5

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УТИЛИЗАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ ТЭЦ

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

Номер п\п	Наименование документа	Обозначение документа	Формат
1	Схема расположения оборудования	15.03.02 000000 509 СХ	А0
2	Комплекс. Общий вид	15.03.02 000001 509 ВО	А1
3	Шаровая мельница. Общий вид	15.03.02 000002 509 ВО	А1
4	Привод мельницы. Сборочный чертеж	15.03.02 000001 509 СБ	А1
5	Привод конвейера. Сборочный чертеж	15.03.02 000002 509 СБ	А1
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ	4
ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ	5
ВВЕДЕНИЕ	7
1. ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОТЫ КОМПЛЕКСА	10
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
2. РАСЧЕТ МЕЛЬНИЦЫ	17
3. РАСЧЕТ ПРИВОДА ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ	19
4. РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА	44
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ	62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	66
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК	67



ВВЕДЕНИЕ

1 ОПИСАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ И РАБОТЫ КОМПЛЕКСА

Пиковые теплофикационные водогрейные котлы типа ПТВМ-100, устанавливаемые в качестве источника теплоснабжения, предназначены для покрытия пиковых и основных нагрузок в системах централизованного теплоснабжения и представляют собой прямоточные агрегаты, подогревающие непосредственно воду тепловых сетей. При работе котла циркуляция воды в нем осуществляется по 2-х ходовой схеме.

Таблица 1 - Основные характеристики котла ПТВМ-100

Тепловая производительность	100 Гкал/ч (116,4 МДж/с)
Рабочее давление	до 25 кгс/см2 (2,5 МПа)
Максимальная температура воды на выходе из котла	150 °С
Номинальный расход воды при пиковом режиме	2140 т/ч (594 кг/с)
Минимальный расход	1500 т/ч (417 кг/с)

Топочная камера предназначена для сжигания природного газа. Размеры топочной камеры в плане - 6,23 Ч 6,23 м, высота призматической части - 5,3 м. Стены топочной камеры экранированы трубами диаметром  60Ч3 мм с шагом 64 мм. Количество труб: в фронтовом и заднем экранах - по 96 шт., в левом и правом боковых экранах - по 98 шт.

Амбразуры горелок выполнены из зашипованных трубчатых колец, включенных в циркуляционный контур котла. Все трубы экрана соединены между собой горизонтальными поясами жесткости с шагом по высоте 2,8 м.
Настенные экраны котлов вварены в верхние и нижние камеры (коллекторы) диаметром 273Ч11 мм. Верхние камеры боковых экранов разделены перегородкой (заглушкой) на две части - фронтовую и заднюю. Экранные трубы и коллекторы выполнены из Стали 20. Объем топочной камеры - 245 куб.м. Лучевоспринимающая поверхность экранов - 224 кв.м.

Конвективная часть состоит из 96 секций, каждая секция представляет собой U-образные змеевики из труб диаметром 28Ч3 мм, вваренные своими концами в стояки диаметром 83Ч3,5 мм. Змеевики расположены в шахматном порядке с шагом 33 мм. Трубы змеевиков каждой секции свариваются 6-ю вертикальными дистанционирующими планками, образуя жесткую форму. По ходу газов конвективная часть разделена на два пакета, зазор между которыми составляет 600 мм. Поверхность нагрева конвективной части котла составляет 2960 кв.м. Стояки по длине имеют две перегородки для соответствующего направления движения воды через змеевики.

Водяной объем, включая трубопроводы в пределах котла 30 куб.м. Температура уходящих газов при максимальной нагрузке:

- на газе - 285 °С;

- КПД котла при 40% нагрузке 92,1% при работе на газе.

Котел работает устойчиво в диапазоне нагрузок от 15 до 100%. Компоновка котла башенная с верхним выходом дымовых газов на естественной тяге. Котлы водотрубные с принудительной циркуляцией. Вода в котле нагревается за один цикл, т.е. кратность циркуляции равна единице. Котел оборудован 16 газовыми горелками производительностью 900 куб.м/час.

При работе котла в пиковом режиме циркуляция воды происходит по 2-х ходовой схеме: из напорного трубопровода сетевая вода попадает в нижнюю входную камеру, откуда по четырем трубам диаметром 263Ч7 мм (по двум к нижнему коллектору левого бокового экрана и по двум - к нижнему коллектору правого бокового экрана) подается к коллекторам боковых экранов и делается два хода.

Первый ход: снизу вверх по боковым экранам и через боковые верхние коллектора, фронтовой и задний верхние коллектора, конвективную часть попадает в промежуточные коллектора фронтового и заднего экранов.

Второй ход: из промежуточных коллекторов сверху вниз вода проходит фронтовой и задний экраны и попадает в нижнюю выходную камеру, а оттуда по трубопроводу диаметром 630Ч8 мм в коллектор горячей воды диаметром 800 мм.

Изменение теплопроизводительности котла осуществляется путем изменения числа работающих горелок. Подача воздуха в каждую горелку на котлах производится вентилятором типа ВЦ-14 производительностью 14 000 куб.м/ч (4,2 куб.м/с), и напор - 160 мм. вод. ст. (1,57 кПа), мощность электродвигателя 35 кВт, число оборотов электродвигателя 1000 об/мин. Вентиляторы установлены на нулевой отметке и имеют общий всасывающий короб. [Паспорт котла ПТВМ-100]

Комплекс по утилизации твердых производственных отходов должен обеспечивать котлы ПТВМ-100 резервным топливом в виде угольной просыпи, опила, торфа и т.п. Что позволит экономить, а в некоторых случаях и заменить, природный газ, как топливо для работы котлов.

Совокупность оборудования, необходимого для сушки топлива, его размола и подачи готовой пыли в устройство для ее сжигания, называется системой пылеприготовления.

Различают центральную и индивидуальную системы пылеприготовления. Центральная система готовит пыль для всех котлоагрегатов теплоэлектростанции, и ее оборудование размещают в отдельном здании - центральном пылезаводе. Эти системы отличаются высокой стоимостью оборудования, сложностью и недостаточной надежностью в эксплуатации и на новых электростанциях не сооружаются.

