Расчет параметров и разработка гомогенизатора молока

курсовая работа

4. Определение конструктивных параметров насосного блока и расчет мощности на привод

Из производительности плунжерного гомогенизатора П, м3

где d - диаметр плунжера, м;

s - ход плунжера, м;

n - частота вращения, с-1;

z = 3 - число плунжеров;

? - 0,85 - КПД насоса.

Найдем диаметр плунжера

Мощность, необходимая на привод, определяется по формуле для расчета мощности насосов:

V - объемная производительность гомогенизатора, м3/с;

? - 1027 - плотность продукта, кг/м3;

С = 3850 - массовая теплоемкость продукта, Дж/(кг·К);

Отсюда

d1=40·

Найдем диаметр ведомого шкива:

d2=u· d1(1-?) (20)

? - коэффициент упругого скольжения (0,01..0,02)

d2 = 2,8 · 232,26(1 - 0,02) = 637,32 мм

Значение диаметра шкивов выбираем из стандартного ряда:

d1 = 250мм, d2 = 710мм

Межосевое расстояние а предварительно вычисляем по формуле:

а = 0,55(d1 + d2) + h; (21)

h - высота ремня, мм

а=0,55(250+710)+13,5=541,5 мм

Длина ремня

L=2·541.5+3.14(250+710)/2+(710-250)2/4·541.5=2687.89 мм

Длину клиновых ремней уточняют по стандартному ряду:

L=2800

Затем пересчитывают межосевое расстояние по формуле:

Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

?1=180° - 57(d2 - d1)/а (24)

?2=180° - 57(710 - 250)/602,5=136,48°

Для клиноременной передачи ?1?90°. С уменьшением угла обхвата снижается тяговая способность передачи.

Усилие в ремне. Окружное усилие, Н

Ft=2T/d

где Т - передаваемая мощность, Вт.

V=3.14·250·732/60·103=9.577<25 м/с

Найдем предварительное натяжение ремня F0, необходимое для создания силы трения между ремнем и ремнями; а также натяжение ведущей ветви F1 и ведомой ветви F2 по формулам:

где е - основание натурального логарифма;

f - коэффициент трения ремня по шкиву;

Сила натяжения в ремне создают нагрузки на валы. Равнодействующая этих сил:

Напряжения в ремне. В ведущей ветви ремня возникает наибольшее напряжение растяжения:

?1=F1/A

?1=3067.8/230=13.34 Н/мм

Наибольшее напряжение изгибы возникает на ведущей шкивы:

?u=E?/d1,(30)

где Е - модуль упругости материала ремня: для резинотканевых ремней Е = 200...350 МПа

?/d1 - относительная удлинение ремня: для плоскоременных передач ?/d1=1/100…1/250.

?u=300·1/40=7,5 Мпа.

?мак=7,5+13,34=20,84 МПа

Найдем коэффициент тяги, который показывает, какая часть предварительного натяжения ремня F0 реализуется для передачи полезной нагрузки Fт:

?=1566,2/2·2284,7=0,34

Расчет клиноременных передач. Основные параметры клиновых кордошнуровых ремней - формулу и размеры поперечного сечения, длину определяют в соответствии с ГОСТ 1284.1-89. Сечение ремня выбирают в зависимости от передаваемого момента. В приводах с/х машин используют ремни сечений А,В,С,Д .В нашем случае -это С.

Проектный расчет передачи ведет по допустимой мощности, передаваемой одним ремнем:

Рр0·С?·Сu·Cl·Cp; (32)

Р0 - допустимая мощность , кВт, передаваемая одним ремнем при u=1,

Сu - коэффициент, учитывающий передаточное число;

Cl - коэффициент, учитывающий длину ремня;

С? - коэффициент, учитывающий угол обхвата,

Cp - коэффициент, учитывающий режим и характер работы.

Коэффициент, учитывающий длину ремня:

Cl=

L0 - базовая длина клинового ремня:

Cl==0,86

Рр=6,02·0,868·1,14·0,96·0,8=4,57 кВт.

Передаточное число ремней в передаче:

где Р - передаваемая мощность, кВт

-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями.

Значение коэффициента принимают в зависимости от предварительного числа ремней, из следующих соотношений:

z1 1 2..3 4…6

1 0,95 0,9

Предварительное число ремней:

z1 =Р/Рр (35)

z1 =15/4,57=3,3

z?=3,64

рекомендуется принимать z?6, поскольку из-за погрешностей изготовления длины ремней разная и нагрузка между ними распределяется неравномерно.

Расчет на долговечность .Основная причина усталостного разрушения ремня - циклически изменяющиеся напряжения, существенно зависящие от базового числа циклов изменения напряжений Nоц и фактического числа пробегов ремня за время эксплуатации:

Nоц=3600·а Т0·?, (36)

где а - число шкивов,

Т0 - наработка ремня, ч

? - частота циклов изменения напряжений, равная частоте пробегов ремня в секунду.

Наработка ремня, ч

Т0=()m·; (37)

где -предел выносливости, соответствующий базовому числу циклов изменения напряжения;

m-опытный показатель;

=1

=2 - При периодически изменяющихся нагрузках от 0 до номинального значения.

=1,5 =2,1

Т0=()8·

Nоц=3600·2·0,4· =9850,6

Шкивы ременных передач. Конструкция шкива зависит от его размеров, материала и типа передачи. Шкивы изготавливают из чугуна, стали, легких сплавов и пластмасс. Основные размеры шкивов - диаметр и ширину обода рассчитывают, остальные размеры определяют по рекомендациям ГОСТ 17383-73 для плоских ремней и ГОСТ 20889-88 для клиновых ремней нормальных сечений.

Ширина шкива клиноременной поликлиновой:

М=(n-1)l+2f; (38)

n - число канавок на шкиве.

М=(4-1)·25,5+2·17=110,5мм

Толщина обода чугунных шкивов клиновых передач: ? = (1,1…1,3)h ; (39)

? = (1,1..1,3)·1,43=17,16 мм.

Делись добром ;)