Ленточные конвейеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции конвейера

1.1.1 Общее устройство ленточных конвейеров

1.1.2 Элементы ленточного конвейера

1.2 Описание условий эксплуатации и постановка задачи

1.3 Расчет конвейера

1.3.1 Уточнение исходных данных

1.3.2 Определение ширины ленты

1.3.3 Определение толщины ленты

1.3.4 Определение погонных нагрузок

1.3.5 Предварительное значение максимального натяжения ленты

1.3.6 Выбор диаметра и длины барабанов

1.3.7 Выбор роликоопор

1.3.8 Тяговый расчет конвейера по контуру

2. Специальная часть

2.1 Расчет приводной станции

2.1.1 Кинематический и силовой расчет привода

2.1.2 Расчет зубчатых передач

2.1.3 Расчет валов редуктора

2.1.4 Подбор и проверка подшипников

2.1.5 Расчет шпоночных соединений

2.1.6 Смазка редуктора

2.1.7 Расчет и выбор тормоза, муфты

2.2 Расчет натяжной станции

2.2.1 Конструкция натяжного устройства

2.2.2 Расчет параметров натяжного устройства

3. Результат расчета НДС в системе автоматизированного проектирования APM WinMachine

3.1 Карты результатов

3.2 Реакции в опорах

4. Экономико-организационный раздел

4.1 Оценка технической целесообразности конструкции изделия

4.1.1 Выбор перечня показателей оценки технического уровня конструкций

4.1.2 Оценка весомости (значимости) показателей

4.1.3 Расчет комплексного показателя технического уровня и качества конструкции

4.2 Расчет трудоемкости ОКР7

4.3 Расчет временных и стоимостных затрат на проектирование изделия

4.4 Проектирование себестоимости изделия

4.4.1 Расчет затрат на основные материалы

4.4.2 Затраты на комплектующие покупные изделия и полуфабрикаты

4.4.3 Расчет затрат на основные материалы и комплектующие в целом по изделию

4.4.4 Расчет затрат на заработную плату производственных рабочих

4.4.5 Расчет полной себестоимости изделия

4.5 Определение лимитной цены изделия

4.6 Расчет уровня капитальных вложений в НИОКР и освоение производства

4.7 Оценка эффекта от производства и использования изделия

4.8 Сводные показатели оценки экономической целесообразности проекта

5. Охрана труда и производственная безопасность

5.1 Цели и задачи производственной безопасности

5.2 Соблюдение мер безопасности при установке и монтаже ленточных конвейеров

5.3 Соблюдение мер безопасности при эксплуатации ленточных конвейеров

5.4 Требования безопасности

5.5 Пожарная безопасность

5.6 Требования охраны окружающей среды

5.7 Устройство и расчет защитного заземления

6. Электрический раздел

6.1 Управление конвейерами

6.2 Описание схемы управления приводом

Заключение

Список использованной литературы

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

конструкция конвейер цена

Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованных и надежно работающих средств промышленного транспорта. Например, на машиностроительном заводе получают и распределяют по цехам сотни тонн металла, топлива, полуфабрикатов и готовых изделий смежных производств, и отправляют из цехов готовую продукцию и отходы производства. К доменным печам металлургического комбината ежедневно подают тысячи тонн агломерата, флюсов, кокса, а от печей отвозят в другие цеха и на склады готовый металл. В угольных шахтах, карьерах открытых разработок ежедневно транспортируют тысячи тонн добытого угля и вскрышной породы. Эти перемещения грузов на предприятиях выполняются средствами промышленного транспорта.

Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой. Следовательно конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса - они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ и поточных технологических операций.

Тесная связь конвейеров с общим техпроцессом производства обуславливает их высокую ответственность. Нарушение работы хотя бы одного конвейера в общей транспортно-технологической системе вызывает нарушение работы всего комплекса машин системы и предприятия в целом. Любая автоматическая технологическая система не может работать при неисправности транспортных агрегатов. Транспортирующие машины непрерывного транспорта являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание конструкции конвейера

1.1.1 Общее устройство ленточных конвейеров

Ленточные конвейеры являются наиболее распространенным средством непрерывного транспортирования различных насыпных и штучных грузов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и других областях народного хозяйства.

Основой конвейера является бесконечная вертикальнозамкнутая гибкая лента. В зависимости от типа роликоопор лента может иметь плоскую или желобчатую форму. Верхняя рабочая и нижняя холостая ветви ленты поддерживаются роликоопорами. Поступательное движение ленте конвейера сообщает приводной барабан, приводимый во вращение электродвигателем через редуктор. Постоянное натяжении ленте обеспечивается натяжным устройством. Груз поступает на ленту через загрузочное устройство, а разгружается через воронку приводного барабана либо в любом пункте вдоль конвейера, посредством специальных разгрузочных устройств.

Рисунок 1.1. Ленточный конвейер:

1 - разгрузочная воронка; 2 - приводной барабан; 3 - рабочая ветвь ленты; 4 - передвижное сбрасывающее устройство; 5 - роликоопоры рабочей ветви ленты; 6 - загрузочная воронка; 7 - натяжной барабан; 8 - груз натяжного устройства; 9 - роликоопоры холостой ветви ленты; 10 - отклоняющий барабан; 11 - холостая ветвь ленты

Производительность ленточных конвейеров при скорости движения 5--8 м/с и ширине ленты 2400--3000 мм может быть доведена до 20 000--25 000 т/ч. Длина отдельных горизонтальных конвейеров с высокопрочными лентами составляет 5--10 км.

Стационарные ленточные конвейеры общего назначения делятся на легкий, нормальный, тяжелый и сверхтяжелый типы.