Существует несколько индивидуальных систем пылеприготовления, оборудование которых, размещается в помещении котельной в непосредственной близости от котла: а) с шаровыми барабанными мельницами; б) с молотковыми мельницами; в) с валковыми среднеходными мельницами; г) с мельницами-вентиляторами. [2]

Изучив особенности комплексов пылеприготовления (рис.1), и оценив состав оборудования с точки зрения металлоемкости и стоимости изготовления и монтажа, предполагается, что комплекс должен быть индивидуальным с прямым вдуванием (рис.1б) и состоять из приемного бункера, где и будет складироваться топливо. По конвейеру топливо будет подаваться в шаровую мельницу, где произойдет измельчение кускового материала до состояния пыли, так же необходимо подавать горячий воздух в дробилку для сушки материала в процессе дробления, тем самым устраняя потребность в сушильной камере. Воздух предполагается пропускать через теплообменник, установленный в газоходе котла, в котором он будет нагрет до температуры 180-200°С, что многократно ускорит процесс сушки.

Рисунок 1 - Схемы замкнутых индивидуальных систем пылеприготовления:

а -- с пылевым бункером; б -- с прямым вдуванием; 1 -- бункер с сырым углем; 2 -- устройство для сушки; 3 -- мельница; 4 -- сепаратор пыли; 5 -- циклон; 6 -- бункер.

Данный поток воздуха, проходя через барабан шаровой мельницы, будет не только нести тепловую энергию для сушки материала, но и осуществлять транспортировку уже измельченного материала в топку котла.

В качестве основного материала (топлива) для расчетов примем топочный уголь марки Тпк, т.к. он имеет наивысшую плотность и удельный вес по сравнению с опилом и торфом.

Шаровые мельницы широко применяют для грубого и тонкого помола материалов. Принцип действия шаровых мельниц состоит, в измельчении материла ударом и частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане.

Размол топлива (рис. 2), поступающего через углеподающий патрубок 1, происходит внутри горизонтального барабана 3 мельницы, вращающегося со скоростью около 20 об/мин. На внутренней поверхности барабана укреплены броневые плиты, а внутрь барабана засыпают чугунные шары диаметром 30--40 мм.

Рисунок 2 - Шаровая барабанная мельница.

Барабан 3 опирается своими цапфами (концами) на подшипники 2. Приводное устройство мельницы состоит из зубчатого венца 5, укрепленного на барабане, который находится в зацеплении с ведущей шестерней, насаженной на вал, получающий вращение от электродвигателя 7 через редуктор 6. [7]

Мельницы могут работать в открытом или замкнутом цикле при условии непрерывного действия. В них можно размалывать материал, как сухим, так и мокрым способом.

Мельница загружается мелющими телами и материалами через люк, закрываемый крышкой. Количество загружаемой массы материала составляет от 400 до 500 кг на 1 м³ емкости барабана, а вес кремневых шаров примерно равен весу материала.

Многокамерные мельницы применяются для помола шамота, кварца, пегматита, известняка, цементного клинкера, угля и других материалов, когда требуется высокая производительность и надо получить продукт высокой, инородной тонкости. В многокамерной мельнице объединены все стадии измельчения и может осуществляться как мокрый, так и сухой помол материалов. Камеры загружаются мелющими телами разного размера соответственно крупности измельчаемого материала.

Сушку и измельчение угля производят одновременно в шаровых мельницах, работающих по замкнутому циклу. Если же влажность угля 12% и более (обычно 10--15%), то измельчение его в таких мельницах протекает при пониженной их производительности. [8]

Достоинства шаровых мельниц:

1) Возможность получения высокой и постоянной тонкости помола и регулирования её;

2) Возможность подсушки материала в самой мельнице;

3) Простота конструкции;

4) Надежность в эксплуатации;

5) Возможность измельчения пород различной твердости.

Недостатки:

1) Значительный расход энергии;

2) Большой вес и размеры;

3) Большой пусковой момент;

4) Сильный шум во время работы.

Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции.

В тех случаях, когда по условиям планировки местности трасса транспортирования грузов не располагается в одной горизонтальной плоскости используют наклонные конвейеры, с различным углом наклона.

К оптимальной конструкции ленточного конвейера предъявляются следующие требования: применение стандартной прорезиненной ленты серийного производства, максимальное использование серийного оборудования. [11]

Оценив особенности оборудования, а так же достоинства и недостатки шаровых мельниц можно сделать вывод о применимости комплекса для выполнения задачи по приготовлению угольного топлива для дальнейшего его сжигания в топке котлов.

Для воплощения проекта необходимо решить следующие задачи:

1) Произвести расчет мельницы с учетом необходимых параметров, обусловленных геометрическими параметрами площадки, а так же необходимыми параметрами сырья «на выходе»;

2) Произвести расчет привода для сообщения мельнице вращения с заданной частотой.

3) Спроектировать ленточный конвейер в соответствии с расположением существующего оборудования.



2 РАСЧЁТ МЕЛЬНИЦЫ

Площадь для размещения - 40м² (4 Ч 10м), высота 3,5м (ограничена технологическими трубопроводами). Первоначально принимаем, с учетом оптимальной геометрии мельницы, следующие данные [6]: отношение диаметра к длине барабана 3:11,5; принимаем диаметр барабана - 1500 мм, длина барабана - 5600 мм, объемная масса угля 2600 кг/м³, коэффициент заполнения металлическими шарами и цильпебсом барабана мельницы 0,31, объемная масса шаров в засыпке 4,6 т/м³, коэффициент размолоспособности 1,1, поправочный коэффициент на тонкость помола 1,05.

Определяем критическую и рабочую частоту вращения мельницы, массу загрузки шаров, производительность мельницы, мощность её электродвигателя и размеры мелющих тел.

Расчет производится по методике, указанной в источнике [3].

2.1 Определяем критическую и рабочую частоту вращения мельницы

Критическая частота вращения.

n_кр =, (1)

где: D - диаметр барабана мельницы, м

n_кр = =34,62 мин^-1

Рабочая частота вращения принимается 80% от критической.

n=34.62*80%=27.7 мин^-1

2.2 Определяем массу загрузки шаров

, (2)

где: R -радиус мельницы, м;

L - длина мельницы, м;

г_ш - объемная масса шаров;

ц - коэффициент заполнения;

G=3.14Ч0.75²Ч5.6Ч0.31Ч4.6=14.1 т

2.3 Предварительно рассчитаем мощность электродвигателя

, (3)

где: з - потери в приводе, принимаем 0,85.

N=(0.462Ч14.1Ч0.75Ч27.7)/0.85=6,6 кВт

2.4 Определим размеры мелющих тел

В качестве исходного сырья для дробления принимаем уголь с величиной кусков не более 50 мм, величина частиц после помола 30мкм:

D_ш=28 , (4)

где: D_к - наибольший размер куска, мм

D_ш==103 мм

Учитывая рекомендации источника [3] принимаем:

Таблица 2 - Размер шаров для измельчения.

