Проектирование поточно-транспортной установки для подачи щебня в открытые железнодорожные вагоны

Рис. 1

Рис. 2. Схема установки стационарного ленточного конвейера для погрузки железнодорожных вагонов.

Для расчета стационарного ленточного конвейера нам необходимы следующие данные:

Условия работы: круглогодично;

Производительность-600 т/ч;

Н₁- высота подъема трассы- 6 м;

Н₂- высота перегружателя- 2,5 м;

б₂- угол наклона трассы - 19°;

в₂- угол наклона разгружателя -19°;

L₁ ;L₂ ;L₃; L₄- длины горизонтальных участков, м.

Н- высота подъема груза.

Ход сбрасывающей тележки

- длина полувагона по осям сцепок, м;

- число вагонов в подаче, м.

- принимается в соответствии с аналогичными схемами конвейеров, м

Для определения всех необходимых параметров стационарного ленточного конвейера, которые потребуются для расчета полета частиц груза, а также для уточнения параметров, проведем расчет на ЭВМ с использованием программы RLKSBR.

Построения траектории полета частицы груза при ее движении с барабанного разгружателя.

Построение траектории полета частицы груза производят с целью выбора наиболее рациональной формы разгрузочного кожуха сбрасывающего приводного барабана.

Полюсное расстояние:

,

где g - ускорение свободного падения, м/с²

r- радиус приводного барабана, м

- скорость ленты конвейера, м/с

м

Толщина слоя груза на ленте:

,

где К - коэффициент, зависящий от рода груза (К=0,4)

-плотность груза, т/

-ширина ленты конвейера, м

-скорость движения ленты конвейера, м/с

-расчетная производительность конвейера

-коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте [5, таб.24]

-коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере [5, таб.23]

b - допустимая ширина груза на ленте, м

м

м

По соотношению величин полюсного расстояния с радиусом сбрасывающего барабана и толщиной слоя груза на ленте установим способ разгрузки.

Определение толщины ленты:

Для этого определим радиус, на котором лежит частица В (на поверхности слоя груза):

>++

-толщина рабочей обкладки, мм [5, таб. 17]

-толщина нерабочей обкладки, мм [5, таб. 17]

-толщина прокладки ТА-200,мм [5, таб.16]

n- число прокладок

=3+2+(1,4*7)=15 мм

Принимаем =15

Сравним результаты:

, следовательно, полюс находится над грузом и у нас гравитационный способ разгрузки.

Угол начала полета частиц:

При h>r положения точек отрыва определяются соответствующими углами:

,

где -угол трения груза о ленту, град

-толщина ленты, мм

r_A - радиус, на котором лежит частица А (на ленте)

- угол при основании груза на ленте

При разгрузке с барабана частицы транспортируемого груза, отрываясь от ленты, движутся по параболе, очертание которой определяется координатами [6, с.119]:

,

где v_i - скорость движения частицы груза, м/с

g - ускорение свободного падения, м/с²

Для наружного очертания слоя груза:

м/с

Составим таблицу значений:

Таблица 4

Для внутреннего очертания слоя груза:

Составим таблицу значений:

Таблица 5

Построение кожуха:

Построение кожуха проводим в соответствии с методическими указаниями [2, Стр. 38].

Находим точку А кожуха, координаты которой:

Проводим горизонталь из т.А и находим т.А₁.

Проводим вертикаль из т.А и находим т.А₂.

Находим т.В кожуха, координаты которой:

Проводим вертикаль из т.В и находим т.В₂.

Из конструктивных соображений опустим т.В вниз на 0,2м - т.В`.

Находим т.С, лежащую на горизонтальной оси

Из т.В под углом проведем прямую, являющуюся проекцией днища воронки.

,

где -угол трения груза о сталь

Через т. С проведем вертикаль.

В т. Д₁, где пересекаются вертикаль СД с траекторией полета частицы В, проверяем выполнение условия , где и . Условие выполнено.

Найдем т. Д, отстоящую от т.С по вертикали на , .

EF принимаем равное ширине лотка: В_лот=0,6*В_л = 0,6*0,8= 0,48 м;

Последовательно соединив все точки, получим очертание кожуха.

Насыпные грузы подаются на конвейер при помощи загрузочной воронки и лотка.

Воронка и лоток формируют поток груза и направляют его в середину ленты.

Размеры лотка:

ширина лотка В_лот=0,6 м;

высота h_лот=0,4 м;

длина l_лот = 1,2 м.

