- •Глава 4 54
- •Раздел II 68
- •Глава 5 68
- •Глава 6 149
- •6.1. Типы и область применения 150
- •Глава 7 174
- •Глава 8 197
- •Введение
- •Раздел I общие вопросы курсового проектирования механизированных комплексов пртс-работ
- •Глава 1 порядок проектирования комплекса пртс-работ
- •1.1. Исходные данные для проектирования процесса пртс-работ
- •1.2. Исходные данные для проектирования подъемно-транспортных машин
- •Глава 2 аккумулирующие устройства и схемы механизации пртс-работ на грузопотоках сыпучих грузов
- •2.1. Определение требуемой грузовместимости и основных размеров аккумулирующих устройств
- •2.2. Схемы механизации пртс - работ на основных грузопотоках сыпучих грузов
- •2.2.1. Зернозаготовительные предприятия
- •2.2.2. Зерноперерабатывающие предприятия и комбикормовые заводы
- •Глава 3 аккумулирующие устройства и схемы механизации пртс-работ на грузопотоках штучных грузов
- •3.1. Методика определения типоразмеров укрупненных транспортных единиц
- •3.2. Выбор способов складирования и определение основных параметров складов штучных грузов
- •3.3. Механизация пртс-работ на складах штучных грузов при штабельном хранении
- •3.4 Механизация пртс-работ на складах штучных грузов при стеллажном хранении
- •Глава 4 технико-экономические расчеты и показатели эффективности систем обслуживания пртс-работ
- •4.1. Определение требуемой производительности, расчет количества подъемно-транспортного оборудования и рабочих
- •4.2. Методика составления транспортно-технологических карт
- •4.3. Методика определения основных показателей систем комплексной механизации пртс-работ
- •4.3.1. Капитальные затраты
- •4.3.2. Эксплуатационные затраты
- •Раздел II основы проектирования оборудования для механизации пртс-работ
- •Глава 5 машины непрерывного действия
- •5.1. Условия выбора типа подъемно-транспортных машин для пртс-работ
- •5.2. Классы использования подъемно-транспортных машин и режимы их работы
- •5.3. Конструкция и типоразмеры сборочных единиц конвейеров с тяговым элементом
- •5.3.1. Выбор типоразмеров тяговых элементов
- •5.3.2. Опорные, поворотные и направляющие устройства
- •5.3.3. Натяжные устройства
- •5.3.4. Приводы
- •5.3.5. Загрузочные и разгрузочные устройства
- •5.3.6. Поддерживающие металлоконструкции
- •5.4. Расчет конвейеров с тяговым элементом
- •5.5. Ленточные конвейеры
- •5.5.1. Ленточные конвейеры общего назначения
- •5.5.2. Ленточные конвейеры специальных типов
- •5.5.3. Расчет конвейеров
- •5.6. Пластинчатые конвейеры
- •5.6.1. Типы и область применения
- •5.6.2. Элементы конвейеров
- •5.6.3. Расчет конвейеров
- •5.7. Скребковые конвейеры
- •5.7.1. Типы и область применения
- •57.2. Элементы конвейеров
- •5.7.3. Расчет конвейеров
- •5.8. Подвесные конвейеры
- •5.8.1. Типы и область применения
- •5.8.2. Элементы конвейеров
- •5.8.3. Расчет конвейеров
- •5.9.1. Типы и область применения
- •5.9.2. Элементы норий
- •5.9.3. Расчет элеваторов
- •5.9.4. Полочные и люлечные элеваторы
- •5.10. Винтовые конвейеры
- •5.10.1. Типы и область применения
- •5.10.2. Элементы конвейеров
- •5.10.3. Расчет конвейеров
- •5.11. Роликовые конвейеры
- •5.11.1. Типы и область применения
- •5.11.2. Расчет конвейеров
- •Глава 6 установки пневматического транспорта
- •6.1. Типы и область применения
- •6.2. Оборудование пневмотранспортных установок
- •6.3. Расчет пневмотранспортных установок
- •6.4. Устройства аэрогравитационного транспорта
- •6.4.1. Принцип действия и область применения
- •6.4.2. Расчет аэрогравитационных конвейеров
