0664 / задание 2 / ver 1 / bibliofond.ru_792930

Оглавление

Введение

. Общая часть

. Методическая часть

. Расчетно-аналитическая часть

. Техника безопасности

Заключение

Список использованных источников

Введение

Практически во всех отраслях промышленности используются ленточные конвейеры, которые обеспечивают непрерывность процессов транспортировки различных видов грузов и материалов. Их применение позволяет доставлять до нужного объекта штучные грузы и материалы, имеющие сыпучую/кусковую структуры. Транспортировка, как в горизонтальном, так и в наклонном положении (при угле наклона 18°), обеспечивается за счет особой конструкции устройства.

Горизонтальные и комбинированные трассы, по которым производится транспортировка, могут достигать длины в 10-12 км. Производительность конвейеров измеряется кубометрами перемещаемых грузов в час. В некоторых областях достаточным количеством считается несколько кубометров, а в других необходимо осуществлять транспортировку нескольких тысяч кубометров в час. По ширине конвейерные ленты встречаются как узкие (30 см), так и широкие (2 м).

Ленточные конвейеры применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства, при добыче полезных ископаемых, в металлургическом производстве, на складах и в портах в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств и технологических машин.

Работоспособность конвейера зависит не только от технического уровня самого оборудования, но и от того, как правильно он спроектирован из этого оборудования, как выбрана трасса конвейера с её радиусами кривизны, а также сконструированы опорные и другие металлоконструкции.

Цель данной работы - расчет ленточного конвейера.

1. Общая часть

Принцип работы конвейера основан на поступательном движении ленты конвейера. На верхней ветви ленты перемещается транспортируемый груз, она является грузонесущей (рабочей), нижняя ветвь является холостой (нерабочей). На всем протяжении трассы лента поддерживается желобом, настилом, роликоопорами верхней и нижней ветвей. В зависимости от конструкции, которых лента имеет плоскую или желобчатую форму. Лента приходит в движение за счет приводного барабана, который вращается посредством работы привода (это может быть мотор - редуктор, либо электродвигатель и редуктор, соединенные муфтой). Конвейеры комплектуются различными приводными механизмами: редуктор, электродвигатель, соединяющие их муфты, ременная или цепная передача, отечественными импортными и приводами, отличительной особенностью современных приводов является больший срок службы и компактные размеры. При использовании некоторых приводов не нужны дополнительные рамы для крепления соединительные муфты, ограждения. В зависимости от условий эксплуатации устанавливаются гладкие, планчатые или футерованные барабаны. Толщина ленты, тип тканевых прокладок и термостойкость (до +200 °С) зависит от характеристик транспортируемого груза.

Устройство ленточного конвейера приведено на рисунке 1.

Транспортируемый материал, а это, как правило, сыпучие материалы, загружают на конвейер с помощью загрузочной воронки, которую устанавливают в начале конвейера над концевым барабаном.

Разгрузку ленты чаще всего делают на конце конвейера с приводного барабана, но разгрузка может быть и промежуточной, тогда используют или передвижную разгрузочную тележку, или стационарный плужковый сбрасыватель (рисунок 2).

Рисунок 1 - Устройство ленточного конвейера:

- натяжной барабан; 2 - гибкая лента; 3 - приводной барабан;

- передвижная разгрузочная тележка; 5,6,7,8,9 - роликовые опоры

Рисунок 2 - Плужковый сбрасыватель

. Методическая часть

При определении производительности различают техническую и эксплуатационную производительность транспортирующих машин. Техническая производительность (Q) определяется техническими параметрами машины и свойствами перемещения груза.

Эксплуатационная производительность (Q_э) рассчитывается по формуле

Q = Q_э / К_э,

где К_э - общий эксплуатационный коэффициент использования машины

К_э= К_вК_гК_н,

где К_в - коэффициент использования транспортирующей машины во времени (0,75-0,94);

К_г - коэффициент готовности машины, равный 0,96;

К_н - коэффициент непрерывности загрузки машины, равный 0,75.

Расположение насыпного груза на ленте определяется профилем сечения рабочей ветви ленты, уложенной на роликоопоры.

Ширину (В, м) ленты конвейера рассчитывают по формуле

,

где Q - производительность конвейера, т/ч;

К_п - коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, зависящий от угла наклона боковых роликов и подвижности груза;

К_ - коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере;

 -скорость движения ленты, м/с.

