Ленточный конвейер

Определение диаметров барабанов.

Внешний диаметр барабана определяется назначением барабана, натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты.

где  - коэффициент типа прокладок; - коэффициент назначения барабана, для приводного барабана  =1,  для отклоняющего – =0.8; - число прокладок тягового   каркаса    ленты.

Принимаем диаметр барабана по ГОСТ 22544-77 [1, с.158, табл. 4.61]  .

Диаметр натяжного (отклоняющего) барабана:

Принимаем диаметр отклоняющего барабана по ГОСТ 22544-77 .

Проверка  приводного барабана по удельному давлению:

.

Определяем  расчетный крутящий момент на валу приводного барабана.

где W - окружное усилие на приводном барабане, Н; - коэффициент запаса и неучтенных потерь, = 1,1... 1,2; - диаметр приводного барабана, м.

Расчетный момент муфты равен

,

где – поломка муфты вызывает аварию машины без человеческих жертв; – коэффициент, учитывающий характер нагрузки.

Вычисленный крутящий момент является расчетной основой для  выбора типоразмера муфты МУЗ – 10000.

Тяговый расчет конвейера.

Подробный тяговый  расчет конвейера при установившемся движении центы выполняется методом последовательного суммирования всех сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера от точки сбегания ленты с приводного барабана, до точки набегания ленты на приводной барабан.

Для выполнения тягового расчета контур всей трассы конвейера по ходу движения ленты разделяется на отдельные участки по виду сопротивлений: горизонтальные, наклонные, повороты, загрузка и т.д. Нумерация точек и расчет начинается с точки сбегания лент с приводного барабана и продолжается по всему контуру трассы до конечной точки расчета. Для определения действительных натяжений в каждой точке трассы, при использовании фрикционного привода, за основу берем теорию фрикционных приводов традиционных ленточных конвейеров, и тяговый расчет проводим аналогично.

Натяжения ленты на различных участках:

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Сопротивление в месте  загрузки конвейера:

Н

где - распределенная линейная нагрузка от груза, Н/м²; - скорость движения ленты, м/с; - проекция скорости движения частиц груза при поступлении его на   ленту из загрузочного устройства, м/с (считаем что ).

Н

где - коэффициент внешнего трения частиц груза о стенки бортов; - высота груза у борта лотка, м; - удельная сила тяжести насыпного груза, Н/м²; - длина лотка, м.

 

Н

где - удельное сопротивление трению,Н/м; - длина уплотнительных полос,м.

Н

 где  - общее сопротивление в месте загрузки, Н; - сопротивление от преодоления сил инерции груза, Н; - сопротивление трения груза о

 

стенки направляющего лотка воронки, Н; - сопротивление трения уплотнительных полос о ленту, Н; - сопротивление поддерживающего устройства в месте загрузки  ленты, Н.  

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

Н

С учетом того, что

Н

Н

Тогда

Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н

Н Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рис. 2 Диаграмма натяжений

Определение максимального  натяжения ленты с учетом динамических пусковых нагрузок.

где - пусковое натяжение сбегающей ветви, создаваемое НУ;

       - сопротивление верхней грузовой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;

         - сопротивление нижней холостой ветви, рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;

где а – ускорение ленты при пуске; ; Б – коэффициент, учитывающий длину конвейера; - относительное удлинение.

где - коэффициент безопасности;  f – коэффициент внешнего трения.

Принимаем, что  α = 0.1 м/с².

Т.к.   0.1 < 0,33,  то груз не проскальзывает по ленте.

Проверяем выбор прочности ленты  при номинальном запасе прочности [2,с.104]:

_{Принятое  число прокладок  ленты проходит при  номинальном запасе прочности.}

 

Сравниваем  с наибольшим расчетным натяжением ленты :

.

Зная ускорение, определяем минимальное время пуска:

.

Определяем время пуска  конвейера по пусковым характеристикам  электродвигателя привода:

где    - коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты [2,с.135];

- статический момент электродвигателя

- общее окружное усилие

- частота вращения барабана 

- средний пусковой момент  электродвигателя

- маховый момент движущихся  частей конвейера

где - коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода к ротору двигателя; - маховый момент ротора электродвигателя (принимают по каталогу электродвигателя); - общий КПД механизмов привода; - номинальная частота вращения ротора двигателя; - коэффициент, учитывающий, что окружная скорость части вращающихся масс меньше скорости ленты; - суммарная масса вращающихся частей конвейера (роликоопоры верхней и нижней ветвей, барабана) [1, т. 4.75].

