Розрахунок стрічкового конвеєра

По способі дії натяжні пристрої розділяють на вантажні й механічні. Вантажні натяжні пристрої (рис. 1.16, а) мають суттєву перевагу забезпечення постійного натягу стрічки, однак їхнє застосування ускладнюється при великій вазі, що вимагається, і великому ході вантажу. Для зменшення ходу вантажу його нерідко підвішують на поліспасті (мал. 1.10, б). Для ще більшого зменшення ходу вантажу кінець утворюючий поліспаст троса закріплюють на барабані лебідки (рис. 1.16, в) що включає автоматично при підході вантажу до крайнього нижнього 2 або верхньому 3 положенню й відповідно до намотуючого або відпускаючого натяжний трос.

Рис. 1.16. Схема натяжних пристроїв: а -- вантажне в привода; б -- вантажне хвостове; в -- вантажне з обмежником ходу вантажу; г -- гвинтове хвостове; д -- автоматичне

До механічних натяжних пристроїв ставляться гвинтові пристрої й лебідочні. Гвинтові (рис. 1.16, г) або пружинно-гвинтові натяжні пристрої, що характеризуються великою компактністю,

приводяться в дію вручну, мають невеликий хід і вимагають періодичного регулювання, тому застосовуються тільки на пересувному й короткому стаціонарному конвеєрах.

Лебідочні натяжні пристрої (див., наприклад, привод на рис. 1.16) приводяться в дію електричним або гідравлічним двигуном і можуть забезпечувати більшу натяжну силу й великий хід, а тому знаходять переважне застосування на потужних конвеєрах. Дія лебідочних натяжних пристроїв може бути автоматизовано. Так, включений у поліспаст натяжного пристрою динамометр може реєструвати величину натягу й включати лебідку при зменшенні натягу до відомої межі. Запропоновано також робити включення лебідки натяжного пристрою від датчика, що реєструє початок проковзування стрічки по приводному барабані (барабанам). Є автоматична система, що створює підвищений натяг стрічки в період пуску конвеєра (коли до статичних опорів додаються динамічні), а потім зменшує його до нормальної величини.

Ідея автоматично діючого без двигуна натяжного пристрою, що зберігає постійне співвідношення натягів на що набігає й збігає галузях стрічки в привода Sh6: Sc6, видна зі схеми мал. 1.16,д. Цей пристрій містить у собі два натяжних барабани 1 і 2 і здвоєний диференціальний барабан 3 із двома різними радіусами (R і г). Радіуси підібрані такими, щоб при рівності моментів SH6r = Sc6R мало місце рівність

При цьому, якщо натяг на галузі, що збігає, послабляється, барабан повертається проти вартовий стрілки, внаслідок чого намотується більша довжина троса, чим змотується, і зазначене співвідношення Sh6: Sc6, відновлюється. Однак неважко бачити, що такий натяжний пристрій громіздко й складно.

Завантажувальні й перевантажувальні пристрої

Завантаження конвеєра насипними вантажами виробляється з бункера або з технологічних, транспортних і навантажувальних машин; завантаження штучними вантажами - з технологічних, транспортних і навантажувальних машин, а іноді вручну.

При завантаженні насипними вантажами потрібно, щоб: а) вантаж лягав на стрічку центрально, розташовуючись рівномірно по довжині; б) стрічка й установлені під нею в місці навантаження роликоопори по можливості не випробовували шкідливого впливу подаваного на стрічку вантажу: в) у місці навантаження були відсутні завали й розсипання вантажу; г) на стрічці залишалися по обидва боки вільні поздовжні поля. Для забезпечення рівномірної подачі вантажу на "стрічку при навантаженні" з бункерів застосовують живильники1, для формування й напрямку на стрічку струменя вантажу служать завантажувальні лотки.

