Проектирование межцехового ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Сибирский государственный аэрокосмический университет

имени академика М.Ф. Решетнева

Институт машиноведения и инноватики

Кафедра ТМС

Пояснительная записка к курсовой работе

на тему:

Проектирование межцехового ленточного конвейера

Выполнила: студентка гр. Т-42

Руководитель: Амельченко Н.А.

Красноярск 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Теоретическая часть

2. Расчетная часть

3. Описание конструкции конвейера

Заключение

Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ

Ленточные конвейеры являются одними из самых распространенных типов машин непрерывного транспорта. Они широко используются в металлургической, горнодобывающей и других видах промышленности. Их используют для транспортировки насыпных и штучных грузов на большие расстояния. Простота и надежность их конструкции обеспечивает их работу в течение длительного времени. Ленточные конвейеры можно использовать как на закрытых, так и открытых участках, что объясняет их широкое применение 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.

Основными достоинствами ленточных конвейеров являются высокая надежность, простота конструкций, долговечность, способность перемещать насыпные и штучные грузы в горизонтальном, наклонном и комбинированном (горизонтально-наклонном) направлениях, возможность автоматизации и простота обслуживания. Применение ленточных транспортеров ограничивается лишь сравнительно небольшими допустимыми углами наклона настила.

Целью данной курсовой работы является разработка, расчет и проектирование конструкции межцехового ленточного конвейера для транспортирования чугунной стружки в цеховой сборник, применяя теоретические знания, полученные в процессе обучения.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются: характеристика груза - чугунная стружка с насыпной плотностью с = 2,6210³ кг/м³, общая длина конвейера - L = 30 м, производительность конвейера V = 10 м³/ч, режим работы циклический.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Несущим и тяговым органом ленточного конвейера общего назначения является бесконечная гибкая лента, опирающаяся своими рабочей и холостой ветвями на роликовые опоры и огибающая на концах конвейера приводной и натяжной барабаны. Передача движения ленте осуществляется фрикционным способом от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства, которое в основном выполняют грузовым. Ленты загружают стружкой через загрузочную воронку, устанавливаемую обычно в начале конвейера у концевого барабана. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. Ленточные конвейеры с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов. Разгрузка ленты может быть концевой с приводного барабана или промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку или стационарные плужковые сбрасыватели. Направление потока, сбрасываемого с барабана материала, обеспечивается разгрузочной коробкой.

Рис. 1.1 Конвейер ленточный горизонтально-наклонный

Для очистки ленты с рабочей стороны от оставшихся частиц устанавливают вращающиеся щетки (капроновые, резиновые) или неподвижный скребок. Хорошо очищает ленту вращающийся барабан со спиральными скребками.

Для сбрасывания случайно попавших на внутреннюю поверхность холостой ветви ленты частиц перед натяжным барабаном рекомендуется устанавливать дополнительный сбрасывающий скребок. Очистка ленты после приводного барабана необходима еще и потому, что прилипшие частицы, осыпаясь от встряхивания под каждой опорой холостой ветви, могут образовывать завалы, усложняющие эксплуатацию конвейера.

Для центрирования обеих ветвей ленты и исключения ее чрезмерного поперечного смещения применяют различные центрирующие роликовые опоры. Привод барабана ленточного конвейера состоит из электродвигателя, редуктора и соединительных муфт. На поворотных участках ветвей трассы устанавливают роликовые батареи, обеспечивающие плавный перегиб ленты, или поворотные барабаны. Все элементы конвейера монтируют на металлоконструкции, прикрепляемой к фундаменту или к несущим частям здания. Металлоконструкции с приводным барабаном, приводом и разгрузочной коробкой называют приводной станцией. Элементы конструкции с натяжным устройством составляют натяжную станцию. Зачастую, для насыпных грузов применяют многороликовые опоры, образующие желобчатую ленту. Такая форма ленты при одинаковой ширине и скорости позволяет получить более чем двукратное увеличение производительности.

Рис. 1.2 Конвейер горизонтальный, с движением ленты по желобчатым роликоопорам

Особенности конструкции конвейера зависят от типа применяемых лент. Ленточные конвейеры со стальной лентой при одинаковой с конвейерами общего назначения схеме отличаются от последних отдельными элементами конструкции из-за повышенной жесткости ленты. Барабаны для стальной ленты имеют большие размеры, а роликовые опоры выполнены в виде дисков на одной оси, пружинных роликов, настила с бортами или без бортов. Для конвейеров с проволочными лентами возможно применение опор с одним горизонтальным роликом. На этих конвейерах из-за неплотности ленты транспортируются в основном штучные грузы.

