скорость
|
0.4
|
0.5
|
0.63
|
0.8
|
1.0
|
1.25
|
1.6
|
2.0
|
2.5
|
ширина
|
0.86
|
0.77
|
0.69
|
0,62
|
0,56
|
0,50
|
0,65
|
0,41
|
0,37
|
.1.1.1 Проверка ширины ленты по кусковатости
При транспортировании груза лента должна быть
проверена по кусковатости груза. Для сортированного груза ширина ленты по
кусковатости определяется по формуле:
Bk = 3.5·a'+200
Где a'
- типичный размер куска. Для сортированных грузов за типичный кусок принимают
средний по размерам
мм
Где аmax=60 мм, аmin=10 -
максимальный и минимальный размер куска
Bk =
3.5·35+200 = 322.5 мм
По ГОСТ 22644-77 принимаю Bk = 400 мм.
Принимаем скорость Vл = 1.25
м/с, при такой скорости ширина ленты
В = 500 мм.
Принимаем скорость Vл = 1,25
м/с, при такой скорости ширина ленты
В = 400 мм. Делая проверку мы
получили, больше заданной, что недопустимо. Поэтому принимаем меньшее значение
ширины ленты по ряду В = 500 мм, так как данная скорость и ширина ленты
обеспечивает заданную производительность.
3.2 Предварительный расчёт
Необходимая мощность на приводном барабане
определяется по формуле:
Где Lг =L· cosβ = 140· cos14=140·0,97=135.8 м
-горизонтальная составляющая
Lв =L· sinβ = 140· sin14=140·0,21=29.4м -
вертикальная составляющая
K1-коэффициент,
учитывающий затраты мощности с увеличением длинны конвейера при L>50 м K1=1
K2-
коэффициент, учитывающий затраты мощности на сбрасывающую тележку. Так как её
нет, то K2=1
K3-
коэффициент, учитывающий затраты мощности на сбрасывание груза .Так как
сбрасывание ведётся через концевой барабан ,то K3=0
кВт
Максимально возможное тяговое усилие
передаваемое приводным барабаном на ленту определяется по формуле:
н
Максимально возможное усилие в ленте
определяется по формуле:
Где μ=0,35 -
коэффициент трения ленты о приводной барабан. Барабан имеет резиновую футировку
α=180˚-угол обхвата
барабана лентой
Определение числа прокладок в
зависимости от их прочности
Необходимое число прокладок в ленте
определим по формуле:
Где Кзап=12 - коэффициент запаса
прочности ленты. Предварительно принимается от 8 до 12
Кл=200 н/мм - прочность тканевой
прокладки ленты
Принимаем число прокладок i=4
Стоимость одного метра ленты
определяется по формуле:
Где Кс=1,99-коэффициент учитывающий
увеличение стоимости ленты с увеличением числа прокладок.