На рис. 1.17 показаний навантажувальний пункт при подачі вантажу з одного конвеєра на інший, розташований стосовно першого по одній прямій (рис. 1.17, а) або під кутом (рис. 1.17, б). В обох випадках днище лотка сприймає удари струменя падаючого вантажу й направляє її на стрічку конвеєра. Кут нахилу лотка приймається на 8--10° більше кута тертя вантажу по поверхні лотка, а ширина лотка в нижній частині між напрямними бортами -- 2/3 ширини стрічки. Уздовж стрічки в місці навантаження звичайно ставлять ще борта з укріпленими на них знизу смугами з технічний гуми.

Якщо перевантаження відбувається зі швидкохідного стрічкового конвеєра й особливо якщо при цьому обидва конвеєри розташовані під кутом друг до друга, то щоб уникнути сильного розкиду струменя в місці навантаження проти розвантажувального барабана зміцнює спеціальної форми відбійний щит (екран) (рис. 1.17, е) зі змінною плитою, що направляє струмінь купчасто вниз на прийомний лоток або безпосередньо на стрічку. Щоб зменшити викликуваний тертям вантажу зношування стрічки конвеєра, що завантажує, особливо при великій швидкості стрічки, на навантажувальному пункті встановлюють проміжний короткий прискорений конвеєр-живильник зі спеціальною зносостійкою стрічкою, що повідомляє струменю вантажу швидкість, близьку до робочої швидкості конвеєра, що завантажує, (рис. 1.17, г).



Рис. 1.17. Схема перевантаження з одного конвеєра на інший:

а -- при перевантаженні на пряму; б -- при перевантаженні під кутом 90°; в -- при подачі зі швидкохідного конвеєра; м -- при обох швидкохідних конвеєрах

Для визначення місця розташування екрана, а також для профілювання днища лотка треба знати траєкторію вільного падіння струменя вантажу. Думаючи, що відрив вантажу від стрічки й початок вільного падіння струменя перебувають у крапці, у якій відцентрова сила розташованої на стрічці частки дорівнює радіальної складової ваги частки, знаходимо кут відриву (мал. 1.18, а) з вираження

Вільне падіння частки відбувається по параболі, рівняння якої в косокутній системі координат XY (зневажаючи опором повітря), перебуває з вираження



Для часток вантажу, розташованих угорі шару товщиною h, аналогічним образом може бути визначена крапка відриву й складене рівняння параболи, якщо в попередніх рівняннях замінити значення v величиною

На рис. 1.18, б і в показано, як визначається місце розташування екрана й місце падіння вантажу на лоток.

Показаний на мал.1.13, б спосіб навантаження з падінням вантажу безпосередньо на конвеєрну стрічку прийнятний тільки при невеликій висоті падіння. Недолік такого способу навантаження при падінні вантажу з великої висоти безпосередньо на стрічку складається не тільки в тім, що стрічка може бути ушкоджена шматками вантажу, але й у тім, що під дією кінетичної енергії струменя вантажу відбувається запресовування його між напрямними бортами (мал. 1.19, а), це тягне, як показують виміри, значне зростання місцевого опору руху стрічки, зношування стрічки й бортів, а також подрібнення вантажу.

Щодо цього спосіб завантаження з напрямного лотка, що має округлену форму й розташованого стосовно стрічки з мінімальним зазором (мал. 1.19, б), має істотні переваги. Для гарантування сповзання по лотку вантажу з характеристиками, що змінюються, лоток іноді піддають вібрації за допомогою укріпленого під ним вібратора. У випадку гнучких у поперечному напрямку синтетичних і гумово тросових стрічок достатньої ширини можна уникнути нерухомих напрямних бортів уздовж стрічки, установивши в місці навантаження трохи роликоопор з більшим (порядку 45--50°) кутом нахилу бічних роликів. Таким чином, у цьому випадку формування струменя відбувається не у вирві, у якій вантаж губить швидкість і накопичується, а на лотку, і потім безпосередньо на стрічці.

