Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент зависящий от угла естественного откоса материала

Коэффициент зависящий от угла естественного откоса материала

Приведен обзор крутонаклонных ленточных конвейеров.Представлены расчетные схемы, особенности расчёта, указаны их достоинства и недостатки, а также область применения.

За последние годы развитие конвейеростроения характеризуется внедрением крутонаклонных конвейеров во всех отраслях хозяйства. Это можно объяснить тем, что использование крутонаклонных конвейеров дает значительную экономию средств за счет уменьшения длины конвейера, снижения объема подготовительных и капитальных работ, а также уменьшения эксплуатационных расходов по сравнению с транспортированием груза на ту же высоту при помощи конвейеров обычной конструкции.

Например, при высоте подъема груза 40 м, длина конвейера с гладкой лентой и установленного под углом 18 0 конвейер, оборудованный рифленой лентой при угле установки 30 0 имеет длину 85 м, а конвейер с прижимной лентой при угле установки 45 0 будет иметь длину 60 м (рис.1).

Рисунок 1 — Схема зависимости длины конвейера от угла наклона

Основной проблемой, возникающей при увеличении угла наклона, является способ удержания груза на несущем органе конвейера, т.к. при увеличении угла свыше «критического» сила трения груза о несущий орган становится меньше продольной составляющей веса груза, который начинает скользить вниз.

Как показывают расчеты, более высокая стоимость крутонаклонных конвейеров по сравнению с конвейерами обычной конструкции быстро окупается за счет высоких технико-экономических показателей.

Сравнение крутонаклонного конвейера с конвейером обычного типа показывает, что вес последнего в 3-4 раза больше, что обуславливает большую стоимость его изготовления и большие габариты по длине.

Крутонаклонные конвейеры используются в угольной и горнорудной промышленности, на предприятиях строительной и огнеупорной промышленности, на зерновых складах и в пищевой промышленности. Эти конвейеры широко используются при совмещении транспортирования с различными технологическими операциями.

Существует большое разнообразие конструкций крутонаклонных конвейеров. При их создании главным вопросом является вопрос удержания транспортируемого груза на ленте. По этому признаку все конструкции крутонаклонных конвейеров можно разделить на несколько основных групп:

  1. Конвейеры с гладкой лентой, имеющей форму глубокого желоба;
  2. Конвейеры с профилированной лентой;
  3. Конвейеры с прижимной лентой;
  4. Комбинированные конвейеры.

Конвейеры с гладкой лентой, имеющей форму глубокого желоба (рис.2). Увеличение допустимого угла наклона при такой конструкции осуществляется благодаря возникающим при придании ленте подвесными роликоопорами формы глубокого желоба боковым силам. Эти силы вызывают повышение нормального давления груза на ленту, что приводит к возрастанию сил сцепления перемещаемого груза с рабочей обкладкой ленты.

Рисунок 2 — Схема роликоопоры дискового типа (глубокий желоб)

Поверхность слоя груза на таком конвейере остается открытой и потому угол его наклона не может быть больше угла откоса груза в насыпке.

Допустимый угол наклона конвейера можно определить по выражению:

где А — коэффициент, зависящий от условий давления груза на ленту; fD — динамический коэффициент трения перемещаемого груза о конвейерную ленту; ψ — коэффициент, характеризующий степень заполнения поперечного сечения ленты.

При заполнении поперечного сечения легкосыпучими материалами угол наклона конвейера может быть доведен до 30 0 , а для связных материалов, имеющих более высокие коэффициенты внутреннего и внешнего трения, в некоторых случаях даже до 40 0 .

Конвейеры с профилированной лентой. В России, Украине и в других странах получили распространение конвейеры с профилированными лентами, то есть лентами, на рабочей поверхности которых расположены выступы различных профилей и различной высоты. Эти выступы препятствуют сползанию груза по ленте при повышенных углах транспортирования грузов.

В зависимости от формы и высоты выступов профилированные ленты подразделяются на рифленые, ленты с выступами, с бортами и перегородками.

Рифленые ленты. Наибольшее применение получили следующие типы лент: с поперечными выступами; с выступами пирамидального профиля; с выступами волнистого профиля; с выступами в виде стерженьков; с пластинчатыми выступами; с шероховатой поверхностью (изготавливается с помощью ткани «Олбо»).

Высота выступа таких лент составляет 3÷10 мм, что дает возможность увеличить угол наклона конвейера при транспортировании насыпных грузов до 25÷30 0 , а штучных грузов — до 30÷35 0 . Рифленые ленты применяют в конвейерах как с прямыми так и с желобчатыми роликоопорами. Ширина ленты колеблется в пределах 400÷1000 мм.

Применяется при механизации погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожных станциях, аэропортах, складах, при транспортировании сыпучих грузов в горнодобывающей промышленности.

Изготовление таких лент налажено на Лисичанском заводе РТИ.

Конвейерные ленты с перегородками (выступами). Дальнейшим конструктивным развитием рифленых лент является ленты с выступами (перегородками), которые изготовляются из высококачественной прочной резины с большим сопротивлением истиранию. Формовка и вулканизация перегородок обычно производятся одновременно с изготовлением ленты или при помощи холодной вулканизации к готовой ленте.

Перегородки бывают низкие (20÷30 мм) и высокие (до 200 мм).

При наличии низких перегородок лента свободно проходит по нижним роликам обычной конструкции. Для высоких перегородок необходима специальная конструкция нижних роликов.

Ленты с высокими перегородками нашли применение в основном на перегружателях (зерновые и другие склады) и на конвейерах небольшой длины.

