16.5.2. Пример расчета подвесногогрузоведущего конвейера

Рассчитать подвесной грузоведущий конвейер с горизонтальной трассой, схема которой показана на рис. 16.5. Длина участков конвейера:L₂=30 м; L₄=40 м; L₅ = 50 м; L₇ = 30 м; L₉ = 80 М; L_1O=8 м. Производительность конвейера Q = 50 т/ч, масса груза на одной тележке m_г=115 кг. Конвейер расположен в закрытой отапливаемой галерее с асфальтовым покрытием пола.

В качестве тягового органа (см. табл. III. 1.13) предварительно выбираем разборную цепь: Р2-100-160 ГОСТ 589-74 с шагом t = 100 мм, разрушающей нагрузкой 160 кН, погонной массой цепи g_Ц=3,8 кг/м.

Для транспортирования грузов выберем, (см. параграф 10.2) тележку с рояльными катками на резиновых грузовых шинах грузоподъемностью 125 кг и массой (ориентировочно) m_т=30 кг. Примем шаг кареток t_K=2zt=2∙4∙100 = 800 мм, скорость конвейера (см. 10.6) v = 0,5 м/с.

Из формул (5.14) и (5.15) требуемый шаг тележек с грузами T=3,6vm_г/Q=3,6∙0,5∙115/50 = 4,14 м. примем T=4 м, тогда для обеспечения заданной производительности скорость цепи должна быть v = TQ/ (3,6m_г) =4∙50/ (3,6∙115) = 0,48 м/с.

Для обеспечения; горизонтальных поворотов пути конвейера используем роликовые батареи с радиусом поворота R = 5 м [см. пояснения к формулам (10.41) и (10.42)].

Тяговый расчет конвейера начнем с точки 1, натяжение в которой примем равным: F₁=F_min=1500 Н [см. (10.6)].

Погонная масса движущихся частей конвейера: а) тяговой ветви конвейера, согласно (10.26), q_т= (m_K+.mв)/t_K + q_ц= (5,5+3)/0,8+3,8=14,42 кг/м. Здесь из табл. 10.2 для шага цепи t=100мм принята типовая каретка ЦПК-100Р с расчетной нагрузкой 5 кН, массой m_к = 5,5 кг; масса вилки каретки (ориентировочно), ведущей тележку, m_в = 3 кг;

б) грузовой порожней ветви (подвески отсутствуют), согласно формуле (10.27), q_х=m_т/T=30/4 = 7,5 кг/м;

в) грузовой загруженной ветви, согласно формуле (10.28), q_г=q_х+m_г/T=7,5+115/4=36,25кг/м.

Натяжение в конце роликовой батареи (в точке 2) определим по формуле (10.42):

Из табл.10.9 для средних условий работы (см. табл. 10.10) при угле поворота батареи 90° принято w_r=1,05, k_в= 1,03 и w₁=0,033 из табл. 10.14 (для асфальтового дорожного покрытия).

Натяжение цепи в точке 3 по формуле (10.31) F₃=1591+ (0,08∙14,42+0,033∙7,5)∙30∙9,81=2003 Н.

Коэффициент сопротивления движению w = 0,08 принят из табл. 10.8 для средних условий работы при нагрузке на каретку ,F_n=(m_K + m_В+q_ц t_K)g= (5,5 + 3 + 3,8∙0,8) ∙9,81 = 113 Н.

Натяжение в точке 4 по формуле (10.42)

Натяжение в точке 5 по формуле (10.31) F₅ = 2120+ (0,08∙14,42+0,033∙7,5) ∙ 40∙9,81=2669 Н.

Натяжение в точке 6 по формуле (10.30) F₆=2669+(0,08∙14,42+0,033∙36,25)∙50∙9,81 = 3820Н.

Натяжение в точке 7 по формуле (10.41)

Натяжение в точке 8 по формуле (10.30) F₈=3896+(0,08∙14,42+0,033∙36,25) ∙30∙9,81=4587Н.

Натяжение в точке 9 по формуле (10.41)

Натяжение в точке 10 по формуле (10.30) F₁₀=4663+(0,08∙14,42+0,033∙36,25)∙80∙9,81=6507 Н.

Натяжение в точке11 по формуле (10.31) F₁₁=6507+(0,08∙14,42+0,033∙7,5) ∙8∙9,81 = 6617 Н.

Для рассчитываемого конвейера используем гусеничный привод. Натяжение тяговой цепи гусеничного привода по формуле (11.11) F_ГУС=1,65F_max=1,65∙6617=10918 H.

