Расчет ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

23

Введение

Целью и задачей данной курсовой работы является расчет ленточного конвейера. Пояснительная записка данной курсовой работы содержит материал о расчете ленточного конвейера для перемещения рядового торфа, так же в ней показана схема расстановки элементов по трассе конвейера (роликоопор и барабанов); схема поперечного сечения конвейера для определения расстояния между рабочей и холостой ветвями ленты, в качестве несущей рамы принимается неравнополочный уголок; Материал расчета ленточного конвейера представлен в следующих разделах. Производится обобщение, анализ и дополнения недостающих исходных данных, определяются условие и режим работы конвейера; составление предварительного синтеза трассы конвейера; выбор и определение основных параметров тягового органа -резинотканевой ленты; выбор направляющих и поддерживающих устройств конвейера, в частности барабанов, рядовых и специальных роликоопор. Затем производится тяговый расчет конвейера методом обхода трассы по контуру. Цель данного этапа - определение тягового усилия на барабане и мощности привода.

Данный рассчитанный конвейер предназначен для перемещения насыпных, малоабразивных, кусковых грузов и для тяжелых условий работы.



1.Общие расчеты конвейера

1.1 Обобщение, анализ и дополнение исходных данных

Исходные данные сводятся в таблицу 1.

Таблица 1.1 - Исходные данные

1.	Вид груза	торф
2.	Рядовой или сортированный	рядовой
3.	Крупность транспортируемых частиц	от 0 до 150, мм
4.	Подвижность груза	средняя
5.	Абразивность груза	малая
6.	Место установки конвейера	открытый воздух
7.	Температура окружающей среды, єС	От -25 до +35 ? С
8.	Влажность воздуха, %	50%
9.	Содержание абразивной пыли в воздухе, мг/м3	100 мг/м3
10.	Число рабочих смен в сутки	1
11.	Число рабочих часов в смену	8
12.	Число рабочих дней в год	280
13.	Плановая средняя производительность	250 т/сут
14.	Максимальная производительность	340 т/сут
15.	Скорость движения ленты, м/с	1,6 м/с
16.	Длина трассы конвейера, м	50 м
17.	Высота подъема груза, м	7 м

Перемещаемый груз торф, обладает рядом физико-механических свойств: он имеет насыпную плотность 0,5 т/м³ и поэтому относится к легкой группе плотности. Данный груз не имеет режущих кромок и обладает малой абразивностью, что хорошо сказывается при работе всего конвейера и грузонесущего элемента в частности.

По крупности кусков относится к среднекусковым. Торф, обладает высокой гигроскопичностью, не коррозионный. Груз имеет среднюю степень подвижности, что является определяющим фактором при выборе грузонесущего органа, роликов и роликоопор. Также при длительном хранении торф подвержен самонагреванию и самовозгоранию. Для проведения дальнейших расчетов необходимо дополнить исходные данные.

Таблица 1.2 - Дополнительные данные

1.	Насыпная плотность груза,	0,5 т/м3
2.	Угол естественного откоса в покое	400
3.	Угол естественного откоса в движении,	120
4.	Коэффициент внешнего трения по стали	fо = 0,5
5.	Коэффициент внешнего трения по резине	fо = 0,6
6.	Коэффициент внутреннего трения	fB = 0,9

1.2 Определение условий работы конвейера

Характеристики нагружения, продолжительность действия нагрузок и температурные условия эксплуатации являются основными показателями для расчета конвейера и его элементов, влияющими на их прочность и долговечность.

1.2.1 Условия работы конвейера по качественным показателям

Работа конвейера осуществляется на открытом воздухе, небольшое количество абразивной пыли, временами влажный воздух, средняя доступность для обслуживания, малая абразивность.

1.2.2 Условия работы конвейера по количественным показателям

1. Температура окружающей среды, єС -25 +30

2. Содержание абразивной пыли в воздухе, 100

3. Влажность воздуха, % 50

4. Насыпная плотность груза, 0,5

5. Время работы в сутки, 8

По совокупности качественных и количественных показателей делается вывод о назначении тяжелых условий работы конвейера.

1.3 Определение режима работы конвейера

Режим работы конвейера - это характеристика учитывающая характер внешних нагрузок и интенсивность использования машины во время эксплуатации.

1.3.1 Определение класса работы конвейера по времени

Конвейер работает по 8 часов в смену, всего одна смена в сутки, то есть 8 часов сутки. Исходя из этого принимается класс использования по времени в сутки В2. Рабочих дней в году 280. За год конвейер проработает 2240 часов. Таким образом класс использования по времени в год В2

По полученным данным, принимается класс использования по времени В2.

1.3.2 Определение класса использования по производительности

Класс использования по производительности определяется на основе общего коэффициента загрузки K_Н:

, (1.1)

- средняя производительность, т\сут

- максимальная производительность, т\сут

K_Н = = 0,735

Принимается класс использования по производительности П3.



1.3.3 Выбор режима работы

По сочетанию классов использования назначается средний режим работы.

