Проектирование бетоноукладчика

 где  – максимальная скорость передвижения загруженного бетоноукладчика,

=12.64 м/мин = 0,21 м/с

h – КПД передачи привода, h=0,8 ÷ 0,9.

N=

= 6 кВт

Выбираем электродвигатель четырехскоростной 4АМУ250S 12/8/6/4. Мощность, кВт -  9/15/18/26,5. Частота вращения, об/мин – 500/750/1000/1500.

Передаточное отношение привода: 

где: i1 – передаточное отношение редуктора; i2 – передаточное отношение цепной передачи; i3 – передаточное отношение конической передачи; i4 – передаточное отношение зубчатой передачи.

Частота вращения колеса:

 где vб – скорость перемещения бетоноукладчика в м/мин. D – диаметр колеса в мм.

 

Числа зубьев цепной передачи: Z1=15, Z2=22. Передаточное отношение:

i2= Z2/ Z1=22/15=1.46

Диаметры шестерни и колеса конической передачи: D1=54 мм, D2=100 мм Передаточное отношение равно:                

i3 = D2/D1 =100/54=1,7

Диаметры шестерни и колеса зубчатой передачи: D1=100 мм, D2=140 мм Передаточное отношение равно:                

i4 = D2/D1 =140/100=1,4

Передаточное число редуктора:

Выбираем редуктор РМ-250 с передаточным отношением i=40.17

Общее передаточное отношение:   

 

2. Расчет привода ленточного  питателя малого бункера.

Привод питателя состоит из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. Мощность привода ленточного питателя складывается из трех составляющих: мощности, расходуемой на преодоление сопротивления от трения бетонной смеси о борта; от давления смеси в зоне бункеров и копильника (заслонки); мощности, расходуемой на собственное транспортирование бетонной смеси.

Расчетная установленная мощность двигателя одного ленточного питателя:

 кВт

Кз – коэффициент запаса мощности, Кз = 1.1…1.3;

η – к.п.д. привода питателя,

N1 – мощность, потребляемая на преодоление сопротивления от трения бетонной смеси о неподвижные борта питателя:

 кВт

где W1 – сила трения смеси о борта питателя, Н.

υлп - скорость ленты питателя, м/с; υлп = 0,1 м/с

h – рабочая высота бортов, м (принимается равной высоте подъема заслонки);

 – плотность бетонной смеси, кг/м3

l - длина борта питателя, м; l = 0.8L=0.96 м

L – расстояние между осями барабанов питателя, 1.2 м.

f – коэффициент трения бетонной смеси о стенки бортов, f = 0,8…0,9

δ – коэффициент бокового давления, δ = 0,75…0,8

N2 – мощность, потребляемая на преодоление сопротивление от давления смеси в зоне бункеров  и копильника (заслонки):

 кВт

где W2 – сила сопротивления, Н

 Н

где  f1 – коэффициент трения резиновой ленты по стали

P – сила активного давления бетонной смеси на ленту, Н

 

где  g1 и g2 - удельные давления бетонной смеси на ленту соответственно в бункере и копильнике., Па

S – площадь активного давления бетонной смеси на ленту, м2

ρ - плотность бетонной смеси, кг/м3

R -  гидравлический радиус выпускного отверстия бункера, м

R=1,5/(2*0,5+2*3)=0,21 м

f2 – коэффициент внутреннего трения бетонной смеси, f2 = 1,0

m – коэффициент подвижности бетонной смеси, m=0,6…0,7

hк – высота смеси в копильнике, м

g – ускорение силы тяжести, м/с2

N3 – мощность, потребляемая на преодолении сопротивления в роликоопорах при транспортировании бетонной смеси на ленте.

 кВт

где  W3 – сила сопротивления перемещению бетонной смеси по ленте, Н

Н

где Вл – ширина ленты питателя, м

h – толщина слоя бетона на ленте, м

L – длина питателя, м

ρ - плотность бетонной смеси, кг/м3

g – ускорение силы тяжести, м/с2

f3=0.03…0.04 – коэффициент трения, приведенный к роликоопорам питателя.