Стремление устранить ленту как тяговый орган привело к разработке канатно-ленточных конвейеров с двумя опирающимися на блоки тяговыми канатами и лежащей на них ленты с грузом. Сочетание ленты с тяговой цепью позволило создать ленточно-цепные конвейеры. Тяговая цепь у этого конвейера катится по направляющим блокам, а боковые части ленты опираются на наклонные поддерживающие ролики.

При использовании ленточных конвейеров для подачи груза на большую высоту длина конвейера зависит от угла его наклона; чем круче конвейер, тем длина его меньше. Уменьшение длины конвейера снижает его стоимость и уменьшает занимаемую им площадь в производственном помещении или на территории обслуживаемого объекта. Поэтому для уменьшения длины и стоимости конвейера и в случае производственной необходимости применяют крутонаклонные и вертикальные конвейеры с большими углами наклона до 90°. Здесь можно отметить конвейеры с верхними прижимными элементами: с цепной сетчатой лентой, прорезиненной тканевой лентой и катками с дополнительной лопастной лентой. Во многих случаях увеличение угла наклона достигается применением специальных рифленых лент с уступами или гребнями на рабочей стороне.

Ленточные конвейеры большой мощности и значительной длины по конструкции аналогичны конвейерам общего назначения. Однако отдельные элементы конвейеров большой мощности отличаются не только пропорциональным увеличением размеров, но и качественными специфическими особенностями. Привод, например, выполнен с двумя приводными барабанами, натяжное устройство имеет систему изменения натяжения в ленте при пуске и при изменении ее загруженности материалом. Для загрузки ленты применяют питатели, обеспечивающие определенную подачу груза, соответствующую производительности конвейера. На конвейерах применяют ловители для ленты, мощные тормоза и приспособления для контроля работы и безопасности обслуживания.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

1. Объемная производительность конвейера

т/ч.

2. Расчетная ширина ленты

Ширина ленты при транспортировании насыпных грузов

м,

где Q=26,2 т/ч - производительность конвейера, =1,0 м/с - скорость ленты, (принимаю по табл. 6.2, 6.3), =2,62 т/м³ - насыпная плотность груза, k=550 --коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза, равного 35є (табл. 6.16); =1 --коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера (табл. 6.17).

Принимаю стандартное значение ширины ленты В=300мм.

Тогда выбираю резинотканевую конвейерную ленту типа 4, общего назначения, шириной 300 мм, с двумя тяговыми прокладками из ткани типа БКНЛ-150, с рабочей обкладкой толщиной 3мм и нерабочей - 1 мм из резины класса С: Лента 4О-300-2-БКНЛ-150-3-1-С ГОСТ 20-76.

Т.к. было принято по ГОСТу значение ширины ленты, большее расчетного, то необходимо произвести перерасчет скорости движения ленты, приняв значение по ГОСТу:

м/с.

3. Погонная масса движущихся частей конвейера

,

= - погонная масса движущихся частей рабочей ветви,

= - погонная масса движущихся частей холостой ветви конвейера,

- погонная масса ленты.

По табл.6.12. в соответствии с шириной ленты принимаю диаметр ролика D_р=45мм и количество роликов в роликоопоре, равное 3.

По табл.6.18 для ориентировочного расчета принимаю погонную массу вращающихся частей роликоопор рабочей ветви, равной кг/м и погонную массу вращающихся частей роликоопор холостой ветви, равной кг/м.

Погонная масса резинотканевой ленты рассчитывается по формуле

= кг/м,



где с = 1100 кг/м³- плотность ленты; В - ширина ленты, м,

мм = 0,0072м

- толщина ленты без защитной тканевой прокладки (д_п.з.= 0),

z - число тяговых тканевых прокладок; д_пт - толщина тяговой тканевой прокладки;

д_п.з - толщина защитной тканевой прокладки (имеется у ленты типа 1);

д_р - толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты;

д_р - толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты. Тогда

=кг/м.

