Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

.pdf
Скачиваний:
71
Добавлен:
22.02.2016
Размер:
26 Mб
Скачать

N у k 3 N p 1,1 12 13 ,3 кВт

ПРИНИМАЕМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ С ПОВЫШЕННЫМ ПУСКОВЫМ МОМЕНТОМ (ТАБЛ. 16. ПРИЛОЖ.)

ТИП 4АР160М6У3

МОЩНОСТЬ N 15кВт; ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ п 975 об / мин;

МАХОВОЙ МОМЕНТ GD2 0,73кг м2

масса 150 кг.

Предварительно принимаем звездочки с числом зубьев z=12 и цепь с шагом t 125 мм. Тогда диаметр делительной окружности приводных звездочек

будет

D

 

t

 

125

483,0 мм

sin

180

sin 180

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

12

 

Частота вращения звездочек

nзв

 

60

60 0,5

19,8 мин 1

3,14 0,483

 

 

D0

 

Передаточное число редуктора

up nэл.дв

 

975

49,2

nзв

 

19,8

 

Крутящий момент на выходном валу редуктора

M кр W0 D20 22925 0,4832 5536 Нм

где W0 - тяговое усилие привода.

Оканчательно принимаем (табл. 20 прилож.) трехступенчатый редуктор типа 1Ц3У-250 (цилиндрический, u p 50, номинальный крутящий момент на

выходном валу и тяжелом режиме работы при u 16...200 ; М кр 6300 Нм; масса

335 кг).

Расчетное усилие в цепи

 

 

 

 

 

S p

1,15

S8 Sдин

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

где S дин

 

6 2

q гр q n L 2

 

 

 

 

 

- динамическая нагрузка на цепи.

 

gz

2

t ц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qгр

545Н / м - погонная нагрузка от груза;

qn 687H / м - погонная нагрузка от движущегося полотна;

- коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера

2

при Lк 25 м;

1,5

при

Lк 25...60 м;

1,0

при

Lк 60 м.

Sдин

6 3,142 545

1

687 120 0,5

2

12382 Н

 

9,81

12

2 0,125

 

 

 

 

 

S p 1,15

28486 12382 23500 Н

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Разрывное усилие цепи

S разр nS p 6 23500 141000 H

где п=6…10 – коэффициент запаса прочности цепи.

Принимаем окончательно тяговую пластинчатую цепь М160 (ГОСТ 58881) с шагом t=125 мм, разрывным усилием Рразр=160000 Н (табл. 5 и 6 прилож.)

Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера

 

 

 

 

 

Smax 1,15

S8

Sдин Sд.п

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

где Sд.п – динамическое усилие в цепи при пуске

Sд.п m

к

D0

дв

м

21775 0,483 157,7 0,95 15757 Н

 

2

u р

2

 

50

 

εдв угловое ускорение вала электродвигателя.

Приведенная масса движущихся частей конвейера

mк ку 2qп qгр L к G g g1 0,9 2 687 545 120 0,6 1200 9,81 9,181 21775 Н с2 м

где кυ=0,5…0,7 – коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со скоростью υ;

ку=0,85…0,95 – коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей;

Gυ вес вращающихся частей конвейера (без привода). В нашей конструкции к вращающимся частям следует отнести натяжные звездочки. Следует принимать ориентировочно (600…3000) кгс; В нашем случае Gυ = 1200 кгс.

Увеличение идет при увеличении нагрузок конвейера.

 

дв

 

M п.ср М ст.п

 

247,5 116,6

157,7 рад с

2

 

 

 

 

 

 

I пр

 

 

 

 

0,83

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где М п.ср

M max M min 2,2M H

1,1M H

1,65M H

1,65 975

N

 

2

n

 

 

2

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,65 975

 

24,75 кгс м 247,5 Нм

 

 

 

 

 

975

 

 

 

 

W0 D0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M cт.п

 

22925

0,483

116,6 Hм

 

 

 

 

 

2u p м

0,95

 

 

 

 

 

 

 

2 50

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя,

I

 

I

 

 

m

 

R2

1,15 0,2575

21775 0,2415

2

пp

p.м

 

к

 

 

502 0,95

0,83 H м c2

 

 

 

u 2

м

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

где Iпр муфты.момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой

I p

GD2

 

0,73

 

