ELEKTRIAJAMIGA TRUMMELVINTS PROJEKT (5)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
MEHHATROONIKAINSTITUUT
ELEKTRIAJAMIGA TRUMMELVINTS
PROJEKT
ÜLIÕPILANE: .......
KOOD: ........
JUHENDAJA : I. Penkov
TALLINN
2007

1. Ajami kinemaatiline skeem

2. Trossi valik ja trumli läbimõõdu arvutus
Tugevustingimus
Maksimaalne pingutusjõud .
Varutegur [S] = 5 [6].
Pidades silmas trossi keeramist ainult trumlil (mitte alt olevate trossi keerdude peal) valime tross TEK 21610 [7], mille
Siis
Trossi mõõt d = 10 mm. Siis trumli läbimõõt
kus e = 20
Valime D = 200 mm
reast 160; 200; 250; 320; 400; 450; 560; 630; 710; 800; 900; 1000 mm

3. Mootorreduktori valik

Trumli pöörlemiseks vajalik võimsus
kus T – pöördemoment, Nm;
ωT - nurkkiirus , rad/s.
Pöördemoment
kus F - tõstejõud.
Kus g ≈ 9,81 m/s – raskuskiirendus ;
m – tõstetav mass.
Siis
Nurkkiirus
rad/s
Siis vajalik võimsus
kW
Mootorreduktori minimaalset vajaliku võimsust saab tingimusest
kus η1 – mootorreduktori kasutegur, valime η1 ≈ 0,75
η2 ≈ 0,92 – kettülekanne kasutegur;
η3 ≈ 0,99 – laagripaari kasutegur.
Siis
kW
Trumli pöörlemissagedus
Siis reduktori pöörlemissagedus
kus uK – kettülekanne ülekandearv
Valime uK =2, siis
Lähtudes võimsusest PM = 1,0 kW ja reduktori pöörlemissagedusest nR = 19 min-1 valime mootorreduktori
Sobib mootorreduktor R 77 DT 90L4 [1]:
võimsus PM = 1,5 kW;
pöördemoment M = 650 Nm;
pöörlemissagedus nR = 19 min-1 (ω ≈ 2 rad/s);
ülekandearv uR = 75,09
kasutegur ηR ≈ 65 %;
rootori võlli läbimõõt dm = 45 mm.
Käivitusmoment Nm
Siis trumli pöörlemissagedus
ringkiirus
m/s
Üldjuhul erinevus peab olema kuni 3 %,
Võimsus
kW
kus η1ηR ≈ 0,65
Järelikult valitud mootorreduktor rahuldab nõudvaid tingimusi

4. Kettülekanne arvutus

Vedava ketiratta maksimaalne pöördemoment
Ülekandearv uK = 2.
Vedava ketiratta minimaalne hammaste arv
Soovitatav hammaste arv
Optimeerides konstruktsiooni gabariitmõõtmeid valime z1 = 23
Siis veetava kettiratta hammaste arv
Koormuse tegur
kus kd – dünaamikategur (kd = 1 – rahulik koormus, kd = 1,25 ... 1,5 – vahelduv või tõukeline), ka – telgedevahe mõju arvestatav tegur (ka = 1 kui telgedevahe a = 30t ... 50t, ka = 1,25 kui a ≤ 25t, t – ketti samm; suurendades a 20t võrra vähendatakse ka 0,1 võrra),
kn – ketti kaldenurga arvestatav tegur (kn = 1 kui γ ≤ 60°, kn = 1,25 kui γ > 60°), kr – ketti pingutusreguleerimist arvestatav tegur (kr = 1 – automaatsel reguleerimisel, kr = 1,25 – perioodilisel reguleerimisel), km – määrimist arvestatav tegur (km = 0,8 – pidev määrimine õlivannis või pumba abil, km = 1 – regulaarne tilkmäärimine või määrimine konsistentse määrdeainega, km = 1,3 ... 1,5 – ebaregulaarne määrimine).
Siis
Üherealise rullketti samm
kus p – keskmine erisurve
Esimeses lähtudes valime p = 46 MPa, Kuna z1 ≠ 17 siis
Siis
Optimeerides gabariitmõõtmeid valime kett 16B1W , mille t = 25,4 mm, mass q = 2,6 kg/m, kriitiline koormus Fkr = 60 kN, rulli laius b = 17,02 mm, rulli läbimõõt d = 15,88 mm.
Keti kiirus
Ringjõud
kN
Rullis tekkiv surve
MPa p
Seega valitud on kett 16B1W

