Расчет ленточного конвейера с резинотканевым тяговым органом

Расчет ленточного конвейера с резинотканевым тяговым органом

Введение

ленточный конвейер передача

Ленточный конвейер - транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты <#"864954.files/image001.gif">

Рисунок 1. Схема ленточного конвейера

Длина конвейера L= 750 м

Высота подъема груза Н=47 м.

Заданная производительность Q= 450 м³/ч =697 т/ч.

Тип насыпного груза: Песок.

Насыпная плотность антрацита ρ=1,55 т/м³.

Угол подъема наклонного участка конвейера составляет 3,58⁰ [1, табл. 8].

1. Основные параметры рабочего органа

Принимаем скорость движения ленты V =1.6м/с.

Размер типичного куска транспортируемого песка рядового из карьера составляет около 60 мм. Минимальная ширина ленты для рядового груза считается по формуле:

B = 2а' + 200,

где а' - размер типичного куска, мм.

Следовательно минимальная ширина ленты нашего конвейера составляет:

В=2*60+200=320 мм.

Исходя из рекомендации [1, табл. 20] выбираем минимальную ширину ленты 400 мм. Выберем для рабочей ветви ленты желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов 20°.

Рассчитаем ширину ленты по формуле:

,

где Q - производительность конвейера, т/ч;

υ - скорость ленты, м/с;

k - коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза;

k_β - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.

Значения коэффициентов к и k_β возьмем из:[1, табл. 24, табл. 25]. Они соответственно равны 550 и 1.

Получаем:

По нормальному ряду выбираем ближайшую большую ширину ленты В=1000мм. Полученная ширина ленты больше минимально допустимой ширины, следовательно, лента подобрана верно. (850 мм > 600мм)

Исходя из данных: [1, табл. 1], выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 2 шириной B=1000мм с пятью тяговыми прокладками прочностью 400 Н/мм из ткани ТК-200.

Принимаем максимальную допустимую рабочую нагрузку k_p=20 Н/мм [1, табл. 6]. Принимаем толщину тканевых прокладок из синтетических нитей δ_ПТ=2 [1, табл. 3]. Принимаем толщину рабочей поверхности резиновой обкладки δ_р=4,5 мм и толщину нерабочей поверхности δ_н=1,5 мм [1, табл. 5]. Обозначение выбранной ленты: Лента 2Р-1000-ТК-400-6-2-Б ГОСТ 20-76 Исходя из: [1, табл. 18] выберем диаметр ролика D = 194 мм.

Принимаем количество роликов в рабочей ветви равное 3 шт., а в холостой ветви равное 2шт[1, табл. 20].

Принимаем расстояние между роликоопорами рабочей ветви резинотканевой ленты ленточного конвейера равным 1200 мм, а расстояние между роликоопорами холостой ветви 3000мм[1, табл. 21] .

Обозначение выбранной роликоопоры для рабочей ветви:

Роликоопора Ж 100- 194-20 ГОСТ 22645- 77.

Обозначение выбранной роликоопоры для холостой ветви:

Роликоопора НЛ 100- 194-20 ГОСТ 22645- 77.

. Расчет тягового усилия

Рассчитаем погонную массу груза по формуле:

q = Aρ = 0,0781 • 1550= 121кг/м,

гдеА - площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м²;

ρ - насыпная плотность груза, кг/м³.

гдеQ - производительность конвейера, м³/ч;

υ - скорость ленты, м/с;

- кол-во секунд в одном часе.

Рассчитаем погонную массу тягового органа по формуле:

q_т = q_Л = ρBδ= 1100• 1 • 0,016= 17,6 кг/м,

где ρ - плотность ленты, кг/м³;

B,δ - соответственно ширина и толщина ленты, м.

δ = z δ_ПТ + δ_ПЗ + δ_Р + δ_Н=5•2 + 0 + 4,5 + 1,5 = 16 мм,

гдеz - количество тяговых тканевых прокладок;

δ_ПТ - толщина тяговой тканевой прокладки;

δ_ПЗ - толщина защитной тканевой прокладки;

δ_Р - толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты;

δ_Н - толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты.

Погонная масса движущихся частей конвейера для рабочей и холостой ветви (q_р^р и q_р^х) принимаем исходя из: [1, табл. 26].

Определим тяговое усилие конвейера методом обхода по его контуру.

Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, пронумеровав их границы согласно рис. 2. Определим натяжение ленты в отдельных точках трассы конвейера. Обход начинаем с точки 1, натяжение ленты в которой обозначим F₁. Значение коэффициента сопротивления w принимаем равным 0,06 исходя из: [1, табл. 27].

Рисунок 2. Контур конвейера с нумерацией точек сопряжений прямолинейных и криволинейных участков

Сопротивление на прямолинейном участке рабочей ветви определяется по формуле:

F_Г = wg[(q + q_Т) L_Г^Г + q_Р^РL^Г] ±(q + q_T)gH,

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

L_Г^Г - длина горизонтальной проекции загруженного участка , м;.

L^Г- длина загруженного участка конвейера, м;

H -высота подъема груза, м.