Сп =31 руб/мм² - стоимость
одного квадратного метра ткани прокладки
Выбор роликоопоры
Рабочая ветвь:
Рабочая ветвь:
Шаг роликовых опор: lp.p = 1400 мм
[2, т.4.5, с.110]
Диаметр роликов: Dp = 89 мм [2,
т.4.4, с.110]
Длина ролика: lp = 250 мм
[3, т.2.1]
Угол наклона роликов: α = 20°
Холостая ветвь:
Шаг роликовых опор: lp.х = 2800 мм
Диаметр роликов: Dp = 89 мм [2,
т.4.4, с.110]
Длина ролика: lp = 750 мм
[13]
3.3 Тяговый расчет конвейера
.3.1 Определение погонных нагрузок
Распределенная масса транспортируемого груза
q = ==42.2 кг/м
где Q -
производительность, Q = 190 т/ч
V - скорость
ленты, V = 1.25 м/с
Распределенная масса вращающихся
частей опор грузовой ветви
qрв' = ==19,8 кг/м
где mp - масса
вращающихся частей 2-х роликовой опоры, кг
m = [Am+Бm·(B-0.4)]·Dp2·10-4
= [10+10·(0.5-0.4)]·892·10-4 = 16 кг
Lp.p- расстояние
между роликоопорами, м Lp.p=1,4м
qр" = ==2.9кг/м
где mp - масса
вращающихся частей для прямой роликоопоры, кг [2]
mp = [6+14·(B-0.4)]· Dp2·10-4 =
[6+14·(0.5-0.4)]· 892·10-4 = 8.3 кг
lp.х. -
расстояние между роликоопорами, м lp.х.=2,8м
Масса 1м резинотканевой ленты
Для нашего случая возьмем
резинотканевую ленту БКНЛ-65
q0 = (1…1.15)
·10-3·B·δл =
1,13·10-3·500·6,6 = 3.7 кг/м
Где. В - ширина ленты, В = 500 мм
δл - толщина
ленты, мм
δл = iп·δп+δ1+δ2
= 4·1,2+3+0 = 7.8 мм
iп - число
прокладок. Для лент Тип 3 шириной 500 мм число прокладок лежит в пределах I
= 3…5 [3, т.5.2]
δп - расчетная
толщина тягового каркаса, δп
= 1,2 мм
δ1 - толщина рабочей
обкладки,для лент типа 3 δ1 = 3 мм
δ2 - толщина нерабочей
обкладки, т.к. ленту типа 3 изготовляют с односторонней резиновой обкладкой, то
δ2
= 0 [1, с.95]
.3.2 Выбор коэффициентов сопротивления движению
ленты
При эксплуатации в средних условиях коэффициенты
сопротивления на рядовых роликоопорах:
для грузовой ветви ωp
= 0,025 [1, т.2.4, с.133]
для холостой ветви ωх
= 0,022 [1, т.2.4, с.133]
Коэффициенты сопротивления у приводного барабана
С1.2 = 1,02
Коэффициенты сопротивления на натяжном барабане
С3.4 = 1,02
.3.3 Определение натяжений в характерных точках
трассы
Рис.1
Натяжение в каждой точке определим используя
уравнения Эйлера.
Где
сопротивления движению ленты на участках трассы
H - высота
конвейера, м
Н = Lk·sinβ
= 140·sin14° = 30.5м
Lг - размер участка
трассы, м
Lг
= Lk·cosβ
= 140·cos14° = 136.6м
При выполнении условия ограничения
стрелы провеса для рабочей ветви находим:
Где [f]-провисание
ленты под действием собственного веса и веса груза
[f]=0,0125·1.4=0.0175
Для холостой ветви:
Sх
min = 10·q0·lp.x·g = 10·3.7·2.8·9.8 = 1015.28 H
Таким образом S2
> Sх.min
S3 > Sp
min
Суммарное сопротивление определим по формуле:
.3.4 Определение числа прокладок
Натяжение S4 является
наибольшим и расчетным натяжением, необходимым для определения числа прокладок
ленты:
= = = 2.14
Где Сп - коэффициент запаса
прочности, Сп = 9 [1, с.98]
Kp - предел
прочности для ткани, Kp = 200 Н/мм
Принимаем число прокладок равным ip=3
Запас прочности ленты при выбранном
количестве прокладок:
Увеличенный запас прочности ленты
повысит ее срок службы.
Так как расчетное число прокладок
отличается от предварительно назначенного на 0,13 , то уточнять значение iп и
повторять тяговый расчет не нужно. Окончательно принимаем число прокладок ip=3 .
3.4 Кинематический расчёт привода
.4.1 Определение диаметров барабанов
Диаметр приводного барабана определяем по
формуле:
Dб.п = (150…300)· iп
=(150…300)·3 = 450…900 мм
Диаметр приводного барабана выбираем из
стандартного ряда Dб.п = 840 мм
(ГОСТ 44644-77)
Диаметр натяжного барабана равен:
Dн.б = 0,85· Dб.п
= 0,85·840 = 714 мм
Принимаем диаметр натяжного барабана Dн.б
= 800 мм (ГОСТ 44644-77)
Параметры приводного барабана D=840мм,
L=1150мм, B=500мм,
А=1500мм, Gб=510кг
Проверим диаметр приводного барабана по
действующему усилию:
Где kсц=1,3-коэффициент
запаса привода по сцеплению.