1-ая камера, мм	2-ая камера, мм.
120 - 100	80 - 60

2.5 Определим производительность мельницы

, (5)

где: D - внутренний диаметр футерованного барабана, м;

V - внутренний полезный объем барабана, м³, определяем по формуле 6;

(6)

V=3.14Ч0.75²Ч5.6=9,891 м³

q - удельная производительность мельницы, т/кВт*ч;

k - поправочный коэффициент учитывающий тонкость помола.

Q=6.45Ч9.891ЧЧ Ч0.043Ч1.05=4,065 т/час

3 РАСЧЕТ ПРИВОДА ШАРОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Шаровая мельница по проекту должна совместить в себе не только машину для измельчения угля, но и сушильную камеру. Исходя из этого для привода вращения барабана мельницы применим коническо-цилиндрический редуктор, который позволит отдалить электродвигатель от разогретых стенок барабана. Для передачи крутящего момента от редуктора к самому барабану применим открытую прямозубую цилиндрическую передачу (рис.3).

Расчет привода производится по методике, представленной в источнике [1].

Рисунок 3 - Кинематическая схема привода.

1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - редуктор; 4 - открытая зубчатая передача;

5 - муфта; 6 - барабан мельницы.

3.1 Мощность на валу электродвигателя

, (7)

где: Р - требуемая мощность электродвигателя;

Р_вых=6,6 кВт - требуемая мощность на выходном валу привода;

_общ - общий КПД привода.

(8)

где: ₁₂=0,95 - КПД муфт;

₃₄=0,96 - КПД второй ступени привода (конической зубчатой передачи);

₅₆=0,97 - КПД третьей ступени привода (цилиндрической зубчатой передачи) [3, стр.21]

3.2 По найденному значению из формулы 7 по табл.1.1. [1, стр.5] выбираем электродвигатель 4А132М6У3 имеющий мощность 7,5 кВт и частоту вращения вала 970 об/мин.

3.3 Передаточное число привода

(9)

3.4 Общее передаточное число редуктора определяется из выражения, принимаем u_р=25

, (10)

где u_Б - передаточное число быстроходной ступени;

u_Т - передаточное число тихоходной ступени.

По рекомендациям табл.1.4 [1, стр.8]

(11)

Из формулы 10 определяем передаточное число быстроходной ступени

3.5 Определяем расчетные параметры привода:

3.5.1 расчетная мощность на валах привода

(12)

3.5.2 частота вращения валов привода

(13)

3.5.3 вращающие моменты на валах

(14)

3.6 Расчетные параметры передачи сводим в таблицу.

Таблица 2 - Параметры привода.

№	P, кВт	n, об/мин	T, Нм
I	7,5	970	75,4
II	7,125	179	272,2
III	6,84	38,8	1210
IV	6,63	27,7	6332

Назначаем для всех зубчатых колес материал Сталь 40Х, термообработка - улучшение+закалка ТВЧ.

Примем максимальный диаметр шестерни - 125 мм, максимальную толщину обода колеса - 80 мм.

Тогда по табл.2.2 [1, стр.9] для всех зубчатых колес назначаем:

; ;

3.7 Число циклов перемены напряжений

Суммарное число циклов перемены напряжений для любого зубчатого колеса определяется из выражения:

(15)

Тогда:

Эквивалентное число циклов перемены напряжений:

- при расчете на контактную выносливость

(16)

где K_HE=0,5 - коэффициент приведения нагрузки для тяжелого режима работы по табл.2.4 [1, стр.12];

Тогда:

- при расчете на изгибную выносливость

(17)

где K_FE=0,2 - коэффициент приведения нагрузки для тяжелого режима работы по табл.2.4 [1, стр.12];

Тогда:

Базовое число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость находим по рис.2.1. [1, стр.12]

Так как во всех случаях , то окончательно принимаем:

Базовое число циклов перемены напряжений при расчете на изгибную выносливость принимают независимо от твердости материала зубчатых колес.

3.8 Допускаемые напряжения для расчета передачи

Примем передачу нереверсивную.

Допускаемые напряжения определяем по табл.2.5 [1, стр.13] - допускаемые напряжения на контактную выносливость:

(18)

где: ;

(см.табл.2.6) [1, стр.15].

Для быстроходной ступени

Для тихоходной ступени

допускаемые напряжения на изгибную выносливость:

(19)

где ;

(см.табл.2.6) [1, стр.15].

3.9 Находим окружную скорость колес

(20)

,

где - определяем по табл. 2.13 [1, стр.20];

- определяем по табл. 2.9 [1, стр.18].

Для обоих ступеней назначаем 8-ю степень точности [1, стр.20]

3.10 Расчет быстроходной ступени

3.11 Определение предварительного значения диаметра внешней делительной окружности

3.11.1 Для колеса

, (21)

где - коэффициент ширины зубчатых колес [1, стр.36];

- коэффициент нагрузки [1, стр. 37];

- для конических колес с прямыми зубьями [1, стр.36].

Тогда:

Округляем полученное значение до

3.11.2 Для шестерни

(22)

3.12 Определяем предварительное значение числа зубьев шестерни по рис. 5.3. [1, стр.38] и уточняем по табл.5.4 [1, стр.39]

3.13 Число зубьев колеса . Принимаем z₄=74

3.14 Окончательное значение передаточного числа

Расхождение с исходным:

3.15 Углы делительных конусов

(23)

(24)

3.16 Внешний окружной модуль

(25)

3.17 Внешнее конусное расстояние

(26)

3.18 Ширина зубчатых колес

(27)

Принимаем

3.19 Коэффициент смещения инструмента определяем по табл.5.5. [1, стр.40]

;

3.20 Проверка зубьев конических колес на выносливость при изгибе

3.20.1 Расчетное напряжение в опасном сечении зуба колеса

, (28)

где - для прямозубых колес;

- коэффициент, учитывающий форму зуба. Определяется по табл.5.8. [1, стр.42] в зависимости от эквивалентного числа зубьев:

; (29)

- коэффициент нагрузки [1, стр.42].

3.20.2 Расчетное напряжение в опасном сечении зуба шестерни

, (30)

где - коэффициент, учитывающий форму зуба. Определяется по табл.5.8. [1, стр.42] в зависимости от эквивалентного числа зубьев:

; (31)

3.21 Окончательное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни

(32)

3.22 Внешние диаметры

3.22.1 шестерни

(33)

3.22.2 колеса

3.23 Диаметры впадин зубьев

3.23.1 шестерни

(34)

3.23.2 колеса

3.24 Средний делительный диаметр

3.24.1 шестерни

(35)

3.24.2 колеса

3.25 Средний модуль

(36)

3.26 Силы, действующие на валы зубчатых колес

3.26.1 Окружная сила на среднем диаметре

, (37)

где (38)

3.26.2 Осевая сила на шестерне

(39)

3.26.3 Радиальная сила на шестерне

(40)

3.26.4 Осевая сила на колесе

3.26.5 Радиальная сила на колесе

3.27 Определение предварительного значения межосевого расстояния для тихоходной ступени

(41)

коэффициент нагрузки при расчете на контактную выносливость, определяем по рекомендациям [1, стр.21].

- коэффициент ширины, определяем по табл.2.9 [1, стр.18].

По стандартному ряду межосевых расстояний (см. табл. 3.2) [1, стр.22] принимаем:

3.28 Определение параметров зубчатых колес тихоходной ступени

Рабочая ширина колеса ; в соответствии с ГОСТ 6636-69 b₆=90мм

Ширина шестерни ; в соответствии с ГОСТ 6636-69 ближайшее значение b₅=95 мм

3.28.1 Определение ориентировочного значения модуля

Принимаем m_n =4 мм.

Суммарное число зубьев

(42)

3.28.2 Определение числа зубьев зубчатых колес

3.28.2.1 Число зубьев шестерни

(43)

принимаем z₅=22

3.28.2.2 Число зубьев колеса

3.28.3 Определение фактического значения передаточного числа

(44)

Расхождение с заданным:

3.28.4 Проверка зубьев на выносливость

(45)

где - коэффициент нагрузки при расчете на выносливость при изгибе, определяется по рекомендациям [1, стр.42];

- коэффициент формы зуба по табл. [1, стр.48]

Напряжение в опасном сечении зуба колеса

Для шестерни

Напряжение в опасном сечении зуба шестерни

(46)

3.28.5 Определение основных размеров зубчатого зацепления

3.28.5.1 Диаметры делительных окружностей

(47)

Проверка: (48)

Равенство выполняется

3.28.5.2 Диаметры окружностей вершин

(49)

3.28.5.3 Диаметры окружностей впадин

(50)

3.28.6 Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила

(51)

Радиальная сила

(52)

3.29 Предварительный расчет валов

Назначаем для всех валов материал Сталь 40Х улучшенная.

Для данной стали

Расчет ступеней вала выполняем по табл.7.1 [4, стр.113].

Вал II

входной участок вала:

(53)

Принимаем d₁=38 мм.

Принимаем

диаметр под уплотнение:

(54)

Принимаем d₂=45

диаметр под резьбу: d₅=М48х1,5 см. табл.10.11 [4, стр.191]

(55)

диаметр под подшипник:

Принимаем d₄=50 мм

(56)

Принимаем d₃=60 мм.

Вал выполняем заодно с шестерней быстроходной ступени.

Вал III

диаметр вала под колесом

Принимаем d₃=63 мм

диаметр вала под подшипник:

Принимаем d₂=50 мм

Вал выполняем заодно с шестерней тихоходной ступени.

Вал IV

выходной участок вала:

Для соединения редуктора с исполнительным механизмом выбираем зубчатую муфту имеющую посадочный диаметр 105 мм, то примем

Принимаем l₁=130 мм.

диаметр шеек вала под подшипники:

Примем d₂=d₄=110 мм

Примем

диаметр вала под колесом

Примем d₃=120 мм.

свободный участок вала

Примем d₅=130 мм.

3.30 Проектный расчет вала III по рис.4

3.30.1 Вертикальная плоскость

Реакции опор

Проверка:

Определяем изгибающий момент в характерных точках

3.30.2 Горизонтальная плоскость

Реакции опор

Проверка:

Определяем изгибающий момент в характерных точках

3.31 Результирующие реакции

3.32 Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент Т_III=1210 Н•м.

Эквивалентный момент в точке С и D

3.33 Определяем диаметр вала в рассматриваемых сечениях

(57)

3.34 Расчет и выбор подшипников качения

В соответствии с выбранными при эскизной компоновке подшипниками находим их динамическую и статическую грузоподъемности: С=117кН, С₀=90кН.

Рисунок 4 - Эпюра сил и моментов промежуточного вала

Радиальные нагрузки на подшипники

а) Определяем коэффициент влияния осевого нагружения по табл. К29 [4, стр.437] е=0,310

б) Определяем осевые составляющие радиальной нагрузки

в) Определяем осевые нагрузки подшипников

г) Находим отношения:

;

д) Определяем эквивалентные динамические нагрузки на подшипники

- подшипник А

(58)

где - см. табл.9.2. [1, стр.71];

- коэффициент безопасности определяется по табл.9.1 [1, стр.70]

- температурных коэффициент [1, стр.71].

- подшипник B

3.35 Так как эквивалентная динамическая нагрузка больше для подшипника В, то для него определяем номинальную долговечность:

(59)

Заменим выбранные подшипники на подшипники №7611, для которых С=160кН, С₀=140кН, е=0,323, =12⁰.

а) Определяем осевые составляющие радиальной нагрузки

б) Определяем осевые нагрузки подшипников

в) Находим отношения:

;

г) Определяем эквивалентные динамические нагрузки на подшипники

- подшипник А

где - см. табл.9.2. [1, стр.71];

- коэффициент безопасности определяется по табл.9.1 [1, стр.70]

- температурных коэффициент [1, стр.71].

- подшипник B

3.36 Так как эквивалентная динамическая нагрузка больше для подшипника В, то для него определяем номинальную долговечность:

3.37 Выбираем шпонки и проверяем их на смятие и на срез.

3.37.1 Вал II

- на выходном конце вала: Шпонка 10х8х45 ГОСТ 23360-78

Расчет шпонки на смятие

(60)

Удлиним выходной конец вала до 60 мм и выберем длину шпонки 50 мм

3.37.2 Вал III

- на зубчатом колесе быстроходной ступени: Шпонка 20х12х70 ГОСТ 23360-78.