В таблице 1 приведена характеристика наиболее используемых материалов.

Таблица 1 - Характеристика материалов

Груз		Насыпная плотность, т/м3		Угол естественного откоса, град	Абразивность материалов				Средние значения коэффициента трения по стали в сухом состоянии
Подвижность частиц - легкая
Сухой песок		1,40-1,65		30-35			С		0,80
Сухой кокс среднекусковой		0,48-0,53		35-50			Д		1,00
Глина сухая мелкокусковая	1,00-1,50		50			В		0,75
Отработанная смесь	1,25-1,30		30-45			С		0,71
Подвижность частиц - средняя
Песок (влажность до 20%)	1,50-1,65		25-30			-		-
Формовочная смесь	1,60		40-45			-		-
Глина крупнокусковая влажная	1,40-1,60		45-50			-		-
Уголь каменный крупнокусковой	0,65-0,80		30-45			В		0,7
Подвижность частиц - малая
Сырая глина	-		50-56			-		-

Таблица 2 - Значение коэффициента площади поперечного сечения груза на ленте (К_п)

Роликоопора	Угол наклона боковых роликов бж, град	Подвижность частиц груза
		Легкая	средняя	Малая
Прямая	0	158	240	328
Желобчатая, трехроликовая	20	393	470	550
	30	480	550	625
	45	580	633	692
	60	582	620	662

Таблица 3 - Значение коэффициента уменьшения сечения груза на наклонном конвейере (Л) для транспортирования насыпных грузов различной подвижности на ленте с резиновой рабочей поверхностью

Подвижность частиц груза		Угол наклона конвейера в, град
	1-5		6-10	11-15	16-20	21-24
Легкая	0,95		0,90	0,85	0,80	-
Средняя	1,00		0,97	0,95	0,90	0,85
Малая	1,00		0,98	0,97	0,95	0,90

При транспортировании кусковых грузов полученную ширину ленты необходимо проверить по кусковатости груза согласно условию

В_х = х · а_max+ 200,

где В_х - ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм;

х - коэффициент крупности груза (для сортированного груза х = 3,5; для рядового х = 2,5);

а_max - максимальный линейный размер типичных кусков, мм.

Если В < В_x, то принимают ширину В_x и соответственно уменьшают скорость движения ленты для обеспечения заданной производительности. Если В > В_x, то принимают значение В.

Расчетное значение ширины ленты округляется до ближайшего большего стандартного значения, выбранного из нормального ряда: 400; 500; 650; 800; 1 000; 1 200; 1 400; 1 600; 2 000; 2 500; 3 000 мм.

Для обеспечения заданной производительности при принятой ширине ленты скорость ленты должна составлять

Полученное значение скорости уточняем по нормальному ряду скоростей (ГОСТ 22644-77), м/с: 0,250; 0,315; 0,400; 0,500; 0,630; 0,800; 1,000; 1,250; 1,600; 2,000; 2,500; 3,150; 4,000; 5,000; 6,300; 8,000; 10,000. Отклонение скоростей от указанных допускается в пределах ± 10 %.

Диаметр ролика и тип роликоопоры выбирают в зависимости от ее назначения, характеристики транспортируемого груза, ширины и скорости движения ленты (таблица 4). Основные параметры роликов и роликоопор установлены ГОСТ 22646-77 и ГОСТ 22645-77, соответственно.

Расстояние между роликоопорами на нижней ветви принимают в 2-2,5 раза большими, чем на верхней, но не более 3,5 м.

Таблица 4 - Рекомендация по выбору ролика желобчатой и прямой роликоопоры

Диаметр ролика Dр	Ширина ленты, мм	Плотность транспортируемого груза, т/м3	Максимальная скорость движения ленты, м/с
89	400; 500; 650 800	1,6 1,6	2,0 1,6
108	400; 500; 650 800; 1000; 1200	2,0 1,6	2,5 2,5
127	800; 1000; 1200	2,0	2,5
159	800; 1000; 1 200 1 400 1600; 2000	3,5 3,5 3,5	4,0 3,2 3,2
194; 219; 245	800; 1 000; 1 400 1 600; 2 000	3,5 4,0	4,0 6,3

Линейная сила тяжести груза вычисляется по формуле

,

где Q_р - расчетная средняя производительность конвейера, т/ч;

 - скорость движения ленты, выбираемая из нормального ряда, м/с;

g - сила тяжести, равная 9,8 м/с;

Контур трассы конвейера разделяют на отдельные участки по виду сопротивлений прямолинейные (горизонтальные, наклонные), повороты отклонения ленты на роликах или барабанах, узлы загрузки и отгрузки и т.п. Нумерацию и расчет начинают от точки сбегания ленты с приводного барабана и продолжают по всему контуру трассы до конечной точки набегания ленты на приводной барабан.