3.4.2 Выбор двигателя
Мощность привода определим с учетом коэффициента
запаса мощности:
Где Кз - коэффициент запаса мощности, Кз = 1,1
η - КПД передач
привода, η0 = 0,85
Выбираем двигатель асинхронный трехфазный 4А250S6У3.
Его параметры:
Мощность Nдв
= 45кВт
Частота вращения nдв
= 985об/мин
Диаметр вала двигателя dдв
= 75мм
.4.3 Выбор редуктора
Частота вращения приводного барабана:
nб = = = 28об/мин
Угловая скорость барабана:
Угловая скорость двигателя:
Необходимое передаточное число редуктора
Выбираем редуктор типа Ц2-650. Его
параметры:
Передаточное число Uр = 32,42
Мощность Nр = 56,9кВт
Диаметр тихоходного вала dтих = 180мм
Диаметр быстроходного вала dбыстр =
100мм
Фактическое число оборотов определим
по формуле:
Скорость ленты
При выборе редуктора с передаточным
числом Uр =30.7
скорость конвейера изменилась незначительно, следовательно редуктор не меняем
Допустимую угловую скорость
быстроходного вала определим по формуле:
Номинальный крутящий момент на
быстроходном валу редуктора:
Номинальный крутящий момент на тихоходном валу
Номинальный крутящий момент
двигателя:
Максимальный крутящий момент
двигателя:
Где ψп
=1,5-кратность пускового момента
Расчётный крутящий момент на тихоходном валу
редуктора:
Расчётный эквивалентный момент:
Где kд=0,63
- коэффициент долговечности
Тр.э<Tр.н
Номинальный крутящий момент на тихоходном валу больше расчётного эквивалентного
момента. Следовательно редуктор Ц2-650 соответствует требованиям прочности и
кинематики механизма.
.4.4 Выбор тормоза
На наклонных конвейерах, на которых возможно
самопроизвольное обратное движение ленты с грузом вниз, необходимо
устанавливать тормозные устройства
Тормозной момент на приводном валу барабана
Тормоз устанавливается как правило
на одном валу с двигателем. Следовательно:
Принимаем тормоз ТКТ-200.Его параметры: Dтр.ш=300
мм, Мт=290 н∙м
.4.5 Выбор муфт
Муфты выбираем по крутящему моменту Мкр
Муфту на быстроходном валу редуктора выбираем по
расчётному моменту
Где М1- рабочий момент. В качестве
рабочего момента принят момент на быстроходном валу редуктора.
k1 и k2-
коэффициенты, учитывающие степень ответственности и режим работы механизма- k1 =1,3; k2=1
Для муфты на тихоходном валу
редуктора в качестве рабочего момента М2 принят момент на тихоходном валу
редуктора
Для соединения валов двигателя и
редуктора выбираем втулочно-пальцевую муфту. Диаметр концов валов двигателя dдв=75мм,
быстроходного вала редуктора dбыстр=100мм. Крутящий момент,
передаваемый муфтой Тmin=2000нм
Для соединения вала редуктора и вала
с приводными звездочками выбираем зубчатую муфту по ГОСТ 8006-83. Диаметры
концов вала редуктора dтих=180мм. Крутящий момент,
передаваемый муфтой Тmin=25000нм.
