Grafički rad
Proračun elevatora
Zadatak:
Konstruisati elevator ukoliko su poznati sledeći podatci: Visina dizanja Materijal transportovanja Kapacitet elevatora
H=16(m) brašno Q=12(t/h)
Potrebno je: -Dimenzionisati sve konstruktivne elemente elevatora, -Nacrtati sklopni crtež elevatora
Rješenje: Na osnovu ulaznih podataka koji su nam zadati projektnim zadatkom na početku ćemo odmah da usvojimo neke potrebne vrijednosti od kojih ćemo započeti projektovanje parametara našega elevatora. Prema preporukama za izbor kofica elevatora(tabela VIII-7)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) za naš materijal transportovanja(brašno)usvaja se elevator sa trakom kao vučnim uređajem;tip elevatora je brzohodni sa centrifugalnim pražnjenjem plitkih kofica i koeficijenta prosječne ispunjenosti kofica ψ = 0.85 ,a preporučena vrijednost brzine trake je v=1...1,4(m/s),usvaja se v=1,4(m/s). Prema tabeli (III-9)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) nasipna gustina za materijal koji je najsličniji našem iznosi ρ=1....1.8(t/m3),pa ćemo usvojiti da je za naš materijal ρ b =1.5(t/m3). Potrebna zapremina kofice po dužnom metru doređuje se prema izrazu: 𝑖̥ 𝑄𝑚 12 l = = = 1,867( ) tk 3,6 ּ◌𝑣 ּ◌𝜌 ּ◌𝜓 3,6 ּ◌1,4 ּ◌1,5 ּ◌0,85 m
Sada se iz tabele (VIII-5)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) usvaja se elevator sa plitkim koficama zapremine i o =0.87(l) za i 0 /t k= 1.87(l/m),koraka kofica t k =400(mm). Za zapreminski kapacitet elevatora Q v =
𝑄𝑚 𝜌
= 8)
𝑚³ ℎ
)i za odgovarajući korak kofica prema tabeli
(VIII-9)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) usvaja se širina kofica B k =200(mm)i širina trake B=200(mm). Na osnovu usvjene širine trake sada možemo iz tabele (VIII-4)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) usvojiti i ostale dimenzije kofica: L=95(mm)dužina; h=130(mm)-visina; R=40(mm)-radijus zaobljenja. Nakon što smo usvojili potrebne parametre prelazimo na određivanje snage pogona.
Transportna sredstva i uređaji
1
Grafički rad
Proračun elevatora
Određivanje snage pogona: Opterećenje usljed težine materijala po dužnom metru trake elevatora iznosi:
g ter =
Q⋅m ⋅ g 12 ⋅ 9.81 N = 23,357( ) = 3.6 ⋅ v 3.6 ⋅1.4 m
Težina vučnog uređaja(trake) sa koficama se dobija na sljedeći način:
N ) m Gdje se koeficijent K em usvaja iz tabele(VIII-3)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) i za elevatore sa trakom kao vučnim uređajem kapaciteta Qm=12(t/h) iznosi K em =0,50 g tr = 10 ⋅ K em ⋅ Qm = 0.50 ⋅12 ⋅10 = 60(
Pošto smo odredili težinu koja djeluje na vučni element potrebno je odrediti silu koja je dopuštena na vučnom uređaju.Prema preporukama sila prethodnog zatezanja iznosi Fn=1000...2000(N).Usvajamo Fn=1500(N). Zatezanje usljed težine vučnog uređaja sa koficama:
W1−2 = g tr ⋅ H = 60 ⋅16 = 960( N ) Sila zatezanja u tački 1:
