Федеральное агентство по образованию РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия Кафедра Дорожные машины Курсовая работа по «Строительным и коммунальным машинам» на тему: «Щековая дробилка со сложным движением щеки» Содержание Задание на курсовой проект Введение . Обзор и анализ конструкций . Выбор и обоснование основных параметров щековой дробилки со сложным качанием щеки .1 Определение угла захвата между неподвижной и подвижной щеками .2 Определение наивыгоднейшей частоты вращения главного вала .3 Определение производительности щековой дробилки со сложным качанием щеки .4 Определение мощности привода щековой дробилки со сложным качанием щеки .5 Определение максимального усилия дробления .6 Определение характеристики маховика . Расчет щековых дробилок .1 Расчет станины щековой дробилки со сложным качанием щеки .2 Расчет эксцентрикового вала на прочность Заключение Список использованных источников Задание на курсовой проект Тема: «Дробилка со сложным движением щеки». Размер дробилки 250 х 400 Рассчитать: .Усилие дробления . Мощность двигателя. . Момент на валу эксцентрикового вала. . Расчет маховика. . Расчет на прочность эксцентрикового вала. Спроектировать: Общий вид дробилки. Сборочный чертеж эксцентрикового вала. Введение Дробление - процесс измельчения крупных кусков каменного материала от первоначальной крупности до требуемой. В зависимости от конечной крупности кусков материала дробление принято условно различать на крупное (125…250мм), среднее (20…70мм) и мелкое (5…20мм). Измельчение каменных материалов до порошкообразного состояния принято называть помолом. По принципу действия и характеру воздействия на измельчаемый материал в машинах и оборудовании для дробления, помола и сортирования используются следующие способы разрушения: раздавливание, когда материал разрушается в основном вследствие деформации сжатия, раскалывание, удар, истирание. В дробильных машинах указанные способы разрушения используют в различном сочетании. Например, крупное дробление прочных материалов в щековой дробилке производится в основном раздавливанием, которое сопровождается раскалыванием при наличии рифлений на рабочих частях машины, и ударом, так как рабочие части дробилки движутся с большой скоростью. Кроме того, материал подвергается деформациям изгиба при соответствующей форме дробящих поверхностей и кусков материала. По принципу действия различают дробилки: щековые, в которых материал измельчается раздавливанием при периодическом сближении рабочих частей - щек; конусные, в которых материал дробится раздавливанием, изломом, частичным истиранием между эксцентрично расположенными дробящими частями, выполненными по форме усеченного конуса и работающими непрерывным нажатием дробящего конуса; валковые, в которых материал раздавливается между двумя волками, имеющими цилиндрическую форму и вращающимися навстречу один другому; ударного действия, в которых материал измельчается ударами молотков или бил, ударами дробимого материала о футеровочные устройства. Кроме того, для тонкого измельчения материала применяют шаровые мельницы, в которых материал измельчается при помощи свободно падающих тел - шаров, стержней. Щековые дробилки применяют для крупного первичного дробления весьма прочных материалов. 