- на нижней (обратной) ветви

W_в = L_г. _н. (q_л + q_р.н)  q_л. Н;

на верхней (рабочей) ветви

W_н = L_г. _н. (q_л + q_г + q_р.в)  (q_л + q_г). Н.

Знак «плюс» принимается для участков подъема, а знак «минус» - спуска ленты и груза.

Натяжение ленты на прямолинейном нижнем участке

₂ = S₁ + щ_н,

Натяжение ленты на роликах или барабанах

₃ = о · S₂ = о · (S₁ + щ_н),

где о - коэффициент сопротивления движению ленты на барабане, равный 1,02-1,06.

Натяжение ленты на прямолинейном верхнем участке

S₄ = S_max= S_нб = S₃ + щ_в = о · (S₁ + щ_н) + щ_в._нб = S_сб · е^мг,

Окружное усилие на приводном барабане (кВт) находится по формуле

.

По величине окружному усилию выбирают барабан.

Выполненный тяговый расчет необходимо проверить по минимальному натяжению ленты на трассе конвейера. Лента на всем контуре трассы должна быть натянута, и минимальное натяжение не должно быть меньше определенного значения. Минимальное натяжение ленты обуславливается допускаемым провесом ее между роликоопорами.

Для верхней загруженной ветви ленты при транспортировании насыпных грузов

S_Bmin  K_e. (q_г + q_л). l_рв + соs,

где К_е - коэффициент, зависящий от конфигурации трассы и ее сложности, равный 5-10;

l_рв - расстояние между роликоопорами верхней части ветви конвейера, м;  - угол наклона конвейера, град.

Для нижней (обратной) ветви

S_{Н min}  8. q_л. l_рн + соs,

где l_рн - расстояние между роликоопорами нижней части ветви конвейера, м.

Если полученные в тяговом расчете значения минимальных натяжений меньше (в пределах 10 %) значений, то необходимо в точках минимальных натяжений на трассе конвейера принимать значения S_{В min} и S_{Н min} сделать пересчет натяжения ленты по всему контуру трассы.

Необходимое по расчетному натяжению число прокладок ленты рассчитывается по формуле

,

где К_з - коэффициент запаса прочности ленты;

S_max - максимальное расчетное натяжение ленты, Н;

S_p1 - прочность ткани прокладки, Н/мм.

Максимальное расчетное натяжение ленты (S_max) можно рассчитать

где S_нб - натяжение набегающей ветви ленты;

e^мб - тяговый фактор.

Угол обхвата конвейера принимается в зависимости от конструкции конвейера.

Тяговый фактор - это величина, определяющая тяговую способность приводного барабана.

Коэффициент запаса прочности ленты рассчитывается по формуле

,

ленточный конвейер машина транспортирующий

где К₀ - номинальный запас прочности;

К_пр - коэффициент неравномерности работы прокладок;

К_ст - коэффициент прочности стыкового соединения концов ленты;

К_т - коэффициент конфигурации трассы конвейера;

К_р - коэффициент режима работы конвейера.

Диаметр барабана определяется его назначением, действующим на барабане натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты.

Для конвейеров с резинотканевыми лентами выбор типоразмеров приводных и неприводных барабанов производится только на основании тягового расчета по значениям усилий и крутящих моментов, действующих на барабаны в конкретных точках их установки на конвейере, и по соотношению

D_б = К_а. К_б. i, (19)

где К_а - коэффициент, зависящий от типа прокладок, ш./шт. прокладок;

К_б - коэффициент, зависящий от назначения барабана (для барабана однобарабанного привода К_б = 1, двухбарабанного - К_б = 1,1; для концевого, оборотного и натяжного барабанов при натяжении ленты до 60 % от допускаемого К_б = 0,80-0,85, а более 60 % от допускаемого - К_б = 0,9; для отклоняющего барабана К_б = 0,5); i - число прокладок основы тягового каркаса ленты.

