Проектирование виброплощадки

       3 Конструирование и расчет виброплощадки 
 

       3.1 Устройство и конструкция виброплощадки 

       На  рисунке 6 изображена виброплощадка с вертикально направленными гармоническими колебаниями.   

 

       1 – электродвигатель привода; 2 –  синхронизатор с приставкой; 3 –  виброблок с пневмоприжимом; 4, 5, 6 – карданные валы; 7 – передвижная опорная рама; 8 – опорная балка 

       Рисунок 7 - Виброплощадка с вертикально направленными гармоническими колебаниями 

       Виброплощадка состоит из унифицированных узлов: вибровозбудителей, устройств для крепления формы, синхронизаторов, карданных валов и упругих опорных устройств.

       Виброплощадка состоит из восьми виброблоков расположенных  в 2 ряда. Каждый ряд виброблоков  соединен между собой карданными валами 5. Привод виброплощадки осуществляется от двух электродвигателей 1 через синхронизаторы 2 и карданные валы 6. Он вынесен за пределы площадки и располагается с одного ее торца. Валы каждого ряда виброблоков соединены синхронизатором.

       Синхронизатор представляет собой коробку, внутри которой на шарикоподшипниках установлены четыре вала с последовательно соединенными с шестернями. Расстояние между крайними шестернями равно расстоянию между валами возбудителя, поэтому карданные валы, соединяющие валы этих шестерен с вибровозбудителем, параллельны между собой. Две промежуточные шестерни, расположенные между крайними, являются паразитными, поэтому число оборотов крайних шестерен (имеющих одинаковые размеры) одинаково, а направление их вращения противоположное. Назначение промежуточных паразитных шестерен заключается лишь в том, чтобы обеспечить допустимые окружные скорости крайних шестерен, которые из этих соображения приняты малого диаметра (при  непосредственном сцеплении двух крайних шестерен окружные скорости были бы недопустимо большими). На виброплощадках два таких синхронизатора объединены общим валом через специальные приставки к синхронизаторам. Приставка к синхронизатору, служит для синхронизации оборотов двух рядов вибровозбудителей двухрядной виброплощадки. Приставка состоит из коробки, в которой на двух подшипниках установлен вал с конической шестерней. Вторая парная коническая шестерня, одинаковая по размеру, устанавливается на конце вала одной из промежуточных (паразитных) шестерен синхронизатора. Приставки имеют левое и правое исполнение. Приставки двух синхронизаторов соединяются карданным валом, длина которого соответствует требуемому расстоянию между рядами виброблоков.

       Вибровозбудитель  представляет собой стальной литой  корпус, в котором установлены два вибровала. В качестве опор валов использованы сферические роликоподшипники, смазываемые жидкой смазкой, обеспечивающая уменьшение потерь на трение и более легкий запуск в зимнее время. Смазка осуществляется путем заливки в закрытый корпус вибровозбудителя масла до уровня оси нижних роликов сферических роликоподшипников. Для исключения возможности заливки масла выше этого уровня (что может привести к увеличению потребляемой мощности и выбросу излишней смазки через уплотнения) заливное отверстие расположено на требуемом уровне масла внутри корпуса. Защита валов от вытекания смазки основана на отбрасывании смазки с вала центробежными силами в кольцевую канавку в крышке и стекания этой смазки в корпус через отверстие, расположенное внизу этой кольцевой канавки.

       На  каждом валу вибровозбудителя расположены по два дебаланса, которые закреплены на концах валов. Дебаланс представляет собой закрепленный на валу сектор, к которому прикреплен пригруз. Виброплощадка снабжается двумя комплектами сменных пригрузов (малых и больших), что дает возможность регулировать статический момент массы дебалансов тремя ступенями (без пригрузов, с малыми пригрузами и с большими пригрузами).

