Данные для расчетов

	L 1	L2	L3	L4
1	1	10	30	5
2	2	11	31	6
3	3	12	32	7
4	4	13	33	8
5	5	14	34	9
6	6	15	35	10
7	7	16	36	11
8	8	17	37	12
9	9	18	38	13
10	10	19	39	14
11	11	20	40	15
12	12	21	41	16
13	13	22	42	17
14	14	23	43	18
15	15	24	44	19
16	16	25	45	20
17	17	26	46	21
18	18	27	47	22
19	19	28	48	23
20	20	29	49	24
21	21	30	50	25
22	22	31	51	26
23	23	32	52	27
24	24	33	53	28
25	25	34	54	29

Практическое занятие № 3 Расчет скребковых конвейеров порционного волочения

Площадь поперечного сечения желоба конвейера находят по заданной расчетной производительности конвейера Q, т/ч, с уче­том коэффициента заполнения желоба ψ транспортируемым гру­зом. Объем груза, находящегося в промежутке между скребками, зависит от характеристики груза (кусковатости, угла естественно­го откоса) и скорости движения скребков. Легкосыпучий зернис­тый и пылевидный груз располагается перед скребком отдельной порцией (телом волочения), продольное сечение которой близко к неравнобочной трапеции (рис. 6.3, а). Угол наклона длинной стороны этой трапеции φ' близок к углу естественного откоса гру­за в движении. При транспортировании легкосыпучий груз может даже пересыпаться через гребень ведущего скребка. Плохосыпучий, кусковой груз перемещается более или менее ровным слоем (рис. 6.3, б), заполняя все пространство между скребками.

Поскольку для установления формы призмы волочения каж­дого груза необходимо дополнительное исследование, расчет кон­вейеров выполняют по усредненным данным, характеризующим­ся экспериментально установленным обобщенным коэффициен­том заполнения желоба ψ, представляющим собой отношение объе­ма груза на участке между скребками к геометрическому объему этого участка. Для легкосыпучих мелких грузов принимают ψ = 0,5...0,6; для плохосыпучих, кусковых грузов ψ = 0,7...0,8. С уве­личением угла β наклона конвейера объем груза перед скребком уменьшается (рис. 6.3, в), что учитывают введением в расчет экс­периментального коэффициента K_β ≤ 1:

Расчетная площадь А, м², сечения груза в желобе с учетом ко­эффициента его заполнения ψ

где В и h — ширина и высота желоба, м; k_h — коэффициент соот­ношения ширины и высоты желоба k_h = 2,4...4,0. Производительность скребкового конвейера, т/ч:

откуда рабочая высота желоба (высота слоя груза)

Скорость движения скребка принимают с учетом свойств груза и производительности конвейера в пределах 0,1... 1,0 м/с. Ширина желоба

Высоту скребка h_с принимают на 25...50 мм больше высоты желоба h. Полученную ширину желоба В округляют по типовым размерам ширины В_с с учетом зазора между желобом и скребком на каждую сторону 5... 15 мм.

Нормальный ряд ширины скребков В_с — 120; 140; 160; 200; 250; 320; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200 мм.

Шаг скребков h_с обычно принимают равным двум шагам цепи или

где h_c — высота скребка, мм.

Принятые размеры шага скребков и ширину желоба для куско­вых грузов проверяют по условию размещения кусков в межскреб­ковом пространстве

где X — коэффициент: для двухцепных конвейеров Х = 3...4 для сортированного и X = 2,0...2,5 для рядового груза; для одноцепных конвейеров — соответственно X = 5...7 и X = 3,0...3,5; а' — размер типичного куска, мм.

Максимальное натяжение тяговой цепи в предварительном расчете

где S_min — минимальное натяжение тягового элемента, S_min = 3... 10 кН; w_ж — коэффициент сопротивления движению груза по желобу конвейера; w — коэффициент сопротивления ходовой части кон­вейера: w = 0,1...0,13 — для цепей с катками; w = 0,25...0,4 — для цепей без катков; L_г и L_x — длины горизонтальных проекций гру­женой и холостой ветвей конвейера, м; H — высота подъема гру­за, м.

Для конвейеров с плоскими скребками

где w_ж — коэффициент трения насыпного груза одно и стенки желоба; h_cp — усредненная высота груза в желобе, которую можно принять равной половине высоты бортов желоба, h_ср = h/2, м; В — ширина желоба, м; n_б — коэффициент бокового давления:

где K_c — эмпирический коэффициент, равный 1 и 1,1... 1,2 соот­ветственно для стационарных и передвижных конвейеров; v — скорость цепи, м/с; f_в — коэффициент трения между частицами груза.

Для конвейеров с ящичными скребками коэффициент сопро­тивления движению груза уменьшают на 10... 15 %, и можно принимать w_ж = f_ж.

Распределенную массу q, кг/м, груза определяют по формуле (3.2), а распределенную массу q₀, кг/м, движущихся частей кон­вейера в предварительном расчете:

где K_q = 0,5...0,6 — для одноцепных и K_q = 0,6...0,8 — для двухцеп­ных конвейеров (большее значение для конвейеров с цепями по­вышенной прочности и ящичными скребками).

По максимальному натяжению S_max так же, как и для пластин­чатого конвейера, определяют разрушающую нагрузку, по кото­рой подбирают цепь. Уточняют конструкцию движущегося полот­на скребкового конвейера и его распределенную массу, после чего проводят уточненный тяговый расчет конвейера методом обхода по контуру. Точку минимального натяжения определяют по ана­логии с пластинчатым конвейером.

Силу сопротивления движению тягового элемента на прямо­линейных участках конвейера определяют по формулам (3.19) и (3.20).

Сопротивление на криволинейных участках и на звездочках, обход по контуру проводят по тем же формулам и в той же после­довательности, что и при расчете пластинчатых конвейеров.

В конвейере с высокими консольными скребками проверяют минимальное натяжение рабочей ветви конвейера из условия ус­тойчивости скребка.

Сила сопротивления W_c движению порции груза перед скреб­ком стремится отклонить скребок и звено цепи, к которому оно прикреплено, на некоторый угол ε (рис. 6.4). Этому отклонению препятствует натяжение цепи S₀. Рассмотрим условие равновесия сил, приложенных к скребку. Для упрощения решения примем натяжение цепи в начале и конце звена одинаковыми, равными S₀ и направленными параллельно; массу скребка не учитываем. Тогда получим уравнение моментов

Тогда получим уравнение моментов

где h — высота приложения силы сопротивления движению груза перед скребком, м; h принимают равной высоте скребка h_с для кусковых и 0,8h_с для зернистых грузов; ε — угол отклонения звена цепи, ...°, для надежной работы конвейера ε < 2...3°; t_ц — шаг цепи, м.

Необходимое минимальное натяжение тягового элемента на рабочей ветви

Сила сопротивления перемещению порции груза W_c, H:

на наклонном конвейере

на горизонтальном конвейере (β = 0)

где т_гр — масса порции груза перед скребком, кг, т_гр = ql_c; w_ж — коэффициент сопротивления движению груза по желобу; l_с — шаг скребка, м.

Для ε = 3° ctgε = 19,5, тогда

В случае несоблюдения условия (6.11) необходимо увеличить первоначальное натяжение и уточнить натяжение в цепи в харак­терных точках трассы.

Тяговое усилие, мощность привода, выбор двигателя и кине­матический расчет привода, расчет конвейера на пуск аналогичен расчету пластинчатых конвейеров.