Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа №1

«Изучение устройства, основных технических параметров и методики общего расчета ленточных конвейеров»

Цель работы: Изучение устройства, основных технических параметров и методики общего расчета ленточных конвейеров.

Краткие теоретические сведения

Ленточные конвейеры

Конвейер - это устройство для перемещения материалов до мест потребления. Конвейерами перемещают сыпучие кусковые материалы, штучные грузы, а так же пластичные смеси бетонов и растворов.

Ленточные конвейеры широко применяют для непрерывного транспортирования различных материалов в горизонтальном или наклонном направлениях. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тонн в час) и значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров).

В строительстве используют передвижные и стационарные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния.

Передвижные ленточные конвейеры изготавливают длиной 5, 10 и 15 м. Они оборудуются колесами для перемещения вручную или в качестве прицепа к тягачу. Стационарные ленточные конвейеры для удобства монтажа составляют из отдельных секций длинной 2-3 м и общей протяженностью 40-80 м.

Ленточные конвейеры широко используются как транспортирующие органы в конструкциях траншейных и роторных экскаваторов, бетоноукладчиков и других машин, где их параметры определяются параметрами основной машины.

Основным транспортирующим и тяговым органом ленточного конвейера является бесконечная прорезиненная лента, огибающая два барабана - приводной и натяжной. Поступательное движение ленты с грузом создается силами трения, действующими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение барабан получает от привода состоящего из электродвигателя, редуктора, соединительных и предохранительных муфт, системы управления и автоматики. Верхняя рабочая и нижняя холостая ветви поддерживаются верхними и нижними роликоопорами. Для предотвращения провисания ленты между роликоопорами, а также для увеличения тягового усилия лента натягивается винтовым, канатно-блочным или пружинным натяжным устройством.

Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через специальную воронку. Съем материала может производиться через приводной барабан или в промежуточных пунктах с помощью специальных сбрасывающих устройств. Для предотвращения самопроизвольного обратного хода ленты после остановки конвейера на валу приводного барабана устанавливается тормоз.

Для транспортирования строительных материалов применяют тканевые прорезиненные ленты, состоящие из нескольких слоев (прокладок) ткани (бельтинга). Растягивающую нагрузку воспринимают только тканевые прокладки, которые изготавливают из хлопчатобумажных или более прочных синтетических волокон.

В конвейерах большой длины и производительности прочность прорезиненной ленты с прокладками из синтетических волокон оказывается недостаточной. В этих случаях применяют несколько последовательно расположенных самостоятельных конвейеров, составляющих общую длину трассы, а для тягового и несущего органов применяют резино-тросовые ленты, у которых в качестве прокладок использованы тонкие стальные проволочные канаты при 6-8-ми кратном запасе прочности.

При транспортировании на дальние расстояния применяют так же конвейеры с раздельным тяговым и несущим органами. В качестве тягового органа используют стальные канаты или цепи, а несущего - облегченную прорезиненную ленту специальной формы, опирающуюся на тяговый канат или тяговую цепь.

Общий вид и конструктивное исполнение ленточного транспортера представлено на (рис. 1, 1а, 1б)

Рисунок 1 - Схема ленточного конвейера:

1 - приводной барабан; 2 - роликоопоры грузовой ветви; 3 - лента; 4 - натяжной барабан; 5 - натяжное устройство; 6 - опора конвейера; 7 - рама; 8 - роликоопора холостой ветви; 9 - привод конвейера.

Рисунок 1а - Конструктивное исполнение

Рисунок 1б - Приводной барабан

Разновидность верхних роликовых опор представлена на (рис. 2, 2а).

Рисунок 2 - Разновидности верхних роликовых опор:

А- однороликовая, Б- двухроликовая, В - трехроликовая.

1 - площадь поперечного сечения материала на ленте, 2- лента, 3 - верхние роликовые опоры.