На Краснолучском машзаводе были созданы конвейеры с тремя лентами Основная лента (тяговая) имеет ширину 1000 мм и гладкую поверхность. Для удержания груза на ленте на тяговую ленту накладываются две ленты с высокими перегородками. Ширина этих лент по 500 мм. Число прокладок в них пониженное, т.к. они служат только для удержания груза. Движение их осуществляется за счет фрикционной связи с основной лентой.

Для прохождения ленты по нижней ветви, ленты с перегородками возле привода и в конце конвейера переворачиваются и тем самым двигаются и по нижней ветви перегородками вверх.

Производительность конвейеров с лентой с высокими перегородками зависит от шага их установки, угла наклона конвейера и высоты перегородок.

Конвейеры с высокими перегородками предназначены для транспортирования грузов под углом до 60 0 , а с низкими перегородками — до 30 0 .

С увеличением угла наклона конвейера производительность его резко снижается. Так, например, при ширине ленты 1000 мм, скорости v=1 м/с, угле установки конвейера β=30 0 , высоте перегородок 133 мм и угле естественного откоса груза 20 0 — производительность Q=170 м 3 /ч; при β=40 0 , Q=120 м 3 /ч; при β=50 0 , Q=50 м 3 /ч и при β=60 0 , Q=50 м 3 /ч.

В 1973 году Донгипроуглемашем совместно с Александровским машзаводом и Лисичанским заводом РТИ был изготовлен конвейер длиной 600 м с перегородками высотой 25 мм. Конвейер показал относительно хорошие эксплуатационные качества при транспортировании угля под углом до 27 0 .

В настоящее время налажено серийное производство таких конвейеров на Краснолучском машзаводе.

Конвейеры с гофрированной лентой и ячейкового типа. В некоторых случаях к конструкциям ленточных конвейеров предъявляют особые требования в отношении осуществления изгибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Наиболее рациональной конструкцией является складчатая конвейерная лента с гофрами. При такой конструкции осуществляется изгиб ленты на очень малых радиусах поворота за счет изменения геометрической формы гофров без напряжений в каркасе ленты. Одновременно гофры позволяют транспортировать насыпной груз под углом наклона 30-40 0 .

Создание конвейеров с гофрированной лентой идет по двум направлениям. В первом случае лента собирается из отдельных кусков различной кратной длины. Гофры получены во время изготовления ленты на заводе РТИ. Для придания ленте каркасности, в нее вставляют рессоры с отогнутыми концами, что придает ленте желобчатость.

Во втором случае гофры формируются непосредственно на обычной гладкой ленте и закрепляются специальными валиками. Увеличение сечения груза на ленте обеспечивается специальными листами, закрепленными по бокам ленты.

В обоих случаях в таких конвейерах тяговые и несущие функции разделены. Тяговым органом является круглозвенная цепь, соединенная с лентой через специальные соединительные звенья. Передача движения от тяговой цепи к ленте осуществляется каретками, имеющими два ходовых и два направляющих ролика.

Конвейеры с гофрированными лентами созданы в Украине, России, ФРГ, Англии и Японии.

Недостатком таких конвейеров является сложность конструкции.

Ячейковые конвейеры предназначены для транспортирования массовых насыпных грузов. Особенностью конструкции конвейеров является применение специального ячейкового несущего полотна, обеспечивающего транспортировку груза под углом до 60 0 .

Ячейковые конвейеры могут быть ленточного или цепного типов.

Конвейеры с прижимной лентой. Работа этих конвейеров основана на принципе увеличения нормального давления груза на ленты, которое конструктивно достигается тем, что верхняя (покрывающая) лента прижимает груз к нижней (грузонесущей) ленте либо за счет собственного веса, либо при помощи специальных прижимных устройств (рессорных, гидравлических и т.п.) (рис.3).

Рисунок 3 — Схемы конвейеров с прижимной лентой: а — с крутонаклонной трассой; б — зетообразной трассой; Т — транспортирующая лента; П — прижимная лента; 1 — опорные роликоопоры; 2 — прижимные роликоопоры

Достоинствами таких конвейеров являются:

  1. возможность транспортирования грузов под углом до 90 0 ;
  2. независимость производительности от угла наклона
  3. высокая герметичность, что имеет особое значение при перемещении пылящих грузов.

К недостаткам следует отнести значительную конструктивную сложность, повышенный расход ленты и электроэнергии.

Недостатками всех крутонаклонных конвейеров являются:

  1. снижение производительности с увеличением угла наклона (особенно характерно для профилированных лент);
  2. затрудненность очистки ленты;
  3. сложность поддержания нижней ветви (ленты с высокими перегородками);
  4. усложненность конструкции.

Особенности расчета крутонаклонных конвейеров. Конвейеры с низкими перегородками. Особенностями расчета являются:

  1. обоснование высоты и шага перегородок на ленте;
  2. определение допустимого угла наклона перегородок к продольной оси ленты;
  3. определение погонного веса рифленой ленты;
  4. определение производительности конвейера. Факторами, определяющими высоту и шаг выступов на ленте являются: коэффициент трения материала о ленту, насыпной вес, гранулометрический состав, угол естественного откоса транспортируемого материала и необходимый угол наклона конвейера. Из схемы расположения груза на ленте вес груза, находящегося на ленте в пределах одного шага выступов,

Конвейеры с лентами с высокими перегородками. В этих конвейерах необходимо определять производительность, исходя из возможности ее уменьшения с увеличением угла наклона конвейера.

Конвейеры с прижимной лентой. Расчет такого конвейера состоит из определения основных параметров: ширины ленты; усилий, необходимых для удержания груза на крутонаклонном участке между двумя лентами, сопротивления на отдельных участках и мощности конвейера.

Дальнейший тяговый расчет ведется по методике расчета обычного конвейера.