По типу тягового органа различают конвейеры с резинотканевой и резинотро-совой, стальной и проволочной лентами, ленточно-канатные и ленточно-цепные.

1.1.2 Элементы ленточного конвейера

1.1.2.1 Конвейерная лента

Это основной, наиболее дорогой и наименее долговечный элемент конвейера, который является одновременно грузонесущим и тяговым органом. Лента состоит из каркаса, заключенного между резиновыми обкладками и предназначенного для поддержания груза и передачи тяговых усилий. Резиновые обкладки защищают каркас от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

По типу каркаса ленты можно разделить на резинотканевые и резинотросовые общего назначения и специальные -- морозостойкие, огнестойкие, пищевые и т. п.

Каркас лент общего назначения изготовляется из натуральных, искусственных, синтетических (полиамидных и полиэфирных) или комбинированных волокон. Обкладки -- из натурального и синтетического каучука или из специальных синтетических материалов. В качестве синтетических материалов для прокладок к ленте применяют полиэфирные материалы типа лавсан (терилан); полиамидные -- типа капрон, анид (нейлон), искусственный шелк.

Резинотросовые ленты прочностью 15--60 кН/см применяются для транспортирования крупнокусковых абразивных грузов.

Резинотросовые ленты по сравнению с резинотканевыми имеют меньшее относительное удлинение (до 0,25 %) при одинаковой рабочей нагрузке, большую стойкость к ударным нагрузкам, хорошую продольную и поперечную гибкость, монолитны по конструкции, более дешевы и просты в изготовлении. Вместе с тем масса их значительно больше резинотканевых и стыковка, выполняемая только горячей вулканизацией, является весьма трудоемкой операцией.

Стыковка резинотканевых лент может быть «механическая» -- соединение скобами, петлевыми зажимами и т. п.; горячей или холодной вулканизацией при применении специальных клеев. Стыковое соединение должно быть максимально приближено к прочности, гибкости, плотности и долговечности цельной ленты. В случаях, когда вдоль ленты действуют большие усилия, применяют соединение только с помощью вулканизации.

Резинотканевые и резинотросовые ленты изготовляются в обычном, морозостойком, огнестойком (для угольных шахт) исполнении, теплостойкие и пищевые.

Ленты обычного исполнения можно применять при температуре окружающего воздуха не ниже -25 °С и при температуре транспортируемого груза не выше +60 °С. Морозостойкие ленты сохраняют работоспособность до температуры -45 °С.

1.1.2.2 Роликоопоры

По назначению роликоопоры делятся на рядовые (линейные) и специальные. Рядовые роликоопоры предназначены для поддержания ленты и придания ей необходимой формы. Специальные роликоопоры, кроме того, выполняют следующие функции: центрирующие -- регулирование положения ленты относительно продольной оси; амортизирующие -- смягчение ударов груза о ленту в местах загрузки; очистительные -- очистка ленты от частиц налипшего груза; переходные -- изменение желобчатости ленты перед барабанами.

Роликоопоры выпускаются трех типов: тяжелые, нормальные и легкие. Ось роликоопоры конструктивно выполняется жесткой на цапфах или гибкой из каната и цепи ( подвесные). Наибольшее распространение получили жесткие роликоопоры.

Конструктивное исполнение роликов может быть различным и определяется в основном типом подшипников, способом их уплотнения и смазкой.

В трехроликовой опоре все ролики располагают в одной плоскости или средний ролик выдвигают вперед для уменьшения «жевания» ленты и удобства смазки. Угол наклона боковых роликов трехроликовой опоры для гибких резинотканевых (синтетических) и резинотросовых лент может быть увеличен до 30--35° (вместо 15° для хлопчатобумажных), что позволяет повысить производительность конвейера при той же ширине ленты и улучшить ее центрирование.

Рисунок 1.2. Роликоопора:

1 - ролики; 2 - поворотный кронштейн; 3 - ось кронштейна; 4 - фиксатор поворота

Все роликоопоры монтируются на шарикоподшипниках за исключением роликоопор тяжелого типа для лент шириной 800--1400 мм, которые изготовляются на роликоподшипниках.

Диаметр роликов выбирают в зависимости от ширины ленты, скорости ее движения, а также характеристики транспортируемого груза (насыпной плотности, кусковатости и т. п.).

Амортизирующие роликоопоры устанавливаются в местах загрузки, а при транспортировании крупнокусковых тяжелых грузов с повышенной скоростью и на линейной части конвейера. Для придания роликоопоре амортизирующих свойств ролики футеруются резиной и покрываются упругой секционной оболочкой, заполненной пористым наполнителем или воздухом. Материалом оболочки может быть резина, кордовые ткани или материалы, содержащие резину. Кроме того, в качестве роликов применяются автомобильные или авиационные шины, насаженные на полую вращающуюся трубу.

Амортизационная подпружиненная роликоопора является одним из вариантов конструктивного исполнения амортизирующих роликоопор. Наиболее податливыми амортизирующими роликоопорами являются роликоопоры, подвешенные на гибком органе.

1.1.2.3 Натяжные устройства

Они придают ленте натяжение, достаточное для передачи на приводе тяговой силы трением при установившемся движении и пуске конвейера, ограничивают провисание ленты между роликоопорами, компенсируют удлинение ленты в результате вытяжки её в процессе работы и сохраняют некоторый запас ленты, необходимый для перестановки её при повреждениях.

Натяжные устройства разделяют на грузовые, механические, гидравлические и пневматические.

