5. Розрахунок допоміжних пристроїв

5.1 Розрахунок та вибір розвантажуючого барабанного візка.

Діаметри барабанів приймаємо рівними привідному, тобто D_δ = 400 мм. Для попереднього розрахунку вагу візка приймаємо за табл. 59 [1].

Швидкість руху візка з механічним приводом; для стрічок В = 400, 500, 600 мм v_T =(0,1...0,17)·v; для стрічок В = 800, 1000 мм v_T = 0,085·v; для стрічок В = 1200, 1400 мм v_T = 0,075·v;

Опір пересуванню візка

де - опір пересуванню візка при завантаженому конвеєрі;

де – номінальна вага вантажу для підйому

G_T = 35 кН - власна вага візка;

D_k = 200 мм - діаметр ходового колеса візка;

d = 60 мм-діаметр цапфи;

f = 0,015 - коефіцієнт тертя в підшипника коліс;

μ = 0,03 - коефіцієнт тертя колеса об рейки.

Потужність привода

Визначення траєкторії руху вантажу при його розвантаженні з барабана. Відрив вантажу від стрічки трапляється в момент, коли відцентрова сила які діє на частинку вантажу, дорівнюватиме радіальній склаловій ваги частинок (Рис. 4)

де g = 9,81

Θ - кут між вертикаллю та лінією дії відцентрової сили в точці відриву частинок матерілу;

Рисунок 4

R - радіус розвантажувального барабану, м

Рух частинок вантажу при вільному падінні проходить параболою:

4-х частинок вантажу при вільному падінні проходить за параболою:

Задаючись значенням х, при v = 1,6 м/с та β = 14° визначимо значення у, які зведені в табл. 5.1.

Таблиця 5.1

X	0.25	0.5	0.75	1.0	1.25	1.5	1.75	2.0
У	-0,065	-0,384	-0,958	-1,786	-2,87	-4,205	-5,8	-7,64

5.2 Розрахунок очисного пристрою

Розрахунок очисного пристрою. Для очищення стрічки від налипаючого матеріалу встановлюють очисну лопастну щітку, яка має індивідуальний привід. Лопасті щітки виготовляють з капронових ниток, або з конвеєрної стрічки. Здебільшого щітку встановлюють під розвантажувальним барабаном.

Щітка, яку встановлено на ділянці стрічки, огинаючій барабан (Рис.5), ефективно очищує стрічку при частоті обертання, хв^-1

де z – кількість лопастей щітки, z = 8...12, приймаємо z = 10;

D - діаметр барабана з урахуванням товщини стрічки D = 46,7 см;

d – діаметр щітки прймаємо d = 25 см ; Рисунок 5

v = 1,6 м/с - швидкість руху стрічки;

Частота обертання щітки при зустрічному русі:

Частота обертання щітки при супутньому русі:

Очистка в цьому випадку виконується при значному зношенні щітки.

Потужність приводу для щітки:

,

де знаки плюс та мінус відповідно для зустрічного та попутного напрямків руху;

р = 0,5...1,8 кгс/см² - питомий опір очищенню;

h_cp = 0...0,5 см - середня товщина шару матеріалу, що очищується;

– швидкість ріжучих країв щітки.

Потужність двигуна щітки при зустрічного напрямку руху:

6. Розрахунок опорної конструкції з підтримуючими канатами.

6.1 Визначення погонного навантаження на канат.

Опорна конструкція з підтримуючими канатами.

На поздовжньо натягнені канати, які спираються на стійки, навішуються роликоопори. Для конвеєра, який розраховується приймаємо три лінійних секції довжиною 50, 25, 200 м та одну завантажувальну секцію довжиною З м. При чотирьох роликоопорах. відстань між стійками l_C =4,4 м. Канати лінійних секцій вільно лежать на опірних стійках.

При проведенні розрахунку, канат розглядаємо як гнучку нитку; крім того, приймаємо, що обидва канати однаково завантажені і натягнуті. Зосереджені навантаження замінено рівномірно розподіленим.

Погонне навантаження на канат в вертикальній площині:

де q_К =14,24 Н/м - погонна вага (попередньо прийнятого) каната типу ЛКО 6x19 = 114 (ГОСТ 3077-69) діаметром d = 20 мм ;

G_P = 400 H - вага трироликової підвісної опори для лінійної секції.

Прогинання канату в вертикальній площині приймаємо (2..1,5)% від відстані між стійками:

Для збереження обчисленого прогину, натяг в канаті;

Приймаємо натяг канату = 12617 Н.

Розривне зусилля канату

Остаточно вибираємо канат типу ЛКР 6x19 (ГОСТ 2688-69) діаметром 11 мм.

Маркувальна група на тимчасовий розрив 180 кгс/мм² Sк = 7025 кгс = 70250 Н.

Погонне навантаження на канат в горизонтальній площин:

де α = З0⁰ - кут нахилу бокових роликів підвісної опори.

Прогин канату в горизонтальній площині

, що складає 3,36 % від відстані між стійками.

Після встановлення розпорок, які перешкоджають зближенню канатів в горизонтальній плошині, найбільший прогин канату в горизонтальній площині набуває значення

Таке значення прогину є допустимим для опорної конструкції з підтримуючими канатами.

6.2. Розрахунок стійок лінійних секцій

Стійки лінійних секцій навантажені зусиллям Р_Р , яке передається від канату в напрямку реакцій підвісної роликоопори (Рис. 6).

Рисунок 6 – Опорна конструкція з підтримуючими канатами

Вертикальна складова зусилля

де = 100 Н- вага розпорки.

Горизонтальна складова зусилля:

Зусилля

Приймаємо відстань від каната до поперечини h_G = 650 мм, а відстань від каната до більш небезпечного перерізу h_P = 400мм .

Умова міцності стійки в перерізі А-А (Рис. 7) :

Проведемо розрахунок для труби діаметром d = 102 мм з товщиною стінки 4,5 мм: І = І64,0 см⁴ ; F = 13,1 см³.

матеріал труби Ст5: σ_Т = 27000 Н/см², [σ]=0,6·σ_Т =0,6·27000 = 16200 Н/см².

На крайні стійки секції (Рис. 7) крім того діє зусилля Р_ВК від натягу в канатах, які відхиляються для закріплення:

Рисунок 7

В цьому випадку умова міцності стійки в

перерізі А-А наступна:

6.3 Розрахунок завантажуючої частини конвеєра

Завантажувальна частина конвеєра.

Від конструктивного виконання завантажувальної частини конвеєра в значній мірі залежить термін експлуатації стрічки, особливо при транспортуванні крупношматкових вантажів. В даному конвеєрі завантажувальну частину обладнаємо підвісними шарнірними роликоопорами. які навішуються на підтримуючі канати завантажувальної секції, мають довжину 4,4 м і пружно підвішуються кожні 1,1 м. Відстань між роликоопорами в завантажувальній частині складає 0,4 м. Висота падіння вантажу на конвеєр складає h = 1,0 м.

Стрічка в завантажувальній частині конвеєра сприймає зусилля від гідростатичного тиску падаючого на неї потоку:

.

Максимальна вага окремих шматків, що транспортуються (сіль γ_Р = 24,5 кН/м³)

Виходячи з наперед заданої сили удару об підвісну роликоопору, визначаємо необхідну жорсткість пружної системи.

Сила удару об підвісну роликоопору:

Для підвісної шарнірної роликоопори:

Жорсткість пружної системи:

Силу удару об роликокпору приймаємо = 6300 Н (при якій зберігається цілісність стрічки). При центральному навантаженні підвісної роликокоомпри її жорсткість , звідки жорсткість підвіски роликоопори:

де α = 45° - кут нахилу бокових роликів опор, які встановлені в місцях завантаження. Збільшення кута нахилу бокових роликів дозволяє покращити формування потоку на стрічці та зменшити просипання вантажу.

Таблиця 47	Швидкість руху стрічки, м/с, при ширині, мм	1800…2000 (2500)	5,0…6,0	3,15…4,0	2,0…3,15	---	---	---
		1200…1600	2,5…4,0	2,0…3,15	1,6…2,0	1,6…2,0	---	---
		800…1000	1,6…3,5	1,6…2,0	1,0…1,6	1,25…1,6	0,8…1,25	2,0…4,0
		500 та 650	1,25…2,0	1,0…1,6	1,0…1,6	1,0…1,6	0,8…1,25	2,0…3,0
		400	1,0…1,6	1,0…1,25	---	1,0…0,25	---	1,5…2,0
	Насипні вантажі		Неабразивні і малоабразивні, кришення яких не знижує їх якості (вугілля, сіль, пісок, торф та ін.	Абразивні мілко- та середньокускові, розміром 160 мм (гравій, руда, каміння та ін.)	Абразивні крупнокускові, розміром 160 мм (порода, руда, каміння та ін.)	Крихкі, кришення яких знижує їх якість (кокс, вугілля сортироване, деревне вугілля та ін.)	Вантажі, що створюють пил (мука, цемент, апатіт та ін.)	Зернові (пшениця, рис, овес та ін.)

Значення коефіцієнта С Таблиця 48		Форма стрічки	Жолобчата на п’ятиролоковій опорі	ά1=30 ά2=60	20	710
					15	650
					10	595
				ά1=22,5 ά2=45	20	670
					15	600
					10	535
				ά1=15 ά2=30	20	590
					15	515
					10	440
			Жолобчата на трьохроликовій опорі	36	20	655
					15	585
					10	520
				30	20	625
					15	550
					10	480
				20	20	550
					15	470
					10	390
			Жолобчата на двохроликовій опорі	15	20	530
					15	450
					10	375
		Показники		Кут нахилу бокових роликів ά°	Кут відкосу насипного вантажа на стрічці, φд°	Коефіцієнт С
	Значення коефіцієнта kу Таблиця 49

Кут нахилу конвейєра, °	3	4	8	12	16	20	22
Коефіцієнт kу	1,0	0,99	0,97	0,93	0,89	0,81	0,76

Орієнтовні значення l_p’ Таблиця 50

γр, кН/м3	Відстань (мм) між роликоопорами робочої гілки lp’ при ширині стрічки, мм
	400	500	650	800	1000	1200	1400…1600	1800…2000
10	1500	1500	1400	1400	1300	1300	1200	1100
10…20	1400	1400	1300	1300	1200	1200	1100	1100
більше20	1300	1300	1200	1200	1100	1100	1100	900

Рекомендована кількість роликів Таблиця 51

Ширина стрічки, мм	В опорі гілки
	робочої	холостої
300 400 500	2 і 3	1
650	3
800 1000 1200 1400 1600	3	1 або 2
2000 2200…3000	3 і 5

Вага частин конвейєрних роликів, що обертаються Таблиця 52

Ширина стрічки, мм	Жолобчата ролікоопора				Пряма ролікоопора
	В нормальному виконанні		В важкому виконанні		Діаметр ролика, мм	Вага, кг
	Діаметр ролика, мм	Вага, кг	Діаметр ролика, мм	Вага, кг
400	102	10,0	-	-	102	6,0
500	102	11,5	-	-	102	7,5
650	102	12,5	-	-	102	10,5
800	127	22	159	45	127	19,0
1000	127	25	159	50	127	21,5
1200	127	29	159	57	127	26
1400	159	50	194	108	159	40
1600	-	-	194	116	-	-
2000	-	-	219	190	-	-

Значення коефіцієнта k Таблиця 53

Кут охоплення стрічкою відхиляючого барабана, °	k
< 90 90 180	1,03 1,04 1,05

Значення коефіцієнта w’ Таблиця 54

Умови роботи конвейєра	Прямі роликоопори	Жолобчаті роликоопори
В чистому сухому приміщенні без пилу	0,018	0,02
В приміщенні, що отоплюється з нормальною вологістю повітря і при присутності невеликої кількості абразивного пилу	0,022	0,025
Рухомі і переносні конвейєри при хороших умовах роботи	0,03	0,03
В неотоплюваному приміщенні з підвищеною вологістю або на відкритому повітрі; можлива велика кількість абразивного пилу	0,035	0,04

Запаси міцності конвейєрних стрічок Таблиця 55

Основа стрічки	Конвейєр
	Горизонтальний	Похилий
Бавовняний бельтінг Синтетична тканина Стальний трос	10 10 8	11…12 10 9

Значення коефіцієнта а₁ і діаметрів барабанів для гумотросових стрічок Таблиця 56

Характеристика стрічок	σр, кгс/см прокладки	а1	D*, мм
Гумотканинна з прокладками із Б-820	55	125…130
Гумотканинна з прокладками із ОПБ	115	150…160
Стрічка з уточношнуровою тканиною	119	170…180
Стрічка з прокладками із синтетичної тканини	150 200 300	160…170 180…200 220…240
Гумотросова стрічка: РТЛ-1500 РТЛ-2500 РТЛ-3150 РТЛ-3500	1500 кгс/см ширини стрічки 2500 3150 3500		1000 1250 1250(1400) 1600(1400)
*Розрахункові діаметри барабанів округлюють до найближчих значень: 160, 200, 250, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500.

Дані для вибору довжини барабана L_б, мм Таблиця 57

Формула	В, мм	аб, мм
Lб=B+ аб	<=650 800…1000 1200…2000	100 150 200

Формули для розрахунку хода натяжного пристрою Таблиця 58

Тип стрічки	Хід натяжного пристрою lн, м
Основа із бавовняної тканини Основа із синтетичної тканини Гумотросова	0,025L+0,3 (0,02…0,04)L+0,3 0,01L*+lc**
*L – довжина конвейєра, м; ** lc – довжина стикового з’єднання, м

Характеристика насипних вантажів Додаток LXXIX

Вантаж	Насипна вага, кН/м3	Кут природнього відкосу в спокої, φп, град.	Середня величина коефіцієнта тертя в стані спокою
			По сталі f2	По гумі f1
Антрацит сухий, мілкий, кусковий	0,80…0,95	45	0,84
Агломерат залізної руди	1,7…2,0	45	0,8…1,0
Глина суха, мілкокускова	1,0…1,5	50	0,75
Гравій рядовий	1,6…1,9	30…45	0,8
Земля грунтова суха	1,2	30…45	0,8
Земля формовочна вибита	1,25…1,30	30…45	0,46…0,71	0,46…0,61
Вапняк мілкокусковий	1,2…1,5	40…45	0,56
Борошно	0,45…0,66	50…55	0,65	0,85
Пісок сухий	1,10…1,65	30…35	0,32…0,7	0,46
Цемент сухий	1,0…1,3	40	0,3…0,65	0,64
Щебінь сухий	1,8	35…45	0,47…0,53	0,60
Вугілля кам’яне	0,65…0,8	30…45	0,42	0,57
Пісок сирий	1,15…1,7		0,52…0,81	0,56

Граничний кут нахилу конвейєра β Додаток LXXX

Насипний вантаж	β
Земля волога, грунт вологий	20…24
Глина сира	18…20
Апатит	20
Цемент	10…12
Кокс (кам’яновугільний)	17…20
Подріблений камінь, вапняк	18
Вугілля буре, рядове	18…20
Сіль кам’яна	18…23
Руда крупна	18…20
Руда подрібнена	20…25
Пісок сухий чистий	15
Пісок рядовий із кар’єра	18…22

Стрічки з прокладками із синтетичних тканин Додаток LXXXIV

Матеріал прокладок	Ширина стрічки, мм	Кількість прокладок		Міцність на розрив однієї прокладки, Н/см	Відносне подовження при 10%-му навантженні від розривного
		Основних	Уточних
Капрон	800…1600	2…10	2; 3	180 300 400 500 600	3
Лавсан	600…2000	3…12		120 150 200 300
Віскоза	700…1200	3…8		50 75 115