Рис. 1.18. Схеми до побудови траєкторії вільного падіння вантажу при розвантаженні з барабана

Рис. 1.19. Схеми навантаження на конвеєр

а -- з падінням вантажу безпосередньо на стрічку; б -- з похилого лотка:

При переміщенні рядових вантажів, що містять деяка кількість дрібних часток, спускна лоток роблять нерідко із ґратчастим днищем, що пропускає дрібні частки, що падають на стрічку першими й утворюючими на ній «постіль», на яку лягають уже більші шматки.

У цьому випадку зазор між нижньою крайкою лотка й стрічкою повинен бути достатнім для пропуску дрібних часток, що просипалися на стрічку.

У місці надходження на стрічку вантажу звичайно встановлюють роликоопори з роликами, що амортизують, розташовані зближено один до одного.

Розвантажувальні пристрої

Розвантаження конвеєра може вироблятися з головного барабана або в проміжних пунктах по довжині конвеєра.

Для проміжного розвантаження застосовують два основних види скидальних пристроїв: за допомогою поперечної косої заслінки й за допомогою

Рис. 1.20. Схеми очисників

а -- двостороннього (плужкового); б -- однобічного;

в -- двостороннього механічного; м -- однобічного механічного

двох барабанного скидача. Перший вид пристроїв знаходить застосування при переміщенні штучних вантажів, а також неважких і неабразивних насипних вантажів при обмеженій продуктивності, неширокій стрічці й невеликій її швидкості.

Скидачі у вигляді заслінки можуть бути двосторонніми плужкового типу, застосовуваними переважно для насипних вантажів, і одностороннім -- для штучних (рис. 1.20, а я б). Достоїнство пристроїв цього типу полягає в їхній простоті, невеликих габаритних розмірах і незначній витраті енергії, недолік - у наявності тертя вантажу об стрічку. Якщо потрібна розвантаження в декількох пунктах по довжині конвеєра, то або кожному пункті встановлюють відкидні, що включають по черзі, скидачі, або застосовують один скидач, що пересуває на візку по розташованим по обидва боки від стрічки рейкам. Для посилення скидальної здатності розвантажувальних пристроїв у вигляді плужка або поперечної косої заслінки запропоновані механічні пристрої, що приводять у дію від двигуна. Це можуть бути ланцюгові пристрою із захватами (рис.1.20, в) або із гладкою стрічкою (рис. 1.20, г). Запропоновані також скидальні пристрої, у яких за допомогою спеціальних роликоопор стрічка відгинається по обидва боки вниз і вібрування стрічки сприяє зсипанню з її вантажу в обидва боки.

Найбільш універсальним типом проміжних розвантажувальних пристроїв для стрічок, що мають високу продуктивність і швидкість і не потребуючі обмеження по властивостях насипного вантажу, є двохбарабаний скидальний пристрій, на якому вантаж зсипається зі стрічки при огинанні нею верхнього барабана й двома рукавами приділяється в сторони (мал.1.21). Такі двохбарабанні скидачі роблять стаціонарними або, частіше, монтують на, що рухається по рейках візку з тяговим двигуном; на найбільш легких установках вони приводяться у рух барабаном, що обертають стрічкою.

При роботі скидач може або стояти на місці, періодично пересуваючись у нове робоче положення, або постійно робити повільний човниковий рух уздовж певного розвантажувального фронту, причому перемикання ходу в кінцевих крапках фронту виробляється звичайно автоматично, наприклад наїздом перевідного важеля механізму перемикання на розташовані в цих крапках упори. Щоб уникнути викрадення візків стрічкою, що може спричинити серйозну аварію, візки забезпечуються надійними протиугінними засобами-гальмами, захватами та ін.

м

Рис. 1.21. Двухбарабаний розвантажувальний пристрій

До недоліків двохбарабанних розвантажувальних пристроїв треба віднести складність конструкції, велика вага й більші габаритні розміри, а також шкідливий вплив на стрічку при дворазовому огинання барабанів (нижнього -- робочою стороною) і пов'язаний із цим високу витрату енергії у випадку сильно натягнутої стрічки.