В качестве средств очистки можно использовать один из следующих видов очистки в зависимости от условий работы конвейера:

  1. очистка лент капроновыми или стальными щетками;
  2. вибрационная очистка конвейерных лент;
  3. гидравлическая или пневматическая очистка лент.

Данный раздел полностью описан в оригинальном источнике.

Коэффициент зависящий от угла естественного откоса материала

2. Исходные данные.

3. Расчет нормативных значений расчетных величин.

4. Расчет тягового усилия.

5. Выбор основных конструктивных элементов конвейера.

6. Кинематическая схема конвейера.

7. Библиографический список.

Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции. Эти конвейеры состоят из рабочего органа в виде замкнутой конвейерной ленты, являющейся грузонесущим и тяговым элементом, опор, приводного и хвостового барабанов, натяжного устройства, загрузочного устройства и рамы. При необходимости предусматриваются направляющие ролики и отклоняющие барабаны для ленты, разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты.

Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. При необходимости предусматривается тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении. Схемы ленточных конвейеров см. рис.1.

Рис.1. Схемы ленточных конвейеров: а — горизонтального с разгрузочной тележкой; б наклонно-горизонтального; в — наклонного; г — горизонтально-наклонного; д — горизонтально-наклонно-горизонтального; L — длина конвейера; L г и Н — длины проекций трассы; L 1 , L 2 , L 3 — длины отдельных участков; βо — угол наклона конвейера (участка конвейера)

Конвейер будет использоваться для транспортировки насыпного груза (песок) по от карьера до завода ЖБИ. Условия для эксплуатирования: в течении длительного времени, в различные времена года, в условиях крайнего севера, с нормальной влажностью воздуха. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины – ленте.

2. Исходные данные

Рис. 1. Схема конвейера.

  1. тип насыпного груза: песок
  2. угол естественного откоса груза в покое: φ = 45 0
  3. плотность насыпного груза: ρ = 1,5 т
  4. требуемая производительность: Q = 130 м 3 /ч
  5. длина конвейера: L = 520 м
  6. угол наклона конвейера: β =
  7. условия эксплуатации: средние
  8. высота конвейера: Н = 48 м

Исходя из рекомендаций и ГОСТ 22644-77 принимаем скорость конвейера V =1,6 м/с.

Определение размеров конвейера

Определим длину участка 4-5 конвейера, м:

L 4-5 = L 2-3 = = = 140,3 м,

Определим длины горизонтальных проекций участков конвейера, м:

L 2-3 = L 4-5 = = = 131,8 м,

L 1-2 = L 5-6 = 520 – 131,8 = 388,2 м.

Выбор конструктивных элементов конвейера

  1. Грузонесущий тяговый элемент — резинотканевая лента,
  2. Выбираем плоскую форму ленты.

Выбор профиля и ширины ленты

Допускаемая минимальная ширина ленты [см. (6.1)]: B , мм

где a ’ – размер типичного куска, мм.

B =2 a ’+200=23+200=206 мм.

Угол естественного откоса груза в движении [табл. (4.1)]: ;

Угол естественного откоса насыпного груза на ленте принимаем равным половине угла естественного откоса этого груза в движении.

Переведем требуемую производительность из м 3 /ч в т/ч

где Q зад – заданная производительность, м 3 /ч;

ρ – насыпная плотность, т/м 3

Ширина ленты при транспортировании насыпных грузов [форм. (6.11)]: B , м

где Q — производительность конвейера, т/ч;

— скорость ленты, м/с;

ρ — насыпная плотность груза, т/м3;

— коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза [табл. (6.16)]; — коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера [табл. (6.17)].

Сравним полученную величину ширины ленты с минимальной допускаемой:

Полученная ширина ленты больше минимальной допускаемой ширины, следовательно, лента подобрана верно.

Примем ширину ленты B =0,800 м. [ГОСТ 20-76]

По нормальному ряду [табл. (4.4)] принимаем конвейерную ленту общего назначения типа 2 шириной B =800 мм, с пятью тяговыми прокладками прочностью 200 Н/мм из ткани БКНЛ-100, допускающими рабочую нагрузку k p =22 Н/мм, с толщиной резиновой обкладки класса прочности Б рабочей поверхности δ р =4,5 мм, нерабочей поверхности δ н =2 мм. Общее обозначение ленты:

Лента 2-800-5-БКНЛ-100-4,5-2-Б ГОСТ 20-76.

Вычислим толщину ленты [см. формулу (4.12)]:

где: δп.т – толщина тканевых тяговых прокладок, мм, δп.т=1,4 мм

δр – толщина обкладки рабочей поверхности ленты, мм, δр=4,5 мм

δн — толщина обкладки нерабочей поверхности ленты, мм, δн=2 мм;

Площадь поперечного сечения потока груза на конвейере [см. формулу (5.13)]: A , м 2

где Q — производительность конвейера, т/ч;

— скорость ленты, м/с;

ρ — насыпная плотность груза, т/м3;

Рассчитаем погонную массу груза [см. формулу (5.3)]: q , кг/м

где: А — площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м 2 ;

ρ – насыпная плотность груза, кг/м 3

Рассчитаем погонную массу резинотканевой ленты [см. формулу (4.11)]: q л , кг/м

где B — ширина ленты, м;

– толщина ленты, м;

ρ — плотность ленты, кг/м3;

Определим тяговые усилия конвейера методом обхода его по контуру. Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, согласно схеме (рис.3). Определим натяжение ленты в отдельных точках трассы конвейера. Обход начинаем с точки 1 , натяжение ленты в которой обозначим F 1 .

Рис. 2. Схема конвейера с нумерацией точек сопряжений прямолинейных и криволинейных участков.

Примем значение коэффициента сопротивления для ленточного конвейера [табл. (6,19)]

Определяем погонную массу вращающихся частей роликоопор [таб. (6.18)]

для рабочей ветви,

для холостой ветви при ширине ленты 800 мм.

