Расчёт ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Одним из наиболее прогрессивных видов транспорта, обеспечивающих высокую производительность при больших грузопотоках, является конвейерный транспорт. В современном производстве конвейеры являются неотъемлемой частью технологического процесса, они регулируют темп производства, способствуют повышению производительности труда, позволяют решать вопросы комплексной механизации транспортно-технологических процессов. Непосредственная связь конвейерных машин с общим технологическим процессом производства предъявляет к ним особые требования в отношении прочности и способности работать в автоматических режимах.

Конвейерный транспорт имеет значительные преимущества перед автомобильным и железнодорожным транспортом: работник собственно не принимает участие в транспортном процессе, а занят только обслуживанием механизмов, что обеспечивает более высокую производительность труда и его безопасность.

1. Общие расчёты конвейера

1.1 Характеристика транспортируемого груза

Транспортируемый груз-зола.

Зола относится к насыпным грузам рядового рода, обладающая следующими физико-механическими свойствами:

Табл. 1

Наименование груза	Насыпная Плотность, т/	Угол естественного Откоса, град.	Группа абразивности груза	Степень подвижности	Коэффициент внешнего трения,	Коэффициент внутреннего трения
		В покое	В движ.			По резине	По стали
Зола	0,8	45-50	15	D	Малая	0,8	0,8	1,0

Примечание:

1) Зола относится к средней группе грузов по плотности,

2) D- высокоабразивные грузы.

3) Легкокусковые грузы в зависимости от размера куска:

1.2 Параметры и условия работы конвейера

Длина трассы ;

Высота подъёма груза Н = 3 м;

Скорость ленты V = 1,6 м/с;

Расчётная производительность

Условия работы - тяжёлые

Обобщённый коэффициент сопротивления равен 0,28.

1.3 Схема трассы конвейера

Рис. 1. 1 - приводной барабан; 2 - концевой барабан; 3 - загрузочное устройство; 4 - отклоняющий ролик; 5 - роликоопоры рабочей ветви; 6 - роликоопоры холостой ветви; 7 - лента; H - высота подъёма груза; - длина трассы

Угол наклона конвейера:

Характеристика тяжёлых условий работы:

· Время работы в сутки, ч:12-18

· Температура окружающего воздуха, : от - 20 до + 30

· Наличие в воздухе абразивной пыли мг/:100-150

· Влажность воздуха , %: 65-90

· Место установки конвейера: Работа в неотапливаемых помещениях с естественной вентиляцией, под навесами или лёгкими укрытиями, на открытом воздухе. Возможно большое количество абразивной пыли и большая влажность воздуха. Плохая доступность для обслуживания.

2. Предварительный выбор тягового органа

2.1 Выбор типа ленты

Руководствуясь характеристиками перемещаемого груза, условиями работы конвейера и описанием типов и подтипов резинотканевых лент, выбирается: лента конвейерная типа 3, общего назначения. Основная характерная особенность - односторонняя резиновая обкладка с рабочей стороны ленты; с каркасом ленты из синтетической ткани ТК-100 с нитями основы и утка из синтетического волокна с прочностью прокладки по основе 100 Н/мм; минимальное число прокладок каркаса 2; температура окружающего воздуха для ленты общего назначения от - 45 до + 60 . Для транспортирования малоабразивных и неабразивных мелкокусковых сыпучих грузов типа земля, зола, опилки, мел, сода с размерами куска до 80 мм.

2.2 Предварительное определение мощности привода конвейера

Мощность на приводном барабане конвейера:

(1),

где Q-расчётная производительность, т/ч; - обобщённый коэффициент сопротивления движению; - длина трассы конвейера; Н-высота подъёма груза.

Тяговое усилие на приводном барабане:

 (2),

где V- скорость движения ленты, м/с.

Натяжение в набегающей на приводной барабан ветви ленты:

(3)

где тяговый фактор; е = 2,72 - основание натуральных логарифмов; f- коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана, принимается равным 0,20; угол обхвата барабана лентой, равный 3,14 рад. (180 градусов); Тогда значение тягового фактора равно 1,87.