Пристрої для очищення стрічки

Повне очищення стрічки від часток, що пристали до неї, вантажу має істотне значення для підвищення терміну служби стрічки й забезпечення нормальної експлуатації конвеєра. Невідокремлені від стрічки частки вантажу втискаються в її обкладку при огинанні нею барабанів робочою стороною, а також при русі по роликоопорах зворотної галузі, налипають на поверхню барабанів, викликаючи перекоси стрічки, а на приводних барабанах - зменшення сили зчеплення зі стрічкою. Крім того, не зняті зі стрічки частки, відпадаючи при русі стрічки по роликоопорах зворотної галузі, забруднюють роликоопори й простір під ними, що викликає необхідність періодично очищати ґрунт або настил під конвеєром. До засобів очищення стрічки пред'являються вимоги не тільки повноти очищення, але й схоронності обкладки стрічки, тривалих строку в роботи без великого зношування й забруднення, простоти й надійності конструкції. Однак існуючі засоби очищення далеко не повністю задовольняють цим вимогам.

Механічне очищення стрічки виробляється за допомогою встановлюваних під головним барабаном або поблизу його шкребків або щіток, що приводять у дію двигунами. Шкребки роблять цільними по всій ширині стрічки (рис.-1.16) або складаючими з окремих невеликих шкребків-лопаток, установлюваних у два ряди й, що притискають до стрічки пружиною.

Обертові щітки виготовляють із гумових смуг, капронових або інших еластичних ниток із синтетичного матеріалу. Щітки швидко обертаються назустріч руху стрічки й відкидають знімають зі стрічки частки. Однак при липкому матеріалі нерідко відбувається забруднення самих щіток, від чого ефективність їхньої роботи сильно знижується. В окремих видах пристроїв, що очищають, у якості допоміжного або основного засобу очищення застосовують вібрацію.

Рис. 1.22. Пристрою для очищення стрічки: а -- шкребки; б -- капронова щітка

Крім механічних способів очищення, застосовують гідравлічний і пневматичний способи, роблячи змив або. здування часток струменями води або повітря, що виходять під більшим тиском через вузькі отвори, розташовані на близькій відстані від стрічки. Гідравлічне очищення хоча й може бути досить повної, має той недолік, що вода, що попадає на приводний барабан, тягне зменшення коефіцієнта тертя стрічки по барабані.

На зворотній галузі очищенню стрічки, як відзначалося, сприяють дискові ролики.

2. Розрахунок стрічкового конвеєра

Попередній розрахунок основних параметрів робочого органу стрічкового конвеєра.

Вихідні дані:

Транспортуючий матеріал - камінь дроблений.

Максимальна крупність куска - до 100мм.

Продуктивність - 11 т/год.

Відстань транспортування - 14,23 м.

Так, як камінь дроблений матеріал абразивний, його крупність до 100мм., то приймаємо ширину стрічки 400 мм.

Швидкість руху: 1,8 м/с.

Виписуємо характеристику насипного вантажу:

Об'ємна (насипна) маса 1,8 .

Кут природного відкосу спокою дорівнює 45°; в русі 35°.

Група абразивності «В».

Визначаємо необхідну ширину стрічки.

де об'ємна (насипна) маса вантажу1,2;

k - 470 для кута природного відкосу насипного вантажу на стрічці 15°;

1,2 для кута нахилу конвеєра до 14°.

Приймаємо ширину стрічки 400мм.

З врахуванням рекомендацій вибираємо конвеєрну стрічку загального призначення типу 2 шириною В=400мм з чотирма прокладками з бельтинга Б-820 з гумовою обкладкою на робочій стороні товщиною 3мм. і на неробочій стороні - 1мм. міцність 55

Позначення цієї стрічки Л2-400-4Б-820-3-1ГОСТ 20-62.

Перевіряємо допустиму ширину стрічки

мм.

- розмір типового куска

=мм.

Визначаємо товщину стрічки

де і = 4 кількість прокладок;

= 1,5мм - товщина прокладки;

= 3мм - товщина гумової обкладки робочої сторони стрічки;

= 1мм - товщина гумової обкладки неробочої сторони стрічки;

мм.

Приймаємо діаметр ролика роликоопор

Згідно 3 табл. Ш 51 приймаємо діаметр ролика 108мм.

Приймаємо погону масу частин роликоопор, що обертаються, жолобчатих нормального типу рівне 8,4 кгс = 84 Н.

Визначаємо погону масу рухомих частин конвеєра

Рис 2.1 Схема конвеєра

Довжина =14,23 м.

;

;

;

.

.

.

Визначаємо тягову силу конвеєра

Н.

Приймаємо підшипники кочення, неопалювальне приміщення і робота в приміщенні. Тоді w для жолобчатих буде рівна м.

- погонне вагове навантаження від вантажу .

де F - площа поперечного перерізу потоку вантажу на конвеєрі, ;

для стрічкових конвеєрів на жолобчатій стрічці з кутом нахилу бокових роликів 20° - ;

- об'ємна маса вантажу;

.

.

= 3,1 м - висота підйому вантажу;

- коефіцієнт; ;

= 1,1 (довжина конвеєра 56,2м);

= 1 (конвеєр прямий);

= 1 (привід головний);

= 1 (натяжна станція хвостова);

= 1,3 (з моторною розвантажувальною вагонеткою);

- опір плужкового розвантажувача; .

Визначаємо максимальний статичний натяг стрічки.

;

Приймаємо кут обхвату барабана стрічкою 200°.

З табл. 6.6 [1] вибираємо коефіцієнт зчеплення між прогумованою стрічкою і стальним барабаном для вологої атмосфери . Тоді з табл. 6.19. вибираємо коефіцієнт=1,73. Тоді .

Перевіряємо необхідне мінімальне число тягових прокладок.

;

Приймаємо номінальний запас міцності конвеєрної стрічки

Границя проточності

.

;

Діаметр приводного барабана

де а = 125приймаємо з табл. 6.5. [1], а діаметр мм відповідає номінальному ряду ГОСТ 10624-63.

Діаметр натяжного барабана приймаємо рівним мм.

Визначення тягового зусилля конвеєра методом обходу по його контуру.

Викреслюємо схему конвеєра і розбиваємо трасу конвеєра на окремі ділянки .

Визначаємо натяг стрічки у всіх точках.

Визначаємо натяг стрічки в окремих точках конвеєра методом обходу по контуру. Обхід починаємо з точки 1, натяг в якій поки що невідомий опір на відхиляючих барабанах визначаємо при значені коефіцієнта , припускаючи, що кут обхвату стрічкою відхиляючого барабана буде близько 90°

Натяг в точці 2 буде визначатись

.

Опір на відрізку 2-3

де - кут нахилу конвеєра до горизонту;

Натяг в точці 3 буде визначатись

.

Опір на відрізку 3-4

Натяг в точці 4 буде визначатись

.

Опір на відрізку 4-5

Натяг в точці 5 буде визначатись

.

Опір на відхиляючому барабані

де (для кута обхвату стрічкою барабана 90°)

Натяг в точці 6 буде визначатись

Опір на барабані:

(для кута обхвату стрічкою барабана 200°)

Натяг в точці 7 буде визначатись

Опір на відрізку 7 - 8



Використовуємо відоме співвідношення Ойлера між натягами збігаючої і набігаючої віток на приводному барабані.

.

де = 0,2 коефіцієнт зчеплення між прогумованою стрічкою і стальним барабаном;

°=3,5радіан - прийнятий кут обхвату барабана стрічкою.

Підставивши це співвідношення в отриманий вираз раніше визначимо

,

Визначаємо чисельне значення натягів стрічки в інших точках конвеєра.