1. Обзор и анализ конструкций На заводах дробление материала происходит обычно в несколько стадий. На первых стадиях при крупном и среднем дроблении обычно применяют щековые дробилки. Дробление материала в щековой дробилке осуществляется раздавливанием кусков между подвижной и неподвижной щеками в тот момент, когда подвижная щека приближается к неподвижной. Разгрузка раздробленного материала осуществляется гравитационно при отходе подвижной щеки. а) б) в) г) Рисунок 1.1 - Схемы щековых дробилок: а) с простым движением; б) со сложным движением щеки; в) с нижним подвесом щеки; г) с кулачковым механизмом Щековые дробилки классифицируют: с простым движением щеки относительно неподвижной оси подвеса О1 (рис.1.1, а); каждая точка щеки, находящаяся на каком то расстоянии от оси подвеса описывает дугу соответствующего радиуса; со сложным движением подвижной щеки (1.1, б), в которой щека В шарнирно подвешена на эксцентрическую шейку главного вала; при вращении вала каждая точка рабочей поверхности щеки описывает замкнутые кривые, верхней части приближающиеся к окружности, в нижней части представляющие собой вытянутые эллипсы. Дробилки различаются между собой расположением оси повеса подвижной щеки. Существуют дробилки с верхней точкой подвеса и с нижней точкой подвеса подвижной щеки (рис. 1.1, в). Преимуществом дробилок с нижним подвесом является более равномерный выход материала по крупности (минимальный ход щеки в нижней части). Однако небольшая производительность ограничивает их применение. Щековые дробилки различаются также между собой выполнением движущего механизма шарнирно-рычажным или кулачковым (рис.1.1, г). В дробилках с кулачковым механизмом кулачок, насаженный на главный вал, давит на ролик балансира, передающего движение щеке через разборную плиту. Для кулачковых механизмов требуются точное изготовление элементов из дорогих качественных материалов и тщательный уход из-за наличия шарнирных и скользящих пар. Поэтому дробилки с таким приводом почти не изготавливают. Среди различного дробильного оборудования щековые дробилки получили преимущественное распространение. Их применяют как для самого крупного дробления, так и для более мелкого дробления на последующих стадиях. К преимуществам щековых дробилок следует отнести простату конструкции, надежность, небольшие габаритные размеры и массу, а также простое обслуживание и ремонт. Недостатком щековых дробилок является периодичность работы, наличие больших качающихся масс. Щековая дробилка с простым качанием подвижной щеки состоит из станины, эксцентрикового вала, шатуна, подвижной щеки, распорных плит и оттяжной пружины с тягой. На боковых стенках станины размещены опоры для оси подвижной щеки и эксцентрикового вала. На обоих концах эксцентрикового вала установлены маховики, один из которых имеет проточки для клиновых ремней и служит в качестве приводного шкива. На средней эксцентриковой части вала верхней головкой подвешен шатун, в нижней части которого имеются пазы для вкладышей распорных плит. Подвижная щека верхней головкой шарнирно подвешена на неподвижно укрепленную ось, а нижней частью через вкладыш оперта на переднюю распорную плиту. Для предотвращения отрыва подвижной щеки от распорной плиты и выпадания распорных плит предусмотрена тяга с пружиной. Регулирование размера выходной щели производят заменой распорных плит, установкой регулировочных прокладок или клинового регулировочного механизма. При вращении эксцентрикового вала шатун совершает возвратно поступательное движение в вертикальной плоскости. При движении шатуна вверх вместе с ним перемещаются и распорные плиты. Вследствие увеличения угла, образованного плитами и шатуном, происходит отклонение подвижной щеки в сторону неподвижной, то есть совершается рабочий ход. При сближении щек происходит дробление материала. При движении шатуна вниз подвижная щека отходит от неподвижной, и раздробленный