, 27 > 16 с.,  следовательно, условие соблюдается.

Максимальный  прогиб ленты на грузовой и холостой ветвях.

Прогиб ленты грузовой ветви

где [f] - допустимый прогиб ленты грузовой ветви; - минимальное натяжение после загрузочного устройства. Так как условие не выполняется, то уменьшаем шаг расстановки роликов: грузовой ветви l_гр = 1,1 м; холостой ветви l_x = 2,5∙ l_гр =2,5∙1,1 =2.75м; в зоне загрузки l_з = 0,5∙ l_гр = 0,5∙1,1 = 0,55 м. Делаем перерасчет, следовательно, условие соблюдено.

Прогиб ленты  холостой ветви, где ,

Определение мощности привода.

По каталогу уже  выбран двигатель  Выбираем двигатель А-12-32-3 с N = 300 кВт, n = 1500 об/мин.

Передаточное  число редуктора:

Принимаем редуктор Ц2-350 с передаточным числом i=40 и мощностью на тихоходном валу 24,4 кВт.

Определение усилия в  натяжном устройстве.

Ход в натяжном устройстве:

где - монтажный ход;        

- рабочий ход;

        - коэффициент угла наклона; - коэффициент вытяжки; - коэффициент, учитывающий тип натяжного устройства и тип стыка; - набегающее усилие; - дополнительное усилие на прочность.

;

.

Усилие в натяжном устройстве определяется по формуле:

где - сопротивление тележки натяжного устройства.

Масса натяжного груза  грузового натяжного устройства определяется по формуле

 т

Выбираем грузовое натяжное устройство, т.к. длина конвейера  более 60 метров.

 

Выбор и расчет устройств  для загрузки и разгрузки.

Параметры разгрузочного  устройства: частицы транспортируемого  груза, отрываясь от разгрузочного барабана, движутся по параболе с координатами     и   , где t - интервал времени,  – скорость движения верхних частиц груза;

  - радиус барабана с лентой:

  - скорость движения нижних частиц груза (скорость движения ленты);

  - ускорение движения ленты и груза;

 

 

 

  - радиус поворота наружной  стороны ленты на барабане, м; где - радиус барабана, м; - толщина ленты, м; - высота слоя груза на ленте, м.

Полюсное расстояние

,

Т.к. , 0.68 < 0.702, тогда точка А находится во втором квадранте, то положение точки отрыва А определяется углом наклона конвейера β=4˚, β=10˚

,    .

t	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
x	1,6	3,2	4,8	6,4	8	9,6	11,2	12,8	14,4	16
y	4,8	19,4	43,7	77,8	121,6	175,1	238,3	311,3	393,9	486,4

Сопротивление в загрузочном  устройстве было определено при тяговом  расчете.

Рис. 3 Траектория движения частиц груза в загрузочном устройстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и выбор  тормоза.

Тормоз для конвейеров выбирают по тормозному моменту М_т на валу электродвигателя. Этот момент препятствует обратному движению рабочего органа конвейера под действием силы тяжести перемещаемого груза при отключении электрического питания. Требуемый тормозной момент на валу электродвигателя:

Выбираем типоразмер тормоза: тормоз ТКГ-300 ОСТ 24.290.08-82, имеющий  следующие параметры: Т_т.н. = 800 Нм; D_т.ш. = 300 мм;    В_к = 140 мм; h_{шт тах} = 50 мм; L_уст  = 500 мм; т_тор = 80 кг. Типоразмер электрогидравлического толкателя – ТГМ-50.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет вала приводного барабана.

Рис. 4. Схема нагружения вала с эпюрами изгибающих и крутящих моментов

 

Определяем силу, действующую со стороны муфты на вал, вследствие неизбежной несоосности соединяемых валов

,

где – окружная сила на муфте; – расчетный диаметр.

Для зубчатых муфт расчетный диаметр  равен

Окружная сила на муфте

Следовательно, нагрузка от муфты  на вал

Принимаем .

Составляем расчетную схему  вала (рис. 4), прикладывая к валу найденные ранее нагрузки, и определяем реакции опор, задавшись длинами , и . Реакции опор от силы определяем отдельно, так как она меняет свое направление с течением времени.

Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия

,

откуда 

,

откуда 

Реакции опор в вертикальной плоскости  из условия равновесия

,

откуда 

,

откуда 

Реакции опор от силы из условия равновесия

,

откуда 

,

откуда 

Определим изгибающие моменты в характерных сечениях вала:

в сечении C: