Двухтрубный вибрационный конвейер

     Двухтрубные конвейеры могут иметь устройства промежуточной загрузки и разгрузки  с затворами барабанного или  клапанного типа. Загрузка и разгрузка  должны быть равномерными для обеих  труб.

     Преимуществами двухтрубных конвейеров являются уравновешенность колеблющихся масс; удвоенная производительность по сравнению с однотрубными конвейерами; наибольшая длина транспортирования, доходящая до 60 и даже до 100 м в одном агрегате с одним приводом; постоянство амплитуды колебаний из-за применения эксцентрикового привода; малый расход энергии в связи с резонансной настройкой упругой системы. К недостаткам конвейеров относятся некоторая усложненность их конструкции и узлов его промежуточной загрузки и разгрузки, большие габаритные размеры [4].

3. Расчет  основных параметров двухтрубного вибрационного конвейера

 

1. Расчет  конструктивных размеров

 

1) - груз считается сортированным

2) Из таблицы 15.3 для двухтрубного конвейера тяжелого типа с эксцентриковым приводом (Q>50 т/ч и L>20 м) рекомендуемый коэффициент режима работы Г=1,3…2,5; примем Г=2,5. В табл. 15.4 рекомендуемая амплитуда колебаний трубы при эксцентриковом приводе a=r=5…15 мм; примем а=5 мм.

3) Из формулы (15.4) угловая скорость возбудителя колебаний при α=0 и среднем угле направления колебаний β =30°

= 99,05 рад/с

4) Частота вращения эксцентрикового вала n_кр=30ω/π=30*99,05/3,14=946 мин^-1

5) Скорость транспортирования из формулы (15.11)

= 0,118 м/с

Здесь коэффициент k₁=0,3 (из табл. 15.5) для пылевидного материала.

6) Из формулы (5.13) требуемая площадь сечения груза в двух трубах

= 0,107 м²

7) Требуемый диаметр одной трубы, при числе труб z=2 и коэффициенте заполнения ψ=0,5

= 0,37 м

Этот  диаметр согласуется с международным  стандартом ИСО 1815-75. Принимаем d=400 мм.

8) Общая масса колеблющейся части конвейера (одной трубы) вместе с грузом и прикрепленными к трубе частями

m=m_т+m_п+m_гλ=1150+50+2118,64*0,1=1411,86 кг≈1412 кг

   Принимаем массу трубы m при ее толщине δ_т=3 мм и плотности стали ρ=7800 кг/м³ m`_т=q_тL=29,39*30=881,71 кг.

   Масса 1 м трубы q_т=ρπdδ_т=7800*3,14*0,4*0,003=29,39 кг/м; длина конвейера L=30 м; масса трубы вместе с прикрепленными к ней частями

   m_т=1,3m`_т=1,3*881,71=1146,2 кг ≈1150 кг

Коэффициент 1,3 учитывает массу прикрепленных  к трубе частей.

   Масса части привода, связанная с трубой (в основном шатун и кривошип) m_п≈50 кг; масса груза, находящегося в одной трубе, m_г=q_гL=70,62*30=2118,64 кг, где масса 1 м груза, находящегося в одной трубе, из формулы (5.14)

   

= 70,62 кг/м

   Коэффициент λ=0,1 принят по рис. 2.49, при коэффициенте режима Г=2,5.

9) Требуемую жесткость упругой системы найдем из формулы

 Н/м

   Суммарную жесткость упругой системы можно  представить как сумму жесткостей рессор C₁, больших С₂ и малых С₃ резинометаллических шарниров: С=С₁+С₂+С₃, отсюда жесткость рессор С₁=С-С₂-С₃=139∙10⁵-16∙10⁵-8∙10⁵=115∙10⁵ Н/м.

   Для ориентировочных расчетов принимаем: число стоек в конвейере – 10 (по пять с каждой стороны), число больших резинометаллических шарниров в одной стойке – 4, всего больших шарниров z=10*4=40; число малых резинометаллических шарниров z₁=80 (по восемь в каждой стойке); приведенную жесткость одного большого шарнира С`<sub>2</sub>=4∙10<sup>4</sup> Н/м, всех больших шарниров С<sub>2</sub>=С`₂z=4∙10⁴*40=16∙10⁵ Н/м, одного малого шарнира С₃=10⁴ Н/м, всех малых шарниров С₃=С`₃z₁=10⁴*80=8∙10⁵ Н/м; количество рессор z_p=320.

10) Жесткость одной рессоры (см. пояснения к формуле (15.3))

 Н/м

11) Приняв ширину рессоры b=0,15 м, длину l=0,45 м, по формуле (15.1) определим ее толщину:

=0,0048 м=0,005 м.

Принимаем δ=5 мм.

12) По формуле (15.2) определим напряжение изгиба в месте заделки рессоры:

108,3∙10⁶ Па < [σ_и]=110 МПа.

   Здесь принято: а=0,005 мм, коэффициент k=0,68 (при резиновых прокладках между рессорами).

13) Усилие в шатуне при установившемся движении по формуле (15.3) при ω₀=0,25

 Н

   Усилие  в шатуне в начале пуска, когда  ω=0

   

 Н

   По  этому усилию рассчитываются на прочность  и жесткость элементы кривошипно-шатунного  механизма. 

   

2. Определение мощности привода  и параметров кинематических узлов

 

      Мощность  электродвигателя для конвейера длиной более 10 м определяется по формуле

 кВт

k_тр – коэффициент транспортабельности, для порошкообразных 1,5…2,0. Примем k_тр=1,5, Н – высота подъема груза, η=0,95, k₃=5, k₄=3,5.