4. Тяговая сила конвейера для предварительных расчетов приближенно находится по формуле

,

где =0,025 -- коэффициент сопротивления перемещению груза (табл. 6.19);

L_г --длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость (т.к. конвейер горизонтальный, то L_г=L=30м);

q_k -- погонная масса движущихся частей конвейера, кг/м;

H -- высота подъема или опускания груза (равна 0), м;

k_к --коэффициент, учитывающий геометрические и конструктивные особенности конвейера:



=2,11111,3=2,73 (табл. 6.20);

F_п.p-- сопротивление плужкового разгрузчика (если он предусмотрен в конструкции конвейера).

м² - площадь поперечного сечения груза на желобчатой ленте;

кг/м - погонная масса груза;

Тогда Н.

5. Максимальное статическое натяжение ленты

,

,

где коэффициент сцепления между резинотканевой лентой и стальным барабаном равен f=0,25 (табл.6.7) и угол обхвата барабана лентой=200є.

По табл.6.21 принимаю k_s=1,73.

Н.

6. Проверка правильности выбора числа прокладок ленты

,

z -- принятое число прокладок в ленте, z_min -- необходимое минимальное число тяговых прокладок; k_p=12 Н/мм --максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок (табл. 4.5).

2>1 - условие выполняется.



7. Наименьший диаметр приводного барабана

Наименьший диаметр приводного барабана для резинотканевой ленты

мм,

где k=150 (табл. 6.6);

z -- число прокладок в ленте.

Диаметр натяжного барабана D_н.б=0,8D_п.б=0,8300=240мм.

Диаметр отклоняющего барабана D_о.б=0,65D_п.б=0,65300=195мм.

В соответствии с ГОСТ 22644--77 из стандартного ряда принимаю D_п.б=315мм, D_н.б=250мм, D_о.б=200мм.

Правильность выбора диаметра приводного барабана проверяется по давлению между конвейерной лентой и барабаном из условия

м,

где F₀ - предварительно рассчитанная тяговая сила, [р] =10⁵...1,110⁵ Па -- допустимое среднее давление между резиновой лентой и барабаном.

0,315>0,064 - условие выполняется.

Длина барабанов принимается согласно ГОСТ 22644--77 (табл. 6.8), равной B+50=350мм.

8. Определение тягового усилия конвейера методом его обхода по контуру

Разбив трассу конвейера на отдельные участки и пронумеровав их границы согласно схеме, определяю натяжение ленты в отдельных точках трассы.

межцеховой ленточный конвейер



Рис. 2.1 Схема к расчету конвейера методом обхода по контуру

Обход начинаю с т.1, в которой натяжение ленты наименьшее.

Натяжение ленты в т.2:

.

Сопротивление на прямолинейном горизонтальном участке холостой ветви:

Н.

Натяжение в т.3:

.

Натяжение в т.4:

.

Натяжение в т.5:

.

Сопротивление на погрузочном пункте от сообщения грузу скорости тягового органа

F_погр=Н.

Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка длиной l=1,5м F_л=50l=501,5=75Н.

Общее сопротивление при загрузке

F_5-6=F_заг =F_погр + F_л=3,28+75=78,28Н.

Натяжение в т.6:

.

Сопротивление на прямолинейном горизонтальном участке рабочей ветви:

Натяжение в т.7:

.

Натяжение в набегающей на приводной барабан ветви тягового органа с учетом сопротивления на поворотном пункте:



Наибольшее натяжение ленты находится согласно формуле Эйлера:

,

где F_сб - натяжение в сбегающей с приводного барабана ветви ленты F_сб = F₁; f - коэффициент сцепления между лентой и приводным барабаном f = 0,25;

б - угол обхвата лентой приводного барабана б=200є.

Определяю из данной формулы значение натяжения F₁ и нахожу натяжение конвейерной ленты в остальных точках трассы.

Строю график натяжений ленты

Рис. 2.2 График натяжений тягового органа ленточного конвейера

9. По уточненному значению F_max = F_наб проверяю прочность ленты

.

2>1 - число прокладок выбрано правильно.

10. Проверяю правильность выбора диаметра приводного барабана по давлению между лентой и барабаном

0,315>0,034 - диаметр приводного барабана выбран правильно.

11. Мощность на приводном валу конвейера

кВт,

где F_o -- уточненная тяговая сила конвейера, Н;

-- скорость ленты, м/с.

