Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет конвейеров предприятий строительной индустрии. Учебное пособие
.pdf
ГЛАВА 2. ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ.
КОНСТРУКЦИЯ, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Ленточные конвейеры являются наиболее распространенными
транспортирующими машинами (рис. 2.1), которые широко применяются на строительных площадках, карьерах и производственных
предприятиях строительной индустрии [1, 2, 4].
Рис. 2.1. Ленточный конвейер
Ленточные конвейеры используются для транспортирования сыпучих и кусковых материалов, штучных грузов как в горизонтальном,
так и в наклонном направлениях с углом подъема β, не превышающим 2/3 угла естественного откоса материалов в движении, т.е. для
строительных материалов β ≤ 22 °.
Материал перемещается бесконечной прорезиненной лентой 4
(рис. 2.2), огибающей приводной 6 и натяжной 2 барабаны. Движение
ленты с перемещаемым грузом, поступающим через загрузочное
устройство 3, обеспечивается силой трения на поверхности ее контакта с приводным барабаном, вращение которому передается от
электродвигателя 10 через редуктор 9.
11
Рис. 2.2. Расчетная схема конвейера
Необходимое натяжение ленты обеспечивается различными конструктивными решениями, в частности грузом 1, подвешенным на
канате, второй конец которого закреплен на натяжном барабане 2.
Для повышения тягового усилия приводного барабана увеличивают угол его обхвата лентой за счет применения отклоняющего
барабана 7, а также повышают коэффициент трения f, например,
путем футеровки рабочей поверхности барабана слоем резины.
Обе ветви конвейерной ленты поддерживаются от провисания
вращающимися опорами 5 и 8, часто установленными под грузовой
ветвью и реже – под холостой.
В соответствии с видом транспортируемого груза выбирают тип
и конструкцию опор ленты (рис. 2.3). Большое значение имеет правильный выбор формы опоры рабочей ветви [24]. Прямые (однороликовые) опоры применяют в ленточных конвейерах, предназначенных
12
для перемещения штучных грузов, и при перемещении сыпучих
ρυ
β
КК
Q
В
п
=
п
К
материалов с установкой плужковых сбрасывателей. Для обратной
(холостой) ветви в подавляющем большинстве случаев используют
прямые роликовые опоры.
При перемещении сыпучих материалов рабочую ветвь рекомендуется устанавливать на желобчатых роликовых опорах, которые
позволяют увеличить производительность конвейера. Желобчатая
роликовая опора состоит из двух, трех или пяти роликов (последующие устанавливают при лентах шириной более 2 м).
Рис. 2.3. Типы роликовых опор
Диаметр ролика зависит от типа и назначения опоры, свойства
перемещаемого груза, ширины и скорости движения ленты.
2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЛЕНТЫ
Предварительно ширину ленты определяют из следующего выражения [6, 7]:
; (2.1)
где Q – производительность конвейера, кг/с;
– коэффициент производительности, зависящий от формы
поперечного сечения грузового потока;
13
β
К
– коэффициент уменьшения производительности в зависимости
β
ρ
3
/ мкг
υ
β
К
Угол наклона конвейера β, град
К
β
10
1
10…15
0.95
15…20
0.9
в норм.
ди амет р
400
89
10 – –
89
6
500
89
11 – –
89
7,5
650
89
12,5 – –
89
10,5
800
108
22
159
45
108
19
1000
108
25
159
50
108
21,5
1200
108
29
159
57
108
26
1400
159
50
194
108
159
40
1600
– – 194
116
–
–
2000 – –
219
190
–
–
2
=
⋅ ⋅⋅
п
Q
КК В
β
υ
ρ
от угла наклона конвейера
– насыщенная плотность груза,
(табл. 2.1);
;
– скорость конвейера, м/с.
Таблица 2.1
Значение коэффициента
Далее полученное значение округляется в большую сторону до стандартного значения (табл. 2.2, столбец 1).
Таблица 2.2
Основные параметры роликовых опор
Ширина
ленты,
мм
исполнении
рол ик а,
мм
Желобчатая опора Прямая опора
в т яж елом исп ол нении
масса,
ди амет р
диаметр
ролика, мм
масса,
масса, кг
кг
рол ик а, м м
кг
формуле [6, 7]:
После выбора ширины ленты уточняется скорость конвейера по
, м/с. (2.2)
14
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ НАГРУЗОК
л
q
гр
q
х
q
Распределенные
Ширина резинотканевой ленты, мм
л
q
3,7
4,7
6,2
8,2
14,3
17,4
20,4
27,5
34,2
гр
q
8,2
8,4
9,8
19,6
22,6
27,1
32,6
34,1
63,7
х
q
2,5
2,75
4,3
7,2
8,7
12,5
17,4
18,4
29,0
υ
Q
qг=
min1
ff =
ПРИ РАБОТЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Расчетные распределения массы, приходящей на 1 м длины
ленты
и вращающих частей роликовых опор
груженой и
холостой ветвей, определяем ориентировочно по таблице 2.3.
