Проект конвейера ленточного панельного с трехдвигательным приводом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Филиал белорусского национального технического университета

Курсовой проект

по дисциплине: «Горнотранспортные машины и оборудование»

тема: «Проект конвейера ленточного панельного с трехдвигательным приводом»

Солигорск 2014

Содержание

Введение

1. Информационный обзор

2. Описание конструкции изделия

3. Расчеты

3.1 Определение производительности конвейера по заполнению ленты

3.2 Определение основных параметров роликоопор

3.3 Тяговый расчет конвейера

3.4 Определение мощности привода

3.5 Выбор типа ленты

3.6 Определение диаметра и типа барабанов

3.7 Выбор и расчет муфты

3.8 Расчет вала приводного барабана

3.9 Подбор подшипников по динамической грузоподъемности

3.10Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений

Заключение

Список использованных источников

Введение

В отличие от грузоподъемных машин, которые перемещают грузы определенными порциями и обратным движением без груза возвращаются за новой порцией груза, транспортирующие машины конвейеры предназначаются для перемещения грузов непрерывным потоком без остановок для их загрузки и разгрузки. Конвейеры предназначены для работы с массовыми грузами, т.е. грузами, состоящими из большого числа однородных частиц или кусков, или штучными грузами, перемещаемыми в большом количестве.

Все машины непрерывного транспорта можно подразделить на две группы - транспортирующие машины с тяговым элементом (лента, цепь, канат), в котором груз перемещается вместе с тяговым элементом и транспортирующие машины без тягового элемента.

Ленточные конвейеры остаются наиболее распространенным типом транспортирующих машин непрерывного действия во всех отраслях промышленности. Из более числа конвейерных установок более 90 % составляют ленточные конвейеры. Они используются в горнодобывающей промышленности - для транспортировки руд полезных ископаемых и угля при открытой разработке, в металлургии - для подачи земли и топлива, на предприятиях с поточным производством - для транспортировки заготовок между рабочими местами и т.д.

конвейер ленточный горный производительность



1. Информационный обзор

Основной характеристикой конвейеров является их производительность - объемная V, м3/ ч, массовая Q ,т/ч или штучная С , шт/ч.

Многие параметры конвейера и разгрузочных устройств, включая форму желоба и др. зависит от степени подвижности.

Форма и площадь сечения груза, свободно насыпанного на неподвижную плоскость, определяют углом естественного откоса в потоке. Значение этого угла зависит от сил сцепления между отдельными частицами определяемых от влажности груза, и от сил трения, возникающих при относительном перемещении частиц.

Обычно ленточные конвейеры имеют тяговый элемент в виде бесконечной ленты, являющийся и несущим элементом конвейера, привод, приводящий в движение барабан, натяжное устройство, роликовые опоры на рабочей и полостной ветви ленты, а также загрузочно-разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты. Все элементы конвейера смонтированы на раме.

С помощью установок, оснащенных ленточными конвейерами можно транспортировать сыпучие грузы на весьма большие расстояния.

Ленточные конвейеры отличаются высокой производительностью до 30-40 тыс. т/ч, простотой конструкции, малой материалоемкостью, и как следствие относительно низкой стоимостью, надежностью в работе и удобством в эксплуатации, относительно небольшим расходом энергии. Они могут иметь криволинейную трассу с поворотами в горизонтальной плоскости и с подъемами и спусками в вертикальной плоскости в зависимости от рельефа местности. Однако создание криволинейной трассы сопряжено с трудностями обеспечения надежного и стабильного положения ленты на криволинейном участке. Радиус поворота ленты в горизонтальной плоскости зависят от конструкции конвейера, типа ленты и ее ширины и имеет широкий диапазон значений.

Схемы ленточных конвейеров весьма разнообразны и определяются назначением конвейера. Технико-экономические исследования и опыт показывают, что для транспортирования массовых грузов с грузооборотом 5-25 млн. т. в год на расстояние до 100 км применять ленточные конвейеры экономичнее, чем использовать железнодорожный или автомобильный транспорт. Достоинствами конвейерных лент являются их относительно малая масса, отсутствие быстроизнашивающихся шарниров, возможность перемещения грузов с большими скоростями. Срок службы конвейерных резинотканевых лент в зависимости от условий эксплуатации, характеристики транспортируемого груза, типа тканевого каркаса и времени одного оборота пробега ленты составляет 15-48 месяцев.