Расчет шпонки на смятие:

Устанавливаем две шпонки и тогда

3.37.3 Вал IV

- на выходном конце вала: Шпонка 28х16х125 ГОСТ 23360-78

Расчет шпонки на смятие

Устанавливаем две шпонки, то

- на зубчатом колесе тихоходной ступени: Шпонка 32х18х80 ГОСТ 23360-78

Расчет шпонки на смятие

Устанавливаем две шпонки и увеличиваем их длину до 100мм, увеличив при этом ширину ступицы до 110 мм.

3.38 Расчет валов на усталостную прочность

Условие прочности имеет вид

, (61)

где n и n - коэффициенты запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям

(62)

(63)

Для принятых материалов валов пределы выносливости при изгибе и при кручении с симметричным знакопеременным циклом нагружения

(64)

Коэффициенты, характеризующие чувствительность материала при пульсирующем цикле нагружения

(65)

(66)

Посадочные поверхности шестерен тихоходной ступени подвергнем поверхностному упрочнению закалкой ТВЧ, то =2,5

Опасные сечения в точках С и D.

3.39 Рассмотрим сечение С.

Для данного сечения

Моменты сопротивления изгибу и кручению нетто сечения

(67)

, (68)

Амплитуды нормальных и касательных напряжений

(69)

(70)

Средние напряжения циклов при изгибе и кручении

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений по табл.11.2. [4, стр.271]

Выберем термообработку - азотирование, то по табл. 11.5 =1,9 [4, стр.272]

Коэффициенты, учитывающие влияние поперечных размеров вала по табл.11.3 [4, стр.272] ;

Тогда, используя значения, полученные в формулах 59-61, определим

3.40 Рассмотрим сечение D.

Для данного сечения

Моменты сопротивления изгибу и кручению нетто сечения

Амплитуды нормальных и касательных напряжений

Средние напряжения циклов при изгибе и кручении

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений [4, стр.272]

Коэффициенты, учитывающие влияние поперечных размеров вала по табл.11.3 [4, стр.272]

;

Тогда

3.41 Определение параметров зубчатых колес открытой передачи

Рабочая ширина колеса ; в соответствии с ГОСТ 6636-69 b₆=168 мм

Ширина шестерни ; в соответствии с ГОСТ 6636-69 ближайшее значение b₇=170 мм

3.41.1 Определение ориентировочного значения модуля

Принимаем m_n =16 мм.

Суммарное число зубьев

3.41.2 Определение числа зубьев зубчатых колес

3.41.2.1 Число зубьев шестерни

принимаем z₇=28

3.41.2.2 Число зубьев колеса

3.41.3 Определение фактического значения передаточного числа

3.41.4 Определение основных размеров зубчатого зацепления

3.41.4.1 Диаметры делительных окружностей

Проверка:

Равенство выполняется

3.41.4.2 Диаметры окружностей вершин

3.41.4.3 Диаметры окружностей впадин

3.5 Выбор муфт

Для соединения валов и передачи крутящего момента следует использовать упругую компенсирующую муфту с торообразной оболочкой, которая обеспечивает строгую соосность валов и защищает механизм от перегрузок. Размеры данной муфты выбираются по стандарту, они зависят от диаметра вала и величины передаваемого крутящего момента.

Муфта состоит из одинаковых полумуфт, к которым с помощью нажимных колец и винтов притягиваются упругие элементы, выполненные в форме хомутов.

Муфта обладает большой крутильной, радиальной и угловой податливостью. Полумуфты устанавливают как на цилиндрические, так и на конические концы валов.

Таблица 3 - Подбор муфты упругой с торообразной оболочкой [ГОСТ Р 50892-96].

По табл. 3 выбираем муфты с номинальным крутящим моментом 360 Нм и 7000 Нм

Рисунок 5 - Упругая муфта с торообразной оболочкой по нормали МН 5809-65

3.6 Смазка зубчатых зацеплений и подшипников

Смазочные материалы в машинах применяют с целью уменьшения интенсивности изнашивания, снижения сил трения, отвода от трущихся поверхностей теплоты, а также для предохранения деталей от коррозии. Снижение сил трения благодаря смазке обеспечивает повышение КПД машины, кроме того, снижаются динамические нагрузки, увеличивается плавность и точность работы машины. Глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть не менее модуля зацепления и не более четверти делительной окружности колеса.

Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10мм. Объем масленой ванны определяем из расчета 0,8л масла на 1кВт передаваемой мощности:

По табл.10.29 [4, стр255] при скорости v<2 м/с рекомендуемый сорт масла И-Г-С 150 по ГОСТ 17479.4-87, вязкость которого =135…165 сСт.

Смазка зубчатого зацепления открытой зубчатой передачи производится подачей консистентной смазки на зубья колеса.

Подшипники в стенках корпуса смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Сорт смазки - УТ-1 ГОСТ 1957-73.



4 РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

4.1 Исходные данные для расчета и проектирования ленточного конвейера с подвесной лентой:

- тип насыпного груза: уголь топочный ТПК

- угол естественного откоса груза в движении: , в покое

- плотность насыпного груза:

- требуемая производительность:

- длина горизонтального пути конвейера:

- угол наклона конвейера:

- условия эксплуатации: средние

4.2 Выбор конструктивных элементов конвейера

- грузонесущий тяговый элемент - резинотросовая лента,

- на рабочей ветви конвейера устанавливаем 3-х роликовую опору,

- тип привода - электродвигатель с редуктором;

- разгрузка конвейера осуществляется через приводной барабан;

- тип натяжного устройства - грузовое.

Далее расчет производится по методике источника [10].

4.3 Определение наибольшего допустимого угла наклона конвейера

, (71)

где: - коэффициент запаса, учитывающий подвижность груза; для грузов средней подвижности ;

- угол естественного откоса груза в покое.

4.4 На основании исходных данных составляется проектная схема конвейера с указанием общей длины и отметок по высоте.

Высота конвейера равна

(72)

4.5 Определение расчетной производительности конвейера

(73)

где - заданная объемная производительность;

- коэффициент неравномерности загрузки конвейера;

- коэффициент неравномерности загрузки конвейера;

- общий коэффициент готовности конвейера.

4.6 Выбор скорости движения ленты

Скорость движения ленты конвейера выбирается согласно рекомендациям [10, табл. 4.12].

Принимаем скорость движения ленты V =2,5 м/с.

4.7 Выбор профиля и ширины ленты

Так как проектируемый конвейер предназначен для транспортирования мелкокусковатого груза, то применяем трехроликовую желобчатую опору с углом наклона боковых роликов 30°.