Таблица 2.3
Ориентировочные значения линейных масс для ленточных конвейеров
массы опор
и ленты, кг/м
400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 2000
Распределенная масса груза рассчитывается по формуле [6]:
. (2.3)
2.3. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Контур трассы конвейера разбиваем на отдельные участки
(рис. 2.4), которые имеют характерный вид изменения сопротивления
перемещению ленты и груза [7].
Рис. 2.4. Схема трассы ленточного конвейера
Тяговый расчет выполняется методом обхода по контуру конвейера, начиная расчет натяжений ленты с точки сбегания ленты с приводного барабана. Минимальная сила натяжения ожидается в точке 1,
с которой и начинаем тяговый расчет. Наименьшая сила натяжения
ленты равна предварительному натяжению ленты по формуле:
. (2.4)
15
В ленточных конвейерах невозможно задать предварительное
1
f
1
f
21−
W
2
l
сдхл
Kglqqff
212
)( ++=
сд
K
сд
К
Желобчатые ролики
L<100 м
L>100 м
Хорошие (в сухом чистом
Средние (с небольшим
Тяжелые (летом, на открытом
То же, зимой
0,04
0,045
0,042
23
kff =
k
02,
1=k
4334 −
+= Wff
4
3−
W
'
43
−
W
''
43−
W
gНqKglqqWWW
лсдхл
±+=±=
−−− 1
''
43
'
4343
)(
натяжение, так как оно зависит от тяговой силы на ведущем барабане,
которая находится только после тягового расчета. Оставим пока численное значение
неизвестным и будем выражать натяжение ленты
в последующих точках.
Сила натяжения ленты в точке 2 (набегания холостой ветви на
отклоняющий барабан) будет складываться из силы натяжения
и сопротивлений движения ленты
рам на участке 1-2 длинной
по формуле:
по холостым роликовым опо-
, (2.5)
где
– коэффициент сопротивления движению ленты при тяжелых
условиях работы (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Коэффициент сопротивления движению
Условия работы конвейера П рямы е ролик и
помещении, без пыли)
0,018 0,02 0,018
0,022 0,025 0,022
содержанием абразивной пыли)
0,03 0,035 0,032
воздухе)
Сила натяжения ленты в точке 3 (схода ленты с отклоняющего
барабана):
, (2.6)
где
барабана,
– коэффициент увеличения силы натяжения при огибании
при угле обхвата менее 90 °.
Натяжение ленты в точке 4:
. (2.7)
Сопротивление
включает составляющие, связанные с пре-
одолением силы трения на роликовых опорах
участке 3-4
:
и веса ленты на
. (2.8)
16
Знак «+» ставится при движении ленты на подъеме, а знак «–»
gНqKglqqff
лсдхл
−++=
134
)(
β
sin
1
⋅= l
Н
45
кff =
k
06,1=k
заг
f
ff +=
5
6
υ
н
υ
υ
υ
=
н
0=
заг
f
56
ff =
gНqqKglqqqfWff
глсдггрл
)()(
166567
++−++=+=
−
78
кff =
k
02,1=k
сдггрл
KglqqqfWff
289889
)( +++=+=
−
1
f
9
f
1
f
πα
3,0
119
fff
f
==
при движении ленты на спуск.
Тогда выражение (2.7) приобретает вид:
. (2.9)
Высота подъема груза:
. (2.10)
Сила натяжения в точке 5 (сбегания ленты с концевого барабана):
, (2.11)
где
– коэффициент увеличения силы натяжения при огибании
барабана,
при угле обхвата 180 °.
Сила натяжения ленты в точке 6 (точке загрузки материала на
ленту):
. (2.12)
Сопротивление при загрузке материала на ленту зависит от производительности Q, скорости
ленты, начальной скорости
груза
и других факторов. При выборе и проектировании загрузочного
устройства следует стремиться к тому, чтобы
, тогда
,
и в этом случае:
. (2.13)
Сила натяжения ленты в точке 7:
. (2.14)
Сила натяжения ленты в точке 8:
, (2.15)
где
барабана,
– коэффициент увеличения силы натяжения при огибании
при угле обхвата менее 90 °.
