Расчет ленточного конвейера

I.  РАСЧЕТ  ЛЕНТОЧНОГО  КОНВЕЙЕРА

1.1. Исходные данные

Производительность П=350 т/ч; транспортируемый материал – земля рунтовая, размеры кусков: максимальный a_max=80 мм, минимальный a_min=25 мм. Характеристика материалов приведена в табл.1. Местные условия: загрузка производится с ленточного питателя через загрузочную воронку с высоты h₁=0,8 м, разгрузка – через двухбарабанную разгрузочную тележку, высота подъёма груза на тележке до точки разгрузки h=1,7 м; условия работы хорошие; натяжное устройство грузовое. Схема конвейера и его размеры показаны на рис.1.

 

Рис. 1. Схема конвейера

 

1.2. Выбор ленты

Ориентировочно, в зависимости  от транспортируемого материала  и ширины ленты (среднее значение), принимается скорость движения ленты  по номинальному ряду (табл. 2).

Принимается для ширины ленты 0,8 … 1,0 м скорость движения ленты V=1,6 м/с.

Определение ширины ленты

 

 мм

где К_У =0,84 – коэффициент снижения производительности в зависимости от угла наклона (табл. 3).

С=625 – коэффициент производительности в зависимости от типа роликовой опоры (табл. 4);

γ_Р=1,2 т/м³ – насыпная масса (табл. 1);

V=1,6 м/с – скорость движения ленты (табл. 2);

Принимается лента К 4 - 3 шириной В=1000 мм с числом прокладок i=4 (табл. 5).

При транспортировке кусковых материалов ширина ленты проверяется гранулометрическим составом груза. Коэффициент соотношения наибольшего a_max и наименьшего a_min размеров частиц (кусков) груза:

При К_О>2,5 груз считается рядовым, К_О≤2,5 – сортированным.

, т.е. груз рядовой.

Для рядовых грузов В≥(2,7 … 3,2)a_max , для сортированных – В≥(3,4 … 4,0)a_max.

В=(2,7 … 3,2)a_max=(2,7 … 3,2)∙80=216…256 мм, т.е. ширина ленты по гранулометрическому составу соответствует выбранной.

 

1.3. Определение  погонных нагрузок

От массы транспортируемого  материала:

 кг/м.

От массы вращающихся  частей роликовых опор:

рабочей ветви  кг/м.

холостой ветви  кг/м.

где

 и  – массы вращающихся частей роликовых опор в зависимости от насыпной массы и ширины ленты, принятых для рабочей ветви – желобчатая на трехроликовой опоре, для холостой ветви – прямая (табл. 6);

– расстояние между роликовыми опорами рабочей ветви (табл. 7);

 – расстояние между роликовыми опорами холостой ветви, принимаемое

=(2,0…2,5) =(2,0…2,5)800=2600…3250 мм. Принимается =2600 мм.

От массы ленты:

 кг/м,

где

В – ширина ленты, м;

i – принятое число прокладок, i=4;

, и – толщина, соответственно, прокладок рабочей и нерабочей обкладок (табл. 5), =1,25 мм, =5 мм и =2 мм.

1.4. Определение натяжения  в ленте на различных участках

Определение натяжения ленты конвейера  на различных участках производится методом «обхода по контуру». Минимальное натяжение ленты принимается в точке 1 (рис. 1), т.е. в сбегающей ветви с приводного барабана. Метод «обхода по контуру» заключается в определении натяжения ленты на различных участках в зависимости от S_min= S₁.

При огибании лентой отклоняющих концевых барабанов сопротивление учитывается коэффициентом К, который принимается в зависимости от угла обхвата лентой барабана (табл. 8).

 

;

;

.

.

.

,

 Н.

.

.

.

 Н.

где С=1,5  – коэффициент, учитывающий сопротивление движению от трения груза о боковые стенки загрузочной воронки (при её отсутствии С=1,0);

V₀ =0 – составляющая скорости груза вдоль ленты;

f₁ =0,60– коэффициент трения материала по стали (табл. 1);

h₁ =1,3 – высота падения груза с питателя, м.

S₁₂=1,2921S₁ – 1610+584=1,2921S₁-1026.

.

 

.

;

S₁₅=1,2921S₁+19770.

S₁₇=S₁₆+W_16-17;

 

S₁₇=1,3S₁+19948+2889=1,3S₁+22837

W_разг=3,3q_грgB,

где В – ширина ленты, м;

при разгрузке двухбарабанной разгрузочной тележкой (рис. 5)

 

 

Решая систему уравнений, находим значение S₁

5,34 S₁=1.43 S₁+26295,

Числовые значения натяжения  ленты в характерных точках (Н):

S₁ =6725

S₂ =1,03∙7481.5=6927;

S₃ =1,06∙7481.5=7128;

S₄ =1,11∙7481.5=7485;

S₅ =1,15∙7481.5=7734;

S₆ =1,15∙7481.5+683=8348;

S₇ =1,18∙7481.5+703=8598;

S₈ =1,19∙7481.5–1181=6175;

S₉ =1,21∙7481.5–1146=6470;

S₁₀=1,21∙7481.5–830=6743;

S₁₁=1,27∙7481.5–790=7079;

S₁₂=1,27∙7481.5+78=7663;

S₁₃=1,27∙7481.5+232=9108;

S₁₄= S₁₃=9108;

S₁₅=1,27∙7481.5+21136=28459;

S₁₆=1,28∙7481.5+21326=28690;

S₁₇=1,28∙7481.5+25366=31579;

S₁₈=1,41∙7481.5+29402.5=35911.

 

1.5. Определение прогиба ленты

Натяжение ленты проверяется по максимальному прогибу ленты для холостой и рабочей ветвей. Для расчёта принимается минимальное натяжение ленты на прямолинейных участках холостой и рабочей ветвей.

Для холостой ветви:

для рабочей ветви:

 

 

1.6. Выбор электродвигателя

Сопротивление передвижению ленты

 

 

Расчётная мощность двигателя привода  ленточного конвейера

 кВт,

где – КПД привода.

Установочная мощность двигателя

 кВт,

где k_У – коэффициент установочной мощности, запас мощности,

k_У=1,1.

По каталогу выбираем асинхронный двигатель типа МТН 611-8 с фазовым ротором: мощность N_ДВ=53 кВт, n=560 об/мин (ω=58,6с^-1), максимальный момент М_max=2360 Н∙м, момент инерции J_Р=4,325 кг∙м²

 

 

1.7. Уточнённый  выбор ленты, барабанов и редуктора

Определяется число прокладок  для ленты К-4-3 синтетическая ткань

где S_max=35911 Н  - максимальное натяжение ленты;

n=10 – коэффициент запаса прочности (табл. 11);

σ_Р=180 кН/м – предел прочности одной прокладки на разрыв (табл. 5);

В=1 м – ширина ленты.

Поскольку первоначально для расчёта  была принята лента с четырьмя прокладками, то пересчитывать конвейер не нужно.

Диаметр приводного барабана

D_б=а∙i= 180∙4=720 мм,

где i=4 – число прокладок;

a=180 – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа ленты и предела прочности (табл. 13).

Принимается барабан  диаметром D_б=800 мм.

Диаметр приводного барабана проверяется по допускаемому давлению между лентой и барабаном

Диаметр концевого и  натяжного барабанов

D_K=D_Н=0,85∙D_б=0,85∙0,8=0,68 м.

Принимается D_K=D_Н=800 мм.

Диаметр отклоняющих барабанов

D_О=0,65D_б=0,65∙0,8=0,52 м.

Принимается D_О=500 мм.

Длина барабанов

L_б=В+а_б=1000+150=1150 мм.

где а_б=150 мм – число мм, на которое увеличивается длина барабана по сравнению с шириной ленты (табл. 14).

 

Частота вращения приводного барабана

Расчётное передаточное число редуктора привода

Расчётная мощность редуктора 

N_ред=k_PN_P=1,25∙55=68б75 кВт,

где k_P=1,25 – коэффициент условий работы, принятый для восьмичасовой непрерывной работы  в сутки при умеренных толчках (табл. 15).

Выбираем редуктор Ц 2-500 с передаточным числом i_P=16,3 и мощностью на быстроходном валу N_ред=82,5 кВт.

 

1.8. Выбор натяжного  устройства

Вес натяжного груза в установившемся режиме работы конвейера

где η_Н=0,95 – КПД натяжного устройства.

Ход натяжного устройства принимается  по табл. 16

l_Н=(0,02 … 0,04)L+0,3=9,3м.

 

1.9. Проверка  привода конвейера на пуск  и торможение

Определение сопротивления движению ленты в период пуска после  длительной остановки конвейера.

Коэффициент сопротивления движению ленты в пусковой период

k_П – коэффициент увеличения статистических сопротивлений при пуске принимаем k_П=1,5.

Начинаем расчёт с точки 6, т.к. до неё коэффициент сопротивления  на натяжение ленты влияния не оказывает.

1,21S₁ - 1043

1.27S₁ +21806

Решив систему уравнений 

получим S₁=7697 Н; S₁₈=41101Н.

Тяговое статическое  усилие при пуске –

W_ОП=S₁₈–S₁=41101 – 7697 =33404.

Статический момент при  пуске, приведенный к валу двигателя 

где η_П – КПД в период пуска привода,

η_П=1– (1–η_м)k_ПС_Т=1–(1–0,85)1,5∙0,6=0,865,

С_Т – коэффициент возможного уменьшения сопротивлений движению ленты, С_Т=0,55 … 0,6.

Момент инерции всех движущихся масс конвейера, приведенный  к валу двигателя

 кг∙м²,

где J_P=4,325 кг∙м² – момент инерции ротора двигателя (табл. 12);

J_M=4,3 кг∙м² – момент инерции муфты;

δ=1,15 – коэффициент, учитывающий момент инерции деталей привода, вращающихся медленнее, чем вал двигателя;

кг;

 м – общая длина конвейера;

G_P  – масса вращающихся частей роликов и барабанов конвейера,

 кг.

 кг.

Средний пусковой момент двигателя

 Н∙м,

где: Н∙м,

Время пуска конвейера

Время, после которого усилие в набегающей ветви конвейера  достигает максимального значения

 

где С₁ – скорость распространения упругой волны в рабочей ветви ленты:

Е₀ – приведённая жесткость ленты,.

Е – динамичный модуль упругости прокладки ленты,

Е=0,5 … 0,8 МН/м – прокладки для хлопчатобумажных тканей,

ρ – погонная плотность движущихся частей конвейера.

Для рабочей ветви

С₂ – скорость распространения упругой  волны в холостой ветви ленты

Максимальное динамическое усилие в ленте в точке набегания

где W_g – избыточное динамическое окружное усилие, передаваемое ленте от привода в пусковой период

m_пр – масса вращающихся частей привода, приведенная к ободу барабана,

Максимальное усилие в ленте при пуске

Коэффициент динамичности