Рисунок 2 а - Верхние и нижние роликовые опоры

Рисунок 3- Общий вид ленты

Рисунок 4 - Натяжной барабан

Рисунок 5 - Натяжное устройство

Привод конвейера 9 состоит из электродвигателя, редуктора, муфт (соединительных и предохранительных), систем управления и автоматики

Рисунок 6 - Электродвигатель

Рисунок 7 - Редуктор



Рисунок 8 - Элементы системы управления и автоматики

Рисунок 9 - Перемещение материала



Вариант № 13

Исходные данные:

Транспортируемый материал -13 (песок сухой),

массовая производительность конвейера - Q =80 т/ч,

длина конвейера - L =_100_м,

угол уклона конвейера - г =_-5є,

вид верхних роликовых опор - А.

Последовательность расчета

1. Расчет ширины ленты

Если принять угол развала между роликами в двух- и трех роликовых опорах 120⁰, то площади поперечного сечения материала на ленте F и ширину ленты В (рис.2) можно выразить следующим образом:

для однороликовых опор

F = ј b² f tgц_p, (1.1)

где b - ширина основания сечений материала на ленте, м;

f = 0,8 - коэффициент округления шапки сечения материала в движении;

ц_p - расчетный угол естественного откоса материала, град., (табл. 2).

Площадь поперечного сечения материала на ленте F определяется исходя из заданной массовой производительности конвейера Q и принятой скорости движения ленты V_л (табл.2)

.

Q/=3600 F V k, (1.4)

Отсюда F = Q/ (3600· V_л k) = 80/(3600·1,4 ·1,0·0,9) = 0,018 м²

где Q - массовая производительность конвейера, т/ч;

- плотность материала, т/м³ (табл. 2);

V_л - принятая скорость движения ленты, м/с (табл. 2);

k = 0,9 - коэффициент неравномерности загрузки конвейера.

Тогда для однороликовых опор

b = 2·= 2· = 0,5 м(1.5)

B = b + 0,1 = 0,5+0,1 = 0,6 м (1.6)

Принимается ближайшее значение ширины ленты В по стандартному ряду (ГОСТ 22644 - 77). Конвейеры ленточные.

В = 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, (2250), 2500, (2750), 3000 мм.

B_ф = 650 мм.

2. Расчет уточненного значения скорости движения ленты

V_y = Q / 3600··F_ф·k = 80/3600·1,4·0,022·0,9= 0,8м/с(1.7)

где F_ф - фактическая площадь поперечного сечения материала ленте, м².

Для однороликовых опор

F_ф = ј b_ф² f tg_p ⁼ ј·0,55² ·0,8· = 0,022 м² (1.8)

b_ф = В_ф - 0,1=0,65-0,1=0,55 м (1.11)

где В_ф, - фактическая ширина ленты, м;

f = 0,8 - коэффициент округления «шапки» сечения материала движении;

ц_p - расчетный угол естественного откоса материала, град. (табл. 2).

3. Расчет диаметров барабанов, диаметра роликов и количества верхних роликовых опор

d_б =0,5 В_ф = 0,5·650 = 325 мм (1.12)

L_б=В_ф +100= 650+100=750 мм (1.13)

d_p =0,1 В_ф = 0,1·650 = 65 мм (1.14)

n_p== 100/1,3= 76,9=80 шт (1.15)

где B_ф - принятая ширина ленты, мм;

L - длина конвейера, м;

t - расстояние между верхними роликовыми опорами, м (табл. 7);

D_б - диаметр барабана, мм;

d_р - диаметр роликов, мм;

n_р - количество верхних роликовых опор, шт.

4. Расчет мощности привода конвейера

N=(Q/360₀)·с(L_r±Н)+0,02·сqL_гV_у=(80/360·0,8)+0,02·0,06·19,5·99,62 ·0,8 N= 3,68=3,7 (1.16)

где Q - массовая производительность конвейера, т/ч;

С = 0,06 - общий коэффициент сопротивления движению ленты;

L_r = L cosг - дальность транспортировки по горизонтали, м;

Н = L sinг - высота подъема или спуска конвейера, м;

г - угол подъема или уклона конвейера, для горизонтальных конвейеров Н=0, для конвейеров, работающих на подъем или спуск Н принимается соответственно со знаками + или - .

q = 30 В_ф - масса одного погонного метра движущихся

элементов конвейера, кг/м;

В_ф. - фактическая ширина ленты, м;

V_у - уточненная скорость движения ленты, м/с;

з₀ = 0,8 - общий КПД привода.

