16.3. Пример расчета пластинчатого конвейера

Рассчитать пластинчатый горизонтальный конвейер при заданной производительности Q = 130 т/ч (см. рис, 8.1, а) для перемещения штучных грузов плотностью р=0,95 т/м³ с размером по диагонали 700 мм, массой m=180 кг. Длина конвейера L = 45 м. Разгрузка - в конце загруженной ветви. Условия работы — средние.

На основании рекомендаций табл. 8.1 принимаем конвейер типа ПР плоский разомкнутый с ходовой частью с катками.

Исходя из размеров груза выбираем по формуле (8.2) ширину настила β = 700 + 100 = 800 мм.

По ГОСТ 22281—76 (табл. 8.2) принимаем ширину настила β=800 мм. По табл. 8.6 принимаем шаг цепи t=400 мм. В соответствии с данными табл. 8.3 и 8.7 принимаем скорость ходовой части υ=0,2 м/с.

В качестве тягового органа предварительно принимаем (см. параграф 4.4) две пластинчатые катковые с ребордами на катках (тип 4) разборные цепи со сплошными валиками (исполнение 2) и разрушающей нагрузкой (табл. III.1.11) F_paзp=112 кН. Номер цепи — M112, обозначение цепи:

Цепь тяговая M112—4—400—2 ГОСТ 588—81.

Погонная масса груза, согласно 5.12, q=Q/(3,6υ) = 130/(3,6Х0,2) = 180 кг/м.

Из формулы (5.11) найдем шаг расположения грузов на настиле t_r=m/q= 180/180 = 1м.

Приближенно погонная масса ходовой части конвейера по формуле (8.8) q_хч≈60•0,8+45=93 кг/м, где для легкого груза (р<1) из табл. 8.13 принят К=45.

Из табл. 8.12 выбираем коэффициент сопротивления движению ω= 0,1 (диаметр валика цепи— менее 20 мм).

Приняв наименьшее натяжение цепей в точке их сбегания с приводных звездочек F_min=F₁ = 1000 H (см. параграф 5.2), найдем из формулы (8.6) тяговую силу конвейера (F_б и F_пр равны нулю):

Из табл. 8.2 число зубьев звездочек для тяговых цепей z = 6. Динамическая нагрузка на цепи по формуле (8.11)

Определим натяжение в характерных точках конвейера методом обхода по контуру и уточним значение F_Q. Обход начинаем от точки с наименьшим натяжением F_min=F_l = 1000 Н.

Сопротивление на участке холостой ветви конвейера согласно (5.22) F_х=q_хчqwL=93•9,81•0,1•45=4105 Н; то же, на загруженной ветви согласно (5.17) F_r= (q +q_xч) gwL= (180+93)9,81•0,1 •45 = 12 052 Н.

Натяжение цепей в точке набегания цепей на натяжные звездочки согласно (5.35). F₂=F₁+F_х= 1000+4105 = 5105 Н.

Сопротивление на натяжных звездочках по формуле (5.26) F_пов=F₂(1,05-1)=0,05F₂.

Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек F₃=F₂+F_noв=F₂+0,05F₂ = 1,05 • 5105 = 5360 H.

Натяжение в точке набегания загруженных ветвей цепей на приводные звездочки F₄=F₃+F_Г=5360 +12 052= 17 412 Н.

Натяжение в набегающих на приводные звездочки с учетом с учетом сопротивлений на поворотном пункте 4 (на приводных звездочках) F_наб = F₄+F₄₍k_n-1) = k_пF₄=1,05• 17412 = 18 283 Н.

Уточненное значение тяговой силы конвейера согласно (5.37) F_o = F_нa6 — F₁ = 18283—1000 = 17 283 Н, что отличается от полученного ранее на 4%.