=1,03 =1,03·453,8=467,4 Н

=1,03 +45=467,4+45=512,4 Н

=1,03 +182,2=467,4+182,2=649,6 Н

=1,03 +227,2=467,4+227,2=694,6 Н

=1,06 +230,2=481,0+230,2=711,2 Н

=1,11 +340,8=503,7+340,8=844,5 H;

=1,11 +413=503,7+413=916,7 H;

По максимальному натягу знаходимо мінімальне число прокладок стрічки.

що нам підходить.

Розрахунок приводу конвеєра.

По уточненому тяговому зусиллю визначаємо необхідну потужність на приводному валу конвеєра.

- коефіцієнт опору барабана.

; тоді

,

кВт.

Визначаємо необхідну потужність двигуна для приводу конвеєра.

де =1,1 коефіцієнт запасу;

=0,96 - ККД передачі від двигуна до приводного валу.

Вибираємо електродвигун типу МТКF 111-6 номінальною потужністю N=2,5 кВт при частоті обертання об/хв.

Визначаємо частоту обертання вала приводного барабана.

об/хв.

Визначаємо необхідне передаточне число між валом двигуна і валом барабана.

Вибираємо редуктор типорозміру Ц2-150 з передаточним числом розрахованого на потужність 2,9 кВт при частоті обертання 1000 обр/хв. на швидкохідному валу.

Уточнюємо швидкість стрічки з урахуванням фактичного передаточного числа приводу.

,

що незначно відрізняється від прийнятої.

Уточнюємо продуктивність конвеєра.

т/год.

Зусилля натяжного пристрою.



З табл. вибираємо натяжний гвинтовий пристрій 4032-50-50 з найбільшим зусиллям на натяжному барабані 0,9 тс.

Потрібний мінімальний натяг в стрічці.

Фактичний мінімальний натяг в стрічці =763 Н, що знаходиться в необхідних межах.

Зусилля в конвеєрній стрічці в період пуску при коефіцієнті співвідношення пускового і номінального моментів електродвигуна k =1,2

Н,

Перевіримо міцність стрічки в період пуску

Необхідне число прокладок стрічки.

де - 550 Н/см - границя міцності прокладок стрічки

1 - 0,03і - 1 - 0,03· 4 = 0,88 - коефіцієнт нерівномірності роботи прокладок стрічки.

0,75 - коефіцієнт міцності стику стрічки;

умова виконується.

Вибираємо муфту

Так як у нас передаточне число редуктора а потужність прикладена АН швидкохідному валу кВт частота обертання =935 об/хв. то визначаємо потужність і кутову швидкість на вихідному валу редуктора.

рад/с, а рад/с.

А потужність на вихідному валу, з врахуванням втрат приблизно буде кВт, тоді знаходимо момент на вихідному валу редуктора.

.

Таким чином вибираємо зубчату нормальну муфту М3 №1 з максимальним крутним моментом , що задовольняє наші вимоги. Потрібний гальмівний момент на привідному валу конвеєра

.

де приводного барабана;

= 317- погонне вагове навантаження;

Н - 4,5м - висота підйому вантажу;

= 0,55 - Коефіцієнт можливого зменшення опору конвеєра;

- діаметр приводного барабана;

1024 Н - тягове зусилля конвеєра;

.

Таким чином для запобігання самохідного зворотнього руху ходової частини конвеєра при випадковому вимиканні двигуна гальмо не потрубується, так, як. Однак гальмо потрібне для запобігання засипання вузла перегрузки, включаючи силу інерції, вибираємо гальмо ТКТ 600/200 з найбільшим гальмівним моментом 700. який потрібно регулювати на потрібний гальмівний момент.

Кінематична схема приводу конвеєра

Література:

1. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. - Мн.: Виш.шк.,1983.-350с.

2. Спиваковський А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины. - М.: Машиностроение , 1983 - 487 с.

3. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. /Ф.К. Иванченко, В.С. Бондарев, Н.П. Колесник, В.Я. Барабашов. - К.: Вища. шк, 1978 - 576 с.

Размещено на Allbest.ru

...