1381-metallurgicheskie-pod-emno-transportnye-mashiny-konveyery-2mb

где С1 и С2 – коэффициенты, значения которых получают при по- следовательном определении сил натяжения ленты в характерных точках j = 1...n (см. п. 7, табл. 7.1).

Коэффициент С1 учитывает сосредоточенные сопротивления, ве- личина которых зависит от натяжения ленты, а коэффициент С2 учи- тывает распределенные сопротивления, величина которых не зависит от натяжения ленты.

Вторым уравнением, связывающим усилия Fнб и Fсб, является формула Эйлера (5.10), которая с учетом коэффициента запаса сцеп- ления ленты с приводным барабаном Kсц = 1,1...1,2 имеет вид

Решая систему уравнений (6.10) и (6.11), находят значения натя- жений Fнб и Fсб , после чего строят диаграмму натяжений ленты.

Минимальное натяжение рабочей ветви ленты конвейера Fmin должно удовлетворять условию (4.6), напомним его:

Fmin ≥ 7 (qг + qл) lpp.

Если полученное в результате тягового расчета значение Fmin не удовлетворяет этому условию, производится новый тяговый расчет, при этом либо уменьшается расстояние между роликоопорами на рассматриваемом участке, либо за исходное натяжение принимается значение Fmin, определенное по условию (4.6). В последнем случае обход контура производится начиная с точки, соответствующей ми- нимальному натяжению рабочей ветви ленты конвейера.

50

7. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Приведенный ниже расчет ленточного конвейера является осно- вой для выполнения курсового проекта по курсу «Металлургические подъемно-транспортные машины»; исходные данные и схемы трасс конвейера приводятся в прил. 1 и 2.

Задание

Рассчитать ленточный конвейер для транспортировки рудных окатышей, схема которого приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Расчетная схема трассы ленточного конвейера

Исходные данные

Плотность груза ρV = 2,5 т/м3; груз – рядовой; абразивность груза – высокоабразивный (группа D), размер типичных кусков атип = 150 мм; производительность конвейера ПМ = 1800 т/ч; режим работы – тяжелый; разгрузка ленты осуществляется плужковым сбрасывателем.

Расчет

1. Определение параметров ленты

Используя данные табл. 2.1 и 5.3 для рудных окатышей, находим: угол естественного откоса в покое ϕ = 40°; рекомендуемую скорость ленты υ = 2 м/с.

51

Угол подъема заданного конвейера β = arctg (H / l3) = arctg (4/25) = = 9°, β < βmax, следовательно, осыпание груза отсутствует.

Для конвейера выбираем желобчатые трехроликовые опоры с наи- более распространенным значением угла наклона боковых роликов γ = = 30°, для которых коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте равен Kпл = 0,153 (см. табл. 5.1), а коэффициент уменьшения сече- ния груза на наклонном конвейере Kβ = 0,97 (см. табл. 5.2).

Требуемую ширину ленты находим по формуле (5.4):

Принимаем ближайшее большее стандартное значение В = 1000 мм и проверяем ширину ленты на кусковатость груза по формуле (5.5):

Вкус ≥ 3,5 атип + 200 = 3,5·150 + 200 = 775 мм.

Поскольку Вкус < В, окончательно принимаем В = 1000 мм.

В соответствии с ГОСТ 20–85 выбираем резинотканевую ленту общего назначения марки БКНЛ-100 с прокладками из бельтинга с прочностью одного миллиметра ширины прокладки σр = 100 Н/мм и с числом прокладок z = 3...8 (см. табл. 4.1). Принимаем предвари- тельно z = 5; в дальнейшем необходимое число прокладок уточняется при расчете ленты на прочность. Толщина прокладки h0 = 1,2 мм; с учетом высокой абразивности груза принимаем толщину верхней обкладки h1 = 4,5 мм и нижней h2 = 2 мм (см. подраздел 4.2).

2. Определение линейных сил тяжести элементов конвейера

Линейная сила тяжести ленты в соответствии с формулой (4.2)

qл = 0,011 (z h0 + h1 + h2) В =

= 0,011 (5·1,2 + 4,5 + 2)·1000 = 138 H/м.