Из формул (8.12) и (8.13) найдем расчетное натяжение одной цепи

= 0,6(F_max + F_дни) = 0,6(18,283 + 2396) = 12407 Н,

где F_max=F_наб

Разрушающая нагрузка цепи при коэффициенте запаса прочности k = 8 по условию (8.14) F_paзp=8•12 407 = 99 256 Н=99,26 кН, т. е. меньше разрушающей нагрузки (112 кН) выбранной цепи. Необходимая мощность на приводном валу конвейера согласно (8.9) и пункту 3 параграфа 8.4

Р_о = 10^-3 = 10^-3 • 17283•0,2=3,5 кВт.

Требуемая мощность двигателя по формуле (6.21) при КПД привода n = 0,94 (табл. 5.1) и коэффициенте запаса k=1,2 Р=1,2Х3,45 /0,94 = 4,41 кВт.

Из табл. III.3.1 выбираем электродвигатель 4А132М8УЗ мощностью 5,5 кВт с частотой вращения.720 мин^-1.

Частота вращения приводного вала конвейера по формуле (8.15) n_п._в=60•0,2/(6•0,4) =5 мин^-1.

Передаточное число привода по формуле (6.23) u=720/5=144.

Принимаем кинематическую схему привода, состоящую из клиноременной передачи и редуктора.

С учетом пояснений к формуле (1.101), из которых следует, что для машин непрерывного действия k_р—1, из табл. III.4.13 выбираем редуктор КЦ2-750, имеющий передаточное число u_р= 118, с мощностью на быстроходном валу Р_р=6,5 кВт при частоте вращения этого вала n_б = 600 мин^-1.

При этом передаточное число клиноременной передачи u_к._п= u/u_р= 144/118= 1,22.

Проверка двигателя на достаточность пускового момента и определение коэффициента перегрузки тягового органа при пуске конвейера выполняются аналогично расчету, изложенному в параграфе 16.1.

16.4. ПРИМЕР РАСЧЕТА СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА

Рассчитать скребковый конвейер (рис. 16.3) для транспортирования каменного угля насыпной плотностью р=0,8 т/м⁸ на расстояние L=60 м под углом 6° к горизонту. Производительность конвейера Q= 60 т/ч; максимальный размер кусков рядового (несортированного)груза a_max=200 mm. Работа круглосуточная при постоянной нагрузке.

Выбираем конвейер с высокими сплошными скребками (см. параграф 9.2). При этом полагаем, что возможное крошение угля в процессе транспортирования не снижает его качества.

В соответствии с пояснениями к формуле (9.1) примем: коэффициент k=2, коэффициент заполнения желоба φ=0,7; скорость транспортирования υ=0,5 м/с; коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера k₂=1 (табл. 9.4).

По формуле (9.2); найдем рабочую высоту желоба:

Требуемая ширина желоба В_ж = kh_ж=2•0,172 = 0,345 м. Конструктивную высоту скребка h_c принимаем на 25 мм больше рабочей высоты желоба, т. е. h_с = 172 + 25= 197 мм. Ориентируясь на данные табл, 9.2, примем, высоту скребка равной 200 мм, ширину — 400 мм. Соответствующий конвейер имеет шаг скребков t_с = 500 мм, шаг звеньев цепи — 250. мм, количество тяговых цепей—2, объемную производительность транспортирования — 0,5 м/с. Производительность этого конвейера Q= Vp= 100•0,8 = 80 т/ч, т. е. больше требуемой.

Рис. 16.3 Схема скребкового конвейера (к примеру расчета – параграф 16.4)

По рекомендациям параграфа 9.2 зазор между скребком и желобом должен быть равным 5...15 мм с каждой стороны. Приняв его равным 10 мм, получим окончательно ширину желоба В_ж= 400+2•10=420 мм.

Проверим размеры желоба при a'=a_max [см. (4.3)] по условию (9.3): В_ж = 420>2•200=400 мм, t_с=500> 1,5x200=300 мм.

Из формулы (5.12) определяем погонную массу груза: q=Q/(3,6v)=60/(3,6•0,5)=33,33 кг/м.

Погонная масса q_ц ходовой части (цепей и скребков) двухцепного конвейера при k_ц=0,7 [см. пояснения к формуле (9.6)] q_ц=0,7•33,33≈23,3 кг/м.

