor elicoidale

Tipuri de transportoare elicoidale

Cap II. Calculul transportorului elicoidal

2.1 Principiul de calcul al transportorului elicoidal.

Istoric în utilizarea elementelor elicoidale

Forma elicoidală se utilizează pentru efectuarea mișcării axiale a [anonimizat].Exemplu: un șurub are o spirăelicoidală, prin rotireșurubul se deplasează axial in piesă

Saudispozitivulîn care se înșurubează.

[anonimizat],determinămișcareaaxială a materialuluiaflatîntrespireleelicoidale se numeștemelc. Acestape o anumitălungimeaxială,areunasaumaimulte spire elicoidale.

InventareamelculuiesteatribuităluiArhimede (287-212 ien).

Peaceastătemăsuntredateuneleconsiderațiidatoratelui George L.Bata.

Arhimedeainventatmelculpentruevacuareaapeidintr-o navă recent construită care aveaspărturi.Ulterior,pecând se aflaînEgipt (c.c.a 260.ien) Arhimede a utilizat melculînirigații (fig.1);apa râului acționa melcul care funcționaca o pompă.

Fig. 1. Melcul lui Arhimede instalat pe Nil.

Marcus Vitruvius Pollio superintendentul apeductelor Romane în timpul împăratului August a [anonimizat] a apei.

[anonimizat],un fierar elvețian Galeaz de Rubeis a construit un nou prototip al mașinii cu melc pentru a ridica apa din râul Ticino. Această pompă cu melc denumită Machina Augustana încă mai funcționa 70 de ani mai târziu în 1582 când Jean Jasques Weker a descris-o (fig 2).

Abia 10 generații mai târziu au început să fie întelese principiile hidrodinamicii care guvernează deplasarea lichidului în melcul Arhimede.De-a lungul timpului utilizarea melcului s-a extins,[anonimizat],[anonimizat].

Fig. 2. Machina Augustana pe râul Ticino.

Utilizarea formei elicoidale s-a extins în diferite ramuri ale tehnicii.

Melcul este utilizat la:

– alimentatoareșidozatoare

– [anonimizat]

– mașinilepentruextrudareamaterialelorceramic,materialelorplastic,cauciuculuiși a altor material înuzalimentar.

– amestecareafluidelorfoartevîscoase,pastelorsipulberilor.

Elementele constructive sub formă de melcreprezintăcomponenteledefinitorii ale multormașini de proces.

[anonimizat].

[anonimizat]lc pot fi schimbateproprietățilesubstanțeloralimentate,opompă cu melcmodificăstarealichiduluipompat (presiune,volum,temperatura) într-un extruder sauîntr-o mașină de injecție.

Organeleactive,melculsuntacționate de mașinimotoare (motoaretermice,motoareelectrice,motoarehidraulice).

Utilizareasuprafețelorelicoidaleîntehnică

La construcțiamelcilor,celmai des se întâlnescsuprafețeleelicoidale cu diametrul D = constantși cu pasul S = constantatât axial câtși radial.

Rezultămelcii cu adâncimeacanalului: h = (D – d) constant. (fig 1.a); sau variabil în lungul generatoarei cilindrului (fig 1.2)

Fig.1. Melci cu adâncimea canalului h = constant

Fig. 1.2 Melci cu adâncimea canalului h variabilă

Se utilizează de asemenea suprafețe elicoidale cu pas variabil axial (crescător sau descrescător) la construcția melcilor care pot avea adâncimea canalului h = constant (fig 1.b) sau cu h variabil în trepte sau variabil continuu (cazurile din fig 1.2 a,b). Variantele din fig 1.2 pot fi realizate și cu ordinea inversată a adâncimilor și anume astfel încât .

Alegereavarianteipractice:

D = constant sau variabil

h = constant sau variabil

S = constant sau variabil

Depinde de destinația suprafeței elicoidale,de natura substanței prelucrate și de starea de agregare a acesteia (pastă,solid granular sau pulverulent, fluid).