3.5 Проектирование натяжного устройства
Натяжное усилие Рн необходимое для перемещения
тележки натяжного устройства с барабаном, определим по формуле:
Где kн=1,2
- коэффициент повышения натяжения
Рn-усилие
перемещения тележки, определяемое по формуле:
Где m
Т=1460 кг -масса тележки
Принимаем грузовое натяжное устройство с
наибольшим натяжным усилием Sгр=63
кН. Его характеристики: Dб=800
мм, Lб=1150 мм, m=1460
кг
Ход натяжного устройства определим по формуле:
Lполн. = (1…2)·В +
0,015·Lk = 2·0.5 +
0.015·140 = 3.1 м
.6 Расчет узла конвейра
.6.1 Расчёт оси приводного барабана
Реакции действующие в опорах А и В равны
определим из выражения:
Изгибающий момент в сечении под
ступицами С и D определим
из выражений:
Рис.2
В качестве материала оси принимаем
сталь 45(σв = 598 МПа,
σ-1
= 257 МПа)
Диаметр вала под ступицей
вычисляется по формуле:
Где Mпр-
максимальный приведённый момент, определяемый по формуле:
[σ-1]и-допускаемое
напряжение изгиба, определяемое по формуле:
Принимаем диаметр вала под ступицей dс
= 130 мм
Диаметр вала под подшипник dп
= 100 мм
Диаметр выходного конца dвых
= 90 мм
Где k0-
коэффициент учитывающий конструкцию детали. Для валов k0=2-2,8
принимаем k0=2 [8, с.97]
[n]=1,4-допускаемый
коэффициент запаса прочности. [8, с.97]
Рис.3
Запас прочности по усталостному разрушению
проверяем по условию:
>1,4
Где nσ-коэффициент
запаса прочности по нормальным напряжениям
7.66
Где предел выносливости при кручении
связан с пределом выносливости при изгибе отношением
kσ, kτ -
коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и при кручении, kσ = 1,75; kτ=1,5
εσ, ετ -
масштабный фактор для нормальных и касательных напряжений , εσ =
0,7;
ετ=0,7
ψσ, ψτ-
коэффициенты, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталостную
прочность ψσ =0,2; ψτ =0,1
σa, τa , τm , σm - амплитуды
и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений σm =0
>1,4 условие прочности
выполняется
3.6.2 Выбор подшипников
Выбираем подшипник роликовый, радиальный,
сферический, двухрядный Тип 3520 (ГОСТ 5720-75) [16, с.137]
D = 180 мм; d
= 100 мм; В = 46 мм; С = 275 кН; С0 = 212 кН
Статическая нагрузка на подшипник: Q
= RA = RB
= 23402.2H
Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:
Где V -
коэффициент вращения, V = 1, т.к. вращается внутреннее
кольцо подшипника
Кб - коэффициент безопасности, Кб =
1,6
Кт - температурный коэффициент, Кт =
1,05
Долговечность подшипника:
Рекомендуемая долговечность
подшипника для лёгкого режима Lh рек > 12000 ч УсловиеLh> Lh.
выполняется
4. Требования по безопасности
эксплуатации конвейера
Общие требования безопасности к
конструкции и размещению конвейеров всех видов и назначений, применяемых в
любой отрасли народного хозяйства, устанавливает ГОСТ 12.2.022-80 [2]
Ленточные конвейеры под которыми
могут находиться люди, должны иметь борта и другие устройства, предохраняющие
груз от падения.
При работе сложных конвейерных
линий, состоящих из нескольких ленточных конвейеров, должны быть предусмотрены
автоматические блокирующие устройства для отключения всей линии при остановке
одного из них.
Не разрешается работать на
загруженных конвейерах, а также транспортирование на подвесных и тележечных
конвейерах штучных грузов, масса которых превышает расчетные величины. При
расположении конвейеров в крытых галереях должны быть обеспечены свободные
проходы для людей. Ширина прохода должна быть не меньше 0,7 м между стеной и
конвейером и не меньше 1 м между двумя конвейерами.
Ленточные конвейеры с гладкими
лентами должны иметь углы наклона при подъеме материала не более 18°, а при
спуске - 15-17° .
