- •Раздел I. Грузоподъемные машины
- •Глава 1. Исходные данные для расчетов грузоподъемных машин
- •1.1. Параметры и режимы работы грузоподъемных кранов
- •1.2. Основные положения расчета грузоподъемных кранов
- •1.3. Ветровая и снеговая нагрузки
- •1.4. Статические сопротивления механизмов кранов
- •1.5. Сопротивления в механизмах грузоподъемных машин
- •1.6. Ручной привод грузоподъемных машин
- •1.7. Выбор, проверка и обозначение электродвигателей
- •1.8. Выбор и обозначение редукторов
- •1.9. Выбор и обозначение соединительных муфт
- •1.10. Выбор и расчеты стопорящих и тормозных устройств [2]
- •Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин
- •2.1. Расчет механизма подъема груза
- •2.2. Расчет механизма передвижения
- •2.4. Расчет механизма поворота
- •Глава 3. Примеры расчетов механизмов грузоподъемных машин
- •3.1. Пример расчета механизма подъема груза
- •3.2. Пример расчета механизма передвижения
- •3.3. Пример расчета механизма изменения вылета стрелы
- •3.4. Пример расчета механизма поворота
- •Раздел II. Транспортирующие машины
- •Глава 4. Общие положения расчета транспортирующих машин
- •4.1. Выбор типа машины
- •4.2. Основные свойства транспортируемых грузов
- •4.3. Параметры транспортирующих машин (конвейеров)
- •4.4. Тяговые элементы транспортирующих машин
- •Глава 5. Основы общих расчетов транспортирующих машин
- •5.2. Сопротивление движению тягового органа
- •5.3. Последовательность расчета конвейера
- •Глава 6. Ленточные конвейеры
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Нормативные материалы для расчета ленточных конвейеров
- •6.3. Предварительный расчет ленточного конвейера
- •6.4. Проверочный расчет ленточного конвейера
- •Глава 8. Пластинчатые конвейеры
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Нормативные материалы для расчета пластинчатых конвейеров
- •8.3. Предварительный расчет пластинчатого конвейера
- •8.4. Проверочный расчет пластинчатого конвейера
- •Глава 9. Скребковые конвейеры
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Нормативные материалы для расчета скребковых конвейеров
- •9.3. Расчет скребковых конвейеров
- •Глава 12. Элеваторы ковшовые вертикальные
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Нормативные материалы для расчета элеваторов
- •12.3. Предварительный расчет элеватора
- •12.4. Проверочный расчет элеватора
- •Глава 13. Винтовые конвейеры
- •13.1. Общие сведения
- •13.2 Нормативные материалы для расчета стационарных винтовых конвейеров общего назначения
- •13.3. Расчет винтового конвейера
- •Глава 14. Роликовые конвейеры
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Нормативные материалы для расчета роликовых конвейеров
- •14.3. Расчет роликового конвейера
- •Глава 15. Качающиеся конвейеры
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Нормативные материалы для расчета качающихся конвейеров
- •15.3. Основы теории качающихся конвейеров
- •15.4. Расчеты качающихся конвейеров
- •Глава 16. Примеры расчетов транспортирующих машин
- •16.1. Пример расчета ленточного конвейера
- •16.3. Пример расчета пластинчатого конвейера
- •16.5. Примеры расчетов подвесных конвейеров
- •16.5.2. Пример расчета подвесногогрузоведущего конвейера
- •16.6. Пример расчета тележечного конвейера
- •16.7. Пример расчета ковшового элеватора
- •16.8. Пример расчета винтового конвейера
- •16.9. Пример расчета роликового конвейера
- •16.10. Примеры расчетов качающихся конвейеров
- •16.10.1. Пример расчета качающегося инерционного конвейера
- •16.10.2. Пример расчета вибрационного конвейера
- •Раздел III. Справочные материалы
- •III.1. Канаты, цепи
- •III.3. Электродвигатели
- •III.4. Редукторы
16.7. Пример расчета ковшового элеватора
Рассчитать вертикальный ковшовый элеватор (см. рис. 12.3, а) для транспортирования фрезерного торфа насыпной плотностью ρ=0,5 т/м3. Расчетная производительность элеватора Q=20 т/ч. Высота подъема груза H=20 м. Работа трехсменная.
По табл. 12.2 и 12.5 рекомендуется для данного случая ленточный быстроходный элеватор типа ЛГ с расставленными глубокими ковшами и центробежной разгрузкой. Средний коэффициент заполнения ковшей ψ = 0,8, рекомендуемая скорость ленты v = 1,25...2,0 м/с, принимаем v = 1,75 м/с.
Необходимая погонная вместимость ковшей [(12.14)] iп=20/(3,6∙1,75∙0,8∙0,5) =7,94 л/м.
Из табл. 12.7 выбираем глубокий ковш вместимостью io=4 л и шаг ковшей 500 мм.
При объемной производительности элеватора V=Q/ρ = 20/0,5 = =40 м3/ч в соответствии с шагом ковшей из табл. 12.3 выбираем ширину ковшей Bк = 400 мм и ширину ленты Bл = 500 мм.
Из табл. 4.3 выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 3 с тремя тяговыми прокладками прочностью 55 Н/мм (см.табл. 4.5), что соответствует (см. табл. 4.6) марке ткани прокладок БКНЛ-65. Максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки: (см.табл. 4.5) kр=6 Н/мм.
Погонная масса груза из формулы (5.12)
q=Q/(3,6v) =20/(3,6∙1,75) =3,17 кг/м.
Толщина конвейерной ленты [см. (4.12)] δ= 3∙1,15 + 3 = 6,45 мм при δп.т=1,15 мм (см.табл.4.7); δ лз. = 0; δ Р= 3 мм и н δН=0 (см. табл. 4.9).
Погонная масса ленты [см. (4.11)] qл =1100∙0,5∙0,00645=3,55 кг/м.
Погонная масса ковшей [см.(12.6)] qKOB= (9/0,5)∙1,14 =20,52 кг/м, где mKOB=9кг (см.табл. 12.8)..
Погонная масса ходовой части конвейера [cм. (12.4)] qк = 3,55 + 20,52 = 24,07 кг/м
Сопротивление зачерпыванию груза [см. (12.13)] FЗАЧ=3,17∙9,81∙3 = 93,3 Н.
Мощность на приводном валу элеватора [см. (12.15)].
Окружное усилие на.приводном барабане [см. (12.16)]
Максимальное усилие в ленте [формула (12.17)] Fmax=710∙1,37/(1,37-1) = 2628 Н, при f = 0,1 (см. табл. 6.7); α = 180° = π;'еfα = 2,7180,1π=: 1,37 (см. табл. 12.11).
Необходимое число тяговых прокладок в ленте [см. (12.18)] z≥2628/(6∙500∙0,9) =0,97.В расчете принято число тяговых прокладок.;z=3 (минимальное для выбранного типа ленты).
Согласно табл. 12.3, принимаем диаметр приводного барабана DП.Б = 630мм и проверяем его по условию (12.19): 3< 10∙0,63 = 6,3, т. е.условие соблюдается. Проверяем выполнение условия обеспечения центробежной разгрузки ковшей (12.9): DП.Б ≤0,204∙1,752 = 0,62 м, что незначительно отличается от принятого диаметра приводного барабана. Можно считать условие (12.9) соблюденным.
Выполним уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру. Обход начинаем от точки 1 (см. рис. 12.3, б), где натяжение F1 = Fmin.
Натяжений в точке 2 [см.(12.23)] F2=knF1+FЗАЧ=1.05 F1+93,3 Н, где Кп=1,05[см.(5.26)]; Fзач-см. выше.
Натяжение в точке 3 [см. (12.24)] F3= 1,05 F1+ 93,3+ (3,17+24,7)∙9,81∙20 =1,05 F1 + 5561 Н.
Натяжение в точке 4 [см. (12.25)] F4= F1 + 24,7∙9,81∙20 = F1 + 4846 Н.
Решая совместно уравнения для F3 и F4, из формулы (12.26) получим: F3≤1,37F4; l,05F1+556l5≤1,37(F1+4846); F1 = -3369 Н. С учетом условия (5.33) принимаем F1 = Fmin=1000 Н. При этом F2=1,05 F1 +93,3 =1,05∙1000 + 93,3= 1143,3 Н; F3= 1,05 F1 + 5561 = 1,05∙1000 + 5561 = 6611 Н; F4 = F1 + 4846 = =1000 + 4846 = 5846 H
Наибольшее натяжение в ленте F3 = 6611 Н, что больше предварительно определенного значения FMAX = 2628 H. Уточняем необходимое количество прокладок [см. (12.18)]:
z = 6611/6∙500∙0,9 = 2,44<3
Тяговая сила на приводном барабане [см. (12.28)] F0=1,05∙6611-5846 = 1095 Н.
Мощность на приводном валу элеватора [см. (6.19)] Р=10-3∙1095∙1,75= 1,92 кВт.
Необходимая мощность двигателя [см. (6.21)] Р=(1,2∙1,92)/0,96 = 2,4 кВт при КПД двухступенчатого зубчатого редуктора (см. табл. 5.1) η = 0,96
Из табл. III.3.1 принимаем двигатель типа 4А112МА6УЗ мощностью Р = 3 кВт с частотой вращения. п = 953 мин-1. Кратностью пускового момента ψп = 2. Момент инерции ротора Iр= =1,75∙10-2кг∙м2.
Частота вращения приводного барабана [см. (6.22)] nП.Б. = 60∙1,75/(3,14∙0,03)=53мин-1.
Требуемое передаточное число привода [см. (6.23)] u = 953/53 =17,98.
Из табл. III.4.2 выбираем ближайший больший по мощности редуктор типа Ц2-250 с передаточным числом uр=16,3. и мощностью на быстроходном валу Рр = 8,2 кВт [с учетам пояснений к формуле (1.101), из которых следует, что для машин непрерывного действия коэффициент kp=1
Исходя из принятого передаточного числа, уточняем скорость ленты [см. (6.24)]: 3,14∙0,63∙953/(60∙16,3) = 1,93 м/с, что соответствует требованиям, изложенным в параграфе 12.2.
По формуле (12.29) уточняем производительность конвейера QФ = 3,6∙4∙1,93∙0,8∙0,5∙1/0,5 = =22,2т/ч, что больше заданной производительности в допустимых пределах
Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором определяем номинальный крутящий момент двигателя: ТНОМ=9550РНОМ/n=9550∙3/953= 29,6 Н∙м
С учетом кратности пускового момента выбранного двигателя ψп = 2 принимаем расчетный момент муфты.
Из табл. III.5.6 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с номинальным крутящим моментом Tм=.63 Н∙м, наибольшим диаметром D=100 мм. Согласно табл. 1.36, момент инерции муфты IM= 2,0∙10-3 кг∙м2.
Необходимый тормозной момент для случая, если тормозное устройство устанавливается на валу двигателя (при установке тормозного устройства на другом валу следует сделать соответствующий перерасчет с учетом фактической частоты вращения тормозного вала), определяется по формуле (5.50). Аналогичный расчет выполнен в параграфе 16.1.
Проверка достаточности пускового момента двигателя и перегрузки тягового органа при пуске также выполняется аналогично расчету, приведенному в параграфе 16.1.