5.2. Лабораторная работа №2 расчет ковшового конвейера (элеватора)

Предварительно вычерчивается схема вертикального или наклонного конвейера с основными размерами, как показано на рис.4. вариант задания берется из таблицы 8 Приложения.

Для наклонного элеватора определяется угол наклона и наибольшее расстояние между центрами приводного и натяжного валов по формулам:

β = arctg (H/L), град (25)

L = H/sinβ, м (26)

Исходя из вида материала, выбирается тип ковша (рис.5) на основании следующих данных:

а) глубокие ковши с цилиндрическим днищем применяются для транспортирования сухих и хорошо высыпающихся материалов (песка, золы, земли, гранулированного шлака, мелкого каменного угля и т.д.);

б) мелкие ковши с цилиндрическим днищем применяются для транспортирования влажных и слежавшихся материалов (песка, цемента, извести гашеной и мела в порошке и т.д.);

в) ковши с бортовыми направлениями остроугольные (емк.0,65-16л) и скругленные (емк.6,4-14,3л) применяются для транспортирования кусковых, абразивных и хрупких насыпных грунтов (щебня, гравия, сухой глины, шлака котельного, гипса кускового и т.п.), а также песка в наклонных конвейерах.

Приходится задаваться типом тягового органа, если он не был указан в задании, а также скоростью тягового органа, чтобы определить емкость ковша. Тип тягового органа и скорость выбираются согласно следующим рекомендациям.

Конвейеры с глубокими и мелкими ковшами, расставленными на ленте или цепях бывают быстроходными (с центробежно-гравитационной нагрузкой) со скоростью: для ленточных - 0,8-1,6м/с и цепных - 0,8-1,25м/с, а также тихоходными цепными, с глубокими ковшами, с гравитационной направленной разгрузкой, скоростями 0,5-0,63м/с. в последнем случае направленная разгрузка получает при установке отклоняющих роликов (вверху на сбегающей ветви цепи). Наклонные цепные конвейеры применяются без отклоняющих роликов.

Скорости тягового органа выбираются исходя из следующего нормального ряда: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6м/с. для транспортирования пылевидных и порошкообразных насыпных грузов скорости не должны превышать 1,0м/с.

Необходимая погонная емкость ковша определяется по формуле:

q^’ = i/t = П/(3,6Vγε), л/м (27)

где: П – производительность конвейера по заданию в тс/час;

V – скорость тягового органа в м/с;

γ – объемная плотность груза;

i – емкость ковша в л;

t – шаг ковша в м;

ε – коэффициент заполнения ковша (для принятых ковшей ε = 1).

Рисунок 4 – Расчетная схема наклонного ковшового элеватора

Рисунок 5 – Ковши: а,б) – глубокие с цилиндрическим днищем; в,г) – остро-угольные искругленные с бортовыми направляющими

Здесь не учитывается коэффициент заполнения ковшей, так как ковши (см. рис.5 и табл.7-8) приведены фактической, а не полной геометрической емкостью, как было в старых ГОСТ. Уровень насыпного груза в ковше соответствует линии Х-Х (см. рис.7).

По погонной емкости ковшей выбираются емкость и шаг ковша; пользуясь табл.7-8 при выборе указанных данных необходимо соблюдать условие, чтобы погонная емкость, указанная в таблице, была равна или больше полученной по формуле (27). При большом расхождении данных для расставленных глубоких и мелких ковшей на ленте разрешается устанавливать свой (не табличный) шаг.

Выбранный ковш проверяется на возможность легкого зачерпывания материала, заданного гранулометрического состава путем сравнения величины вылета ковша с размером самого крупного куска amax.

l amax (28)

где - коэффициент, учитывающий группы кусков, при С = (G_o/G)100 берется в следующих пределах:

при С <10 = 21;

при С =11-25 = 2,5;

при С = 26-50% = 3,25;

при С = 51-80% = 4,5.

При большем несовпадении в размерах выбирается ковш с большим вылетом.

Для выявления размеров тягового органа предварительно определяется ориентировочная мощность для привода вала звездочки конвейера. Для этого предварительно определяется погонная масса ковшей с тяговым органом по эмпирической формуле:

q₁ = КП (29)

где К – переходной коэффициент (для ленточных элеваторов – 0,5; для одноцепных – 0,6; для двуцепных – 0,9);

П – заданная производительность в тс/час.

Одноцепные элеваторы применяются при ковшах шириной не более В = 250мм; при большей ширине применяются двуцепные.

Ориентировочная мощность для привода элеватора определяется по формуле:

N = 0,003ПН[1+Wctgβ+(q₁V)/n (7,35Wctgβ+C)+A_зач/H], кВТ (30)

где: П – заданная производительность в т/час;

Н – высота подъема в м;

W – общий коэффициент сопротивления движению;

V – скорость ковшей цепи (ленты) в м/с;

β – угол наклона элеватора к горизонту в град;

А_зач – работа, затрачиваемая на зачерпывание одного кг сыпучего груза ковшами в кгс м/кг;

С – коэффициент, учитывающий сопротивление, вызываемое консольным расположением центра тяжести ковша с сыпучим грузом относительно продольной оси симметрии тягового органа, отчего последний изгибается: для ленточных элеваторов С = 1,5; для цепных с ковшами цилиндрическим днищем С = 1,1 и с остроугольными ковшами С = 1,0.

Общий коэффициент сопротивления движению W при перемещении тягового органа применяются:

цепи по опорным каткам с подшипниками скольжения W = 0,13;

то же с подшипниками качения W = 0,06;

ленты, прорезиненной по роликам W = 0,04.

Величина А_зач берется в пределах:

для порошкообразных грузов 1,25-1,5;

для песка и мелкого гравия 2-2,25;

для шлака котельного 2,5-3,0;

для щебня 3,0-4,0.

Формула (30) является общей для расчета наклонных и вертикальных элеваторов. Для расчета вертикального элеватора в ней второй член в квадратных скобках и множитель в третьем члене 7,35Wctgβ – выпадают.

Исходя из вида насыпанного груза выбирается тип ковша согласно рис.5, где линией Х-Х показан уровень заполнения ковша.

Массу ковша можно ориентировочно определить по толщине стенки (см.табл.10-11) и емкости его по эмпирической формуле:

q_k = 1,5ki, кг (31)

где: I – емкость ковша в л;

k – коэффициент пропорциональности, который принимается при толщине стенки: σ = 2 k = 0,5;

σ = 3 k = 0,75;

σ = 4 k = 1;

σ = 5 k = 1;

σ = 6 k = 1,5.