Определяем ширину ленты

(74)

где К_П - коэффициент производительности

К_в - коэффициент, учитывающий снижение площади поперечного сечения в зависимости от угла наклона трассы.

По нормальному ряду выбираем ближайшую большую ширину ленты

В = 0,8 м

Проверяем выбранную ленту по кусковатости

, (75)

где б' - наибольший размер куска, м.

4.8 Выбор типа ленты

По характеристике транспортируемого груза, условиям работы конвейера и технических условий заводов-изготовителей выбирается вид и тип ленты конвейера. Предварительно для транспортировки топочного угля принимаем ленту ТК-200, с числом прокладок ленты равным 2.

4.9 Выбор роликоопор и расстояние между ними

Задаемся для грузовой ветви 3-х роликовой желобчатой опорой, а на холостой ветви - однороликовой [10, т.4.5].

Шаг расстановки роликов:

- грузовой ветви l_гр = 1,3 м [10, т.4.53]

- холостой ветви l_x = 2l_гр =21,3=2,6м

-в зоне загрузки l_x =0,5 l_гр =0,51,3=0,65 м.

Диаметр ролика D_p= 108 мм [10, т.4.4].

4.10 Определение распределенных нагрузок

Распределенная линейная нагрузка от ленты вычисляется по следующей зависимости

(76)

где - распределенная нагрузка от ленты; - ускорение свободного падения; - масса одного метра ленты [11, с.160].

Массы лент серийного производства даны в [9].

Распределенная линейная нагрузка от транспортируемого насыпного груза определяется по формуле:

(77)

Распределенная нагрузка от вращающихся частей роликоопор грузовой ветви

(78)

Распределенная нагрузка от вращающихся частей роликоопор холостой ветви

(79)

4.11 Определение общего сопротивления движению ленты конвейера

Для приближенного расчета общее усилие сопротивления установившегося движения ленты, загруженной равномерной нагрузкой по всей трассе конвейера, определяется по формуле

(80)

где - усилие сопротивления движению наклонного конвейера при установившемся движении ленты;

- коэффициент учета дополнительных сопротивлений при изгибе направляющего пути в вертикальной и горизонтальной плоскости (выбирается в пределах 2...5);

- горизонтальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера;

, , - распределенные нагрузки от массы, соответственно, груза, ленты, подвесок;

- коэффициент сопротивления движению ленты на рабочих подвесках.

4.12 Определение мощности приводного электродвигателя

Мощность электродвигателя для привода конвейера определяется по формуле:

(81)

где - коэффициент запаса и неучтенных потерь;

- общий коэффициент полезного действия всех механизмов.

Учитывая вид транспортируемого груза принимаем электродвигатель

5АМ250М4, мощностью 90 кВт; частота вращения n=1500 об/мин

4.13 Определение максимального натяжения

набегающей ветви

(82)

где - основание натурального логарифма;

- коэффициент трения о поверхность барабана;

- угол обхвата ленты приводного барабана.

4.14 Проверка выбора типа ленты

Для выбранной ленты ТК-200 разрывное усилие составляет 200 кН, что больше максимального усилия равного 39 кН.

(83)

4.15 Определение диаметра барабана

Внешний диаметр барабана определяется назначением барабана, натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты.

(84)

где - коэффициент назначения барабана, для приводного барабана , для отклоняющего ; i - число прокладок тягового каркаса ленты.

Принимаем диаметр барабана по ГОСТ 22544-77 [11, с.157, табл. 4.61]

.

Диаметр натяжного (отклоняющего) барабана:

(85)

Принимаем диаметр отклоняющего барабана по ГОСТ 22544-77

.

Проверка приводного барабана:

, (86)

что меньше допустимого значения 0,2 МПа.

Проверка отклоняющего барабана:

,

что меньше допустимого значения 0,2 МПа.

4.16 Определение расчетного крутящего момента на валу приводного барабана

Рисунок 6 - Схема конвейера для подробного тягового расчета

(87)

где - коэффициент запаса и неучтенных потерь.

Вычисленный крутящий момент является расчетной основой для выбора типоразмера редуктора и проверки приводного барабана по действующему удельному давлению на обечайку.

4.17 Тяговый расчет конвейера.

Подробный тяговый расчет конвейера при установившемся движении ленты выполняется методом последовательного суммирования всех сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера от точки сбегания ленты с приводного барабана до точки набегания ленты на приводной барабан.

Для выполнения тягового расчета контур всей трассы конвейера по ходу движения ленты разделяется на отдельные участки (рис. 6) по виду сопротивлений: горизонтальные, наклонные, повороты, загрузка и т.д. Нумерация точек и расчет начинается с точки сбегания лент с приводного барабана и продолжается по всему контуру трассы до конечной точки расчета. Для определения действительных натяжений в каждой точке трассы, при использовании фрикционного привода, за основу берем теорию фрикционных приводов традиционных ленточных конвейеров, и тяговый расчет проводим аналогично. Отличие заключается в определении распределенных и сосредоточенных сил сопротивления движению ленты с подвесками по направляющим трубам.

Натяжения ленты на различных участках:

; (88)

, (89)

где - коэффициент огибания;

, (90)

где - сопротивление в месте загрузки конвейера:

(91)

где общее сопротивление в месте загрузки, Н;

- сопротивление от преодоления сил инерции груза, Н;

- сопротивление трения груза о стенки на-правляющего лотка

воронки, Н;

- сопротивление трения уплотнительных полос о ленту, Н;

- сопротивление поддерживающего устройства в месте загрузки ленты, Н.

(92)

где - распределенная линейная нагрузка от груза, Н/м²;

- скорость движения ленты, м/с;

- проекция скорости движения частиц груза при поступлении его на ленту из загрузочного устройства, м/с (считаем что ).

(93)

где - коэффициент внешнего трения частиц груза о стенки бортов;

- высота груза у борта лотка, м ;

- удельная сила тяжести насыпного груза, Н/м²;

- длина лотка, м.

(94)

где - удельное сопротивление трению, Н/м;

длина уплотнительных полос, м.

В результате преобразований формул 88, 89, 91, 92 получим:

,

С учетом того, что ,() получим:

Откуда и соответственно , , , .

4.18 Определение максимального натяжения ленты с учетом динамических пусковых нагрузок

(95)

где - пусковое натяжение сбегающей ветви, создаваемое натяжным устройством ;

(96)

Сопротивление верхней грузовой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению:

(97)

Сопротивление нижней холостой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;

(98)

а - ускорение ленты при пуске

(99)

где Б - коэффициент, учитывающий длину конвейера;

- относительное удлинение

(100)

(101)

где - коэффициент безопасности;

f - коэффициент внешнего трения.