Выбираем электродвигатель 4А100L6У3, мощность 2,2 кВт, nдв == 950 об/мин.

 

Выбираем редуктор РМ-400 с передаточным отношением i=48,57.

 

Частота вращения вала приводного барабана:

где,    vб – скорость движения ленты питателя; Dп.б  - диаметр приводного барабана.

Передаточное отношение привода:

где,  i1 – передаточное отношение редуктора; i2 – передаточное отношение цепной передачи;

Передаточное отношение цепной передачи:

Расчет цепной передачи.

Числа зубьев звездочек:

Z1=31-2*i=31-2*3,1=24,8 принимаем Z1=25

Z2=Z1* i=25*3,1=77,5 принимаем Z2=78

Проверка передаточного отношения:

i2 = Z1/ Z2 = 78/25 = 3,12

 

Шаг цепи:    

где,  М1 -  вращающий момент на валу меньшей звездочки, Н∙мм;

М1  = 1200 Н∙мм

 

nр=i2*nв = 3,1*6,3=19,53 об/мин

      z1 – число зубьев той же звездочки;

[ρ] – допускаемое давление, приходящееся  на единицу проекции опорной  поверхности шарнира, Мпа (численно  равное Н/мм2);

      m – число рядов в цепи;

    К – коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации цепной передачи;

К = Кд*Ка*Кн*Кр*Ксм*Кп

где,  Кд  – динамический коэффициент: при спокойной нагрузке   Кд = 1, при ударной нагрузке его принимают в зависимости от интенсивности ударов от 1.25 до 2.5;

Ка  -  учитывает влияние межосевого расстояния: при  а = (30 – 50)t принимают Ка = 1; при увеличении а снижают Ка на 0.1 на каждые 20t сверх а = 50t; при а ≤ 25t принимают Ка = 1.25;

Кн  –  учитывает влияние наклона цепи: при наклоне до 600 Кн = 1; при наклоне свыше 600 Кн = 1.25, но при автоматическом регулировании натяжения цепи принимают Кн = 1 при любом наклоне;

Кр -  принимают в зависимости от способа регулирования натяжения цепи: при автоматическом регулировании Кр = 1; при периодическом   Кр = 1.25.

Ксм -  принимают в зависимости от от способа смазывания цепи: при картерной смазке Ксм = 0.8; при непрерывной смазке Ксм = 1; при периодической Ксм = 1.3 – 1.5;

Кп -  учитывает периодичность работы передачи: Кп =1 при работе в одну смену, при двухсменной работе Кп =1.25% при трехсменной Кп =1.5.

К = 1,25*1*1*1*1,3*1,5=2,4

Среднее значение  [p] принимаем ориентировочно по табл.:

[ p] =20 Мпа; число рядов цепи m =1;

= 5 мм

По табл. принимаем ближайшее значение  t = 12,7 мм; проекция опорной плоскости шарнира

Аоп = 105 мм2, разрушающая нагрузка Q = 31,8 кН; q = 1,4 кг/м.

Диаметры звездочек:

D1 = = 100 мм

D2 = = 315 мм

 

3.  Мощность привода ленточного  питателя широкого бункера.

Расчетная установленная мощность двигателя одного ленточного питателя:

 кВт

Кз – коэффициент запаса мощности, Кз = 1.1…1.3;

η – к.п.д. привода питателя,

 

N1 – мощность, потребляемая на преодоление сопротивления от трения бетонной смеси о неподвижные борта питателя:

 кВт

где W1 – сила трения смеси о борта питателя, Н.