Variantele constructive cu diametrul miezului melcului continuu variabil sau cu diametrul exterior al melcului variabil sunt scumpe. Varianta cu diametru exterior D = constant,cu diametru miezului în trepte (fig 1.2 .a) și eventual cu pasul variabil se consideră economică în comparatie cu celelalte doua variante analizate.

Melcul poate fi fabricat de exemplu prin strunjirea unei bare cilindrice (se elimină materialul corespunzator canalului elicoidal) sau prin realizarea separată a spirei elicoidale (fig.1.3.a) și sudarea ei pe un arbore tubular sau pe un arbore plin (fig.1.3. b)

Fig. 1.3 Spire elicoidale pentru fabricarea unui melc (a)

Prin sudare pe un arbore plin/tubular (b)

Constructie și funcționare,domenii de utilizare.

Transportorul materialului în vrac (pulberi,granule sau bulgări de dimensiuni relative mici) se poate face cu mașini prevazute cu organe active cu suprafețeelicoidale (fig.3.1)

denumite transportoare elicoidale.

Fig. 3.1 Transportor Elicoidal

Un transportor elicoidal constă dintr-un melc 1 aflat într-un jgheab sau un tub 2. Melcul este pus în mișcare de rotație de un motor prin intermediul unei transmisii sau unui reductor. Materialul introdus în jgheab prin pâlnia de alimentare 3,este transportat de melc de-a lungul jgheabului și poate fi evacuat printr-o deschidere 5,plasată pe fundul jgheabului la extremitatea opusă punctului de alimentare. În timpul deplasării materialul ramâne la fundul jgheabului din cauza greutății goale și nu se rotește împreună cu melcu,are numai o mișcare rectilinie de-a lungul jgheabului.

Melcul poate fi (fig 3.2):

cu suprafață elicoidală completă (fig.3.1 și 4.2,a) executată din tablă.

cu elicea formată dintr-o bandă de oțel lat (fig.3.2,b) sudată de arborele transportorului prin intermediul unor spițe.

cu pale de o anumită formă dispuse după elice (fig.3.2,c);

cu suprafață elicoidală cu marginea dințată (fig.3.2,d);

Fig. 3.2 Principalele tipuri constructive de melci pentru transport.

Ultimele trei tipuri constructive se aplică în cazul materialelor aderente și a acelora care în timpul transportului.

Uneori la suprafața elicoidală din (fig 3.2,a) se atașează pale plate (fig.3.2,e) sau de altă formă care asigură amestecarea materialului granular în timpul transportului.

Daca suprafața elicoidală din (fig.3.2,b) se secționează astfel

Încât să rămână doar niște pale-elice scurte se obțin variantele constructive din (fig.3.2,f și g).

Melcul cu suprafață elicoidală incompletă (fig.3.2,b-d) poate fi utilizata pentru transport pe orizontală.Melcul cu spira elicoidală completă permite transportul materialului și pe verticală,deoarece secțiunea poate fi complet ocupată cu material.

Fig. 3.2 Secțiune transversală printr-un jgheab și un melc orizontal

Arborele melcului se execută din tronsoane, de exemplu de 2÷2,5 m lungime, fie masiv, fie tubular. Tronsoanele sunt legate între ele prin intermediul unor bucăți de arbore scurte, susținute în câte un lagăr intermediar 4, fixat pe partea superioară a jgheabului (fig.3.1). Aceste lagăre trebuie să fie cât mai scurte, pentru că în dreptul lor spira melcului este întreruptă și se pot produce înfudări cu material, care împiedică funcționarea transportorului.Jgheabul se execută deseori din tablă de oțel;are o secțiune circulară, care în partea de jos îmbracă melcul, iar partea superioară este dreptunghiulară astfel încât să se poată aplica un capac de etanșare.

Deschiderile pentru evacuarea materialului sunt prevăzute cu sertare de închidere pentru ca materialul să iasă în punctul dorit. Jgheabul nu trebuie să fie complet umplut cu material deoarece se produc stagnări în dreptul lagărelor intermediare. Coeficientul de umplere ia cu atât mai mic, cu cât materialul este mai greu și abraziv. Pentru a nu depășii coeficientul de umplere, alimentarea trebuie să fie reglată cu ajutorul unui alimentator.