1543 Н

Натяжение в сбегающей ветви:

(4)

2.3 Определение ширины ленты

Ширина ленты по производительности:

 (5)

где коэффициент типа роликоопор; Для желобчатой трёхроликовой роликоопоры с углом наклона боковых роликов 30 градусов и степенью подвижности перемещаемого груза коэффициент, учитывающий уменьшение сечения груза на наклонном участке вследствие частичного ссыпания (скатывания) груза в сторону противоположную движению ленты равный 1,0.

При транспортировании грузов, содержащих куски, полученная по производительности ширина ленты должна быть проверена по кусковатости груза по условию:

(6),

где х - коэффициент, зависящий от типа груза, равный 2( для рядового груза).

Из двух полученных значений выбирается большее и округляется до значения 400 мм, определённого ГОСТ 20-85.

2.4 Предварительное определение числа прокладок каркаса ленты

Необходимое число прокладок тягового каркаса определяется по условию:

, (7)

где максимальное расчётное натяжение ленты, Н, максимально допустимая рабочая нагрузка одной прокладки тягового каркаса ленты;

,

где номинальная прочность при разрыве тяговой прокладки каркаса ленты равная 100 Н/мм; n - коэффициент запаса прочности, для наклонных конвейеров равен 10.

Значение округляется до большего целого числа с учётом ленты типа 3.

Тогда i=2.

2.5 Определение размерных и весовых характеристик выбранной ленты

Толщина ленты:

, (8)

где соответственно толщина верхней обкладки, равная , толщина одной прокладки тягового каркаса равная 1,2 мм для синтетических тканей прочностью 100 Н/мм.

Масса одного погонного метра.

, (9)

где В и в мм.

Условное обозначение выбранной ленты:

Лента конвейерная типа 3, общего назначения, шириной 400 мм, с двумя прокладками из ткани ТК-100, с рабочей обкладкой толщиной 5 мм из резины класса Б.

Лента 3-400-2-ТК-100-5-Б ГОСТ 20-85.

3. Выбор конструкций и параметров поддерживающих и направляющих устройств конвейера

3.1 Конструкции и расчёт барабанов

Для резинотканевых лент диаметр барабанов определяется по формуле:

, (10)

где коэффициент, зависящий от прочности ленты, равный 140; коэффициент назначения барабана: - для приводных барабанов - для концевых и натяжных барабанов - для отклоняющих барабанов по трассе конвейера

· Диаметр приводного барабана:

Принимается 400 мм;

Рис. 2

· Диаметр концевого (натяжного) барабана:

Принимается 250 мм;

Завершенная конструкция натяжного барабана будет принята с выбором натяжного устройства.

· Диаметр отклоняющего барабана:

Принимается

Принятый диаметр приводного барабана проверяется по среднему давлению ленты на барабан по условию:

(11),

где тяговое усилие на приводном барабане; угол обхвата лентой приводного барабана, равный 180 град. (3,14); диаметр приводного барабана; допускаемое давление ленты барабан; - условие выполняется.

Длина барабанов принимается: ;

Расчётный крутящий момент на валу приводного барабана:

, (12)

где коэффициент запаса;

3.2 Выбор параметров верхних рядовых желобчатых роликоопор

Так как абразивность груза (группа D) выбирается верхняя футерованная с глухой лыской трёхроликовая желобчатая роликоопора. Угол наклона боковых роликов 20°, что позволяет повысить производительность при той же ширине ленты и улучшить её центрирование.

Рис. 3

конвейер тяговой приводной

Табл. 2

D	K	L	A	E	C	M	n	Угол наклона аж, град	Масса вращающихся частей, кг
102	190	160	620	660	465	235	6	20	10

3.3 Выбор параметров нижних рядовых прямых роликоопор

Так как абразивность груза (группа D) применяются футерованные резиной прямые рядовые роликоопоры, для конвейеров с шириной ленты 400 мм и диаметром роликов 102 мм.



Рис. 4

Табл. 3

D	L1	L	A	E	Н	h	M	dб	n	Масса вращающихся частей, кг
102	524	500	620	660	157	106	100	12	6	6,0

Центрирующие роликоопоры устанавливаются на рабочей ветви через каждые 10 рядовых верхних роликоопор, начиная от приводного барабана.

При длине конвейера до 30 м включительно устанавливают одну центрирующую роликоопору.

Для очистки рабочей поверхности ленты от транспортируемого груза достаточно установить очистное устройство в виде простого скребка.