- •Глава 7 оборудование для загрузки и разгрузки сыпучих грузов из автомобилей, вагонов и судов
- •7.1. Машины для загрузки и разгрузки автомобилей
- •7.2. Машины и установки для загрузки и разгрузки вагонов
- •7.3. Машины и установки для загрузки и разгрузки судов
- •Глава 8 оборудование для механизации пртс-работ со штучными грузами
- •8.1. Пакетоформирующие машины
- •8.2. Машины для укладки штучных грузов в гофрокороба и ящики
- •8.2.1. Оборудование с вертикальным принципом укладки
- •8.2.2. Оборудование с горизонтальным принципом укладки
- •8.3. Машины для укладки штучных грузов в тару-оборудование
- •8.4. Конструктивные особенности основных узлов укладочного оборудования
- •8.5. Краны-штабелеры
- •8.6. Лифты
- •8.7. Роботы и манипуляторы
- •8.7.1. Область применения робототехнических устройств и требования, предъявляемые к ним
- •8.7.4. Элементы промышленных роботов
- •Рекомендуемая литература
- •Приложения
- •Тема: Механизация пртс-работ на складе продукции (вариант а ) и оборотной стеклотары (вариант б) завода по производству безалкогольных напитков
- •Основные элементы
- •Литература
- •Тема: Механизация пртс-работ на складе муки в таре мукомольного завода
- •Литература
- •Тема: Механизация пртс-работ на складах продукции сахаропесочного завода
- •Тема: Механизация пртс-работ на складе зернозаготовительного предприятия
- •Литература
- •Тема: Механизация пртс-работ на складе продукции и экспедиции хлебозавода
- •Основные элементы
- •Литература
- •Тема: Механизация пртс-работ на складе бестарного хранения муки на мукомольном заводе
- •Основные элементы
5.5.2. Ленточные конвейеры специальных типов
Конвейеры с увеличенным углом наклона. Применение таких конвейеров позволяет уменьшить длину конвейера при подаче груза на одну и ту же высоту, что приводит к снижению эксплуатационных расходов и экономии производственной площади. Увеличения угла наклона конвейера можно достичь применением рифленой ленты, на верхнюю рабочую сторону которой методом горячей вулканизации прикрепляют шевронные выступы высотой 5...10 мм, что позволяет увеличить угол наклона конвейера до 55...40°. В ряде случаев для увеличения угла наклона конвейера ленты снабжаются поперечными перегородками из плотной резины. Перегородки позволяют увеличить угол наклона конвейера до 45°, а иногда до 60°.
Недостатком таких конвейеров является сложность опоры и очистки нижней ветви ленты, поэтому они малопригодны для транспортирования влажных и липких грузов.
Для транспортирования штучных грузов (мешков, пакетов) применяют ленты с шероховатой поверхностью.
Двухленточные конвейеры-элеваторы. Двухленточный конвейер-элеватор (рис. 5.14) состоит из двух расположенных параллельно друг другу конвейеров. Нижний конвейер является транспортным, верхний - прижимным. Транспортный конвейер в начале и конце трассы обычно имеет горизонтальные участки для загрузки и разгрузки. Груз зажимается между лентами роликоопорами транспортного конвейера и прижимными опорами верхнего конвейера. Таким образом, лента на рабочей части конвейера образует закрытую камеру, заполненную грузом.
Для рассматриваемых конвейеров применяют плоские стандартные ленты.
Крутонаклонные и вертикальные конвейеры применяют для транспортирования порошкообразных, зернистых, мелкокусковых и штучных грузов. Скорость транспортирования насыпных грузов 1,0... 4,0 м/с, штучных грузов 0,3...1,0 м/с; высота подъема до 90 м. Определение конструктивных параметров и тяговый расчет производят точно так же, как и для ленточных конвейеров.
