Расчёт внутризаводского ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра организации перевозок и управления на транспорте

Контрольная работа

по дисциплине «Специальные виды транспорта»

тема: «Расчёт внутризаводского ленточного конвейера»

Новокузнецк 2012

Содержание

Введение

1. Расчет производительности ленточного конвейера

2. Выбор скорости движения ленты конвейера

3. Расчет ширины ленты конвейера

4. Расчет распределенных и сосредоточенных сопротивлений

5. Определение допустимых максимального и минимального натяжений ленты конвейера

6. Методика разбивки конвейера на ставы

7. Тяговый расчет става методом обхода по контуру

8. Расчет мощности двигателя привода конвейера

9. Расчет фактора тяги и выбор схемы привода става

10. Определение диаметров барабанов на ставах конвейера

Введение

Ленточные конвейеры широко используются в металлургической, горнодобывающей и других видах промышленности. Их использую для транспортировки насыпных и штучных грузов как на набольшие расстояния, так и на большие расстояния. Простота и надежность их конструкции обеспечивает их работу в течении длительного времени.

Ленточные конвейеры можно использовать как взакрытых, так и на открытых участках, что объясняет их широкое использование в промышленности.

Конвейеры относятся к машинам непрерывного типа действия и характеризуются непрерывным перемещением грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или отдельными порциями. Штучные грузы также перемещаются непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим.

Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками.

Вариант - 1. Уголь каменный.

Исходные данные:

Плотность груза - 0,8 т/м³

Размер характерного куска, мм - 80

Угол наклона трассы, град - +18

Длина трассы, км - 2

Годовой объём перевозок млн.т - 1

Рабочих дней в году - 365

Количество смен в сутки - 1

Продолжительность рабочей смены, час - 12

1. Расчет производительности ленточного конвейера

Важным условием для расчета ленточного конвейера, является определение требуемой производительности. Она зависит от годового объема транспортирования груза данным техническим средством в заданных условиях. Производительность различают техническую и эксплуатационную.

Техническая (паспортная) производительность - это количество перемещаемого в единицу времени груза при рациональном, предусмотренном расчетами, заполнении грузонесущего элемента и при сохранении постоянной рабочей скорости движения тягового элемента.

Техническая производительность Q_Т,т/ч, определяется только техническими параметрами транспортирующей машины и условиями работы, и может быть рассчитана по формуле:

, (1)

где Q_ГОД- годовой объем транспортирования, т/год;

Д - количество рабочих дней в году;

n_СМ- количество рабочих смен в сутки;

t- продолжительность рабочей смены, час;

t_П - продолжительность перерывов в течении смены, час;

R - коэффициент надежности конвейера, R = 0,85ч0,95.

Эксплуатационную производительность конвейера определяют с учетом действующих местных эксплуатационных условий - степени заполнения грузонесущего элемента машины, использования ее по времени и т.д. Таким образом, эксплуатационная производительность зависит не только от технических параметров машины, но и от фактических условий эксплуатации. Для реальных условий работы конвейера, определяется эксплуатационная часовая производительность Q_Э, т/ч, по формуле:

, (2)

где К_Н- часовой коэффициент неравномерности загрузки конвейерной линии. К_Н= 1,1.

2. Выбор скорости движения ленты конвейера

При выборе скорости движения ленты конвейера учитывается характеристика транспортируемого груза, в частности такие его свойства, как абразивность, влажность, липкость и т.д. Основным параметром является гранулометрический состав. лента конвейер сопротивление став

Гранулометрический состав (крупность) насыпного груза - это количественное распределение частиц груза по крупности. Крупность насыпного груза определяется размером характерного куска материала, который обозначается a и измеряется в миллиметрах.

По гранулометрическому составу уголь относится к классу среднекусковых (a от 80 до 160 мм).

В каждом классе по характеру однородности частиц, груз может быть отнесен к рядовому или сортированному.

Каменный уголь относится ксортированному,т.к., т.е. отношение максимальной и минимальной крупности куска насыпного материала в штабеле более 2,5.