материал выгружается из камеры дробления под действием силы тяжести. В дробилках со сложным движением подвижная щека верхней головкой навешана на эксцентричную часть главного вала, выполняя одновременно роль шатуна. В нижней части шатун прикреплен к распорной плите, способной совершать колебательные движения около неподвижной точки. Благодаря такому закреплению при вращении главного вала каждая точка подвижной щеки будет описывать траекторию по замкнутой кривой в виде вытянутых эллипсов, при этом траектории нижних точек будут иметь вытянутые в продольном направлении замкнутые кривые, а при приближении к верху траектории точки подвижной щеки все больше и больше будут приближаться к форме круга. При приближении к неподвижной щеке одновременно происходит опускание подвижной щеки вниз, при этом дробимый материал кроме раздавливания подвергается касса тельному воздействию с ее стороны вследствие чего происходит как бы проталкивание материала и легкое его истирание. Получается полупринудительная разгрузка дробленого материала. Вследствие этого при одинаковых габаритных размерах дробилки со сложным движением щеки более производительны, чем дробилки с простым движением щеки. Дробилки со сложным движением подвижной щеки могут быть использованы во всех случаях, когда желательно получить щебень более мелких фракций, а также при дроблении вязких каменных пород, которые могут способствовать забиванию выходной щели. Недостатком дробилки со сложным движением щеки является повышенный износ футерованных плит вследствие истирающего воздействия дробимого материала. При этом более интенсивно изнашиваются футеровочные плиты неподвижной щеки. Дробилки со сложным движением щеки обладают меньшим усилием дробления, чем дробилки с простым движением щеки, поэтому они предназначены для дробления материала меньшей прочности ( 250 МПа). Из сопоставления характеристик дробилок с простым и сложным движением щеки следует: в дробилках с простым движением щеки развивается значительное дробящее усилие, а следовательно, в них может дробиться материал любой прочности; в дробилках с простым движением щеки достигается меньшая часовая производительность (при одинаковых рабочих размерах) вследствие малого хода щеки в верхней части камеры дробления и отсутствия протаскивающего эффекта при рабочем ходе; в дробилках с простым движением щеки продукт дробления характеризуется большой разнородностью по крупности из-за относительного большого хода щеки в зоне разгрузки; из-за меньшего истирающего воздействия дробимого материала в дробилках с простым движением наблюдается в несколько раз меньший износ дробящих плит по сравнению с износом в дробилках со сложным движением щеки. В конструкции современных щековых дробилок предусмотрен ряд мероприятий по их усовершенствованию. В дробилках с простым движением щеки для увеличения хода в верхней части ось подвеса поднята и вынесена на биссектрису угла захвата. Благодаря этому улучшаются условия захвата камня, снижается износ дробящих плит и повышается часовая производительность машины. Повышению производительности и степени измельчения способствует увеличение глубины камеры дробления, а выполнение нижней части камеры с зоной параллельности способствует получению более равномерного по крупности продукта и снижению износа нижней части футеровок вследствие уменьшения забивания приемного отверстия. Большие преимущества имеют дробилки с двумя подвижными щеками (рис.1.2). Две щеки, верхними головками подвешенные на отдельных эксцентриковых валах (образуют камеру дробления), совершают зеркально синхронные движения на