І. Конструкторская часть.

1. Описание конструкции конвейера.

Состав конвейера.

Конвейер состоит из металлоконструкции, грузонесущей ленты, приводного и концевого барабанов, приводной станции, роликоопор, натяжной станции, двухсторонних плужковых сбрасывателей, устройств от схода ленты на сторону, элементов контроля и очистных устройств.

Устройство и работа конвейера.

Конвейер включает в себя металлоконструкцию, состоящую из ряда секций (загрузочных, промежуточных, концевой). Все секции соединены между собой и расположены на трассе. Трасса конвейера представляет собой наклонно-горизонтальный участок с углом наклона 9°. Металлоконструкция устанавливается в галерею и приваривается опорной частью к закладным элементам в полу.

Рабочая ветвь грузонесущей ленты опирается на рядовые желобчатые трехроликовые роликоопоры. Угол наклона боковых роликов 30°. Роликоопоры крепятся на секции конвейера.

Холостая ветвь ленты опирается на поддерживающие роликоопоры из одного ролика длиной 160 мм.

Для ограничения стрелы провеса ленты между роликоопорами и для создания натяжения ленты, необходимого для получения на приводном барабане определенной тяговой силы, установлена натяжная станция грузового типа.

В движение конвейер приводится приводной станцией, пульт управления конвейером находится на центральном диспетчерском пункте. С помощью системы ПЧ-АД обеспечивается выборка люфтов и натяжения ленты конвейера, т. е. улучшается динамика пуска.

Лента является тяговым и грузонесущим элементом конвейера. Конвейер оснащен резинотканевой лентой 2Ш-1400-4ТК200-2-5-2Ирб. (По ГОСТ 20-85: 2.2 – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от - 45 до + 60 °С (2Ш- трудновоспламеняемая); 1400 – ширина ленты, мм; 4-количество прокладок; ТК200 – тип ткани и номинальная прочность тяговой прокладки, Н/мм; 2- толщина рабочей резиновой обкладки, мм; 5 – толщина нерабочей резиновой обкладки, мм; 2Ирб – два резиновых борта). Стыковка ленты осуществляется методом холодной вулканизации по месту монтажа конвейера.

Металлоконструкция конвейера состоит из ряда отдельных секций, а именно:

– загрузочной;

– проходной;

– с центрирующей роликоопорой;

– радиальной;

– концевой.

Самыми распространенными являются проходные секции длиной L=6 м. Такие секции состоят из стоек (швеллер 12П ГОСТ 8240-89) и продольных направляющих, также выполненных из швеллера, к которым крепятся верхние и нижние ролики.

Загрузочная секция расположена в месте загрузки конвейера. На ней установлены амортизирующие ролики для смягчения ударов падающих кусков груза. Загрузочная секция вместе с приемным лотком образуют пункт загрузки.

Радиальная панель установлена на выпуклом участке трассы конвейера. Верхние ролики на ней установлены чаще, чем на других секциях, для того чтобы не возникал провес ленты с грузом на данном участке.

Концевая панель расположена при подходе к приводному барабану. На ней установлены различные роликоопоры и устройства безопасности, такие как устройство от схода ленты на сторону, устройство выключающее канатное.

Все стойки секций крепятся к закладным элементам в полу галереи.

Роликоопоры рабочей ветви конвейера состоят из трех роликов (рис. 1.1). Боковые ролики расположены под углом 30° и устанавливаются в пазы кронштейнов, приваренных к несущему уголку. Они держаться под действием собственной силы тяжести и для их замены не требуется специальный инструмент и много времени. В местах загрузки установлены амортизирующие роликоопоры со специальными обрезиненными роликами (рис. 1.2). Перед приводной станцией и перед плужковыми сбрасывателями стоят однороликовые опоры для выполаживания ленты.

Для центрирования хода ленты на всем протяжении конвейера установлены центрирующие роликоопоры. Принцип действия такой опоры заключается в том, что сместившаяся в сторону лента поворачивает всю опору вокруг вертикальной оси в направлении вектора скорости ленты со стороны ее смещения на некоторый угол. Эффект поворота центрирующей опоры повышается при использовании дополнительных дефлекторных роликов, установленных по ходу движения ленты после опоры.

