Подробный тяговый расчет
Для подробного тягового расчета всю трассу конвейера разделяем на отдельные участки, начиная от точки сбега ленты со второго приводного барабана П2 (см. рис. 6.1 а,б). Результаты расчета представлены в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Результаты тягового расчета конвейера
№ точки |
Формула |
Числовые значения (кН) для работы конвейера |
|
зимой |
летом |
||
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11 12 13 14 15 |
S1 = S2 S2 = S1 S3 = ζS2 S4 = S3+wн(qл+qр.н)l3-4 S5 = ζS4 S6 = S5+wн(qл+qр.н)l5-6-qлН S7 = ζS6 S8 = S7+wв(qл+qр.в)l7-8 S9 = S8+Wз = S8+Wз.у+Wз.б+Wз.п Wз.у = 0,1qг∆v2 Wз.б = f1hб2γвlл Wз.п = Кп.лlл S10 = S9+wв(qл+qр.в+qг)l8-9+(qг+qл)H S11 = ζS10 S12 = S11+wн(qл+qр.н)l11-12 S13=ζS12 S14=S13=Sнб1 S15=Sсб1 |
S1 S1 1,05S1 1,05S1+0,224 1,07S1+0,228 1,07S1+28,5 1,12S1+30 1,12S1+30,16 1,12S1+45,46 4,5 10,5 0,3 1,12S1+419
1,18S1+440 1,18S1+440,2 1,24S1+462 700 292 |
S1 S1 1,05S1 1,05S1+0,168 1,07S1+0,171 1,07S1+19,76 1,12S1+20,8 1,12S1+20,92 1,12S1+36,2 4,5 10,5 0,3 1,12S1+342,7
1,18S1+360 1,18S1+360,2 1,24S1+378 575 240 |
По формуле
,
Н (6.26)
Отсюда
. (6.27)
После подстановки имеем
Н (6.28)
Н (6.29)
Сравнение полученных значений Sнб1 по тяговому расчету – 700 кН и по обобщенному расчету – 670 кН показывает расхождение +4,5 %. Следовательно, поверочного расчета ленты и электродвигателей не требуется.
Проверяем минимальное натяжение ленты по формулам:
=
8(7600 + 860) ∙ 1 ∙ 1 = 67700 Н (6.30)
где Ке – коэффициент (для конвейеров длиной до 100 м с простой трассой Ке = 5; для конвейеров длиной более 100 и сложной трассой Ке = 8 10).
(6.31)
Н
где Ке = 8 и cos β = 1.
На конвейере минимальное натяжение ленты Sсб2 = 122000 Н, что значительно больше требуемых минимальных значений; следовательно, перерасчета натяжений не требуется.
Анализ результатов расчета в зимний и летний периоды работы конвейера показывает, что конвейер в зимнее время может работать с двухбарабанным приводом и тремя электродвигателями мощностью по 630 кВт, а в летний период с однобарабанным приводом на переднем барабане с двумя электродвигателями по 630 кВт и отключенном приводном механизме второго барабана. В этом случае коэффициент запаса Кз = 1,23; натяжное устройство должно обеспечить натяжение ветви ленты, сбегающей с приводного барабана, Sсб1 = 240 кН. Возможна также работа с двухбарабанным приводом и двумя двигателями.
Расчет дополнительных усилий при пуске конвейера
По формуле определяем максимальное натяжение ленты при пуске конвейера в зимнее время:
,
Н (6.31)
Sпуск = 146000 + 45000 + 519500 + 123100 = 833600, Н
где Sн.п – первоначальное пусковое натяжение сбегающей ленты, создаваемое натяжным устройством, Н;
Wн.п и Wв.п – статические сопротивления движению ленты соответственно на нижней и верхней ветвях конвейера, подсчитанные по пусковому коэффициенту сопротивления wп, Н;
j – ускорение ленты при пуске конвейера, м/с2;
kи – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс роликов и барабанов (kи = 0,05 0,08, меньшее значение принимают при длине конвейера до 100 м, большее – при длине более 100 м).
Принято:
Н (6.32)
j = 0,15 м/с2; kи
= 0,08;
,
где kп.с – коэффициент увеличения сопротивления (=1,2 1,5),
w – коэффициент
сопротивления движению ленты при
установившемся ее движении, для верхней
ветви w = wв,
для нижней w = wн;
;
;
(6.33)
Wнп = 1,2 ∙ 800(860 + 260) ∙ 0,048 – 860 ∙ 7,5 = 45000, Н
(6.34)
Wвп = 1,2 · 800(7600 + 1060 + 860)0,05 + (7600 + 860)7,5 = 519500, Н
Для проверки правильности выбора ленты при Коп = 5 определяем:
(6.35)
находим необходимую прочность тягового каркаса резинотросовой ленты:
= 833600 ∙ (6 / 2000) = 2500 < (3150), Н/мм (6.36)
Проверку выбранного значения ускорения при пуске конвейера выполняем по формуле:
= (6.37)
= 0,8 ∙ 2,5
=
0,24
,
м/с2
где L – длина конвейера
ε – относительное удлинение ленты
Б1 = 0,8; wп = 0,05; β ≈ 0о; ε = 0,0025
Принято j = 0,15 < [j' = 0,24] м/с2.
По формуле определяем минимальное время пуска:
= 2,5 / 0,15 = 16,7, с. (6.38)
По формуле находим время пуска по пусковым характеристикам приводных электродвигателей:
= (6.39)
= 1233 ∙ 1485 ∙ 9,81 / 375(10480 – 8060)0,9 = 22 с,
где nн – номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
Мп.с – средний пусковой момент электродвигателя, Н∙м;
Мст – момент статистических сил сопротивления при установившемся движении конвейера, приведенный к валу электродвигателя, Н∙м;
ky – коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты, обеспечивающее неодновременность приведения масс конвейера в движение.
Маховый момент всех движущихся частей конвейера:
кг∙м2
(6.40)
(GD2)к
= 1,15 ∙ 3 ∙
143 +
∙
(7600 + 2 ∙ 860) ∙ 800 / 9,81 +
+ (800 ∙ 106 + 400 ∙ 52 + 4 ∙ 3000 + 3 ∙ 2000) = 1233, кг∙м2
где Кк – коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода к ротору двигателя;
(GD2)p – маховый момент ротора электродвигателя (принимают по каталогу электродвигателя), кг∙м2;
v – скорость движения конвейера, м/с;
η – общий КПД механизмов привода;
mр.в, mр.н и mб – массы вращающихся частей соответственно роликоопор на верхней и нижней ветвях и барабанов, установленных на конвейере, кг;
Кк = 1,15; (GD2)p = 143 кг∙м2 – по каталогу электродвигателей;
Ку = 0,9 для резинотросовой ленты
Н∙м (6.41)
,
Н∙м (6.42)
Мст. = 502600 ∙ 1,25 ∙ 38 / 2 ∙ 1485 = 8060, Н∙м
1,3
∙ 8060 = 10480 Н∙м
Общее окружное усилие:
Н (6.43)
Частота вращения приводного барабана:
=
60 ∙ 25 / (3,14 ∙ 1,25) = 38, об/мин (6.44)
Условие tп.д ≥ tпmin; 22 > 16,7с – выполняется.
Таблица 6.3 – Характеристика классов использования конвейера по времени
Время фактической работы конвейера |
Класс использования конвейера по времени |
||||
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
|
В сутки: |
|||||
Абсолютное tп.с. |
До 5 |
Свыше 5до8 |
Свыше5до16 |
Свыше16до24 |
24 |
Относительное Кв.с. |
»0,2 |
»0,2»0,32 |
»0,32»0,63 |
»0,53»1 |
1 |
В год: |
|||||
Абсолютное tп.т. |
»1600 |
»1600»2500 |
»2500»4000 |
»4000»6300 |
Свыше 6300 до 8000 |
Относительное Кв.г. |
»0,2 |
»0,2»0,32 |
»0,32»0,5 |
»0,5»0,8 |
»0,8»1 |
Таблица 6.4 – Режим работы конвейера по классам использования
Класс использования конвейера по времени |
Класс использования конвейера |
||||||||
По производитель-ности |
По грузоподъёмности |
По нагружению тягового элемента |
|||||||
П1 |
П2 |
П3 |
Н1 |
Н2 |
Н3 |
Ц1 |
Ц2 |
Ц3 |
|
В1 |
ВЛ |
ВЛ |
Л |
ВЛ |
ВЛ |
Л |
ВЛ |
Л |
С |
В2 |
Л |
Л |
С |
Л |
Л |
С |
Л |
Л |
С |
В3 |
С |
С |
Т |
С |
С |
Т |
С |
С |
Т |
В4 |
Т |
Т |
ВТ |
Т |
Т |
ВТ |
Т |
Т |
ВТ |
В5 |
Т |
ВТ |
ВТ |
Т |
ВТ |
ВТ |
Т |
ВТ |
ВТ |
Таблица 6.5 – Нормативные минимальные значения коэффициента готовности и срока службы конвейера
Тип конвейера |
Кг |
Срок службы |
Ресурсы до первого капитального ремонта, тыс.т. |
Ленточный: |
|||
Стационарный и подвижный |
0,96 |
8 |
- |
Переставной для карьеров |
0,9 |
4 |
- |
Передвижной несамоходный с переменным углов наклона |
0,96 |
5 |
- |
Пластинчатый стационарный |
0,96 |
- |
10 |
Вибрационный |
0,98 |
- |
8 |
Винтовой |
0,93 |
- |
3 |
Подвесной грузонесущий |
0,975 |
- |
12 |
Тележечный для литейных форм |
0,96 |
- |
10 |
Роликовый: |
|||
Неприводной |
0,98 |
- |
12 |
Приводной |
0,96 |
- |
10 |
Элеватор ковшовый |
0,96 |
8 |
10 |
Примечание. Средний срок службы ленты конвейера составляет от 8000 (при перемещении руды и крепких горных пород) до 20000 ч. (при перемещении мелких неабразивных грузов) |
|||
Таблица 6.6 – Характеристика наиболее распространенных насыпных грузов
Грузы |
Группа абразивности |
Плотность ρ, т/м3 |
Угол естественного откоса в покое, φ |
Среднее значение коэффициента трения по стали в состоянии покоя |
Антрацит мелкокусковой сухой |
С |
0,8-0,95 |
45 |
0,84 |
Агломерат железной руды |
Д |
1,7-2 |
45 |
0,9 |
Апатит сухой |
Д |
1,3-1,7 |
30-40 |
0,58 |
Гипс мелкокусковой |
В |
1,2-1,4 |
40 |
0,78 |
Глина сухая, мелкокусковая |
В |
1-1,5 |
50 |
0,75 |
Гравий рядовой округлый |
В |
1,6-1,9 |
30-45 |
0,8 |
Земля грунтовая сухая |
С |
1,2 |
30-45 |
0,8 |
Земля формовочная выбитая |
С |
1,25-1,3 |
30-45 |
0,71 |
Зола сухая |
Д |
0,4-0,6 |
40-50 |
0,84 |
Известняк мелкокусковой |
В |
1,2-1,5 |
40-45 |
0,56 |
Кокс среднекусковой |
Д |
0,48-0,53 |
35-50 |
1 |
Мел порошкообразный сухой |
А |
0,95-1,2 |
40 |
0,7 |
Мука пшеничная |
А |
0,45-0,66 |
50-55 |
0,65 |
Окатыши рудные |
Д |
1,8-2,5 |
35-40 |
0,8 |
Опилки древесные |
А |
0,16-0,32 |
39 |
0,8 |
Песок сухой |
С |
1,4-1,65 |
30-35 |
0,8 |
Пшеница |
А |
0,65-0,83 |
25-35 |
0,6 |
Руда железная, мелко-, средне- и крупнокусковая |
Д |
2,1-3,5 |
30-50 |
1,2 |
Сода кальцинированная |
А |
0,4-1,25 |
40-45 |
0,4 |
Торф кусковой сухой |
А |
0,35-0,5 |
32-45 |
0,7 |
Уголь каменный кусковой |
В |
0,65-0,8 |
30-45 |
0,7 |
Цемент сухой |
С |
1-1,3 |
40 |
0,65 |
Щебень сухой |
Д |
1,5-1,8 |
35-45 |
0,74 |
Таблица 6.7 – Рекомендуемые скорости движения (м/с) ленты конвейера при транспортировании насыпных грузов без промежуточной разгрузки
Транспортируемые грузы |
Ширина ленты, мм. |
||||
400-500 |
650-800 |
1000-1200 |
1400-1600 |
2000-2500 |
|
Порошкообразные и зернистые, кошение которых не понижает их качества |
1,25-1,6 |
2-2,5 |
2,5-4 |
3,15-4 |
3,15-5 |
Мелко- и среднекусковые |
1,25-1,6 |
1,6-2 |
2-2,5 |
2,5-3,15 |
3,15 |
Крупнокусковые |
- |
- |
1,6-2 |
2-2,5 |
2,5-3,15 |
Пылевидные и порошкообразные, сухие, пылящие |
0,8 |
0,8 |
1 |
1 |
1 |
Хрупкие, кусковые, крушение которых снижает их качество. |
1,25 |
1,6 |
1,6 |
2 |
2 |
Зерно |
1,6 |
2-2,5 |
3,15-4 |
- |
- |
Овощи, фрукты |
0,8 |
0,8 |
1 |
- |
- |
Таблица 6.8 – Значение коэффициента
Роликоопора |
Угол наклона боковых роликов в град. |
Подвижность частиц груза |
||
легкая |
средняя |
малая |
||
Прямая желобчатая, трехроликовая |
0 |
158 |
240 |
328 |
20 |
393 |
470 |
550 |
|
30 |
480 |
550 |
625 |
|
45 |
580 |
633 |
692 |
|
60 |
582 |
620 |
662 |
|
Таблица 6.9 – Значения коэффициента Кβ для транспортирования насыпных грузов различной подвижности на ленте с резиновой гладкой рабочей поверхностью
Подвиж-ность частиц груза |
градус |
Угол наклона конвейера, градус |
||||
1-5 |
6-10 |
11-15 |
16-20 |
21-24 |
||
Легкая |
10 |
0,95 |
0,90 |
0,86 |
0,80 |
- |
Средняя |
15 |
1 |
0,97 |
0,96 |
0,80 |
0,85 |
Малая |
20 |
1 |
0,98 |
0,97 |
0,95 |
0,90 |
Таблица 6.10 – Расстояния между роликоопорами
(м) на средней части верхней ветви
конвейера при транспортировании насыпных
грузов
Ширина ленты (мм) |
Плотность груза,
|
||||
До 0,8 |
0,81-1,8 |
1,81-2 |
2,1-2,5 |
Более 2,5 |
|
400 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
500 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
650 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
800 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1000 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1200 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1400 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1600 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
2000 |
1,3 |
1,2 |
1,1 |
1,0 |
1,0 |
, т/м3
Таблица 6.11 – Расчетные значения
коэффициента трения
между
лентой с резиновой обкладкой и приводным
барабаном
Поверхность приводного барабана |
Состояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабана |
Атмосфер-ные условия |
Условия работы конвейера |
μ |
Стальная или чугунная, без футеровки |
Чистые |
сухо |
Х |
0,35 |
Пыльные |
-//- |
С |
0,3 |
|
Загрязненные нелипким грузом |
влажно |
Т |
0,2 |
|
Загрязненные липким грузом |
-//- |
Т |
0,1 |
|
Футерованная резиной |
Чистые |
сухо |
Х |
0,5 |
Пыльные |
-//- |
С |
0,4 |
|
Загрязненные нелипким грузом |
влажно |
Т |
0,25 |
|
Загрязненные липким грузом |
-//- |
Т |
0,15 |
|
Футерованная прорезиненной лентой без обкладки |
Чистые |
сухо |
Х |
0,45 |
Пыльные |
-//- |
С |
0,35 |
|
Загрязненные нелипким грузом |
влажно |
Т |
0,25 |
|
Загрязненные липким грузом |
-//- |
Т |
0,1 |
Таблица 6.12 – Характеристика резинотросовых лент
Параметры |
2РТЛ 1500 |
2РТЛ 1600 |
2РТЛ 2500 |
2РТЛ 3150 |
2РТЛ 4000 |
2РТЛ 5000 |
2РТЛ 6000 |
Диаметр троса dT, мм |
4,2 |
4,65 |
7,5 |
8,25 |
10,6 |
10,6 |
11,5 |
Шаг между тросами tT, мм |
9 |
9 |
14 |
14 |
17 |
17 |
18 |
Прочность ширины ленты SP, кН/мм |
1,5 |
1,6 |
2,5 |
3,15 |
4 |
5 |
6 |
Максимальное допустимое натяжение на 1 мм ширины ленты SPT, Н/мм |
180 |
190 |
300 |
380 |
450 |
600 |
700 |
Общая толщина ленты δ, мм |
18 |
18 |
20,5 |
22,5 |
24,5 |
27 |
26,5 |
Расчетная масса mл 1м2 ленты, кг/м |
28 |
29 |
37 |
43 |
50 |
53 |
65 |
Рекомендуемый диаметр приводного барабана Dб, м |
0,8 |
0,8 |
1 |
1,25 |
1,6 |
1,6-2 |
2-2,5 |
Таблица 6.13 –
Коэффициент
полезного использования прочности
ленты при различных типах фракционных
приводов
Привод |
|
|||||
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
||
Однобарабанный |
0,34 |
0,57 |
0,72 |
0,82 |
0,88 |
|
Двух- барабанный при : |
1 |
0,51 |
0,73 |
0,84 |
0,9 |
0,94 |
1,5 |
0,57 |
0,77 |
0,87 |
0,91 |
0,94 |
|
2 |
0,5 |
0,82 |
0,89 |
0,93 |
0,95 |
|
3 |
0,45 |
0,76 |
0,92 |
0,94 |
0,96 |
|
Анализ работы, выводы, предложения
В отчете о работе необходимо представить исходные данные, расчетную схему конвейера, расчет и необходимые к нему пояснения, анализ результатов расчета.