Необходимая мощность двигателя

=кВт,

где k -- коэффициент запаса: k =1,1..,1,35;

Р_о -- расчетная мощность на приводном валу конвейера;

-- КПД передач от двигателя к приводному валу (табл. 5.1).

Из табл. III.3.1. выбираю электродвигатель типа 4А71А643 номинальной мощностью P_дв=0,37кВт при частоте вращения n=910мин^-1, момент инерции ротора I_м=1,6710^-3кгм², кратность максимального момента ц_max=2.

12. Частота вращения вала приводного барабана

мин^-1

13. Необходимое передаточное число между валом двигателя и валом приводного барабана

,

где n -- частота вращения вала двигателя, мин^-1.

Из табл. III.4.2. выбираю соответствующий редуктор типоразмера Ц2-260 с передаточным числом u_р = 41,34, имеющий при частоте вращения быстроходного вала n=1000мин^-1 и мощность Р=2,39кВт.

14. Номинальный крутящий момент двигателя

Нм.

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя расчетный момент муфты

Нм.

Из табл. III.5.2. выбираю фланцевую соединительную муфту с номинальным передаваемым моментом Т_ном=31,5 Нм и наибольшим диаметром D=90мм.

15. Уточняю скорость ленты, исходя из фактического передаточного числа привода

м/с,

где u_ф -- фактическое, общее передаточное число привода конвейера.

16. Уточняю фактическую производительность конвейера

т/ч.

Фактическая и заданная производительность различаются незначительно (в пределах 10%).

17. Усилие натяжного устройства

Н,

где -- сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабан; -- сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабана.

18. Время пуска конвейера

где д =1,1...1,25-- коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты);

I = I_р + I_м = I_р + (0,1...0,15)mD² = 1,6710^-3 + 0,11,10,09² = 2,5610^-3 -



момент инерции масс, вращающихся на валу двигателя,

m, D -- масса и наибольший диаметр муфты (табл. 1.36),

,

где L^Г, L^П -- длина груженого и порожнего участков рабочей ветви, м, L^x, L^p --длина холостой и рабочей ветвей конвейера, м; k_y=0,5...0,7 (для резинотканевых лент) -- коэффициент, учитывающий упругость тягового органа, благодаря которой не все элементы конвейера приходят в движение одновременно; k_c=0,7...0,9 (для ленточных конвейеров) -- коэффициент, учитывающий уменьшение скорости вращающихся частей конвейера относительно скорости тягового органа;

m_б = m_пб + m_н + m_об = 180 + 80 = 260 кг

-- масса вращающихся барабанов конвейера (приняты конструктивно).

Средний пусковой момент двигателя

Нм,

где ш_п=2 - кратность пускового момента двигателя;

0,85² - коэффициент, учитывающий возможность работы при падении напряжения в сети до 85 % от номинального;

ш_max - максимальная кратность пускового момента электродвигателя,

ш_mах==2,2 (III.3.1.);

Т_ном - номинальный момент двигателя, Н·м.

Момент статических сопротивлений на валу двигателя,



=Нм,

где u -- передаточное число привода.

Момент статических сопротивлений на приводном валу конвейера

Т_с.в = 0,5·F₀·D_пб=0,5·438,83·0,315=69,12 Нм,

Момент сил инерции на валу двигателя при пуске конвейера

Т_ИН =T_СР.П - Т_С=5,89-1,74=4,15 Нм.

Тогда время пуска конвейера равно

с,

0,23 < 3 - условие выполняется.

19. Момент сил инерции на приводном валу при пуске конвейера

Т_пуск = Т_ин.в + Т_с.в = Т_инuз + Т_с.в = 4,1541,340,96 + 69,12 = 233,82 Нм.

20. Окружное усилие на приводном барабане при пуске конвейера

Н.

21. Усилие в набегающей на приводной барабан ленте конвейера при пуске

Н.



22. Коэффициент перегрузки конвейерной ленты при пуске

где F_доп - допускаемая нагрузка на тяговый орган.

= 123002 = 7200 Н

- для резинотканевых конвейерных лент.

,

0,36 < 1,5 - условие выполняется.

23. Момент сил инерции на валу двигателя при торможении

Нм,

где t_T - время торможения конвейера, определяемое в предположении линейного изменения во времени скорости до полной остановки.