Основные преимущества двухленточных конвейеров - бесперегрузочное транспортирование по сложной трассе, возможность подъема на большую высоту сплошным слоем, высокая экономичность.
5.5.3. Расчет конвейеров
Для определения параметров конвейеров должны быть заданы схема трассы с указанием основных геометрических параметров, место и способы загрузки и выгрузки, транспортируемый груз, эксплуатационная производительность, производственные условия эксплуатации конвейера.
Сначала делают проектный расчет конвейера - уточняют исходные данные, устанавливают нормативные значения некоторых параметров (скорость тягового элемента, минимальный угол наклона конвейера, минимальную ширину ленты, исходя из размеров груза и др.), определяют режим и условия работы конвейера.
Определение ширины ленты. Необходимую ширину ленты определяют из расчетной производительности, которая зависит от площади поперечного сечения А груза на ленте [см. формулу (5.14)].
Формулы для определения производительности и ширины ленты при различных роликовых опорах приведены в табл. 5.24.
Для грузов, содержащих до 15 % общей массы кусков размером amах:
(5.42)
если груз состоит преимущественно из кусков размером amaх.
(5.43)
При транспортировании штучных грузов
(5.44)
где bГ — ширина груза, м.
Полученную при расчете ширину ленты округляют до ближайшей большей ширины по ГОСТ 20, откуда и берут также массу 1 м ленты -m1 ; силу тяжести 1 м ленты можно определить по формуле (5.5).
Скорости транспортирования для насыпных грузов принимают согласно табл. 5.25.
При транспортировании штучных грузов принимают следующие значения скорости ленты (м/с):
Выбор роликовых опор. С целью исключения проскальзывания ленты по роликам при проектировании конвейеров диаметр роликов рекомендуется выбирать в зависимости от ширины и скорости ленты (табл. 5.26).
Расстояние /р между роликовыми опорами рекомендуется выбирать в зависимости от ширины ленты и насыпной плотности груза (табл. 5.27).
Расстояние между роликоопорами нижней ветви принимают в 2,0...2,5 раза большими, чем на груженой ветви. Размеры ролико-опор выбирают по нормалям завода-изготовителя.
Приближенное определение тягового усилия и выбор основных элементов конвейера. Общее сопротивление (Н/м) движению ленты по всей трассе, равное тяговому усилию привода:
(5.45)
где wмс — обобщенный коэффициент местных сопротивлений (на барабанах, местах загрузки и разгрузки, криволинейных участках); выбирается в зависимости от длины конвейера:
q'рв, q''рн - линейные силы тяжести роликоопор соответственно на верхней и нижней ветвях ленты, Н/м; wp — коэффициент сопротивления движению верхней и нижней ветвей ленты; при движении по плоскому настилу wр = f; для роликовых опор на подшипниках качения ВНИИПТМАШ рекомендует следующие значения коэффициента wp (табл. 5.28).
Максимальное натяжение ленты
(5.46)
где Ks - коэффициент, зависящий от коэффициента трения между лентой и барабаном и угла обхвата:
где f — коэффициент сцепления барабана с лентой: для стальных и чугунных барабанов при сухой погоде f= 0,3, влажной f= 0,2; а — угол обхвата барабана лентой, рад.
Число прокладок прорезиненной конвейерной ленты определяют по формуле (5.4).
Размеры барабанов, натяжных и разгрузочных устройств выбираются согласно приведенным в § 5.3.2 формулам и нормативным материалам.
Далее проводится проверочный (подробный тяговый) расчет конвейера.
Тяговый расчет конвейера сводится к определению натяжения ленты. Следуя методике, изложенной в § 5.4, контур трассы конвейера разбивают на ряд участков, методика определения сопротивлений на которых в общем виде изложена в табл. 5.21.
