Ленточные конвейеры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Ленточные конвейеры применяют для непрерывного транспортирования различных материалов в горизонтальном или наклонном направлении. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тысяч тонн в час) и значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров). В строительстве используют передвижные и стационарные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния.

Рисунок 1 - Ленточный конвейер

а - схема ленточного конвейера; б - поперечный разрез;

в - механизм натяжения ленты

Основным транспортирующим и тяговым органом для строительства является бесконечная прорезиненная лента ленточного конвейера (рисунок 1,а), огибающая два барабана - приводной и натяжной. Поступательное движение ленты с грузом создается силами трения, действующими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение барабан получает от приводного электродвигателя 10 через редуктор 9. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол обхвата (рисунок 1,в).

Верхняя рабочая и нижняя холостая ветвь поддерживаются верхними 5 и нижними 8 роликоопорами. В целях получения наибольшей производительности конвейеров верхние роликоопоры делают желобчатой формы, при прохождении по ним лента той же ширины способна нести больше материала по сравнению с плоской. Для предотвращения провисания ленты между роликоопорами, а также для увеличения тягового усилия лента предварительно натягивается посредством винтового или грузового натяжного устройства 1.

Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через специальную воронку 3. Съем материала может производиться через приводной барабан или в промежуточных пунктах с помощью специальных сбрасывающих устройств. Для предотвращения самопроизвольного обратного хода ленты после остановки конвейера на валу приводного барабана устанавливают тормоз. Угол наклона конвейера зависит от подвижности транспортируемого материала и коэффициента трения материала о транспортерную ленту при движении.

Чтобы обеспечить нужное натяжение ленты для передачи ей движения трением, применяют винтовое или грузовое устройство. Натяжные устройства коротких конвейеров делают винтовыми, желательно подпружиненными. При грузовом натяжном устройстве натяжной барабан устанавливают на тележке или делают его в виде промежуточного блока с подвешенным к нему (иногда через полиспаст) грузом.

Мокрые и вязкие материалы при транспортировании налипают на рабочую поверхность ленты, мешают прохождению холостой ветви через роликовые опоры и вспомогательные барабаны, к которым лента прилегает своей рабочей стороной. Кроме того, налипание материала увеличивает сопротивление и снижает производительность. Для очистки применяют скребки и щетки. Скребки устанавливают под разгрузочным барабаном. Снимаемый материал направляют по лотку к месту размещения основной массы материала.

Разгрузка материала с ленты производится тремя способами: через барабан, с помощью плужковых сбрасывателей и с помощью сбрасывающих тележек. Сбрасывающие тележки применяют только в стационарных конвейерах для сухих сыпучих материалов.

1. Описание работы конвейера

Основными свойствами насыпных грузов являются: кусковатость (гранулометрический состав), влажность, угол естественного откоса, абразивность, липкость, слеживаемость, смерзаемость, сопротивление перемещению относительно твердых веществ. Характеристика свойств насыпных грузов приведена в таблице А.1.

Кусковатостью называется количественное распределение частиц груза по их крупности.

Объемной массой насыпного груза называется отношение массы образца к его объему.

По величине объемной массы насыпные груза классифицируются следующим образом:

- легкие - при объемной массе < 0,6 т/мі;

- средние - при объемной массе 0,6 - 1,1 т/мі;

- тяжелые - при объемной массе 1,2 - 2,0 т/мі.

Углом естественного откоса насыпного груза называется угол между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонтальной плоскостью. Различают углы естественного откоса насыпного груза в следующим состоянии:

- покоя груза ц;

- движения груза ц_д.

Приближенно принимают: ц_д ? 0,7ц.

Для вибрационных и инерционных конвейеров ц_д = 0.

Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц груза.

Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении в покое.

Основными частями конвейеров с тяговым органом являются: бесконечная лента, канаты или цепи в качестве тягового органа, к которому прикрепляется несущий орган (пластины или ковшы); устройства, поддерживающие и направляющие тяговый орган; натяжные и приводные устройства тягового органа; редуктор (или иная система передач), муфты, двигатель, останов или тормоз; загрузочные или разгрузочные устройства; рама машины.

Ленты конвейерные выпускаются с резинотканевым послойным тяговым каркасом и наружными резиновыми обкладками с плоскими поверхностями, применяются для транспортирования сыпучих, кусковых и штучных грузов на ленточных конвейерах с плоскими или желобчатыми роликоопорами. В зависимости от условий эксплуатации и назначения ленты изготавливают четырех типов: 1, 2, 3, 4 и следующих видов: общего назначения, морозостойкие, теплостойкие, трудно воспламеняющиеся и пищевые, типы и виды лент (ГОСТ 20 - 1985).