Pentru transportul materialelor mărunte se recurge la transportoarele melcate în tub cilindric (fig.3.4).

Fig. 3.4 Baie de călire cu transportor cu melc

1-Bazin de călire; 2- Mediu de răcire; 3-Jgheabul de intrare al pieselor calde; 4- Melc; 5- Jgheab perforat; 6- Lagăr intermediar; 7- Reductor; 8- Motor; 9- Jgheab de evacuare.

Transpotoarele elicoidale pentru ridicarea pe verticală au melcul cu suprafața elicoidală completă și fără lagăre intermediare. În acest caz tubul cilindric este umplut complet cu material, alimentarea facându-se pe partea de jos cu ajutorul unui al doilea transportor elicoidal scurt. Acest transportor se utilizeaza pentru transport de până la circa 15 m.

Transportoarele elicoidale pe orizontală și pe verticală se întâlnesc și în instalații pentru amestecarea pulberilor. Un exemplu de transportor pentru transportarea unor materiale pe orizontală și pe verticală (fig.3.5)

Fig. 3.5 Transportor elicoidal – vertical cu melc:

1,3 – Melc; 2,4 – Tub cilindric.

Avantajele transportoarelor elicoidale sunt:

construcția simplă

posibilitatea etanșării perfecte a jgheabului

Dezavantajele transportoarelor elicoidale sunt:

consum ridicat de energie

melcul și jgheabul se uzează repede

distanța de transport și debitul nu pot depășii anumite limite modeste

Cu toate acestea transportoarele elicoidale sunt foarte utilizate în industrie, la transportul cerealelor, fainii, chimicalelor, zgurii, cărbunelui, cenușii.[Mașini Cu Elemente Elicoidale vol.]

Tipuri de transportoare elicoidale

Transportoare Elicoidale orizontale și înclinate pentru sarcini mărunte.

Caracteristici constructive

Construcția unui transportor elicoidal este prezentată în figura 4.1 în jgheabul 6, coaxial cu acesta este montat melcul 8, rezemat pe mai multe lagăre intermediare 7, și pe lagărele de capăt 9. Melcul este antrenat de motorul electric 1, prin intermediul reductorului 3, cuplate prin cuplajele 2 și 4. Încărcarea materialului se face prin gura de alimentare 5, situată în partea superioara a jgheabului 7, iar descărcarea materialului se face prin gura de evacuare 10.

Fig. 4.1 Transportorelicoidal

Arboriimelcului se execută cu secțiune tubularăși circulară plinăîntronsoanele de 2-4 m. La lungimimici se prefera arboriitubulari, a carorasamblare se face maicomod. La lungimimari se preferă arborii cu secțiuneplinădeoareceaceleașisolicitări au secțiunimaimici.Înfigura 4.2 esteprezentată o construcție.

Fig. 4.2 Tronson arbore

Arborele 1 aresecțiunetubulară, pe el fiindsudatăelicea 2 a melcului. Pentruasamblareatronsoanelorarboreluișisprijinireasaînlagăreleintermediare se utilizeazăfusurile 4 care suntmontateînbucșele 3 de pecapeteletronsoanelor,prinintermediulșuruburilor 5 și a șaibelor de siguranță 6. Eliceamelcului se executăprinmatrițare din tablă de oțel cu grosimea de 2-8 m. Tronsoaneleelicei se sudeazăîntreelepeconturularborelui.Frecventmelcul se execută cu unsingurînceput cu diametrele 150-650 mm. Jgheabul se execută din tablă de oțelavândgrosimea de 2-8 mm, din tronsoane cu aceleașilungimicași a melcului. Grosimilemaimari se recomandăpentru diameter maimari ale melcului. Melcul se monteazăastfelîncâtîntre el șijgheabsăexiste un spațiu de 5-10 mm.