встречу друг другу и производят дробление материала. При этом материал разгружается не только под действием силы тяжести, но и в результате ускорения, сообщаемого ему щеками в зоне рабочего хода. С учетом приведенного выше возможно увеличить производи тельность такой дробилки вследствие повышения частоты вращении эксцентрикового вала (что невозможно в дробилках с одной подвижной щекой). Рисунок 1.2 - Схема дробилки с двумя подвижными щеками: 1эксцентриковые валы; 2-распорные плиты; 3-щеки Некоторые зарубежные фирмы выпускают щековые дробилки с объемным гидроприводом. Применение гидропривода дает возможность увеличить частоту качаний подвижной щеки за счет повышения скорости рабочего хода при сохранении времени, необходимого для гравитационной выгрузки готового продукта. Гидропривод состоит из главного и вспомогательного цилиндров, насоса и аккумулятора. Привод насоса осуществляется от эксцентрикового вала. Поршень насоса одновременно выполняет функции золотника. Рабочий ход щеки совершается при движении поршня вниз. Сначала жидкость нагнетается в главный и вспомогательный цилиндры, а при дальнейшем движении поршня вниз перекрывается канал, сообщающий цилиндр со вспомогательным цилиндром, при этом давление в главном цилиндре возрастает до тех пор, пока не будет превзойдено сопротивления камня или не сработает предохранительное устройство.При движении поршня вверх подвижная щека совершает холостой ход и остается в положении, обеспечивающем наибольший размер выходной щели, до следующего дробления камня. Другими конструктивным решением повышения эффективности щековых дробилок является создание машин с двумя камерами дробления. В таких дробилках передняя и задняя стенки служат в качестве неподвижных щек, а подвешенная в середине дробящая головка приводится в качательное движение от эксцентрикового вала. При качаниях дробящей головки в камерах поочередно совершаются рабочие ходы и выгрузка готового продукта. В таких дробилках может быть получена удвоенная производительность при лучшей балансировке механизма. 2. Выбор и обоснование основных параметров щековой дробилки со сложным качанием щеки Задачей расчета является определение геометрических параметров щековой дробилки со сложным движением щеки: а) угол захвата между неподвижной и подвижной щеками; б) наивыгоднейшая частота вращения главного вала; в) производительность дробилки; г) мощность привода; д) наибольшее усилие дробления маховой момент маховика, при котором обеспечивается достаточная равномерность хода дробилки. Исходными данными при определении параметров являются физикомеханические свойства дробимого материала, фракционный состав готового продукта, производительность дробилки ( П = 8м3/ч). 2.1 Определение угла захвата между неподвижной и подвижной щеками Для более надежной работы дробилки угол захвата принимаем по 0 0 источнику /2/ равным 20 , то есть 20 . 2.2 Определение наивыгоднейшей частоты вращения главного вала Наивыгоднейшую частоту вращения главного вала определяем по формуле /2/ n 1,1 tg s , (2.1) где n - частота вращения главного вала, об/мин; - угол захвата между щеками, 200 ;- ход щеки, м. В связи с тем, что мы рассматриваем щековую дробилку со сложным качанием типа СМД-116, то принимаем по справочнику /1/ ширину загрузочного отверстия D = 400мм. Тогда по формуле /3/, определяющей степень измельчения, (2.2) где D - ширина загрузочного отверстия, D = 0,2м;- наименьшая ширина выходной щели, м- степень измельчения, принимаем i = 5. определяем наименьшую ширину выходной щели d D , i (2.3) где d - наименьшая ширина выходной щели, м- ширина