Скорость транспортирования выбираем 1,6 м/сисходя из крупности материала и угла наклона грузонесущего элемента, согласно стандартному ряду скоростей по ГОСТ 22644 - 77.

3. Расчет ширины ленты конвейера

Ширина лентыВ, м, определяется по формуле:

, (3)

где С_П- коэффициент заполнения ленты;

К_у - коэффициент уменьшения площади сечения груза на наклонном конвейере;

с - плотность транспортируемого материала, т/м³;

V- скорость движения ленты конвейера, м/с.

Рассчитываем ширину ленты для прямой роликоопоры:

Для двухроликовой:

Результат округляем до ближайшего значения по стандарту и получаем 650мм. ГОСТ 22644 - 77: 300; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2000; 2500; 3000 мм.

Принимаем ширину ленты 800 мм.

4. Расчет распределенных и сосредоточенных сопротивлений

Общее сопротивление при установившемся движении ленты по всей трассе загруженного конвейера равно тяговому усилию привода.

Так как лента конвейера имеет прямолинейные и изгибающиеся участки, то при движении ленты возникают два вида сопротивлений: линейные или распределенные и сосредоточенные.

Расчет распределенных сопротивлений.

Распределеннымиили линейными называются сопротивления, действующие на прямолинейных участках груженой и порожней ветвях ленты конвейера.

Величина этих сопротивлений зависит как от типа ленты, конструкции конвейера, массы груза, так и от длины и направления транспортирования груза.

Для определения распределенных сопротивлений рассчитываются следующие показатели:

а) погонная масса грузаq_ГР, кг/м, - это количество груза, приходящееся на один метр длины ленты конвейера, определяется по формуле:

; (4)

б) погонная масса лентыq_л, кг/м,- это вес одного метра ленты, определяется по формуле:

, (5)

гдеВ - ширина ленты принятая по ГОСТу, м;

е - масса одного квадратного метра ленты, кг/м².

Для расчётов принимаем резинотканевую ленту БКНЛ-150 с 5 тканевыми прокладками.

в) погонная масса вращающихся частей роликоопорq_р, кг/м, - масса вращающихся частей роликоопор, приходящаяся на один метр длины ленты и создающая сопротивление движению ленты.

Для грузовой ветви ленты конвейера:

. (6)

Для порожней ветви ленты конвейера:

, (7)

где G_Р- масса вращающихся частей роликоопор, G_Р=19кг;

L_РГ, L_РП - шаг роликоопор, соответственно на груженой и порожней ветвях конвейера, т.е. L_РГ=1,4м,

Для определения распределенных сопротивлений, на грузовой W_ГР, Н и порожней W_П, Н, используются следующие формулы:

- для участков грузовой ветви:

; (8)

- для участков порожней ветви:

, (9)

гдеL, H - горизонтальная и вертикальная проекции участков трассы конвейера, м: ,

щ_ГР, щ_П- коэффициенты сопротивления движению ленты, соответственно на груженой и порожней ветвях конвейера. щ_ГР = 0,023, щ_П= 0,03;

g - ускорение свободного падения, g =9,8м/с².

5. Определение допустимых максимального и минимального натяжений ленты конвейера

Максимальное допустимое натяжение ленты на разрыв [T_max] , кН, зависит от типа ленты, ее ширины, угла наклона трассы и может быть определено по нижеприведенным формулам.

Для резинотканевых лент:

, (10)

где S_p - номинальная прочность тяговой прокладки на разрыв, S_p=1,5кН/см.

i- количество тяговых прокладок, i =7 шт;

В - ширина ленты, см;

n - коэффициент запаса прочности, т.к. количество прокладок 7, а угол наклона трассы более 12є, то n = 10.

Минимальное допустимое натяжение ленты не должно допускать пробуксовывания ленты на концевых барабанах и провисания ленты между роликоопорами.

Допустимое минимальное натяжение ленты [T_min], Н, как для резинотканевых, так и для резинотросовых лент определяется по формуле:

, (11)

где q_РГ-погонная масса вращающихся частей роликоопор груженой ветви конвейера, кг/м;

q_л-погонная масса ленты, кг/м;

l_РГ- шаг роликоопор по груженой стороне, м;

g - ускорение свободного падения, м/с².