По расчетной мощности привода выбираем электродвигатель (табл.3):

электродвигатель серии 4A100;

мощность электродвигателя, кВт N_д. =3.7;

частота вращения вала электродвигателя, об/мин n_д = 1500;

диаметр вала электродвигателя, мм d = 28.

5. Расчет окружного усилия на приводном барабане

Р_б = 102 N_д /V_{y =} 102·3,7/0,8 = 472 (1.17)

где N_д - мощность электродвигателя, кВт;

V_у - уточненная скорость движения ленты, м/с.

6. Расчет максимального натяжения ленты, набегающей на приводной барабан

Согласно теории фрикционного привода

S_max =(eP_б k_з ) (е - 1) = 1903 кг, (1.18)

где е = 2,71 - основание натурального логарифма;

= 0,25 - коэффициент сухого трения ленты по барабану;

= 3,5 радиан (200°) - угол охвата барабана лентой;

P_б - окружное усилие на приводном барабане, кг;

k₃ = 1,2 - коэффициент запаса натяжения ленты.

7. Расчет количества тканевых прокладок в ленте

i_n = S_max k_п / В_ф[]_p = 1903 ·10/65·130=2,3=3(1.19)

где S_max - максимальное натяжение ленты, кг;

k_п =10- общий коэффициент запаса прочности ленты;

[]_p - предел прочности тканевой прокладки по ширине, кг/см (табл.4).

8. Расчет толщины ленты

h_л= i_п h_п + h_о.в. + h_о.н, (1.20)

где h_п - толщина тканевой прокладки, мм (табл. 4);

h_о.в. - толщина верхней резиновой обкладки, мм;

h_о.н - толщина нижней резиновой обкладки, мм.

h_л = (i_п +3)h_п = (3+3) ·1,5 = 9 (1.21)

9. Расчет груза для натяжения ленты

Р_г = 2*S_max =2 ·1903=3806 кг (1.22)

где S_max - максимальное натяжение ленты, набегающей на приводной барабан, кг.



10. Расчет передаточного отношения редуктора

i_р = n_д / n_б = 1500/47 = 32 (1.23)

где n_д - частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

n_б - частота вращения вала барабана, об/мин.

n_б = 60 V_y / D_б = 60·0,8/·0,325=47 об/мин (1.24)

где V_y - уточненная скорость движения ленты, м/с;

D_б - диаметр барабана, м.

По конструктивным размерам вала электродвигателя и передаточному отношению редуктора выбираем типоразмер (табл. 5):

мощность, кВт; момент на валу червяка, кг см;

частота вращения вала червяка, об/мин; диаметр вала червяка, мм.

конвейер ленточный момент крутящий

11. Расчет крутящего момента на валу барабана

М_б.= (1000*60*N_д*0,102*₀)_? / 2* n_д (1,25)

М_б=(1000·60·3,7·0,102·0,8)/(2·1500)=1,9=2кгсм

где N_д - мощность электродвигателя, кВт;

n_д - частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

₀ = 0,8 - общий КПД конвейера.

По диаметрам валов электродвигателя и валу зубчатого колеса редуктора, номинальному моменту M_б выбираем типоразмер муфты для соединения вала электродвигателя с валом редуктора и валом барабана (табл. 6):

диаметр посадочного отверстия, мм;

номинальный передаточный крутящий момент, кг см.

12.Сводная таблица результатов расчета

Таблица 1 - Сводная таблица результатов расчета

Параметр	Обозначение	Значения
Массовая производительность конвейера	Q, т/ч	80
Длина конвейера	L, м	100
Угол наклона конвейера	, 0	-5
Вид верхних роликовых опор	А, Б, В	А
Ширина ленты	Вф, м	0,65
Скорость движения ленты	VФ, м/с	0,8
Толщина ленты	h л, мм	1,5
Количество тканевых прокладок	i, шт	3
Диаметры	Барабана	Dб, мм	325
	Роликов	dб, мм	65
Электродвигатель	Серия	4А	100
	Мощность	Nд, кВт	3,7
	Частота вращения вала	nд , об/мин	1500
	диаметр вала	d, мм	28
Редуктор	Тип	РЧУ -	80
	передаточное отношение	iр	32
	крут. момент	М, кг см	15,9
	Мощность	N, кВт	3,7
	частота вращ. вала	n, об/мин	1500
	диаметр вала	d, мм	25
Муфта	Тип	МУВП -	5
	диаметр посад. отверстия	d, мм	25,28
	номинальный крут. момент	М, кг см	12,5



