Расчёт ленточного конвейера

1. Исходные данные для расчета.

1.1. Схема трассы.

По типу конвейер горизонтально – наклонный-горизонтальный производительностью Q=2200 т/ч. Грузовое натяжное устройство  массы , натягивает ленту. Приводная станция находится в пункте разгрузки.

1.2. Параметры конвейера и транспортируемого груза:

1.3 Дополнительные исходные данные, взятые из [2. с28]

=1,2 – 1,4 - насыпная плотность груза.

Размер типичного куска для крупнозернистого насыпного груза:

мм, мм

=40- угол естественного откоса.

2. Расчёт ленточного конвейера.

2.1 Определение теоретической производительности конвейера.

В следствии того, что конвейер время от времени приходится останавливать на ремонт и чистку, то теоретическая производительность определяется по формуле: ,

где - заданная производительность,

= 1,11,5 коэффициент неравномерности загрузки ленты выбирается. Примем =1,3

= 0,80,95 коэффициент использования машинного времени 0,80,95 Примем =0,9

т/ч.

2.2 Определение ширины ленты.

Для определения ширины ленты необходимо знать производительность и скорость ленты. Исходя из данных источника [1. с123], для мелкокусковых грузов рекомендуемая скорость м/с при ширине ленты м.

Ширина ленты определяется по формуле:

Где =0,9 – коэффициент использования ширины ленты, и - эмпирические коэффициенты.

- коэффициент, учитывающий наличие наклонного участка

- угол насыпи груза на ленте.

- угол естественного откоса

- угол наклона бокового ролика.

м

Далее лента проверяется по гранулометрическому составу груза.

мм

мм

Принимаем большее значение ширины ленты и округляем его до стандартного размера [2.с95].

Принимаем мм с числом прокладок .

После точного определения ширины ленты пересчитаем скорость движения ленты:

м/с.

Правильность выбора сочетания B и V определяется значением коэффициентом использования ширины ленты

. Коэффициент использования ширины ленты удовдетворяет  условию.

2.3 Определение параметров роликоопор.

2.3.1 Определим шаг установки роликоопор.

Шаг установки роликоопор зависит от ширины ленты , и от плотности насыпного груза , и определяется по таблице [1. с125], для рабочей ветви мм, а для холостой ветви .

мм.

Шаг роликоопор под загрузочным устройством: мм.

2.3.2 Определение диаметра роликов

Важнейшим параметром ролика является его диаметр , эти параметры определяются по действующей нагрузке, зависящей от расстояния между опорами и насыпной плотности груза скорости и крупности кусков, в целях унификации  роликоопоры для холостой и рабочей ветви  выбираются одинакового диаметра по [1. с129], для скорости ленты м/с и 159мм.

2.3.3. Определение массы вращающихся частей роликоопор.

Для рабочей ветви [кг]

для холостой ветви [кг]

Где и - эмпирические коэффициенты, для ролика легкого типа ,

кг

кг

2.4 Расчет и выбор резинотканевой ленты.

Конвейерные ленты выбирают по стандарту в зависимости от условий работы и свойств груза.

Лента данного конвейера относится ко второму типу . Ширину ленты второго типа, а также число прокладок назначают по следующей рекомендации [1. с 94-96] при=2000мм и . (принимаем .)

Толщина ленты определяется по формуле:

,

где - число прокладок,

мм - толщина тяговых прокладок,

мм и мм - толщины рабочей и нерабочей обкладок,

мм.

По [1. табл. 2.1 с.97] подбираем ленту и выписываем ее основные параметры:

Схема Ленты

1 - Рабочая обкладка ленты (обращена к грузу, в результате чего имеет повышенную толщину)

2 – Нерабочая поверхность ленты (не соприкасается с грузом)

3 – Прокладки (укладываются по всей длине ленты и вулканизируются, образуя с ней единый тяговый каркас)

2.5 Определение распределенной массы.

2.5.1. Распределенная масса транспортируемого груза.

кг/м

2.5.2. Распределенная масса вращающихся частей роликоопор рабочей и холостой ветви

кг/м

кг/м

2.5.3. Распределенная масса резинотканевой ленты.

кг/м

кг/м

2.6. Выбор сопротивления коэффициента сопротивлению движения и определение определения сопротивления в пункте разгрузки.

2.6.1. Коэффициент сопротивлению движения на рядовых роликоопорах рабочей и холостой ветви.

Определяем по [1. с 133]

Для рабочей ветви:

Для холостой ветви:

2.6.2. Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем барабане установленном на перегибе холостой ветви

- на перегибе холостой ветви (принимаем 0,04)

2.6.3. Коэффициент сопротивления движения на натяжном барабане с углом поворота на .

(принимаем )

2.6.4. Коэффициент сопротивления движения на в на роликовой батарее:   ,

где - угол наклона наклонной части конвейера в радианах.

2.6.5. Сопротивление движению в пункте загрузки.

,

где =0,82 -  Коэффициент внешнего трения груза о ленту (по резине), м/с,

=0,78 коэффициент внешнего трения о стенки бортов (по стали), ,

где , м/с

подставим все найденные значения в формулу для вычисления сопротивления движению в пункте загрузки.