6. Методика разбивки конвейера на ставы

Конвейеры большой длины сложны в обслуживании, в создании необходимых тяговых сил и первоначального натяжения ленты. Кроме этого, возникают большие сопротивления движению ленты, что ускоряет износ ленты, приводит к её обрывам и требует применения двигателей повышенной мощности.

Поэтому целесообразно бывает разбить один конвейер на участке транспортирования большой длины на несколько коротких конвейеров с одинаковой длиной. Такие конвейеры называются ставы.

Длина одного става на каждом участке зависит от величины линейных сопротивлений движению ленты, следовательно, и от прочности ленты (чем больше сопротивления движению, тем меньше длина става). При этом длина става определяется исходя из двух основных требований:

1) максимальное натяжение ленты в любой точке става не должно превышать максимально допустимое натяжение ленты на разрыв;

2)минимальное натяжение ленты в любой точке става не должно быть меньше минимально допустимого натяжения ленты.

Таким образом, длина става L_СТ, м,может быть определена по формуле:

, (12)

где W_ПОГ - погонное линейное сопротивление движению ленты наиболее напряженной ветви конвейера (на груженой или порожней ветви), Н/м.

Расчитываем количество ставов:

шт.

Уточняем длину ставов:

7. Тяговый расчёт става методом обхода по контуру

Тяговый расчет выполняется с целью определения:

- натяжения ленты в наиболее характерных точках замкнутого контура ленты на ставе;

- тяговой силы и необходимой мощности двигателя на данном контуре става.

Тяговый расчет выполняется для става каждого участка в следующей последовательности:

1) Вычерчивается схема става, на которой определяются места расположения приводного барабана и натяжного устройства, а следовательно и точек с максимальным и минимальным натяжением ленты.

Привод на конвейере, как правило, располагается в месте наибольшего натяжения ленты для его снижения. Натяжное устройство располагается в месте с наименьшим натяжением, чтобы исключить излишнее провисание ленты или ее пробуксовывание от недостаточного сцепления с поверхностью барабанов.

На схемах место расположения привода с приводным барабаном показывается условным обозначением приводного барабана (с двумя заштрихованными секторами).

2) На схеме става расставляются и нумеруются характерные точки сопряжений прямолинейных и криволинейных участков замкнутого контура ленты (точки перегибов ленты на хвостовом, приводном, натяжном и отклоняющих барабанах).

Нумерация точек ведется с точки минимального натяжения по направлению движения ленты.Нумерация точек на натяжном устройстве и хвостовым барабане рассматривается как для сосредоточенного сопротивления, из-за их близкого расположения на ставе. Схема става изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема става

3) Минимальное натяжение на замкнутом контуре ленты принимается равным расчетному допустимому минимальному натяжению ленты, определенному по формуле (11).

4) Расчет става методом обхода по контуру ведется от точки с минимальным натяжением до точки с максимальным натяжением дважды, в двух направлениях: по и против часовой стрелки.

5) Пошагово определяется натяжение в каждой характерной точке (точке перегиба ленты конвейера) по следующему правилу: натяжение тягового элемента в последующей характерной точке става равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления между этими двумя точками.

6) Натяжения в характерных точках, рассчитанные по указанному правилу, учитывают сосредоточенные сопротивления (от изгиба ленты при огибании барабанов) и распределенные сопротивления движению ленты по грузовой и порожней ветвям ленты.

7) Максимальное натяжение, с учетом действия натяжного устройства, полученное путем тягового расчета, не должно превышать максимального натяжения ленты на разрыв более, чем на 10 %.

8. Расчет мощности двигателя привода конвейера

В ленточном конвейере движущая сила передается на ленту, в основном, при помощи силы трения, возникающей при огибании ленты приводного барабана.

В барабанный привод малой мощности (до 30ч50 кВт) встроены электродвигатель и редуктор. Такие мотор-барабаны особенно необходимы для передвижных, переносных конвейеров, поскольку они компактны, имеют малую массу и небольшие габаритные размеры.