Требуемая мощность привода P_ГУС= 10^-3 F_ГУСv =10^-3∙10918∙0,48=5,24кВт.

Расчетное усилие на одну из двух винтовых натяжек в гусеничном приводе по формуле (11.12) F_н=0,33∙F_ГУС=0,33∙10918=3603Н

16.5.3. Пример расчета подвесного толкающего конвейера

Рассчитать подвесной толкающий конвейер для транспортирования и сборки изделий. Исходные данные для расчета см. в параграфе 16.5.1

В качестве тягового органа конвейера из табл. III.1.13 предварительно выбираем тяговую разборную цепь Р2-100-220 ГОСТ 589-74 с шагом 100 мм, погонной массой цепи q_ц=5,2 кг/м, разрушающей нагрузкой 220 кН.;

Принимаем для выбранной цепи звездочку с числом зубьев z=16 и диаметром делительной окружности D_o=1025,7 мм (см. табл. 10.1).

В табл. 10.7 для внутрицехового транспортирования грузов массой до 100 кг с автоматизированной загрузкой и разгрузкой рекомендуется скорость цепи v=0,3 м/с. Согласно ряду скоростей, приведенному в ГОСТ. 5946-79 (см. 10.2), принимаем v = 0,32 м/с.

Из формулы (5.15) требуемый шаг подвесок с грузами, кареток и тележек t_Г=Т=t_K=3600v/Z=3600∙0,32/1500 = 0,768 м. Из условия (10.9) при шаге цепи t=100 мм- принимаем T=2zt=2∙4∙100 = 800 мм

При этом производительность конвейера по (5.15) Z=3600∙0,32/0,8=1440 шт./ч, т. е. меньше заданной на 4 %.

Из табл. 10.2 выбираем типовую каретку ЦПК-100Р с расчетной нагрузкой 5 кН, массой m_к=5,5 кг. Примем ориентировочно массу четырехколесной тележки на грузовом пути m_т=15 кг, подвески для груза m=7,5 кг, комплекта толкателя m_т._к=3 кг, приспособления для крепления каретки к цепи m_пр = 2 кг.

Погонная масса на тяговой ветви, согласно формуле (10.26), q_т=(m_к+m_пр)/t_к+q_ц+m_тк/Т= =(5,5+2)/0,8+5,2+3/0,8= 18,32 кг/м;

на грузовой порожней ветви по формуле (10.27) q_х= (1.5+ 7,5)/0,8 = 28,12 кг/м; на грузовой загруженной ветви по формуле (10.28) q_г=28,12 + 40/(0,8∙1) =78,12 кг/м. Груз размещен на одной подвеске (z_K=l).

В соответствии с рекомендацией, приведенной в пояснениях к формуле (10.29), примем первоначальное натяжение цепи F_min= 1500 Н. Для определения натяжений в тяговом органе начнем обход трассы конвейера с точки 3, натяжение цепи в которой предположительно будет минимальным: F₃ = F_min =1500 H. Натяжение в последующих точках определим при следующих значениях коэффициентов сопротивления движению: w = 0,05 из табл. 10.8 при нагрузке на каретку F_K = (m_K + m_np+m_ТK + q_цt_K)g= (5,5+2+3+5,2∙0,8)9,81=144 H; w₁= 0,025 из табл. 10.12 для хороших условий работы при нагрузке на тележку F_T= (m_T + m_a + m_r)g= (15+7,5+40)9,81=613 Н.

Из табл. 10.9 w_п90=1,02; ш_п180=1,03; w_в= 1,015 (при угле перегиба β = 25°).

Натяжение в точке 4 по формуле (10.30) .F₄=1500+(0,05∙18,32+0,025∙28,12)∙25∙9,81=1897 Н.

Натяжение в точке 5, согласно формуле (10.33), F₄ = w_n180∙(F_n+F_ск+F_ст)= =1,03∙(1897+16+35)=2006 Н.

Сопротивление движению [см. (10.34)] двухколесных кареток на повороте радиусом R = 0,5D₀ = 0,5∙1025,7≈513 мм ≈ 0,5 м; F_{c к}≈1,1∙0,05∙18,32∙2∙3,14∙0,5∙180/360∙9,81 = 16 Н; сопротивление движению четырехколесных грузовых тележек на повороте по формуле (10.35) F_C.T = w_Tzm_Tg = 0,08∙2∙22,5∙9,81 = 35 Н, где из табл. 10.13 для угла поворота 180° коэффициент сопротивления движению на повороте w_n180 = 0,08; суммарная масса частей, нагружающих тележку, для незагруженной ветви количество тележек на повороте с угломα = 180° [см. (10.35)] z = 2∙3,14 ∙ 0,5∙180/(300∙0,8) ≈ 1,96, т. е. z= 2.