Питатели ленточных конвейеров должны
устанавливаться таким образом, чтобы высота падения транспортируемого материала
не превышала 1000 мм для сыпучих и других материалов кусковатостью до 500 мм;
для скальных пород высота падения не должна превышать 500 мм
После пуска ленточного конвейера в
работу лента в течении 2-3 минут не должна загружаться. За это время
проверяется правильность работы конвейера и происходит процесс равномерного
натяжения ленты. При длительных остановках конвейера ленту необходимо
разгрузить от груза и ослабить ее натяжение.
Конвейеры, предназначенные для транспортирования
горячих грузов, должны иметь закрытые или защищенные трассы в зоне горячих
мест. При этом температура нагретых наружных поверхностей кожухов или
ограждения не должны превышать 45°С.
Конструкция конвейеров должна
предусматривать установку загрузочных и разгрузочных устройств для равномерной
и централизованной подачи груза на конвейер в направлении его движения.
Загрузочные и разгрузочные устройства должны исключать заклинивание и зависания
в них груза, образование просыпей и перегрузку конвейера.
Составные части конвейеров массой
более 16 кг, имеющие неудобную для строповки конструкцию, должны иметь
приспособления или мест для подъема грузоподъемными средствами.
Уровни вибрации на рабочих местах
обслуживания конвейеров не должны превышать значений, установленными
санитарными нормами СН 245-71.
Движущиеся части конвейеров
(приводные, натяжные и отклоняющие барабаны, натяжные устройства, опорные
ролики, ременные и другие передачи, шкивы, муфты …), к которым возможен доступ
обслуживающего персонала должны быть ограждены.
Через конвейеры длиной свыше 20 м ,
размещенные на высоте не более 1,2 м от уровня пола до низа наиболее
выступающих частей конвейера, в необходимых местах трассы конвейера должны быть
сооружены мостики для перехода людей и обслуживания конвейера.
Контроль должен включать проверку
конвейеров как в не рабочем состоянии, так и в рабочем внешним осмотром и
замером контролируемых параметров.
Заключение
В ходе курсового проекта был рассчитан и
спроектирован ленточный конвейер длиной 140 м и углом наклона 14°,
транспортирующий сортированный мелкокусковый щебень с производительностью 190
т/ч при среднем режиме работы. Особое внимание было уделено проектированию
приводной станции конвейера.
В результате проектирования были получены необходимые
знания для расчета и проектирования ленточных конвейеров.
Список используемой литературы
1. Зенков Р.И., Ивашков И.И.
Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение, 1987. 431 с.
2. Спиваковский А.О., Дьячков
В.К. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение, 1983. 487 с.
. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев
В.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. М.: Машиностроение, 1978. 392 с.
. Пертен Ю.А. Конвейере
справочник. М.: Машиностроение, 1984. с.367
. Александров М.П.
Подъемно-транспортные машины. М.: Высшая школа, 1985. 520 с.
. Иванченко Ф.К. Расчеты
грузоподъемных и транспортирующих машин. К.: Высшая школа, 1975. 571 с.
. Логвинов А.С., Иванов Б.Ф.,
Ерейский В.Д. Методические указания к курсовому проекту по расчету и
проектированию конвейеров. Новочеркасск, 2001.29 с.
. Казак С.А. Курсовое
проектирование грузоподъемных машин. М.: Высшая школа, 1989. 319 с.
. Рогов А.А. Курсовое
проектирование подъемно-транспортных машин. Ташкент, 1983. 231 с.
. Анурьев В.И. Справочник
конструктора-машиностроителя т.1-3. М.: Машиностроение, 1980
. Александров М.П.
Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1973. 254
с.
. Вайнсон А.А
Подъемно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций.
М.: Машиностроение, 1976. 145 с.
. Спиваковский А.О.
Транспортирующие машины. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1971. 115 с.
. Чернавский С.А
Проектирование механических передач. М.: Машиностроение, 1976. 608 с.
. Гохберг М.М. Справочник по
кранам т.2. М.: Машиностроение, 1988. 559 с.
. Нарышкин В.Н. Подшипники
качения. Справочник-каталог. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.
. Павлов Н.Г. Примеры
расчётов кранов Л.: Машиностроение, 1976. 320 с.