Полученный диаметр барабана округляется до ближайшего большего или меньшего размера из нормального ряда размеров барабанов по ГОСТ 44644-77: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1 000, 1 250, 1 40, 1 600, 2 000, 2 500 мм.

Выбранный диаметр приводного барабана проверяют по действующему значению давления ленты на поверхность барабана, которое не должно превышать допускаемого:

,

где S_б - натяжение соответственно ветви ленты набегающей и сбегающей с барабана при установившемся движении (S_б = S_нб + S_сб), Н;

 - угол обхвата лентой барабана, град;

В - ширина ленты, мм;

Д - диаметр приводного барабана, мм.

Допускаемое движение по поверхности барабана для резинотканевой ленты [Р] = 0,2-0,3 МПа, для резинотросовой ленты - [Р] =0,35-0,55 МПа.

Расчетный крутящий момент на валу приводного барабана, по которому выбирают типоразмер редуктора

М_кр = 0,5 К_з  W  D_б,

где К_з - коэффициент запаса прочности и неучтенных потерь, равный 1,1-1,2; W- окружное усилие на приводном барабане.

Длина барабана принимается больше ширины ленты:

для лент шириной до 650 мм - на 100 мм;

для лент шириной 800 и 1 000 мм - на 150 мм;

для лент шириной 1 200 мм и более - на 200 мм.

. Расчетно-аналитическая часть

Исходные данные:

Производительность Q = 120 т/ч;

Угол наклона в = 15°;

Длина L = 140 м;

Угол наклона боковых роликов б = 20°;

Угол естественного откоса, 50 град

Груз - глина сухая мелкокусковая

Приводной барабан стальной (С)

Размеры кусков груза а = 10-60 мм;

Угол обхвата лентой приводного барабана г = 200°.

Эксплуатационная производительность (Q_э)

Q = 120 / 0,68 = 176 т/ч

где K_э - общий эксплуатационный коэффициент использования машины

K_э = K_в  K_г  K_н = 0,94 · 0,96 · 0,75 = 0,68

где K_в - коэффициент использования транспортирующей машины во времени (0,75-0,94);

K_г - коэффициент готовности машины, равный 0,96;

K_н - коэффициент непрерывности загрузки машины, равный 0,75.

Характер однородности частиц насыпного груза

k₀ = a_max / a_min = 60 / 10 = 6

k₀ > 2,5, т.е. груз рядовой, размеры частиц от 10 до 60 мм, т.е. груз мелкокусковой, подвижность частиц легкая, абразивность В, коэффициента трения по стали в сухом состоянии 0,75.

Необходимая ширина (В, м) ленты конвейера

=

где Q - производительность конвейера, т/ч;

К_п - коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, зависящий от угла наклона боковых роликов и подвижности груза (таблица 5);

К_ - коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере (таблица 3);  - скорость движения ленты, м/с.

Проверим ширину ленты по кусковатости

В_х = х · а_max+ 200 = 2,5 · 60 + 200 = 350 мм

где В_х - ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм;

х - коэффициент крупности груза (для рядового груза х = 2,5);

а_max - максимальный линейный размер типичных кусков, мм.

В > В_x, принимаем значение В = 500 мм.

Полученное значение скорости уточняем по нормальному ряду скоростей (ГОСТ 22644-77), м/с. Отклонение скоростей от указанных допускается в пределах ± 10 %.

(2,0 - 2,0) · 100% / 2,0 = 0%

Следовательно, скорость выбрана верно.

Выбираем прокладку БКНЛ-100 из комбинированных нитей, прочность на разрыв q = 100 Н/мм, толщина прокладки t = 1,6 мм, количество прокладок 4 мм. Толщина ленты

д = t · i + д₁ + д₂ = 1,6 · 4 + 3 + 2 = 11,4 мм

Принимаем толщину ленты д = 12 мм.

Выбор типа роликоопор.

Для ширины ленты 500 мм и максимальной скорости движения 2 м/с выбираем диаметр ролика 108 мм.