Определяем натяжение конвейерной ленты в точках трассы по формулам:

Сопротивление на прямолинейном загруженном участке рабочей ветки конвейера [см. формулу (5.17)]:

где ω коэффициент сопротивления перемещения груза;

– ускорение свободного падения, м/с 2 ;

– погонная масса груза, кг/м;

– погонная масса тягового органа (ходовой части) конвейера (масса одного метра длины тягового органа, кг/м;

– длина горизонтальной проекции загруженного участка конвейера, м;

погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви ковейера, кг/м;

длина загруженного участка конвейера, м;

высота подъема груза, м

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви конвейера [см. формулу (5.22)]: , Н

где ω коэффициент сопротивления перемещения груза;

– ускорение свободного падения, м/с 2 ;

– погонная масса тягового органа (ходовой части) конвейера (масса одного метра длины тягового органа, кг/м;

– длина горизонтальной проекции участка холостой ветви конвейера, м;

погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м;

длина холостого участка конвейера, м;

высота подъема груза, м

Сопротивление на поворотных пунктах при приближенных расчетах [см. формулу (5.26)]:

где натяжение тягового органа в точке набегания на барабан (звездочку) поворотного пункта, Н;

1,05 –коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте при угле обхвата 180.

Рассчитываем сопротивление на отдельных участках:

F 1-2 =0,035 9,81 (7,8388,2+11,88388,2)=2623 H;

F 2 = F 1 +2623 H;

F 2-3 =( F 1 +1648,8)0,05=0,05 F 1 +131 H;

F 3 =1,05 F 1 +1779,8 H;

F 3-4 =0,035 9,81(7,8140,3+11,88138,8) – 11,889,8148= -4652 H;

F 4 =1,05 F 1 – 2872,2 H;

F 4-5 = F 4 (1,05 – 1) = 0,0525F 1 – 143,6 H ;

F 5 =1,1025 F 1 – 3015,81 H;

F 5-6 =0,035 9,81[(33,85+11,88)131,8+18,4140,3]+(33,85+11,88)9,8148= 24489,15 H;

F 6 =1,1025 F 1 + 21473,34 H;

F 6-7 = F 6 (1,05 — 1)=0,055 F 1 +1073,67 H;

F 7 =1,1575 F 1 +22547 H;

F 7-8 =0,035 9,81 [(33,85+11,88)131,8 +18,4140,3] =2955,8 H;

F 8 =1,1575 F 1 +25502,8 H;

F 8-1 = F 8 (1,05-1)=0,058 F 1 +1275,14 H;

F наб =1,2155 F 1 +26777,94 H;

Найдём F 1 , используя формулу Эйлера:

F наб ≤ F сбег e fα , (11)

где F наб – натяжение в набегающей на приводной элемент ветви тягового органа, H ;

F сбег — натяжение в сбегающей ветви тягового органа, H ;

f –коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана.

F наб =1,2155 F 1 +26777,94 H ;

F наб = F 1 e fα = F 1 e 0,3•3,14 H ;

Коэффициент сцепления f между резинотканевой лентой и стальным барабаном равен 0.25[таб. (6.7)] . Принимаем угол обхвата лентой приводного барабана α = 180°, коэффициент сцепления барабана с лентой [таб. (6.21)] K s =1,85.

2,19 F 1 = 1,2155 F 1 +26777,94;

Построим график натяжений ленты:

Рис. График натяжений ленты

Определим тяговую силу конвейера [см. формулу (6.26)]:

F 0 = F наб – F сб

F 0 = F наб – F сб = 60,2-27,5 = 32,7 к H ;

Определение основных конструктивных элементов.

По уточненному значению F наб = F max = 60178 Н проверяем прочность ленты (форм. 6.16). Необходимое минимальное число прокладок:

где z – принятое число тяговых прокладок;

z min – необходимое минимальное число тяговых прокладок;

F max – определяется из тягового расчета;

k p – максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок, H /мм;

В – ширина ленты, мм.

Наименьший диаметр приводного барабана [см. формулу (6.3)]:

где: – наименьшее значение коэффициента для определения диаметра приводного барабана, [таб. (6.6)];

z =5 – число прокладок в ленте.

По ГОСТу 22644-77 принимаем =1000 мм;

Проверим размер приводного барабана [см. формулу (6.6)]:

где: – диаметр приводного барабана, м;

допустимое среднее давление между лентой и барабаном;

угол обхвата барабана лентой;

– коэффициент сцепления между лентой и барабаном, [табл. (6.7) ] ;

Определяем мощность привода [см. формулу (6.21)]:

где: – уточненная тяговая сила конвейера [см. форм. (5.37)];

– скорость ленты, м;

Определяем мощность привода конвейера [см. формулу (6.20)]:

где: k = 1,1 –коэффициент запаса;

– расчётная мощность на приводном валу конвейера;

– КПД передач от двигателя к приводному валу[табл. (5.1) ] ;

По данным таблицы [см. табл. ( III .3.1.)] «Двигатели серии 4А» по ГОСТ 19523-81, выбираем электродвигатель типа 4А250М6У3 номинальной мощности Р дв . = 55 кВт при частоте вращения n = 985 мин -1 , момент инерции J p = 1,25 кгм 2

Определяем частоту вращения приводного барабана конвейера [см. формулу (6.22)]:

где: – скорость ленты, м;

– диаметр приводного барабана, м;

Определяем необходимое передаточное число между валом двигателя и валом приводного барабана [см. формулу (6.23)]:

где: – частота вращения вала двигателя, мин -1 ;

Определим расчётную мощность на быстроходном ходу [см. формулу (1.101)]:

где: – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора

— наибольшая мощность, кВт;

По данным таблицы [см. табл. ( III .4.2)] выбираем редуктор типоразмера Ц2 – 500, передаточное число р =32,42, имеющего при частоте вращения быстроходного вала 1000 мин -1 мощность Р = 54 кВт, КПД редуктора .

Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором определим номинальный крутящий момент [см. формулу (стр.248)]:

– частота вращения вала двигателя, мин -1 ;

С учётом коэффициента кратности максимального момента двигателя примем расчётный момент муфты [см. формулу (стр.248)]:

где: кратность максимального момента;

номинальный крутящий момент, ;

Предполагая, что для предотвращения обратного движения загруженного конвейера ленты необходим тормоз; предусматриваем втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом.

По данным таблицы [см. табл. ( III .5.9)] выбираем муфту № 3 с наибольшим передаваемом крутящем моментом Т м =5500 Н, с диаметром тормозного шкива D =400 мм, момент инерции муфты J м =2,25 кгм 2 .

Для выбора соединительной муфты между приводным барабаном и редуктором определим номинальный крутящий момент [см. формулу (стр.248)]:

– частота вращения быстроходного вала, мин -1 ;

Предусматриваем фланцевую стальную муфту, ГОСТ 20761-80 (СТ СЭВ 1914-79).

По данным таблицы [см. табл. ( III .5.5)] выбираем муфту с номинальным крутящим моментом Т м = 630 Н, с диаметром муфты D = 170 мм.

Уточняем скорость в ленте исходя из фактического передаточного числа в приводе [см. формулу (6.24)]:

При фактическом передаточном числе привода (передаточное число редуктора):

Определяем усилие натяжного устройства [см. формулу (6.26)]:

Кинематическая схема: Условные обозначения: 1 – электродвигатель; 2,4 – муфты; 3 – редуктор двигателя; 5 – приводной барабан; 6 – лента

  1. «Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин», А.В.Кузьмин, Москва, 1983.
  2. ГОСТ 22645-77.
  3. ГОСТ ГОСТ 20-76.
  4. ГОСТ 19523 – 81.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Ширина ленты (м) при транспортировании насыпных грузов

В = 1,1 ,(6.11)

где Q — производительность конвейера, т/ч; u — скорость ленты, м/с (см. табл. 6.2, 6.3); r — насыпная плотность груза, т/м 3 (см. табл. 4.1); k — коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза (табл. 6.16); kb — коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера (табл. 6.17).

Размер ширины ленты проверяется по формулам (6.1) и (6.2) и согласовывается с табл. 4.4, 4.13 и 4.14.

Погонная масса (кг/м) движущихся частей конвейера (средняя масса движущихся частей конвейера на 1 м его длины)

qк = q + q ,(6.12)

где q = qл + q ; q = qл + q — см. формулы (5.18) и (5.23).

Для ориентировочных расчетов при отсутствии необходимых данных погонную массу роликоопор можно принимать по табл. 6.18.

Табл. 6.16. Значение коэффициента k [к формуле (6.11)]

Форма лентыУгол наклона боковых роликов, градУгол откоса насыпного груза на ленте, град*
Плоская
Желобчатая на двухроликовой опоре
Желобчатая на трехроликовой опоре

* Угол естественного откоса насыпного груза на ленте принимают равным половине угла естественного откоса этого груза в движении [см. формулу (4.6.)].

Табл. 6.17.Значения коэффициента kb [к формуле (6.11)]

Угол наклона конвейера b, градkbУгол наклона конвейера b, градkb
До 100,92
0,970,89
0,950,85

Табл. 6.18.Ориентировочная погонная масса вращающихся частей роликоопор

Ветвь конвейераПогонная масса вращающихся частей роликоопор, кг/м, при ширине ленты, мм
Рабочая8,410,218,424,258,4132,5
Холостая2,53,24,47,89,211,116,723,852,5

Приближенно для прямолинейного конвейера тяговая сила (Н)

= [wLг(q + qк) ± qH] gkк+ Fп.р,(6.13)

где w — коэффициент сопротивления (табл. 6.19); Lг — длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость, м; q — погонная масса груза, кг/м [см. (5.3) и (5.11)]; qк — погонная масса движущихся частей конвейера, кг/м [см. (6.12)]; Н — высота подъема (знак плюс) или опускания (знак минус) груза, м; kк — коэффициент, учитывающий геометрические и конструктивные особенности конвейера: kк = k1k2k3k4k5 (табл. 6.20); Fп.р — сопротивление плужкового разгрузчика [см. (5.30)], учитывается при его наличии. Максимальное статическое натяжение ленты (Н) прямолинейных конвейеров

Fmах = ks ,(6.14)

где ks — коэффициент [формула (6.15) и табл. 6.21]:

Табл. 6.19. Значения коэффициента сопротивления w для ленточных конвейеров

Тип опор роликовУсловия работы конвейераw для роликоопор
прямыхжелобчатых
Подшипники каченияЧистое сухое помещение без пыли0,0180,02
Отапливаемое помещение, небольшое содержание абразивной пыли, нормальная влажность воздуха0,0220,025
Неотапливаемое помещение и работа вне помещения, большое содержание абразивной пыли, повышенная влажность воздуха0,0350,04
Подшипники скольженияОчень тяжелые условия работы0,040,06
Средние условия работы0,060,065

Табл. 6.20.Значения коэффициентов k1, k2, k3, k4, k5 для конвейеров с барабанами на подшипниках качения [13] к формуле (6.13)

Обозначение коэффициентаОтличительные признаки конвейераЗначение коэффициента
k1Конвейер длиной до 15 м1,5…1,2*
То же 15. 30 м2,1…1,2*
» 30…150 м1,1…1,05*
» более 150 м1,05
k2Конвейер прямолинейный или имеющий перегиб трассы выпуклостью вниз
Конвейер имеет перегиб трассы выпуклостью вверх:
в головной части1,06
в средней части1,04
в хвостовой части1,02
k3Привод головной
Привод промежуточный или хвостовой1,05…1,08*
Натяжная станция хвостовая
k4Натяжная станция промежуточная, имеющая z барабанов1+0,02 z
k5С разгрузкой через головной барабан
С моторной разгрузочной тележкой при однобарабанном приводе конвейера1,3

* Меньшие значения — для легких условий работы.