1.4 Предварительное составление расчётной схемы конвейера

Рисунок 1- Конвейер ленточный, прямолинейный, наклонный.

1- натяжное устройство с концевым барабаном;

2- загрузочное устройство;

3- груз;

4- роликовые опоры рабочей ветви - поддерживающее устройство;

5- лента - тяговый и грузонесущий орган;

6- приводное устройство с концевым барабаном;

7- очистное устройство;

8 - разгрузочное устройство;

9 - роликовые опоры холостой ветви - поддерживающее устройство;

10 - рама;

L - длина трассы конвейера; L = 50 м.

H - высота подъема груза; H = 7 м.



2. Предварительный выбор тягового органа конвейера

2.1 Выбор вида тягового органа

Конвейерная лента - основной элемент ленточного конвейера. В конвейерах применяют различные виды лент: резинотканевые, резинотросовые, стальные. Наибольшее распространение в ленточных конвейерах получили резинотканевые ленты. Такие ленты обладают более высокой гибкостью в сравнении с остальными и применяются при небольшой длине трассы конвейера и используется при легкой и средней загруженности конвейера.

2.1.1 Выбор типа ленты

Так как заданный груз малоабразивен, крупностью частиц до 150 мм, транспортируется при тяжелых условиях работы, выбирается лента типа 2, подтипа 2.2, предназначенная для транспортировки глины, цемента, мягких пород и других малоабразивных грузов.

2.1.2 Выбор назначения ленты

Выбирается лента общего назначения, так как она предназначена для транспортирования малоабразивных средне- и мелкокусковых грузов и сыпучих материалов при температурах окружающего воздуха от -45 до +60 °С

2.1.3 Описание конструкции ленты

Лента типа 2, подтипа 2.2 имеет резиновые обкладки рабочей и нерабочей поверхности, с резиновыми бортами, минимальное число прокладок каркаса - 2, между тканевыми прокладками каркаса должны быть резиновые прослойки.



2.1.4 Выбор материала ткани прокладок тягового каркаса ленты

Каркас ленты изготавливают из комбинированной лавсано-хлопчатобумажной ткани БКНЛ - 55, с предельной прочностью на разрыв =55Н/мм, так как заданный груз обладает малой насыпной плотностью и средней подвижностью.

2.1.5 Определение угла наклона конвейера и длины горизонтальной проекции трассы

Определяется угол наклона конвейера:

(2.1)

При H = 7 м и L = 50 м угол наклона будет равен:

Длина горизонтальной проекции конвейера определяется по формуле:

L_г = (2.2)

где L - длина трассы конвейера, H - высота подъема груза

L_г = = 49,5 м

2.1.6 Определение общего эксплуатационного коэффициента

(2.3)

где - коэффициент использования конвейера по времени ();

В сутки конвейер работает 8 часов, поэтому принимается =0,72.

- коэффициент неравномерности загрузки конвейера ();

Так как транспортируемый груз рядовой, обладает средней подвижностью, среднекусковой, принимается =0,76 ;

- коэффициент готовности пуска конвейера в работу ().

Используя принятые коэффициенты находится :

= 0,72 0,76 • 0,96 = 0,5253

2.1.7 Предварительный расчет массовой производительности конвейера

, (2.4)

где - максимальная производительность; - общий эксплуатационный коэффициент; - число часов работы в сутки.

Подставив известные значения в (2.4) находится :

=80,9 т/ч

2.1.8 Определение необходимой ширины ленты

Определяется ширина ленты по производительности:

(2.5)

где - коэффициент, учитывающий уменьшение сечения груза на наклонном участке вследствие частичного скатывания груза в сторону, противоположную движению;

На основании того, что угол наклона конвейера 8,1? и груз обладает средней подвижностью, принимается К_в = 0,97;

- коэффициент типа роликовых опор; т.к. степень подвижности груза средняя, то угол наклона роликов желобчатых опор б=20°, соответственно

= 550;

- скорость движения ленты; - насыпная плотность груза, т\м³ .

Производится проверка ширины ленты по размерам кусков груза

, (2.6)

где x - коэффициент, зависящий от качественной характеристики груза (для рядового x); - размер наибольшего куска.

B_min ? 2•150+200=500 мм.

Из двух полученных значений по производительности и кусковатости груза ширина ленты округляется до ближайшего большего размера, предусмотренного . По стандартному ряду принимается ширина ленты B=650 мм

2.2 Определение весовых и размерных параметров ленты

2.2.1 Определение предварительной мощности конвейера

(2.7)

Где Q - расчетная массовая производительность, т\ч;

L_г - длина горизонтальной трассы конвейера, м;

H - высота подъёма груза, м;

- обобщенный коэффициент сопротивления движению для предварительного расчета, принимается =0,22, т.к. дальность транспортирования лежит в пределах от 10 до 50 метров (50м), а производительность равна 80,9 т/ч.