загрузочного отверстия, D = 0,2м;- степень измельчения загружаемого материала, принимаем i = 7. =0,2/5=0,04. Ход щеки дробилки определяется по имперической формуле /2/ в соответствии с рекомендациями ВНИИстройдормаша = 7+0,1d, (2.4) где s - ход подвижной щеки, м- наименьшая ширина выходной щели, d =0,04м. = 7+ 0,1 0,04=0,074м. Получаем n 1,1 tg360 354 0,0127 об/мин. Определил наивыгоднейшию частоту вращения главного вала, получил значение равное 354 об/мин, определил степень измельчения i=7, наименьшую ширину выходной щели дробилки, и ход подвижной щеки S=0,074м. 2.3 Определение производительности щековой дробилки со сложным качанием щеки Для определения производительности воспользуемся формулой /2/ Ï 10000 n L s d , (2.5) где П - производительность дробилки - коэффициент разрыхления выпадающей из выпускной щели сыпучей массы продукта, принимаем по /2/ = 0,5;- частота вращения эксцентрикового вала, n = 206 об/мин;- длина камеры дробления дробилки, м- ход щели дробилки, s = 0,074м;- средний размер продукта дробления, м. Средний продукт дробления определяем по формуле /2/ =(2e+s)/2 (2.6) где d - средний размер продукта дробления, м е - ширина выпускной щели, принимаемая равной наименьшему размеру получаемого щебня, е = 0,045 м;- ход подвижной щеки, s = 0.074 м. =(2 0,045+0,074)/2=0,082м. Из формулы (1.4) определяем длину камеры дробления дробилки L Ï , n s d 10000 (2.7) где L - длина камеры дробления дробилки, м П - производительность дробилки, принимаем из исходных данных П = 8м3/ч; - коэффициент разрыхления выпадающей из выпускной щели сыпучей массы продукта, принимаем по /2/ = 0,5;- частота вращения эксцентрикового вала, n = 3,44 об/с;- ход щели дробилки, s = 0,074м;- средний размер продукта дробления, d = 0,082м. =8/(0,5 3,44 0,074 0,082 10000)=0,4м. Определяем площадь призмы трапецеидального сечения дробленого материала по формуле: F 2å s s 2 tg , (2.8) где е - ширина выпускной щели, принимаемая равной наименьшему размеру получаемого щебня, е = 0,045м;- ход щели дробилки, s = 0,074м; - угол захвата между щеками, 200 . =(2 0,045+0,074)/2 0,074/0,36=0,097. Затем определяем объем выпадающей из камеры дробления дробилки призмы по формуле /2/ V L s 2 å s , 2 tg (2.9) где L - длина камеры дробления дробилки, L = 0,4м;- ход щели дробилки, s = 0,074м; е - ширина выпускной щели, принимаемая равной наименьшему размеру получаемого щебня, е = 0,045 м ; - угол захвата между щеками, 200 . =(0,4 0,074 (2 0,045+0,074))/2 0,36=0,006742 Определил производительность дробилки П=8м3/час, средний продукт дробления d=0,082м, длину камеры дробления, площадь призмы трапециидального сечения F=0,097, объем выпадаемой из камеры дробления дробилки призмы V=0,006742. 2.4 Определение мощности привода щековой дробилки Для начала определяем работу дробления по формуле /2/ À 2L 3.8 Å D2 d 2 , (2.10) где А - работа дробления, Дж; - предел прочности при сжатии, принимаем по для гранита = 150 106 МПа по /2/;- длина камеры дробления дробилки, L = 0,4м;- диаметр загружаемых кусков гранита, по /1/ принимаем D = 0,34м;- диаметр куска готового продукта, d = 0,082м; 6 Е - модуль упругости, для гранита принимаем по /2/ Е = 46000 10 МПа, предел прочности при сжатии от 50-250 Мпа, средняя плотность 2500-2800 кг м3. =(150Мпа 0,4)/(3,8 46000Мпа) (0,1089)=12932,081Дж. Затем определяем мощность привода по формуле /2/ N A n , (2.11) где N - мощность привода дробилки, Вт;- работа дробления, Дж;- частота вращения эксцентрикового вала, n = 3,44 об/с. =12932,081 3,44 = 44489,35Вт. На основании расчетов принимаем N = 44490Вт. В связи с тем, что половина