Табл. 6.21. Значения коэффициента ks [к формуле (6.14)]

Коэффициент сцепления барабана с лентой fЗначение коэффициента ks при угле обхвата барабана лентой
180°200°225°
0,151,51,421,35
0,251,851,731,61
0,352,652,462,26
ks = ,(6.15)

где f — коэффициент сцепления барабана с лентой (табл. 6.7); a — угол обхвата барабана лентой, рад.

Число тяговых прокладок резинотканевой конвейерной ленты выбирается по табл. 4.4, оно должно удовлетворять условию

z ³ zmin = ,(6.16)

где z — принятое число тяговых прокладок; zmin — необходимое минимальное число тяговых прокладок; Fmax — определяется при приближенном расчете по формуле (6.14), при проверочном и уточненном — из тягового расчета (см. параграф 5.2); kр — максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок (см. табл. 4.5), Н/мм; В — ширина ленты, мм.

Прочность резинотросовой конвейерной ленты проверяется по условию

Fт ³ Fmax,(6.17)

где Fт — агрегатная прочность троса (см. табл. 4.13), Н; Вс — ширина сердечника ленты [см. (4.13)], мм; t — расстояние между центрами тросов (см. табл. 4.13), мм.

Прочность стальной конвейерной ленты [9] должна удовлетворять условию

s = ,(6.18)

где Fmax — см. формулу (6.14); В — ширина ленты, м; d — толщина ленты, м; Е — модуль упругости материала ленты, Па: Е = 2,1×10 11 Па; Dб — диаметр барабана, м; s, [s] — соответственно фактическое и допускаемое напряжения растяжения в материале ленты, Па: [s] = 375×10 6 Па.

Коэффициент зависящий от угла естественного откоса материала

Электронная почта: 632215@mail.ru

Тел./Факс: 8(902)8744789

Расчет ленточных конвейеров

Расчет конвейеров при проектировании проводится в два этапа: предварительный расчет основных параметров конвейера в соответствии с техническим заданием на проектирование и поверочный расчет, определяющий прочность узлов и деталей и соответствие техническому заданию (в процессе поверочного расчета уточняются значения параметров конвейера, определенные в предварительном расчете) [2] .

Обобщенный расчет ленточного конвейера.

Исходными данными к расчету являются:

производительность (средняя и максимальная плановая);

схема трассы конвейера;

производственные условия эксплуатации;

характер загрузки и разгрузки.

Расположение насыпного груза на ленте (рис. 1) определяется профилем сечения рабочей ветви ленты.

Рис. 1 Расположение насыпного груза:

а – на прямой роликоопоре; б – на желобчатой роликоопоре

Площадь поперечного сечения насыпного груза F на движущейся ленте зависит от ширины ленты и ширины находящегося на ней насыпного груза (рабочей ширины ленты) (рис. 3.24), типа роликоопоры, углов наклона боковых роликов и соотношения длин роликов (для желобчатой опоры), угла естественного откоса груза на движущейся ленте и его гранулометрического состава, угла наклона конвейера, способа подачи груза на ленту. Площадь поперечного сечения насыпного груза

где b = (0,9 B – 0,05) грузонесущая ширина ленты, м;

h = 0,5 b tg φ 1 – высота слоя груза, м;

k β коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере;

φ 1 ≈ 0,35 φ угол естественного откоса груза в движении;

φ угол естественного откоса груза в покое.

Площадь сечения груза на желобчатой роликоопорепредставляет собой сумму площадей равнобокого треугольника и трапеции, стороны которой определяются размерами роликов и углом их наклона.

Расчетная массовая максимальная производительность конвейера

где F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м 2 ;

v – скорость движения ленты, м/с; скорость движения ленты выбирают в зависимости от характеристики груза, ширины ленты, наличия промежуточной разгрузки, назначения, местоположения конвейера;

ρ – плотность груза, т/м 3 ;

K п = 3600 F / b 2 – коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте.

Необходимая расчетная ширина ленты

В р = 1,1 ( + 0,05),

где k п – коэффициент типа роликоопор;

v – скорость движения ленты, м/с;

r – плотность груза, т/м 3 ;

k b – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера, для горизонтальных конвейеров k b = 1, для наклонных значение k b выбирается по справочнику.

При транспортировании кусковых грузов ширина ленты, определенная по расчетной производительности , проверяется по условию кусковатости груза

где Вк – ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм;

Х – коэффициент, зависящий от типа груза, для сортированного груза Х = 3,5; для рядового груза Х = 2;

а – размер наибольших кусков груза, мм.

Если вычисленная по формуле ширина ленты Вр Вк, то принимают ширину Вк, которая округляется до ближайшего большего размера В из нормального ряда и принимается в соответствии с ГОСТ 20–85.

Нормальный ряд ширины ленты по ГОСТ 20–85: 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000 мм.

При транспортировании штучных грузов ширину ленты определяют в зависимости от габаритных размеров груза и способа его загрузки на ленту, на ленте с обеих сторон должны оставаться свободные от груза поля 50–100 мм.