Проверочный расчет параметров ленты и барабанов. По уточненному максимальному натяжению Fmax производится проверочный расчет конвейерной ленты на прочность, уточняется число прокладок, а по формуле (5.11) проверяется правильность выбора диаметров барабанов.
Для проверки достаточности величины минимального натяжения ленты на рабочей ветви определяют величину у стрелы провисания ленты между роликовыми опорами на участке с наименьшим натяжением:
где ymax - величина максимально допустимой стрелы провисания ленты: ymax = (0,025... 0,03)lр.
Из предыдущей формулы, учитывая допустимые значения уmах, для верхней загруженной ветви получаем
(5.47)
при транспортировании на наклонном участке
(5.48)
при транспортировании штучных грузов массой тГ в пролете между роликоопорами
(5.49)
Если полученные при тяговом расчете значения минимальных натяжений меньше (в пределах 10 %) значений, вычисленных по формулам (5.47...5.49), то необходимо сделать пересчет натяжений по всему контуру трассы. При повторном расчете обход по контуру можно начать с точки минимального натяжения, приняв за исходное натяжение значение Fmin, определенное по формулам (5.47...5.49). Можно также уменьшить расстояние между роликоопорами в зоне минимальных натяжений.
Расчет натяжного устройства. Для винтового натяжного устройства необходимо определить размеры винта из условий деформаций растяжения или сжатия, а для грузового - силу тяжести натяжного груза GHГ, которая равна сумме натяжений набегающей и сбегающей ветвей с натяжного барабана и усилия WT на передвижение самой тележки:
где Кб - коэффициент сопротивления в отклоняющих блоках; Кб = 1,1.
Определение мощности электродвигателя конвейера. Мощность рассчитывают по формуле (5.23); тип двигателя выбирают по каталогу. После выбора электродвигателя рассчитывают или выбирают передаточный механизм в зависимости от требуемой мощности и передаточного отношения между электродвигателем и приводным барабаном.
Далее следует определить частоту вращения приводного барабана конвейера и необходимое передаточное отношение между валом двигателя и валом приводного барабана; составить кинематическую схему, выбрать тип редуктора. Уточнить скорость ленты, исходя из фактической величины и передаточного отношения привода:
где D - диаметр приводного барабана; пэ- частота вращения электродвигателя.
Уточнить производительность конвейера.
Проверка достаточной величины тягового усилия. В фрикционном барабанном приводе натяжение ленты Fc6 с приводного барабана зависит от значения тягового фактора (фактора сцепления) - еfα (табл. 5.29). Чтобы лента не проскальзывала на приводном барабане, согласно теории фрикционного привода
При несоблюдении этого неравенства происходит проскальзывание ленты на приводном барабане, что приводит к увеличению ее износа. Увеличение силы сцепления ленты с барабаном может быть достигнуто путем увеличения угла обхвата а (см. рис. 5.7, в), применения двух-барабанных приводов (см. рис. 5.7, г) или увеличения коэффициента трения f между приводным барабаном и лентой. Для этого барабан обтягивают резиновой лентой (футеруют).
Эту проверку выполняют, если начальной точкой обхода не являлась точка сбегания ленты с приводного барабана или если величина F1 натяжения в начальной точке определялась, исходя из формулы предварительной мощности двигателя.
Пример расчета. Рассчитать ленточный конвейер для транспортирования пшеницы. Средняя массовая производительность конвейера в смену Qсм = 1050 т, максимальная производительность - 1400 т/см. Конвейер работает 3 смены при продолжительности смены Гсм = 7 ч. Коэффициент неравномерности поступления груза Кн = 1,20. Схема трассы конвейера, размеры участков приведены на рис. 5.12.
Конвейер установлен в закрытом помещении.
