2366

Таблица 13.17 – Значения коэффициента заполнения желоба и коэффициента сопротивления передвижению груза в винтовом конвейере

Таблица 13.18 – Значения коэффициента уменьшения производительности k винтовых конвейеров в зависимости от угла наклона конвейера

где k – коэффициент, учитывающий, что сила приложена на среднем диаметре винта: k 0,7...0,8; D – диаметр винта, м; – угол подъема винтовой линии винта; – угол трения груза о винт.

Поперечная нагрузка Fпопер (Н) на участок винта между двумя опорами (на секцию винта длиной l 4...6 м)

142

Fпопер 2T0l ,

kDL

где L – общая длина вала винта, м.

Вал винта рассматривают как разрезной и рассчитывают на кручение моментом Т0 , растяжение или продольное сжатие силой Fос , изгиб от распределенной по длине l поперечной нагрузки Fпопер.

Угол можно определить из соотношения t Dtg .

Обычно 14...18о. Угол – определить из соотношения f tg ,

где f – коэффициент трения по стали (см. таблицу 13.2).

14 Построение тяговой диаграммы

Это второй, уточненный, этап расчета конвейера.

14.1Ленточный конвейер

Впроизвольном масштабе с соблюдением пропорций изображают трассу конвейера (рисунок 14.1).

Рисунок 14.1 – Схема трассы конвейера

Производят нумерацию характерных точек – мест сопряжения распределенных и сосредоточенных сопротивлений. Нумерацию начинают с точки с наименьшим натяжением тягового органа и, обходя далее по трассе, обозначают характерные точки вплоть до точки с наибольшим натяжением гибкого органа. Еще этот метод называют «методом обхода по контуру». В точке 1 трассы – наименьшего натяжения, действует сила Fсб – натяжение сбегающего

143

с приводного барабана участка ленты; в точке 8 – сила Fнаб – набегающего участка ленты (Fнаб Fmax ).

Далее производят собственно обход по контуру.

На участке 1 – 2 действует распределенное сопротивление. Следовательно,

F2 F1 Fi ,

где F1 принимают ориентировочно, F1 (1...2)кН; Fi – приращение силы сопротивления, обусловленное типом того или иного сопротивления. Поэтому

F2 F1 g qpx qл 1 2w,

где qxp , qл – погонные массы роликов на холостой ветви и ленты соответственно; 1 2 Lг – длина участка (горизонтальной проекции), т.е. расстояние между точками 1 и 2 по горизонтали; w – коэффициент удельного сопротивления (w 0,04).

F3 F2 F2 ,

где – коэффициент сосредоточенного сопротивления ( 0,06).

F4 F3 g qxp qл 3 4 w.

Возможен вариант определения силы F4 :

F4 F3 gqpx 3 4 w gqлH ,

где H – перепад высот между точками 3 и 4. В задании на курсовую работу указаны длина участка 3 – 4 (Lг ) и угол – наклон участка к горизонтали. Высоту H определять через тригонометрические функции угла .

F5 F4 F4 F4(1 ).

F6 F5 g q qл qxp 5 6 w gqH .

Имеет место самый интенсивный рост силы сопротивления. Между точками 6 и 7 установлена батарея роликов, которую можно принять за сосредоточенное сопротивление. Тогда

F7 F6 1 .

Сосредоточенное сопротивление изображают на тяговой диаграмме в виде вертикальных отрезков (сопротивление нарастает скачкообразно, происходит «скачок» сил). Это будет иметь место при допущении, что батарея роликов – это сосредоточенное сопротивление. В ином случае сопротивление будет увеличиваться плавно.

144

F8 F7 g q qл qpp 7 8 w.

Fнаб F8 F8 1 .

Рисунок 14.2 – Распределение натяжения ленты по ее длине

Примечание. Характер линий на участке 6 – 7 следует принимать с учетом ранее сделанных допущений.

Количественные значения сил сопротивления и длин участков в выбранном масштабе откладывают на осях ординат и абсцисс соответственно. Примерный вид тяговой диаграммы изображен на рисунке 14.2.

14.2 Ковшовый элеватор

Уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру (рисунок 14.3, а) может содержать следующие пункты:

а) определение натяжения (Н) в точке 1:

F1 Fmin,

где Fmin – натяжное усилие, которое в отличие от существующих методик можно определить как

Fmin gqкН ,

где H – высота подъема груза;

145

Располагая данными по уточненным погонным массам тяговых элементов и силы F0, производят уточнение по диаметрам барабана (звездочки), мощности двигателя (с уточнением его типоразмера), передаточного числа редуктора, его мощности (коэффициент запаса к 1,25) и типоразмера. Проверяют фактические значения скорости движения тягового органа и производительности элеватора. Погрешность указанных параметров от заданных не должна превышать 10%.

Построение тяговой диаграммы цепного (пластинчатого) конвейера производят по подобной методике.

15 Привод конвейера

Типовая схема привода (приводной станции) ленточного конвейера изображена на рисунке 15.1.

Рисунок 15.1 – Кинематическая схема приводной станции ленточного конвейера

По своему составу приводы цепных, винтовых конвейеров и элеваторов аналогичны указанной. Они содержат, как правило, стандартные элементы: двигатель 1, редуктор 2, муфты (не обозначены), барабан 3 (одна или две звездочки), его опоры и тяговый элемент – ленту 4. Вместо ленты может быть одна или две цепи. Рабочий орган винтового конвейера (винт) соединяют с тихоходным

147

валом редуктора зубчатой муфтой. При наклонном положении желоба винтового конвейера (угол > 15о) муфта должна быть шарнирной.

15.1 Определение мощности и выбор электродвигателя

Условия выбора

Р1 Ррасч ,

где Р1 – мощность двигателя; Ррасч – расчетная мощность, кВт.

Ррасч 10F30v0 ,

где F0 – окружная сила, Н; v – скорость груза, м/с; 0 – общий КПД

( 0 0,85).

Окружную тяговую силу на барабане (звездочке) определяют по формуле (см. рисунок 14.2)

F0 Fнаб Fmin.

По расчетной мощности Ррасч из справочника (например, [5])

выбирают двигатель единой серии 4А. В записке помещают характеристику двигателя и его эскиз с габаритными, присоединительными и установочными размерами. Могут быть использованы общепромышленные двигатели поздних модификаций серий 5А, 6А.

Асинхронный трехфазный двигатель четвертой серии, защищенный, со станиной и щитами из чугуна, с высотой оси вращения 280 мм, с установочным размером по длине станины М, двухполюсный, климатического исполнения У, категории размещения 3 обозначается: Двигатель 4АН280М2УЗ.

У двухполюсного двигателя синхронная частота вращения 3000 мин-1; четырехполюсного – 1500 мин-1; шестиполюсного –

1000 мин-1.

148

15.2 Выбор редуктора

Редуктор выбирают по мощности Рр и передаточному числу U0p .

Pp кР1,

где к – коэффициент запаса (к 1,2...1,4).

U0p n1 /nб ,

где n1 – частота вращения двигателя, мин-1; nб – частота вращения барабана (звездочки).

60v nб Dб ,

где Dб – диаметр барабана, м.

В случае цепного (пластинчатого) конвейера в формулу подставляют D0 – диаметр делительной окружности звездочки (см. подпункт 13.4.2). По условиям компоновки целесообразно использовать коническо-цилиндрические редукторы. Например, коническо-цилиндрический двухступенчатый редуктор с межосевым расстоянием тиходной ступени 200 мм, с передаточным числом 20, вариантом сборки 42, климатическим исполнением У и категорией размещения 3 обозначается:

Редуктор КЦ1-200-20-42-У3.

15.3 Выбор муфт

Муфты устанавливают на быстроходном и тихоходном валах редуктора. Муфты выбирают по вращающему (крутящему) моменту

Тм .

Быстроходный вал

электродвигателя соответственно. Тихоходный вал

Тм2 ТсUp 0к1к2к3,

149

где Up – передаточное число редуктора; 0 0,85 – общий кпд; к1 и

к2 – коэффициенты, учитывающие степень ответственности привода (к1) и условия эксплуатации (к2); к3 – коэффициент, учитывающий погрешность соосности соединительных валов. В общем случае, к1 к2 1,2. К3 1,3 учитывают только для зубчатой муфты. В цепных конвейерах, кроме того, муфта на быстроходном валу должна быть предохранительного типа. Например, муфта упругая втулочнопальцевая (МУВП) со срезными штифтами.

В приводе цепного конвейера целесообразно использовать клиноременную передачу для смягчения ударных (динамических) нагрузок и в качестве предохранительного звена.

На обоих валах может быть использована муфта типа МУВП или типа М3.

15.4 Привод специального типа

Срок службы конвейерной резинотканевой ленты в наибольшей степени зависит от количества перегибов ленты на барабанах. Стремление повысить тягово-сцепные свойства привода за счет увеличения угла обхвата барабана лентой с доведением его численного значения до 400о (двухбарабанный привод) сокращает долговечность ленты из-за ее расслоения.

Увеличить тяговую силу с одновременным уменьшением количества перегибов ленты можно за счет использования привода, схема которого изображена на рисунке 15.2.

а)

Рисунок 15.2 – Схема специального привода:

а – общий вид; б – схема редуктора; в – расположение барабанов

150