υлп - скорость ленты питателя, м/с; υлп = 0,03 м/с

h – рабочая высота бортов, м (принимается равной высоте подъема заслонки);

 – плотность бетонной смеси, кг/м3

l - длина борта питателя, м; l = 0.8L=0.96 м

L – расстояние между осями барабанов питателя, 1.2 м.

f – коэффициент трения бетонной смеси о стенки бортов, f = 0,8…0,9

δ – коэффициент бокового давления, δ = 0,75…0,8

N2 – мощность, потребляемая на преодоление сопротивление от давления смеси в зоне бункеров  и копильника (заслонки):

 кВт

где W2 – сила сопротивления, Н

 Н

где  f1 – коэффициент трения резиновой ленты по стали

P – сила активного давления бетонной смеси на ленту, Н

 

где  g1 и g2 - удельные давления бетонной смеси на ленту соответственно в бункере и копильнике., Па

S – площадь активного давления бетонной смеси на ленту, м2

ρ - плотность бетонной смеси, кг/м3

R -  гидравлический радиус выпускного отверстия бункера, м

R=0,399/(2*0,57+2*0,7)=0,157 м 

f2 – коэффициент внутреннего трения бетонной смеси, f2 = 1,0

m – коэффициент подвижности бетонной смеси, m=0,6…0,7

hк – высота смеси в копильнике, м

g – ускорение силы тяжести, м/с2

N3 – мощность, потребляемая на преодолении сопротивления в роликоопорах при транспортировании бетонной смеси на ленте.

 кВт

где  W3 – сила сопротивления перемещению бетонной смеси по ленте, Н

Н

где Вл – ширина ленты питателя, м

h – толщина слоя бетона на ленте, м

L – длина питателя, м

ρ - плотность бетонной смеси, кг/м3

g – ускорение силы тяжести, м/с2

f3=0.03…0.04 – коэффициент трения, приведенный к роликоопорам питателя.

 

Выбираем электродвигатель 4А112МА6У3, мощность 3 кВт, nдв == 955 об/мин.

 

Частота вращения вала приводного барабана:

где,    vб – скорость движения ленты питателя, м/мин; Dп.б  - диаметр приводного барабана, м.

Передаточное отношение привода:

где,  i1 – передаточное отношение редуктора; i2 – передаточное отношение цепной передачи;

Выбор редуктора. Для обеспечения большого передаточного отношения устанавливают 2 редуктора: РМ-400 с передаточным отношением i=20,49 и РМ – 250 с передаточным отношением i=15,75.

Передаточное отношение цепной передачи:

Расчет цепной передачи.

Числа зубьев звездочек:

Z1=31-2*i=31-2*1,4=28,2 принимаем Z1=29

Z2=Z1* i=29*1,4=40,6 принимаем Z2=41

Проверка передаточного отношения:

i2 = Z1/ Z2 = 41/29 = 1,4

 

Шаг цепи:    

где,  М1 -  вращающий момент на валу меньшей звездочки, Н∙мм;

М1  = 9554 Н∙мм

 

nр=i2*nв = 1,4*2,1=3 об/мин

      z1 – число зубьев той же звездочки;

[ρ] – допускаемое давление, приходящееся  на единицу проекции опорной  поверхности шарнира, Мпа (численно  равное Н/мм2);

      m – число рядов в цепи;

    К – коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации цепной передачи;

К = Кд*Ка*Кн*Кр*Ксм*Кп

где,  Кд  – динамический коэффициент: при спокойной нагрузке   Кд = 1, при ударной нагрузке его принимают в зависимости от интенсивности ударов от 1.25 до 2.5;

Ка  -  учитывает влияние межосевого расстояния: при  а = (30 – 50)t принимают Ка = 1; при увеличении а снижают Ка на 0.1 на каждые 20t сверх а = 50t; при а ≤ 25t принимают Ка = 1.25;

Кн  –  учитывает влияние наклона цепи: при наклоне до 600 Кн = 1; при наклоне свыше 600 Кн = 1.25, но при автоматическом регулировании натяжения цепи принимают Кн = 1 при любом наклоне;

Кр -  принимают в зависимости от способа регулирования натяжения цепи: при автоматическом регулировании Кр = 1; при периодическом   Кр = 1.25.

