Расчет клиноременной передачи

 

Исходным данные:

а) электродвигатель привода - АИР 160 S4 (Р_тр= 15 кВт; n_ном, =1500 об/мин)

б) передаточное число клиноременной передачи U=2

в) натяжение ремня - периодическое;

г) работа в одну смену.

Расчет выполнить для клиновых ремней нормального и узкого сечений и сравнить габариты передачи.

Порядок расчета

. Выбор сечения ремня. В качестве расчетной мощности P₁ передаваемой ведущим шкивом, принимается мощность, равная номинальной мощности двигателя Р_тр. Аналогично, частота вращения n₁, ведущего шкива равна номинальной частоте вращения двигателя n_ном. Таким образом:

 

Вт;

об/мин.

 

По номограммам, приведенным в табл.1П.35 приложения 1П, в зависимости от мощности P₁ и частоты вращения n₁ выбираем клиновые ремни: нормального сечения В и узкого сечения SPZ.

. Определение диаметров шкивов. По табл.1П.36 приложения 1П минимально допустимый расчетный диаметр ведущего (малого) шкива: для ремня В-d_plmin=125 мм; для ремня SPZ-d_plmin=63 мм. В целях повышения срока службы ремней рекомендуется применять ведущие шкивы с диаметром d_р1больше d_plmin на 1.2 размера из стандартного ряда (см. табл.1П.37 приложения 1П). Учитывая данную рекомендацию, принимаем: для сечения ремня В-d_pl=140 мм; для сечения SPZ-d_pl=71 мм. При коэффициенте скольжения ε = 0,01.0,02 (расчетное значение ε = 0,015) тиаметрd_р2ведущего шкива:

 

 

Для сечения ремня

 

мм.

 

Для сечения ремня SPZ

 

мм.

 

По табл.1П.37 приложения 1П принимаем стандартные значения d_р2: для сечения ремняВd_р2= 280 мм; для сечения ремня SPZd_р2=140 мм. Определяем фактическое передаточное число U_фи проверяем его отклонение ΔUот заданного U:

 

 

Тогда для сечения ремняВ:

 

 

Тогда для сечения ремня SPZ:

 

 

. Определение межосевого расстояния а и расчетной длины ремня l.

Предварительная величина межосевого расстоянияа^/ ≈ d_р2.

Тогда для сечения ремня B а'= 280 мм, для сечения ремня SPZ а' =140 мм.

Расчетная длина ремня l' (предварительно):

 

 

Для сечения ремня В:

 

мм.

 

Для сечения ремня SPZ:

 

мм.

 

Исходя из l' по табл. 1 П.36 приложения 1П принимаем стандартное значение l: для сечения ремня Вl= 1250 мм, для сечения ремня SPZl= 630 мм.

Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине l:

 

 

Для сечения ремня В:

 

мм.

 

Для сечения ремня SPZ:

 

мм.

 

После уточнения а в обязательном порядке проводится проверка:

 

 

где Т-высота поперечного сечения ремня по табл.1 П.36 приложения 1П.

Для сечения ремня В (Т = 11 мм):

 

,55 (140 + 280) + 11 = 242 мм; 2 (140 + 280) = 840 мм; 242 мм<а = 287 мм<840 мм.

 

Для сечения ремня SPZ (T= 8 мм): 0,55 (71 + 140) +8 = 124 мм; 2 (71 + 140) = 422 мм; 124 мм<а = 145 мм<422 мм. Выше записанное условие выполняется как для сечения ремня В, так и для сечения ремня SPZ.

. Определение угла обхвата ремнем ведущего шкива α₁,. Угол обхвата α₁ (град) определяют по формуле:

 

 

Для сечения ремня В:

 

 

Для сечения ремня SPZ:

 

 

. Определение допускаемой мощности [P], передаваемой одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи.

Скорость ремня υ (м/с):

 

 

Для сечения ремня В:

 

м/с.

 

Для сечения ремня SPZ:

 

м/с.

 

По табл.1 П.38 приложения 1П в зависимости от полученной величины υ линейным интерполированием определяем приведенную мощность [P₀], передаваемую одним клиновым ремнем.