По табл. 4.4 выбираем расстояние между роликоопорами на верх- ней (рабочей) ветви lpр = 1,1 м; на нижней (холостой) ветви принима-

ем lxх = 2 lpр = 2·1,1 = 2,2 м.

52

Линейные силы тяжести вращающихся частей роликоопор на ра- бочей и холостой ветвях находим по табл. 4.2:

qpp = 222 H/м; qpx = 85 H/м.

Линейную силу тяжести транспортируемого груза вычисляем по формуле (3.5):

qг = g ПМ / (3,6 υ) ≈ 10·1800/(3,6·2) = 2500 Н/м.

3. Тяговый расчет конвейера

Поскольку конвейер работает в тяжелых условиях, принимаем ко- эффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам w = 0,04.

Разбиваем трассу конвейера на участки (см. рис. 7.1); границы участков нумеруем от 1 (точка сбегания ленты с приводного бараба- на) до 17 (точка набегания ленты на приводной барабан) и определя- ем натяжения ленты в характерных точках трассы конвейера мето- дом обхода контура трассы конвейера.

Последовательность тягового расчета приведена в табл. 7.1.

53

Угол обхвата лентой приводного барабана, с учетом отклоняюще- го барабана, принимаем равным α = 210°. Тогда для стального бара- бана и прорезиненной ленты, работающих в тяжелых условиях, по табл. 5.5 находим коэффициент трения f = 0,2 и по табл. 5.6 – значе- ние тягового фактора е fα = 2,08.

Из формулы (6.11) следует соотношение

Fнб = Fсб е f α / Kсц = Fсб 2,08/1,1 = 1,89Fсб.

Таким образом, для определения неизвестных натяжений F1 и F17 имеем два уравнения:

F17 = 1,89F1 – следует из формулы Эйлера (6.11);

F17 = 1,191F1 + 28723 – следует из тягового расчета (см. табл. 7.1).

Решая эти уравнения, получаем искомые значения натяжений:

F1 = 41,03 кH; F17 = Fmax = 77,59 кН.

Затем вычисляем натяжение ленты во всех характерных точках трас- сы конвейера (см. табл. 7.1) и строим диаграмму натяжений (рис. 7.2).

54

Dбп = KD z = (170...180)·5 = 850...900 мм;

Dбн = 0,7 Dбп = 0,7 (850...900) = 595...630 мм;

Dбо = 0,5 Dбп = 0,5 (850...900) = 425...450 мм.

Выбираем значения диаметров, наиболее близкие к приведенным в ГОСТ 22644–77: Dбп = 1000 мм, Dбн = 630 мм, Dбо = 500 мм.

Находим длину барабана:

Lб = В + 100 = 1000 + 100 = 1100 мм.

По табл. 4.3 для ширины ленты В = 1000 мм и плотности груза ρV =

=2,5 т/м3 выбираем рекомендуемый диаметр роликовых опор Dр =

=159 мм.

Определяем давление на поверхности приводного барабана по формуле (4.10):

рл=360 (Fсб + Fнб)/(α π Dбп В) =

= 360 (41 030 + 77 590)/(210·3,14·1·1) = = 0,065·106 Па = 0,065 МПа,

что меньше допускаемого значения [рл] = 0,2…0,3 МПа. Определяем радиусы закругления трассы у роликовых батарей:

– на вогнутом участке между точками 11 и 12

rвог > F11 / (qг + qл) = 50 780/(2500 + 138) = 19,2 м;

– на выпуклом участке между точками 13 и 14

rвып > 12 B = 12·1 = 12 м.

Округляем полученные значения в сторону увеличения, что улучшает условия работы ленты:

rвог = 25 м и rвып = 15 м.

6. Расчет натяжного устройства

Определяем усилие Fнат и ход sнат натяжного устройства:

Fнат = F8 + F9 = 44,34 + 46,98 = 91,32 кН, sнат = 0,025 L гор = 0,025.62 ≈ 1,6 м,

где Lгор = 62 м – длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых барабанов.

Учитывая значительную величину хода, принимаем к установке натяжное устройство грузового типа.