К недостаткам ленточных конвейеров следует отнести пыление при транспортировании мелких сыпучих грузов.

Приводной барабан представляет собой полый металлический барабан, которому сообщается вращающийся момент от двигателя посредством передачи. Основными параметрами характеризующие приводные барабаны, являются диаметр, ширина, а также коэффициент трения. Для снижения проскальзывания ленты на барабане его необходимо футеровать резиной или деревом.

Ленты являются основным грузонесущим и тяговым элементом. Наиболее распространение получили прорезиненные тканевые ленты.

Концы ленты соединяют различными методами (вулканизацией, сшивкой, закрепленной и др.). По ширине ленты бывают от 300 до 3000 мм.

Натяжные устройства служат для создания необходимого натяжения ленты и обеспечения передачи тягового усилия от барабана к ленте. В основном применяют винтовые и грузовые натяжения устройства, реже - грузо-пружинные, гидравлические. Ленточный конвейер приводится в движение с помощью двигателя посредством привода. Разгрузка происходит пересыпанием через сбрасывающий барабан.

2. Описание конструкции изделия

Конвейер, проектируемый в данном курсовом проекте, предназначен для транспортирования горной массы. Принципиальная схема конвейера приведена на рис.1.

Рисунок 1Схема ленточного конвейера 1-станция приводная; 2-станция натяжная; 3-стрела; 4-лоток разгрузочный; 5-барабан приводной; 6-барабан натяжной; 7-барабан сбрасывающий; 8-роликоопора желобчатая; 9-устройство натяжное; 10-очиститель плужковый

Транспортируемый материал (калийная руда) подается в загрузочный лоток конвейера, затем перемещается на верхней ветви к сбрасывающему барабану. Со сбрасывающего барабана калийная руда самотеком выгружается через разгрузочный лоток. Наружная поверхность ленты очищается от прилипших к ней частиц очистным устройством. Натяжение ленты поддерживается натяжным устройством, путем перемещения промежуточного барабана установленного на натяжной станции под действием прикрепленных к барабану талрепов.



3. Расчеты

3.1 Определение производительности конвейера по заполнению ленты

Расчетная производительность ленточного конвейера определяется по формуле:

т/ч, (1)

где - коэффициент неравномерности загрузки конвейерной линии;

- коэффициент использования конвейерной линии по времени, равный отношению фактического времени работы конвейера к плановому в смену; принимаем К=1;

- коэффициент готовности конвейерной линии; n - число конвейеров в линии. Для стационарного конвейера .Принимаем n=1;

Q=800 т/ч -требуемая производительность конвейера.

3.2 Определение основных параметров роликоопор

Выбираем роликоопору желобчатую трехроликовую с углом наклона боковых роликов 20°. В зависимости от ширины, скорости движения ленты, а также насыпной плотности транспортируемого груза выбираем диаметр роликов d=127мм (табл.20,[1])

Нагрузка, действующая на ролик:

даН/м, (2)



где - коэффициент загрузки ролика принимается равным 0,7 - для среднего (горизонтального) ролика желобчатой роликоопоры; l_р - расстояние между роликами.

Выбираем (табл.21,[1]).

Для нижней ветви: м-условие выполнено.

3.3 Тяговый расчет ленточного конвейера

Приближенный метод тягового расчета

Величина окружного усилия на приводном барабане при загруженной ленте конвейера определяется по формуле:

,

даН/м, (3)

где - коэффициент дополнительных сопротивлений, определяется по графику рис. 2 .[1].Принимаем ;

L_г=900 м.

- высота подъема (спуска) груза конвейером , H=1,6 м из рис.1.;

H₀ - высота подъема груза разгрузочной тележкой, H=0 м;

Линейная нагрузка от массы груза на ленте определяется по формуле:

даН/м. (4)

Линейная нагрузка от массы ленты определяется по формуле:

даН/м, (5)

где G_л - масса 1 м ленты, кг.