Условное обозначение ленты должно содержать буквенные и цифровые индексы, ширину в миллиметрах, число тканевых прокладок каркаса, сокращенное наименование ткани, толщину резиновых обкладок на рабочей и нерабочей сторонах в миллиметрах и название стандарта.

Пример условного обозначения конвейерной ленты общего применения типа 2, шириной 650 мм, с шестью прокладками из ткани ТК - 100, с рабочей обкладкой толщиной 6 мм и нерабочей 2 мм: Лента 2Т1-650-6-ТК-100 - 6 - 2 ГОСТ 20 - 1985.

Нормативные величины для ленточных конвейеров с прорезиненной лентой. Угол наклона конвейера. Наибольший угол наклона принимается на 10 - 15° меньше угла трения груза о ленту.

Скорость ленты. Номинальная скорость ленты должна выбираться из ряда: 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3. При этом номинальная частота вращения приводного барабана должна соответствовать ряду: 4,75; 6; 7,5; 9,5; 11,8; 15; 19; 23,6; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236 об/мин. Допускается отклонение скорости и числа оборотов от указанных величин в пределах ±10%.

2. Исходные данные

- производительность П = 250 т/ч;

- длина наклонного участка конвейера L₁= 40 м;

- длина горизонтального участка конвейера L₂= 20 м;

- угол наклона конвейера б =8⁰;

- транспортируемый груз: песок сухой;

- привод расположен в конце участка;

- разгрузка груза осуществляется через барабан;

- работа ведется в закрытом неотапливаемом помещении.

3. Расчет ленточного конвейера

Транспортирующую машину характеризует длина транспортирования L и ее составляющие - длина горизонтальной проекции L_р и высота подъема материала Н, связанные между собой зависимостью:

L_p= L·cosб; Н = L·sinб,

где б - угол подъема.

L_p= 40·cos8 = 39,61 м;

H = 40·sin8 = 5,57 м.

При транспортировании насыпных грузов минимальная ширина ленты должна удовлетворять условию:

- для рядового груза

В = 2·а + 200 мм,

где а - размер типичного куска песка, а = 0,5 мм.

B = 2·0,5+200=201 мм.

Sin в = 0,139,

Ctg (0,139) = 7°55`.

Расчетная ширина В_p ленты конвейера:

B_p=,

где П - производительность конвейера, м³/ч, П = 250/1,4 т/ч = 178,57 м³/ч;

V - скорость ленты, V=1,5 м/c (таблица А.4);

К_п - коэффициент производительности, для желобчатой ленты.

К_п = 160•[3,6•К_в• tg (0,35ц)+1],

где К_в - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера к горизонту,

К_в = 1 (таблица А.5);

ц - угол естественного откоса транспортируемого материала в покое (таблица А.1), ц = 50°.

К_п =160•[3,6•1•tg (0,35•50)+1] = 338,6;

tg (0,35•50) = 0,31.

В_р = 1,1( + 0,05) = 0,697 м = 697 мм.

Лента 2Т1-800-6-ТК-200-6-2 ГОСТ 20-1985.

Погонная весовая нагрузка q_л от конвейерной резинотканевой ленты:

q_л = 1,1·В · д, кгс/м,

где В - ширина ленты, В = 800 мм;

д - толщина ленты, мм.

Толщина ленты:

д = д_р + д_к + д_н,

где д_р - толщина резиновой обкладки рабочей стороны ленты, д_р = 6, (таблица А.2);

д_к - расчетная толщина резинотканевого каркаса (таблица А.3), д_к = 3,2;

д_н - толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты, д_н = 2, (таблица А.2).

д = 6+2+3,2=11,2 мм;

q_л = 1,1·800·11,2 = 9,86 кгс/м =0,986 кН/м.

Погонная нагрузка от массы груза (среднее количество на одном метре длины конвейера) при непрерывном потоке груза на конвейере:

q = 1000F·г,

где F- площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м³, на желобчатой ленте F = 0,11·В²;

г - объемная масса груза, г = 1,5 (таблица А.1).

q =1000·0,0534·1,5= 80,1 кгс/м.

4. Выбор роликоопор

Для ширины ленты равной 800 мм и насыпной массе груза до 2,0 т/м³ принимаем диаметр роликоопор 127 мм и предельное расстояние между роликоопорами рабочей ветви 1300 мм.

