Ленточные конвейеры

Для обвалки свиных окороков применяют ленточные конвейеры. Они состоят из рабочего органа в виде конвейерной ленты, опор, приводного и хвостового барабанов, натяжного устройства, загрузочного устройства и рамы. При необходимости предусматриваются направляющие ролики и отклоняющие барабаны для ленты, разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты.

Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. При необходимости предусматривается тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении.

Схемы ленточных конвейеров:

а) горизонтального с разгрузочной тележкой;

б) наклонно-горизонтального;

в) наклонного;

г) горизонтально-наклонного;

д) горизонтально-наклонно-горизонтального:

L – длина конвейера;

L_г и H – длины проекций трассы;

l₁, l₂, l₃ – длины отдельных участков;

β₀ – угол наклона конвейера.

Расчет ленточного конвейера для обвалки свиных окороков

Р ассчитать наклонно-горизонтальный ленточный конвейер производительностью Q=15т/см для обвалки свиных окороков с объемной насыпной массой 1.8т/м³. Максимальный размер куска а_max=800мм.

Длина наклонного участка конвейера L₁=10м, горизонтального L₂=8м, высота подъема груза Н=900мм.

Принимаем скорость движения ленты v=1.0м/с ([1]табл. 6.2).

Предварительный расчет ленточного конвейера.

Ширина ленты при транспортировании свиных окороков:

В=1.1*(√(Q/v*ϒ*к*к_β)+0.05), где

Q –производительность конвейера, Q=15/8=1.9т/ч;

V – скорость ленты;

ϒ – насыпная масса груза;

К – коэффициент, не зависящий от угла естественного откоса груза([1]табл. 6.13), для плоского конвейера и угла откоса груза 15^о к=240;

к_β – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера([1]табл. 6.14).

Таким образом, ширина ленты будет равна:

В=1.1*(√(1.9/1.0*1.8*240*1.0)+0.5)=0.128 м.

Проверяем получившуюся ширину ленты:

В=128 мм‹2*а’=2*640=1280 мм.

Принимаем по табл. 4.4 [1] ширину ленты 300 мм, тип ткани 3 марка Б-820, 4 прокладки.

Погонную нагрузку от движущихся частей конвейера находим по формуле:

q_к=2*q_л+G_x/l_x+G_p/l_p, где

q_л - погонная нагрузка от ленты,

q_л=1.1*В*δ=1.1*300*8=2640 кгс/м, здесь

δ – толщина ленты,

δ=δ_р+i*δ_пр+δ_н=2+4*1.5=8 мм, где

δ_р – толщина резиновой обкладки рабочей стороны ленты([1]табл. 4.6),

δ_н – толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты([1]табл. 4.6),

i – количество прокладок,

δ_пр – толщина прокладки ([1]табл. 4.5);

G_x – масса вращающихся частей холостой роликоопоры([1]табл. 6.15);

l_x – шаг холостых роликоопор ([1]табл. 6.9);

G_p – масса вращающихся частей рабочей роликоопоры([1]табл. 6.15);

L_р – шаг рабочих роликоопор ([1]табл. 6.9). Тогда:

q_к=2*2640+6/1400+6/1400=5280 кгс/м.

Тяговая сила конвейера:

W_o=[ω*L_г*(q+q_k)±q*H]*m+W_п.р., где

ω – коэффициент сопротивления([1] табл. 6.16.), принимаем ω=0.022;

L_г – длина проекции на горизонтальную плоскость, L_г=L₁+L₂=10+8=18 м;

q –погонная весовая нагрузка, q=1000*F*ϒ=1000*0.004*1.8=8.1кгс/м,

здесь F – площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, F=0.05*В²=0.05*0.3²=0.0045 м²;

Н – высота подъема груза;

m – коэффициент, m=m₁*m₂*m₃*m₄*m₅=1.2*1.0*1.0*1.0*1.3=1.56, где

m₁ при длине конвейера 18 м принимаем 1.2,

m₂ при прямолинейном конвейере принимаем равным 1.0,

m₃ при головном приводе принимаем 1.0,

m₄ для хвостовой натяжной части равно 1.0,

m₅ с нагрузкой через головной барабан принимаем равным 1.3;

W_п.р. – сопротивление плужкового разгрузчика, поскольку такого в нашей конструкции не предусмотрено, то можно принять W_п.р.=0.

Тогда:

W_o=[0.022*1.8*(8*1+5280)+8.1*0.9]81.56=3278 кгс.

Максимальное статическое натяжение ленты прямолинейного конвейера:

S_max=k_s*W_o=1.5*3278=4917 кгс, где

k_s – коэффициент ([1] табл.6.19),k_s=1.5 при угле обхвата барабана лентой α=180^о.

Проверяем число прокладок:

i= S_max*n_o/k_p*В=4917*9/55*0.3=27, где

n_o – номинальный запас прочности([1] табл. 6.18), принимаем n_o=9;

k_p – предел прочности прокладок([1] табл.4.7), принимаемk_p=55 кгс/см.

Правильность выбора диаметра приводного барабана проверяем по давлению ленты на барабан:

D_п.б.=360*W_o/B*p_c.p.*π*α*μ=360*3278/0.3*10000*3.14*0.2*180=3.48 м, где

p_c.p. – допустимое давление ленты на барабан, принимаем равным 10000кгс/м²;

μ – коэффициент сцепления между лентой и барабаном([1] табл. 6.6.), принимаем μ=0.2.

Проверочный расчет ленточного конвейера.

Разобьем конвейер на отдельные участки, пронумеровав их границы так, как показано на схеме. Определим натяжения ленты в отдельных точках конвейера методом обхода по контуру. Обход начинаем с точки 1, натяжение S₁ в которой пока неизвестно.

Сопротивления на отклоняющих барабанах W_повопределим при значении коэффициента k_п=1.07, т. е. в предположении, что угол обхвата отклоняющего барабана будет около 180^о.

Тогда натяжение в точке 2 равно:

S₂=S₁+W_noB=S₁+S_наб*(k_n-1)=S₁+S1*(1,07-1)=I,О7*S₁·

Сопротивление на прямолинейном порожнем участке 2-3:

W_2-З=W_n=q_к*L_2-3*ω=5280*8*0.022=894 кгс.

Здесь L_2-3=L₂=8 м.

Натяжение в точке 3:

S₃=S₂+ W₂-_з=1,07*S₁+894.

Сопротивление на криволинейном участке 3 – 4:

W_кр= S_наб*(k - 1) = S₃*(1 ,02 - 1) = 0,02*S_З,

Натяжениевточке 4:

S₄=S₃+W_кр=S₃+0,02*S_з=1.02*S₃=1.02*(1,07*S₁+894)=1,09*S₁+894.

Сопротивлениенаучастке 4 – 5:

W_4-5=q_k*L₄-₅*ω*cosβ-q_k*L_4-5*sinβ=q_k*L_4-5*(ω*cosβ-sinβ)=9*5280*(0,02*cos3–-sin3)=-5617 кгс.

Здесь второй член выражения со знаком (-) представляет собой составляющую массы движущихся частей порожнего участка 4 - 5 конвейера, направленную в сторону движения. Натяжение в точке 5:

S₅=S₄+W_4-5=1,09*S₁+909-5614=1,0*S₁-4705.

Натяжение в точке 6:

S₆=S₅+W_noB=S₅+S₅*(k-1)=S₅+S₅*0,02=1,02*S₅=1,02*(1,11*S₁-4799)=1.13*S₁-4895.

Здесь W_ПОВ - сопротивление на отклоняющем барабане.

Натяжениевточке 7:

S₇=S₆+W_noB=S₆+S₆*(1,02-1)=1,02*S₆=1,02*(1.11*S₁-4799)=1,13*S₁-4895.

Сопротивление на погрузочномпункте от сообщения грузу скорости тягового органа:

W_погр=Q*v/36=1.9*1.0/36=0.053 кгс.

Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка:

W_л=5*l=5*1.2=6кгс,

где l - длина загрузочного лотка.

Общее сопротивление при загрузке:

W_загр=W_погр+W_л=0.053+6=6.053 кгс.

Натяжение в точке 8:

S₈=S₇+W_загр=1,13*S₁-4895+6.053=1,13*S₁-4889.

Сопротивление на участке 8—9:

W₈-₉=W_гр=(q+q_к*(ω*L_г+H)=(8.1+25.8)*(0.022*6.9+0.99)=39кгс.

Здесь L_г=L₈__9*COSβ=7*cos3 - длина горизонтальной проекции участка 8-9.

Натяжение в точке 9:

S₉=S₈+W₈-₉=1.13*S₁-4889+39=1.13*S₁-4850.

Сопротивление на криволинейном участке 9 - 1О:

W₉-_1O=W_кр=S₉*(k-1)=0.02*S₉.

Натяжение в точке 10:

S₁₀=S₉+W₉-₁₀=S₉+0.02*S₉=1.02*S₉=1.02*(1,13*S₁-4850)=1.15*S₁-4947.

Сопротивление 'на участке 1О –11:

W_10-11=(q+q_к)*ω*L₁₀-₁₁=(8.1+25.8)*0.022*8=6 кгс.

Здесь принято L₁₀-₁₁=L₂=8 м. Натяжение в точке 11:

S₁₁=S₁₀+W_IO-₁₁=1.15*S₁-4947+8=1.15*S₁+4939.

Сопротивление на участке 11 -12:

W_ll-₁₂=W_пр=(2.7…3.6)*q*B=(2.7…3…6)*

*8.1*0.3=9кгс.

Натяжение в точке 12:

S₁₂=S₁₁+W_ll-₁₂=1.15*S₁-4939+9=1.15*S₁-4930.

Используем известное соотношение Эйлера между натяжениями набегающей и сбегающей ветвей на приводном барабане

S₁₂=S₁*е^μ*α=S₁*1.08,

Из соотношения 1.08*S₁=1.15*S₁-4930 находим:

S₁=4930/0.07=70429 кгс.

S₁₂=70429*1.08=76063 кгс.

Определяем численное значение натяжной ленты в остальных точках конвейера:

S₂=1.01*S₁=1.07*70429=75359кгс; .

S₃=1.07*S₁+894=1.07*70429+894=766253 кгс; S₄=1.09*S₁+909=1.09*70429+909=77677кгс; S₅=1.09*S₁-4705=1.09*70429-4705=72063 кгс; S₆=1.11*S₁-4799=1.11*70429-4799=73377кгс;

S₇=1.13*S₁-4895=1.13*70429-4895=74690кгс; S₈=1.13*S₁-4889=1.13*70429-4889=74696кгс;

S₉=1.13*S₁-4850=1.14*70429-4850=74735кгс; S₁₀=1.15*S₁-4947=1.15*70429-4947=76046кгс; S₁₁=1.15*S₁4939=1.15*70429+4939=76054кгс.

Строим диаграмму натяжений ленты:

Мощность на приводном валу конвейера:

N_o= W_o*v/102η_бар=0.05*1.0/102*0.49= 10 кВт, где

η_бар – кпд барабана,

η_бар=1/(1+ω_б*(2*k_s-1))=1/(1+0/05*(2*1.0-1))=0.49.

Мощность двигателя для привода конвейера:

N=k*N_o/η=1.35*10/0.98=16 кВт.

Здесь k = 1,1 - коэффициент зап~;

Из табл.[1] III.19 выбираем электродвигатель типа А2-71-6 номинальной мощностью N=17 кВт при частоте вращения n=965 об/мин.

Частота вращения приводного барабана:

n_пб=60*v/π*D_пб=60*1.0/3.14*1.0=19об/мин.

Требуемое передаточное число привода:

i=n_пб/n_дв=965/19=50.8

Из табл. [1] III.22.2 выбираем редуктор типоразмера Ц2-300 с передаточным числом i_p=41.34, рассчитанного на мощность 11.2кВт при частоте вращения 1000 об/мин на быстроходном валу.

Уточняем скорость ленты:

v= π*D_пб*n_бв/60*i*ф =3.14*1.0*965/60*41.34=10.8м/с,

что незначительно отличается от принятой.

Фактическая производительность конвейера:

Q=kk_β*(0,9В-0,05)²*v_ф*ϒ= 240*1.0*(0.9*0.3-0.05)²*10.8*1.8=22.6т/ч.

Усилие натяжного устройства:

S_н=S^н_наб+S^н_сб=S₆+S₇=73377+77690=148067кгс.

Из табл. Ш. 50 выбираем для натяжного' устройства барабан 8040-50 диаметром 400 мм для ленты шириной В = 300 мм. Из таблицы Ш. 58 выбираем натяжное винтовое устройство 8040-60-50 с наибольшим усилием на натяжном барабане 2,3 тс (размеры см. в таблице).

Из табл. III. 48 выбираем размеры приводного барабана, имеющего обозначение 8050-80.

Усилие в конвейерной ленте в период пуска при коэффициенте соотношения пускового и номинального моментов электродвигателя:

S_пуск=102*N_k*η*k_м/v+S_сб=102*17*0.98*1.3/10.8+70429=70634кгс.

Проверим прочность ленты в период пуска.

Требуемое число прокладок ленты:

Ii_пуск=1.5*S_пуск/к_р*В*к_с*к_н=1.5*70634/55*0.3*0.75*0.88=1.01‹4, где

k_p- предел прочности прокладок ленты (табл. 4.7). k_c- коэффициент прочности стыка ленты (табл. (6.20)); k_н- коэффициент неравномерности работы прокладок ленты,

k_н=1-0.03*i=1-0.03*4=0.88.

Требуемый тормозной момент на приводном валу конвейера:

М_т=η*[q*H-C_T*(W_o-q*H)]*D_o/2=0.94*[8.1*0.9-0/6*(3278-8.1*0.9)]*3.48/2=3198кгс*м