Масса 1 м резиновых конвейерных лент приведена в прил. 3.[1].Принимаем =17,2 кг.

Средние величины линейных нагрузок от массы ленты и вращающихся частей роликоопор для приближенных расчетов выбираем в табл. 13 [1]:

=22,2 даН/м;

даН/м;

даН/м.

e = 2,72 - основание натуральных логарифмов; м=0,4 - принимаем по табл. 15. [1].

Для двухбарабанного привода:

мб = м ( б ' + б " ), ( 6)

;

где б' и б" - углы охвата лентой первого и второго приводных барабанов.

Уточненный метод тягового расчета

Определим тяговое усилие конвейера методом обхода по его контуру, разбив трассу конвейера на отдельные участки, пронумеровав их границы (рис. 2).

Рисунок 2 Расчетная схема конвейера

Определяем постоянные расчетные нагрузки q_раб, q_хол, q_гр, формулы для определения которых и результаты расчета сведены в табл.1.

Таблица 1

Расчетная формула	Нагрузка, даН/м
	Режим I w = 0,06	Режим II w = 0,04
qраб = (qг + qл.ср + q'р)w	7,57	5,05
qхол = (qл.ср + q"р)w	1,35	0,9
qгр = qг + qл.ср	104

Расчет режима I(пусковой с грузом):

S₁=S_сб;

S₂=S₁+W_1-2; (7)

W_1-2=q_ход l=1,35·892,58=1204,98 даН/м; (8)

S₂=S₁+1204,98;

S₃=S₂+W_2-3; (9)

W_2-3=0,04S₂; (10)

S₃=1,04S₁+48,2+1204,98=1,04S₁+1253,18;

S₄=S₃+W_3-4; (11)

W_3-4 = 0,9q_r + 50gh²l_бг + q_рабl _p = 0,9·90 + 50·9,81·0,3²·2·1,4 + 18,17 = 222,77 даН/м; (12)

S₄=1,04S₁+222,77+1253,18=1,04S₁+1475,95;

S₅=S₄+W_4-5; (13)

W_4-5=q_рабl_p=7,57·843,4=6384,54 даН/м; (14)

S₅=1,04S₁+1475,95+6384,54=1,04S₁+7860,49;

S₆=S₅+W_5-6; (15)

W_5-6=q_рабl_p+(q_л+q_r)h=7,57·32+(14+90)·1,6=408,64 даН/м; (16)

S₆=1,04S₁+7860,49+408,64=1,04S₁+8269,13;

S₇=S₆+W_6-7;

W_6-7=q_рабl_p=7,57·10,2=77,21 даН/м; (17)

S₇=1,04S₁+8269,13+77,21=1,04S₁+8346,34;

S₈=S₇+W_7-8;

W_7-8=0,04S_7;

S₈=1,082S₁+8,346,34+333,85=1,082S₁+8680,19;

S₉=S₈+W_8-9=1,082S₁+8680,19+q_холl=1,082S₁+8690,39; (18)

S₁₀=S₉+W_9-10=1,125S₁+9038;

S₁₁=S₁₀+q_холl+q_лh=1,125S₁+9038+1,35·0,7+14·0,65=1,125S₁+9048,05; (19)

S₁=S_нб=S₁е^µб, (20)

где µ=0,4; б=223о=3,892 рад.

Решаем два уравнения совместно:

1,125S₁+9048,05=Se^µб=22,5S1;

21,425S₁=9048,05;

S₁=422,3 даН/м.

Подставляем S₁ = 422,3 даН в выражения для S₁ - S₁₁, вычисляем натяжения ленты в каждой точке. Результаты расчета сведены в табл. 2. В этой же таблице приведены натяжения ленты для установившегося режима.