Н

2.7 Тяговый расчет.

Силы сопротивления движению, возникающие на различных участках можно разделить на две основные группы: распределенные – на прямолинейных участках и сосредоточенные – барабаны, роликоопоры, пункт загрузки и т. д.

В общем виде сопротивление на прямолинейном участке определяется зависимостью , где - натяжение на предыдущем участке - сопротивление движения данного участка. Для сосредоточенных сил: .

2.7.1. Определение точек с минимальным натяжением в ленте для рабочей и холостой ветви.

Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находится при сходе ленты с натяжного барабана. Для холостой ветви минимальное натяжение ленте может находиться в точке схода ленты с приводного барабана или в конце наклонного участка в точке 6.

Если выполняется неравенство ,  то минимальное натяжение будет находиться в точке 1, если нет то в точке 6. Определим в какой точке натяжение будет минимальным, подставив значения Н=20м - высота подъема груза, =100 м и м - длина участков конвейера.

;   

2.7.2. Определим значения минимальных натяжений ленты для рабочей и холостой ветви.

Н

Н

2.7.3. Определим силы натяжения ленты в характерных точках.

Расчет сил начнем с точки минимального натяжения на холостой ветви.

На холостой ветви минимальное натяжение будет в точке 6.  

=565 Н.

На холостой ветви на отклоняющем барабане натяжение увеличится и составит:

Н.

На промежутке от точки 9 до точки 10 находится прямолинейный участок. Натяжение в точке 10 определим как Н.

При сходе ленты с натяжного барабана в точке 11 натяжение будет равным: Н.

Т.к натяжение , то примим натяжение в (9) равное Н

В следствии того, что расстояние от точки 9 до точки 10 разгрузочного устройства равно 1,5м, а шаг установки роликов на рабочей ветви 1м, то Н.

На горизонтальном участке рабочей ветви натяжение в точке 11: Н

Натяжение в точке 12, учитывая наклонный участок:

Натяжение в точки 13 получим:

Горизонтальный участок рабочей ветьви:

Определяем натежение на холостой ветви от точки 9:

Н

На горизонтальном участке холостой ветви:

Н

  Натяжение после отклоняющего ролика равно     Н

Наклонный участок:

Отклоняющий ролик:

Н

Горизонтальный участок холостой ветви:

Фактическое необходимое число прокладок в ленте определяется по формуле:

Предварительно выбранное значение прокладок составляет  6, от выбранного не отличается больше чем на единицу, поэтому принимаем число прокладок в ленте равное 6.

где - максимальное натяжение, =8..9 - коэффициент запаса прочности резинотканевой ленты, В – ширина ленты, - разрывная прочность одного миллиметра тягового каркаса.

2.8. Диаграмма натяжений

2.9. Определим фактический угол обхвата ленты приводного барабана.

Тяговое усилие равно

Н.

Полный тяговый коэффициент определяется по формуле:

где - коэффициент запаса привода по сцеплению,

- коэффициент сцепления для барабанов с футуровкой.

Определим необходимый угол обхвата:

рад=, значит сцепление ленты с барабаном будет не надежным, так как

2.10. Выбор параметров натяжного и приводного барабанов.

Так как конвейер работает на открытом воздухе, то диаметр барабана равен

мм.

Длина обечайки барабана принимается равной мм

Т.к.мы приняли, что барабан футурован, то диаметр футурованного барабана равен 

-толщина футуровки на одну сторону.

2.11. Расчет привода.

Схема привода

1 – электродвигатель

2 – соединительная муфта.

3 – редуктор

4 – приводной барабан.

Требуемая мощность электродвигателя для данного конвейера равна:

,

где =0,9 – КПД передач привода,

=0,94 - КПД приводного барабана.

кВт

Установочная мощность электродвигателя:

кВт,

где =1,1 – 1,35 – коэффициент запаса привода по мощности.

Частота вращения барабана:

об/мин

2.13.Вывод.

По заданию был рассчитан ленточный конвейер для перемещения мелкокускового гипса 350 метров со скоростью движения ленты V=3м/с и шириной ленты B=2000 мм. Далее по стандартному ряду был подобран тип ленты БКНЛ-65 (прочность тягового каркаса - 100 Н/м, материал тяговых прокладок – полиэфир и хлопок, толщина тяговых прокладок – 1,1 мм, число прокладок в ленте – 6). В зависимости от ширины ленты и насыпной плотности груза был подобран шаг установки роликоопор: для рабочей ветви – 1000 мм, для холостой ветви –2000 мм.  Выбран диаметр роликоопор - 159 мм. Методом обхода по контуру был проведен тяговый расчет в характерных точках трассы и построена диаграмма натяжений в ленте.

Был подобран приводной барабан диаметром 1200 мм.

Список литературы:

[1] – Зенков Л.Р. и др. «Машины непрерывного транспорта.» М.: Машиностроение, 1987. 432с.

[2] –Методическое указание «Расчет ленточного конвейера».М.:

Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004.34с.

[3] – Шахместер. Дмитриев. «Теория и  расчет ленточного  конвейера» с.226