Jõud ketis

Läbipaindest
kus kf – ülekande asendit arvestatav tegur (kf = 6 – horisontaalselt paigaldava ketti
puhul, kf = 1 – vertikaalselt paigaldava ketti puhul, kf = 1,5 – nurgal 45° ),
a – telgede vahe (valime a ≈ 800 mm).
Minimaalne telgedevahe
mm, kus D01 ja D02 – kettirataste peaderingjoone läbimõõdud. Soovituslik telgedevahe , kus t – ketti samm, maksimaalne telgedevahe .
Siis
Tsentrifugaaljõust
Koormus võllile
Keti tugevuse varuteg
Ketirattaid
Vedav ratas – N16B1-23, veetav ratas N16B1-46.
KOOD
Z
Do mm
Dy mm
d mm
Dn mm
Ln mm
Kaal kg
N16B1-23
23
186,54
197,5
20
110
50
4,9
N16B1-46
46
372,21
385,2
25
125*
70
20
*-keevitatud rummuga
5. Võlli arvutus

Projektarvutus

Võlli vaba otsa läbimõõt
kus [τ] = 20 … 30 MPa;
Valime võlli vaba otsa läbimõõt d1 =40
Tapi läbimõõt dt = 45 mm.
Rummu siseläbimõõt dr = 50 mm.
Ülejäänud läbimõõdud valime konstruktiivselt.
Rummu pikkus
mm Valime mm
Rummu välisläbimõõt
Valime dr2 = 90 mm.
Laagrite vahe valime konstruktiivselt, lähtudes trumli pikkusest, laagrisõlmi laiusest ning trumli ja korpuse minimaalsest vahekaugusest.
Seega l ≈ 650 mm, l1 ≈ 70 mm, l2 ≈ 85 mm, l3 ≈ 480 mm.
Reaktsioonjõudude leidmine.
Siis
Ehitame painde- ja väändemomentide epüürid
Ekvivalentne moment (IV tugevusteooria ) ohtlikus lõikes I - I
Ekvivalentpinge

Võlli kontrollarvutus

Pingekontsentraatoriks on võlli aste
Efektiivsed pingekontsentratsiooni tegurid Kσ ja Kτ saab tabelist 3 (Lisa 1) ja mastaabitegurid Kdσ ja Kdτ - tabelist 4. Pinnatöötlustegur KF = 0,97 ... 0,90. Empiirilised tegurid ψτ = 0,1 – legeeritud ja süsinikterastel ning ψσ = 0,25 ... 0,3 – legeeritud ja ψσ = 0,2 – süsinikterastel.
Valime R = 1 mm,
siis Kσ = 1,96; Kτ = 1,3; Kdσ = 0,82; Kdτ = 0,7; KF = 0,95; ψτ = 0,1; ψσ = 0,2.
Varutegur paindele
kus amplituudpinge
ja keskmine pinge
Siis
Varutegur väändele
kus keskmine- ja amplituudpinge
Siis
Seega üldvarutegur
Silmas pidades võlli jäikustugevust soovituslik üldvarutegur [S] = 2,5 ... 3. Seega loeme antud varu rahuldavaks.
6. Liistu arvutus
Liistu valime Tabelist 5, Lisa 1.
Võlli vabaotsa läbimõõt dv = 40 mm, siis b = 12 mm, h = 8 mm, t1 = 5 mm, t2 = 3,3 mm.
Rummu siseläbimõõt dr = 50 mm, siis b = 14 mm, h = 9 mm, t1 = 5,5 mm, t2 = 3,8 mm.
Vabaotsa pikkus lv ≈ 70 mm (võrdne kettiratta laiusega), rummu pikkus lr = 90 mm. Mõlemate liistude pikkuseks valime ll = 70 mm.
Liistu 12x8 pikkuseks valime 70 mm.
Muljumispinge
Liistu materjaliks on teras S335 (ReH = 335 MPa, Rm = 590 MPa). Lubatav muljumispinge [σ]C = 100 MPa terasrummu ja rahuliku koormuse korral. Vahelduva koormusel vähendada lubatav muljumispinge 25% võrra ning löögikoormustel 40 – 50% võrra.
Kuna valitud liist ei rahulda tugevustingimust, valime kaks liistu ning paigaldame neid nurgal
180° .
Siis
Lõikepinge
Liistu 14x9 pikkuseks valime 70 mm.
Muljumispinge
Lõikepinge

7. Trumli arvutus

Trumli materjaliks valime teras S235J2G3 EN 10025 (ReH = 235 MPa, Rm = 510 MPa)
Siis lubatav pinge [σ] ≈ 120 MPa.
Trossi läbimõõt d =10 mm.
Seinapaksus
kus t – trossi keerdude vahekaugus ,
t ≈ d = 13 mm.
Valime δ = 5 mm.
Reaktsioonijõud
Maksimaalne paindemoment
Survepinge
Paindepinge
Väändepinge
Ekvivalentpinge
Kus telgvastupanumoment
D- trumli välisläbimõõt
d- trumli siseläbimõõt
Seega trumli siseläbimõõt on
Valime trumli seinapaksuseks δ = 5 mm, siis d=190mm.
Vaheketta laiuseks võtame b= δ = 5 mm.