Для сечения ремня В при d_р1 = 140 мм по табл.1 П.43 имеем: υ = 10м/с [Р₀] = 2,7

 

кВт; υ = 15м/с [Р₀] = 3,45 кВт. Тогда при υ = 11 м/с:

кВт.

 

Для сечения ремня SPZпри d_р1 = 71 мм по табл.1 П.43 имеем: υ = 5м/с [Р₀] = 1,18 кВт; υ = 10м/с [Р₀] = 1,95 кВт. Тогда при υ = 5,6 м/с:

 

кВт.

 

По табл.1 П.39 приложения 1П коэффициент угла обхвата α₁ на ведущем (меньшем) шкиве интерполированием: для сечения ремня B (α₁ = 152°) С_α= 0,93; для сечения ремня SPZ (α₁ = 153°) С_α= 0,93.

По табл.1 П.40 приложения 1П для передаточного числа и_ф коэффициент С_и интерполированием: для сечения ремняВ (U_ф= 2,03) С_и =1,13; для сечения ремня SPZ (U_ф= 2) С_и =1,13.

Коэффициент длины ремня согласно Д.Н. Решетова [4] , где l-стандартная длина ремня, l₀ - базовая длина ремня по табл.1 П.38 приложения 1П для соответствующего сечения ремня.

Для сечения ремня B (l = 1250 мм; l₀=2240 мм):

 

 

Для сечения ремня SPZ (l = 630 мм; l₀=1600 мм):

 

 

По табл.1 П.41 приложения 1П при умеренных колебаниях (конвейер цепной) и односменной работе коэффициент режима нагрузки С_p=1.

Тогда допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнем в условиях эксплуатации рассчитываемой передачи:

 

 

Для сечения ремня В

 

. кВт.

 

Для сечения ремня SPZ

 

. кВт.

 

. Необходимое число ремней определяется по формуле

 

 

где С_z - коэффициент числа ремней: z12.34.6> 6 С_z10,950,90,85.

При мощности на ведущем (меньшем) шкиве Р₁= Р_тр=5812 кВт, задаваясь коэффициентом С_z, имеем:

 

а) для сечения ремня В

 

принимаем z= 5;

 

а) для сечения ремня SPZ

 

что превышает максимально рекомендуемое число ремней. Поэтому при использовании узких клиновых ремней следует принять сечение SРА. При этом необходимо учитывать вращающий момент Т₁, на ведущем шкиве, приведенный в табл. I П.36 приложения 1П для данного сечения ремня.

Используя выше приведенную методику, для сечения ремня SРА получили:

d_р1=100 мм, d_р2=200 мм, l= 900 мм, а = 208,5 мм, α₁=153°, υ= 7,85м/с, [Р₀] = 2,6 кВт. Тогда при С_α =0,926; С_и=1,13; С_l = 0,84 (при l= 900 мм и1₀= 2500 мм); С_Р= 1 имеем [Р] = 2,48 кВт. Число ремней сечения SPA

 

 

Принимаем Z= 6.

Дальнейший расчет проводим для ремней сечений В и SРА.

. Определение силы предварительного натяжения F₀ (Н) одного клинового ремня

 

 

где q-масса 1 м длины ремня; по табл.1 П.36 приложения 1П для ремня сечения Вq=0,18 кг/м, для ремня сечения SРА q=0,12 кг/м.

Тогда для сечения ремняВ:

 

 Н

 

Тогда для сечения ремня SPA:

 

 Н.

 

. Определение консольной нагрузки на вал F (Н) ременной передачи

 

 

Для сечения ремня

 

 Н.

 

Для сечения ремня SPA

 

 Н.

 

. Определение частоты пробегов ремня U (с^-1)

 

 

Для сечения ремня В

 

c^-1

 

Для сечения ремня SPA

 

c^-1

 

Условие U< [U] = 20 c^-1 гарантирует срок службы ремня 2000.3000 ч.

. Вывод: при одной и той же передаваемой мощности применение клиновых ремней узкого сечения позволяет уменьшить габариты передачи (для сечения ремня В а = 287 мм, d_p1= 140 мм, d_p2 = 280 мм, z = 5;