0,019 кгс м с2 0,19 H м с2

4g

4 9,81

 

 

 

где GD2 – маховой момент ротора электродвигателя GD2=0,73 кгс·м2

Момент инерции втулочно-пальцевой муфты Iм=0,00675 кгс·м·с2=0,0675 Н·м·с2

Тогда Ip.м.=Ip+Iм=0,19+0,0675=0,2575 Н·м·с2

Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера

 

 

 

Smax 1,15 28486 12382 15757

32559 H

Время пуска конвейера

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tп

 

Iпр

 

 

0,83 102

 

0,65 с

 

 

 

М п.ср М ст.п

 

247,5 116,6

 

 

 

 

 

 

 

где

n

 

3,14 975

102 рад / с – угловая скорость электродвигателя

 

30

 

30

 

 

 

 

 

 

 

Радиусы изгиба трассы конвейера принимаем R1=R2=1,7 м (табл. 3.8) Таблица 3.8 Значение наименьших радиусов изгиба трассы конвейера

Шаг цепи t, мм

Радиус, мм

Шаг цепи t, мм

Радиус, мм

 

 

 

 

100

1,4

200

2,8

125

1,7

250

3,5

160

2,3

320

4,6

Расчет натяжного устройства показан в главе 2.

Прочностные расчеты основных узлов пластинчатого конвейера (валов, подшипников, звездочек и т.п.) производить по методике, изложенной в курсе «Детали машин»

2. Скребковые конвейеры. Конструкция. Способ перемещения груза. Рас-

чет конвейеров.

ГЛАВА 4. СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

4.1. УСТРОЙСТВО И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Скребковые конвейеры представляют собой группу транспортирующих машин, принцип действия которых основан на волочении транспортируемого груза по неподвижному желобу с помощью скребков, прикрепленных к тягово-

му органу – цепям. Форма и высота скребков являются основными конструктивными отличиями конвейеров.

Скребковые конвейеры делят на два типа по способу перемещения груза

– порционного и сплошного волочения. К первому типу относятся конвейеры со сплошными высокими скребками (рис. 4.1), высота которых приблизительно равна высоте желоба, ко второму типу – конвейеры со сплошными низкими (погружными) (рис. 4.2) и контурными скребками (рис 4.3), в которых груз перемещается не отдельными порциями, а сплошным слоем, высота которого в несколько раз выше высоты скребков. Срезания нижнего слоя груза, равного высоте скребка, не происходит, так как сила сдвига (сила внутреннего трения) частиц груза значительно выше сопротивления трению их о дно и стенки желоба. Из за трения о боковые стенки желоба происходит некоторое отставание груза от скребков.

Рисунок 4.1. Скребковый конвейер порционного волочения: 1, 5 – приводные и натяжные звездочки; 2 – тяговая цепь; 3 – скребки; 4 – направляющие; 6 – ролики; 7 – загрузочное устройство; 8 – закрытый желоб; 9 – шиберный затвор.

Рисунок 4.2. Скребковый конвейер со сплошными низкими скребками: 1 – скребок; 2 – желоб.

При использовании контурных скребков (рис. 4.3) заметного отставания груза не наблюдается, сопротивление движению уменьшается. В таких конвейерах могут быть крутонаклонные участки.

Скребковые конвейеры состоят из неподвижного открытого или закрытого желоба 8 (рис. 4.1), по которому двигается замкнутая цепь 2 со скребками 3, огибая приводные 1 и натяжные 5 звездочки. Ролики 6 цепи катятся по направляющим 4, закрепленным на корпусе конвейера. Приводным звездочкам сообщается движение от привода, состоящего из двигателя, редуктора и соединительных муфт. Вал натяжных звездочек монтируют на опорах и с помощью винтового устройства перемещают по направляющим. Загрузочным устройством 7 груз засыпается в любом месте по длине конвейера и скребками перемещается по желобу. Разгрузка происходит в конце конвейера или другом месте

через выпускные отверстия в днище желоба, которые открываются и закрываются шиберными затворами 9.

Рисунок 4.3. Конвейеры с контурными скребками: а – вертикальный; б – крутонаклонный; в – L-образный; г – Z-образный.