Список литературы

1.Бакшеев В.Н. Собрание трудов. Том 3. Строительные машины. Учебник для строительных вузов. - Тюмень: Изд-во “Вектор Бук ”, 2003. - 360 с.

2. ГОСТ 22644-77 «Конвейеры ленточные». - М.: Госкомитет стандартов, 1977. - 23 с.

3. Гулиа Н.В., Клоков В.Г., Юрков С.А. Детали машин: Учебник. - 2-е изд. испр. - СПб: Издат. «Лань», 2010. - С.317-332.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 2 - Расчетный угол естественного откоса материала _р, плотность материала и рекомендуемая скорость движения ленты V_л.

№	Материалы	р	, т/м3	Vл, м/с
1	опилки древесные сухие	10	0,16-0,2	0,4-0,8
2	опилки древесные влажные	15	0,25-0,32	1,0-2,0
3	торф мелкокусочный сухой	10	0,35-0,5	0,5-1,0
4	мел порошкообразный сухой	10	0,95-1,2	0,4-0,8
5	зола сухая	10	0,4-0,6	0,4-0,8
6	шлак сухой	10	0,6-0,8	0,5-1,0
7	шлак влажный	10	0,9-1,0	1,0-2,0
8	глина мелкокусочная сухая	15	1,0-1,3	1,0-2,0
9	глина сырая	15	1,5-1,8	2,0-4,0
10	гипс порошкообразный сырой	20	0,8-1,0	0,4-0,8
11	известь мелкокусочная сухая	10	1,2-1,5	0,5-1,0
12	известь гашеная влажная	10	1,8-2,0	2,0-4,0
13	песок сухой	20	1,4-1,6	1,0-2,0
14	песок влажный	15	1,8-2,0	2,0-4,0
15	цемент сухой	10	1,0-1,3	0,4-0,8
16	песчано-гравийная смесь	15	1,8-2,0	2,0-4,0
17	гравий сухой	15	1,6-1,7	2,0-4,0
18	щебень мелкокусочный сухой	15	1,8-2,0	2,0-4,0
19	щебень среднекусочный сухой	15	1,6-1,7	2,0-4,0
20	щебень крупкокусочный сухой	15	1,3-1,5	2,0-4,0

Таблица 3 -Электродвигатели фланцевые 3-х фазные асинхронные с короткозамкнутым ротором серии 4А (ГОСТ 19523-74)

Серия электродвигателя	Мощность N, кВт при частоте вращения вала n, об/мин	Диаметр вала d, мм
	750	1000	1500
4АА50	-	-	0,06-0,09	9
4АА56	-	-	0,12-0,18	11
4АА63	-	0,18-0,25	0,25-0,37	14
4А71	0,25	0,37-0,55	0,55-0,75	19
4А80	0,35-0,55	0,75-1,1	1,1-1,5	22
4А90	0,75-1,1	1,5	2,2	24
4А100	1,5	2,2	3,0-4,0	28
4А112	2,2-3,0	3,0-4,0	5,5	32
4А132	4,0-5,5	5,5-7,5	7,5-11,0	38
4А160	7,5-11,0	11,0-15,0	15,0-18,5	42
4А1680	15,0	18,5	2,2-30,0	48
4А200	18,5-22,0	22,0-30,0	37,0-45,0	55
4А225	30,0	37,0	55,0	65
4А250	37,0-45,0	45,0-55,0	75,0-90,0	75
4А280	55,0-75,0	75,0-90,0	110-132	80

Таблица 4 - Ленты резинотканевые типа ЛКРТк (ГОСТ 22644-77)