3.4 Расположение роликоопор по трассе конвейера

Расстояние (шаг) между роликоопорами на рабочей ветви ленты с шириной 400 мм и насыпной плотностью перемещаемого груза равной 0,8 равно

В зоне загрузки пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых лёгких грузов под направляющим лотком загрузочного устройства устанавливаются собранные в батарею обычные рядовые желобчатые роликоопоры с расстоянием вдвое меньшим .

в зоне загрузки установлена батарея из двух роликоопор с шагом 750 мм, первая от барабана - переходная желобчатая с углом наклона роликов 10о установлена на расстоянии 1000 мм от оси концевого барабана.

На холостой ветви рядовые роликоопоры устанавливаются на расстоянии , вдвое большем .

Количество роликоопор по трассе конвейера:

Рабочая ветвь

Холостая ветвь шт.

3.5 Выбор типа натяжного устройства

Общий ход натяжного устройства состоит из двух частей и определяется по формуле:

, (13)

где монтажный ход, компенсирует изменение длины ленты при её ремонте и перестыковке;

рабочий ход натяжного устройства, компенсирующий вытяжку и удлинение ленты при её установившемся движении и пуске конвейера. Примерно 1% полной длинны трассы конвейера .

Тогда следовательно, необходимо устанавливать винтовое натяжное устройство.

По каталогу принимаем винтовое натяжное устройство с общим ходом 490 мм, под ленту шириной 400 мм и принимается диаметр барабана равный 320 мм.

Рис. 5

Табл. 4

В	D	L	А	Б	Г	М	Е			И	К	Масса вращающихся частей, кг
400	320	500	500	690	904	950	830	80	170	230	96	35

3.6 Выбор типа и параметров загрузочного устройства.

Параметры загрузочного устройства зависят от ширины ленты:

- Высота лотка не менее 0,2 м;

- Длина лотка равна 1 м.

4. Тяговый расчёт конвейера

4.1 Расчёт сопротивлений движению тягового органа

· Сопротивление, Н, на прямолинейном гружённом участке рабочей(верхней) ветви конвейера:

(14)

где w- коэффициент сопротивления перемещению груза, равный 0,03; g- ускорение свободного падения; - погонная масса груза на ленте, кг/м;

- погонная масса выбранной ленты, равна 2.96 кг/м;

- длина горизонтальной проекции груженого участка, угол наклона гружёного участка равный 6 градусов(0,99)

;

- погонная масса вращающихся частей роликоопор гружённой ветви конвейера для наклонного участка; масса вращающихся частей роликоопоры, равна 10 кг; количество рядовых роликоопор на гружённом участке 19 шт.

-высота подъёма груза, м;

- высота груза в лотке высотой h = 0,2 м.;

длина лотка, равна 1 м; - коэффициент бокового давления;

· Сопротивление от трения уплотнительных полос направляющего лотка о ленту конвейера:

· Сопротивление очистительных устройств конвейера:

,

коэффициент сопротивления очистительного устройства, для скребков и плужков равен 400 Н/м; В - ширина ленты;

4.2 Тяговый расчёт методом обхода трассы по контуру

Определение натяжений в характерных точках контура трассы конвейера начинается с точки 1, усилие в которой пока не известно. Условия работы в данном случае считаются средними, очистительные устройства отсутствуют.

Обходя последовательно контур от точки к точке по ходу движения ленты, выражается натяжения ленты в этих точках через неизвестное .

Участок 1-2:

Сопротивлений движению нет, т.е. ; ;

Участок 2-3:

Сопротивление на отклоняющем барабане находится по формуле

;

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви:

,

где - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м; - масса вращающихся частей роликоопор, равна 6 кг; - количество роликоопор на холостом участке, равно 9 шт.; - длина холостого участка;

Сопротивление на поворотном пункте (барабане):

,

где - коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте( барабане) при угле обхвата лентой барабана 193 градуса равен 1,05; натяжение тягового органа в точке набегания на барабан, равное 1543 Н;

Сопротивление в месте загрузки:

,

- сопротивление при сообщении поступающему по воронке грузу ускорения ленты;

,

- коэффициент внешнего трения, равен 0,8; - насыпная плотность груза, равна 800 кг/.