       На  проектируемой виброплощадке  применяется  виброблок с пневмоприжимом. Пневмоприжим служит для закрепления формы (поддона) к виброблоку с помощью крюков, захватывающих форму непосредственно за элементы ее конструкции (продольные или поперечные швеллеры или двутавры). Пневмоприжим состоит из полого цилиндрического корпуса с двумя фланцами, крышки, резиновой диафрагмы, подпружиненной тарелки с траверсой и крюками, а также устройством для открывания и закрывания крюков. Нижним фланцем корпус жестко крепится к корпусу вибратора, а верхний фланец служит для зажатия между ним и выпуклой крышкой резиновой диафрагмы. Подпружиненная тарелка расположена в корпусе под диафрагмой, а траверса через пазы в стыках корпуса выходит за его пределы. На концах траверсы шарнирно закреплены на два крюка. При подаче воздуха в полость между крышкой и резиновой диафрагмой, последняя опускается, нажимает на подпружиненную тарелку с траверсой, и крюки, опускаясь, притягивают поддон к опорной поверхности на крышке. При выпуске воздуха из этой полости тарелка с траверсой под действием сжатых пружин поднимается в исходное положение и, поднимая при этом крюки, осбожадает поддон.

       Карданный вал состоит из двух эластичных муфт, соединенных трубчатым составным телескопическим валом. Муфта представляет собой две полумуфты, для центровки которых установлен шарнирный подшипник, к которому подведена смазка. Между полумуфтами закрепленено резиновое кольцо.  
 

       3.2 Технологический расчет 
 

       Исходные данные:

1. Грузоподъемность, кг

       Q=10000 кг

2. Количество вибраторов

       n=8 шт.

3. Частота колебаний в 1 сек, рад/с

       

       Расчетные данные:

       1) Вибрируемая масса, кг

       По  справочным данным [3]  ; принимается

       2) Амплитуда колебаний, м

       По  справочным данным [3] принимается  

       3) Угол сдвига фаз

       По  справочным данным [3]  ; принимается

       4) Статический момент массы дебалансов, Н м

       

4. Статический момент массы одного дебаланса, Н м

       

5. Статический момент массы основного дебаланса, Н м

       

6. Мощность  электродвигателя привода, Вт

       

7. Суммарная жесткость всех опорных упругих элементов, Н/м

       

8. Коэффициент жесткости верхней пружины, Н/м

       

9.  Коэффициент жесткости нижней пружины, Н/м

       

       10) Деформация верхней пружины, м

       По  справочным данным [3] принимается  

10. Максимальная деформация нижних пружин, м

       

11. Амплитуда колебаний фундамента, м

       По  справочным данным [3] принимается  

12. Масса фундамента, кг

       

13. Радиальные  усилия действующие на подшипники качения, Н

       

14. Потери  мощности в подшипниковых узлах, Вт

        ,

       где: - приведенный к валу коэффициент трения скольжения подшипника качения; по справочным данным [3] принимается ;

               - диаметр шейки вала под подшипником, м; по справочным данным [3] принимается  . 
 

       3.3 Расчет прямозубчатой передачи 
 

       Исходные  данные:

1. Мощность на рабочем органе, кВт

       P₂=28

2. Угловая скорость ведомого вала, рад/с

       

3. Передаточное  число

       

       Расчетные данные:

1. Число зубьев шестерни

       По  справочным данным [1] принимается  

       2)Угловая  скорость ведущего вала, рад/с

       

       3) Вращающий момент на ведомом  валу, Н/м

       

4. Крутящий  момент на ведущем валу, Н/м

       

5. Число циклов ведомого вала, мин^-1

       

6. Выбор материала

       По  справочным данным [1] принимается сталь №45

7. Термообработка

       По  справочным данным [1] принимается шестерня 

       По  справочным данным [1] принимается колесо

8. Допускаемые напряжения при изгибе зубьев, МПа

        ;

       Для непрерывной передачи по справочным данным [1] принимается Y_A=1; Y_N=1; S_F=1,7.

         

         

       

       

9. Коэффициент ширины зубчатого венца

       

       10) Коэффициент неравномерности нагрузки

       По  справочным данным [1] принимается

       11) Определение модуля зубьев, мм

       

       По  справочным данным [1] принимается

       12) Определение основных геометрических размеров передачи

       

       

       13) Определение диаметров верхних  зубьев

       

       

15. Межосевое расстояние, мм

       

16. Ширина  винца колеса, мм

       

17. Ширина  винца шестерни, мм

       

18. Окружная  скорость зубчатых колес, м/с

       

19. Расчет  прочности зубьев

       По  справочным данным [1] принимается для шестерни  ; для колеса ; тогда

        ;

        .

       Т.о. зубья колеса на изгиб менее прочны.

20. Определение напряжений на изгиб

       

       

       По  справочным данным [1] принимается

       Тогда , т.о. прочность на изгиб обеспечена.