Arborele cu elice se sprijinăînlagăre, deoareceturațiasaesteredusăpreferându-se lagăre de alunecare. Unlagăr de capăteste radial, iarcelălalteste radial axial. Lagarul radial axial se monteazăunde are locdescărcarea, pentru a puteapreluasolicitareaaxialăaarborelui. La lungimimaimariarborele se sprijinășipelagăreleintermediare. Lagăreleintermediare se montează la 2-4 m distanțăunul de celălalt.Lagărele se monteazăsuspendatepentruaasiguratrecereamaterialuluipefunduljgheabului. Lungimealortrebuiesă fie câtmaimicădeoareceîndreptullagăreloreliceamelcului se întrerupe.

Transportorînclinat cu melcpentrutransportulsarcinilorînbucăți.

Variante constructive.

Înfigura 4.3 esteprezentat un transportor cu melcpentrutransportulsarcinilorînbucăți al cărui organ de lucrueste un melc din fontă 1 închisîntubul 2 cu crăpăturălongitudinală 3. Melculestealcătuit din sectoaremontatepearborele care se roteșteînlagărele de sprijin. Arboreleesteacționatprintr-o transmisiemecanică de către un motor electric. Acestetransportoareocupafoarteputinspațiușisuntutilizatepentruridicareasarcinilorînbucăți la etajelesuperioare.

Pentrutransportorulsarcinilorînbucățimijlocii, saubulgări, melcul se execută cu elicea format dintr-o bandă de oțellat, fixate cu spite pe arbore (fig. 4.4 a), iarpentrutransportulmaterialeloraderente, melcul se execută cu palate dispusedupă o elice (fig. 4.4 b), sau cu spire continue cu marginedințată (fig. 4.4 c).

Fig. 4.3 Transportorînclinat cu melc

Fig. 4.4 Variante de execuțieaelicilor

Transportoare vertical cu melc

Caracteristici constructive

Transportoareleverticale cu melc se utilizeazăpentrutransportulcerealelor, pastei, făinii.Înălțimea de ridicareeste de 12 m și 15 m iarproductivitatea la un diametru de 300 mm este de 80 m și100 m3/h. Clasificareatransportoarelor vertical cu melc se poate face dupădestinațieîn:

Transportoarepentrusarciniînvrac:

cu încărcaregravitațională;

cu încărcarefortată;

Transportoarepentrusarciniînbucăți:

Fărădispozitiv de dirijare a sarcinii;

Cudispozitiv de dirijareînlungulmelcului.

Principaleleavantaje ale transportoarelor verticale constauîndimensiuni de gabaritmiciîn plan, care permit mecanizareaoperațiilor de ridicare a sarcinilorîncondițiileuneisuprafețemici a clădirii, posibilitateadescărcăriiproduselorînpunctediferite .

Dezavantajelelorconstauînconsumul mare de energiecaurmare a frecăriimaterialului cu melculși cu carcasa.

Înfigura 4.5 esteprezentat un transportor vertical cu melcantrenat de un grupmoto-reductor. Metoda de încărcare a transportuluișiconstrucțiasadeterminăcondițiilefizico-mecanice de transport a sarciniișicondițiile de lucru ale transportorului.

Fig. 4.5 Transportor vertical

Înfigura 4.6 suntprezentatediferitetipuri de sisteme de alimentare, astfel:

Alimentaregravitațională;

alimentator lateral cu melcorizontal;

alimentator cu paletepentrufăină;

alimentatorhidraulic cu paletepentrucartofi;

Dimensiunile constructive ale transportoarelorverticale cu melcpentrusarcinipulverulenteșimărunte se iauprincorespondență cu urmatoarele date:

Fig. 4.6 Sisteme de alimentare a transportoarelor cu melc

Tabelul 4.1 Valori ale turațieimelcului vertical

Turațiaarboreluimelcului se adoptăînfuncție de diametrulacestuia, dupărecomandările din tabelul 4.1.Valorilemaimari se adoptăpentrutransportoarele cu încărcaregravitațională. Turațiamelculuiorizontal se ia: .