Скребковые конвейеры используют для транспортирования различных легкосыпучих, пылевидных, зернистых и кусковых неабразивных грузов в горизонтальном и пологонаклонном направлениях. Их не рекомендуется применять для перемещения сильно влажных и липких грузов из-за сложной разгрузки, а так же абразивных грузов из-за большого износа желоба, скребков и тяговых цепей.

Основные преимущества скребковых конвейеров – небольшие габаритные размеры в поперечном сечении, герметичность транспортировки, возможность промежуточной загрузки и главное – разгрузки груза. Поэтому скребковые конвейеры часто используют как распределительные. К преимуществам скребковых конвейеров относится так же простота конструкции, жесткая кинематическая связь тягового органа с приводной станцией, исключающая проскальзывание и нарушение скорости транспортирования. Недостатки скребковых конвейеров – интенсивное изнашивание ходовой части и желоба, обусловленное перемещением груза волоком, и, как следствие этого, повышенный расход электроэнергии.

Скорость скребковых конвейеров составляет 0,15…1,0 м/с, длина – до 100 м и производительность – до 100 т/ч. Скребковые конвейеры для угольной промышленности имеют скорости 0,2…1,2 м/с, длину до 200 м и производительность до 500 т/ч.

Скребковые конвейеры изготовляют с цепью, замкнутой в вертикальной или горизонтальной (реже) плоскости.

Формы скребков могут быть прямоугольные (рис. 4.4, а), трапецеидальные (рис. 4.4, б) и полукруглые (рис. 4.4 в). Для трубчатых скребковых конвейеров скребки могут быть и круглые.

Рисунок. 4.4. Поперечное сечение конвейера с высокими сплошными скребками: а – прямоугольные; б – трапецеидальные; в – полукруглые.

Основные элементы скребковых конвейеров – цепи, скребки, приводы, натяжные устройства и желоба.

Цепи различного типа служат тяговым элементом большинства скребковых конвейеров. Наибольшее применение находят пластинчатые тяговые цепи (ГОСТ 588-81); тяговые разборные цепи (ГОСТ 589-85); сварные тяговые цепи (ГОСТ 23199-70); вильчатые (ГОСТ 12996-90) (табл. 5, 7, 8 и 9 прилож) и цепи, изготовленные заодно со скребками.

Вконвейерах с высокими скребками применяют обычно одну или две пластинчатые втулочно-катковые цепи типа 3–4 по ГОСТ 588-81 с шагом 40,

50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315 и 400 мм. В коротких тихоходных конвейерах применяют разборные тяговые цепи по ГОСТ 589-85 с шагом от 80 мм

исварные по ГОСТ 23199-70.

Вконвейерах со сплошными низкими скребками тяговым элементом служит пластинчатая втулочная или втулочно-роликовая цепь (ГОСТ 588-81) или вильчатая цепь (ГОСТ 12996-90) с шагом 160…200 мм. Обычно при шири-

не скребков до 500 мм применяют одну цепь, свыше 500 мм – две цепи. Нормализованные прямоугольные скребки предусматривают консольное

и симметричное крепление к тяговым цепям. Консольные скребки шириной 200…320 мм и высотой 100…160 мм закрепляют на одой цепи, консольные и симметричные скребки шириной 400 мм и высотой 200 мм закрепляют на двух цепях. Высокие скребки изготавливают из стальных листов толщиной 3…8 мм или из пластмассы; скребки трубчатых конвейеров из стали, чугуна, пластмассы или резины толщиной 10…20 мм и диаметром 94…198 мм; низкие скребки – из стержней, профильной или полосовой стали.

Применение скребков из пластмассы или алюминиевых сплавов позволяет значительно снизить вес, повысить долговечность желоба и исключить возможность появления искр при ударах скребков на стыках секций, что важно при транспортировании взрывоопасных или легковоспламе-няющихся грузов.

Крепление скребков с цепями осуществляется с помощью сварки или крепежных деталей. Как и высокие скребки, они могут располагаться симмет-

рично или несимметрично относительно горизонтальной оси поперечного сечения цепи.

Контурные скребки изготавливают совместно со звеньями цепи или отдельно и прикрепляют к вильчатым или пластинчатым цепям. Известно применение скребков из пластмасс.

Желоб конвейера с высокими скребками изготавливают по форме скребка прямоугольного, трапецеидального или полукруглого сечения. Для обеспечения доступа в конвейер желоб изготавливают из секций длиной 3…6 м, а в ряде случаев в крышках предусматривают смотровые люки. Толщину стенок желоба принимают 3…6 мм.