Ксм -  принимают в зависимости от от способа смазывания цепи: при картерной смазке Ксм = 0.8; при непрерывной смазке Ксм = 1; при периодической Ксм = 1.3 – 1.5;

Кп -  учитывает периодичность работы передачи: Кп =1 при работе в одну смену, при двухсменной работе Кп =1.25% при трехсменной Кп =1.5.

К = 1,25*1*1*1*1,3*1,5=2,4

Среднее значение  [p] принимаем ориентировочно по табл.:

[ p] =20 Мпа; число  рядов цепи m =1;

= 9,5 мм

По табл. принимаем ближайшее значение  t = 12,7 мм; проекция опорной плоскости шарнира

Аоп = 105 мм2, разрушающая нагрузка Q = 31,8 кН; q = 1,4 кг/м.

Диаметры звездочек:

D1 = = 118 мм

D2 = = 166 мм

 

 

4.  Расчет привода заглаживающего  бруса.

Мощность привода бруса, совершающего возвратно-поступательное движение:

N=1.8∙B∙Ϭ∙nб∙Δp∙fск∙z∙ (1/η) ∙ (kB+kж)

где,   В – ширина бруса, м

   Ϭ – ход бруса, м

  nб – частота двойных ходов бруса в секунду

Δp – удельное давление, Δp =12.4 гПа

Z – длина бруса, м

fск – коэффициент, характеризующий пристенное скольжение смеси, fск =0.88…2.02 в зависимости от значения  Δp и скорости движения бруса

kB – коэффициент, учитывающий потери на перемещение волны бетонной смеси, kB=1…1.3

kж – коэффициент, учитывающий жесткость смеси, kж=0.10…0.18

     η – КПД привода

 

N=1.8*0,24*0.03*1,88*12.4*3,18*1.19*0.76*(1/0.85)*(1.3+0.18)=1,5 кВт

 

Выбираем двигатель 4А90L6У3 мощностью 1.5 кВт, число оборотов 935 об/мин

Выбираем редуктор РМ-250 с передаточным отношением i=15,75.

 

Техническая эксплуатация бетоноукладчика.

 

Для  обеспечения нормальной работы бетоноукладчика, необходимо внимательно осматривать машину перед началом работы и устранять возможные неисправности; проверять работу ее приводов и отдельных узлов и регулировать их; своевременно и правильно смазывать трущиеся поверхности в соответствии с картой смазки; очищать загрязнившиеся узлы от бетонной смеси, контролировать затяжку болтовых соединений, натяжение ленты питателя, прилегание уплотняющих щитков, натяжение ремней и цепей в передачах, правильность подвески и укладки питающих кабелей и шлангов, исправность ограждающих конструкций и предохранительных устройств. Большинство неисправностей и аварий в  машинах для укладки бетонной смеси – результат невнимательного или плохого их обслуживания и нарушения режима эксплуатации.

При каждом техническом осмотре следует проверять цепные передачи и регулировать их натяжение с помощью натяжных устройств; слабое натяжение цепей может привести к ударам в цепной передаче, проскакиванию зубьев звездочки относительно цепи и, как следствие этого, к повреждению передачи, чрезмерное натяжение цепей затрудняет работу приводов.

Так же необходимо осмотреть открытые зубчатые передачи, удалив с них остатки бетонной смеси и грязь. Загрязнение передач и отсутствие смазки приводит к их преждевременному износу и значительно увеличивает усилия на их вращение. Частое явление при эксплуатации зубчатых передач – износ зубьев шестерен в результате их неправильного зацепления из-за непараллельности валов или нарушения расстояния между ними. Такие дефекты необходимо устранять немедленно, так как они ведут к быстрому износу зубьев и выходу шестерен из строя.