Натяжение в точке 6 по формуле (10.30) F₆= 2000+(0.05∙18,32+0,025∙28,12) ∙3∙9,81=2054 Н.

Натяжение в точке 7, согласно формуле (10.33), F₇=w_n90(F₆+F_c.k+F_c._t)= =1,02∙(2054+8+11)=2115 Н, где F_c.k≈1,1∙0,05∙18,32∙2∙3,14∙0,5(90/360)9,8≈8 H; F_C._T = w_n90 zg = =0,05∙1∙22,5∙9,81 = 11 Н; w_n90=0,05 из табл. 10.13 для угла поворота α = 90°; число тележек на повороте z =1 (т. е. в два раза меньше, чем на повороте с углом, α = 180°); =22,5 кг.

Натяжение в точке 8 по формуле (10.30) F₈ = 2115+(0.05∙18,32+0,025∙78,12)80∙9,81 =4367Н.

Натяжение в точке 9, согласно формуле (10.33), F₉=w_n90 (F₈ +F_c.k+F_C.T )=1,02(4367+8+31)= =4494 Н, где F_c.k = 8 Н (см. выше); F_C._T = w_n90 zg = 0,05∙1∙62,5∙9,81 = 31 Н; z = 1; m'_r = = m_T +m_n+ + m_r = 15 + 7,5 + 40 = 62,5 кг (для загруженной ветви).

Натяжение в точке 10 по формуле (10.30) .F₁₀ = 4494+ (0,05∙18,32 + 0,025∙72,12) ∙37∙9,81 = =5535 Н.

Натяжение в точке 11, согласно формуле (10.38), F₁₁=w_В[w_ВF₁₀+(wq_Т +w₁q_Г)L₁₀+(q_Т+q_Г)h₂g] =1,015[1,015∙5535+(0,05∙18,32+0,025∙78,12) 7∙9,81=12853 H.

Натяжение в точке 12 по формуле (10.30) F₁₂=12853+(0,05∙18,32+0,025∙78,12) 45∙9,81= =14120 Н.

Натяжение в точке 13, согласно формуле (10.33) F₁₃ = w_n90 (F₁₂ +F_c.k+F_C.T ) = =1,02(14120+8+31) = 14442 Н.'

Натяжение в точке 14 по формуле (10.30) F₁₄=14442+(0,05∙18,32+0,025∙78,12) 45∙9,81= =16722 Н.

Для определения натяжений в точках 1, 2 расчет будем против хода конвейера начиная от точки 3, где .F₃=1500 H. Из мулы (10.39) для незагруженного вертикального перегиба

Натяжение в точке 2

Натяжение в точке 1 по формуле (10.30) F₁ =4364 - (0,05∙18,32 + 0,025∙78,12) 60∙9,81= =2675Н.

Максимальное натяжение цепи - в точке 14: F₁₄=16722 Н.

Допускаемая нагрузка на цепь по (10.15) F_дoп=(220∙0,85)/(3∙3) =20,778 кН = 20 778 Н. Здесь расчетный запас прочности принят в соответствии с пояснениями к соотношению (10.15): k_н=1,2∙1,2∙1,4∙1,2∙1,25≈3; коэффициенты F_т._к = 0,85 и k_и=3.

Таким образом, условие прочности цепи удовлетворяется, так как F_доп = 20 778 Н больше F_max=F₁₄= 16 722 Н.

Окружное усилие на приводной звездочке, согласно (10.25), F_o=(F₁₄-F1)w_n90=

=(16722- 2675)/1,02= 14328 Н.

Необходимая мощность электродвигателя по формуле (10.16) Р=(1,2∙14328∙03)/(10³∙0,9)=5,73 кВт, где коэффициент неучтённых сопротивлений k_с = 1,2; общий КПД механизма привода η = 0,9.

Из табл.III.3.1 выбираем электродвигатель 4А132Б4УЗ мощностью 7,5 кВт с частотой вращения 1455 мин^-1.

Расчеты катков и подшипников кареток и тележек, а также выбор редуктора привода и натяжного устройства выполняются как и для грузонесущего конвейера (см. параграф. 16.5.1).