Для обеспечения заданной расчетной производительности при принятой ширине ленты В скорость ленты определяется: v p = v × B 2 p / B 2 .

Окончательное значение скорости движения ленты выбирается из нормального ряда скоростей согласно ГОСТ 22644–77: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3 м/с.

Для широких лент возможны более высокие скорости, чем для узких; для конвейеров, работающих в закрытых помещениях, принимают меньшие скорости, чем для конвейеров на открытой местности; для конвейеров с наибольшим углом наклона принимают меньшие скорости, чем для горизонтальных (во избежание просыпи груза).

Расчетное натяжение ленты, тяговое усилие и мощность двигателя определяются: по обобщенной формуле (предварительное вычисление параметров); по подробному тяговому расчету для точных поверочных расчетов.

Тяговый расчет ленточного конвейера выполняется в двух вариантах: при установившемся движении и в момент запуска при полной нагрузке конвейера. Подробный тяговый расчет выполняют методом последовательного суммирования сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера. Линейные силы тяжести ленты и роликоопор принимают приближенно, затем уточняют. Контур трассы конвейера разбивают на отдельные участки по виду сопротивлений: прямолинейные (горизонтальные, наклонные); повороты (отклонения ленты на роликах или барабанах); узлы загрузки и разгрузки. Нумерацию и расчет начинают от точки сбегания ленты с приводного барабана по направлению движения по контуру трассы до конечной точки набегания ленты на приводной барабан.

Сопротивление движению ленты на прямолинейных участках:

на нижней (обратной) ветви

;

на верхней (рабочей) ветви

где и h – горизонтальная и вертикальная проекции длины рассматриваемого прямолинейного участка, м.

Для горизонтального участка h = 0; для незагруженной верхней ветви q г = 0.

В формулах знак «+» принимается для участков подъема, знак «– » – для участков спуска ленты и груза.

На конвейерах, имеющих наклонный участок с движением загруженной ветви вниз, коэффициент сопротивления движению в формуле 3.19 принимается равным 0,6ωв.

Натяжение ленты, сбегающей с отклоняющего или оборотного барабана

,

где ξ – коэффициент сопротивления движению ленты на барабане (ξ = 1,02–1,06 в зависимости от угла обхвата и условий работы конвейера);

– натяжение ленты, набегающей на отклоняющий барабан, Н.

Натяжение ленты, сбегающей с роликовой батареи

,

где λ – коэффициент сопротивления движению ленты на роликовой батарее (λ = 1,02–1,06 в зависимости от угла отклонения ленты и условий работы конвейера);

– натяжение ленты, набегающей на роликовую батарею, Н.

Сопротивление движению ленты в месте загрузки

.

где W з.у сопротивление, возникающее от сообщения грузу ускорения при подаче его на ленту и трения частиц груза о ленту;

W з.б. сопротивление трению частиц груза о неподвижные борта направляющего лотка воронки;

W з.л. сопротивление трению уплотнительных полос загрузочного лотка о ленту.

Определение дополнительных усилий при пуске конвейера. Процесс пуска конвейера состоит из двух периодов: трогания с места и разгона всех движущихся масс до номинальной скорости.

Расчет основных пусковых характеристик включает последовательное определение следующих параметров:

максимальное натяжение ленты при пуске конвейера S пуск ;

проверка выбора прочности ленты по S пуск с учетом запаса прочности;

ускорение пуска j ;

минимальная продолжительность пуска t n min ;

время пуска по пусковым характеристикам электродвигателя;

маховой момент движущихся частей конвейера;

максимальный пусковой момент Мпуск;

время торможения до полной остановки конвейера t т .

Выполненный тяговый расчет необходимо проверить по минимальному натяжению ленты на трассе конвейера. Для верхней загруженной ветви при транспортировании насыпных грузов

где K е коэффициент (для конвейеров длиной до 100 м с простой трассой K е = 5; для конвейеров длиной более 100 м и сложной трассой K е = 8–10).

При транспортировании штучных грузов по одному массой m г в пролете между роликоопорами

Минимальное натяжение ленты для нижней (обратной ветви)

Расчет ленточного конвейера (рабочий пример)

1. Геометрическая схема конвейера

2. Задача расчета

2.1 Задачей расчета является определение необходимых данных для выбора оборудования конвейера

3. Данные для расчета

Производительность, Q (т/ч)…160
Скорость движения ленты, V (м/с)…1
Транспортируемый материал…щебень
Удельный вес транспортируемого материала, γ (т/м 3 )…1,6
Длина конвейера по ленте, м…23,6
Длина проекции конвейера, м…22,6
Ширина ленты, В (мм)…650
Угол наклона конвейера, …16°31´
Ускорение свободного падения, g (м/с 2 )

4. Определение тягового усилия на приводном барабане

4.1 Шаг роликоопор рабочей ветви конвейера принимаем
lр = 1200 мм

4.2 Шаг роликоопор холостой ветви
lх = 2400 мм

4.3 Нагрузка на 1 п.м. конвейера:
4.3.1 Нагрузка от транспортируемого груза

4.3.2 Нагрузка от 1 п.м. ленты В = 650 мм из ткани типа ТК-100
qл = 10,6 кг/м = 106н/м

4.3.3 Масса вращающихся частей желобчатой и прямой роликоопор
qвр.ж. = 12,5 кг = 125 н
qвр.п. = 10,5 кг = 105 н

4.3.4 Погонная нагрузка от вращающихся частей желобчатых и прямых роликоопор

4.4 Коэффициенты сопротивления роликоопор принимаем
кпр = 0,022
кж = 0,025

4.5 Коэффициенты увеличения натяжения ленты при огибании барабанов
При 180° к1 = 1,05
При 90° к2 = 1,04