Т.к. , то груз не проскальзывает по ленте.

Окончательная проверка типоразмера ленты:

(102)

Зная ускорение, определяем минимальное время пуска:

(103)

Определяем время пуска конвейера по пусковым характеристикам электродвигателя привода

(104)

где - коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты [11,с.135]

- статический момент электродвигателя

(105)

- общее окружное усилие

(106)

- частота вращения барабана

(107)

- средний пусковой момент электродвигателя

(108)

- маховый момент движущихся частей конвейера

(109)

где - коэффициент приведения вращающихся частей механизма

привода к ротору двигателя;

- маховый момент ротора электродвигателя ( принимают по каталогу электродвигателя);

- общий КПД механизмов привода;

- номинальная частота вращения ротора двигателя;

- коэффициент, учитывающий, что окружная скорость части

вращающихся масс меньше скорости ленты

- суммарная масса вращающихся частей конвейера (роликоопоры верхней и нижней ветвей, барабана) [10,т.4.75]

(110)

Т.к. , то процесс пуска пройдёт без высоких динамических нагрузок..

4.19 Определение максимального прогиба ленты на грузовой и холостой ветви и сравниваем с допускаемым

Прогиб ленты грузовой ветви

(111)

где - допустимый прогиб ленты

грузовой ветви;

- минимальное натяжение после загрузочного устройства;

Прогиб ленты холостой ветви

(112)

где

4.20 Определение мощности привода (выбор двигателя, редуктора, муфты).

По каталогу выбираем двигатель 5АМ250М4 на 1500 об/мин и мощностью 90 кВт

Передаточное число редуктора:

(113)

Принимаем редуктор Ц2У с передаточным числом i=12,5 и номинальным крутящим моментом 10 кН; зубчатую муфту общего назначения типа М3 с номинальным крутящим моментом 8000 Нм.

Произведем проверку необходимости установки тормоза:

(114)

Установка тормоза не требуется.

Для определения типа останова рассчитаем тормозной момент на валу барабана:

где - коэффициент возможного уменьшения сопротивления на трассе конвейера.

4.21 Расчет натяжного устройства

Определение усилия в натяжном устройстве. Расчет хода натяжного устройства:

Ход в натяжном устройстве:

(115)

где - монтажный ход; (116)

- рабочий ход; (117)

- коэффициент угла наклона;

- коэффициент вытяжки;

- коэффициент, учитывающий тип натяжного устройства и тип стыка;

- коэффициент использования ленты по натяжению

Окончательно принимаем ход натяжного устройства 2100 мм

Усилие в натяжном устройстве определяется по формуле:

(118)

где (119)

- сопротивление передвижению тележки натяжного устройства

Масса натяжного груза грузового натяжного устройства определяется по формуле:

(120)

где: з=0,95 - КПД одного обводного блока;

i_H =1 - количество блоков.

кг.

4.3 Расчет вала приводного барабана

Рисунок 7 - Расчётная схема приводного вала

Определим силы, действующие на вал:

- в горизонтальной проекции действуют силы натяжения ленты

(121)

- в вертикальной проекции действуют силы тяжести барабана и натяжения ленты

(122)

(123)

(124)

Т.к. силы приложены к валу симметрично, реакции в опорах равны:

Изгибающие моменты равны:

(125)

(126)

Суммарный изгибающий момент равен:

(127)

Принимаем материал вала - Сталь 45, для которой

При симметричном цикле:

(128)

=2,3 для валов в местах расположения шпонок.

Определим диаметр сечения:

(129)

С учетом ослабления вала шпоночной канавкой, рекомендуется увеличивать диаметр вала на 10 %.

Таким образом, d_в=1,1d_р=1,1154=169 мм.

Окончательно диаметр вала в опорах принимаем d_в=170мм.

Диаметр вала под барабан принимаем d_б=180мм

4.4 Расчёт оси натяжного барабана

Для надежной работы натяжной станции необходимо рассчитать ось натяжного барабана.

Рисунок 8 - Расчётная схема оси натяжного барабана

, ,

Определим силы, действующие на вал:

- в горизонтальной проекции действуют силы натяжения ленты

(130)

- в вертикальной проекции действуют силы тяжести барабана и натяжения ленты

(131)

(132)

(133)

Т.к. силы приложены к валу симметрично, реакции в опорах равны:

Изгибающие моменты равны:

(134)

(135)

Суммарный изгибающий момент равен:

(136)

Принимаем материал вала - Сталь 45

Определим диаметр сечения:

(137)

С учетом ослабления вала шпоночной канавкой, рекомендуется увеличивать диаметр вала на 10 %.

Таким образом, d_в=1,1d_р=1,157=63 мм.

Окончательно диаметр вала в опорах принимаем d_в=65мм.

Диаметр вала под барабан принимаем d_б=75мм

4.5 Расчет шпоночных соединений

4.5.1 Шпонки под ступицами приводного барабана:

Для передачи крутящего момента от приводного вала на ступицы приводного барабана согласно ГОСТ 23360-78 назначаем две призматические шпонки 45x25x110

Проверочный расчет шпоночных соединений выполняем согласно формуле

(138)

где - крутящий момент на одной шпонке, ;

- диаметр вала, мм;

- рабочая длина шпонки, мм;

- высота шпонки, мм;

- глубина паза вала, мм.

Расчетное напряжение смятия материала шпонки не превышает допускаемые напряжения смятия для ступиц из стали .

4.5.2 Шпонка под зубчатой муфтой.

Для передачи крутящего момента от редуктора на вал приводного барабана согласно ГОСТ 10748-68 назначаем призматическую шпонку 40x22x120 (длина шпонки принята равной длине втулки зубчатой муфты.).

Проверочный расчет шпоночных соединений выполняем согласно формуле

(139)

где - расчетный момент на одной шпонке, ;

- диаметр вала, мм;

- рабочая длина шпонки, мм;

- высота шпонки, мм;

- глубина паза вала, мм.

Расчетное напряжение смятия материала шпонки не превышает допускаемые напряжения смятия для ступиц из стали .

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1. Расчет капитальных затрат производим по методике источника [15]

Определим капитальные затраты на новое оборудование по формуле:

, (140)

где З_п - затраты на покупку нового оборудования, тыс. руб;

З_м - затраты на монтаж нового оборудования, тыс. руб;

З_пр - затраты на выполнение проекта, тыс. руб;

З_тр - затраты на транспортировку оборудования, тыс. руб;

З_эт - затраты на электроэнергию и топливо, тыс. руб.