F1 = 0.5 ⋅ Fn + W1−2 = 0,5 ⋅1500 + 960 = 1710( N ) a sila zatezanja u tački 2 iznosit će:
F2 = 0.5 ⋅ Fn = 0,5 ⋅1500 = 750( N ) Sila otpora na dionici 2-3: W 2 −3 = (2.05 ⋅ F2 + G dob ) ⋅
d ⋅ µ 3 + K str ⋅ B ⋅ z + K z ⋅ g ter D dob
gdje su: - µ 3 -koeficijent trenja kotrljanja (za kotrljajne ležajeve) i ovaj faktor iznosi µ 3 =0.02 - Gdob -težina doboša usvojit ćemo da je njegova težina Gdob =250 (N) -d/Ddob=1/6 - K str -koeficijent koji se uzima u obzir ukoliko ima savijanje trake on iznosi K str =2 za
Ddob <600( mm). -B –širina trake,B=200(mm) -z – broj umetaka trake. Transportna sredstva i uređaji
2
Grafički rad
Proračun elevatora
Iz tabele (III-2)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) prema širini trake B=200(mm) usvaja se broj umetaka trake z=3 i zatezna čvrstoća po cm širine trake σ m =55da(N/cm). - K z -koeficijent zahvatanja materijala i usvajamo ga iz tabele (VIII-1)-(Slobodan TošićProračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) na osnovu odgovarajuće brzine i Nm ). on iznosi K z = 3( m Kako imamo sve poznate veličine moguće je odrediti silu otpora na dionici 2-3:
1 W2−3 = (2.05 ⋅ 750 + 250) ⋅ ⋅ 0.02 + 2 ⋅ 0.2 ⋅ 3 + 3 ⋅ 23,357 = 78,1( N ) 6 F 3 = F2 + W2−3 = 750 + 78,1 = 828,1( N ) Sila otpora na dionici 3-4:
W3−4 = ( g ter + g tr ) ⋅ H = (23,357 + 60) ⋅16 = 1333,712( N )
Nakon ovoga dobit ćemo silu zatezanja u tački 4 prema izrazu:
F4 = F3 + W3−4 = 828,1 + 1333,712 = 2161,983( N ) Sila otpora na dionici 4-1: W4−1 = µ 3⋅ ( F4 + F1 ) = 0.02 ⋅ (2161,983 + 1710) = 77,44 N Vučna sila na pogonskom dobošu iznosit će:
W = F4 − F1 + W4−1 = 2161,983 − 1710 + 77.44 = 529,423( N ) Potrebna snaga na elektromotoru se računa prema izrazu:
W ⋅ v 529,423 ⋅1.4 = = 0,741(kW ) 1000 1000 Snaga na pogonskom dijelu vratila elektromotora za η = 0.8 iznosi: P0 =
Po 0,741 = 1,35 ⋅ 1,25(kW ) 0,8 0.85 Prema katalogu proizvođača ,,Sever¸¸ - Subotica usvaja se elektromotor ZPD 160 M-8,S3, ED100%, 6uk/h , snage P EM =3.7kW,broja obrtaja n=705min-1, momenta inercije J=0.1kgm2. Pr = Ks
Otpor zahvatanja tereta možemo izračunati na osnovu sledećeg izraza: Wz=g ter ּ◌ K z =23,357 ּ◌3=70,07(N) Transportna sredstva i uređaji
3
Grafički rad
Proračun elevatora
Maximalna sila u traci se računa prema izrazu:
Fb ⋅ e µα r e µα r − 1 Imamo da je W= Fb = 529,423( N ) , koeficijent trenja usvajamo iz tabele (III-8)-(Slobodan TošićProračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) i usvojit ćemo da iznosi µ=0,2 i na osnovu koeficijenta trenja iz tabele (III-7)-(Slobodan Tošić-Proračun mašina neprekidnog transporta i dizaličnih uređaja) za α r = π usvajamo koeficijent vuče eµα=1,87,tako da je sila jednaka: Ft =
Ft =
529,423 ⋅1,87 = 1137,955( N ) 1,87 − 1
Broj umetaka trake iznosi:
z=
Ft ⋅ K B ⋅σ m
gdje su:
daN ) cm -K –koeficijent sigurnosti koji se usvaja iz tabele i za trake on najčešće iznosi K=11 - σ m -zatezna čvrstoća po cm širine trake koju smo usvojili da je σ m =55 (
i prema izrazu dobijemo:
z=
1137,955 ⋅11 = 1,137 200 ⋅ 55
U proračunu je već usvojen broj vučnih umetaka trake z=3. Prema preporuci profesora H.K.Φadeev-a kod brzohodnih elevatora sa centrifugalnim pražnjenjem prečnik doboša iznosi: D dob =0,204 ּ◌v2=0,204 ּ◌1,42=0,39984(m)=399,84(mm) Prema tabeli III-9 usvaja se prečnik pogonskog doboša D p.d =400(mm) i provjerava prema uslovu P
P
z ≤ 10 ּ◌D p.d R
pa je u našem slučaju: odnosno Transportna sredstva i uređaji
3≤10 ּ◌0,4 3≤4 4
Grafički rad
Proračun elevatora
što znači da je uslov ispunjen. Krajnji doboš usvaja se istog prečnika kao i pogonski. Dužina doboša L d = B + 100 = 200 + 100 = 300mm Broj obrtaja pogonskog doboša:
n pd = Rastojanje pola iznosi:
60 ⋅ v 60 ⋅ 1.4 = = 66,9 min −1 π ⋅ Ddp π ⋅ 0.4 895
895
h p =𝑛𝑝.𝑑² = 66,9² = 0,19(𝑚)
Da bi se moglo ostvariti centrifugalno pražnjenje mora biti zadovoljen uslov h p ≤ r d gdje je r d radijus zaobljenja doboša i računa se preko izraza: r d = ּ◌ D p.d /2 = o,2(m) te je uslov zadovoljen i izabrani tip elevatora odgovara. R
R
Potrebni prenosni odnos mehanizma za pogon elevatora je :
i pr =
nem 705 = = 10,538 n pd 66,9
Iz ovoga proizilazi da ćemo izabrati jedan tip reduktora,u našem slučaju uzet ćemo prema katalogu proizvođača reduktor „MIN“ – Niš familije H2 koji ima prijenosni odnos i=12,5. Sila zatezanja trake računa se na sljedeći način:
Fzt = F2 + F3 = 750 + 828,1 = 1578,1( N ) Usvojit ćemo uređaj za zatezanje sa dva vijka M16 koji ima površinu poprečnog presjeka zavojnice Ao = 1.4cm 2 (za M16)(Mašinski elementi II,Sead Sakić ).Dopušteni napon materijala KN zavojnice na istezanje usvaja se da iznosi σ dop = 5,1( 2 ) tada imamo da je: cm Naprezanje koje djeluje na uređaj jednako:
σ=
Fzt KN 1578,1 ⋅10 −3 = 0,563( 2 ) < σ dop = 2 ⋅ Ao 2 ⋅1,4 cm
Pri izboru elastične spojnice između elektromotora i reduktora određuje se najprije nominalni obrtni moment elektromotora: 3,7 Mn=9550 ּ◌P EM /n EM = 9550 ּ◌ 705 = 50,1(Nm)
Transportna sredstva i uređaji
5
Grafički rad
Proračun elevatora
Uzimajući u obzir stepen preopterećenja momenta pri puštanju elektromotora u pogon ψ=3,8;usvaja se proračunski moment spojnice: Msp=Mn ּ◌ψ=50,1 ּ◌3,8=190,38(Nm) Prema katalogu proizvođača spojnica,usvaja se elastična kočiona spojnica nominalnog obrtnog momenta M sp,n =200(Nm). Sa ovim smo potpuno definisali jedan elevator.Odnosno definisali smo sile koje djeluju na njega,izabrali elektromotor i snagu elektromotora,prenosi mehanizam koji je potrebno postaviti da bi se uređaj kretao određenom brzinom te spojnicu između elektromotora i reduktora i dimenzije kofica,njihov razmak i širinu trake koja se koristi.
Transportna sredstva i uređaji
6