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви определяется по формуле:

F_Х = wg(q_Р^ХL^Х + q_TL_Г^Х) ± q_ТgH^Х,

гдеL^Х -длина холостого участка, м;

H^Х -длина вертикальной проекции холостого участка, м.

Сопротивление на погрузочном пункте при сообщении грузу скорости тягового органа:

F_ПОГР=Qg υ /36=303,582,

гдеQ - производительность конвейера, т/ч;

υ - скорость перемещения груза, м/с;

Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка. (Длину бортов загрузочного лотка принимаем из: [1, табл. 22]).

F_Л ≈50l=100, Fл=50*2=100

где l - длина лотка, м.

Сопротивление (H) очистительных устройств конвейера

F_ОЧ = w_ОЧ*B=200*1=200

где w_ОЧ - коэффициент сопротивления очистительного устройства, Н/м: для скребков и плужков w_ОЧ=300...500 Н/м, для вращающихся щеток w_ОЧ - 150...25O Н/м; В - ширина рабочего органа (ленты, настила и др.), м.

Считаем сопротивления:

F_1-2=0,04*9,8*(9,2*751,47+750*17,6)-17,6*9,8*47= -222,06 H.

F_2-3=303,582 H

F_3-4=0,04*9,8[(121+17,6) •750+21*751,47]+(17,6+12) *9,8 *47= 120367,17 H.

F_4-1=F_3-4 (k-1)=120367.10.04=4814,7 Н

Найдём F₁ используя условие отсутствия проскальзывания (по Эйлеру):

F_наб≤ F_сбег•e^fα,

4814,7

F₁=1925,8 H

Принимаем коэффициент сцепления между резинотканевой лентой и стальным барабаном (для сухого окружающего воздуха) ƒ=0,3 исходя из: [1, табл. 24]. Принимаем угол обхвата лентой приводного барабана α=180⁰.

Определяем натяжение (Н) конвейерной ленты в остальных точках трассы:

F₂=F₁+(-222,06)=1925.88-222,06=1703,82 Н

F₃=F₂+303,582=1734,4 Н.

F₄=F₁+120367.17 H=122293,05 Н

Определим тяговую силу по формуле F₀=F_наб-F_сбег=120367,14-(-222,06)=120589,23 Н

3.Расчет тягового органа

По уточненному значению 120589.23Н проверяем прочность ленты.

Необходимое минимальное число прокладок рассчитываем по формуле:

,

гдеz - принятое число тяговых прокладок;

z_min - необходимое минимальное число тяговых прокладок;

F_max - определяется из тягового расчета;

k_p - максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок, H/мм;

В - ширина ленты, мм.

Определяем минимальное число прокладок:

Определяем размер приводного барабана:

D_ПБ^min=k*z=160•5=800 мм,

где коэффициент k принимаем исходя из: [1, табл. 13].

Проверим размер приводного барабана:

Принимаем диаметр приводного барабана D_ПБ. = 2330 мм

Определяем длину барабана, она равна 1150 мм исходя из: [1, табл. 15].

4.Необходимая мощность привода конвейера. Выбор двигателя

Мощность на приводном валу конвейера составляет:

Выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый, η=0,96 [1, табл. 7].

Необходимая мощность двигателя конвейера:

гдеР₀ - расчетная мощность на приводном валу конвейера;

η - КПД передач от двигателя к приводному валу.

Определим частоту вращения вала приводного барабана:

Выбираем двигатель [2, табл. III.3.1].Для нашего случая выбираем два двигателя, потому что для одного двигателя необходимая мощность будет велика. Выберем два электродвигателя закрытых обдуваемых 4АН355М12У3, мощностью 110 кВт каждый с частотой вращения n=490об/мин.

5. Кинематический расчет. Выбор элемента передач

Найдём передаточное отношение по формуле:

гдеn - частота вращения вала двигателя, мин^-1.

Подберем необходимые редукторы (цилиндрический горизонтальный двухступенчатый). Типоразмер редуктора Ц2-500. Передаточное отношение u=41,34.Мощность на быстроходном (входном) валу составляет P=70,2 кВт.

В связи с тем, что передаточное отношение выбранного редуктора больше необходимого нам, уточним размеры барабана для того, чтобы скорость ленты составляла 1.6 м/c:

Подберем необходимые муфты:

Муфта зубчатая М36-Т40 ГОСТ 20761-80 (СТ СЭВ 1914-79);Стальная М=11800Hм.

Муфта зубчатая М36-Т40 ГОСТ 20761-80 (СТ СЭВ 1914-79);Стальная М=11800Hм.

Рисунок 3 Кинематическая схема ленточного конвейера 1 -электродвигатель; 2,4 - муфта; 3 - редуктор; 5 - приводной барабан; 6 - лента конвейера

Рисунок 4 График натяжений тягового органа

Библиографический список

1. Жегульский В.П. Рекомендации к проведению практических занятий по расчету ленточного конвейера с резинотканевым тяговым органом [Электронный ресурс]. - Екатеринбург. УрФУ, 2015-21стр.

2.      Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. - Минск. «Вышейшая школа», 1983-360стр.