Расстояние между роликоопорами холостой ветви примем 3000 мм.

q_к = 2q_л+ q_p + q_х,

где q_л - погонная весовая нагрузка от конвейерной резинотканевой ленты, q_л = 9,86 кгс/м;

q_p - погонная весовая нагрузка вращающихся частей рабочей роликоопоры, q_p= 18,4 кгс/м;

q_х - погонная весовая нагрузка вращающихся частей холостой, q_х = 7,8 кгс/м.

q_к = 2·9,86+18,4+7,8 = 45,92 кгс/м = 0,4592 кН/м.

Тяговая W_о сила конвейера, Н,

W_о= [щ·L_r (q + q_к) ± q ·Н]·m,

где щ - коэффициент сопротивления (таблица А.6), щ = 0,04;

L_г - длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость, L_r = 39,61 м;

q - погонная весовая нагрузка от груза, q = 80,1 кгс/м;

q_к - погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера, q_к = 45,92 кгс/м;

Н - высота подъема (знак плюс) груза, Н =5,57 м;

m - коэффициент функциональных параметров конвейера:

m = m₁·m₂ ·m₃ ·m₄ ·m₅,

где m₁, m₂, m₃, m₄, m₅ - коэффициенты для конвейера с барабанами на подшипниках качения (таблица А.7).

m = 1,2· 1,04·1·1·1 = 1,248;

W_о = [0,04·39,61(80,1+45,92) + 80,1· 5,57] ·1,248 = 805,99 кгс = 8059,9 Н.

Максимальное статическое натяжение ленты прямолинейных конвейеров:

S_max= k_s ·W_o,

где k_s - коэффициент обхвата барабана с лентой (таблица А.8), k_s = 2,65.

S_max = 2,65·8059,9 = 21358,8 Н.

Число прокладок i прорезиненной конвейерной ленты выбирается по таблице А.3, i_р проверяется по формуле:

i_р = ,

где S_max - максимальное статическое натяжение ленты, S_max = 21358,8 Н;

- номинальный запас прочности (таблица А.9), = 9;

- предел прочности прокладок Н/см, Н/м;

- ширина ленты, см, В = 0,8 м.

i_p= = 1,2.

Требуемые диаметры приводного D_пб и натяжного D_нб барабанов, длина барабанов:

D_пб ? a·i,

где а - коэффициент диаметра барабана, а = 220.

D_пб ? 220· = 440 мм;

D_нб = 0,8·D_пб;

D_нб = 352 мм.

Принимаем диаметр приводного барабана равным 500 мм. Диаметр не приводного барабана принимаем 400 мм.

5. Тяговый расчет

Рисунок 2 - Схема ленточного конвейера

Сопротивление W_пов. на поворотных пунктах (барабанах, звездочках):

W_пов = S_наб(k_п - 1),

где S_наб - натяжение тягового органа в точке набегания на поворотный пункт;

k_п - коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.

При угле б обхвата тяговым органом барабана:

б = 180°, k_п = 1,05 - 1,07.

Натяжение S₂ в точке 2:

S₂ = S₁ + S_наб(k_п - 1) = S₁ + S₁ (k_п - 1) = S₁ [1 + (k_п - 1)];

S₂ = 1,05S₁.

Сопротивление W_2-3 на прямолинейном порожнем участке 2 - 3:

q_к = 98,6+78 = 176,6 Н;

W₂ - ₃ = (q_к ·L_2-3·щ· cosв) - (q_к ·L_2-3·sinв) = 695,23 Н,

где q_к - погонная весовая нагрузка от движущихся частей на порожнем участке конвейера,

q_к = q_л + q_x (q_л - погонная весовая нагрузка от конвейерной резинотканевой ленты, q_л = 98,6;

q_x - погонная весовая нагрузка вращающихся частей холостой роликоопоры, q_x = 78);

L_г - длина горизонтальной проекции участка, L_г = 39,61 м;

в - угол наклона участка;

щ - коэффициент сопротивления (таблица А.6), щ = 0,04.

Натяжение S₃ в точке 3:

S₃ = S₂ + W_2-3;

S₃ = 1,05S₁ - 695,23.

Натяжение S₄ в точке 4:

S₄ = S₃ + W_пов = (1,05S₁ - 695,23) + 0,05S₁ = 1,1S₁ - 695,23 Н.

Натяжение S₅ в точке 5:

S₅ = S₄ + W_пов = 1,15S₁ - 695,23 Н.

W_погр = = 74,4 кгс = 744 Н.

Сопротивление W_л от направляющих бортов загрузочного лотка при приближенных расчетах принимается:

W_л = 5·l,

где l - длина направляющих бортов лотка, l = 2 м.

W_л=5·2=10.

Общее сопротивление при загрузке:

W_загр = W_погр + W_л;

W_загр = 744+100 =844 Н.