В зависимости от насыпной массы транспортируемого груза рекомендуется применять роликоопоры: особо легкие - при насыпной массе до 0,5 т/м³; легкие - до 1,0 т/м³; нормальные - до 2,0 т/м³; тяжелые - до 3,15 т/м³. При насыпной массе до до 2,0 т/м³ применяют нормальные роликоопоры, применим желобчатые верхние роликоопоры ЖГ50-108-30 (масса 34,3 кг) и для обратной ветви - прямую роликоопору (Н) (масса 14,2 кг).

Расстояние между роликоопорами на верхней ветви выбирают в зависимости от характеристики транспортируемых грузов. При ширине ленты 500 мм и плотности груза от 0,81 до 1,6 т/м³ принимают расстояние между верхними роликоопорами 1,2 м.

Расстояние между роликоопорами на нижней ветви принимают в 2-2,5 раза большими, чем на верхней, но не более 3,5 м. Расстояние между роликоопорами на нижней ветви 2,0 · 1,2 = 2,4 м.

При транспортировании кусковых грузов в зоне загрузочной воронки под лентой устанавливают не менее трех, пяти амортизирующих роликоопор на расстоянии l_р.а = 0,5 · 1,2 = 0,6 м одна от другой.

Угол наклона боковых роликов желобчатой роликоопоры равен 20 є.

Тяговый расчет

Рисунок 3 - Схема трассы

l₁ = 80 м, l₂ = 60 м.

Трасса разделена на участки, нумерация которых начинается от точки сбегания ленты с приводного барабана и продолжается по контуру трасы до точки набегания на приводной барабан.

Вертикальная проекция наклонного участка

Н = l₂ · sinв = 60· sin15 = 15 м

Определим распределенную нагрузку.

Линейная сила тяжести груза

q_гр = Q_p · g / (3,6 · х),

где Q_р - расчетная средняя производительность конвейера, т/ч;

 - скорость движения ленты, выбираемая из нормального ряда, м/с;

g - сила тяжести, равная 9,8 м/с;

Распределенная нагрузка на 1 погонный метр от груза

q_гр = Q_p · g / (3,6 · х) = 176 · 9,8 / (3,6 · 2,0) = 240 Н/м.

Распределенная нагрузка на 1 погонный метр от ленты

q_л = 0,011 · В · д = 0,011 · 500 · 12 = 66 Н/м.

Распределенная нагрузка на 1 погонный метр от роликов холостой ветви

q_р.х. = m_p · g / l_х = 14,2 · 9,8 / 2,0 = 69,6 Н/м.

Распределенная нагрузка на 1 погонный метр от роликов рабочей ветви

q_р.р = m_p · g / l_р = 34,3 · 9,8 / 1,2 = 280,0 Н/м.

Определяем силы сопротивления движению ленты на прямолинейных участках 1-2, 3-4, 5-6, 7-8. Коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты при движении ленты на желобчатых трехроликовых опорах _в = 0,025. Значения коэффициента сопротивления движению нижней ветви ленты _н = 0,022.

W_1-2 = (66 + 69,6) · 80 · 0,022 = 227 Н

W_3-4 = (66 + 69,6) · 80 · 0,022 - 66 · 15 = -751,3 H

W_5-6 = (66 + 240 + 280) · 80 · 0,025+ (66 + 240) · 15 = 5762 Н

W_7-8 = (66 + 240 + 280) · 60 · 0,025 = 879 Н

∑W_i = 238,6 - 751,3 + 5762 + 879 = 6128,3 Н

Определим натяжение ленты в характерных точках.

Натяжение ленты, сбегающей с отклоняющего или оборотного барабана (ролика)

S_сб = S₁ = (K_з · ∑W_i) / (e^мб - K_мK_з)

где К_з - коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном, равный 1,1-1,2; ∑W_i - суммарное сопротивление движению ленты на прямолинейных участках;

e^мб - тяговый фактор.

S_сб = S₁ = (1,2 · 6128,3) / (2,85 - 1,2·1,1) = 4806,5 H

Натяжение ленты на прямолинейном нижнем участке

₂ = S₁ + W_1-2 = 4806,5 + 238,6 = 5045,1 H

Натяжение ленты на роликах или барабанах

₃ = о · S₂ = 1,04 · 5045,1 = 5246,9 Н