Определим затраты на монтаж нового оборудования по формуле:

, (141)

где З_р - затраты на оплату труда рабочих, занятых при монтаже, тыс. руб;

З_мат. - затраты на материал, затраченный при монтаже, тыс. руб.

Монтаж нового оборудования производят рабочие - монтажники.

Определим затраты на оплату труда рабочих, занятых при монтаже по формуле:

, (142)

где Д_с - часовая тарифная ставка, руб;

Т_р - рабочее время за период монтажа, Т_р = 35 дней;

Д_п - премия, Д_п = 80 %;

Р - районный коэффициент, Р = 15%;

Т_с - продолжительность рабочей смены, Т_с = 11,5 ч;

Ч - численность рабочих.

Таблица 4 - Сводная таблица рабочих - монтажников

Разряд рабочего	Количество человек	Часовая тарифная ставка, руб
6	10	95,40
5	20	89,80

Полученные данные по определению затрат на оплату труда рабочих, занятых при монтаже сводим в табл. 5.

Таблица 5 - Итоговые данные по заработной плате рабочих - монтажников

Разряд рабочего	Количество человек	Заработная плата за период монтажа, руб
6	10	320901,75
5	20	604129,5
Итого:	925031,25

Таблица 6 - Затраты на материал, затраченный при монтаже оборудования

Материал	Количество	Цена, тыс. руб	Стоимость, тыс. руб
Электроды сварочные	0,7 т	35	24,5
Бетон	3000 м3	2,9	8700
Арматура	500 т	10,0	5000
Металлопрокат	40 т	20,0	800,0
Итого:	14524,5

Определим затраты на покупку нового оборудования.

Таблица 7 - Расчёт стоимости оборудования комплекса утилизации

Наименование составного объекта	Количество, штук	Цена за штуку, тыс.руб	Полная цена, тыс.руб
Редуктор	1	96	192,0
Редуктор	1	155	310,0
Лента транспортерная	21	26,2	550,2
Электродвигатель	1	23,8	23,8
Электродвигатель	1	34,1	34,1
Муфта	1	4,63	4,63
Муфта	1	6,0	6,0
Муфта	1	8,98	8,98
Муфта	1	16,9	16,9
Вентилятор ВДН-18	1	85,0	85,0
Продолжение таблицы 7
Мельница шаровая	1	1500,0	1500,0
Рама конвейера	1	3000,0	3000,0
Болт анкерный	36	0,8	28,8
Трубчатый воздухоподогреватель	1	185	185
Ролик поддерживающий	30	2,87	86,1
Ролик опорный	190	1,68	319,2
Опорные металлоконструкции	34	460	15640
Метизы	80	0,2	16
Итого:	22006,71

Затраты на выполнение проекта принимают равными 15 % от затрат на покупку нового оборудования.

Определим затраты на выполнение проекта по формуле:

, (143)

где З_п - затраты на покупку нового оборудования, тыс. руб.

Затраты на транспортировку оборудования принимают равными 5 % от затрат на покупку нового оборудования.

Определим затраты на транспортировку оборудования по формуле:

, (144)

где З_п - затраты на покупку нового оборудования, тыс. руб.

Затраты на электроэнергию и топливо принимают равными 15 % от затрат на покупку нового оборудования.

Определим затраты на электроэнергию и топливо по формуле:

, (145)

5.2. Расчет годовой экономии

Произведём оценку окупаемости.

Методика расчёта экономии в данном случае предполагает расчёт увеличения прибыли в результате отсутствия потребления дорогостоящего топлива (природного газа) и экономии электроэнергии за счет остановки оборудования.

Определим экономию в стоимостном выражении по формуле:

, (146)

где Э_р - экономия за счёт отсутствия части потребления природного газа с 1 ноября по 1 апреля (5 месяцев),

Э_д - экономия за счёт сокращение времени работы вентиляторов горелок (берём период 5 месяцев), руб;

, (147)

где Т - время работы одного вентилятора за сутки, Т = 24 часа;

Д - число календарных дней в период с 1 ноября по 1 апреля, Д = 151 день;

Q - мощность одного вентилятора, Q = 34 кВт/ч;

n - число вентиляторов, n = 12;

Ц - стоимость одного кВт/ч, Ц = 2,56 руб.

Э_р = =9377447,90 руб;

5.3. Расчет срока окупаемости

Определим срок окупаемости оборудования по формуле:

, (149)

где Э_о - величина годовой экономии в стоимостном выражении, руб;

З_о - капитальные затраты на новое оборудование, руб.

Из выше проведённого расчёта видно, что в результате проектирования и установки комплекса утилизации твердых производственных отходов, годовая экономия составит 13162643,42 руб, а срок окупаемости составит 3,43 г., при нормативе в 6,25 г. Данный проект можно считать экономически обоснованным.

Таблица 8 - Технико-экономические показатели проектирования

Показатели	Единица измерения	Числовое значение
1. Общие капитальные затраты: 1.1 Стоимость покупки нового оборудования 1.2 Монтажные работы 1.3 Расходы на выполнение проекта 1.4 Транспортные расходы 1.5 Расходы на электроэнергию и топливо	тыс. руб тыс. руб тыс. руб тыс. руб тыс. руб тыс. руб	45158,21 22006,71 15449,5 3301 1100 3301
2. Годовая экономия: 2.1 Экономия за счет отсутствия части потребления топлива 2.2 Экономия за счет сокращение времени работы дутьевых вентиляторов	тыс. руб тыс. руб тыс. руб	13162,64 9377,45 3785,19
3. Срок окупаемости	год	3,43



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения работы по теме: «Проектирование комплекса утилизации твердых отходов ТЭЦ были разработаны основные узлы конвейера, а также произведены их прочностные расчёты. В частности были произведены расчёты валов редукторов приводов конвейера и шаровой мельницы на прочность по напряжениям изгиба и кручения, проверочный расчёт валов приводного и натяжного барабанов конвейера и выбор подшипников, а так же расчёт муфт. Для привода шаровой мельницы были выбраны торовые муфты, которые могут компенсировать ударные нагрузки.

Была рассчитана экономическая составляющая, в результате чего были определены срок окупаемости капитальных вложений, который составил 3,43 г., а также условный годовой экономический эффект.