кВт

2.2.2 Определение тягового усилия на приводном барабане

(2.8)

где v - скорость движения ленты, м/c Н

(2.9)

где S_НБ - усилие в набегающей на приводной барабан ветви ленты, Н;

S_СБ - усилие в сбегающей с приводного барабана ветви ленты, Н

Исходя из теории фрикционных передач для обеспечения надежной передачи тягового усилия должно соблюдаться следующее соотношение:

(2.10)

Исходя из уравнений (2.9) и (2.10) выражается усилие в набегающей ветви (S_НБ = S_max), таким образом:



(2.11)

где - тяговый фактор, принимается=2,57, т.к.

f - коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана, принимается f = 0,3(стальной, гладкий, сухой или влажный, футерованный резиной барабан);

б - угол обхвата барабана лентой, первоначально принимается б = 3,14, что соответствует углу обхвата 180⁰

2.2.3 Предварительное определение числа прокладок тягового каркаса ленты

Нужное число тканевых прокладок в резинотканевых лентах исходя из условий прочности определяется по формуле:

(2.12)

где - максимально допустимая рабочая нагрузка одной тяговой прокладки каркаса ленты, Н\мм;

(2.13)

где - предел прочности ткани, Н/мм;

[n] - коэффициент запаса прочности ленты

Определим уточненный расчет коэффициента запаса прочности

(2.14)

где k₀ - номинальный запас прочности при установившемся движении, принимается k₀ = 7; k_ст - коэффициент прочности стыкового соединения ленты, т.к. стык вулканизированный, то k_ст = 0,87; k_пр - коэффициент неравномерности работы прокладок, т.к. минимальное число прокладок каркаса = 2, то k_пр = 0,97; k_Т - коэффициент конфигурации трасы конвейера, т.к. конвейер наклонный, то k_Т = 0,9; k_р - коэффициент учитывающий режим работы конвейера, т.к. условия работы конвейера средние, то k_р =1

Таким образом:

Так как полученное число прокладок будет меньше минимального числа прокладок каркаса для данного типа ленты, то принимается лента с количеством прокладок i = 2.

2.2.4 Определение толщины ленты, мм

Толщина ленты определяется по формуле:

(2.16)

где - толщина верхней рабочей обкладки, принимается= 6мм;

- толщина нижней обкладки, принимается = 2мм;

- толщина одной прокладки тягового каркаса, для комбинированной ткани типа БКНЛ-55, принимается = 1,15 мм;

- число прокладок каркаса;

2.2.5 Определение массы одного погонного метра ленты

Определяется масса одного погонного метра ленты, (кг/м), при её средней плотности равной 1000 кг/м³:

(2.17)

где B - ширина ленты;

- толщина ленты

кг/м

Составление условного обозначения ленты :

Лента 2.2 - 650 - 2 - БКНЛ-55 - 6-2 - Б - НБ ГОСТ 20-85;

Лента конвейерная типа 2, подтип 2.2, общего назначения, шириной 650 мм,

с 2 рабочими тканевыми прокладками из ткани БКНЛ - 55, с шириной рабочей обкладки 6мм, нерабочей 2 мм, с нарезными бортами, из резины класса прочности Б.



2.3 Схема поперечного сечения ленты

Рисунок 2 - Конструкция и параметры резинотканевой ленты

1 - тяговый каркас из тканевых прокладок;

2 -резиновый борт;

3 - верхняя обкладка;

4 - нижняя обкладка;

B-ширина;

- толщина ленты; = 10,3 мм;

- толщина нижней обкладки;

- толщина верхней обкладки;

заполнитель из резино - каучуковой смеси.



3. Выбор поддерживающих и направляющих устройств конвейера

3.1 Выбор направляющих устройств

3.1.1 Выбор конструкции и параметров приводного барабана

Для резинотканевой ленты диаметр приводного барабана определяется по формуле:

(3.1)

где k^' - коэффициент, зависящий от прочности тканевых прокладок ленты т.к. у_р= 55 Н/мм, k^'=125;

i - число прокладок каркаса ленты, i = 2.

k^" - коэффициент назначения барабана, для приводных барабанов k^" = 1;

Так как ширина ленты B = 650 мм выбирается приводной барабан диаметром D = 400 мм.

Рисунок 3 - Приводной барабан



Основные параметры и размеры приводного барабана сводятся в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Параметры и основные размеры приводного барабана.

Размеры, мм	Подшипник
D	L				H		b							I
400	750	1000	1260	692	195	100	85	64	-	350	270	24	108	77	1612

3.1.2 Выбор типа натяжного устройства

Выбор типа натяжного устройства производится в зависимости от общего хода натяжного устройства, который определяется по формуле:

(3.2)

где L_н1 - монтажный ход натяжного устройства, необходимый для стыковки и ремонта ленты:

L_н1 = (0,3…1) •B

B - ширина ленты, В= 650 мм = 0,65 м (3.3)

L_н1 = 0,3 • 0,65 = 0,2 м

L_н2 - рабочий ход натяжного устройства, необходимый для компенсации вытяжки ленты и создания первоначального натяжения, который определяется по формуле:

конвейер тяговый трасса проекция

L_н2 = 1% •L (3.3)

L - длина трассы конвейера, L = 50м

L_н2 = 0,01•50 = 0,5 м

Так как L_н < 0,8 м, выбирается винтовое натяжное устройство.