Для выполнения тягового расчета разобьем конвейер на отдельные участки (рис. 16.3) и определим натяжение в отдельных точках цепи методом обхода по контуру. Минимальное натяжение тяговой цепи в точке 1 примем равным. F₁=3000 Н (см. параграф 9.3). Предварительно выберем в качестве тягового органа две катковые цепи типа 4 (с ребордами на катках) по ГОСТ 588—81 (М224) с шагом t_ц=250 мм, разрушающей нагрузкой 224 кН (цепьс таким шагом рекомендует и табл. 9.2, для выбранного нами конвейера).

Коэффициент трения [см. табл. 4.1 и (4.7)] рядового кускового, каменного угля по стальному желобу f_д=0,54. Из табл. 9.5 коэффициент сопротивления движению груза по желобу w_r=1,1f_д=1,1х0,54=0,6, коэффициент сопротивления движению тяговой цепи с катками w_ц=0,12.

Длина горизонтальной проекции конвейера [см. (5.19)]

= 60cos 6° = 59,67 м.

Высота подъема груза по формуле (5.20) Н^г=60 sin 6⁰=6,27,м.

Сопротивление на прямолинейном загруженном участке конвейера согласно формуле (9.6)

F_1-2 = (qw_ц +q_цw_ц) + (q + q_Ц) H'g = (33,33 • 0,6 + 23,33 • 0,12) X 59,67•9,81+ (33,33+ 23,3) 6,27•9,81 = 16 826 Н.

Сопротивление на прямолинейном холостом участке конвейера получим из формулы (9.6) при q=0. Поскольку холостая ветвь движется вниз, перед вторым слагаемым этой формулы должен быть знак «минус»:

F_1-2=q_цg(w_ц - H^х )=23,3•9,81(0,12•59,67-6,27)=203 Н.

Натяжение цепей в точке 2, согласно формуле (5.35), F₂ = F₁ +F_1-2=3000+203=3203Н.

Сопротивление на участке 2 (на звездочках) определим согласно формуле (5.26), приняв коэффициент k_n=l,06: F_2-3=F₂(k_п— 1) = = 3203(1,06-1) = 192 Н.

Натяжение цепей в точке 3, согласно формуле (5.35), F₃=F₂+ F_2-3=3203 +192 = 3395 Н.

Натяжение цепей в точке 4 F₄=F₃+F_3-4=3395+16 826 = 20 220 Н.

Натяжение в набегающих на приводные звездочки тяговых цепях с учетом сопротивлений на поворотном пункте 4 (на приводных звездочках) F_наб+F₄+F₄(k_п-1)=k_пF₄₌ 1,06•20220=21 433 Н.

Тяговая сила конвейера по формуле (5.37) F₀=21433—3000 = 18 433 Н.

Необходимая мощность двигателя конвейера по формуле (5.38) Р=18433•0,5/(10³•0,96) =9,6 кВт. Здесь КПД привода конвейера (см. табл. 5.1) n = 0,96.

Из табл. Ш.3.2 выбираем двигатель 4АР16ОМ8УЗ с повышенным пусковым моментом мощностью 11 кВт и частотой вращения n = 730 мин-¹.

Частота вращения приводного вала конвейера по формуле (8.15) n_п.в = 60•0,5/(7•0,25) = 17,14 мин^-1.

Здесь принято число зубьев звездочки z=7 (см. табл. 8.2).

Требуемое передаточное число привода [см. (6.23)] и = 730/17,14=42,59.

Согласно пояснениям к формуле (1.101), расчетная мощность, на быстроходном валу редуктора для машин непрерывного действия принимается равной наибольшей статической мощности: Р_р=Р=9,6 кВт.

Из табл. Ш.4.2 выбираем редуктор типа Ц2-400 с передаточным числом u_р = 41,34, с мощностью на быстроходном валу при тяжелом режиме работы 11,1 кВт.

Проверка двигателя на достаточность пускового момента и определение коэффициента перегрузки тягового органа при пуске конвейера выполняется аналогично расчету, изложенному в параграфе 16.1.