работы дробления осуществляется маховиком, запасающим энергию, тогда мощность привода дробилки будет равна =(12932,081/2) 3,44=22243Вт. Принимаем двигатель мощностью N = 22 кВт. Определил работу дробления А=12932,081Дж, мощность привода дробилки 44489Вт, мощность двигателя дробилки 22кВт. Определение максимального усилия дробления Рисунок 2.1 - Схема для определения усилий в деталях щековой дробилки: а) определение усилия действующее на распорные плиты; б) определение усилия на главный шатун Для определения максимального усилия дробления воспользуемся формулой /2/ 2 L = 1,9 Å s1 D2 d 2 , (2.12) где - предел прочности при сжатии, принимаем по /2/ для гранита = 150 10 МПа;- длина камеры дробления дробилки, L = 0,4 м;- диаметр загружаемых кусков гранита, по /1/ принимаем D = 0,34м;- диаметр куска готового продукта, d = 0,082м. 6 Е - модуль упругости, для гранита Е = 46000 10 МПа; s1 - ход подвижной щеки в месте приложения дробящего усилия, м. Вследствие того, что проектируем щековую дробилку со сложным качанием щеки, то можно сделать следующее допущение: ход подвижной щеки (s) равен ходу подвижной щеки в месте приложения дробящего усилия ( s1 ), то есть S=S1=0,074м Тогда получаем следующее 6 = ((150Мпа 0,4)/(1,9 46000Мпа 0б074)) 0,1089=2036548,18Н. По данным В.А. Баумана (ВНИИстройдормаш) можно принять, что точка приложения усилия Qmax расположена на 1/3Н, при условии, что Н - высота камеры дробления, считая от верхней кромки неподвижной щеки. Остальные усилия: T, R, S, P, возникающие при дроблении определяем графическим путем где Т - усилие, действующее на распорную плиту, Н;- сила давления, Н;усилие, действующее на опоры эксцентрикового вала, направленное к центру эксцентрика, Н;- усилие, действующее на эксцентриковый вал, способствующее возникновению крутящего момента и направленное перпендикулярно усилию S. Определил максимальное усилие дробления и получил его равным 2036548,18Н. Определение характеристики маховика Сначала определяем работу, совершаемую маховиком по формуле: ÀÌ 2 V 4 Å , (2.13) где ÀÌ - работа маховика, Дж - предел прочности при сжатии, принимаем по /2/ для гранита = 150 106 МПа; V - объем дробимого материала, V = 0,006742м3. 6 Е - модуль упругости, для гранита Е = 46000 10 МПа. =(150Мпа 0,006742)/(4 4600Мпа)=6466,0405Дж. Степень неравномерности хода маховика по /2/ принимаем 0,02 . Далее определяем момент инерции маховика по формуле /2/ J À Ì 2 ÑÐ , (2.14) где J - момент инерции маховика, кг м2 ÀÌ - работа маховика, ÀÌ = 6466 Дж; 2 ÑÐ - средняя угловая скорость маховика, рад/с; - степень неравномерности хода маховика, 0,02 . Средняя угловая скорость маховика определяем из формулы /2/ ÑÐ 2 n, (2.15) где ÑÐ - средняя угловая скорость маховика, рад/с;- частота вращения маховика, n = 206 об/мин. w=2 3,14 206=1293,68рад/мин. Принимаем w=1293,68/60=21,56об/с. = 6466/(464,8 0,02)=696. Определяем массу маховика по формуле /2/ J m D2 4 , (2.16) где J - момент инерции маховика;- масса маховика, кг;- диаметр маховика, м диаметр маховика определяется по формуле /2/ = n , (2.17) где D - диаметр маховика, м; - окружная скорость на ободе маховика, которая из условия прочности должна быть 20 м/с;- частота вращения маховика, n = 3,44 об/с. = 20/(3,14 3,44)=1,85м. Затем определяем массу маховика из формулы (1.16) m 4 J D 2 , (2.18) где m - масса маховика, кг;- момент инерции маховика, J = 696;- диаметр маховика, D = 1,85 м. =(4 696)/3,42=814кг. Определяем момент на валу эксцентрикового вала: М=N/2 П n где, М- момент на валу эксцентрикового вала, N- мощность двигателя дробилки, П =3,14, n- частота вращения маховика. М=22234/(2 3,14 3,44)=1029 кг м2 Определил работу совершаемую маховиком А=6466,0405Дж, момент инерции маховика J=696, диаметр маховика D=1,85м, массу маховика m=814кг, момент на валу эксцентрикового вала М=1029. 