Рисунок 1.3. Натяжные устройства:

а, б - хвостовое грузовое; в, г - промежуточное грузовое; д - винтовое; е - пружинно-винтовое

Грузовые устройства по их расположению делят на хвостовые, расположенные в хвосте конвейера, и промежуточные. Достоинством грузовых натяжных устройств является автоматическая компенсация удлинения тягового элемента и поддержание постоянного его натяжения в процессе эксплуатации. Недостатком грузовых натяжных устройств является их громоздкость.

Механические натяжные устройства подразделяют на винтовые, пружинно-винтовые, реечные и лебедочные.

Тип устройства определяется главным образом длиной конвейера и упругими свойствами конвейерной ленты.

Винтовые натяжные устройства применяются только на стационарных конвейерах небольшой длины и передвижных конвейерах. Отличительной особенностью этой конструкции является то, что в направляющих установлены ползуны, зафиксированные штырями.

Винтовые и пружинно-винтовые натяжные устройства при большой их компактности, что является достоинством этих устройств, имеют ряд существенных недостатков: они приводятся в действие вручную, обладают небольшим ходом и требуют периодического регулирования.

Рисунок 1.4. Винтовое натяжное устройство:

1 - натяжной барабан; 2 - гайка; 3 - винт; 4 - ползун

Лебедочные натяжные устройства приводятся в действие электрическим или гидравлическим двигателем и могут обеспечивать большое натяжное усилие и большой ход, вследствие чего они применяются преимущественно на мощных конвейерах. Они автоматически поддерживают необходимое минимальное натяжение ленты как при установившемся движении, так и в пусковой период, что исключает скольжение ленты на приводных барабанах.

На конвейерах малой и средней мощности наибольшее распространение получили грузовые натяжные устройства тележечного и рамного типа, у которых необходимое натяжение ленты создается массой подвешенного груза. Для уменьшения хода груза его часто подвешивают на полиспасте или применяют устройство с запасовкой конца троса полиспаста на барабане лебедки.

1.1.2.4 Опорные металлоконструкции

Конструкции опорных элементов ленточного конвейера могут быть выполнены жесткими (жесткие ставы) или с применением гибкого органа (канатные ставы), а также комбинированные -- жесткие и канатные.

Жесткие ставы, состоящие из стального проката (уголки, швеллеры и др.) или труб, изготовляются отдельными секциями длиной 2--5 м, кратной шагу роликоопор. В зависимости от условий эксплуатации конвейеров секции жестких ставов могут быть оснащены съемными кронштейнами, позволяющими устанавливать роликоопоры различной длины. На жестких ставах закрепляют как жесткие, так и подвесные роликоопоры.

Канатные ставы значительно эффективнее жестких при транспортировании крупнокусковых тяжелых грузов (скальных пород, руд и т. п.). На конвейерах с канатными ставами, в сравнении с жесткими, динамические нагрузки на ленту и роликоопору значительно ниже, меньше на 40--50 % масса линейной части конвейера, лучше центрирование ленты, выше желобчатость ленты, что позволяет увеличить производительность и скорость движения, более удобный монтаж и демонтаж конвейера. На канатных ставах могут быть смонтированы, как жесткие, так и шарнирные или гибкие роликоопоры.

Конвейеры с комбинированными ставами, в которых для крепления роликоопор используют опорные элементы из проката и канатов, обладают необходимой устойчивостью и хорошей податливостью роликоопор.

Опорные металлоконструкции ленточного конвейера подразделяются на следующие основные узлы: опоры приводных барабанов, секции средней части, секции средней части загрузочные, стойки средней части, опоры устройств натяжных винтовых, опоры устройств натяжных грузовых.

В зонах загрузки конвейера устанавливаются загрузочные секции средней части, рассчитанные на установку роликоопор с учащенным шагом, Для восприятия дополнительных нагрузок от загрузочных устройств на участках загрузочных секций могут предусматриваться дополнительные стойки или раскосы.

1.1.2.5 Загрузочные и разгрузочные устройства

Как загрузка, так и разгрузка ленточного конвейера по требованиям технологии может производиться в любом пункте по длине трассы рабочей ветви ленты. Загрузка, как правило, происходит у заднего концевого барабана.

При выборе типа загрузочного устройства должны быть учтены основные требования, предъявляемые к нему при загрузке ленты: центрирование и равномерное расположение груза по длине ленты; скорость подачи груза на ленту по величине и направлению, близкая скорости движения ленты; формирования грузопотока в загрузочном устройстве, а не на ленте; исключение по возможности вредного воздействия на ленту и роликоопоры поступающего грузопотока (удары, нарушение поверхности ленты и т. п.); отсутствие завалов, скоплений и рассыпания груза в стороны; возможность регулирования скорости подачи груза при изменении его физикомеханических свойств; надежность и стойкость к износу при наличии ударных нагрузок, а также простота и компактность конструкции разгрузочного устройства.

1.1.2.6 Устройства для очистки ленты и барабанов

Для обеспечения нормальной работы конвейера и повышения срока службы ленты необходима очистка поверхности ленты и барабанов от налипших частиц транспортируемого груза. Применяемые очистительные устройства должны обеспечивать достаточно полную очистку при максимальной сохранности очищаемой поверхности, конструкция их должна быть простой и надежной в работе. Наибольшие затруднения доставляет очистка сильно налипающих влажных грузов (мел, глина и т. п.) и намерзающих на ленту при пониженных температурах.

В ленточных конвейерах применяются следующие очистительные устройства: скребковые, щеточные, роликовые, вибрационные, гидравлические, пневматические и комбинированные. В качестве профилактических мер против загрязнения ленты применяются гидрофобные покрытия, растворы, обогрев и переворачивание ленты на обратной ветви.