Таблица 2

Расчетная формула (w = 0,052)	Натяжение ленты (даН) для режимов
	пускового (режим I) (w = 0,06)	установившегося (режим II) (w = 0,04)
S1=Sсб S2=S1+1204,98 S3=1,04S1+1253,18 S4=1,04S1+1475,95 S5=1,04S1+7860,49 S6=1,04S1+8269,13 S7=1,04S1+8346,34 S8=1,082S1+8680,19 S9=1,082S1+8690,39 S10=1,125S1+9038 S11=1,125S1+9048	S1 = 422,3 S2 = 1627,28 S3 = 1692,4 S4 = 1915,15 S5 = 8299,7 S6 = 8708,33 S7 = 8785,54 S8 = 9137,3 S9 = 9147,3 S10 = 9513,1 S11 = 9523,1	S1 = 303,86 S2 = 1107,18 S3 = 1151,5 S4 = 1368,17 S5 = 5627,3 S6 = 6036 S7 = 6087,5 S8 = 6331 S9 = 6578 S10 = 6840,8 S11 = 6850,5

Окружное усилие на приводном барабане:

P = (S_нб - S_сб)/з_б = (6850 - 304)/0,93 = 7039 даН. (21)

3.4 Определение мощности привода

Мощность на валах приводных барабанов определяется по формуле:

кВт, (22)

Расчетная мощность двигателя привода конвейера определяется по формуле:

кВт, (23)

где к = 1,1 - 1,2 (меньшая величина берется при N_б > 50 кВт); з_п = КПД привода, принимается в пределах 0,8 - 0,92.

По полученной величине N_э по каталогу подбираем двигатель ближайшей большей мощности типа М3ВР280МВ, номинальной мощности N=90 кВт, числом оборотов n=1500об/мин.[5].

3.5.Выбор типа ленты

Количество прокладок в ленте определяется по формуле:

, (24)

где S_нб -максимальное натяжение ветви ленты, набегающей на приводной барабан,=10669 Н;

n₀ - запас прочности, n₀ =8 Н/см из табл. 18, [4];

к_р - номинальная прочность тяговой прокладки. Выбираем =200 по ГОСТ 20-85.

Принимаем конвейерную ленту (табл. 4.3, [7]) общего назначения типа 2 шириной В = 1000 мм с 5-ю тяговыми прокладками прочностью 200 Н/мм из ткани с толщиной резиновой обкладки класса 5 (табл.4.9,[7]) рабочей поверхности = 4,5 мм, нерабочей поверхности = 3,5 мм.

Лента 2Ш-1000-5-ТК-200-4,5-3,5-РГ ГОСТ 20-76.

3.6 Определение диаметра и типа барабана

Нагрузка на барабан от натяжения ленты:

даН. (25)

Диаметры приводных барабанов (без учета футеровки):

мм, (26)

где к_z - коэффициент типа прокладки (табл.23 [1]) к_z=180 Н/см;

к_б - коэффициент назначения барабана (табл. 24 [1]) к_б=1 Н/см;

по ГОСТ 22644-77 округляем до ближайшего большего размера диаметров барабанов D=1000 мм.

Проверяем выбранный диаметр по действующему давлению ленты на поверхность барабана:

для резинотканевых лент P_Л.Д = 0,2 - 0,3 МПа.

МПа, условие соблюдается. (27)

3.7 Выбор и расчет муфты

Расчетный крутящий момент (даН/м) на валу приводного барабана определяется по формуле:

M_кр=0,5PDп/2=0,5·7039·1/2=1759,8даН/м. (28)

Выбираем муфту МУ-12 с диаметром Д=570мм, Д₁=440мм, d₁=140мм, l=250 мм.

Окружное усилие, передаваемое муфтой:

F_t=M_кр/Д₁=17598/0,44=39994 Н; (29)

F=F_t(0,2…0,25)=0,2·39994= 7998H.

Диаметр выходного конца вала:

мм, (30)

где M_кр = Т - крутящий момент, Н·м; [ф] =25…30 МПа - допускаемое напряжение на кручение.

Иcходя из конструктивных соображений, учитывая требования к унификации изделия примем d₁=150мм.

3.8 Расчет вала приводного барабана

Расчетная схема в виде балки на шарнирных опорах.

Рисунок 3 Эпюра изгибающих и крутящих моментов

Принимаем l=1500 мм,l_м=400мм.

Сумма моментов относительно точки В.

Сумма моментов относительно точки A.

Изгибающий момент в точке В равен:

.

Определяем эквивалентный момент по 3 теории прочности:

.