3. Расчет щековых дробилок .1 Расчет станины щековой дробилки со сложным качанием щеки Определяем расчетное усилие по формуле Qp = kÄ Qmax, (3.1) где Qp - расчетное усилие, Н; kÄ - коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки, обычно k принимают Ä = 1,5;- максимальное дробящее усилие, Qmax = 2036548,19 Н. = 1,5 2036548,19 3054822,27 Н. Определяем момент, изгибающий боковую стенку, по формуле: M0 Qp L 8 1 2 L J 1 1 1 3 L J , (3.2) Q где M 0 - изгибающий боковую стенку момент;- расчетное усилие, p = 3054822,27 Н;- длина передней стенки (неподвижной щеки), принимаем из расчета L = 0,9 м; L1 - длина боковой стенки, принимаем по /1/ L1 = 1,4 м.- момент инерции сечения передней стенки, J1 - момент инерции сечения боковой стенки, Определяем момент инерции сечения передней стенки относительно оси y J JY h b3 12 , (3.3) где JY - момент инерции сечения передней стенки относительно оси y,высота сечения передней стенки, принимаем по /1/ h = 1 м;- ширина сечения передней стенки, принимаем по /1/ b = 0,275 м. J JY 1 0,2753 0,00173 12 . Определяем момент инерции сечения боковой стенки относительно оси х J1 J Õ h3 b 12 , (3.4) J Õ - момент инерции сечения боковой стенки относительно оси y,- высота сечения передней стенки, принимаем по /1/ h = 1,3 м;- ширина сечения передней стенки, принимаем по /1/ b = 1,538 м. 1,33 1,538 0,28158 12 кг м2. 3054822,27 0,9 1 M0 341487,832 Í ì 2 1,4 0,00173 8 1 3 0,9 0,28158 . J JÕ Определяем момент, изгибающий боковую стенку, по формуле /2/ Qp L M 4 Qp L 8 1 2 L J 1 1 1 3 L J , (3.5) Q где M - изгибающий переднюю стенку момент, Н;- расчетное усилие, p = 3054822,27 Н;- длина передней стенки (неподвижной щеки), принимаем из расчета L = 0,9 м; L1 - длина боковой стенки, принимаем по /1/ L1 = 1,4 м.- момент инерции сечения передней стенки, J = 0,00173; J1 - момент инерции сечения боковой стенки, J1 = 0,28158. M 3054822,27 0,9 3054822,27 0,9 1 345847,178Í ì 2 1,4 0,00173 4 8 1 3 0,9 0,28158 Определяем наибольшее напряжение от изгиба в передней стенке по формуле: Ì õ J , (3.6) где - наибольшее напряжение от изгиба в передней стенке, МПа; М - изгибающий переднюю стенку момент, М =345847,178; õ - расстояние от нейтральной оси до наиболее растянутых волокон (радиус инерции), принимаем по /1/ õ = 0,138 м;- момент инерции сечения передней стенки, J = 0,00173. 345847,178 0,138 27,538 0,00173 МПа. Определение напряжения изгиба от момента и растяжения от расчетной нагрузки по формуле: дробилка щека привод мощность Ì 0 õ1 J1 Qp 2 F , (3.7) где M 0 - изгибающий боковую стенку момент, M 0 = 341187,832; õ1 - расстояние от нейтральной оси до наиболее растянутых волокон Q (радиус инерции), принимаем по /1/ õ = 0,138 м;- расчетное усилие, p = 3054822,27 Н; J1 - момент инерции сечения боковой стенки, J1 = 0,28158;- площадь сечения каждой из двух боковых стенок, по /1/ принимаем = l b , (3.8) 1 где F - площадь сечения каждой из двух боковых стенок;- длина боковой стенки, l = 1,4 м; b - ширина боковой стенки, принимаем по /1/ b = 0,275. = 0,275 1,4 0,385 . 