Кроме центрирующих роликоопор для предотвращения схода ленты на сторону устанавливаются также дефлекторные роликоопоры.

На концевой панели непосредственно перед барабаном устанавливают трехроликовую опору с вынесенным горизонтальным роликом. Такая конструкция улучшает условия перегиба ленты и способствует ее выхолаживанию на барабан.

Рис. 1.1. Трехроликовая опора.

Рис. 1.2. Амортизирующая роликоопора.

Ролик трехроликовой опоры показан на рисунке 1.3

Рис.1.3. Ролик роликоопоры.

Приводной барабан футерован. Резиновая футеровка выполнена методом горячей вулканизации. Применение футеровки позволяет повысить тяговую способность приводного барабана. Футеровка рифленая канавками (см. рис.1.4) при малом собственном износе обеспечивает постоянное значение коэффициента сцепления.

Рис.1.4.Футерованный барабан.

Отклоняющие и концевой барабан нефутерованы. Все барабаны – сварной конструкции с выносными опорами и сферическими самоустанавливающимися подшипниками. Крепление на валу осуществляется при помощи призматических шпонок. Корпусы подшипников крепятся к рамам болтами. Для лучшего центрирования ленты нефутерованные барабаны с краев имеют уклон.

Натяжная станция служит для создания в ленте конвейера постоянного по величине натяжения, необходимого для получения на приводном барабане потребной тяговой силы и для ограничения стрелы провеса ленты между роликоопорами. В качестве натяжного барабана используется концевой барабан, установленный вначале конвейера. По заданной планировке галереи конвейера и склада приводная станция расположена на противоположной стороне от привода конвейера. Это не совсем правильно, так как в этом случае из-за динамических нагрузок натяжение холостой ветви может быть ниже минимально допустимого. Но в данном случае невозможно сделать натяжную станцию вблизи привода, так как в том месте расположена зона разгрузки конвейера – склад.

Привод конвейера включает в себя редуктор Ц2Н-500-40-21, приводной асинхронный двигатель 5АМ315S4 мощностью 160 кВт с частотным преобразователем для плавности пуска. Соединение вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора осуществляется при помощи упругой муфты с тормозным шкивом. Полумуфта, сидящая на входном валу редуктора, одновременно является тормозным шкивом и снабжена тормозом ТКГ-400. Соединение выходного вала редуктора с валом приводного барабана осуществляется при помощи зубчатой муфты. Все крепления к валам осуществляются посредством призматических шпонок.

На данном конвейере установлены следующие очистные устройства: 1) скребки для очистки барабанов и ленты от частиц налипшего на них материала. 2) Плужковый сбрасыватель для удаления с холостой ветви ленты грязи и посторонних предметов, оставленных на ней, например, во время ремонта (ставится перед концевым барабаном).

Элементы контроля. К устройствам безопасной работы конвейера относится тормоз, уменьшающий выбег рабочего элемента при выключении двигателя и препятствующий обратному ходу ленты под действием массы груза.

В конструкции конвейера предусмотрены устройства, предупреждающие переполнение пересыпных бункеров и лотков. Это датчик завала желоба. Также имеются устройства, предохраняющие ленту от воспламенения, схода на сторону, обрыва.

Контроль скорости движения ленты осуществляется посредством датчика скорости типа УПДС-22, работающего совместно с реле скорости ВИРС-2М. Датчик скорости устанавливается над холостой ветвью ленты, с поверхностью которой непосредственно контактирует ролик датчика. Контроль скорости движения ленты предусматривается с целью выявления пробуксовки ленты на приводном барабане. При нормальной работе ролик датчика скорости вращается с определенным числом оборотов. В случае пробуксовки ленты или ее обрыва, скорость вращения ролика падает. Последнее используется как импульс, вызывающий срабатывание реле и отключение двигателя.

Контроль схода ленты осуществляется посредством устройства от схода ленты на сторону. Оно состоит из дефлекторного ролика и конечного выключателя и крепится к раме конвейера. Конечный выключатель включен в схему управления таким образом, что при смещении ленты в сторону она соприкасается с роликом, воздействует на него, что приводит к срабатыванию выключателя и отключению привода конвейера.

Аварийное отключение двигателя конвейера производится при необходимости устройством выключающим канатным ВК-100-20. Вдоль трассы конвейера на определенном расстоянии друг от друга (через каждые 50 м) установлены конечные выключатели. К рычагам конечных выключателей прикреплены канаты, протянутые вдоль конвейера. Для аварийной остановки конвейера необходимо дернуть за канат, в результате чего сработает конечный выключатель и конвейер остановится.

Контроль продольного пореза ленты осуществляется в месте загрузки конвейера. Непосредственно под лентой между роликоопорами загрузочной части и на расстоянии 20м от загрузочной части устанавливаются датчики продольного пореза ленты. Датчик состоит из ряда параллельно расположенных с зазором стержней, которые в торцах чередуясь, соединены с положительными или отрицательными клеммами цепи. В случае пореза ленты, уголь, просыпаясь на стержни датчика, замыкает электрическую цепь, в результате чего конвейер останавливается.

2. Тяговый расчет конвейера [1].

1. Исходные данные.

Тип конвейера – стационарный, разгрузка плужковыми сбрасывателями.

Угол наклона конвейера –β= 9°.

Транспортируемый груз – уголь каменный.

Суточная работа конвейера составляет от 12 до 18 часов.

Условия работы – средние: отапливаемое помещение, небольшое количество абразивной пыли, временами влажный воздух, средние освещенность и доступность для обслуживания; работает в закрытом помещении.

Угол естественного откоса - φ≈φ_н = 31°.

Производительность – 1100 т/час.

Скорость движения ленты – 2,0 м/с.

Длина конвейера – 201,5 м.

Высота подъема конвейера 16,83 м.

Ширина ленты конвейера – 1400 м.

Влажность груза - 33%.

Объемная масса груза – ρ= 0,77 т/м³.

Гранулометрический состав груза – 0-300 мм.

Климатическое исполнение и категория размещения оборудования по ГОСТ 15150-69.

2. Определение ширины ленты.

Для заданного типа конвейеров ширина ленты не должна превышать 1200 мм. Это обеспечит более компактную колею для тележек конвейера. Скорость движения ленты, с учетом того, что работа ведется с малоабразивным мелкокусковым грузом, может быть принята V = 3м/с. Тогда требуемая ширина ленты определится как [1]:

, где

k_B = 0,9 – коэффициент использования ширины ленты;

A_Q, B_Q – коэффициенты производительности, зависящие от формы роликоопоры;

С_ = 0,54– коэффициент, учитывающий наличие наклонного участка;

Тогда, подставляя полученные коэффициенты:

Проверяем полученную ширину ленты по гранулометрическому составу:

;

В соответствии со стандартом принимаем ширину ленты равной B = 1400м.

Увеличение ширины ленты по сравнению с расчетным требует пересчета скорости перемещения ленты. Новое значение скорости:

Согласно нормальному ряду принимаем окончательное значение скорости V = 2,0м/с.

Снижение скорости ленты благоприятно скажется на увеличении срока службы ленты.

Определим коэффициент использования ленты для выбранных стандартных параметров:

Для выбранных параметров коэффициент использования ширины ленты должен лежать в пределах:

Полученное значение попадает в установленные пределы, что свидетельствует о хорошем заполнении ленты грузом.

3. Определение параметров роликоопор и расчет распределенных масс.

После уточнения значений В и V определим шаг расстановки роликоопор l_р , тип и диаметр роликов D_p, массу их вращающихся частей на нагруженной G_p и порожней G_p^/ ветвях конвейера.

По данным «Союзпроммеханизации» (см. табл. 1.1), выбираем необходимые ролики, для ленты шириной В=1400 мм.

Значения , , ,

Таблица 1.1.

Насыпная плотность груза , т /	Параметры	и (кг) и , (мм) при ширине ленты В , в мм
		400	500	650	800	1000	1200	1400	1600	2000
Верхняя ветвь ленты
<1,6		10	11,5	12,5	17,9	20,7	24,3	47,5	63	-
		102	102	102	127	127	127	159	159	-
≥1,6		-	-	-	38	43	50	86,5	92,8	104
		-	-	-	159	159	159	194	194	194
Нижняя ветвь ленты
<1,6		6	7,5	10,5	19	21,5	26	40,1	43,7	-
		102	102	102	127	127	127	159	159	-
≥1,6		-	-	-	25	28	31	71,2	97	119
		-	-	-	159	159	159	159	194	194

Рекомендуемые «Союзпроммеханизацией» расстановки роликоопор для конвейера с шириной ленты В=1400 мм:

• для верхней ветви = 1200 мм;

• для нижней ветви = 3000 мм.

Исходя из этого линейные нагрузки и для роликоопор подбираем по таблице 1.2.

Значения и

Таблица 1.2.

Насыпная плотность груза , т /	Расстояние между роликоопорами (м)		и (кг/м) при ширине ленты В, мм
	верхней ветви	нижней ветви	400	500	650	800	1000	1200	1400	1600	2000
Верхняя ветвь ленты
<1,6	1	-	10,0	11,5	12,5	17,9	20,7	24,3	47,5	63,0	-
	1,2	-	8,3	9,6	10,4	15,0	17,2	20,3	39,6	52,5	-
≥1,6	1	-	-	-	-	38	43	50	86,5	92,8	104
	1,2	-	-	-	-	31,7	35,8	41,7	72,1	77,3	86,6
Нижняя ветвь ленты
<1,6	-	2,4	2,5	3,1	4,4	8,0	9,0	11,8	16,7	18,2	-
	-	3,0	2,0	2,5	3,5	6,4	7,2	8,7	13,3	14,6	-
≥1,6	-	2,4	-	-	-	10,4	11,7	12,9	29,6	40,4	49,6
	-	3,0	-	-	-	8,3	9,3	10,3	23,7	32,3	39,7

Расстояние между амортизирующими роликоопорами в зоне загрузочного устройства определяется по формуле:

Принимаем

По данным «Союзпроммеханизации» средняя линейная нагрузка от массы резинотканевой ленты при ее ширине В=1400мм:

.

Распределенная масса транспортируемого груза:

.

4. Выбор коэффициентов и определение местных сил сопротивления движению ленты.

При эксплуатации в средних условиях коэффициенты сопротивления на рядовых роликоопорах для верхней (рабочей ветви) p =0,025, для нижней х = 0,022. Коэффициент сопротивления передвижению ленты на отклоняющих барабанах, установленных на подшипниках качения: п1 = п2 = 0,03. Коэффициент сопротивления передвижению ленты на приводном барабане п3 = 0,03. Коэффициент сопротивления передвижению ленты на натяжном барабане с углом поворота 180: н = 0,06.

Сила сопротивления в пункте загрузки:

,

где fл = 0,63, fб = 0,5 – коэффициенты внешнего трения груза по резиновой ленте и по стальным бортам соответственно [2];

V1 = 1,0м/с – проекция составляющей средней скорости струи материала на направление ленты;

k_б – коэффициент бокового давления груза на бортовые направляющие.

,

где

Сила сопротивления перемещению ленты на очистном устройстве:

,

где - удельная сила сопротивления очистительного устройства, отнесенная к единице ширины рабочего элемента В (принятое значение для скребков и очистительных плужков).

Сила сопротивления плужкового сбрасывателя:

,

где - эмпирический коэффициент.

5. Определение точек с наименьшим натяжением ленты. Тяговый расчет.

Необходимость определения точек с наименьшим натяжением ленты связана с характером проектного расчета, предусматривающего выявление значения тягового коэффициента e^ и схемы фрикционного привода.

Рис. 1.5. Схема трассы конвейера.

Для нижней ветви ленты наименьшее натяжение может быть в точках 1 и 4. Производим проверку:

,

Следовательно, .

Из условия ограничения стрелы провеса для нижней ветви ленты находим:

Принимаем Н.

Определим натяжения в отдельных точках трассы конвейера.

;

Из условия ограничения стрелы провеса для рабочей ветви ленты находим:

Так как S₆=8604,6 < S_pmin=20815,2 , то принимаем S₆=20815,2 Н в качестве исходного значения.

Тяговый расчет:

Уточним число прокладок:

Оставляем i_n=4, чтобы не снижать коэффициент запаса прочности и чтобы срок службы ленты был больше.

Тогда определим фактический запас прочности ленты:

Для определения натяжения на нижней ветви ленты произведем обход трассы против направления движения ленты:

;