Время торможения

с,

где максимальный путь торможения l_т для быстрой остановки конвейера принимается равным 0,6м.

24. Момент статических сопротивлений на приводном валу конвейера при торможении, необходимый для предотвращения его обратного хода,



= Нм,

где _бар -- КПД барабана (учитывается, если тяговая сила определена приближенно);

k = 0,55...0,6 (для ленточного конвейера) -- коэффициент возможного уменьшения сопротивлений конвейера,

D -- расчетный диаметр приводного барабана, м.

Тогда Нм.

25. Расчетный тормозной момент на приводном валу конвейера в этом случае

= 0,26 - 0,96 = - 0,69 Нм.

Таким образом, для предотвращения самопроизвольного обратного движения ходовой части конвейера при случайном включении двигателя тормоз не требуется, т.к.

Рис. 2.3 Циклограмма работы ленточного конвейера



3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОНВЕЙЕРА

Несущим и тяговым элементом ленточного конвейера является гибкая лента. Она опирается верхней (рабочей) и нижней (холостой) ветвями на роликоопоры (верхней - на трехроликовые желобчатые роликоопоры с углом наклона ролика 20є, нижней - на однороликовые) и огибает на концах конвейера приводной и натяжной барабаны. Движение передается ленте от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства (в данном случае винтового типа). Груз попадает на ленту через загрузочную воронку. Разгрузка ленты происходит непосредственно через приводной барабан прямо в сборник.

Для очистки рабочей ленты от оставшихся частиц на барабане установлена чистящая планка из легированной стали, которая равномерно прилегает к ленте по всей ее ширине.

Для центрирования хода обеих ветвей ленты и исключения ее чрезмерного поперечного смещения под нагрузкой применяются центрирующие роликовые опоры и дефлекторные ролики. На поворотных участках ветвей трассы установлены отклоняющие барабаны и переходные роликоопоры, которые создают плавный перегиб ленты.

Привод ленточного конвейера состоит из приводного барабана, электродвигателя, редуктора и соединительных муфт. Все элементы конвейера смонтированы на металлоконструкции, прикрепленной к фундаменту здания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Машины непрерывного транспорта занимают ведущее место среди подъёмно-транспортных средств различного назначения. Основная особенность машин непрерывного транспорта, которая отличает их от грузоподъёмных машин и машин циклического действия, заключается в возможности непрерывно перемещать груз в заданном направлении.

Целью данной курсовой работы было проектирование межцехового ленточного конвейера для транспортирования чугунной стружки в цеховой сборник. В ходе работы была описана конструкция и принцип работы конвейера. Расчет производился на основе исходных данных: длины и объемной производительности конвейера, а также насыпной плотности транспортируемого груза (чугунной стружки). Практическая часть работы представлена последовательным расчетом параметров механизма и выбором основных элементов.

Основным тяговым органом конвейера является лента, она рассчитана и принята по ГОСТу. Все последующие расчеты велись с учетом выбранной ширины ленты. С помощью разбиения трассы конвейера на отдельные участки было определено натяжение ленты в отдельных точках трассы. По этим значениям велось построение графика натяжений ленты конвейера.

В ходе расчета также был произведен выбор электродвигателя, способного обеспечить необходимую мощность на приводном валу конвейера. В соответствии с номинальным крутящим моментом были приняты редуктор и соединительная муфта. Диаметры и длины приводного и натяжного барабанов выбраны, исходя из конструктивных соображений.

Режим работы конвейера циклический. Поэтому были рассчитаны время пуска и время торможения конвейера, по значениям которых построена циклограмма данного технологического устройства.

Чертеж межцехового ленточного конвейера представлен его общим видом и чертежом основного механизма - приводного барабана.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Александров М.П., Решетов Д.Н., Байков Б.А. Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций: Учеб. пособие для студентов втузов / Под ред. М.П. Александрова, Д.Н. Решетова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987;

2. Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н. Машины непрерывного транспорта: Учеб. пособие для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / Под ред. Р.Л. Зенкова - М.: Машиностроение, 1980;

3. Марон Ф.Л., Кузьмин А.В. Справочник по расчетам подъемно-транспортных машин - Минск: Высш. шк., 1971 г;

4. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. -М.: Машиностроение, 1983.

Размещено на Allbest.ru