Анализ существующих технологий производства мясорастительных консервов

3. Расчет приводного вала

материал - сталь 45, улучшенная, ув=750 МПа, ут=450 МПа. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной.

а=40 мм ; в=l=200 мм;с=192 мм.

 (23)

м/с - угловая скорость, где n=476 об/мин. - частота вращения вала.

Расчет дает: Нм (24)

На конце вала установлен шкив диаметром 315 мм.

Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала по формуле:

Н (25)

осевая сила Н (из расчета мощности электродвигателя);

окружная сила Н , где d=33 мм - диаметр поверхности вала, передающий вращение Н

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

Рассмотрим реакции от сил и , действующих в вертикальной плоскости:

Сумма проекций ; (26)

 (27)

сумма моментов , где

Н (28)

Н (29)

Реакции от сил и , действующих в горизонтальной плоскости:

, (30)

(31)

Н (32)

Н (33)

Определяем запасы сопротивления усталости в опасных сечениях. Просчитываем два предполагаемых опасных сечения: сечение I-I и сечение II-II, ослабленное шпоночным пазом.

Для первого сечения изгибающий момент определяем по формуле:

Н (34)

Напряжение изгиба определяем по формуле:

(35)

Напряжение кручения определяем по формуле:

МПа (36)

где d=55 мм - диаметр вала в сечении I-I

МПа

МПа

МПа

, (37)

Где - амплитуда переменных составляющих циклов напряжений:

- постоянная составляющая;

- эффективный коэффициент

Концентрации напряжений на изгибе равны:

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении;

- масштабный фактор (рис.15.5 [3])

- фактор шероховатости (рис.15.6 [3])

- коэффициент, корректирующий.

Влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости учитываем величиной:

(38)

, (39)

где - постоянная и переменная соответственно составляющие циклов напряжений;

- коэффициент, корректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости

Расчет по формуле (39) дает:

(40)

(41)

>[s] (42)

Для сечения II-II

Н·мм (43)

МПа (44)

где d=38 мм - диаметр вала в сечении II-II.

Напряжение кручения будет равно:

МПа (45)

(46)

по таблице 15.1 [3] для шпоночного паза;

(по таблице 15.5 [3]);

; (47)

где

>[s]=1,5 (48)

Проверяем статическую прочность при перегрузках. Расчет ведем для сечения II-II, так как оно больше напряжено. При перегрузках напряжения удваиваются, следовательно:

МПа

МПа (49)

МПа (50)

Требуется, чтобы (51)

Это условие выполняется, так как

<=360МПа (52)

Проверяем жесткость вала. По условиям работы вала опасным является прогиб вала в сечении II-II под шкивом от натяжения ремней.

Определяем момент инерции сечения вала:

(53)

Прогиб в вертикальной плоскости от силы :

(по таблице 15.2 [3]) (54)

Где

(55)

Прогиб от силы в горизонтальной плоскости определяем по формуле:

(56)

Суммарный прогиб будет равен:

(57)

(58)

Где l=200 - расстояние между опорами

(59)

(60)

(61)

Где l - длина вала = 433мм; G=2Ч105 модуль упругости при сдвиге;

(62)

 (63)

Подбор подшипников производим для приводного вала. Диаметр в месте посадки подшипников d=45мм.

Частота вращения вала n=476 об/мин.

Режим нагрузки подшипников - II: средний, равновероятный. По рис.8.42 и табл.16.4 [3] допускаются двукратные кратковременные перегрузки; температура подшипника t<100°С, ресурс Lh =20000ч.

Определяем реакции опор (из расчета вала):

(63)

(64)

Учитывая сравнительно небольшую осевую силу , предварительно выбираем шариковые радиальные подшипники легкой узкой серии (условные обозначение 209), для которых по каталогу [13]:

c=68750Н - динамическая грузоподъемность;

c0=17738Н - статическая грузоподъемность;

nпр=6300 об/мин - предельное число оборотов.