Скребковые очистители широко применяются для слабоналипающих сыпучих грузов (уголь, руда). Они наиболее просты, долговечны и легко могут быть заменены

при износе. Скребки выполняются из металла, пластмассы и эластичных материалов, например протекторной резины.

Простейшие скребковые очистители для ленты и барабанов дают лучшие результаты при небольших скоростях движения ленты (до 2,5 м/с) и равномерном распределении нагрузки на рабочую кромку скребка.

Широкое распространение получило скребковое устройство клавишного типа, где отдельные скребки (лопатки) располагаются по ширине ленты в одну линию или в шахматном порядке и прижимаются к ленте общей пружинной подвеской, а также за счет упругости стержней каждой лопатки.

Устройство струнного типа создает более высокое удельное давление на слой налипшего груза, сдвигая и срезая его при движении ленты.

Все рассмотренные скребковые очистители дают хорошие результаты лишь при скоростях движения ленты, не превышающих 2,5 м/с. Скребковое устройство конвейерного типа, применяемое для очистки сильно налипающих грузов при скоростях движения ленты более 3,0 м/е, состоит из ряда резиновых скребков, закрепленных на цепях, приводимых в движение обычно от вала приводного барабана. Щеточные очистители применяются для очистки сыпучих слабо налипающих! грузов. Для обеспечения более качественной очистки их применяют в комбинации со скребками грубой очистки. Наибольшее распространение имеют цилиндрические щетки, выполненные из резиновых полос, из капроновых или других эластичных синтетических нитей, собираемых в пучки диаметром 1--7 мм и длиной до 100 мм. Длина щетки обычно равна 0,85 ширины ленты.

Роликовые очистители могут быть выполнены в виде обычной прямой роликоопоры с металлическими или резиновыми дисками, устанавливаемой на порожней (нижней) ветви ленты. Разработан роликовый очиститель, где две дисковые роликоопоры установлены под углом к оси ленты, вследствие чего направление вращения дисков не совпадает с направлениями движения ленты. Диски, проскальзывая по ленте, очищают ее. Диски могут выполняться из упругого материала или пневматическими, что способствует самоочистке роликов, так как после выхода дисков из контакта с лентой они упруго восстанавливают свою форму и стряхивают налипший на них груз.

Для отвода очищенного груза из зоны очистки ролики выполняют со спиральной ребристой поверхностью. Шаг и диаметр спиралей подбирают в соответствии со свойствами транспортируемых грузов. Регулировку режима очистки можно осуществить пневматическими роликами шнекового типа.

Для очистки лент от сильно налипающих грузов в зимнее время применяются лопастные роликовые очистители, при этом варианты расположения лопастей могут быть различными.

Вибрационные очистители без вибратора и с вибратором применяются для очистки ленты от сыпучих материалов, легко отделяющихся от ленты при встряхивании (сухой песок, уголь и т. п.).

Гидравлические и пневматические очистители основаны на смывании или вдувании частиц, налипших на ленту. Они устанавливаются на нерабочей ветви ленты вблизи приводного барабана и применяются главным образом в комбинации со скребковыми, щеточными и роликовыми устройствами, образуя комбинированный метод очистки ленты.

1.2 Описание условий эксплуатаци и постановка задачи

Целью курсового проектирования является разработка подземного конвейера для транспортирования горной массы с крупностью не более 300 мм и производительностью 420 т/ч.

Ленточный конвейер 1Л80У расчитан для работы в макроклиматических районах с умеренным климатом (исполнение У) с категорией размещения 5 по ГОСТ 15150-69 в следующих условиях:

- высота над уровнем моря не более 1000 м;

- запыленность воздуха не более 200 мг/мі;

- температура окружающего воздуха от -5 до +35єС;

- категория шахт по газу I, II, III, сверхкатегорные и опасные по внезапным выбросам;

- местное скопление метана в очистных иподготовительных работах не более 2%;

- напряжение питающей сети 380В или 660В;

Выработка, в которой устанавливается конвейер, должна быть прямолинейной в плане и не должна иметь в вертикальной плоскости перегибов, не допустимых по условию отрыва ленты от роликов на вогнутых участках трассы и по условию нагрузки роликов на выпуклых участках.

1.3 Расчет конвейера

1.3.1 Уточнение исходных данных

Рисунок 1.3.1. Схема к расчету подземного ленточного конвейера

Исходные данные подземного ленточного конвейера :

Производительность 420 т/ч;

Характеристика транспортируемого материала: каменный уголь крупностью до 300 мм, насыпной вес с=0,85 т/мі, угол естественного откоса насыпного груза 30є, угол относа насыпного груза на ленте 15є.

Данные полученные после предварительной конструктивной проработки: опорная конструкция жесткая; роликоопоры грузонесущей ветви ленты трехроликовые с углом наклона боковых роликов 30є, ролики самоцентрирующие; шаг роликоопор холостой ветви ленты 2,8 м; длина конвейера 300 м; скорость движения ленты 2м/с.

1.3.2 Определение ширины ленты

Необходимую ширину ленты (м) определяют из выражения

, (1.3.1)

где K_П - коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, определяется по табл. 1.3.1;

K_? - коэффициент уменьшения площади поперечного сечения груза на наклонном конвейере, определяется по табл. 1.3.2.

Остальные значения даны выше.

Таблица 1.3.1

Коэффициент K_П

Роликоопора	KП при расчетном угле откоса насыпного груза на ленте ?, град.	Роликоопора	KП при расчетном угле откоса насыпного груза на ленте ?, град
	15	20	25		15	20	25
Однороликовая	250	330	420	Трехроликовая: ?/=36о	590	660	730
Двухроликовая: ?/=15о	500	580	660	?/=45о	635	690	750
?/=20о	570	615	660	Пятироликовая:
Трехроликовая: ?/=20о	470	550	640	?1/=18о ?2/=54о	565	635	705
?/=30о	550	625	700	Однороликовая с гибкой осью	520	570	640

Таблица 1.3.2

Коэффициент K_?