Натяжение в точке 3 при огибании барабана с углом обхвата до 90° можно записать как:

;

Участок 3-4:

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви определяется по формуле:

;

Натяжение в точке 4 находится по формуле:

;

Участок 4-5:

Натяжение в точке 5 без учёта сопротивлений в месте загрузки, при угле обхвата барабана 180 градусов:

;

Поскольку участок загрузки по протяжённости мал по сравнению с длиной конвейера, этот участок принимается по длине сведённым в точку 5' , совпадающую с точкой 5, так как участок загрузки расположен вблизи от натяжного барабана.

Окончательное натяжение в точке 5 с учётом сопротивлений в месте загрузки:

;

Участок 5-6:

Сопротивление на прямолинейном груженом участке:

;

;

Следовательно, условие отсутствия недопустимого провисания ленты выполняется.

Тяговое усилие на приводном барабане с учётом сопротивлений:

где - сопротивление на приводном барабане при угле обхвата 193 градуса.

4.3 Проверка на прочность предварительно выбранной ленты

Необходимое число прокладок тягового каркаса определяется по условию:

,

где максимальное расчётное натяжение ленты, Н, максимально допустимая рабочая нагрузка одной прокладки тягового каркаса ленты;

,

где номинальная прочность при разрыве тяговой прокладки каркаса ленты равная 100 Н/мм; n - коэффициент запаса прочности, для наклонных конвейеров равен 10.

число прокладок ленты типа 3 остаётся прежним.

Тогда i=2.

Тогда натяжение в точке 6 находится по формуле:

.

Рассматривая структуру последнего уравнения можно увидеть, что натяжение в ленте в точке набегания на приводной барабан приводится к виду:

,

где А=1,08; Б=364 Н.

Усилия и связаны условием отсутствия проскальзывания ленты по приводному барабану:

;

где - тяговый фактор; e = 2,72; f = 0,20; = 2,31 при угле обхвата барабана лентой 193 градуса. Тогда тяговый фактор равен 1,94.

Получим систему уравнений с двумя неизвестными:

Теперь можно определить натяжения в характерных точках трассы:

;

Максимальное натяжение на рабочей ветви конвейера проверяется по условию отсутствия провисания ленты с грузом между рядовыми роликоопорами для избежания ударных нагрузок в момент набегания на ролик кусковых грузов и их ссыпания:

4.4 Выбор элементов привода конвейера

Необходимая мощность двигателя:

;

где =0.85- КПД механизма привода;

;

Требуемое передаточное число привода:

;

где частота вращения вала электродвигателя;

Расчётный крутящий момент на валу приводного барабана:

где Кз - коэффициент запаса равный 1,1.

Заключение

Машины непрерывного транспорта в рамках ведения инженерно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по совершенствованию и созданию нового оборудования, применяющегося в качестве средств механизации, также являются одними из приоритетных. Развитие ленточных конвейеров идёт по следующим основным направлениям:

· Повышение производительности за счёт увеличения ширины, скорости движения ленты и угла наклона боковых роликов роликоопор до 45 градусов.

· Увеличение дальности транспортирования за счёт применения сверхпрочных конвейерных лент, а так же много приводных конвейеров с промежуточными фрикционными приводами вдоль линии конвейера.

Усваивается производство крутонаклонных ленточных конвейеров, конвейеров-элеваторов.

Получают распространение ленточные конвейеры, в которых лента поддерживается не роликоопорами, а воздушным потоком. Отсутствие большого числа вращающихся роликов упрощает изготовление, монтаж и эксплуатацию конвейеров, позволяет перемещать грузы с высокой скоростью (4-6 м/с) без увеличения динамических нагрузок на ленту, снизить массу и стоимость оборудования. Замена трения качения уменьшает сопротивление движению ленты и обуславливает более продолжительный срок её службы.

Литература

1. Вайнсон А.А. Подъёмно-транспортные машины.

2. Вайнсон А.А. Подъёмно-транспортные машины, Атлас конструкций.

3. М.П. Александров Подъёмно-транспортные машины, Атлас конструкций.

4. Позынич Е.К.; Позынич К.П. Учебное пособие по расчёту ленточного конвейера.

5. Ю.А. Гамоля; Е.К. Позынич Машины непрерывного транспорта, курс лекций.

6. Мочульский И.И; Киреев В.С. Подъёмно-транспортные и погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте.

Размещено на Allbest.ru

...