Очертания кожуха и найденная высота разгружателя Н_р=2,825 м.

Окончательный расчет стационарного ленточного конвейера проводим по программе RLKSBR, с уточненной высотой разгружателя, Н_р = 4 м

Выбор электродвигателя и редуктора.

Подберем электродвигатель исходя из требуемой мощности двигателя привода 2800 Р=53,71кВт. По каталогу [7] выбираем двигатель 4А315S10УЗ.

Таблица 6

Найдем передаточное отношение для подбора редуктора:

,

где -частота вращения двигателя, об/мин

-частота вращения приводного барабана стационарного конвейера, об/мин

об/мин

По полученному передаточному отношению выбираем редуктор Ц2-650 [5]

Таблица 7

Натяжное устройство - промежуточное. Из результатов расчета известно:

ход натяжного устройства ,

усилия в ветвях ленты ,.

Силу тяжести барабана натяжного устройства принимаем G=1000 Н.

Усилие в натяжном устройстве:

4. Расчет сбрасывающей тележки

Определение числа и размера ходовых колес в одной балансирной тележке

Рис. 3

Максимальная нагрузка на опору:

Где - коэффициент неравномерности распределения нагрузки ();

- количество опор тележки.

- масса тележки (по аналогу с сайта) [8]

Допускаемая нагрузка на колесо: [1]

Число ходовых колес в балансирной тележке:

Из конструктивных соображений принимаем 4 опоры, в каждой из которых по одному колесу.

Из нагрузки 300 кН на колесо, принимаем рельс Р18 [4, стр. 325] с параметрами:

Также принимаем двухребордное колесо [4, стр. 31] с диаметром колеса .

Рис. 4. Размеры рельса Р18

Таблица 8 Геометрические параметры железнодорожного рельса Р18, мм

Рис. 5. Размеры двухребордного колеса

Таблица 9 Геометрические параметры двухребордного колеса, мм

Контактное напряжение между ободом колеса и плоской частью головки рельса:

где: - коэффициент, учитывающий влияние касательной нагрузки ( - для кранов на открытых площадках);

- коэффициент динамичности пары колесо - рельс;

где, - коэффициент жесткости кранового пути ( - рельс на металлических балках);

- номинальная скорость передвижения.

Чтобы узнать скорость, находим время, за которое тележка загрузит вагон грузоподъемностью 62 т:

Из конструктивных соображений принимаем

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине рельса (при опирании крана на балансирные тележки);

- расчетная нагрузка колеса на рельс, кН.

Допускаемые контактные напряжения при линейном контакте, принимаются [4, стр. 318], и для стали 40ХН и режима 4М .

Сопротивление передвижению крана на прямолинейном рельсовом пути

Коэффициент сопротивления движению:

Где, - коэффициент трения качения в цапфах колес ();

- коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления в ребордах и ступицах колес при перекосах (, для подшипников качения);

- коэффициент трения качения колеса ().

Сопротивление трения:

Ветровая нагрузка на тележку:

Где, - распределенная ветровая нагрузка на единицу расчетной наветренной площади ().

- наветренная площадь тележки ()

Сила тяжести тележки и груза с захватным устройством:

Сопротивление, вызванное уклоном пути:

где, - уклон пути.

Сопротивление передвижению тележки на прямолинейном рельсовом пути:

Статическая мощность электродвигателя сбрасывающей тележки КПД механизма:

Где, - КПД редуктора ();

- КПД открытой передачи ().

Суммарная статическая мощность электродвигателей:

- Сопротивление передвижению разгружателя.

- Сопротивление передвижению тележки на прямолинейном рельсовом пути.

Выбор электродвигателя механизма передвижения

По подбираем двигатель серии МТН 111 - 6 с параметрами [ 3, стр. 246]:

Скорость вращения ротора: ;

КПД двигателя: ;

Максимальный вращающий момент: ;

Момент инерции ротора двигателя: ;

Масса двигателя: ;

Мощность: ;

С цилиндрическими концами валов.

Таблица 10Геометрические параметры двигателя, мм

Рис. 6. Размеры асинхронных двигателей типа МТН

Статический момент двигателя:

По статическому моменту электродвигателя подбираем муфту [4, стр. 308] с параметрами:

Диаметр тормозного шкива: ;

Момент инерции муфты: ;

Наибольший передаваемой муфтой момент: ;

Рис. 7. Размеры МУВП с тормозными шкивами.

Масса муфты: ;

Тормозной момент: .

Таблица 11 Геометрические параметры муфты, мм