Подвижность	K? при угле наклона конвейера ?, град
частиц груза	5	10	15	18	20	22..24
Легкая	0,95	0,90	0,85	0,82	0,80	--
Средняя	1,0	0,98	0,95	0,93	0,90	0,80
Малая	1,0	1,0	0,98	0,96	0,95	0,90

Полагая, что для заданных условий лента должна иметь ширину 650..800 мм для транспортирования среднекускового груза принимаем скорость движения 2 м/с.

На конвейере устанавливаем желобчатые трехроликовые опоры с углом наклона боковых роликов 30^о. Для груза легкой подвижности из табл. 1.3.1 принимаем коэффициент K_П=550, для угла установки конвейера ?=-10…+10^о коэффициент K_?=1 (табл. 1.2.2).

Тогда

м. (1.3.2)

При транспортировании кусковых грузов ширина ленты, определенная по расчетной производительности, должная быть проверена по размерам кусков груза и округлена до ближайшего большего значения. Максимальные размеры кусков груза, допустимые для каждой ширины ленты даны в табл. 1.3.3.

Таблица 1.3.3

Максимально допустимые размеры крупных кусков

Ширина ленты,	a/ (мм) при содержании крупных кусков в транспортируемом грузе, % (по массе)
мм	5	10	20	50	80	90	100
400	150	130	100	90	80	70	60
500	200	160	150	120	100	90	90
650	270	220	200	160	140	130	120
800	350	300	250	220	200	170	160
1000	450	360	350	300	250	220	200
1200	500	450	400	350	300	280	250
1400	600	500	450	400	350	330	300
1600	650	550	500	450	400	350	320
1800	700	600	550	500	450	400	350
2000	750	650	600	550	500	450	400

При отсутствии данных о процентном содержании крупных кусков в транспортируемом грузе ширину ленты принимают по формулам:

для рядовых грузов мм;

для сортированных грузов мм.

Для заданных условий

мм, (1.3.3)

где - максимальный размер куска груза (=200 мм).

Если вычисленная ширина ленты по производительности B<B_K, то принимают ширину B_K и соответственно уменьшают скорость движения ленты для обеспечения заданной производительности. В нашем случае этого не требуется. Окончательно ширину ленты выбирают из нормального ряда 300; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2000; 2500; 3000 мм (ГОСТ 22644-77).

Принимаем ленту шириной 800 мм.

1.3.3 Определение толщины ленты

Расчетную толщину ленты определяют по формуле

, (1.3.4)

где i_П и ?_П - число прокладок и расчетная толщина одной прокладки;

?₁ и ?₂ - толщина рабочей и нерабочей обкладок, мм.

Толщину обкладок выбирают в зависимости от типа и условий использования ленты с учетом кусковатости и абразивности груза: для лент типа 1 и крупнокусковых грузов ?₁=6, 8 и 10 мм, ?₂=2, 3 и 3,5 мм; для лент типа 2 и среднекусковых грузов ?₁=4, 5, 6, 8 и 10 мм, ?₂=1, 2 и 3 мм; для лент типа 3 ?₁=2 и 3 мм, ?₂=0; для лент типа 4 ?₁=1, 2 и 3 мм, ?₂=1 мм. Для принятой ленты и среднекускового малоабразивного груза: ?_П=1,6 мм; ?₁=4,5 мм; ?₂=2 мм и

мм. (1.3.4)

Выбираю резинотканевую ленту типа:

2Ш - 800 - 4ТК(А)100 - 4,5 - 2 - С ГОСТ 20-76

где

2Ш - тип 2, шахтная,

4 - количество тяговых прокладок,

ТК(А) - ткань типа капроновая (анидная),

100 Н/м - номинальная прочность прокладки,

4,5 - толщина рабочей обкладки обкладки, мм,

С - класс резины.

1.3.4 Определение погонных нагрузок

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

, (1.3.5)

Погонная масса рабочей ветви конвейера:

, (1.3.6)

Где

- погонная масса ленты, кг/м;

; (1.3.7)

- плотность ленты;

В=800 - ширина ленты;

- толщина ленты;

z=4 - количество тяговых прокладок;

- толщина тяговой прокладки;

-толщина резиновой обкладки;

- толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты;

;

;

;

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

; (1.3.8)

- масса вращающихся частей роликоопор;

- шаг роликоопор конвейера;

;

- погонная масса рабочей ветви конвейера.

Погонная масса холстой ветви конвейера:

; (1.3.9)

- погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера;

; (1.3.10)

- масса вращающихся частей одной роликоопоры холостой ветви конвейера;

; (1.3.11)

;

- шаг роликоопор холостой ветви конвейера;

;

- погонная масса холостой ветви конвейера;

Погонная масса груза:

; (1.3.12)

Q=420 т/час - производительность конвейера;

V=2 м/с - скорость движения ленты;

;

1.3.5 Предварительное значение максимального натяжения ленты

; (1.3.13)

- коэффициент запаса сцепления фрикционного привода;

- коэффициент сцепления ленты с барабаном (сталь, влажный воздух);

- угол обхвата лентой барабана;

W - предварительное значение суммарного сопротивления движению ленты конвейера;

, (1.3.14)

L=300 м - длина конвейера, м;

K=1,4 - коэффициент зависящий от длины конвейера;

g=9,81 м/сІ;

- погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви;

=6,8 кг/м;

;

;

- коэффициент сопротивления грузовой ветви;

;

По максимальному натяжению ленты рассчитываем число прокладок конвейерной ленты:

условие удовлетворяется.

1.3.6 Выбор диаметра и длины барабанов

В соответствии с ГОСТ 22644-77 номинальные диаметры приводных и неприводных нефутерованных барабанов для лент различной ширины даны в табл. 1.3.4.

Для практических расчетов рекомендуется диаметр приводного барабана D_БП (мм) принимать в зависимости от чисел прокладок по условию обеспечения срока службы ленты: для лент из комбинированных тканей D_БП=(100..150)i_П. Длину барабана принимают равной B_Б=B+(150..200) мм.

Полученные значения диаметров барабанов округляют по данным табл. 1.3.1.

Для принятой ленты 2Ш - 800 - 4ТК(А)100 - 4,5 - 2 - С и числа прокладок i_П=4 диаметр приводного барабана

мм. (1.3.15)

Таблица 1.3.4

Размеры барабанов для конвейеров общего назначения

Ширина ленты, мм	Длина обечайки барабана, мм	Нормальный ряд наружных диаметров барабанов, мм
400	500	160	200	250	315	400	500	630	--
500	600	160	200	250	315	400	500	630	800
650	750	200	250	315	400	500	630	800	1000
800	950	200	250	315	400	500	630	700	1000
1000	1150	250	315	400	500	630	800	1000	1250
1200	1400	400	500	630	800	1000	1250	1600	--
1400	1600	400	500	630	800	1000	1250	1600	--
1600	1800	400	500	630	800	1000	1250	1600	--
	1900*
1800	2000	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000
	2100*
2000	2200	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500
	2300*
3500	2800	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	--

^* Размеры относятся к передвижным конвейерам для карьеров

В соответствии с табл. 1.3.4 принимаем диаметры барабанов: приводного D_БП=400 мм, головного разгрузочного D_Р=400 мм, натяжного принимаем 400 мм.

1.3.7 Выбор роликоопор

Максимальное расстояние между роликоопорами груженой ветви l^/_Р можно принимаем по следующим данным:

Ширина ленты, м	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2	1,4 и более
l/Р для сыпучего груза с насыпной плотностью, т/м3 до 1	1500	1400	1400	1300	1300	1200
1..2	1400	1300	1300	1200	1200	1100
более 2	1300	1200	1200	1100	1100	1000

Для тяжелых штучных грузов расстояние между роликовыми опорами не должно превышать половины длины груза, а для легких (до 20 кг) 1000..1400 мм.

Для заданных условий принимаем расстояния между роликоопорами на груженой ветви l^/_Р=1400 мм.

Тип ролика определяется его наружным диаметром D_Р и диаметром оси d_р (размером подшипника), а типоразмер - еще и длиной l_Р.

Для эффективности центрирования резинотросовой ленты конвейера беру самоцентрирующую роликоопору. Для ленты шириной В=800мм, насыпной плотностью транспортируемого материала и скоростью движения ленты V=2м/с принимаю трехроликовую роликоопору с роликами диаметром D=133мм, длиной 315мм.

1.3.8 Тяговый расчет конвейера по контуру

Рисунок 1.3.2. Трасса конвейера

,

;

;

;

;

;

т.к. ,

- высота подъема груза;

С=1,5 - аэродинамический коэффициент;

;

- скорость движения ленты;

;

П=420 т/ч - производительность конвейера;

;

;

;

;

Согласно формуле Эйлера определяем значения :

- коэффициент сцепления с барабаном;

- угол обхвата лентой приводных барабанов;

,

,

,

,

,

,

.

Строим диаграмму натяжения ленты:

Рисунок 1.3.3. Диаграмма натяжения ленты

По уточненному значению . Проверяем прочность ленты.

Необходимое минимальное число прокладок:

(1.3.16)

Проверяем правильность выбора диаметра приводного барабана по давлению между лентой и барабаном:

(1.3.17)

- тяговая сила конвейера;

(1.3.18)

Па - допустимое среднее давление между лентой и барабаном, для резиновых лент;

- угол обхвата барабанов лентой;

f=0,25 - коэффициент сцепления между лентой и барабаном;

Принимаем

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет приводной станции

Рисунок 2.1. Схема привода ленточного конвейера:

1 - приводной барабан; 2 - муфта; 3 - редуктор; 4 - тормоз; 5 - электродвигатель.

Ленточный конвейер оборудован фрикционным приводом с приводным барабаном, передающим тяговое усилие на ленту трением. Привод однобарабанный. Фрикционный привод дает возможность получать постоянную скорость движения. Привод состоит из барабана, передаточных механизмов (муфт и редуктора), т.к. конвейер имеет возможность установки под наклоном, то устанавливаем также тормоз, препятствующий, в случае выключения двигателя, самопроизвольному движению вниз ленты под действием силы тяжести груза и ленты.

К преимуществам данного привода относятся: простота конструкции (облегчение ремонта), высокая надежность, небольшие габариты, малая себестоимость и удобство в эксплуатации.

В современных условиях развития науки и техники становится актуальной задача всеобщей автоматизации и механизации производства. Это обеспечивается применением различных по конструкции электрических приводов технологического оборудования, основных и вспомогательных машин, механизмов и комплексов.

Электрический привод представляет собой сложный комплексный механизм, содержащий значительную долю сложных и ответственных деталей, поэтому проектирование любого привода должно сопровождаться тщательным анализом и проработкой на всех этапах: от формулирования технического задания, до разработки технологии его изготовления и сборки.

Целью является создание конструкции привода ленточного конвейера, содержащего в своем составе трехступенчатый редуктор. Эффективная конструкция узлов, деталей, и, в целом привода, сущность и методы решения, поставленной перед конструктором оказывают наиболее весомое влияние на технологические, эксплуатационные, эргономические, эстетические и, конечно, функциональные характеристики изделия, а, следовательно, на его себестоимость.

Сегодня, когда конкурентный рынок вынуждает производителей переходить к наиболее качественным и дешевым продуктам, особенно важно оценить все аспекты проектирования, чтобы, еще на стадии его разработки, избежать неэффективного использования ресурсов.

Я ставит своей целью проектирование надежной, качественной и технологичной конструкции привода ленточного конвейера, чтобы на конкретном примере применить полученные знания и навыки в ходе изучения общенаучных и технических дисциплин, а также понять как конкретные элементы конструкции деталей машин влияет на весь жизненный цикл изделия, его качество и конкурентоспособность.

2.1.1. Кинематический и силовой расчет привода

Определяем необходим мощность привода (кВт) по формуле :

, (2.1.1)

Определяем мощность привода с учетом потерь в кинематической цепи:

, (2.1.2)

где - общий КПД привода.

,

где - КПД муфты, принимаем 0,98;

- КПД подшипников качения (пары), принимаем 0,99;

- КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи, принимаем 0,98;

Определяем частоты вращения приводного вала электродвигателя:

, (2.1.3)

Принимаем ориентировочно передаточное число привода:

,

где - передаточное число редуктора, принимаем 15,39

Определяем ориентировочно необходимую частоту вращения вала электродвигателя:

, (2.1.4)

По P и n выбираем электродвигатель АИР 180S2, у которого P_эл=22 кВт, n_эл=1470 мин^-1.

Уточняем фактическое передаточное число привода:

, (2.1.5)

Разбиваем передаточное число редуктора по ступеням. По формуле определяем передаточное число быстроходной ступени:

, (2.1.6)

,

что удовлетворяет требованиям.

Определяем передаточное число промежуточной ступени:

, (2.1.7)

,

что удовлетворяет требованиям.

Передаточное число тихоходной ступени:

,

Определяем потребное отношение межосевых расстояний:

, (2.1.8)

,

округляем до ближайшего значения из ряда 1.

, (2.1.9)

,

Определяем параметры зазора между тихоходной шестерней и быстроходным колесом для трехступенчатого редуктора:

, (2.1.10)

, (2.1.11)

, (2.1.12)

, (2.1.13)

Запишем условие обеспечения зазора:

, (2.1.14)

, (2.1.15)

- условие выполняется.

Определяем крутящие моменты на валах.

Определим крутящий момент на выходном валу:

, (2.1.16)

.

Определим крутящий момент на предыдущем валу:

, (2.1.17)

где - передаточное число между выходным (n) и предыдущим (n-1) валом;

- КПД передачи.

Определим частоты вращения валов:

, (2.1.18)

где -частота вращения предыдущего вала;

передаточное число между предыдущим (n) и предыдущим (n+1) валом;

Результаты расчетов сведем в таблицу 2.1.1.

Таблица 2.1.1

Значения частот вращения и крутящих моментов на валах редуктора

Вал	Т, Н·м	n, мин-1
1	145,9	1470
2	483,8	443,3
3	2195,5	97,7
4	2195,5	97,7

2.1.2 Расчет зубчатых передач

2.1.2.1 Расчет быстроходной ступени

Производим расчет прямозубой цилиндрической передачи со следующими исходными данными (см. таблицу 2.1.1): крутящий момент на колесе Т₂= 483,8 Н·м; частота вращения колеса n₂=443,3 мин^-1; передаточное число U=3,316; нагрузка умеренная с кратковременными перегрузками.

Выбираем материал зубчатых колес сталь 45 ГОСТ 1050-74 с сочетанием термообработки: шестерня - улучшение 269…302 HВ, у_т=650 МПа; колесо - улучшение 235…262 HB, у_т=540 МПа.

Допускаемые напряжения определяем:

для шестерни: ,

,

,

;

для колеса: ,

,

,

.

Определяем срок службы передачи (ч) при 10 годах работы привода:

, (2.1.19)

.

Определяем число циклов нагружения:

, (2.1.20)

.

Определяем эквивалентный крутящий момент на колесе:

, (2.1.21)

где Т₂ - наибольший из длительно действующих на колесе крутящих моментов по циклограмме;

Т_2i - крутящий момент, соответствующий i-й ступени циклограммы;

N_i - число циклов напряжений, соответствующее i-й ступени циклограммы;

N_к - общее число циклов напряжений, соответствующее заданному сроку службы.

.

Определим параметр ш_bd по формуле:

, (2.1.22)

где ш_bа - относительная ширина колеса - параметр, зависящий от расположения зубчатых колес относительно опор, при симметричном расположении принимаем относительную ширину колеса ш_bа=0,5.

.

Для быстроходной передачи в редукторе, выполненном по развернутой схеме, твердости колеса НВ<350 и ш_bd=1,512 принимаем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий К_Нв=1,28.

Определяем значение допускаемого контактного напряжения для прямозубой передачи: принимаем меньшее среди у_нр1 и у_нр2 : у_нр=у_нр2=700 Мпа.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

, (2.1.23)

где К_а - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач принимаем К_а=430.

.

Определяем ширину зубчатых колес.

Ширина колеса:

, (2.1.24)

.

Ширина шестерни:

, (2.1.25)

.

Округляем полученное значение в соответствии с рядом номинальных линейных размеров до =104 мм.

Определяем модуль передачи:

, (2.1.26)

.

Принимаем стандартный m=4 мм.

Определяем суммарное число зубьев:

, (2.1.27)

.