Наиболее нагруженным является сечение вала под ступицами барабана. Это сечение является опасным. Диаметр оси в опасном сечении:

для вала изготовленного из материала сталь 45 [у] = 120 Мпа.

(31)

(32)

Из ряда предпочтительных размеров лит. [2] принимаем: d=180 мм.

3.9 Подбор подшипников по динамической грузоподъёмности

Подшипники качения рассчитывают по динамической грузоподъемности, RA =RB.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:

R_е=(XvF_r+YF_a)KуK, (33)

где X и Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок; X = 1.

н - коэффициент учитывающий какое кольцо вращается. При вращение внутреннего кольца; v = 1, Кб - коэффициент безопасности, Кб = 1,4;

К_т - температурный коэффициент, Кт = 1, при нагреве до 100⁰ С;

F_a - осевая нагрузка, F_a = 0;

F_r - радиальная нагрузка, F_r = R_A= 33101 Н;

R_e=F_yK_уK_r=33101·1,4·1=46341 Н.

Принимаем подшипники качения 2-х роликовые радиальные сферические ,серия диаметров 5, ширин 0,( по табл.2 ) ГОСТ 5721-75.

Подшипник 3532 Динамическая грузоподъемность С= 780 кH;

Статическая грузоподъёмность С₀ = 595 кН.

Требуемая динамическая грузоподъёмность определяется по формуле :

(34)

где L - номинальная долговечность;

Номинальная долговечность определяется по формуле:



(35)

где L_h - расчетная долговечность, ч; принимаем L_h = 20000 ч;

n - частота вращения вала.

Частота вращения приводного барабана:

. (36)

Так как расчетная динамическая грузоподъёмность больше требуемой, то подшипник 3532 пригоден.

3.10 Выбор и расчет шпоночных соединений

Для выходного конца вала d=150мм выбираем шпонку призматическую со скруглёнными концами по табл.3 ГОСТ 10748-79, со следующими размерами:

b-ширина шпонки, b=36мм;

h-высота, h=32мм;

t-глубина паза, t=20 мм;

l-длина, l=230мм.

Проверим соединение на смятие по условию прочности:

, (37)

где [у_см]=120 Мпа



МПа.

Условие выполняется, шпонка пригодна.

Для соединения вала d=180 мм со ступицей барабана выбираем шпонку призматическую со скруглёнными концами по табл.3 ГОСТ 10748-79, со следующими размерами:

b=45мм;

h=25мм;

t=15 мм;

l=280 мм.

Проверим соединение на смятие по условию прочности:

МПа.

Условие выполняется, шпонка пригодна.



Заключение

В данном курсовом проекте произведен расчет ленточного конвейера, предназначенного для транспортирования горной массы. В процессе выполнения проекта проведен общий расчет изделия, проведен анализ существующих конструкций, а также анализ технологических процессов с использованием транспортирующих машин непрерывного действия. Выбраны оптимальные с экономической и технологической точки зрения конструктивные особенности данного типа конвейера, учитывая особенности конструкций аналогов, применяемых на предприятиях горнодобывающей отрасли. Спроектированный конвейер обеспечивает выполнение всех заданных параметров: производительность, дальность транспортирования, угол наклона.



Список использованных источников

1. Пособие по проектированию ленточного транспорта. Ленточные конвейеры (СНиП 2.05.07-85).Москва. Стройиздат.1988

2. «Курсовое проектирование деталей машин». Под ред. В.Н. Кудрявцева,- Л., «Машиностроение», 1984, - 400 с.

3. Спиваковский А.О, Дьячков В. К. Транспортирующие машины. - М.: «Машиностроение», 1983. - 490 с.

4. Конвейеры ленточные стационарные общего назначения с шириной ленты B = 800 - 1200. Оборудование: Каталог 1-83. Ч. II / ГПКИ «Союзпроммеханизация». - М.: 1983.

5. Каталог. Электродвигатели-НК.

6. Каталог. Редукторы. Мн. 2002.

7. Кузьмин А. В., Марон Ф. Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. - Мн.: Высш. школа, 1983. - 350 с.

Размещено на Allbest.ru

...