Рекомендации к проведению практических занятий

по расчету ленточного конвейера с

резинотканевым тяговым органом

(общая часть)

Производительность

Расчетная (конструктивная) часовая производительность конвейера Q, т/ч

Q=	Qсмk	,	(1)
	Tсмkвр

где Q_СМ – требуемая сменная производительность конвейера, т; k – коэффициент неравномерности поступления грузов на конвейер: k= 1,0...1,5; Т_СМ – продолжительность смены, ч; k_ВР – коэффициент использования конвейера по времени: k_ВР = 0,75...0,94.

Объемная производительность конвейера V, м³/ч

V = 1000 Q/ρ, (2)

где ρ – насыпная плотность груза, кг/м³; Q – массовая производительность конвейера, т/ч.

Погонная масса груза (средняя масса груза на одном метре длины загруженного участка рабочей ветви конвейера) при непрерывном потоке груза на конвейере (кг/м)

q = A ρ, (3)

где A – площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м².

Для ленточных конвейеров:

а) на плоской ленте A ≈0,05 В²; (4)

б) на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 20°

A ≈0,11 В²; (5)

в) на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 30°

A ≈0,14 В². (6)

В формулах (4)...( 6) В – ширина ленты, м.

Погонная масса штучного груза (кг/м) q = m/t_Г, (7)

где т – масса одного груза или партии грузов, кг; t_Г – шаг расположения грузов или партий грузов на конвейере, м.

Производительность конвейера (т/ч) Q = 3,6q υ (8)

где υ – скорость перемещения груза, м/с.

Производительность конвейера (т/ч) при непрерывном потоке груза

Q = 3,6 A υ ρ. (9)

Производительность конвейера при перемещении штучных грузов (т/ч)

Q = 0,001mZ, (10)

где Z – количество штук или партий груза, перемещаемых за 1ч:

Z=3600	υ	,	(11)
	tГ

Сопротивление движению тягового органа и мощность двигателя

Мощность двигателя машины расходуется на преодоление сопротивления движению элементов конвейера и перемещению груза. Часть сопротивления преодолевается по всей длине конвейера и часть – в отдельных его пунктах: на барабанах (звездочках), в местах расположения погрузочных, разгрузочных, очистных и других устройств.

При расчетах сопротивления пользуются коэффициентом сопротивления перемещению груза, который показывает долю общего сопротивления движению, приходящуюся на единицу веса груза.

Коэффициент сопротивления перемещению груза (коэффициент сопротивления)

w=	F	,	(12)
	gm

где F – сопротивление при перемещении груза, H; т – масса перемещаемого груза, кг.

Сопротивление F_Г (H) на прямолинейном загруженном участке рабочей ветви конвейера

F_Г = wg[(q + q_Т) L_Г^Г + q_Р^РL^Г] ±(q + q_T)gH, (13)

где q – погонная масса груза, кг/м [см. (3); (7); (8)]; q_T – погонная масса тягового органа (ходовой части) конвейера (масса 1 м длины тягового органа), кг/м; для ленточного конвейера q_T = q_Л, учитываемая только для ленточного конвейера.

q_Р^Р = m_Р/l_Р, (14)

где q_П – погонная масса резинотканевой ленты, кг/м; q_Л=ρBδ; ρ – плотность ленты, кг/м³: ρ = 1100 кг/м³; B, δ – соответственно ширина и толщина ленты, м; толщина ленты

δ = z δ_ПТ + δ_ПЗ + δ_Р + δ_Н (15)

где z ‑ количество тяговых тканевых прокладок (табл.1 и 2); δ_ПТ ‑ толщина тяговой тканевой прокладки (табл.3 и 4); δ_ПЗ ‑ толщина защитной тканевой прокладки (имеется у ленты типа 1): δ_ПЗ =3,2 мм; δ_Р ‑ толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты и δ_Н ‑ толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты (табл.5); максимальные допустимые рабочие нагрузки для тяговых тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20 — 76) приведены в табл.6.

q_Р^Р – погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви конвейера, кг/м (табл.26); m_Р‑ масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви конвейера (ориентировочно равна 0,6 массы всей роликоопоры), кг; l_Р –шаг роликоопор рабочей ветви конвейера (табл.21), м; w ‑ коэффициент сопротивления перемещению груза (табл.27); L_Г^Г – длина горизонтальной проекции загруженного участка конвейера, м:

L_Г^Г = L^Г cosβ, (16)

где L^Г –длина загруженного участка конвейера, м; β – угол наклона участка;

H – высота подъема груза, м: H = L^Г sinβ. (17)

Сопротивление (H) на прямолинейном порожнем участке рабочей ветви конвейера

F_П = wg (q_Р^Р L^П + q_Т L_Г^П ) ± q_Т gH^П, (18)

где L^П – длина горизонтальной проекции порожнего участка рабочей ветви конвейера, м; H^П ‑ высота вертикальной проекции участка, м.