Сила натяжения в точке 9 набегания ленты на приводной барабан:
. (2.16)
Для получения натяжения
рая связывает натяжение набегающей
используют формулу Эйлера, кото-
и сбегающей
ветви ленты:
. (2.17)
17
Полученные значения натяжения ленты заносят в таблицу по форме:
f1 f2
f3
f4
f5
f6
f7
f8
f9
max s
п
p
fK
i
B
σ
⋅
=
⋅
s
K
s
K
Вид трассы конвейера
горизонтальная
наклонная
Бельтинтовая
10
11…12
Синтетическая
9
10
Резинотросовая
8
9…10
max
f
p
σ
Т
К
БКМЛ-65
65
3…5
1,2
1/3
125…140
БКМЛ-65-2
65
3…5
1,2
2/4
125…140
По данным таблицы строится эпюра натяжения ленты – рис. 2.5.
Рис. 2.5. Эпюра натяжения ленты
2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ЛЕНТЫ И ЕЕ ВЫБОР
Толщина ленты определяется количеством прокладок [6, 7]:
где
– коэффициент запаса прочности ленты (табл. 2.5);
– максимальная сила натяжения ленты, Н;
– предел прочности на разрыв одной прокладки ленты, Н/мм,
(табл. 2.6).
, (2.18)
Коэффициент запаса прочности ленты
Лента
Таблица 5
Таблица 2.6
Тип
ленты
Прочность
ткани,
Н/мм
Число прокладок
Число
прокладок
18
Толщина,
мм
Толщина
Коэффициент
обкладки,
мм/шт
мм
В числителе – толщина нижней обкладки; в знаменателе – толщина
21
δδδδ
++⋅=
по
i
о
δ
1
δ
2
δ
max 1o
Wf f= −
9,
0=
η
η
υ
⋅
⋅
=
1000
o
дв
W
Р
пТбб
iККD ⋅⋅=
б
К
б
К
Тип барабана
К
Приводной
1,0..1,1
Натяжной
0,8..0,9
Отклоняющий
1,1
Т
К
верхней обкладки.
Полученное значение округлить до ближайшего целого.
Находим толщину ленты по формуле:
, (2.19)
где
– толщина прокладки;
– толщина верхней (рабочей) обкладки;
– толщина нижней обкладки (табл. 2.6).
2.5. РАСЧЕТ (ВЫБОР) ПРИВОДА КОНВЕЙЕРА
Окружная (тяговая) сила на приводном барабане конвейера [7, 8]:
. (2.20)
Применив предварительное значение КПД привода конвейера
, определим потребляемую мощность двигателя конвейера по
формуле [9]:
. (2.21)
По полученному значению выбираем двигатель конвейера (приложение 1).
Диаметр приводного барабана при использовании резинотканевой ленты рассчитывается по формуле:
, (2.22)
где
– коэффициент, зависящий от типа барабана (табл. 2.7):
Таблица 2.7
Коэффициент, зависящий от типа барабана
– коэффициент, зависящий от прочности тканевых прокладок
(табл. 2.6) (меньшее значение применяется для лент малой ширины).
19
Расчет проводим для приводного и натяжного барабана. Окончатель-
б
б
D
n
π
υ
60
=
б
дв
n
n
и =
2
t б
б
fD
Т
⋅
=
t
f
р
двб
и
nD
60
π
υ
=
max 1
2
b
ff
F+=
12bb
ll=
но D
округляют до ближайшего большего или меньшего размера из
б
стандартного ряда (по ГОСТ 22644-77): 250; 320; 400; 500; 800; 1000;
1250 мм.
Производим кинематический расчет: определяем частоту вращения приводного барабана по формуле:
. (2.23)
Передаточные числа привода для каждого табличного значения
частоты вращения электродвигателя находим по формуле:
. (2.24)
Вращающий момент на валу приводного барабана конвейера:
, (2.25)
где
– тяговая сила.
Из приложения 2 выбираем типоразмер редуктора, характеристика которого соответствует требуемому передаточному числу
и вращающему моменту с учетом 25 % запаса.
Уточняем скорость ленты:
. (2.26)
2.6. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ
Расчет вала приводного и оси концевого барабанов
Вал приводного барабана представляем как балку на двух опорах
(рис. 2.6) [10-13]. Ввиду малости весом барабана пренебрегаем.
При симметричной конструкции силы давления ступиц на вал
определяем по формуле:
. (2.27)
Они совпадают по значению с реакциями опор. Принимаем расстояние
.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]