      Из  табл. III.3.2 выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом типоразмера 4АР160М6УЗ мощностью 15,0 кВт, при частоте вращения 975 мин^-1, с моментом инерции ротора 0,182 кг*м².

      Частота вращения кривошипного вала (n_кр=946 мин^-1) и частота вращения двигателя отличаются незначительно: i=n_дв/n_кр=1,03, поэтому подбираем ременную передачу согласно окружной скорости:

       102,1 м/с

 Из  табл. 2.2.8 [5] выбираем ремень УО – 400 IV с Р₀ = 4,23 кВт в количестве 4 шт для обеспечения необходимой мощности. Диаметры шкивов: d₁=100 мм, d₂=103 мм.

      Крутящий  момент двигателя определяем по формуле:

       810,18 кВт

       834,49 кВт 

3. Выбор муфт в элементах  привода

 
 

   Рисунок 6 – Муфта втулочно-пальцевая

1. Выбираем  соединительную муфту между электродвигателем и ременной передачей:

 Вт, где

k₁=1,2 – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

k₂=1,3 – коэффициент, учитывающий режим работы механизма [2, табл. 1.35]

2. Выбираем соединительную муфту между ременной передачей и эксцентриковым валом:

 Вт

Принимаем муфту упругую втулочно-пальцевую 250-32-1 – 2 шт

    Параметры муфты и их размеры:

Т=0,25 кН*м; d=32 мм; D=140 мм, L=165 мм, l=80 мм, l₁=40 мм, l₂=l₃=20 мм, d₁=75 мм, d₂=16мм, D₁=100 мм, D_T=160 мм, B=60мм, l₄=37мм. 

4. Расчет  приводного вала

 

      Принимаем материал вала – сталь марки 30Г с [τ_кр] = 220 МПа, тогда минимальный диаметр вала:

       3,33 мм, для последующего подбора  подшипников минимальный диаметр  вала должен быть 16 мм. Из табл. 7.4.1 [5] принимаем d_min=16 мм. 

5. Расчет  детали

 

       Подбор  подшипника для вала:

       Исходя  из конструктивного оформления вала, принимаем диаметр равный 20 мм.

       Согласно  табл. 8.10.3 [5], выбираем подшипник шариковый радиально-упорный однорядный № 1036904 – 2 шт. 

       Подбор шпонки:

       

       Согласно  табл. 10.1.2 [5], принимаем призматическую шпонку с размерами: 6х6х25 мм.

      Проверим  выбранную шпонку на срез и смятие [5, стр. 126]:

        МПа ≤ [σ_см]

        МПа ≤ [τ], где

k_а = 1 – коэффициент внешней динамической нагрузки;

[σ_см] = (80…150) МПа;

[τ] ≤ 0,5 [σ_см] МПа. 

4. Требования  по обслуживанию и  эксплуатации машин

 

     Кроме общих мер безопасности, на каждую серийную машину или единицу оборудования составляются специальные меры защиты и безопасности, излагаемые в инструкциях по монтажу, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту изделий.

     В установленных на конвейерах загрузочных  и разгрузочных устройствах не допускается  заклинивание и засасывание груза, образование просыпей. Не допускается загрузка конвейера сверх расчетных норм для условий эксплуатации, установленных в технических условиях при эксплуатационной документации.

     При эксплуатации машин надо соблюдать  следующие меры безопасности: обслуживать  машины разрешается только специально обученному персоналу; машины с электрооборудованием следует эксплуатировать по специальным правилам; все движущиеся части машины должны иметь ограждения или защитные кожухи; установки с вредными газами, пылью надо оборудовать устройствами вентиляции и аспирации; должны быть в полной исправности и надежно функционировать все устройства, обеспечивающие создание нормальных санитарно-гигиенических условий работы для обслуживающего персонала.

     

     Не  допускается падение груза с  конвейера или машины в местах передачи транспортируемого груза с одного конвейера на другой конвейер или машину.

     Не  допускается самопроизвольное перемещение  в обратном направлении грузонесущего  элемента с грузом при отключении привод в конвейерах, имеющих наклонные вертикальные участки трассы.

     Неприводные конвейеры должны иметь в разгрузочной части ограничительные приборы и приспособления для снижения скорости движущегося груза.

     На  трассах конвейеров с передвижными загрузочными и разгрузочными устройствами должны быть установлены конечные выключатели  и опоры, ограничивающие ход загрузочно-разгрузочных устройств.

     Грузовые  натяжные устройства конвейеров должны иметь концевые упоры для ограничения  хода натяжной тележки и конечные выключатели, отключающие привод конвейера при достижении натяжной тележкой крайних положений.

     Наклонные и вертикальные участки цепных конвейеров должны быть снабжены ловителями для  захвата цепи в случае ее обрыва, угрожающего обслуживающему персоналу.

     В конструкция составных частей конвейеров массой более 50 кг, подлежащих подъему или перемещению грузоподъемными средствами при транспортировании, монтаже, демонтаже, ремонте должны быть предусмотрены соответствующие правила отверстия или рым-болты, если без них перемещение стропов и других такелажных средств является опасным.

     Концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны обслуживания конвейеров, находящихся в помещениях и предназначенных для транспортирования грузов, выделяющих вредные вещества, не должны превышать значений, установленных в ГОСТ 12.1.00-88.