1. Розрахунок основних параметрів ковшових елеваторів

Продуктивність ковшового елеватора визначають за формулою:

де i_к- місткість ковша, л,

Ψ- коефіцієнт заповнення ковшів, знаходиться у межах 0,4...0,85

в залежності від вантажу;

v - швидкість тягового органу, м/с;

t_к - крок закріплення ковшів до тягового органу, м; для ковшів загального призначення t_к= (2,5...3,0)h_к;

h_к- висота ковша при стуленому розташуванні ковшів t_к= h_к, крім цього, крок ковшів повинен бути кратним кроку ланцюга.

Якщо задана продуктивність, знаходимо місткість ковшів на 1 м тягового органу (погонну місткість ковшів):

Визначивши погонну місткість ковшів, вибираємо місткість та крок згідно з рекомендаціями ГОСТу. При транспортуванні шматкових вантажів розміри ковшів перевіряють за максимальним розміром шматка:

де l_k- виліт ковша;

X - коефіцієнт, який залежить від складу насипного вантажу.

Місткість найбільших шматків: розміром (...)% - 10; 25; 50;...100. Коефіцієнт, X - 2,0; 2,5; 4,25...4,75. Якщо співвідношення максимальних шматків невідоме, то для рядового вантажу X = 2...2,5, а для сортованого X = 4...5.

Якщо місткість та крок вибрані у відповідності до ГОСТу і при цьому погонна місткість відрізняється від розрахункової, то необхідно перерахувати швидкість тягового органу:

Для, ланцюгових елеваторів після вибору ковшів намічають деякі параметри ланцюгів. Звичайно, тяговими органами приймають пластинчасті ланцюги згідно ГОСТ 588-74 типу 1 або 2.

При ширині ковша В ≤ 250 мм приймають один ланцюг, а при ширині В > 320 мм - два ланцюги. При виборі кроку ланцюга слід обов'язково дотримуватися умови кратності t_к/p_t, наприклад: при t_к = 400 мм слід вибрати ланцюги з p_t- 100; 200 мм, для яких

t_к/p_t, = 400/100 = 4;

t_к/p_t, = 400/200 = 2,

а недопустимий ланцюг з кроком p_t= 160, 250 мм, який дає дробове число.

Тяговий розрахунок

Тяговий розрахунок ковшового елеватора виконують також методом обходу за контуром. При визначенні сил опору ковшового стрічкового елеватора (норії) використовують ті ж формули, що і для стрічкових конвеєрів; а для ковшового ланцюгового елеватора ті ж, що і для ланцюгових конвеєрів.

Для визначення погонних навантажень ланцюгів, їх можна вибрати за наближеним значенням руйнуючого навантаження:

де Z_л- кількість ланцюгів;

S - запас міцності ланцюгів (S = 8...10);

F_max - найбільше умовне навантаження на один ланцюг, Н.

де F_t- окружна сила на зірочці, Н:

де Ρ_пр - потужність на приводному валу, кВт;

v - швидкість тягового органу, м/с.

Потужність визначимо за залежністю:

де Π - розрахункова продуктивність, кН/год;

Н - висота, на яку піднімається вантаж, м;

γ - об'ємна маса вантажу, кН/м³;

κ - коефіцієнт продуктивності .

Погонне навантаження від елементів, що рухаються (ланцюгів та ковшів):

де q_л - погонне навантаження від ланцюга, Н/м;

Z_л- кількість ланцюгів, Ζ = 1; 2;

g_к- погонне навантаження від ковша:

де t_к- крок закріплення ковшів, м;

G_к - вага ковшів, вибирається або визначається:

де δ - товщина листа, з якого виготовлено ківш.

Сила опору зачерпування W_з вантажу з башмака складається з сили удару ковша об нерухомий вантаж; сили, необхідної для прискорення з набраним вантажем ковша; на сили опору зачерпування впливає швидкість тягового органу, вид транспортуючого вантажу, форми та розміри ковша, їх крок та деякі інші фактори, які погано піддаються розрахунку. Тому силу опору зачерпуванню вантажу визначають як роботу, необхідну для зачерпування вантажу:

де q_в- погонне навантаження від вантажу, Н/м;

К_оп - коефіцієнт опору при зачерпуванні, умовно він дорівнює роботі, яку необхідно затратити при зачерпуванні вантажу масою 1 кг.

Значення коефіцієнта опору можна вибрати з довідкової літератури або вичислити за формулою:

де v - швидкість тягового органу, м/с.

При транспортуванні важких та крихких вантажів вони заповнюють ковші безпосередньо, тому сила опору зачерпуванню W₃ нe виникає.

Мінімальна величина натягу тягового органу повинна бути більшою за величину натягу, яку одержано з умови відсутності просипу вантажу при русі ковшів на прямолінійних відрізках траси. Величину цього натягу можна визначити за формулою:

де b_к- ширина ковша, м;

Η - висота підіймання вантажу, м

Для проектування зупинника, або вибору гальма необхідно визначити гальмівний момент, який перешкоджає зворотному руху тягового органу під дією вантажу, що знаходиться в ковшах (при вимкненому джерелі енергії):

де q_o- погонне навантаження від елементів, що рухаються, Н/м;

Η - висота підіймання вантажу, м;

С_т- коефіцієнт, який враховує можливе зменшення сил опору тертю,

С_т= 0,55...0,66;

F_t - окружна сила на приводному валу, Н;

D - діаметр приводного елемента (барабана, зірочки), м;

η - ККД передаточного механізму, η = 0,6...0,8;

U₀ - передаточне число привода.

Таблиця 33

Значення коефіцієнта опору зачерпування вантажу К_оп

Вантаж	Коп
	0,5	0,75	1,0	1,25	1,5
Зерно		0,95...2,4	1,0...2,6	1,3...3,2	2,1...4,4
Картопля, буряки	0,75...1,0	1,1...2.0	2,0...3,0
Шматкове вугілля		2,2...2,7	2,7...3,3	4,4...6,0