В приводах наклонных конвейеров дополнительно устанавливают стопорное устройство и тормоз, которые при выключении двигателя, препятствуют самопроизвольному движению ленты вниз под действием силы тяжести самой ленты, и находящегося на ней груза.

По количеству приводных барабанов и расположению их в конструкции конвейера, приводы бывают:

- однобарабанные приводы с одним или двумя двигателями;

- двухбарабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами;

- двухбарабанные приводы с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера;

- трехбарабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами;

- трехбарабанные приводы с с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем (головном) и одного на заднем концах конвейера.

Одно-, двух- и трехбарабанные приводы имеют свои преимущества и недостатки.

К преимуществамоднобарабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры, единичный перегиб ленты. Недостатком такого привода является малый угол обхвата лентой приводного барабана.

К преимуществамдвухбарабанногопривода (по сравнению с однобарабанным) относится увеличенный угол обхвата лентой приводных барабанов, повышенная скорость движения ленты; к недостаткам - увеличенные габариты, более сложная конструкция и многократный перегиб ленты, снижающий срок ее службы.

Трехбарабанные приводы, из-за сложности конструкции, многократных перегибов ленты и недостаточной надежности, применяют крайне редко.

Требуемая мощность электродвигателя привода става N₀, кВт, (для любого типа ленты), определяется по формуле:

, (13)

где W₀- тяговое окружное усилие (тяговая сила), Н. Определяется по разности натяжений в точке набегания ленты на приводной барабан, полученных при обходе става в двух направлениях (по ходу часовой стрелки и против):

V - скорость движения ленты конвейера, м/с;

з - коэффициент полезного действия привода, 0,65;

К_З - коэффициент запаса мощности привода, 1,1.

9 Расчет фактора тяги и выбор схемы привода става.

Различные сопротивления движению ленты, действующие по всей её длине, приводят к неравномерному ее натяжению в разных участках замкнутого контура става. По ходу решения задачи, с помощью тягового расчета, были определены натяжения ленты в характерных точках контура - точках сопряжения прямолинейных и криволинейных участков.

Натяжение грузовой ветви ленты на замкнутом контуре става достигает наибольших значений у приводного барабана для большинства принятых схем. Для этих случаев фактор тяги определяется по формуле:

. (14)

Т_НБ и Т_СБ принимаются из тягового расчета натяжения ленты обходом по контуру става.

Тяговая способность привода обеспечивается соответствующим углом обхвата лентой приводного барабана.

Зная фактор тяги, можно определить требуемый угол обхвата лентой приводного барабана б₀, рад, по формуле:

, (15)

где м - коэффициент сцепления ленты с поверхностью, м=0,4.

10. Определение диаметров барабанов на ставахконвейера

Диаметр любого барабана (приводного, хвостового, отклоняющего) ленточного конвейера определяется его назначением, действующим на барабане натяжением, шириной ленты и типом ее тягового каркаса.

Для конвейеров с резинотканевой лентой диаметр барабана D, м,определяется по формуле:

. (16)

где К_{А ?}коэффициент зависящий от прочности тканевых прокладок, принимается 165Н/мм;

К_Б - коэффициент зависящий от назначения барабана, принимается по таблице 1;

i- количество тканевых прокладок в тяговом каркасе ленты, принятое ранее.

Таблица 1- Значения коэффициента К_Б.

Назначение барабана	КБ
Приводной:- однобарабанная схема привода - двухбарабанная схема привода - трёхбарабанная схема привода	1 1,1 1,15
Хвостовой, натяжной	0,8ч0,9
Отклоняющий, в т.ч. отклоняющие ролики	0,5

.

Величина хода натяжного барабана Х, м, на замкнутом контуре одного става определяется по формуле для резинотканевой ленты:

. (17)

В приложении А показана схема ставов конвейера, места расположения барабанов, натяжного устройства, рядовых и специальных роликоопор.

Размещено на Allbest.ru

...