Желоба для транспортирования абразивных материалов футеруют износостойким покрытием. Желоб трубчатых конвейеров изготавливают из труб с толщиной стенки 4…6 мм. Желоб конвейера с низкими скребками выполняют в виде единого сварного каркаса из листовой стали, подкрепленным профильным прокатом.

Наиболее изнашиваемые части желоба – дно и криволинейные направляющие перехода трассы конвейера выполняют из сменных полос легированных сталей, подвергнутых термической обработке. Там, где это затруднено, применяют повышенную толщину стенок (8…12 мм) или футеровку.

В подземных скребковых конвейерах боковины выполняют из специального профиля повышенной прочности.

Привод целесообразно устанавливать в конце груженной ветви. Электродвигатель соединяется с редуктором втулочно-пальцевой муфтой, гидромуфтой ли клиноременной передачей. Редуктор с приводными звездочками соединяется при помощи муфты или цепной передачи. Для повышения мощности конвейера могут устанавливать два, три или четыре привода в соответствии с принятой схемой сборки. Приводной механизм должен иметь предохранительное устройство, исключающее поломку конвейера в случае его перегрузки и при заклинивании цепи. Для этого устанавливают муфту предельного момента, предохранительные (срезные) пальцы или штифты.

Натяжные устройства в скребковых конвейерах обеспечивают устойчивое положение скребков для предотвращения их опрокидывания при консольном приложении нагрузки. Это достигается за счет увеличенного натяжения цепей.

Натяжные устройства скребковых конвейеров, как и пластинчатых, – винтовые и пружинно – винтовые. Ход натяжного устройства принимается не менее 1,6 шага цепи.

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ ТЕ ЖЕ, ЧТО И ДЛЯ ЛЕНТОЧНЫХ И ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРОВ, НО С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ РАБОЧИХ И ТЯГОВЫХ ОРГАНОВ И СПЕЦИФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Проектирование и расчет выполняют в два этапа: эскизное проектирование – проектный расчет и эскизная компоновка конвейера; техническое проек-

тирование – разработка чертежа общего вида конвейера, сборочных и рабочих чертежей узлов, проверочный расчет.

1.Прототип конвейера выбирают на основе анализа существующих отечественных и зарубежных конструкций.

2.Уточняют основные свойства транспортируемых грузов, конфигурацию трассы (углы наклона участков), место и способ загрузки, общие и специфические требования к конструкции конвейера.

3.Форму и длину канала транспортирования определяют с учетом вида и размеров помещений, в которых размещают конвейер, а для встроенного конвейера – с учетом размеров отводимого для него места в общей компоновке технологической линии.

4.Скорость транспортирования принимают постоянной или регулируемой

вопределенном диапазоне в зависимости от назначения конвейера. Скорость движения скребковых конвейеров меньше скорости ленточных вследствие больших потерь на трение.

5.Расчетная производительность скребкового конвейера т/ч,

Q 3600 F 3600 B h K ,,

(4.1)

где F – расчетная площадь груза в желобе, м2;

B , h – соответственно ширина и высота желоба;

– коэффициент заполнения желоба: 0,5…0,6 для легкосыпучих грузов, и 0,7…0,8 для плохосыпучих грузов;

K – экспериментально полученный коэффициент, зависящий от

угла наклона желоба.

плотность транспортируемого груза т/м3

Коэффициент соотношения ширины и высоты скребка K bск 2...4

hск

Коэффициент K

выбирается по таблице 4.1.

 

 

 

 

Таблица 4.1. Значение коэффициента K

 

 

 

 

Груз

 

 

 

Угол наклона конвейера

 

 

 

0

10

 

20

30

 

35

40

 

 

 

 

Легкосыпучий

 

1,0

0,85

 

0,65

0,5

 

0,2

Плохосыпучий, кусковой

 

1,0

1,0

 

1,0

0,75

 

0,6

0,5

6.Обычно при проектировании конвейеров непрерывного действия необходимо выбрать геометрические параметры конвейера заданной производительности для транспортирования определенного груза. В зависимости от фи- зико-механических свойств груза выбирают рабочую скорость транспортирования, определяют геометрические размеры скребка конвейера, способ их крепления.