где q_Р^Х – погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м (табл.26); m_Х ‑ масса вращающихся частей одной роликоопоры холостой ветви конвейера (ориентировочно равна 0,6 всей массы роликоопоры), кг; l_Х – шаг роликоопор холостой ветви конвейера, м; L_Г^Х ‑ длина горизонтальной проекции участка холостой ветви конвейера, м; H^Х– высота вертикальной проекции участка, м.

Сопротивление (H) на прямолинейном участке холостой ветви конвейера

F_Х = wg(q_Р^Х L^Х + q_TL_Г^Х) ± q_ТgH^Х (19)

Здесь первый член выражения в скобках относится к холостым участкам только ленточного конвейера (L^Х – длина холостого участка, м), для которых

qРХ =	mХ	,	(20)
	lХ

Знак плюс в формулах (18), (19) принимается при перемещении груза вверх, знак минус – при перемещении вниз.

Таблица 1 Количество тяговых тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20—76)
Ширина ленты, мм	Тип ленты
	1			2Р				2				3		4
	номинальная прочность прокладок на 1 мм ширины, Н/мм
	400	300	200	400	300	200	150	200	150	100	55	100	55	100	55
100; 200	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3; 4	1; 2	1; 2
300:400	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3	3…5	-	3...5	1; 2	1; 2
500	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3	3…5	-	3...5	1; 2	1; 2
650	-	-	-	-	-	-	-	-	3…4	3…5	3…6	3…4	3...6	1; 2	1; 2
800	-	-	3…6	-	2…5*; 3…5	3…6	3…6	3…6	3…6	3…8	3…8	1; 2	3...8	1; 2	1; 2
1000	-	3…6	4…6	3…5	2…6*; 3…6	3…6	3…8	3…6	3…8	3…8	3…8	3…6	3...8	1; 2	1; 2
1200	3…6	3…6	4…6	4…6	3…8*; 3…6	4…7	4…8	4…7	4…8	3…8	3…8	3…6	3...8	1; 2	1; 2
1400	4…7	4…6	4…6	4…6	4…8	5…8	5…8	5…8	5…8	4...8	4...8	4…6	4...8	1; 2	1; 2
1600	4…8	4…6	-	5…8	5…8	-	5…8	-	5…8	4...8	4...8	-	4...8	-	-
2000	4…8	5…6	-	5…8	5…8	-	5…8	-	5…8	4...8	4...8	-	4...8	-	-
2500	-	-	-	4…6	4…6	-	-	-	4…6	4...6	4...8	-		-	-
* Для лент с прокладками из тканей типа К-10-2-3Т или А-10-2-3Т

Таблица 2 Количество тканевых прокладок плоских приводных резинотканевых ремней (ГОСТ 23831—79)
Ширина ленты, мм	Количество прокладок при номинальной прочности прокладок по основе, Н/мм
	55	150	200	300
125; 160 200; 250; 315 400;450;500; 560 700	3...6 3...6 3...6 —	3;4 3,4 3...5 3...5	3;4 3;4 3;4 3;4	— 3 — 3;4

Таблица 3 Толщина тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20—76), мм
Номинальная прочность прокладки, Н/мм	Тяговые прокладки с резиновой прослойкой		Тяговые прокладки без резиновой прослойки, из комбинированных нитей
	из синтетических нитей	из комбинированных нитей
400	2,0	-	-
300	1,9	-	-
200	1,4	-	-
150	1,3	1,9	1,6
100	1,2	1,6	1,3
55	-	-	1,15

Таблица 4 Толщина и максимальная допустимая рабочая нагрузка тканевых прокладок плоских приводных резинотканевых ремней (ГОСТ 23851—79)
Показатели ремня	При номинальной прочности прокладок по основе, Н/мм
	55	150	200	300
Толщина прокладок ремня, мм: с резиновой прослойкой между прокладками	1,2	1,3	1,4	1,5
без резиновой прослойки между прокладками	1,0	-	-	-
Максимально допустимая рабочая нагрузка прокладок, Н/мм	5,5	15	20	30

Сопротивление (H) на криволинейном участке трассы при огибании лентой батареи роликоопор:

а) при выпуклой ленте F_КР = F_НАБ(k-1), (21)

где F_НАБ – натяжение ленты в начале участка, H; k– коэффициент, учитывающий увеличение натяжения ленты от сопротивления батареи роликоопор, k = k_П, (22)

w – см. табл.27; α – центральный угол криволинейного участка, рад: α = 1,06...1,08 рад;

б) при вогнутой ленте сопротивление равно нулю.

Сопротивление (H) на поворотных пунктах при приближенных расчетах принимают

F_ПОВ = F_НАБ (k_П - 1), (23)

где F_НАБ – натяжение тягового органа в точке набегания на барабан (звездочку) поворотного пункта, H; k_П – коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.

При угле обхвата тяговым органом барабана (звездочки) α = 90°, k_П = 1,03...1,05; при α = 180°, k_П = 1,05...1,07.

Сопротивление (H) на погрузочном пункте при сообщении грузу скорости тягового органа можно принять F_ПОГР≈Qg υ /36, (24)

где Q – производительность конвейера, т/ч; υ – скорость перемещения груза, м/с.

Сопротивление (H) от направляющих бортов загрузочного лотка при приближенных расчетах

F_Л ≈50l, (25)

где l – длина лотка, м.

Таблица 5 Толщина наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20—76), мм
Толщина обкладок рабочих поверхностей δР
Условное обозначение ленты	Предел прочности резины наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент при растяжении, МПа
	25	20	15	12	10
1	6; 4,5	8; 6; 4,5	—	—	—
1М	—	—	6; 4,5	—	—
2Р	6,4,5	8,6; 4,5	6; 4,5	—	—
2РМ	—	—	6; 4,5	—	—
2РШ	—	—	—	6; 4,5	6, 4,5
2	—	8; 6; 4,5; 3	6; 4,5; 3	—	33
2М	—	—	6; 4,5; 3	—	—
2ПТ	—	—	—	—	10; 8; 6
2Т	—	—	—	—	4,5; 3
2П	—	—	—	—	3
2Ш	—	—	—	4,5; 32	4,5; 32
3	—	—	2	—	3; 2
ЗП	—	—	—	—	3; 2
4	—	—	—	—	3; 2; 1
4П	—	—	—	—	3;2; 1
Толщина обкладок нерабочих поверхностей δН
δР			δН
4, 5 и более			2
3 и менее			1
Примечания: I. Расчетная толщина обкладок рабочих поверхностей лент 2Р, 2РМ и 2РШ определяется с учетом толщины брекерной прокладки. 2. У этих лент δН =1,5. 3. Ленты 3 и ЗП обкладок нерабочих поверхностей не имеют

Сопротивление (H) очистительных устройств конвейера F_ОЧ = w_ОЧB, (26)

где w_ОЧ – коэффициент сопротивления очистительного устройства, Н/м: для скребков и плужков w_ОЧ=300...500 Н/м, для вращающихся щеток w_ОЧ - 150...25O Н/м; В – ширина рабочего органа (ленты, настила и др.), м.

Таблица 6 Максимальная допустимая рабочая нагрузка тяговых тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20 — 76)
Вид ленты	Угол установки конвейера, град	Число тяговых прокладок	Максимальная допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки при номинальной прочности прокладки, Н/мм
			400	300	200	150	100	55
Общего назначения, морозостойкая, пищевая, негорючая для угольных шахт	До 10	До 5	50	36	25	18	12	7
		Более 5	45	32	22	16	11	6
	Более 10	До 5	45	32	22	16	11	6
		Более 5	40	30	20	15	10	5,5
Теплостойкая	Любой	Любое		30	20	15	10	5,5
Повышенной теплостойкости	Любой	Любое		15	10	7,5	5	2,8
Примечание. При определении максимальной допустимой нагрузки ленты; учитывается допустимая нагрузка только тяговых тканевых прокладок.

Сопротивление (H) плужкового разгрузчика ленточного конвейера

F_np≈ (27...36)qB. (27)

Сопротивление (H) двухбарабанного разгрузочного устройства ленточного конвейера

F_БР=(F_Р + qgh)k_П² (28)

где F_Р – наибольшее натяжение ленты в конце разгрузочного устройства, H; h – высота подъема груза на разгрузочном устройстве, м; k_П – коэффициент увеличения натяжения ленты от сопротивления на поворотных пунктах [см. (23)].

Наименьшее допустимое натяжение (H) тягового органа:

для ленточного конвейера F_min≈ (50...100)(q + q_Л)l_Р. (29)

Большие значения F_min принимаются для быстроходных сильно нагруженных лент;

для пластинчатого конвейера F_min =1000... 3000 H;

для ленточного элеватора F_min≈0,lF_О>1000, (30)

где F_O – тяговая сила (окружное усилие) на приводном барабане, H.

Тяговая сила конвейера с тяговым органом определяется [2] методом обхода по контуру (трассе) конвейера, т.е. обхода по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных участков.

Эти точки нумеруются начиная от точки сбегания тягового органа с приводного элемента в направлении его движения (рис.1). Обход начинают от точки с наименьшим натяжением. Натяжение в каждой последующей точке равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками при обходе по ходу тягового органа [см. (31)] и их разности – при обходе против хода тягового органа [см. (32)];

F_i+1 = F_i-+ F_i..._(i+1); (31)

F_i = F_i+1 - F_i..._(i+1); (32)

где F_i, и F_i+1 – натяжение в i-й и (i+l)-й соседних точках контура; F_i...(i+1) – сопротивление на участке между i-й и (i+l)-й точками.

Рис.1. Контур конвейера с нумерацией точек сопряжений прямолинейных и криволинейных участков

Рис.2. График натяжений тягового органа (к контуру конвейера по рис.1)

Тяговая сила конвейера

F_О = F_НАБ – F_СБ (33)

где F_НАБ – натяжение в набегающей на приводной элемент ветви тягового органа (с учетом сопротивлений на поворотном пункте 8-1 (рис.1); F_СБ – натяжение в сбегающей ветви тягового органа (в точке сбегания 1 с приводного элемента).

Натяжное усилие равно сумме натяжений набегающей и сбегающей ветвей тягового органа у натяжного барабана (звездочки).

Расчет тяговой силы может быть представлен графически. По оси абсцисс графика (рис.2) начиная от точки 1 в масштабе откладывают последовательно длины отдельных участков конвейера (длина участка на поворотном пункте на графике принимается равной нулю), а по оси ординат в масштабе – сопротивление на этих участках. Наименьшее допустимое натяжение тягового органа откладывается вниз от точки с наименьшим натяжением. Отрезки по оси абсцисс 1'–2', 3'–4' и далее на рис.2 соответствуют длинам участков конвейера 1–2, 3–4 и далее на рис.1. Отрезки по оси ординат 2"–2, 3"–3 и далее соответствуют сопротивлению на этих участках, отрезок 8–8'" – сопротивлению на поворотном пункте привода 8‑1, отрезок 1–1' – наименьшему натяжению (в данном случае в точке 1), отрезки по оси ординат 1'–1, 2'–2 и далее – натяжению в точках контура 1, 2 и т.д. Отрезок по оси ординат 8""–8'", равный разности отрезков 8'–8"' (F_НАБ) и 8'–8"" (F_СБ) и есть тяговая сила F_О.

На рис.3 показано расположение точек с максимальным и минимальным натяжением рабочего органа конвейера при различных схемах конвейеров.

Длиной участка L; трассы конвейера является расстояние между его начальной i-й и конечной i+1 точками. Номер участка соответствует номеру его начальной точки.

Необходимая мощность двигателя конвейера (кВт)

P=	FО υ	,	(34)
	103 η

где F_О – тяговая сила, H; υ – скорость движения тягового органа, м/с; η – КПД механизма привода тягового органа (табл.7).

Высота подъема груза	Схема конвейеров	Расчетные формулы
H= 0		Fmax=F0 + Fmin
H≤qкхwLГ / q0
qкхwLГ H> ------------- q0		Fmax=F0 +Fmin+ +q0gh-qкхgwLГ
Рис.3. Расположение точек с максимальным и минимальным натяжением рабочего органа конвейера

Таблица 7 КПД звеньев передач
Звенья передач	КПД при подшипниках
	качения	скольжения
Передаточный вал с обработанными зубчатыми колесами, расположенными в масляной ванне	0,98	0,96
Передаточный вал с обработанными открытыми зубчатыми колесами	0,97	0,85
Передаточный вал с необработанными зубчатыми колесами	–	0,93
Редуктор зубчатый: одноступенчатый	0,97	0,94
двухступенчатый	0,96	0,90
трехступенчатый	0,94	0,85
Цепная передача, работающая в масляной ванне	0,96	0,94
Цепная передача открытая	0,95	0,93
Червячная передача с углом наклона зуба α и углом трения ρ