Расчёт ленточного конвейера

Министерство образования  и науки РФ

Пермский национальный исследовательский  политехнический университет

Березниковский филиал

Кафедра «Технологии и  механизации производств»

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Подъемно-транспортные машины»

на тему: «Расчёт ленточного конвейера»

Вариант №8

 

 

 

 

Выполнил:

студент группы ТМО-11у                   Корзников Д.Ю..

Проверила:                                                                                                         Косова У.Н.

 

 

 

 

Березники, 2013 г. 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. СХЕМА ТРАССЫ КОНВЕЙЕРА. 5

2. ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЁТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ 6

3. УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ  ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА. 9

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОНВЕЙЕРА. 12

ЛИТЕРАТУРА 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Подъемно–транспортные установки  нашли широкое применение во всех отраслях промышленности. Трудно представить  себе завод, где бы не использовались даже простейшие транспортирующие средства.

В пищевой промышленности буквально все производства представлены в виде линии, основным звеном которых  являются конвейеры и подъемные  средства.

Подъемно-транспортные машины можно разделить на следующие  группы:

1. Машины и установки,  применяемые как средства межцехового  и внутрицехового перемещения  грузов.

2. Машины и средства  общего назначения.

3. Специальные установки.

В зависимости от рода перемещаемого  груза, конвейеры используют для  перемещения штучных грузов, сыпучих  мелко и крупно кусковых грузов. Поэтому форма грузонесущего  элемента может быть различна. Для  ленточных конвейеров форма ленты  может быть прямой или желобчатой.

С помощью ленточных конвейеров можно перемещать грузы в горизонтальном или наклонном направлениях. Протяженность  трассы конвейера – от нескольких метров до километров (горнодобывающая  промышленность).

В отличие от грузоподъемных машин, которые перемещают грузы  определенными порциями и обратным движением без груза возвращаются за новой порцией груза, транспортирующие машины конвейеры предназначаются  для перемещения грузов непрерывным  потоком без остановок для  их загрузки и разгрузки. Конвейеры  предназначены для работы с массовыми  грузами, т.е. грузами, состоящими из большого числа однородных частиц или кусков, или штучными грузами, перемещаемыми  в большом количестве.

Все машины непрерывного транспорта можно подразделить на две группы - транспортирующие машины с тяговым  элементом (лента, цепь, канат), в котором  груз перемещается вместе с тяговым  элементом и транспортирующие машины без тягового элемента.

Основной характеристикой  конвейеров является из производительность – объемная V, м³/ ч, массовая Q т/ч или штучная С шт/ч.

Многие параметры конвейера  и разгрузочных устройств, включая  форму желоба и др. зависит от степени подвижности.

Форма и площадь сечения  груза, свободно насыпанного на неподвижную  плоскость, определяют углом  естественного откоса в потоке. Значение этого угла зависит от сил сцепления между отдельными частицами определяемых от влажности груза, и от сил трения, возникающих при относительном перемещении частиц.

Ленточные конвейеры остаются наиболее распространенным типом транспортирующих машин непрерывного действия во всех отраслях промышленности. Из более  числа конвейерных установок  более 90 % составляют ленточные конвейеры. Они используются в горнодобывающей  промышленности – для транспортировки  руд полезных ископаемых и угля при  открытой разработке, в металлургии  – для подачи земли и топлива, на предприятиях с поточным производством - для транспортировки заготовок  между рабочими местами и т.д.

Обычно ленточные конвейеры  имеют тяговый элемент в виде бесконечной ленты, являющийся и  несущим элементом конвейера, привод, приводящий в движение барабан, натяжное устройство, роликовые опоры на рабочей  и полостной ветви ленты, а  также загрузочно-разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты. Все  элементы конвейера смонтированы на раме.

С помощью установок, оснащенных ленточными конвейерами можно транспортировать сыпучие грузы на весьма большие  расстояния.

Ленточные конвейеры отличаются высокой производительностью до 30-40 тыс. т/ч, простотой конструкции, малой материалоемкостью, и как  следствие относительно низкой стоимостью, надежностью в работе и удобством  в эксплуатации, относительно небольшим  расходом энергии. Они могут иметь  криволинейную трассу с поворотами в горизонтальной плоскости и  с подъемами и спусками в вертикальной плоскости в зависимости от рельефа  местности. Однако создание криволинейной трассы сопряжено с трудностями обеспечения надежного и стабильного положения ленты на криволинейном участке. Радиус поворота ленты в горизонтальной плоскости зависят от конструкции конвейера, типа ленты и ее ширины и имеет широкий диапазон значений.

Схемы ленточных конвейеров весьма разнообразны и определяются назначением конвейера. Технико-экономические  исследования и опыт показывают, что  для транспортирования массовых грузов с грузооборотом 5-25 млн. т. в  год на расстояние до 100 км применять  ленточные конвейеры экономичнее, чем использовать железнодорожный  или автомобильный транспорт. Достоинствами  конвейерных лент являются их относительно малая масса, отсутствие быстроизнашивающихся шарниров, возможность перемещения  грузов с большими скоростями. Срок службы конвейерных резинотканевых лент в зависимости от условий  эксплуатации, характеристики транспортируемого  груза, типа тканевого каркаса и  времени одного оборота пробега  ленты составляет 15-48 месяцев.

Применение ленточных  конвейеров ограничено диапазоном температур от 60 до 200⁰С.

К недостаткам ленточных  конвейеров следует отнести пыление  при транспортировании мелких сыпучих  грузов.

При перемещении штучных  грузов ширину ленты выбирают так, чтобы  на ленте остались с обеих сторон свободные поля шириной 50-100 мм.

Чтобы груз не сползал вниз, вдоль ленты необходимо угол наклона  конвейера принимать на 10⁰ меньше угла трения груза о полотно конвейера, потому что из-за провисания полотна угол его подъема больше, чем угол наклона оси конвейера.

Приводной барабан представляет собой полый металлический барабан, которому сообщается вращающийся момент от двигателя посредством передачи. Основными параметрами характеризующие  приводные барабаны, являются диаметр, ширина, а также коэффициент трения. Для снижения проскальзывания ленты  на барабане его необходимо футеровать резиной или деревом.

Ленты являются основным грузонесущим и тяговым элементом. Наиболее распространение  получили прорезиненные тканевые ленты.

Лента состоит из технической  ткани – бельтинга, резиновой  прослойки и резиновой обкладки. Обычно количество тканевых прокладок  не менее 3. Используют также специальные  ленты, изготовленные из особых сортов резины, теплостойкие – Т, морозостойкие  М, маслостойкие МС, пищевые – П. Для восприятия больших нагрузок применяют резинотросовые ленты.

Концы ленты соединяют  различными методами (вулканизацией, сшивкой, закрепленной и др.) . По ширине ленты бывают от 300 до 3000 мм.

Натяжные устройства служат для создания необходимого натяжения  ленты и обеспечения передачи тягового усилия от барабана к ленте. В основном применяют винтовые и  грузовые натяжения устройства, реже – грузо-пружинные, гидравлические.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ. СХЕМА ТРАССЫ КОНВЕЙЕРА.

 

Геометрические  размеры:

L_Г = 68 м; l₁ = 4,5 м; l₂ = 12,7 м; l₃ = 21 м; l₄ = 7,5 м; l₅ = 6,5 м; l₆ = 1,9 м; l₇ = 3,8 м; l₈₌ 7,3 м; β = 21º 32'; Н = 14,1 м.

Производительность: Q = 280 т/ч.

Транспортируемый  груз - известняк.

Скорость конвейера: V = 1,25 м/с.

Частота вращения электродвигателя: n =1000 об/мин.

Условия эксплуатации: повышенная влажность, абразивная пыль;  не отапливаемое помещение; температура воздуха до -10⁰С.

Поверхность приводного барабана – футерованная резиной.

Режим работы: легкий.

 

Схема трассы конвейера представлена на рис. 1.

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Схема трассы конвейера

2. ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЁТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

2.1. Определение ширины ленты.

 

 

где Q = 280 т/ч – производительность;

        с = 300 - коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза (см. табл. 4);

      - насыпная плотность материала (известь негашеная) (см. табл. 2);

        v = 1,25 м/с – скорость ленты конвейера.

