Расчет операционной технологии возделывания многолетних трав с использованием новой техники, страница 10

5.  Мощность электродвигателя – 1,1 кВт;

6.  Габаритные размеры:

- длина – 3900 мм;

- ширина – 510 мм;

- высота – 250 мм;

7. Вес (масса) конструктивный – 50 кг4

Проверим целесообразность использования погрузочного шнека  ПШП-4А в конструкции шнекозахватного разбрасывателя минеральных удобрений.

Из расчетов, проведенных ранее, рабочая скорость МТА на поле составляет  км/ч, а доза внесения минеральных удобрений -  кг/га.

Рабочая ширина захвата разбрасывателя минеральных удобрений равна м. Один шнековый транспортер работает на половину ширины захвата м.

Исходя из этого, площадь, обрабатываемая агрегатом при работе одного транспортера за час работы будет равна:

, га,                                               (3.1)

где  - рабочая скорость, м/с;

       - ширина захвата, м;

Подставляя числовые данные в формулу, получим:

 га.

При норме внесения удобрений кг/га, транспортер должен работать с производительностью, которую вычисляем по формуле:

,                                                            (3.2)

где  - время работы, ч.

Подставляя числовые данные в формулу, получим:

т/ч.

Так как транспортер ПШП-4А способен работать с производительностью до 4-х тонн, то его целесообразно использовать в конструкции широкозахватного разбрасывателя минеральных удобрений МВУ-6Ш.

Для совместимости транспортера и машины были внесены в его конструкцию некоторые технические доработки. В связи с этим проведем его проверочный расчет.

Рассчитаем винтовой транспортер для перемещения минеральных удобрений производительностью Q = 2,9 т/ч, угол наклона β = 30^о, длина L = 2,740 м.

Рисунок 3.1 – Схема сил, действующих на шнек транспортера

I. Выбор характеристик материала и параметров транспортера [26].

По таблице находим: объемный вес материала γ = 8 кн/м³ и коэффициент трения материала о сталь μ = 0,6; по таблице выбираем , число оборотов винта в минуту n = 550 мин^-1, диаметр вала винта d = 28 мм, коэффициент заполнения ψ = 0,4, зазор λ = 5-8 мм; по таблице находим коэффициент угла наклона ε = 0,58.

II. Определение диаметра винта по формуле:

,                                           (3.3)

       м.

Принимаем по ГОСТ D = 85 мм [12].

III. Определение веса материала на 1 м транспортера:

,                                     (3.4)

 н/м.

IV. Определение осевого усилия, действующего на винт:

,                                      (3.5)

 н.

V. Определение крутящего момента на валу винта от сопротивления передвижению материала по желобу и трения о винт:

,                                       (3.6)

 н^.м.

где , м;

 ,  (p= 31^о);

,  (α = 17,5 ^о).

VI. Определение веса винта:

,                                                (3.7)

 н.

и окружной силы на винте:

,                                                 (3.8)

       н.

(q_В получено интерполированием из таблицы 53 [26]).

VII. Определение давления на радиальные подшипники:

,                                       (3.9)

 н.

VIII. Определение давления на подпятник:

,                                           (3.10)

 н.

IХ. Определение крутящего момента на валу винта от сопротивления в подшипниках; коэффициент трения в подшипниках μ₁ = 0,1:

,                                       (3.11)

 нм.

Средний диаметр пяты м.

X. Определение полного крутящего момента:

,                                          (3.12)

 нм.

где коэффициент К выбран в соответствии со значениями, указанными на стр.192 [26].

XI. Определение мощности на валу транспортера:

,                                                 (3.13)

 кВт.

Принимаем по ГОСТ двигатель мощностью  кВт [27]. Тогда полный крутящий момент на валу транспортера равен 19,1 нм.

XII. Определение момента, изгибающего вал винта при условии, что секция винта длиной L = 2,74 м свободно лежит в подшипниках и нагружена равномерно распределенной нагрузкой н/м:

,                                                (3.14)

 нм.

XIII. Определение приведенного момента:

,                                         (3.15)

 нм.

XIV. Определение напряжений на валу:

,                                       (3.16)

н/м²  н/м² [27].

XV. Определение стрелы прогиба секции вала в середине между опорами:

,                                             (3.17)

м.

XVI. Зазор между желобом и винтом:

мм,                                       (3.18)

что достаточно для того, чтобы винт не задевал о корпус транспортера.

3.5 Расчет шпоночного соединения

Проверяем шпонку, соединяющую редуктор и втулку вала шнека.

Допустимое напряжение на смятие определяем по формуле:

,                                  (3.19)

где  - вращающий момент, Нм;

       - диаметр вала, мм;

       - рабочая длина шпонки, мм;

       - коэффициент глубины врезания шпонки в ступицу.

 - допускаемое напряжение на смятие, МПа.

,                                                    (3.20)

где  - предел текучести материала шпонки, МПа;

       - коэффициент запаса прочности, .

Материал шпонки принимаем Ст 3 с пределом текучести  МПа [27].

Подставляя числовые данные в формулу (3.20), получим:

 МПа.

Принимая момент  Нм,  мм, мм, мм, получим:

 - шпонка работоспособна и работает с большим запасом прочности.

В данной конструкции шпонка служит предохранительным элементом. Она будет срезаться при чрезмерных нагрузках на вал шнека, предотвращая тем самым скручивание вала и поломки в конструкции.

Рассчитываем максимально допустимый вращающий момент, при котором происходит скручивание вала.

Напряжение кручения вала:

,                                             (3.21)

где  - вращающий момент, Нм;

       - момент сопротивления при изгибе, м³.

Для полого круглого сечения вала диаметром D момент сопротивления при изгибе рассчитывается по формуле:

,                                            (3.22)

где  - коэффициент перерасчета, [27].

Вращающий момент определяем по формуле:

.                                         (3.23)

Напряжение кручения для стали 40Х: МПа [27].

 Нм.

Момент вращения, при котором происходит смятие шпонки рассчитан по формуле:

,                                   (3.24)

Нм.