Пример расчета вибрационного конвейера

Рассчитать горизонтальный двухтрубный (двухэлементный) динамически уравновешенный виброконвейер для транспортирования крупного щебня с насыпной массой ρ = 1,8 т/м³. Производительность конвейера Q = 150 т/ч, длина кон­вейера L = 30 м, крупность куска груза а' = 100 мм.

Из табл. 13.1 для двухтрубного конвейера тяжелого типа с экс­центриковым приводом Q > 50 т/ч и L = 30 м рекомендуемый коэффициент режима работы Г = 1,3...2,5; примем Г = 2. В табл. 13.2 рекомендуемая амплитуда колебаний трубы при эксцентри­ковом приводе а = r = 4...8 мм; примем а = 4 мм.

Из формулы (13.3) угловая скорость возбудителя колебаний при α = 0 и среднем угле направления колебаний β = 30°

Критическая частота вращения эксцентрикового вала

Скорость транспортирования по формуле (13.6)

Здесь коэффициент К₁ = 1 (см. табл. 13.3) для кускового груза с размерами частиц 5... 200 мм (в данном случае максимальный раз­мер куска а' = 100 мм).

Диаметр трубы при числе труб z = 2 и коэффициенте наполне­ния ψ = 0,5 по формуле (13.8)

Проверка по условию размещения кусков груза: D ≥ 3а' = 100 • 3 = 300 мм.

Общая масса колеблющейся части конвейера (одной трубы) вместе с грузом и прикрепленными к трубе частями

Массу трубы т'_т при ее толщине δ_т = 3 и плотности стали ρ = 7,8 т/м³:

где q_т — масса 1 м трубы;

Масса трубы вместе с прикрепленными к ней деталями

где 1,3 — коэффициент, учитывающий массу прикрепленных к трубе деталей.

Масса части привода, связанная с трубой: m_п = 50 кг.

Масса груза, находящегося в одной трубе:

где q_г — масса 1 м груза, находящегося в одной трубе:

Коэффициент λ= 0,15 принят по рис. 13.10 при коэффициенте режима работы Г = 2.

Требуемую жесткость упругой системы найдем из формулы (13.12):

Суммарную жесткость упругой системы можно представить как сумму жесткостей рессор k_1,больших k₂ и малых k₃ резинометаллических шарниров: k = k₁ + k₂ + k₃, отсюда жесткость рессор

Для ориентировочных расчетов принимаем число стоек в кон­вейере 10 (по пять с каждой стороны), число больших резинометаллических шарниров в одной стойке — 4, всего больших шар­ниров z₂ = 10• 4; число малых резинометаллических шарниров z₃ = 80 (по восемь в каждой стойке); приведенную жесткость одного большого шарнира k'₂ = 4 •10⁴ Н/м, всех больших шарниров k₂ = k'₂z₂ = 4 • 10⁴ • 40 = 16 • 10⁵ Н/м, одного малого шарнира k₃ = 10⁴ Н/м, всех малых шарниров k₃ = k'₃z₃ = 10⁴ • 80 = 8 • 10⁵ Н/м; число рессор z₁ = 320.

Жесткость одной рессоры

Приняв ширину рессоры b = 0,1 м, длину l = 0,4 м, по формуле (13.14) определим ее толщину:

Принимаем δ = 5 мм.

По формуле (13.15) определим напряжение изгиба в месте за­делки рессоры:

Здесь принято: а = 0,004 мм; коэффициент с₃ = 0,68 (при рези­новых прокладках между рессорами).

Усилие в шатуне при установившемся движении при μ₀ = 0,2 по формуле (13.16)

Усилие в шатуне в начале пуска, когда ω = 0,

По этому усилию рассчитывают на прочность и жесткость эле­менты кривошипно-шатунного механизма.

Мощность привода конвейера длиной более 10 м определяют по формуле (13.18):

Коэффициент транспортабельности груза С = 1 (для кусковых грузов); К₃ = 4,5; К₄ = 3,5 (см. табл. 13.4).

Выбираем электродвигатель с повышенным пусковым момен­том типоразмера 4АР1800М6УЗ мощностью 18,5 кВт при частоте вращения 975 мин^-1. Передаточный механизм не требуется, так как частота вращения кривошипного вала (п_кр = 946 мин^-1) и ча­стота вращения двигателя отличаются незначительно.