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al transportorului vertical cu melc constă în urmatoarele:

Sarcina ajunsă în contact cu melcul vertical, datorită frecării este antrenată de acesta prin mișcarea de rotație.

Sub acțiunea forței centrifuge sarcina se strânge spre peretele interior al carcasei.

Datorită frecării se frânează rotirea sarcinii și se reduce viteza de rotație, astfel sarcina începe să alunece relativ cu suprafața melcului și să se ridice în sus .

În figura 4.7 se prezintă schema de acționare a forțelor, care determină condiția de ridicare a particulelor de masa “m”, la distanța R de axul melcului, la viteza unghiulară critică a melcului egală cu ωk.

Fig. 4.7 Principiul de funcționare a transportorului vertical cu melc

Cap II. Calculul transportorului elicoidal

2.1 Principiul de calcul al transportorului elicoidal.

Un parametru de bază al transportorului elicoidal este productivitatea.

Formula generala a productivității este:

(2.1)

Acesată formulă permite determinarea diametrului elicei melcului unde:

A – aria secțiunii transversale prin material []

masa specifică a materialului

viteza de transport

Se înlocuiește suprafața secțiunii de material:

(2.2)

Însă viteza:

(2.3)

Se înlocuiesc coeficienții ψ de umplere și β de curgere înapoi a materialului în cazul transportoarelor înclinate, în care se obține relația de calcul a productivității transportorului elicoidal:

·β ·ψ (2.4)

Unde :

D – diametrul melcului [m]

pasul melcului [m]

turația melcului în

coeficientul de curgere înapoi a materialului pentru transportoarele înclinate

Valorile lui sunt:

0

0

0

0

0

În cazul nostru:

0

Notăm:

;

Pentru o productivitate dată se poate determina cu urmatoarea relație:

[m]

Raportul valorează între 0,7…1

Valorile mici se recomandă pentru material cu scurgere grea, iar valorile mari pentru materialele cu scurgere ușoară.

Turația melcului variază în limitele 10…150 , pentru a nu arunca materialul transportat, iar turația maxima admisibilă a melcului este limitată de valoarea:

(2.6)

diametrul melcului [m]

coeficientul dat tabular în funcție de caracteristicile materialului

Tabelul 2.1

Coefiecientul poate fi determinat cu formula:

unghiul de înclinare al transportorului

Pentru calculul diametrului minim al melcului se utilizează relația:

[m] (2.8)

Diametrul melcului se verifică cu relația:

[m] (2.9)

Unde: dimensiunea maximă a granulelor materialului transportat în [m]

coeficient pentru materialele sortate care are valoarea,, iar pentru cele amestecate .

La deplasarea materialului apar următoarele rezistențe:

componenta greutății pe direcția deplasării;

frecarea materialului de jgheab;

frecarea materialului de elicea melcului;

frecările arborilor în lagăre;

frecări din elementele de transmisie;

rezistența dată de amestecarea și mărunțirea materialului;

Componenta greutății după direcția deplasării:

[kgf] sau [N] (2.10)

Componenta normală a greutății fiind , rezistența data de frecarea materialului de jgheab este:

(2.11)

Fig. 2.1 Rezistențe la deplasarea materialului în jgheab

Rezistența dată de amestecarea și mărunțirea materialului se determină experimental.

Pentru calcul se multiplică rezistențele la deplasare cu un coeficient în funcție de caracteristicile materialului transportat.

pentru materiale ușoare neabrazive:

pentru materiale grele neabrazive:

pentru materiale grele abrazive:

Forța axială necesară pentru a învinge aceste rezistențe este:

(2.12)

Momentul de torsiune necesar aplicat la arborele melcului pentru a învinge forța axială:

(2.13)

Unde:

distanța de la axa arborelui până la punctul de aplicație al forței la elice.

Introducând valoarea forței și ținând cont că:

[N/m] iar [m]

Rezultă:

[Kgfm] (2.14)

Respectiv:

(2.15)

Coeficientul (valori mici pentru coeficienți de umplere mare, iar valorile mai mari pentru coeficienți de umplere mici).

Viteza poate sa fie exprimată cu relația:

(2.16)

Pasul t se poate exprima prin relația:

[m] (2.17)

Rezultă prin înlocuire:

[Kgfm (2.18)

[Nm (2.19)

Notăm:

(2.20)

Rezultă:

[Kgfm (2.21)

[Nm (2.22)

Puterea necesară la arborele melcului este:

(lagăre) (2.23)

(Nm/s) (2.24)

(kw) (2.25)

Ținând seama de frecările din lagăre prin randamentul lor și frecările din transmisii prin randamentul acestora puterea motorului va fi:

(kw) (2.26)

Randamentul lagărelor pentru lagăre cu alunecare și pentru lagăre pe rulmenți.

Ținând seama de greutatea arborelui și de rezistență de mers în gol, puterea trebuie să fie mărită cu

2.1 Calcului melcului

Dimensiunile melcului se vor calcula astfel:

Date inițiale de intrare:

1. Debitul de masă –

2. Material transportat – nisip umed

3. Masa volumetrică –

4. Coeficientul granulometric – 0,2

5. Forma granulelor – ovoidală

6. Lungimea transportorului –

7. Unghiul de înclinare al transportorului 0

2.1.1 Desfășurarea calcului

b) Debitul de volum:

(2.1.1)

Unde:

Rezultă:

Diametrul spirei transportorului elicoidal înclinat se va alege din tabelul (2.1)

Tabelul 2.1

În STAS se recomandă pentru diametrul exterior al spirei elicoidale 125, 160, 200, 315, 400, 500, 630, 800 mm.

Pentru pasul spirei elicoidale este recomandat: 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 mm.

Tabelul 2.2

Întrucât debitul de masă din calcule alegându-se diametrul spirei mm.

În funcție de diametrul spirei D = 160 mm, din tabelul 2.2 se va alege pasul spirei P = 125 mm.

2.1.2 Turația maxima admisă a arborelui elicoidal

Turația maxima admisă a arborelui elicoidal se alege din tabelul 2.3 [STAS].

Tabelul 2.3

Din tabelul elicei D = 160 mm, conform tabelului 2.3 rezultă turația maximă admisibilă a arborelui

2.1.3 Turația efectuată de arbore

(2.1.2)

Cu condiția ca unde – debitul de masă

D = 160 [mm] – diametrul elicei melcului

P = 125 [mm] – pasul elicei melcului

– coeficient de corecție de debit

1,7 ( t/) – masa volumetrică

– coeficient de frecare – 0,5

Coeficientul de corecție de debit, se stabilește din tabelul 2.4 în funcție de unghiul de înclinare al transportorului = 30 0

Tabelul 2.4

Se alege ;

rot/min

Condiția se verifică:

[rot/min]

2.1.3 Coeficientul de degajare se alege conform STAS :

Tabelul 2.5

2.1.4 Coeficientul de corecție la puteri mici conform STAS

Rezultă un coeficient de corecție la puteri mici = 1,14

2.1.5 Coeficientul de corecție în funcție de modul de alimentare al transportorului

Tabelul 2.6

Conform tabelului 2.6 = 1

Coeficientul de corecție care ține cont de proprietățile fizico – mecanice ale materialului transportat.

2.1.6 Calculul puterii necesare a motorului

P [kw]

Unde:

debitul de masă

lungimea transportorului

lungimea de frecare

coeficient de înclinare

coeficient de demaraj

coeficient de corecție a puterii

coeficient de corecție în funcție de modul de alimentare

coeficient care ține seama de proprietățile fizico – mecanice a materialului.

P

P

P 0,25 kw

2.1.6 Viteza de transport

mm

– pasul elicei

– turația elicei

2.1.7 Alegerea motorului electric

Ținând cont de puterea necesară P = 0,25 kw vom alege un tip de motor [ E2 – ASU 90L – 4] cu puterea nominală de 1,5 kw.

Turația nominală ; p = 4 poli

Schema motor

2.1.8 Raportul de transmitere

Se calculează cu relația:

turația motorului electric [rot/min]

rot/min – turația arborelui [rot/min]

2.1.9 Alegerea reductorului de turație

Se alege în funcție de mărimea raportului de transmitere și de puterea de acționare, astfel vom putea alege din catalog un reductor, în funcție de puterea motorului, turația acstuia și raportul de transmitere.

Se alege un reductor cilindric cu 2 trepte 2H –B – 205

Raportul de transmisie : 20

Turația de intrare : n = 1500 [rot/min]

Puterea nominală : p = 1,5 (kw

PUTERI NOMINALE REDUCTOARE 2H-B

Tabelul 2.8

Tabelul 2.9

Tabelul 2.10

2.1.10 Alegerea cuplajului motor – reductor

Se va alege un anumit cuplaj elastic cu bolțuri.

Cuplajul poate să permită deplasări axiale până la 5 mm și radiale până la 1 mm, unghiulare până la 10, amortizează vibrațiile și socurile .

Fig. 2.3Deplasări axiale și radiale admisibile pentru cuplajul elastic cu bolțuri [Atlas – Reductoare – cu roți dințate]

Cuplajul elastic cu bolțuri este standardizat în STAS 5982 – 79 executându-se în variantele de tip H și tip B. Cel mai utilizat este tip H.

Se alege cuplajul în funcție de diametrul axului la motor ( în acest caz este d = 24 mm) și diametrele arborilor de intrare și ieșire din reductor sunt : d1= 22 mm; d2 = 55 mm;

Anexa 1 Dimensiuni cuplaj elastic cu bolțuri [ Atlas – Reductoare – cu roți dințate ]

Fig. 2.4Cuplaj elastic cu bolțuri [ STAS 5982 – 79 ]

Pentru cuplajul elastic cu bolțuri între motor și reductor vom folosi din Anexa 1 mărimea cuplajului 1.

·

Mărimea cuplajului este 1.

Dimensiuni constructive :

Forța care solicită bolțul se calculează cu formula :

2.1.6

n – numărul de bolțuri

diametrul pe care se află bolțurile

Bolțurile se vor verifica astfel :

presiunea de contact care apare între manșoanele de cauciuc și bolț

La încovoiere în planul de separație a celor două semicuple :

2.1.11 Alegerea cuplajului reductor – arbore :

Se alege un cuplaj elastic cu bolțuri tip N .

Alegem cuplajul în funcție de diametrul arborelui de ieșire din reductor și diametrul arborelui melcat.

Rezultă din anexa I – mărimea cuplajului 5.

(2.1.8)

(2.1.9)

turația arborelui este [rot/min]

[rad/S]

(din anexa 1)

Dar – mărimea cuplajului este 5.

Dimensiuni cuplaj :

Număr de bucăți (10)

Forța care solicit bolțul se calculează cu relația :

(2.1.10)

numărul de bolțuri

diametrul pe care sunt amplasate bolțurile

[

Bolțurile se vor verifica la presiunea de contact între manșoanele de cauciuc și bolț.

(2.1.11)

la încovoiere în planul de separație a celor două semicuple.

(2.1.12)

2.1.12 Momentul de torsiune pe arbori

(2.1.13)

Unde :

2.1.13 Calculul arborilor

Etapele în calculul de proiectare a arborilor este :

– stabilirea schemei de calcul și a încărcării pe arbori

– determinarea reacțiunilor

– calculul de predimensionare al arborilor

– alegerea materialului pentru confecționarea arborilor

– determinarea momentului încovoietor

– stabilirea rezistențelor admisibile

Forța axială :

(2.1.14)

diametrul elicei)

Determinarea reacțiunilor :

în plan orizontal – (2.1.15)

unde :

în plan vertical :

(2.1.16)

unde:

Calculul de predimensionare al arborilor se face din condiția de torsiune :

(2.1.17)

Arborii se confencționează din materialul OLC 45, unde :

Din STAS 880 – 86 avem pentru OLC 45 , se alege

– diametrul minim al fusurilor.