3.1.3 Выбор натяжного и концевого барабана

Так как концевой барабан будет выполнять роль натяжного, то их диаметры будут совпадать и рассчитываться по формуле:

где k^" - коэффициент назначения барабана, для натяжных и концевых барабанов k^" = 0,8

Принимается диаметр натяжного барабана из нормального ряда на порядок меньше диаметра приводного барабана, D_н = 320 мм.

Рисунок 4 - Винтовое натяжное устройство

Основные параметры и размеры винтового натяжного устройства сводятся в таблицу 3.2



Таблица 3.2 - Параметры и основные размеры винтового натяжного устройства.

Размеры, мм	Масса вращающихся частей, кг
B	D	L	A	Б	Г	М	Е	Н1	Н2	И	К
650	320	750	800	970	1100	1310	1390	112	237	280	116	78

Рисунок 5 - Концевой барабан

Основные параметры и размеры винтового натяжного устройства сводятся в таблицу 3.3

Таблица 3.3 - Параметры и основные размеры концевого барабана.

Ширина ленты, мм	Размеры, мм	Подш-к	Масса вращающихся частей, кг
	D	L	А	С	Н	Н2	n	m	T	S	d1	V	dб
Барабаны концевые
650	320	750	960	1020	80	290	250	320	70	10	28	34	24	1612	78

3.1.3 Выбор параметров отклоняющего барабана

Диаметр отклоняющего барабана определяется по формуле:



где k^" - коэффициент назначения барабана, для отклоняющих по трассе конвейера барабанов k^" = 0,5

Выбирается ближайший больший диаметр отклоняющего барабана из стандартного ряда размеров барабанов, D_н = 250 мм

Рисунок 6 - Отклоняющий барабан

Основные размеры и параметры отклоняющего барабана сводятся в таблицу 3.4

Таблица 3.4 - Параметры и основные размеры отклоняющего барабана

Ширина ленты, мм	Размеры, мм	Подш-к	Масса вращающихся частей, кг
	D	L	А	С	Н	Н2	n	m	T	S	d1	V	dб
Барабаны отклоняющие
650	250	750	970	1020	60	190	160	210	60	8	19	24	16	1308	40



3.2 Выбор поддерживающих устройств конвейера

3.2.1 Выбор роликоопор рабочей ветви

Рисунок 7 - Схема верхней рядовой желобчатой роликоопоры

Исходя из ширины ленты и параметров груза выбираются трехроликовые роликоопоры с гладкими роликами их параметры и размеры сводятся в таблицу 3.5

Таблица 3.5 - Основные параметры и размеры верхних рядовых желобчатых роликоопор

Ширина ленты, мм	Размеры, мм	Угол наклона , град.	Масса вращающихся частей, кг
	D	K	L	A	E	C	M	n
650	102	190	245	870	910	730	278	6	20	12,5

3.2.2 Выбор роликоопор холостой ветви

Исходя из ширины ленты и параметров груза выбираются однороликовые роликоопоры с гладким роликом их параметры и размеры сводятся в таблицу 3.6



Рисунок 8 - Схема нижней прямой роликоопоры

Таблица 3.6 - параметры и размеры нижних прямых роликоопор

Ширина ленты, мм	Размеры, мм	Масса вращающихся частей, кг
	D	L1	L	A	E	Н	h	M	dб	n
650	102	774	750	870	910	157	106	100	12	6	10,5

3.2.3 Выбор параметров специальных роликоопор

Выбор переходных роликовых опор

Переходные опоры устанавливаются для плавного перехода формы ленты из плоской в желобчатую и наоборот, в целях снижения в ленте напряжений изгиба. Переходные роликовые опоры выбираются в зависимости от угла наклона боковых роликов рядовых роликоопор т.к. б=20°, то выбирается переходные роликоопоры с углом наклона боковых роликов, б=10°. Их основные параметры и размеры аналогичны параметрам верхних рядовых желобчатых роликоопор, а схема приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Схема переходных роликовых опор



Выбор амортизирующих роликоопор.

Так как конвейер перемещает среднекусковой груз(торф), в зоне загрузки устанавливаются амортизирующие роликоопоры, для смягчения ударов груза о ленту. Их основные параметры и размеры соответствуют параметрам верхних рядовых желобчатых роликовых опор.

Рисунок 10 - Схема амортизирующей роликовой опоры

Выбор очистных роликовых опор

Для очистки ленты от частиц налипшего груза на холостой ветви первыми от приводного барабана устанавливаются две очистные дисковые роликоопоры, основные параметры которых соответствуют параметрам нижних рядовых роликоопор.

Рисунок 10 - Схема очистной роликовой опоры

Выбор центрирующих роликовых опор.

