Ковшовый элеватор

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра технологии строительного производства

 

Пояснительная записка на тему:

“Ковшовый элеватор”

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель

_______________

«____»________________20__г.

Исполнитель

Студент группы

_________________

«____»________________20__г.

 

 

Оренбург 2014 

Содержание

 

 

 

Введение

Транспортирующие машины предназначаются для перемещения сыпучих, мелкокусковых, штучных, а также грунта и бетонной смеси.

По принципу действия подъёмно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъёмные краны всех типов: лифты, средства напольного транспорта(тележки, погрузчики), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины; а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) – конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины периодического действия характеризуются периодической подачей грузов, перемещением их отдельными порциями, обусловленными грузоподъёмностью машины. При этом загрузка и разгрузка производятся при остановке машины и лишь иногда на ходу, во время перемещения груза.

Цикл работы машины периодического действия состоит из: остановки для захвата(подъёма) груза, движения с грузом, остановки для освобождения от груза и обратного движения без груза т.е. из попеременно возвратных движений с остановками.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или полотне, или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других ёмкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения, грузонесущего элемента машины, происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками. Например, современный ленточный конвейер на открытых разработках угля может транспортировать до 30 000 тон в час вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 минуту.

Основное назначение машин непрерывного действия – перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса.

Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, желоба и т. п.

Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса, они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции.

1 Описание установки

Ковшовый элеватор (рис.1.1) имеет вертикально замкнутый тяговый элемент 1 с жестко прикрепленными к нему грузонесущими элементами — ковшами 2; тяговый элемент огибает верхний приводной 5 и нижний натяжной 9 барабаны (или звездочки). Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе, состоящем из верхней части “головки” 6, средних секций 4 и нижней части «башмака» 10. Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода 12, а первоначальное натяжение создается натяжным устройством 8. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок (носок) нижней части элеватора, загружается в ковши, поднимается в них и разгружается на верхнем барабане (звездочке) в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом 11 для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства  7.

К преимуществам ковшовых элеваторов относятся малые габаритные размеры в поперечном сечении, возможность подачи груза на значительную высоту (до 60 — 75 м) и большой диапазон производительности (5 — 500 м3/ч и выше). Недостатками являются возможность отрыва ковшей при перегрузке и необходимость равномерной подачи груза.

По типу тягового элемента различают ленточные и цепные с одной или двумя цепями (известны конструкции с четырьмя параллельными цепями) элеваторы, а по направлению перемещения—вертикальные и наклонные . Последние имеют обратную ветвь, свободно свисающую или поддерживаемую.

У наклонных ленточных элеваторов рабочая ветвь движется по опорным роликам, у цепных элеваторов — по направляющим путям , по которым перемещаются звенья цепи или их катки (наиболее распространенный случай); имеются конструкции цепных элеваторов, у которых рабочая ветвь движется по опорным роликам.  
 
          По способу загрузки и разгрузки ковшей элеваторы разделяют на быстроходные с разгрузкой главным образом под действием центробежной силы и тихоходные с разгрузкой ковшей в основном под действием силы тяжести груза. Разгрузочный патрубок элеватора может иметь боковое и центральное расположение; последнее возможно только у двухцепных элеваторов (применяется редко).

По расположению ковшей на тяговом элементе различают элеваторы с расставленными ковшами, т. е. расположенными на некотором расстоянии друг от друга, и с сомкнутыми ковшами, т. е. расположенными вплотную друг к другу. К ленте ковш всегда прилегает и крепится задней стенкой. Выбор того или иного способа расположения ковшей обусловливается главным образом характеристикой транспортируемых грузов и предопределяет способ загрузки и разгрузки ковшей.

В элеваторах используют ковши двух типов: с цилиндрическим днищем и остроугольные с бортовыми направляющими. Первые бывают глубокие и мелкие. Глубокие ковши емкостью 0,75—14,5 литров применяют для транспортирования сухих и хорошо высыпающихся грузов, мелкие ковши емкостью 0,65—15 л — для транспортирования влажных, плохо высыпающихся и слеживающихся грузов (влажный песок, цемент, молотые гипс и известь и т. д.). Расположение глубоких и мелких ковшей на тяговом органе применяют расставленное, с шагом ковшей t > h, где h — глубина ковша.

Остроугольные ковши с бортовыми направляющими емкостью 1,5—130 л применяют для транспортирования кусковых и абразивных насыпных грузов. Расположение ковшей на тяговом органе применяют сомкнутое, т. е. когда шаг ковшей t < h

Основные параметры стационарных вертикальных и наклонных ковшовых элеваторов общего назначения установлены в ГОСТах, диапазон скоростей движения ковшей 0,4—2,5 м/с.

2 Расчет конструктивно - технологической части

 

          Вид тягового элемента - лента

Материал - глина 

Производительность(Q) - 28т/ч

Плотность материала(p) - 1550 кг/м3

Скорость транспортирования(v) - 1,5 м/с

Тип ковшей - глубокий с цилиндрическим днищем.

Тип элеватора - Быстроходный с центробежной разгрузкой.