7. ПО ЗАДАННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НАХОДЯТ РАБОЧУЮ ШИРИНУ ЖЕЛОБА

B

( 2...4 ) Q

(4.2)

3600 K

Полученную ширину желоба округляют по типовым размерам ширины скребка (по ГОСТ 7116–77 bск 120...1200мм) с учетом зазора между желобом и

скребком на каждую сторону по 5…15 мм.

Высота скребка обычно больше высоты желоба на 25…50 мм. Шаг скребков t(2...4) hск

Вычисленная ширина желоба и шаг скребков должны быть проверены по кусковатости груза. Расстояние между скребками и ширина желоба должны

удовлетворять условиям tск 1,5amax ; B Kc amax ,

(4.3)

где Kc – коэффициент, зависящий от конструкции конвейера и харак-

тера груза: для двухцепных конвейеров и сортированных грузов 3…4; для несортированных грузов 2…2,5; для одноцепных конвейеров соответственно 5…7

и3…3,5

8.Типы проводного, натяжного, загрузочного и разгрузочного устройств предварительно выбирают с учетом общих и специфических требований, предъявляемых к конструкции, а также возможности использования стандартных и унифицированных узлов и элементов конструкции.

9.Суммарное сопротивление движению скребкового конвейера

n

 

W Wi Wгр.н Wгр.г Wпор.н Wпор.г ,

(4.4)

i 1

где Wi – сопротивление отдельных участков; n – число участков.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ГРУЗА И ТЯГОВОГО ОРГАНА (ЦЕПИ СО СКРЕБКАМИ) НА РА-

БОЧЕМ НАКЛОННОМ УЧАСТКЕ ДЛИНОЙ Lгр.н

 

 

Wгр.н Lгр.н g ( qгр qц ) ( cos sin ) ,

(4.5)

где qгр

– линейная плотность груза, кг/м;

 

qц

– линейная плотность тягового органа, кг/м;

 

 

– коэффициент сопротивления перемещению груза по желобу:

для скребковых конвейеров 0,3...1,0 ;– угол наклона ветви конвейера.

Знак (+) при перемещении груза вверх, и знак (–) при перемещении груза вниз.

Сопротивление перемещению груза и тягового органа (цепи) на рабочем горизонтальном участке длиной Lгр.г

Wгр.г Lгр.г g (qгр qц ) ,

(4.6)

Сопротивление движению порожней ветви тягового органа на горизонтальном участке длиной Lпор.г

Wпор.г Lпор.г g qц ц ,

(4.7)

где ц – коэффициент сопротивления перемещению тягового органа:

для катковых цепей 0,1…0,13; для цепей без катков (перемещающихся скольжением) 0,25…0,4 (большее значение принимают для конвейеров меньшей производительности).

Сопротивление движению порожней ветви тягового органа на наклонном участке длиной Lпор.н

Wпор.н Lпор.н g qц ( ц cos sin ) ,

(4.8)

Знак (–) указывает на то, что на рассматриваемом участке Wпор.н является движущей силой, направленной в сторону движения тягового органа (рис. 4.5).

10.Расчетное тяговое усилие (окружная сила) на приводной звездочке.

W0 ( 0 )m n Wi ( 0 )m Wгр.н Wгр.г Wпор.н Wпор.г , (4,9) i 1

где 0 = 1,05…1,1 – коэффициент сопротивления на натяжной и откло-

няющей звездочках, учитывающий потери в шарнирах цепи при их огибании и потери в подшипниках;

т – число звездочек, кроме приводной.

11.Расчетная мощность приводного электродвигателя, кВт

N

W0

,

(4.10)

1000

 

0

 

 

где 0 – КПД всего передающего механизма, включая приводные звездочки.

12. Определение усилий в тяговом органе. Усилие в набегающей ветви тягового органа

Sнаб W0 Sсб ,

(4.11)

Усилие в сбегающей ветви тягового органа в общем случае

 

Sсб (1,0...1,15 ) Smin ,

(4.12)

где Smin – минимальное натяжение тягового органа, Н.

 

В конкретном случае Sсб можно определить суммированием всех сил, действующих на порожнюю ветвь цепи (рис. 4.5)

Sсб Smin Wпор.г Wпор.н ,

(4.13)