Выполняем проверочный расчет только подшипника левой опоры, как наиболее нагруженного.

Определяем эквивалентная нагрузку :

(6.65)

где Fr=1584Н - осевая нагрузка;

X=1 - коэффициент радиальной нагрузки [13]

Y=0 - коэффициент осевой нагрузки [13]

V=1 - коэффициент вращения [13]

kу=1,3 - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки;

kT=1 - температурный коэффициент при t до 100°С.

Предварительно находим:

(6.66)

>е (6.67)

, Н (6.68)

По таблице 8.10 [8] kНЕ=0,25.

Определяем эквивалентную долговечность [6]:

(6.69)

где kНЕ=0,25 - коэффициент режима нагрузки;

=20000 ч. - суммарное время работы подшипника.

ч. (6.70)

Определяем количество оборотов за 5000 ч:

млн. об. (6.71)

, (6.72)

где a1=1 - коэффициент надежности [5];

a2=1 - обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации (таблица 16.3 [3]);

P=3 - для шариковых подшипников

Получаем: Н (73)

Условие с=66609Н<с (паспортное)=68750Н выполняется.

Проверяем подшипник по статической грузоподъемности. Определяем эквивалентную статическую нагрузку:

, (74)

где - коэффициент радиальной статической нагрузки (для радиальных подшипников);

- коэффициент осевой статической нагрузки.

Статическая нагрузка с учетом двукратной перегрузки:

(75)

Условия <c0=17738Н выполняется; значит, подшипники выбраны правильно.

Монтаж оборудования.

· отгрузку машин, подлежащих монтажу, их разгрузку на монтажной площадке, осмотр и проверку комплектности узлов и деталей, а также частичную пригонку;

· полное укомплектование узлов перед монтажом;

· сборку отдельных узлов в укрупнённые узлы, допускаемые по массе, габаритам для данного такелажа;

· приёмку строительных работ - фундаментов, рельсовых путей;

· доставку подъёмно-транспортных средств.

Производство монтажных работ включает следующее:

· установку и размещение на монтажной площадке такелажного оборудования;

· проведение такелажных работ, связанных с подъёмом, перемещением, установкой и креплением машины;

· окончательную наладку машин после выполнения монтажа или установки;

· опробование узлов машин в целом без нагрузки и под нагрузкой.

Монтаж волчка.

длина 1600

ширина 900

высота 1600

Масса, кг 800

Волчок поступает в монтаж в собранном виде. Установку оборудования производят на чистом полу с креплением к нему болтами. Перед началом монтажа волчка на высоте 2-2.5 м натягивают контрольную ось. После установки оборудования на свое место, необходимо опробовать волчок вхолостую. Его запускают на холостом ходу, и в течение 2 ч машина должна работать.

Монтаж волчка осуществляется следующим образом: на автомобиле к цеху привозят волчок, краном снимается с машины и устанавливается на металлический лист на катках. С помощью каната и электролебедки волчок затаскивается в цех измельчения сырья, где его с помощью отводных блоков устанавливают в конечное положение и закрепляют анкерными болтами. Лебедка прикреплена к стене и далее приведены ее расчеты. Отводной блок находится на потолке цеха, рассчитан и также рассчитаны стропы и канат.[2]

Расчетная часть.

1.Подбор крана

Выбираем кран МГК-25 грузоподъемностью 6 т. [1]

2. Расчет канатных стропов.

2.1Определим натяжение (кН) в одной ветви стропа:

,

Р- расчетное усилие, приложенное к стропу, без учета коэффициента перегрузки и динамичности, кН; m- общее количество ветвей стропа;

45, угол между направлением действия расчетного усилия и ветвью стропа, которым задаемся исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки.

кН

кН

Временное сопротивление разрыву 1372 МПа; разрывное усилие 53.7 кН, диаметр каната 10.5 мм, масса 1000 м каната 387.5 кг.

3. Расчет проушин.[1]

,

F - площадь сечения проушины, см2.