56

7. Расчет параметров привода конвейера

Определяем частоту вращения nбп, тяговое усилие Ft, крутящий момент Тбп и мощность Рбп на приводном барабане:

nбп = 60 υ / (π Dбп) = 60·2/(3,14·1) = 38,2 об/мин; Ft = F17 – F1 = 77,59 – 41,03 = 36,6 кH;

Tбп = Ft Dбп / 2 = 36,6·1/2 = 18,3 кН м;

Рбп = Kпот Ft υ = 1,15·36,6·2 = 84,2 кВт.

Здесь Kпот = 1,1…1,2 – коэффициент запаса сцепления ленты с бара- баном.

Находим потребную мощность электродвигателя

Рпотр = Pбп / η = 84,2 / 0,85 = 99 кВт,

где η = 0,85 – коэффициент полезного действия привода.

По каталогу выбираем асинхронный электродвигатель типа АИР 315S6 с номинальной мощностью Рдв = 110 кВт, частотой вращения nдв = 975 об/мин (см. прил. 3, табл. П3.1) диаметром вала dдв = 90 мм (см. прил. 3, табл. П3.2) и номинальным крутящим моментом на валу:

Tном = 9550 Рдв / nдв = 9550·110/975 = 1077 Н·м.

Определяем необходимое передаточное число редуктора:

uред = nдв/nбп = 975/38,2 = 25,52.

По каталогу выбираем цилиндрический горизонтальный двухсту- пенчатый редуктор типа РМ-500 с передаточным числом uред = 25, допускаемым моментом на тихоходном валу [Мт] = 25 кН м и диа- метрами валов соответственно быстроходного dб = 50 мм и тихоход- ного dт = 80 мм. Габаритные размеры редуктора: L = 986 мм – длина,

В= 350 мм – ширина, Н = 592 мм – высота (см. прил. 4, табл. П4.2) . Уточняем скорость движения ленты конвейера в соответствии с вы-

бранным диаметром барабана и частотой вращения вала двигателя:

υ' = π Dбп nдв / (60 uред) = 3,14·1·975/(60·25) = 2,04 м/с.

Отклонение δ полученного значения скорости от заданного υ = = 2 м/с составит:

δ = (|υ' – υ| / υ) · 100 = (|2,04 – 2| / 2) · 100 = 2 %,

что меньше допускаемого [δ] = 5 %.

57

Муфты, устанавливаемые на валах редуктора, подбираем в соот- ветствии с диаметром вала и проверяем по расчетному моменту Тр = (1,2...1,5) Тном, где меньшие значения коэффициента принимают для легкого режима работы, а большие – для тяжелого.

Определяем расчетные моменты для быстроходного Трб и тихо- ходного Трт валов редуктора:

Трб = 1,5 Tном = 1,5·1077= 1616 Н·м = 1,6 кН·м;

Трт = 1,5 Tбп = 1,5·18,3 = 27,5 кН·м.

Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом ре- дуктора (см. прил. 5, табл. П5.1) выбираем упругую втулочно- пальцевую муфту типа МУВП 2000-90 (ГОСТ 21424–93), для кото- рой допускаемый крутящий момент [T] = 2000 H м, т.е. Трб < [T].

Для соединения вала приводного барабана с тихоходным валом редуктора (см. прил. 5, табл. П5.2) принимаем зубчатую муфту типа МЗ 40000-160 (ГОСТ 5006–83), для которой допускаемый крутящий момент [T] = 40 кН м, т.е. Трт < [T].

58

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. – М.:

Высш. шк., 1985.

Басов А.И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов. – М.: Металлургия, 1984.

Додонов Б.П., Лифанов В.А. Грузоподъемные и транспортные уст- ройства. – М.: Машиностроение, 1990.

Иванченко Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин. – Киев: Выща шк., 1983.

Кружков В.А. Металлургические подъемно-транспортные маши- ны. – М.: Металлургия, 1989.

Машины и агрегаты металлургических заводов: В 3 т. / А.И. Це- ликов, П.И. Полухин, В.М. Гребеник и др. – М.: Металлургия, 1987– 1988.

Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций / Под ред. М.П. Александрова и Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1987.

Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. –

М.: Машиностроение, 1983.

Транспортирующие машины: Атлас конструкций / А.О. Спиваковский, С.М. Бржезовский, В.К. Дьячков и др. – М.: Машиностроение, 1969.

59