Центрирующие роликовые опоры устанавливаются на конвейере для предотвращения сбегания ленты с продольной оси конвейера, как на рабочей, так и на холостой ветви ленты. Схема приведена на рисунке 11.



Рисунок 11 - Схема центрирующей роликовой опоры

где 1 - боковые ролики;

2 - поворотная траверса;

3 - дефлекторные ролики;

4 - поворотная рама;

5 - опорные катки;

6 - упорный подшипник

3.2.4 Выбор типа устройства для очистки ленты

Для обеспечения нормальной работы конвейера и повышения срока службы ленты необходима очистка поверхностей ленты и барабанов от налипших частиц транспортируемого груза. Тип устройства для очистки ленты выбирается в зависимости от характера груза и скорости движения ленты.

Так как груз (торф) состоит из разнородных по структуре частиц, конвейер подвергается длительному влиянию низких температур, а скорость движения ленты 1.6 м/с то принимается решение о выборе скребкового очистного устройства прижимаемого к ленте пружиной.



3.3 Расположение поддерживающих и направляющих устройств на трассе конвейера

3.3.1 Выбор шага расстановки роликовых опор конвейера

Шаг расстановки рядовых роликовых опор на рабочей ветви выбирается в зависимости от ширины ленты и насыпной плотности груза, т.к. ширина ленты B=650 мм, а насыпная плотность груза p_н = 0,5 т/м³, то l_p = 1300 мм.

3.3.2 Выбор параметров загрузочного устройства

Загрузка конвейера производится у натяжного барабана, так как не требуется выполнение никаких технологических операций и длина трассы конвейера небольшая (50м), выбирается загрузочное устройство с самотечным движение груза, то есть груз перемещается только под действием сил тяжести, состоящее из загрузочной воронки и направляющего лотка. Параметры направляющего лотка загрузочного устройства выбираются в зависимости от ширины ленты B = 650 мм, скорости движения ленты 1,6 м/с, схема загрузочного устройства приведена на рисунке 12.

Рисунок 12 - Схема загрузочного устройства



Таблица 3.7 - Размеры загрузочного устройства

Ширина ленты, мм	Высота лотка, м, не менее	Длина лотка, м, при скорости ленты, м/с
		До 1,6
650	0,3	1,2

B₁ = 0,5 • 650 = 325 мм;

B₂ = 0,7 • 650 = 455 мм

3.3.3 Схема расстановки устройств по трассе

Вычерчивается 2 барабана - приводной и натяжной на расстоянии длины трассы - 50 м.

С каждой стороны устанавливается по одной переходной роликоопоре с углом наклона боковых роликов 10⁰ на расстоянии 0,8…1м от оси барабана.

В зоне загрузки устанавливаются амортизирующие роликоопоры с шагом установки t_ам =(d_р+200 мм), где d_p - диаметр амортизирующего ролика равный 102 мм, t_ам=302 мм.

Остальное пространство рабочей ветви равномерно заполняется рядовыми желобчатыми роликоопорами с шагом примерно равным l_p, а через каждые 10 рядовых роликоопор устанавливаются центрирующие роликоопоры, но не меньше двух. В месте сбегания ленты с приводного барабана устанавливается очистное устройство скребкового типа.

С каждой стороны на расстоянии одного метра от оси барабана устанавливаются прямые роликоопоры, при этом со стороны приводного барабана устанавливается очистная роликоопора.

Оставшееся пространство заполняется рядовыми роликоопорами с шагом примерно равным 2 l_p, а через каждые 7-10 рядовых устанавливаются центрирующие роликоопоры соответственно. Трасса конвейера показывается на миллиметровой бумаге в масштабе длины (1:100). В крупном масштабе (1:5) показывается головная часть конвейера с отклоняющим барабаном.



4. Тяговый расчет конвейера

4.1 Окончательный синтез трассы конвейера

Синтез трассы конвейера заключается в расстановке по контуру всех составных элементов и выполняется в следующем порядке:

4.1.1 Определение расстояния между ветвями ленты

Для определения расстояния между рабочей и холостой ветвями ленты, вычерчивается в масштабе схема поперечного сечения конвейера, исходя из параметров диаметра натяжного барабана. Показывается верхняя желобчатая рядовая опора в масштабе (1:4). Откладывается расстояние а равное расстоянию натяжного барабана а = 320 мм. Показывается нижняя прямая рядовая опора с лентой в масштабе. Замеряется расстояния между кронштейнами и подбирается подходящий равнополочный швеллер, так как расстояние между кронштейнами получилось 74 мм из сортамента по ГОСТ 8510-86 выбирается стандартный неравнополочный уголок со следующими параметрами:

Таблица 4.1 - Параметры неравнополочного уголка

h

b

t

r1

r2

A

Iy

iy

Iz

iz

Iv

iv

yo

zo

P

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

мм

кг

L60Ч50Ч6

65

50

6

6

2

6,6

27,5

20,4

14,1

14,6

7,5

10,4

13

20,4

5,18



Рисунок 12 - схема неравнополочного уголка

h - высота профиля, b - ширина профиля, t - толщина стенки профиля,

r1 - радиус сгиба, r2 - радиус сгиба, n1 - гибкость полки,

n2 - гибкость стенки, A - площадь поперечного сечения,

Iy - момент инерции сечения относительно оси y,

Wy - момент сопротивления сечения относительно оси y,

iy - радиус инерции относительно оси y,

Sy - статический момент отсеченной площади относительно оси y,

Iz - момент инерции сечения относительно оси z,

Wz - момент сопротивления сечения относительно оси z,

iz - радиус инерции относительно оси z,

yo - положение центра тяжести сечения, P - масса профиля.

4.2 Тяговый расчет методом обхода трассы по контуру

4.2.1 Составление расчетной схемы к тяговому расчету

Без масштаба показывается трасса конвейера с нанесением направляющих устройств. Трасса конвейера разбивается на прямолинейные и криволинейные участки. Точки их сопряжения нумеруются начиная с 1 точки сбегания ленты с приводного барабана. На трассе показываются места установки дополнительных устройств(очистное). В этих местах возникают местные сопротивления(очистное устройство совпадает с точкой 1, а загрузочное устройство обозначается одной точкой тождественно расположенной в точке 5, т.к. его линейные размеры по сравнению с длиной конвейера невелики).

4.2.2 Определяется натяжение в ленте путем последовательного обхода трассы по контуру

· Определение сопротивления очистного устройства на участке 1

Сопротивление очистного устройства определяется по формуле:

W_оч=щ*B (4.1)

где щ удельное сопротивление очистного устройства, принимается щ=400 Н/м [1];

Bширина ленты, B=650 мм.

W_оч=0.4*650=260 Н.

· Сопротивлением на участке 1-2 в виду малой длины пренебрегается

· Определяется сопротивление на отклоняющем барабане участка 2-3. По формуле:



, (4.2)

где S_нб - натяжение тягового органа в точке набегания на отклоняющий барабан, Н;

k_n - коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте(барабане), = 1,02, т.к. угол обхвата отклоняющего барабана менее

· Определяется распределенное сопротивление движению ленты на прямолинейном участке 3-4 холостой ветви конвейера. Определяется по формуле:

, (4.3)

где - коэффициент сопротивления перемещения груза, зависящий от условий работы и типа роликовой опоры, т.к. условия работы конвейера тяжелые и роликоопора прямая, то принимается 0,03

- погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера ;

ускорение свободного падения,

- длина холостого участка, 50м;

- погонная масса ленты, = 6,7 кг/м;

- длина горизонтальной проекции холостого участка ленты, =49,5 м; Н - высота подъема конвейера, Н= 7 м; Определяется погонная нагрузка от веса вращающихся частей роликоопор для наклонной холостой ветви конвейера



, (4.4)

где - масса вращающихся частей одной роликоопоры, исходя из П 3.2.2 (таблица 3.5) принимается m_р = 10,5 кг;

угол наклона конвейера,

- количество роликоопор на холостом участке, = 20, исходя из синтеза трассы конвейера ;

Подставив погонную нагрузку, в формулу (4.3) получается

· Определяется местное сопротивление движению на натяжном барабане на участке 4-5

На участке 4-5 лента огибает натяжной барабан на угол 180°, поэтому =1,05. Натяжение на этом участке определяется по формуле:

(4.5)

· Определяется местное сопротивление в месте установки загрузочного устройства на участке 5-5'. Определяется по формуле:

(4.6)

где W_зу - сопротивление при сообщении поступающему по воронке грузу ускорения ленты;



, (4.7)

где Q_р - расчетная производительность, Q_р=80,9 т/ч;

v - скорость движения ленты, v= 1,6 м/с;

W_зб - сопротивление от трения груза о неподвижные борта направляющие лотка;

, (4.8)

где -коэффициент внешнего трения, согласно физико-механическим свойствам принимается =0,5;

насыпная плотность груза,

- высота груза в лотке, =0,3•h=0,09м (h-высота лотка);

- длина лотка, =1,2 м;

- коэффициент бокового давления, принимается 0,6;

W_зп - сопротивление от трения уплотнительных полос направляющего лотка о ленту конвейера

(4.9)

· Определяется распределенное сопротивление движению ленты на прямолинейном участке 5 - 6 рабочей ветви конвейера. Определяется по формуле:

, (4.10)

где - коэффициент сопротивления перемещения груза, зависящий от условий работы и типа роликовой опоры, т.к. условия работы конвейера тяжелые и роликоопора желобчатая, то принимается 0,03

- погонная нагрузка от веса груза;

, (4.11)

где Q - заданная производительность;

V - скорость ленты

- погонная масса выбранной ленты, ;

- длинна горизонтальной проекции рабочего участка ленты, = 49,5;

- погонная нагрузка от массы вращающихся частей роликоопор на рабочей ветви конвейера;

, (4.12)



где - масса вращающихся частей одной роликоопоры, исходя из П 3.2.1 (таблица 3.4) принимается m_р = 12,5 кг;

- количество рядовых роликоопор на рабочем участке, n_р =41 исходя из синтеза трассы конвейера ;

в - угол наклона трассы конвейера, в = 8,1^o;

- длина нагруженного участка

- длина рабочего участка, = 50м;

- высота подъема груза, H = 7м

Подставив все погонные нагрузки, в формулу (4.10) получается

· Определяется местное сопротивление движению ленты на приводном барабане участка 6-1

Так как угол обхвата приводного барабана 190°, принимается k_п=1,06.