4.6 Коэффициент сцепления ленты с барабаном µ и тяговый фактор l µα
µ = 0,3; l µα = 2,56

4.7 Коэффициент сопротивления на отклоняющем барабане
ε = 1,02

4.8 Сопротивление бортов лотка

f1 = 0,8 – коэффициент трения груза о стенки лотка
hб = 0,1 м – высота слоя груза у бортов
γ = 1600 кг/м 3 – объемный вес груза
Li = 2,4 м – длина лотка
nб – коэффициент бокового давления

где fв = 0,7 – коэффициент внутреннего трения груза

Wборт = 0,8•0,1 2 •1600•1,1•2,4 = 33,8 кг = 338 н

4.9 Сопротивление загрузочного устройства


где lв = 0,5 м – длина загрузочной воронки
Вв = 0,5 м – ширина воронки
hэ´ = 0,5 – коэффициент, имеющий размерность длины
G — сила давления груза на ленту


h1 = 0,5 м – высота падения груза

Тяговое усилие на приводном барабане
Wб = SнабSсб
Wб = 8140 – 3180 = 4960 н

5. Подбор оборудования

5.1 Подбор ленты

5.1.1 Количество прокладок в ленте

где Smax = 8140 н – максимальное статическое натяжение ленты
кр = 220 н/см – максимально допустимая рабочая нагрузка
В = 65 см – ширина ленты


Принимаем 3 прокладки

5.1.2 Толщина ленты
δл = δп + δ1 + δ2, где
δп = 3,3 мм – толщина резинотканевого каркаса
δ1 = 6 мм – толщина резиновой обкладки рабочей поверхности ленты
δ2 = 2 мм – толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты
δл = 3,3 + 6 + 2 = 11,3 мм

5.1.3 Длина ленты конвейера
L = L + l2a‘, где
L = 47 м – длина конвейера по схеме трассы конвейера
l2 = 2 • В – длина стыка
а‘ = L/75 — количество стыков; а‘ = 47/75 = 0,63
принимаем а’ = 1
L = 47 + 2•0,65•1 = 48,3 м
Принимаем длину ленты 49 м

По данным параметрам выбираем ленту конвейерную типа:
Лента 2.1-650-3-ТК100-2-6-2-Б РБ ГОСТ 20-85

5.2 Подбор барабанов

5.2.1 Диаметр приводного барабана принимается пропорционально числу прокладок в ленте
Dп.б. > кбi, мм, где
кб = 125…150 – коэффициент, зависящий от типа ленты
D п.б. > 150 • 3 = 450
Принимаем D п.б. = 500 мм

5.2.2 Диаметр натяжного барабана
D н.б. = 0,85 • D п.б. = 0,85 • 500 = 425 мм
Принимаем D н.б. = 400 мм

5.2.3 Диаметр отклоняющего барабана
Dотк.б. = 0,6 • D п.б. = 0,6 • 500 = 300 мм
Принимаем Dотк.б. = 315 мм

5.2.4 Правильность выбора приводного барабана

где Рср = 10000 кг/м 2 – допускаемая величина среднего удельного давления
Wб = 496 кг – тяговое усилие на приводном барабане
α = 210° — угол обхвата
µ = 0,3 – коэффициент сцепления ленты с барабаном


условие выполнено: 500 > 140

5.2.5 Ход натяжного устройства
Х = Хм + Хр, где
Хм – монтажный ход
Хр – рабочий ход
Хм = ксВ, где кс = 0,5 – для винтовых натяжек
Хм = 0,5 • 0,65 = 0,325 м
Хр = ку • кs • ε • L, где
ку = 0,65 – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера
ε = 0,035 – нормируемый показатель удлинения ленты на основе при нагрузке, составляющей 10% номинальной прочности образца
L = 23,6 м – длина конвейера по ленте

р = 1,2 кг/мм – рабочая нагрузка (max) прокладки

Хр = 0,65 • 0,35 • 0,035 • 23,6 = 0,19 м
Х = 0,325 + 0,19 = 0,515 м
Принимаем натяжку с ходом 500 мм

5.3 Подбор привода

5.3.1 Подбор двигателя
Потребная мощность двигателя

где v = 1 м/с – скорость движения ленты
к = 1,25 – коэффициент запаса мощности
η = 0,9 – к.п.д. привода


Мощность на валу приводного барабана
Nб = N • 0,9 = 6,75 • 0,9 = 6,1 кВт
Частота вращения приводного барабана


Крутящий момент на оси приводного барабана

Принимаем двигатель АИР 132М6У3
N = 7,5 кВт; n = 1000 об/мин = 16,7 с -1

5.3.2 Подбор редуктора
Передаточное число редуктора

По i и Мкр на тихоходном валу принимаем редуктор типа 1Ц2У-200-25-12-УХЛ4

5.3.3 Выбор муфт
Принимаем для соединения приводного барабана с редуктором муфту кулачково-дисковую
Для соединения редуктора с двигателем – муфту втулочно-пальцевую

5.3.4 Необходимость установки тормоза
Угол наклона конвейера 16°31′, что требует установки тормоза

5.4 Расчет тормоза

Тормозной момент на валу привода конвейера, препятствующий самопроизвольному движению ленты под действием веса груза при включенном питании

где Sнб = 814 кг – усилие в ленте в точке набегания на приводной барабан
Sсб = 318 кг – усилие в ленте в точке сбегания с приводного барабана
δл = 11,3 – толщина ленты
iр = 25 – передаточное число редуктора
ηпр = 0,9 – к.п.д. привода
D п.б. = 500 мм – диаметр приводного барабана

— к.п.д. барабана, где
Wб = 0,002…0,015 – коэффициент сопротивления барабана
кs = 1,42 – коэффициент

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Откосы для пластиковых балконных дверей
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector