1.2.3. Приводы конвейеров

Конвейеры относят к числу машин непрерывного транспорта. Привод конвейера осуществляется от электродвигателя непосредственно через муфту или через дополнительную ременную или цепную передачу и редуктор на вал привода конвейера (транспортера) посредством муфты или при помощи открытой цепной или зубчатой передачи. В качестве тягового органа используют конвейерные эластичные ленты или тяговые цепи, соответственно, на вал привода устанавливают барабан или звездочки – одну или две. Каждый из рассмотренных вариантов имеет особенности, рассматриваемые ниже.

Для всех кинематических схем, заданных на проектирование, содержатся значения рабочего усилия F (Н) и скорость движения тягового органа V (м/с).

1.2.3.1. Основные параметры приводов ленточных конвейеров

Ширина ленты (мм) принимается по условию

B ≥ 100 + 0,07 ∙ F

и округляется в большую сторону по ряду 300, 400, 500, 650, 800, 1000 мм.

Число несущих слоев (прокладок) i_л принимают из условия прочности ленты:

i_л > 1,1 ∙ F / (B  [k]),

где [k] – допускаемое усилие на 1 мм ширины одного слоя ленты. Обычно [k] = 5 Н/мм.

Однако номенклатура лент ограничена и уточнить параметры ленты необходимо в соответствии с табл. 1.7.

Таблица 1.7

B, мм	300	400	500	650	800	1000
iл	3…4	3…5	3…6	3…7	4…9	5…10

Предварительно диаметр барабана (мм) определяется по формуле:

D  150  i

и округляется до значения D_б, кратного десяти.

Ширина барабана L назначается из условия

L = (1…2)∙D_б  (1,2…1,4)B.

Вращающий момент на барабане привода (Нм) определяется по формуле:

T = F  D_б / 2000.

Частота вращения барабана (вала транспортера), мин^-1:

Мощность, необходимая для привода, приведенная к валу барабана (кВт) с учетом деформационных потерь в ленте и сопротивления подшипников

принимают _б = 0,90…0,95 и _п = 0,99.

1.2.3.2. Основные параметры приводов цепных конвейеров

Тяговые цепи, применяемые в цепных конвейерах, характеризуются допускаемой нагрузкой [F] и шагом P_t, принимаемым из ряда: 80, 100, 125, 160, 200, 250 мм.

Число зубьев звездочки конвейера назначают z = 8 или 10. Делительный диаметр D связан с числом зубьев следующей зависимостью:

Проверка прочности цепей с указанными выше шагами (например, по ГОСТ 588 – 74, тяговые пластинчатые цепи) проводится по условию K  F  [F], однако главным условием работоспособности цепи является ее износостойкость. Данные для некоторых цепей по допускаемому усилию (разрушающей нагрузке) приведены в табл. 1.8.

Таблица 1.8

Обозначение цепи ГОСТ 588-74	М28	М40	М56	М80
Шаг цепи, мм (min…max)	50…200	63…250	63…250	80…315
Разрушающая нагрузка [F], Н	28000	40000	56000	80000

Коэффициент перегрузки K, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку принимают K = 2,5.

Для приводов, имеющих две звездочки, заданное значение нагрузки F для каждой цепи принимается

F_ц = 0,5 ∙ F.

Вращающий момент, приведенный к валу привода с размещенными на нем звездочками (звездочкой) (Нм), находим по формуле:

T = F  D / 2000,

а частота вращения звездочки (вала транспортера) (мин^-1)

Мощность, приведенная к валу привода P_ВТ с учетом потерь в контакте звездочек и шарниров цепи, трения в ее шарнирах и потерь в подшипниках, кВт

принимают _зв = 0,96…0,98 – КПД звездочки цепной части привода.

1.2.3.3. Передаточное отношение привода конвейера

Для ленточных и цепных конвейеров можно использовать общий подход для определения передаточного отношения привода исходя из его кинематических и энергетических характеристик.

В общем виде справедлива зависимость

i_пр = i_оп  i_ред = n_эд / n.

Для открытых передач (зубчатых, цепной или ременной) значение i_оп приближенно одинаковы и находятся в пределах i_оп = 1,5…4. Большие значения для зубчатой передачи.

Электродвигатель привода выбирается по значению мощности, необходимой для работы, причем перегрузка двигателя не рекомендуется, поскольку для конвейеров характерен режим, близкий к постоянному (режимы 0 или I по ГОСТ 21354-87). Потребляемая мощность на валу электродвигателя определяется условием:

(кВт).

Значения КПД для всех открытых передач можно назначить _оп = 0,94… …0,96, а для муфт, конструкция которых на стадии предварительных расчетов не известна, принимают _м = 1.

Коэффициент полезного действия редуктора _ред определяется по формуле в п.1.2.2.4.

Электродвигатель выбирают по каталогу исходя из требуемой мощности P, соблюдая условие P_эд  P. Окончательно двигатель принимают с учетом оптимального для конкретной кинематической схемы редуктора, заданной студенту, значения i_ред (см. п. 1.2.1.2), для чего используется таблица по форме табл. 1.9, пример заполнения которой для случая цепного конвейера при значении потребляемой мощности P = 1,58 кВт и частоты вращения n = 5,67 мин^-1 (задано – V = 0,12 м/с; принято: шаг цепи P_t = 125 мм, z = 10, открытая передача зубчатая, i_оп = 5,2) приведен ниже.

Анализ результатов расчетов в табл. 1.9 указывает на возможность использования 3-го варианта.

Таблица 1.9

Вари­ант	Тип двигателя	nс, об/мин	nэд, об/мин	nВТ, об/мин	iпр = nэд / nВТ	iОП	i = iпр / iОП
1	112MA8/700	750	700	5,67	126,98	5,2	23,08*
2	100L6/970	1000	970		170,19		32,73*
3	90L4/1425	1500	1425		254,85		49,01
4	80B2/2850	3000	2850		507,94		97,68

1.2.3.4. Момент на колесе тихоходной передачи редуктора

Возможны два варианта определения момента Т_2Т на колесе тихоходной передачи редуктора.

Вариант 1. Открытая цепная или зубчатая передача установлена между валом транспортера и редуктором. В этом случае (_оп приведено в п. 1.2.3.3)

Вариант 2. Открытая передача установлена между электродвигателем и редуктором, при этом

Значения _оп , _м и _п приведены в пп. 1.2.1.1 и 1.2.1.2.

Полученные величины округляются до целого числа и вносятся в табл. 1.1.

1.2.3.5. Частота вращения быстроходного вала редуктора

Частота вращения n определяется в зависимости от кинематической схемы привода в следующем порядке для случаев:

1) открытая передача установлена между валом транспортера и редуктором

n = n_эд

и принимается в соответствии с табл. 1.9;

2) открытая передача размещена между валом электродвигателя и быстроходным валом редуктора, частота вращения последнего определяется из соотношения

n = n_эд / i_оп .

Принятые значения n заносятся в табл. 1.1.

1.2.3.6. Эквивалентное время работы привода конвейера

Эквивалентное время L_he привода назначается в зависимости от режима работы и заданного срока службы L_h (час). Возможно задание срока службы в виде L_год в годах. При этом необходимо подсчитать L_h по формуле:

L_h = L  365  K_год  24  K_сут ,

где L_год – срок службы в годах (обычно L_год = 10…15 лет);

K_год – коэффициент использования привода в течении года (для типовых условий K_год = 1);

K_сут – коэффициент использования привода в течении суток (например, при двухсменной работе K_сут = 0,67).

Окончательно L_he определится по формуле:

L_he = _H  L_h.

и округляется до значения, кратного 100.

Коэффициент _H принимается в зависимости от категории режима. При постоянном режиме _H = 1, при тяжелом режиме _H = 0,5. В остальных случаях используются данные табл. 1.3.

Принятое значение L_he заносится в табл. 1.1.

1.2.3.7. Допускаемые контактные напряжения и коэффициенты ширины зубчатых венцов

Для быстроходной и тихоходной передач значения [_H]_Б , [_H]_Т , а также _ba Б и _ba Т назначаются по рекомендациям пп. 1.2.1.3 и 1.2.1.4 и заносятся в табл. 1.1.

1.2.3.8. Коды зубчатых передач и редуктора

Коды зубчатых передач редуктора и его кинематической схемы назначаются в соответствии с пп. 1.2.1.6 и 1.2.1.7 и записывают в табл. 1.1.