Механизация ручного труда технологического процесса формования заготовок кондитерских изделий

d2=Z2*m

d2=80*4=320мм

число зубьев z1 и z2 звёздочек цепной передачи

ведущая звёздочка - z1 = 14

ведомая звёздочка - z2 = 26 при t = 19,05

М = МР + УМв.тр.

где: Мр - теоретический момент, затрачиваемый на создание давления в нагнетательной камере, Н•м

где: с = 10•105 Па - среднее давление

L = 0,101 м - длина шестерён

Rе = 0,06 м - радиус окружности головок

R = 0,05 м - радиус начальной окружности

K = 4 - 6е + 3е2 м - коэффициент, зависящий от степени перекрытия, е = 0,8

Tо = 10 - основной шаг

= 1379 Н•м

где: фо = 1520 Па - предельное напряжение сдвига

спл = 67,1 Па•с - пластическая вязкость

Rц = 0,045 м - радиус цапфы

щ = 0,16 рад/с - угловая скорость шестерни

дm = 0,0003 м - торцевой зазор

Н•м

где: Аz = 0,987 - функция, зависящая от z = 10

Rk = 0,06 + 0,0012 = 0,0612 м - внутренний радиус окружности корпуса насоса

дR = 0,0006 м - радиальный зазор

Н•м

Подставляя найденные моменты в формулу суммарного момента, найдём его числовое значение:

4.3.2 Выбор электродвигателя для машины. Требуемая мощность электродвигателя

где: NР - требуемая номинальная мощность на приводном валу, кВт

где: Мвр = 5,4•103 Н•м - вращающий момент на валу шестерёнчатого насоса

n = 1,5 об/мин - число оборотов вала

кВт

4.3.3 Расчёт мощности на привод и подбор двигателя

зобщ - коэффициент полезного действия привода

зобщ = з12•з2•з3•з4•з53

где: з1 = 0,95 - кпд ременной передачи

з3 = 0,7 - кпд редуктора червячного

з4 = 0,97 - кпд цепной передачи

з5 = 0,96 - кпд зубчатой передачи

зобщ = 0,952•0,9•0,7•0,97•0,963 = 0,485

Требуемая мощность электродвигателя

где: К1- коэффициент запаса мощности 1,1-2,0

К2 - коэффициент учитывающий повторяемость механимов 1.

кВт

Принимаем электродвигатель 4А90LА8УЗ.

N = 2,2 кВт

n = 960 об/мин

5.1 Расчёт цепной передачи на прочность и подбор цепи

Т2 = М = 5,4•103 Н•мм

Частота вращения вала:

N2 = 1,5 об/мин

Определяем коэффициент эксплуатации

где: К1 - коэффициент, учитывающий характер изменения нагрузки. К1 = 1 - нагрузка без резких колебаний;

К2 - коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния. Принимаем at = 40 при К2 = 1;

К3 - коэффициент, зависящий от угла наклона цепи. По конструктивным соображениям принимаем вертикальное расположение, тогда К3 = 1,3; К4 - коэффициент, учитывающий способ регулировки натяжения цепи. По конструктивным соображениям регулирование осуществляется периодически, поэтому К4 = 1,25;

К5 - коэффициент, учитывающий влияние способа смазывания цепной передачи. Смазывание осуществляется периодически, поэтому К5 = 1,5;

К6 - коэффициент, учитывающий количество рабочих смен оборудования. При односменной работе К6 = 1.

При подстановке числовых данных получаем:

U = 1,86

з - КПД цепной передачи

з = 0,94

Н•мм

Предварительно определяем шаг цепи, приняв ориентировочно допускаемое среднее давление [p] по нормам DIN 8195. Для цепей типа ПР нормальной точности при расчётной долговечности 10.00 ч. Допускаемое значение [p] в зависимости от скорости:

z1 = 14 - число зубьев ведущей шестерни

мм

Принимаем ближайшее стандартное значение t = 19,05 мм

[p]y = [pT] •k

k = 1 + 0,01•(z1 - 17)

k = 1 + 0,01•(14 - 17)

[p]y = 32•0,97 = 31 МПа

Делаем проверочный расчёт по допускаемому давлению [p]y ? p

МПа

условие р = 1,32 < [p]y = 31 МПа выполнено.

По ГОСТ 13568-75 выбираем цепь однорядную, нормальной серии марки ПР-19,05-31,8, с шагом t = 19,08, разрушающей нагрузкой FВ = 31,8 кН, массой одного метра цепи m = 1,9 кг.

at = 40•t

at = 40•19,05 = 762 мм

Число звеньев цепи:

zc = z1 + z2

zc = 14 + 26 = 40

L = Lt•t

L = 100•40 = 4000 мм = 4 м

Проверяем цепь по числу ударов, сравнивая расчётное с допустимым

щ ? [щ]

с-1

Допустимое значение с-1

Условие щ = 0,028 ? [щ] = 26,6 выполняется.

Рассчитываем коэффициент запаса прочности

где: FB = 31,8 Н - развивающая нагрузка цепи

Ft - окружное усилие

- диаметр делительной окружности

мм

Н

Fц - нагрузка от центробежных сил

Fц = m•U2

Fц = 1,9•0,072 = 9,3•10-3 Н

Ft - сила от провисания цепи

Ft = 9,81•Ks•m•a

где: Ks - коэффициент, зависящий от положения цепи. При вертикальном расположении Ks = 1

Ft = 9,81•1•1,9•762•10-3 = 18,2 Н

Коэффициент запаса прочности [s] ? 7,2. Условие s ? [s] выполнено.

Оценивая рассчитанную цепную передачу, можно сделать положительный вывод о её работоспособности на основании наблюдения из условий:

p ? [p], щ ? [щ], s ? [s]

5.2 Проектный расчёт вала и его опор

Момент на валу 4,8 Н•м при оборотах вала 1,5 мин-1. Диаметр приводной шестерни 100 мм: m1 = 5, z1 = 20, в = 8o. Диаметр шестерни насоса 100 мм: z = 10, m = 10, в = 8o. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной.

Приближённо оцениваем средний диаметр вала при [ф] = 12 МПа:

мм

Разрабатываем конструкцию вала и оцениваем его размеры.

Диаметр в месте посадки подшипников dп = 50 мм

Определяем допускаемую радиальную нагрузку на выходном конце, полагая, что большинство передач вследствие неизбежной несоосности и неравномерности приложения сил нагружают вал дополнительной силой Fм.

В расчётной схеме направляют силу Fм так, чтобы она увеличивала напряжения.

Для данной схемы применяем

Н

Определяем силы в зацеплении

Окружная сила:

Н

Через неё выражаются другие составляющие:

Н

Н

Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Рассмотрим реакции от сил Fp и Fм, действующих в вертикальной плоскости. Сумма проекций

Fр = А1 + В1

А1 = Fр•а

В1 = Fм•b

Реакции от сил Fp и Fм, действующих в вертикальной плоскости (Fм прикладываем так, чтобы она увеличивала прогиб от Fp - худший случай)

А1 + В1 = Ft + Fм