1. Определение режима работы конвейера. Коэффициент использования конвейера по времени в сутки определяем по формуле (5.1):
По табл. 5.1 находим, что значение коэффициента использования конвейера по времени в сутки соответствует классу В4.
Коэффициент использования по производительности рассчитываем по формуле (5.3):
что соответствует классу ПЗ использования конвейера по производительности.
По табл. 5.2 устанавливаем, что конвейер будет работать в тяжелом режиме.
По формуле (5.18) находим расчетную производительность конвейера:
2.Определение размеров участков трассы: длина горизонтальной проекции наклонного участка LГ1 = LГ cos a = 19,3 м, высота подъема груза H= LГ sin a = 20 sin 15° = 5,17 м = 5,2 м.
3.Определение ширины ленты. Необходимую ширину ленты определяем по формулам (табл. 5.24). В качестве поддерживающих элементов рабочей ветви ленты берем трехроликовые желобчатые опоры. Скорость ленты при транспортировании пшеницы согласно рекомендациям, приведенным в табл. 5.25, принимаем υ =3,15 м/с; угол естественного откоса для пшеницы φ = 34° (см. приложение 16); коэффициент снижения производительности Кн при угле наклона конвейера α = 15° равен 0,95 (средняя подвижность частиц).
Тогда ширина ленты (м)
Принимаем резинотканевую ленту общего назначения шириной 650 мм.
Линейную силу тяжести ленты определяем по формуле (5.6):
4.0пределение параметров роликовых опор. Расстояние между роликовыми опорами для груженой ветви принимаем 1,4 м (табл. 5.27), для холостой 3,0 м; диаметры роликов принимаем равны-мы 108 мм (табл. 5.26). Масса вращающихся частей желобчатой роликовой опоры равна 12,5 кг (табл. 5.12), прямой - 10,5 кг (табл. 5.11). Тогда линейная сила тяжести вращающихся частей роликовых опор
5. Подробный тяговой расчет. Проводим тяговый расчет, предварительно разбив трассу конвейера на участки с одинаковым видом сопротивлений. За точку с минимальным натяжением примем точку 1 (см. рис. 5.12) сбегания ленты с приводного барабана. Обозначив натяжение в этой точке F = Fc6 (оно нам пока неизвестно) и обходя трассу по ходу ленты, определим сопротивления на участках и величину натяжения в точках в зависимости от натяжения F1 . Затем в конце расчета, используя уравнение Эйлера и уравнение (5.21, а) и принимая коэффициент трения между лентой и барабаном f = 0,30 (см. табл. 5.29) и угол обхвата барабана лентой α = 180°, еfa = е0,30 ·3,14 = 2,56, вычисляем величину F1 = Fc6. Подставляя значение F1 в уравнения, выражающие натяжения ленты в точках трассы, определим их значения во всех характерных точках. Результаты расчета сведены в табл. 5.30. По полученным данным строим диаграмму растягивающих усилий (см. рис. 5.12, б).
Зная максимальное усилие Fmax = F11, определяем требуемое число прокладок ленты по формуле (5.4), принимая в качестве материала прокладок ткань БНКЛ-65 с К = 65 Н/мм и коэффициент запаса прочности n = 10:
Принимаем in = 3 (минимальное число прокладок для ленты Вл = 650 мм).
Диаметр приводного барабана определяем по формуле (5.11):
Значение Dn6 согласно ГОСТ 22644 принимаем равным 400 мм. Необходимая величина минимального натяжения ленты на рабочей ветви конвейера [см. формулу (5.47)]
меньше Fmin, полученного при расчете конвейера.
Достаточность величины минимального натяжения обеспечена. Сила тяжести натяжного груза
Тяговое усилие на приводном барабане
Необходимая мощность электродвигателя привода, считая
По каталогу выбираем электродвигатель 4А160М6УЗ с Р = 15,0 кВт и nэ = 975 мин-1. Далее определяем передаточное отношение и = nэ/nпб и подбираем редуктор.