        Из стандартного ряда принимаем ширину ленты В = 800 мм.

2.2. Погонная нагрузка от массы груза.

 

где g= 9,8 м/с – ускорение свободного падения.

 

2.3. Принимаем расстояние между верхними роликоопорами l_р'=1,2 м.

Линейная  нагрузка от массы вращающихся частей роликоопор верхней ветви ленты (см. табл. 10) составит:

 

где = 26,4 (см. табл. 10);

2.4. Принимаем расстояние между нижними роликоопорами l_p '' =3,0 м.

Линейная  нагрузка от массы вращающихся частей роликоопор нижней ветви ленты (cм. табл. 10) составит:

 

где = 23 (см. табл. 10);

 2.5. Средняя линейная нагрузка от массы ленты (см. табл.11).

  2.6. Определение расчётного тягового усилия.

 

 

где  К_д = 2 - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления (см. табл. 7);

ω = 0,06 – коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам и барабанам    (см. табл. 9);

       L_Г = 68 м – длина конвейера;

       Н = 14,1 м – высота подъёма груза;

2.7. Мощность  электродвигателя.

 

где К = 1  - коэффициент неучтённых потерь;

2.8. Выбор  электродвигателя.

 

Предварительно выбираем электродвигатель марки 5А200L6 (см.

приложение 1) с номинальной  мощностью N = 30 кВт и частотой вращения

n = 1000 об/мин.

2.9. Определяем  коэффициент сцепления ленты  с барабаном.

 

 Для барабана футерованного резиной,  влажно, большого

количества абразивной пыли коэффициент сцепления имеет  значение

μ = 0,3 (см. табл.12).

2.10. Натяжение  ленты в месте набегания на приводной барабан.

 

S_нб = Р_уст·К_с = 2023,14·1,094 = 2213,31 даН,

 

где К_с = 1,094 (см. табл. 13), т.к привод двухбарабанный и α = 410⁰, а μ = 0,3.

2.11. Натяжение  ленты в месте сбегания с  приводного барабана.

 

S_сб = S_нб – Р_уст = 2213,31 – 2023,14 = 190,17 даН.

2.12. Нагрузка  на вал приводного барабана.

 

S = S_нб + S_сб = 2213,31 + 190,17 = 2403,48 даН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА.

 

Трассу конвейера разбиваем  на участки, соответствующие разным сопротивлениям. Первой точкой выбрана  точка сбегания ленты с приводного барабана (рис. 2).

 

Рис. 2. Схема трассы конвейера

  3.1. Определение тягового фактора и окружного усилия.

 

Определим натяжения ленты  и сопротивления W участков трассы конвейера методом обхода по контуру.

 

Натяжение в точке 1:

Сопротивление на участке 1-2 (см. табл. 17):

Натяжение в точке 2:

Сопротивление на участке 2-3:

 

Натяжение в точке 3:

Сопротивление на участке 3-4:

 

Натяжение в точке 4:

Сопротивление на участке 4-5:

Натяжение в точке 5:

Сопротивление на участке 5-6:

Натяжение в точке 6:

Сопротивление на участке  6-7:

Натяжение в точке 7:

Сопротивление на участке  7-8:

Натяжение в точке 8:

Сопротивление на участке  8-9:

Натяжение в точке 9:

Сопротивление на участке  9-10:

Натяжение в точке 10:

где = 3,01 – тяговый фактор при µ = 0,3 и α =210⁰ (cм.табл.13).

Значения S₁ подставим в полученные выражения и вычислим натяжение ленты в каждой точке:

 

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОНВЕЙЕРА.

4.1. Определим окружное усилие на барабане.

 где (по табл. 19)

4.2. Нагрузка на приводной барабан:

По окружному усилию Р = 741 даН и нагрузке на барабан S_б = 1315 даН выбираем приводной барабан 8050Ф-80 с диаметром D_б = 500 мм. (см.табл.22).

4.3. Определение уточнённого значения мощности двигателя.

выбираем электродвигатель марки АИР160S6 (см. приложение 1) с номинальной мощностью N = 11 кВт и частотой вращения n = 1000 об/мин.

4.4. Частота вращения вала приводного барабана.

4.5. Передаточное число привода конвейера.