Определяем число зубьев зубчатых колес:

Число зубьев шестерни:

, (2.1.28)

.

Число зубьев колеса:

, (2.1.29)

Определяем фактическое передаточное число зубчатой передачи:

, (2.1.30)

.

Проверяем соблюдение условия:

.

- условие выполняется.

Определяем основные размеры зубчатых колес:

Делительные диаметры зубчатых колес:

, , (2.1.31), (2.1.32)

, .

Диаметры окружностей вершин зубьев:

,, (2.1.33), (2.1.34)

,.

Диаметры окружностей впадин зубьев:

,, (2.1.35), (2.1.36)

,.

Определяем силы, действующие в зацеплении:

Окружная:

, (2.1.37)

.

Радиальная:

, (2.1.38)

где при отсутствии угловой коррекции б принимается равным 20^о.

.

Осевая сила в зацеплении отсутствует.

Определяем окружную скорость на колесе:

, (2.1.39)

.

Назначаем 8-ю степень точности передачи.

Выполняем проверочный расчет на выносливость при изгибе.

Определяем эквивалентную окружную силу:

, (2.1.40)

где q_F - показатель степени кривой усталости при расчете на изгибную выносливость, для закаленных и улучшенных колес принимается q_F=6.

Устанавливаем коэффициенты:

К_fб - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, К_fб=1 для прямозубых колес;

К_fв - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, К_fв=1,26, при К_Hв=1,28 и b_w/m=40;

К_А - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку, К_А=Т_max/T ; К_А=1,6/1=1,6.

Определяем удельную окружную силу:

, (2.1.41)

где д_F =0, 16 для прямозубых колес;

g₀ - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев, для прямых зубьев при НВ?350 - g₀=0,06.

.

Определяем динамическую добавку:

, (2.1.42)

.

Определяем коэффициент К_Fн:

, (2.1.43)

.

Определяем коэффициент нагрузки:

, (2.1.44)

.

Определяем коэффициенты формы зуба в зависимости от эквивалентного числа зубьев Z_v: Y_fs1 =4,137, Y_fs2 =3,6.

Коэффициенты Y_в и Y_е для прямых зубьев равны 1.

Определим коэффициент торцового перекрытия:

, (2.1.45)

.

Определяем расчетное местное напряжение при изгибе колеса:

, (2.1.46)

.

Определяем расчетное местное напряжение при изгибе шестерни:

, (2.1.47)

.

Определяем выполнение условий выносливости зубьев колес при изгибе:

,.

, - условия выполняются.

Таким образом, условия изгибной выносливости выполняются.

Выполняем проверочный расчет на контактную выносливость.

При в=0 коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления Z_H=2,41.

Определяем коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

, (2.1.48)

.

Определяем контактное напряжение в полюсе зацепления:

, (2.1.49)

.

Для 8-й степени точности, твердости зубьев НВ?350 и окружной скорости V=5,85 м/с, устанавливаем значение коэффициента, учитывающего динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении К_Hн=1,08.

Определяем коэффициент нагрузки K_H:

, (2.1.50)

где К_Нб - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямых зубьев К_Нб=1.

.

Определяем величину действительного контактного напряжения:

, (2.1.51)

.

Определяем выполнение условия контактной выносливости по:

.

- условие выполняется.

Производим проверку эффективности использования материала зубчатых колес:

- условие выполняется.

Выполняем проверочные расчеты при действии кратковременной максимальной нагрузки:

, (2.1.52)

,

.

- условие выполняется.

, (2.1.53)

,

,

.

- условие выполняется;

- условие выполняется

Условия прочности при кратковременной перегрузке выполняются.

2.1.2.2 Расчет промежуточной ступени

Производим расчет прямозубой цилиндрической передачи со следующими исходными данными (см. таблицу 2.1.1): крутящий момент на колесе Т₂= 2195,5 Н·м; частота вращения колеса n₂=97,7 мин^-1; передаточное число U=4,538; нагрузка умеренная с кратковременными перегрузками.

Выбираем материал зубчатых колес сталь 45 ГОСТ 1050-74 с сочетанием термообработки: шестерня - улучшение 269…302 HВ, у_т=650 МПа; колесо - улучшение 235…262 HB, у_т=540 МПа.

Допускаемые напряжения определяем:

для шестерни: ,

,

,

;

для колеса: ,

,

,

.

Определяем срок службы передачи (ч) при 10 годах работы привода:

,

.

Определяем число циклов нагружения:

,

.

Определяем эквивалентный крутящий момент на колесе:

,

где Т₂ - наибольший из длительно действующих на колесе крутящих моментов по циклограмме;

Т_2i - крутящий момент, соответствующий i-й ступени циклограммы;

N_i - число циклов напряжений, соответствующее i-й ступени циклограммы;

N_к - общее число циклов напряжений, соответствующее заданному сроку службы.

.

Определим параметр ш_bd :

,

где ш_bа - относительная ширина колеса - параметр, зависящий от расположения зубчатых колес относительно опор, при несимметричном расположении принимаем относительную ширину колеса ш_bа=0,315 .

.

Для быстроходной передачи в редукторе, выполненном по развернутой схеме, твердости колеса НВ<350 и ш_bd=0,9 принимаем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий К_Нв=1,27.

Определяем значение допускаемого контактного напряжения для прямозубой передачи: принимаем меньшее среди у_нр1 и у_нр2 : у_нр=у_нр2=700 Мпа.

Определяем ориентировочное межосевое расстояние:

,

где К_а - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач принимаем К_а=430.

.

Определяем ширину зубчатых колес.

Ширина колеса:

,

.

Ширина шестерни:

,

.

Определяем модуль передачи:

,

.

Прин...