16.8. Пример расчета винтового конвейера

Рассчитать винтовой горизонтальный конвейер для перемещения сырого песка насыпной плотностью 1,6 т/м³. Расчетная производительность Q=40 т/ч, длина конвейера L = 20 м.

Принимаем отношение шага винта, к его диаметру k_D = 0,8 (для абразивных материалов) согласно пояснению к формуле (13.3). В соответствии с ГОCT 2037-82 и рекомендациями табл. 13.2 принимаем частоту вращения винта п_в = 40 мин^-1. Из табл. 13.3 коэффициент заполнения, жёлоба ψ = 0,125.

Необходимый диаметр винта [см. (13.3)]

принимаем k_β = 1, так как конвейер горизонтальный (табл. 13.5).

По данным табл. 13.1 назначаем диаметр винта D = 500 мм, шаг винта S = 400 мм (винт однозаходный).

По условию (13.2) максимально допустимая частота вращения винта

т. е. п_в = 40 меньше = 42,4. Коэффициентk =30 принят по табл. 13.3.

Мощность на валу винта, потребляемая при работе конвейера [см. (13.4)], Р₀ = 0,0027∙40∙20∙4 = =8,64 кВт, где w – коэффициент сопротивления движению груза, по табл.13.3 принят w = 4

Мощность двигателя для привода конвейера [см. (6.21)] Р =(1,25∙8,64)/0,96 =11,25 кВт, где

η = 0,96 (см. табл. 5.1), предполагая, что в приводе будет использован двухступенчатый редуктор.

По табл.III.3.2 выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом типа 4АР16086УЗ с номинальной мощностью 11 кВт при частоте вращения n=975 мин^-1 (табл. III.3.1).

Необходимое передаточное число привода [см. (6.23)] u =975/40 = 24,37. Из табл. III.4.2 выбираем редуктор типоразмера Ц2-250 передаточным числом u_р=24,9.

Фактическая частота вращения винта n_в._ф=975/24,9=39,15 мин^-1, т.е. отличается от номинальной на 2 %, что допустимо.

Фактическая производительность конвейера [см. (13.6)] Q_Ф=4,7∙0,5²∙0,4∙0,125∙39,15∙1,6 = 36,7 т/ч, т.е. отличается от расчетной в допустимых пределах.

Вращающий момент на валу винта [см. (13.7)] Т_о=(9550∙8,64)/39,15 = 2107 Нм.

Тангенс угла подъема винтовой линии (по наружному диаметру винта) при этомα = 14°17'.

Приняв из табл. 4.2 коэффициент трения влажного песка по стали (в состоянии покоя) f_o = 0,6, найдем из соотношения (4.7) коэффициент трения в состоянии относительного движения груза f_д = 0,8, f₀ = 0,8∙0,6 = 0,48, а из соотношения (4.8) угол трения ρ =arctgf_д = arctg0,48 = 25°40'.

Осевое усилие на винте из формулы (13.8)

F_oc используется при выборе подшипников.

16.9. Пример расчета роликового конвейера

Рассчитать гравитационный роликовый конвейер (см. рис. 14.1, б) с прямолинейной трассой для транспортирования металлических контейнеров массой m = 200 кг со скоростью v = 0,5 м/с. Длина контейнера l = 1,8 м, ширина - 0,6 м. Производительность конвейера Z =250 шт./ч, длина конвейера L=30 м. Условия работы средние.

Из формулы (14.2) производительность конвейера Q = mZ∙10^-3 = 200∙250∙10^-3 = 50 т/ч

Из формулы (14.1) расстояние между грузами,

Из табл. 14.1 выбираем угол наклона конвейера 2°. Шаг роликов не должен превышать 0,45 длины груза, т.е. 810 мм, принимаем. шаг роликов t_р = 630 мм (см. параграф 14.2). Ширина конвейера (длина ролика) принимается (см. параграф 14.2) на 50...100 мм. больше ширины груза. Примем ширину конвейера 650 мм.

Число роликов, на которых лежит груз, по формуле (14.5) z'= 1,8/0,63 = 2,86. Принимаем z'=3.

Средняя нагрузка на один ролик (см. табл.14.3) F_р = 0,5∙200∙9,81=981 Н.

Из табл. 14.2 при нагрузке, приходящейся на один ролик, 981 Н≈980 Н и длине ролика 650 мм выбираем диаметр необработанного ролика D = 60 мм.

Из табл. 14.4 масса одного ролика m_p=4,8 кг. Диаметр цапфы ролика принимаем d= (0,2...0,25) D= (0,2...0,25) ∙60= 12...15 мм [см. пояснения к формуле (14.4)]. Принимаем d=12 мм. Число роликов в конвейере z=L/t_p== 30/0,63 = 48

Принимаем коэффициент трения качения груза по роликам μ =5∙10^-4м [см. пояснения к формуле (14.4)]. Из табл. 14.5 коэффициент трения в цапфах роликов примем для средних условий работы f =0,04 (ролики на подшипниках качения).

Сопротивление .движению одного груза определяем по формуле (14.4):

Коэффициент сопротивления движению груза на конвейере формуле (14.6) w = =51/(200∙9,81)=0,026.

При принятом угле наклона гравитационного конвейера β = 2° проверяем условие (14.7): tg β = =tg2°=0,0348 > w = 0,026. Поскольку условие (14.7) удовлетворяется, движение грузов за счет продольной составляющей силы тяжести груза обеспечивается.