Дополнительные размеры узлов и деталей

2. Дополнительные размеры узлов и деталей

После определения каждый размер округляется до нормального линейного значения. Бетоносмесители с периферийным приводом.

·  Диаметр зубчатого венца

D_зв = D_Б + (0,005…0,015)

D_зв = 2,109 + 0,015 = 2,124 (2,0) м

·  Ширина зубчатого венца

b_зв = (0,085…0,095)* D_зв

b_зв =2,124*0,095 = 0,2 м

Основные кинематические параметры бетоносмесителей

Критическая угловая скорость (с^-1) и частота вращения барабана (мин^-1)

ω_кр = √g*(sinγ₀ – f*cosγ₀) /R₀

n_кр = 30ω_кр/π

где g – 9,81(м/с²); f – коэффициент трения бетонной смеси о лопасть; f = 0,4…0,5 (большие значения f рекомендуется принимать для малоподвижных и жёстких смесей); γ₀ – угол внутреннего трения бетонной смеси; γ₀ = 43…45⁰; R₀ – наибольший внутренний радиус барабана, м; R₀ = D₀/2

R₀ =1,9124/2 = 0,9562

ω_кр =√9,81*(0,7 – 0,5*0,7) / 0,9562 = √3,6266 = 1,9043с^-1

n_кр = 30*1,9043/3,14 = 18,19 мин^-1

Номинальная угловая скорость вращения, с^-1

ω_ном = (0,9…0,95)*ω_кр =

ω_ном =0,95*1,9043 = 1,809с^-1

номинальная частота вращения, мин^-1

n_ном = 30ω_ном/π

n_ном =(30*1,809)/3,14 = 17,28 об/мин

3. расчёт потребляемой мощности

 

3.1. определение рабочих нагрузок

Сила тяжести бетонной смеси Н:

Полная:

G_см = V_з*ρ_см*g

G_см =3,3*9,81*2500 = 80932,5 Н

Поднимаемая за счёт сил трения:

G₁ = 0,85 G_см

G₁ = 0,85*80932,5 = 68792,6 Н

Поднимаемая в лопастях:

G₂ = 0,15 G_см = G_см – G₁

G₂ = 80932,5 - 68792,6 = 12139,9 Н

Где V_з – объём готового замеса, м³; ρ_см – плотность смеси кг/м³;

g = 9,81 м/с²

сила тяжести барабана, Н; для смесителей непрерывного действия:

G_Б = K_Б* ρ_ст*L*g*(D_Н² – D₀²)*(π/4)

G_Б =1,23*7850*4,9722*9,81*(1,9888² – 1,9124²)*3,14*4 = =110192,895 Н

Где K_Б – коэффициент, учитывающий массу бандажа лопастей, фланцев и т.п.; K_Б = 1,15…1,23; g = 9,81 м/с²; ρ_ст – плотность стали, 7850 кг/м³

3.2 расчёт мощности, затрачиваемой на перемешивание

 

Средняя высота подъема перемешиваемых компонентов за счет сил трения (h₁) и в лопастях (h₂) м:

h₁ ≈R₀

h₁ ≈ 0,9562 м

h₂ = (I + sinγ₀)* R₀

h₂ =1 + 0,7)*0,9562 = 1,6323

время одного оборота барабана, с:

t_об = 60/n_ном

t_об = 60/17,28 = 3,47 с

время подъема смеси в лопастях t₁ и падения компонентов смеси с высоты h₂(t₂), с:

t₁ = (90 + γ₀)/(60*n_ном)

t₁ =(90 + 45)/(60*17,28) = 0,130 с

t₂ =(2* h₂/g)^0,5

t₂ =(2* 1,6323/9,81)^0,5 = 0,58 с

где n_ном – номинальная частота вращения барабана, мин^-1;

g = 9,81 м/с²;

число циркуляций смеси за 1 оборот барабана за счет сил трения (Z₁) и в лопастях (Z₂), об^-1

Z₁ = 360/2*γ₁

Z₁ = 360/2*90 = 2 об^-1

Z₂ = t/( t₁ + t₂)

Z₂ = 3,47/(0,130 + 0,58) =4,887 об^-1

Где γ₁ – угол перемещения смеси, γ₁ = 2* γ₀

Мощность, затрачиваемая на перемешивания, Вт:

N₁ = (G₁ h₁ Z₁ + G₂ h₂ Z₂)* n_ном / 60

N₁ = (68792,6*0,9562*2 + 12139,9*1,6323*4,887)*(17,28/60) = =65779,07 Вт

 

3.3 Расчет мощности, затрачиваемой на преодоления сил трения в опорах бетоносмесителей

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в опорах, определяется в зависимости от конструкции бетоносмесителя, Вт:

·  Для смесителей цикличного и непрерывного действия с периферийным приводом.

N₂ = (G_см + G_б)/cosβ * (D_б + d_р)/d_р * (μ₁ + μ₂ d₀/2)*ω_ном

где ω_ном – номинальная угловая скоость вращения барабана, с-¹;

μ₁ – коэффициент трения качения, приведенный к валу или оси подшипника опорного устройства; μ₁ = 0,01…0,015; μ₂ – коэффициент (плечо) трения качения бандажа по опорным роликам; μ₂ = 0,0008…0,001 м; d₀ – диаметр оси опорного ролика, м; D_б – диаметр опорного бандажа, м; d_р – диаметр опорного ролика, м; β – угол установки опорных роликов, град.

N₂ = ((80932,5 + 110192,89)/0,809)*((2,1086 + 0,4207)/0,4207)*

*(0,001 + ((0,015*0,1052)/2))*1,809 = 4596,7 Вт

Полная потребляемая мощность, Вт

N_пол = N₁ + N₂

N_пол = 65779,07 + 4596,7 = 70375,77 Вт

4. Кинематический расчет привода

 

4.1. определение общего КПД привода

 

Общий КПД привода смесителя будет зависеть от выбранной (или приведенной в задании) кинематической схемы смесителя и особенностей его привода: того или иного типа редуктора, наличия открытой зубчатой или клиноременной передачи, наличия зубчатого синхронизатора и соединительных муфт

η_пр = η_ред * η_пер * η_м^х

где η_ред – к.п.д. редуктора; η_пер – к.п.д. открытой передачи; η_м – к.п.д. муфты; х – число муфт

η_пр = 0,97*0,95*0,99 = 0,912285