Лабораторно-практическое занятие №7

Транспортирующие устройства, перемещающие материал в вертикальном направлении или в направлении, близком к вертикальному, называют элеваторами. Элеваторы предназначены для транспортировки сыпучих и штучных грузов в вертикальном или близком к вертикальному направлении (угол β=75° и более). Транспортируемый груз размещается в грузонесущих элементах, закрепленных на тяговым органе. Бесконечный тяговый орган охватывает ведущий и натяжной барабаны (звездочка). Верхний барабан – приводной, нижний – натяжной. Элеватор загружается в нижней части, называемой башмаком, а разгружается в верхней части - головке.

Тяговые органы. В элеваторах в качестве тяговых органов применяют ленты или цепи. Ленты используют в скоростных вертикальных элеваторах при транспортировании кусковых и зерновых грузов, а также в наклонных элеваторах.

Ширина ленты В_л, (рис. 14.7) должна, быть на 25..50 мм больше ширины ковша. Число прокладок ленты выбирают по результатам силового расчета так же, как и для ленточных конвейеров.

Ковши крепят к ленте болтами со специальными головками (рис. 15)

Рисунок 13. Схема крепления ковша.

Масса материала, находящегося в одном ковше (кг),

(7.1)

где — объем ковша, л;

— насыпная масса материала, кг/м³; принимается равной - 800 кг/м³

— коэффициент заполнения ковша (в зависимости от вида материала =0,6 – 0,9). Меньшие значения принимают для крупнокусковых материалов.

Производительность элеватора при скорости , принимаемой 0,1 м/с и шаге установки ковшей на тяговом органе, равном (м), определяют по зависимости (т/ч)

(7.2)

Шаг ковшей обычно равен (для чешуйчатых ковшей , где высота ковша (см.рис. 13). Для цепных элеваторов шаг должен быть кратен шагу цепи.

Расчет элеватора. Тяговый расчет элеватора производится методом обхода по контуру. В элеваторе в зависимости от типа тягового органа имеются все виды сопротивлений.

Расчет тягового органа сводится к определению сопротивлений его движению.

Тяговое усилие на приводном барабане ,

(7.3)

где

=1,05... 1,1 - коэффициент, учитывающий потери в опорах барабана;

- сопротивление при загрузке ковшей элеватора;

- сопротивление движению грузонесущей (рабочей) ветви элева­тора;

- сопротивление движению порожней ветви.

Сопротивление при загрузке элеватора , определяют из выражения

(7.4)

откуда

где - длина пути, на котором скорость груза достигает конкретного значения ;

линейная масса груза; (7.5)

- коэффициент, учитывающий способ загрузки: = 1,25...4,0 (меньшее значение для пылевидных грузов, большее - для среднекусковых). При использовании питающего устройства принимают

Сопротивление движению рабочей ветви, , в общем случае

где - линейная масса тягового органа вместе с ковшами.

^ - коэффициент сопротивления скольжения, принимается – 0,65.

Для вертикального элеватора ( = 90; sin = 1.0; cos = 0).

Сопротивление движению порожней ветви, , в общем случае

Для вертикального элеватора

Знак (-) указывает на то, что сила способствует движению тягового органа.

Привод. Расчетная мощность привода, кВт,

где К - коэффициент запаса мощности (К= 1,2... 1,25);

- КПД привода;

- тяговое усилие на приводном барабане, Н.

здесь - усилие натяжения набегающей ветви, Н.

где - коэффициент, равный 1,05,.. 1,07;

- наименьшее усилие натяжения ленты в точке 1 ( = 1000...2000Н);

К₂ - работа, необходимая дня зачерпывания 1 кг материала( Н·м/кг)

h - высота подъема груза, м;

q - масса материала на 1 м ленты, кг;

- масса 1 м ленты, кг;

- усилие натяжения сбегающей ветви, Н.

Следовательно,

, Н

Для цепных наклонных элеваторов (в том числе для элеваторов «Гусиная шея»

где 3000...4000 Н;

- длина горизонтальной проекции элеватора, м;

Откуда

Н

Для привода элеватора целесообразно принимать электродвигатели общего назначения с повышенным скольжением серии 4АС с запасом мощности, которые обеспечивают пуск загруженного элеватора. Если требуется небольшая мощность двигателя, можно использовать мотор - редукторы

Редуктор выбирают в зависимости от схемы компоновки привода по крутящему моменту на валу барабана М_кр и передаточному числу U_об. Крутящий момент, Н·м,

где мощность электродвигателя, кВт;

угловая скорость барабана, с^-1;

- частота вращения барабана, мин^-1 ;

— скорость элеватора, м/с;

— диаметр барабана, мм.

Передаточное число

г де - частота вращения вала электродвигателя, мин ;

Если в приводе кроме редуктора применена цепная или открытая зубчатая передача, то

Передаточное число цепной передачи выбирают в пределах =1,5...2,5. При больших значения цепная передача очень громоздкая.

Натяжное устройство. Предварительное натяжение ленты элеватора натяжным устройством определяют из условия (рис. 14.8).

где - предварительное натяжение ленты,

- отклонение ленты от направления движения, мм, зависящее от угла наклона ковша ;

- масса, соответственно, груза и ковша, кг;

- расстояние от центра массы груза и ковша до ленты, м;

- вылет ковша.

Из условия отсутствия высыпания груза из ковшей принимают < 5°.

Натяжное устройство, как правило, винтовое, но может быть и пружинно- винтовое, обеспечивающее постоянное натяжение ленты. Ход натяжного устройства составляет 200...300 мм т.е. 2-3% длины элеватора.

На элеваторах устанавливают остановы или тормоза, для выбора которых необходимо определить тормозной момент.

Тормозной момент на валу барабана Н·м,

где -1,5... 2,0 - коэффициент запаса торможения.

Разность натяжения груженой и порожней ветвей, ;

Усилие в рабочей ветви при выключенном двигателе, :

Усилие в порожней ветви при выключенном двигателе, :

Тормозной момент приведенный к валу электродвигателя:

Для механика очень важно уметь рассчитывать и проектировать транспортеры. Наиболее характерными из них являются элеваторы, которые, в основном, вмещают в себя все элементы конструкций транспортеров. Поэтому студент решив предложенную ниже задачу научиться выполнять такие расчеты.

Задание №16

Произвести тяговый расчет элеватора, затем рассчитать мощность привода, крутящий момент редуктора и тормозной момент, по которым подобрать соответствующие узлы. Элеватор имеет следующие тактико-технические данные: производительность Q, ширина ковша b, высота ковша h, угол наклона элеватора , высота подъема груза H, диаметр приводного барабана D.

Показатели	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Q, кг/с	7,0	6,7	6,4	6,1	5,8	5,5	5,2	4,9	4,6	4,3	4,0	3,7	3,4	3,1	2,8
b, мм	450	440	430	420	410	400	390	380	370	360	350	340	330	320	310
h, мм	200	195	190	185	180	175	170	165	160	155	150	145	140	135	130
, град	0	3	5	8	10	12	15	17	14	11	9	7	5	2	0
H, м	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6	3,8	4,0	4,2	4,4	4,6	4,8
D, м	220	215	210	205	200	195	190	185	180	175	170	165	160	155	150