341487,832 0,138 3054822,27 4,135 0,28158 2 0,385 МПа. Определил расчетное усилие Qр=3054822,27Н, момент изгибающий боковую стенку М=341487, момент инерции сечения перед стенками относительно оси у, J=0,00173, оси х, J=0,28158, определил напряжение изгиба от момента и растяжения получил значение равное 4,135Мпа. 3.2 Расчет эксцентрикового вала на прочность Определяем крутящий момент, возникающий от усилия, приложенного к эксцентрику по формуле: =P e, (3.9) где M- крутящий момент возникающий от усилия, приложенного к эксцентрику,;- усилие, закручивающий вал, принимаем= 982940; е - эксцентриситет вала, е = 0,012 м. =982940 0,012=11795,3. Определение изгибающего момента, действующего на главный вал ) Определяем изгибающий момент, действующий на главный вал, по формуле: и=(S L)/4, (3.10) где Mи - изгибающий момент, действующий на главный вал; S - сила, действующая на подшипники вала, приложенная по шатуну, из расчетов принимаем S = 190570 Н;- расстояние между опорами эксцентрикового вала, из конструктивных соображений принимаем L = 1,19 м. и=(190570 1,19)/4 =56694,58 Определяем диаметр эксцентрикового вала по формуле /3/ d 3 10 ÈÇÃ Ì 2 ÈÇÃ Ì 2 ÊÐ , (3.11) где d -диаметр главного вала, м; ÈÇÃ - допускаемое напряжение на изгиб, принимаем по /4/ для Ст 45Х ÈÇÃ = 900 МПа; Ì - изгибающий момент, действующий на главный вал, Ì ÈÇÃ = 56694,5; Ì ÊÐ - крутящий момент возникающий от усилия, приложенного к эксцентрику, Ì ÊÐ =11795,3. ÈÇÃ d 3 10 11795,32 56694,52 0,21 900 м. Из конструктивных соображений по стандартному ряду принимаем d = 0,2 м. Определяем напряжение кручения по формуле /2/ Ì ÊÐ 0,2 d 3 , (3.12) где - напряжение кручения, МПа; Ì ÊÐ - крутящий момент, возникающий от усилия, приложенного к эксцентрику, Ì ÊÐ =11795,3;-диаметр главного вала, d =0,2 м. 11795,3 80,9 0,2 0,23 МПа. Для определения нормального напряжения изгиба воспользуемся формулой: Ì ÈÇÃ 0,1 d 3 , (3.13) где - нормальное напряжение изгиба, МПа; Ì - изгибающий момент, действующий на главный вал, Ì диаметр главного вала, d =0,2 м. ÈÇÃ 56694,5 777,7 0,1 0,23 МПа. Определяем суммарное напряжение по формуле /2/ max 2 1 2 2 4 2 , (3.14) где vax - суммарное напряжение, МПа; - нормальное напряжение изгиба, = 777,7 МПа; - напряжение кручения, = 80,9 МПа. max 777,7 1 786 2 2 2 777,7 4 80,92 МПа. ÈÇÃ = 56694,5;- Определил крутящий момент М=11795,3, изгибающий момент равен 56694,58, диаметр эксцентрикового вала d=0,086м, напряжение кручения 80,9Мпа, нормальное напряжение изгиба 777,7Мпа, суммарное напряжение 786Мпа. Заключение При создании машин большое внимание уделяется вопросам улучшения условий труда обслуживающего персонала, а именно: автоматизации трудоемких процессов, обеспечению действующих санитарных норм по допустимому уровню шума, вибрации и запыленности. Автоматизация производственных процессов - самый действенный и перспективный способ повышения качества готовой продукции и увеличения производительности оборудования, поэтому основные дробильные машины приспособлены к включению в автоматические линии. В данной курсовой работе была спроектирована щековая дробилка со сложным качанием подвижной щеки. Также были определены основные параметры камнедробилки и усилия, возникающие при дроблении и действующие на главный вал дробилки. В том числе был произведен расчет эксцентрикового вала на прочность и сварной станины, как жесткой рамы, передняя и задняя стенки которой загружены равномерно распределенной или сосредоточенной нагрузкой. Список использованных источников 1. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа,1971.382 с. . К.А. Артемьев, Т.В. Алексеева, В.Г. Белокрылов Ч.2 Машины для устройства дорожных покрытий. Учебник для втузов, - М.: Машиностроение,1982. - 396 с. . Анохин А.И. Дорожно-строительные машины. Учебное пособие для вузов. М.: Дориздат, Ч.1 Машины для земляного полотна и для переработки дорожностроительных материалов. -1949. - 352 с.