Натяжение S₆ в точке 6:

S₆ = S₅ + W_загр = 1,15S₁ - 695,23 + 844 = 1,15 S₁ + 148,77 H.

Сопротивление на участке 6 - 7:

W_6-7= (q + q_к)·(щ·L_г + Н),

где q - погонный вес от груза;

q_к - погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера на груженом участке;

L_г - длина горизонтальной проекции участка 6 - 7;

Н - высота подъема груза на участке 6 - 7.

W_6-7= (801+ 198,6)·(0,04 ·39,61+ 5,57) = 7151,54 Н.

Натяжение S₇ в точке 7:

S₇ = S₆ + W_{6 - 7} = 1,15S₁ +148,77+7151,54 Н;

S₇ = 1,15 S₁ + 7300,31 Н;

Используя известное соотношение Эйлера между натяжениями набегающей Sнаб. и сбегающей Sсб. ветвей на приводном барабане, получим:

S7 = S1·?мб

где м - коэффициент сцепления между лентой и барабаном, равный 0,4;

б - угол обхвата барабана лентой, равный 3,14 рад.

S₁ = 3631,99 Н;

S₂ = 3813,59 Н;

S₃ = 3118,36 Н;

S₄ = 3299,96 Н;

S₅ = 3481,56 Н;

S₆ = 4325,56 Н;

S₇ = 11477,01 Н.

По уточненному значению S_max = S₇ проверить прочность ленты.

Рисунок 3 -Диаграмма к расчету натяжной ленты

Расчетное число i_р прокладок:

i_р = < i,

где S_max - максимальное статическое натяжение ленты;

n₀ - запас прочности (таблица А.9);

k_р - номинальная прочность тяговых прокладок (таблица А.3);

В - ширина ленты.

D_n.б ? = 0,15 м.

КПД з_бар приводного барабана ленточного конвейера:

N₀ = = 135,7 кВт.

Мощность двигателя для привода конвейера:

N = ;

где k - коэффициент запаса, k = 1,25;

з - КПД передачи от двигателя к приводному валу, з = 0,96.

N = = 176,69 кВт,

По каталогу выбрала тип электродвигателя АИР 355 MB8, мощностью 200 кВт, частота оборота равна 750 мин^-1.

Частота вращения приводного барабана конвейера:

n_n.б. = ,

где v - скорость ленты, v = 1,5 м/с;

D_п.б. - диаметр приводного барабана, D_п.б. = 0,5м.

n_n.б = = 57,32 мин^-1.

Необходимое передаточное число i между валом двигателя и валом приводного барабана:

i = ,

где - частота вращения вала двигателя, = 750 мин^-1.

i =13,04.

По каталогу выбрала типоразмер редуктора по передаточному числу i = 16, рассчитанной мощности N и частоте вращения быстроходного вала.

1Ц2У - 250.

Уточняем скорость v_ф ленты:

v_ф = ;

v_ф = = 1,49 м/с.

Усилие S_н натяжного устройства:

S_н = S_наб.+ S_сб.,

где S_наб - сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабан,

S_наб = 3631,99 Н;

S_сб - сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабана,

S_сб = 11477,01 Н.

S_н = 3631,99 + 11477,01 = 15109 Н.

Усилие в конвейерной ленте в период пуска:

S_пуск.= + S_сб,

где N - номинальная мощность принятого двигателя;

- КПД передачи (таблица А.10);

- коэффициент соотношения пускового и номинального моментов электродвигателя по каталогу;

v - скорость ленты.

S_пуск = + 11477,01 = 89813,01 кгс = 898130,1 Н.

Проверяем прочность прокладки ленты в период спуска. Необходимое число прокладок в ленте:

i_пуск.= ? i,

где - предел прочности прокладки ленты;

- коэффициент прочности стыка ленты (таблица А.11);

- коэффициент неравномерности работы прокладок ленты, ? 1-0,03i, i -расчетное число прокладок в ленте.

i_пуск = = 13,8.

Тормозной момент М_Т на приводном валу:

,

где з - КПД барабана;

q - погонная весовая нагрузка;

Н - высота подъема груза;

СТ - коэффициент возможного уменьшения сопротивлений конвейера (для ленточного конвейера СТ = 0,55-0,6; для цепного конвейера СТ - 0,5);

W0 - тяговая сила конвейера;

D0 - диаметр приводного барабана.

М_т = 0,85·[80,1 ·5,57-0,55· (7845,02 - 80,1·5,57)]·0,5/2= 769,92 Н·м.

Следовательно, выбираем для нашего конвейера муфту-тормоз УВ3138.

На этом заканчиваем подбор комплектующих.