4.2.3 Определение натяжения в ленте путем последовательного обхода трассы по контуру

Метод обхода трассы по контуру заключается в последовательном определении натяжений при обходе трассы. Натяжение в каждой последующей точке по ходу движения трассы равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивление на участке между ними.

(4.13)

Определение натяжений в характерных точках контура трассы конвейера начинается с точки 1, усилие в которой S₁=S_сб пока не известно. Обходя последовательно контур от точки к точке по ходу движения ленты, выражаются натяжения в этих точках через неизвестное S₁.

На участке 1-2 сопротивлений равно:

В точке 3 натяжение в ленте равно сумме сопротивления в точке 2 и сопротивление движению на отклоняющем барабане:

*

В точке 4 натяжение в ленте равно сумме сопротивления движению точке 3 и сопротивление на холостой ветви:

Натяжение в точке 5 равно:

В точке 5' натяжение в ленте равно сумме сопротивления движению в точке 5 и сопротивление на загрузочном устройстве:

В точке 6 натяжение в ленте равно сумме сопротивления движению в точке 5' и сопротивление на груженой ветви:



Таким образом:

(4.14)

где А - числовой коэффициент от сопротивлений на барабанах;

B - числовой коэффициент на участках

Для решения этого уравнения необходимо составить систему вторым уравнением в которой будет условие Эйлера.

где f - коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана 0,30

б - угол обхвата барабана лентой, б = 190⁰

б- 3,22 радиан

е - основание натуральных логарифмов, е = 2,71

Решив систему уравнений получается

Подставив значения S_1, получается

Строится тяговая диаграмма выражающая закон изменения натяжения в ленте.



Рисунок 13 - тяговая диаграмма выражающая закон изменения натяжения

· Определяется окружная сила на приводном барабане с учетом сопротивлений.

(4.15)

4.3 Расчет привода

4.3.1 Проверка на прочность предварительно выбранной ленты

Проводится проверка предварительно выбранной ленты на прочность

(4.16)



Так как полученное число прокладок меньше ранее принятого, то проверка выполняется.

4.3.2 Выбор элементов привода конвейера

Принимается вариант сборки привода

Для обеспечения более компактной установки привода конвейера, принимается Г-образная схема сборки.

Рисунок 14 - Схема сборки привода конвейера.

где М - электродвигатель

Р - редуктор коническо-цилиндрический

ПБ - приводной барабан

4.3.3 Определяется мощность привода

Мощность привода конвейера определяется по формуле:

(4.17)



где - КПД механизма привода, 0,85

Согласно найденной мощности для привода по ГОСТ Р 51689-2000 выбирается трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии A132S6 с номинальной мощностью 5,5 кВт и частотой вращения n_дв= 950 об/мин.

Таблица 4.2 - Основные технические характеристики.

Марка двигателя	Мощность, кВт	КПД, %	Коэф. мощности	Номинальная частота вращения (об/мин)	Число полюсов	Масса (кг)
A132S6	5,5	84	0,82	950	6	76

Таблица 4.3 - Габаритно-присоединительные размеры.

Габаритные размеры, мм	Установочные и присоединительные размеры, мм
h	l30	h31	d30	h37	d24	b10	l10	l31	l1	d1	d10	d20	d22	d25
132	505	310	255	178	350	216	140	89	80	38	12	265	19	250

Рисунок 15 - Cхема двигателя общего назначения трёхфазного асинхронного короткозамкнутого

4.3.4 Определяются показатели для выбора редуктора

Редуктор подбирается по условию:



где i_р- табличное значение передаточного значения редуктора;

n_р - допустимая для редуктора частота вращения быстроходного вала

M_р - номинальное значение крутящего момента на тихоходном валу редуктора

· Передаточное число привода определяется по формуле:

(4.18)

где - частота вращения вала двигателя

· Частота вращения приводного барабана определяется по формуле:

(4.19)

· Крутящий момент на валу приводного барабана определяется по формуле:

(4.20)

где k_з - коэффициент запаса, принимается 1,1

Редуктор выбирается из каталога по требуемому передаточному числу, крутящему моменту и количеству оборотов которое необходимо обеспечить для нормальной работы механизм. Выбирается редуктор КЦ1-200, характеристики редуктора указаны в таблице 4.4, и на рисунке 16 приведены основные размеры.