Коэффициент заполнения ковша( ) - 0,8

Коэффициент(k) – 0.45

Высота(H) – 18 м

Согласно рекомендации проф. Н.К. Фадеева,  для быстроходных элеваторов с центробежной разгрузкой диаметр барабана:

                             * v2=0,459м

Принимаем диаметр приводного барабана 400мм.

Полюсное расстояние

Погонная емкость ковшей:

           R=45

            I0=2.0 л

        

Ширина ленты (B) 300мм.

Число прокладок:

Погонный вес ленты:

Погонный вес ленты с ковшами:

Погонный вес ходовой части:

Погонная нагрузка от поднимаемого груза:

Погонная нагрузка на рабочей ветви:

При вращении приводного барабана по часовой стрелки, минимальное натяжение S2 будет в точке 2.

 

Натяжение в точке 3:

Натяжение в точке 1:

Минимальное натяжение в ленте из условия нормального зачерпывания груза должно удовлетворять условию:

Принимаем S2 = 26кгс

 

 

Затем строим диаграмму натяжения в ленте:

 

 

Усилие натяжения, прикладываемое к концевому барабану:

           Тяговое  усилие на приводном валу барабана (с учётом усилий, затрачиваемых  на собственное вращение барабана)

Расчетная мощность двигателя:

Принимаем двигатель МТН 311-6, частота вращения(n)=965мин-1, максимальный момент - 32 кгс*м2, маховой момент ротора 0,9 кгс*м2, момент инерции ротора Jp=0,0229 кгс*м2, вес двигателя 170кгс.

Передаточное число редуктора привода элеватора

Для непрерывного режима работы выбираем редуктор Ц2 – 400П. Передаточное число Up=

Тормозной момент на быстроходном валу:

Выбираем стопорное устройство ТКТГ 500м

Статический момент при пуске, приведенный к валу двигателя:

Средний пусковой момент:

Продолжительность пуска элеватора:

Максимальное усилие в ленте при пуске:

Коэффициент перегрузки ленты:

Момент на быстроходном валу редуктора:

Коэффициент перегрузки:

                                                                       [1].

 

3 Описание спроектированного ковшового элеватора

Ковшовый элеватор тихоходный с самотечной направленной разгрузкой производительностью 500 т/ч материала(бутовый камень). Тип ковшей — остроугольные с бортовыми направляющими емкостью 148 л, шаг расставленных ковшей а=800 мм, ширина ковша Вк=1000 мм. Вылет ковша А=435 мм, высота ковша 615 мм. В качестве тягового органа принимаем резинотросовую ленту. Скорость движения ленты принимаем v — 0,6 м/с. Диаметр приводного барабана 0,250м. Механизм приводится в действие электродвигателем типа MTН 713-10, мощностью N=100кВт. Передача крутящего момента осуществляется через цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2-400П, с передаточным числом  Uр=12,8

 

4 Специальное задание

Натяжные станции предназначены для создания на ленте натяжения, необходимого для передачи трения приводным барабаном тягового усилия. Станция должна обеспечивать предварительное натяжение ленты, исключающую пробуксовку. В задачу натяжных станций входит поддержание натяжения ленты пропорционально тяговому усилию привода, причем повышенного при пуске и нормального при установившемся движении. Натяжение ленты также необходимо для ограничения провеса ее между роликоопорами. Натяжные станции, как правило, располагаются в противоположном от приводной станции конце конвейера, но также могут быть размещены в любом удобном месте на холостой ветви.

Натяжные устройства по способу действия и конструкции классифицируют на механические; пневматические; гидравлические; грузовые; грузолебедочные; лебедочные.

Преимущества механических натяжных устройств: простота конструкции; малые габаритные размеры; компактность. Недостатки механических натяжных устройств: переменное значение натяжения и возможность чрезмерного натяжения тягового элемента; жесткость крепления и отсутствие подвижности при случайных перегрузках; необходимость периодического наблюдения и подтягивания.

Пневматические и гидравлические натяжные устройства имеют малые габаритные размеры, но требуют установки специального оборудования для подачи под постоянным давлением воздуха или масла.

Преимущества грузового натяжного устройства: приводится под действием свободно висящего груза; автоматически обеспечивает постоянное усилие натяжения; компенсирует изменения длины тягового элемента; уменьшает пиковые нагрузки при перегрузках.

Недостатки грузового натяжного устройства: большие габаритные размеры; большая масса груза для мощных и длинных ленточных конвейеров.

Рис.1 Натяжные устройства: а - хвостовое грузовое; б - промежуточное грузовое; в - гидравлическое; г - винтовое; д - пружинно-винтовое

 

Рис. 2  Схемы натяжных устройств: а, б - винтовые; в - тележечное грузовое; г - пневматическое (гидравлическое); д- пружинно-винтовое; 1 - поворотное устройство; 2 - тяговый элемент;  3 - ось поворотного устройства; 4 - ползуны; 5 - натяжной механизм

 

   Для снижения массы груза  применяют рычаги, полиспасты, приводные  лебедки. Ход натяжного устройства  выбирается в зависимости от  длины и конфигурации трассы  и типа тягового элемента, ход  натяжного устройства должен обеспечивать компенсацию удлинения тягового элемента и выполнение монтажных работ .

Натяжное устройство обычно устанавливается на одном из поворотных устройств (барабане, блоке, звездочке), расположенном на участке малого натяжения тягового элемента.