конвейер лента электродвигатель машина

Список использованных источников

1. Емельянов, Р.Т. Ленточный конвейер: методические указания к курсовой работе для студентов спец. «Производство строительных материалов, изделий и конструкций» / Р.Т. Емельянов, А.С. Ереско, Е.С. Турышева. - Красноярск: СФУ, 2007. - 41 с.

2. Дьячков, В.К. Транспортирующие машины: учеб. пособие для вузов / В.К. Дьячков, А.О. Спиваковский. - Изд. 3-е, перераб. - Москва: Машиностроение, 1983. - 487 с.

3. СТО 4.2-07-2014 Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. - Красноярск: СФУ, 2014. - 17 с.

Приложение А

Таблица 1 - Характеристика свойств насыпных грузов

Наименование груза	Объемная (насыпная) масса г, т/мі	Угол ц естественного откоса, град	Коэффициент трения в состоянии покоя	Группа абразивности
		в покое	в движении	по стали	порезине
Бетон: Со щебнем с гравием и песком	1,8-2,2 2,2
Глина мелко-кусковая сухая	0,7-1,5	50	40	0,75- 1,0
Гравий рядовой	1,5-2,0	45	30	0,58-1,0		В
Камень: крупнокусковой мелкокусковой	1,8-2,2 1,31-1,5	45 45	30 30	0,6-0,8
Керамзиткусковой	0,5-0,7
Песок: сухой влажный	1,4-1,65 1,5-1,7	45 50	30 35	0,32- 0,7	0,46 0,56	С
Уголь каменный кусковой	0,6-0,8	35-40		0,42	0,55	В
Цемент	1,0-1,8	40	30	0,3- 0,65	0,64	С
Шлак: сухой влажный	0,6-1,0 0,62- 0,71	35-50		0,4- 1,19	0,46- 0,6	С
Щебень сухой	1,2-1,8	45	35	0,47- 0,5		Д

Таблица 2 - Параметры конвейерных лент

Обозначение типа ленты	Тип ткани тяговой прокладки	Толщина наружных обкладок, мм
		рабочей поверхности	нерабочей поверхности
2(2Т1) 2(2Т2)	синтетические, 100-300 синтетические, 100-200	6 5	2 2
3(2Л)	синтетические, 100-200	4	2

Таблица 3 - Значение коэффициента Кв

Угол наклона конвейера,в°	До 10	12	14	16	18	20
Кв	1	0,97	0,95	0,92	0,89	0,85

Таблица 4 - Значение коэффициента щ сопротивления ленточных конвейеров

Тип опор роликов	Условия работы конвейера	щ для роликоопор
		прямых	желобчатых
Подшипники качения	Чистое сухое помещение без пыли	0,018	0,02
	Отапливаемое помещение, небольшое количество абразивной пыли, нормальная влажность воздуха.	0,022	0,025
	Неотапливаемое помещение и работа вне помещения; большое количество абразивной пыли, повышенная влажность воздуха.	0,035	0,04
Подшипники скольжения	Средние условия работы.	0,06	0,065

Таблица 5 - Значения коэффициентов m1, m2, m3, m4, m5 для конвейеров с барабанами на подшипниках качения

Обозначение	Отличительные признаки конвейера	Значение коэффициента
m1	Длина конвейера до 15 м	1,5-1,2
	Длина конвейера 15-30 м	2,1-1,2
	Длина конвейера 30-150 м	1,1-1,05
	Длина конвейера более 150 м	1,05
m2	Конвейер прямолинейный или имеющий изгиб трассы выпуклостью вниз	1
	Конвейер имеет перегиб трассы выпуклостью вверх: в головной части в средней части в хвостовой части	1,06 1,04 1,02
m3	Привод головной Привод промежуточный или хвостовой	1 1,05-1,08
m4	Натяжная станция хвостовая Натяжная станция промежуточная	1 1-0,02
m5	С разгрузкой через головной барабан С моторной разгрузочной тележкой приодно-барабанном при водеконвейера	1 1,3

Таблица 6 - Значение коэффициента а для определения диаметра приводного барабана

Наименование ткани прокладок прорезиненной ленты	а
Бельтинг Б-820 Бельтинг ОПБ Уточная шнуровая ткань (УШТ) Синтетическая ткань с пределом прочности: 150 кгс/см 200 кгс/см 300 кгс/см	125-130 150-160 170-180 160-200 200-220 240-280

Таблица 7 - Основные размеры загрузочной воронки ленточного конвейера

Размеры, мм	Ширина ленты, мм
	500	650	800	1000	1200
Расстояние между бортами	340	430	530	660	800
Длина бортов	1200	1500	2000	2000	2000

Размещено на Allbest.ru