Рисунок 16 - Схема редуктора

Таблица 4.4 - Размеры и параметры редуктора КЦ1-200

Типо размер редуктора	Передат. число	Крутящий момент на тихоходном валу,	Ат	L	L1	L2	B	B1	B2	A	H	H1	n	h	d
КЦ1-200	14	520	200	900	480	255	300	250	300	375	435	225	4	20	17



Рисунок 17 - Схема быстроходного и тихоходного валов.

Таблица 4.5 - Присоединительные размеры входного и выходного валов

Вал	d	d1	I	I1	b	t
Быстроходный	40	M24x2,0	110	82	10	20,9
Тихоходный	45	-	80	-	14	48,5

4.3.5 Выбор муфт

Муфты соединяющие валы двигателя, редуктора и барабана выбираются по крутящему моменту и диаметру соединяемых валов.

Для быстроходных валов следует выбирать муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП), их выбор производится по следующему соотношению:

(4.21)

где коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, номинальный момент двигателя;



(4.22)

Принимается муфта с тормозным шкивом МУВП -6 по ГОСТ 21424-93,исполнение 4 основные параметры и размеры которой приведены на рисунке 18 и в таблице 4.6

Рисунок 18- Схема параметров и размеров муфты МУВП.

Таблица 4.5 - Параметры и размеры муфты МУВП -6.

Номинальный крутящий момент, Н м	D	L	B	d1	d2	Кол-во пальцев	L1	L2	L3	C	Масса, кг
250	140	121	100	38	40	6	60	80	44	5	12,3

Для тихоходных валов следует выбирать муфты зубчатые (МЗ), их выбор производится по следующему соотношению:

(4.23)



Принимается муфта МЗ 1-1000-45-1У2 по ГОСТ 50895-96, основные параметры и размеры которой приведены на рисунке 19 и в таблице 4.7

Рисунок 19 - Схема параметров и размеров муфты МЗ-1.

Таблица 4.7 - Параметры и размеры муфты МЗ-1.

Номинальный крутящий момент, Н•м	d	D	D1	D2	L	l	Параметры зубчатого соединения
							m, мм	z	b, мм
1000	45	145	105	60	174	82	2,5	30	12

4.3.6 Проверка необходимости установки тормоза

Выполняется проверка необходимости установки тормоза по тормозному моменту на быстроходном валу. Данная проверка выполняется по следующей формуле:

(4.24)



где погонная масса груза на ленте,

высота подъема груза, угол наклона конвейера,

тяговая сила конвейера, диаметр барабана, КПД механизма привода,

передаточное число выбранного редуктора,

ускорение свободного падения, .

Так как данном приводе необходимо установить тормоз.

Из каталога выбирается колодочный тормоз с электромагнитом переменного тока ТКТ-100. Параметры тормоза указаны в таблице 4.8, его изображение на рисунке 20.

Таблица 4.8- Параметры тормоза ТКТ-100

Тормоз	Размеры, мм	Тормозной момент при ПВ 100%, Нм	Электромагнит	Масса, кг
	L	l	L1	L2	B	H	b1
ТКТ-100	398	85	300	268	177	280	70	11	МО - 100 Б	11,2

Рисунок 20 - Колодочный тормоз с электромагнитом переменного тока ТКТ-100



Заключение

В данной курсовой работе был спроектирован ленточный конвейер, длина трассы и высота подъема груза которого соответственно равны 50 и 7 метров. который отвечает требованиям: надежности работы, производительности для данного груза.

Перед монтажом следует проверить целостность всех элементов конвейера. После установки роликоопор необходимо проверить их на легкость вращения, затем установить ленту и при помощи натяжного устройства задаем нужное натяжение, залить в редуктор масло до нужного уровня и произвести обкатку конвейера в течении часа. Покрасить раму.

В ходе эксплуатации ленточного конвейера необходимо проверять ленту на наличие повреждений, проверять обеспечение смазывающих материалов в механические части конвейера, делать плановые осмотры механизмов, с целью предотвращения поломок. К ремонту и обслуживанию конвейера могут быть допущены только лица прошедшие специальное обучение и обладающие необходимыми знаниями по ремонту и эксплуатации конвейеров.

В ходе выполнения данной курсовой работы были выбраны основные элементы конвейера. Подобран тяговый орган - Лента 2.2 - 650 - 2 - БКНЛ-55 - 6-2 - Б - НБ ГОСТ 20-85*. Также были спроектированы механизмы основных узлов конвейера. Исходя из подсчитанной окружной силы был подобран привод, состоящий из двигателя A132S6 мощностью 5,5 кВт, редуктора КЦ1-250 и муфт МУВП -6, МЗ-1-Н20. Данный конвейер можно использовать в торфяной промышленности. Конвейер располагают на открытом воздухе.



Список литературы

1. Расчет ленточного конвейера: Учеб. пособие / Е.К. Позынич, К.П. Позынич. - Хабаровск: Изд - во ДВГУПС, 2006. - 66с.

2. ГОСТ 20 - 85 «Ленты конвейерные резинотканевые. Технические условия»

Размещено на Allbest.ru