Сечение а-а: ,

Сечение б-б: .

lпр- ширина проушины, см;

d0- диаметр отверстия для каната, см;

д-толщина проушины, см.

см2;

см2.

В сечении а-а: ;

В сечении б-б: .

3.2 Проверяем проушину на срез в сечении б-б:

ср,

F=hд, h-расстояние от отверстия в проушине до ее кромки.

,

4.1 Определим канатоемкость лебедки для каната d=11 мм, если известно, что длина барабана мм, диаметр барабана мм, количество слоев навивки каната на барабан n=5.

Определяем шаг навивки каната на барабан лебедки:

мм.

м.

Находим силу трения лебедки о бетонную стену, определив т по прилож. VII и f=0.45 по прилож. XVIII:

кН.

кН.

кН.

конструкции 6*19(1+9+9)+1 о. с. (ГОСт 3077-80) с характеристиками: временное сопротивление разрыву, 1372 Мпа; разрывное усилие 53.7 кН, диаметр каната 10.5 мм, масса 1000 м каната 387.5 кг.

4.4 Выбираем лебедку типа ЛР-1 со следующими характеристиками

По S выбираем лебедку Л-1001 со следующими характеристиками (минимальное тяговое усилие):

Тяговое усилие…..10 кН

Канатоемкость …150 м

Диаметр каната….11 мм

Число слоев навивки…..5

Диаметр барабана……180 мм

Длина барабана……..562мм

Масса с канатом…………..0,3 т

5.Расчет элементов закрепления электролебедки, установленной на бетонном полу цеха без контргруза

Тс = 10 Gл*f= 10*0,3*0,45 = 1,35 кН,

Р = S - Тс = 10 - 1.35 = 8.65 кН,

Rк=S*Кз

Кз=6 - коэффициент запаса,

Rк=8,65*6=51,9 кН

По расчетному разрывному усилию, пользуясь таблицей ГОСТа (прилож. I), подбираем для крепления лебедки стальной канат типа ЛК-О конструкции 6х19 (1+9+9)+1о.с. (ГОСТ 3077-80) с разрывным усилием 53,7 кН, диаметром каната 10,5 и массой 1000м каната-387,5кг.

6. Выбор отводных блоков и крепления.[1]

- коэффициент, зависящий от угла .

кН.

По найденному Р (прилож. VI) подберем 5-ти тонный блок с диаметром ролика 200 мм.

Взяв канат, для закрепления блока вдвойне, и определив по прилож. XI

Коэффициент запаса прочности К=6, как для стропа, находим разрывное усилие в каждой из двух ветвей каната:

кН.

Временное сопротивление разрыву 1666 МПа, разрывное усилие 55.9 кН, диаметр каната 10.5 мм, масса 100 м каната 387.5 кг.

В результате проведенного расчета была выбрана такелажная оснастка для проведения монтажа волчка: кран автомобильный марки МГК-25 , лебедка марки ЛР-1, отводной блок марки ЛК-О, рассчитаны и выбраны траверса, канатные стропы и крепление лебедки.

8.Безопасность проекта

Охрана труда представляет собой систему технических, организационных и правовых мероприятий, направленных на устранение вредного воздействия на работников факторов производственной среды, профилактику производственного травматизма и профессиональных заболеваний, создание благоприятных условий труда на предприятиях.

Наряду с требованиями безопасности, которые должны соблюдаться при проектировании, строительстве и эксплуатации предприятия, а также при конструировании и изотовлении технологического оборудования, существуют требования, связанные с нейтрализацией или компенсацией вредных условий труда.

Нейтрализация заключается в том, что на работах с вредными условиями труда или проводимых в неблагоприятных температурно-влажностных условиях рабочим и служащим выдаются бесплатно специальные одежда, обувь и другие защитные средства, отпускается молоко или другие равноценные продукты. При особо вредных условиях труда рабочим и служащим предоставляется лечебно-профилактическое питание.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7