Марка материала прокладки (ГОСТ 20-76)	Ткань прокладок	Предел прочности на разрыв по ширине []р, кг/см	Толщина тканевой прокладки hп, мм	Ширина ленты В, мм
БКНЛ-65	Из комбинированных нитей хлопок-полиэфир	65	1,1	100-2000
БКНЛ-100		100	1,4	100-3000
БКНЛ-130		130	1,5	650-3000
БКНЛ-150		150	1,6	650-3000
ТА-100	Из полиамидных нитей	100	1,4	100-3000
ТА-150		150	1,6	650-3000
ТА-200		200	1,8	800-3000
ТА-300		300	1,9	1000-3000
ТА-400		400	2,0	1000-3000
ТК-100		100	1,4	1000-3000
ТК-150		150	1,6	650-3000
ТК-200		200	1,8	800-3000
ТК-300		300	1,9	1000-3000
ТК-400		400	2,0	1000-3000
ТЛК-200	Из полиэфирных тканей	200	1,8	800-3000
ТЛК-300		300	1,9	1000-3000
МЛК-300		300	1,9	1000-3000
МЛК-400		400	2,0	1000-3000

Таблиц 5 - Редукторы червячные типа РЧУ (ГОСТ 13563-68)

Типо-размер	Переда- точное отно- шение i	Мощность N, кВт и момент на валу червячного колеса М, кг·см при частоте вращения вала червяка n, об/мин	Диаметр вала червяка d, мм
		750	1000	1500
		N	M	N	M	N	M
РЧУ-40	8,0-63,0	0,05-0,35	2,75-3,1	0,1-0,45	2,75-3,0	0,1-0,6	2,6-2,7	16
РЧУ-50	8,0-80,0	0,1-0,7	4,1-6,0	0,1-0,85	4,0-5,6	0,15-1,1	3,8-5,0	16
РЧУ-63	8,0-63,0	0,15-1,25	8,4-11,5	0,2-1,6	8,7-10,5	0,25-2,1	8,2-9,8	22
РЧУ-80	8,0-80,0	0,3-2,5	17,2-22,5	0,4-3,1	16,4-21,1	0,55-4,1	15,9-18,9	25
РЧУ-100	8,0-63,0	0,45-4,4	33,2-41,2	0,7-5,5	31,8-39,2	0,9-6,8	30,5-32,4	32
РЧУ-125	8,0-80,0	0,9-8,0	57,3-74,5	1,15-9,9	56,1-70,1	1,5-12,0	51,5-57,3	36
РЧУ-160	8,0-63,0	1,8-16,1	120-150	2,2-17,8	116-127	3,0-20,4	98,5-117	40

Таблица 6 - Муфты универсальные втулочно-пальцевые типа МУВП (ГОСТ 21424-75)

Типоразмер	Диаметры посадочных отверстий d, мм	Номинальный передаточный крутящий момент М, кг см
МУВП-1	10,11,12,14	0,63
МУВП-2	16,18	1,6
МУВП-3	16,18,20,22	3,15
МУВП-4	20,22	6,3
МУВП-5	25,28	12,5
МУВП-6	32,36,40,45	25,0
МУВП-7	40,45,50,56	50,0
МУВП-8	50,56,63	100,0
МУВП-9	63,71,80,90	200,0
МУВП-10	80,90,100,110	400,0

Таблица 7 - Расстояние между верхними роликовыми опорами t, м и количество тканевых прокладок на ленте i_п, шт

Ширина ленты В, мм	Плотность материала , т/м3	Количество тканевых прокладок, iп, шт
	< 0,8	0,85-1,6	1,65-2,0
400	1,5	1,4	1,4	3-5
500	1,5	1,4	1,4	3-5
650	1,4	1,3	1,3	3-5
800	1,4	1,3	1,3	3-6
1000	1,3	1,2	1,2	4-8
1200	1,3	1,2	1,2	4-8
1400	1,3	1,2	1,2	6-10
1600	1,3	1,2	1,1	7-10
1800	1,2	1,1	1,0	8-12
2000	1,1	1,0	1,0	10-12

Размещено на Allbest.ru

...