Diagrama momentelor :

Calculul la solicitările compuse :

Solicitarea de încovoiere și răsucire :

diametrul spirei elicoidale

0 – unghiul de frecare

coeficientul de frecare

Încărcarea rezultată pe lagăre :

(2.1.18)

Momentul încovoietor maxim :

unde :

Momentul încovoietor maxim din V :

(2.1.19)

unde :

Momentul încovoietor maxim rezultat :

(2.1.20)

(2.1.21)

(ciclu alternativ simetric)

Se alege materialul pentru axul melcului:

Caracteristicile mecanice ale materialului OLC 60 ( STAS 500/2 – 86 )

Tabelul 2.11

Calculul diametrului minimal al arborelui :

(2.1.22)

Din considerentele constructive pentru arborele elicoidal (țeava) va accepta un diametru

Calculul momentului încovoietor din secțiunea periculoasă:

unde :

Momentul încovoietor rezultat :

(2.1.23)

Solicitarea la încovoiere – este produsă de un ciclu alternative simetric :

(2.1.24)

unde:

Tensiunea medie :

(2.1.25)

Amplitudinea :

Coeficientul de asimetrie :

; (2.1.26)

unde :

Solicitarea de torsiune e produsă de un ciclu alternativ pozitiv :

(2.1.27)

unde :

Tensiunea medie :

(2.1.28)

Amplitudinea :

(2.1.29)

Verificarea deformațiilor și încovoierilor :

Săgeata maxima :

(2.1.30)

unde :

(2.1.31)

unde :

(2.1.32)

unde :

Rotirea în lagăr:

(2.1.33)

unde :

Rotirea totală din lagăre :

(2.1.34)

2.1.14 Verificarea arborilor melcului

Arborele de transmisie se va confecționa dintr-o țeavă cu diametrul exterior , iar diametrul interior

Arborele transportorului elicoidal este confecționat din două tronsoane, se va calcula rezistența maxima a materialului pe un singur tronson :

Tabelul 2.12

[http://www.bicau.ro/data/MasterLink/h1/f36/tevi%20de%20otel.pdf]

Momentul de răsucire pe care îl transmite arborele :

(2.1.35)

unde :

Modulul de rezistență la răsucire al arborelui :

Se alege conform tabelului 2.8

Valoarea maxima a rezistenței tangentiale :

(2.1.36)

Materialul din care se confecționează arborele este OL 60 cu rezistența la răsucirea de , astfel dimensiunea arborelui fiind corect aleasă .

2.1.15 Verificarea șuruburilor

Șuruburile pentru verificare sunt utilizate la îmbinarea dintre arborele 1 și arborele 2.

Spiră

Șurub

Fus

Arbore

Fig 2.5 Îmbinarea cu șuruburi a arborelui elicoidal

Aceste șuruburi sunt solicitate sub acțiunea unor forțe si momente aflate în cei doi arbori, ele se dispun sub un unghi de 90 0, sunt doua îmbinări.

Acționarea forțelor asupra șuruburilor :

F/2

F/2

F/2F/2

Fig. 2.6Forțe exercitate asupra șuruburilor

Verificarea se face cu formula :

(2.1.37)

forța la care sunt solicitate șuruburile ;

rezistența admisibilă la forfecare ;

rezistența admisibilă la tracțiune ;

Se alege diametrul șuruburilor pentru îmbinare :

Alegerea rulmenților

Alegem pentru ambele lagăre rulmenți radiali oscilanți cu role butoi pe două rânduri

22 310 C, cu dimensiunea :

Acești rulmenți sunt construiți pentru preluarea unor sarcini mari. Ei conțin două rânduri de role butoi simetrice care se autoreglează pe calea de rulare sferică a inelului exterior. Prin aceasta se compensează eventualele abateri de coaxialitate ale lagărelor precum și încovoierile arborilor.

Rulmenții radial oscilanți cu role pot prelua înafară de sarcinile radiale și sarcini axiale în ambele sensuri.

Tabelul 3.1 . Catalog Rulmenți URB (STAS 3918)