654

Расчет погонной массы груза, тягового органа и движущих частей конвейера

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Нормативные значения расчетных величин. Основные параметры рабочего органа. Расчет погонной массы груза, тягового органа и движущих частей конвейера. Расчет тягового органа на прочность. Основные размеры тягового органа. Кинематический расчет. Выбор элемента передач.

Русский

2013-01-06

136 KB

86 чел.

УРФУ

Кафедра «Подъемно-транспортные машины и роботы»

Расчет ленточного конвейера

Расчетно-графическая работа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Д.С.270102.390202.07.РГ.11 ПЗ

Руководитель

канд. техн. наук, доц.  В.П. Жегульский

Студент          Кибанов С.Н

          гр. С-390202         

Екатеринбург, 2011
СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 3

1. Легенда. 4

2.Исходные данные. 4

3. Нормативные значения расчетных величин. Основные параметры рабочего органа. 4

4. Расчет тягового усилия 6

 4.1. Расчет погонной массы груза, тягового органа и движущих частей конвейера 6

 4.2. Определение тягового усилия конвейера методом обхода по его контуру 7

 4.3. Определение тяговой силы 10

 4.4. График натяжений тягового органа 10

5. Расчет тягового органа на прочность. Основные размеры тягового органа  11

6. Необходимая мощность привода конвейера. Выбор двигателя. 12

7. Кинематический расчет. Выбор элемента передач 12

 7.1. Расчет передаточного отношения 12

 7.2. Подбор конструктивных элементов 12

 7.3.Кинематическая схема 13

8. Библиографический список 13

Введение.

Ленточный конвейер — транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты.

Ленточные конвейеры бывают передвижными, переносными, поворотными и стационарными. Стационарные машины применяют для перемещения большого количества материалов на расстояние от 30 до 3000 м., а передвижные и переносные машины – для перемещения небольшого количества материала на расстояние от 2 до 20м. В практике применяют последовательно расположенные конвейеры для перемещения материала на десятки километров. Основное назначение стационарного конвейера – перемещение материалов в горизонтальном направлении до 80м и в наклонном направлении с подъемом 7м при полной длине рамы.

Как правило, ленточный конвейер — это обязательный и ничем не заменимый агрегат в условиях практически любой современной промышленности. Автоматическая транспортировка разнотипных предметов, грузов, сырья и продукции, вне зависимости от их веса и габаритов, обеспечиваемая ленточным конвейером, позволяет существенно оптимизировать и упростить производственный процесс. Одним из важнейших узлов такого конвейера будет являться так называемая транспортная (конвейерная) лента. По своей сути, именно эта лента, в совокупности с цепочкой протяжных валов, и отвечает за перемещение транспортируемых предметов. Образуя замкнутое кольцо в процессе своего движения, ленты конвейерные различаются на типы и классы, каждый из который теми или иными механическими качествами наилучшим образом подходит для решения поставленной транспортной задачи.
Так, к примеру, конвейерная лента, специально разработанная для нужд горной промышленности прекрасно переносит повышенные нагрузки на растяжение и на разрыв. Ее структура дополняется армирующими элементами, а рабочие поверхности (поверхности, соприкасающиеся с валами протяжки и с транспортируемым грузом) стойки к истиранию. Другим примером может являться пищевая промышленность, где применяются особые конвейерные ленты с повышенными характеристиками экологичности и нейтральности к различным химическим средам.
    Основой сырья для изготовления транспортных лент служит резиновая смесь с повышенными характеристиками прочности и надежности. Ленты, в зависимости от типа и назначения, могут отлично переносить повышенные и пониженные температуры, а так же их резкие перепады, обладать серьезной пожаростойкостью и содержать в себе тканевые армирующие слои, существенно повышающие их механическую прочность. Помимо этого, различие лент может заключаться и в физических характеристиках, будь то ширина, длина и толщина. Так же, транспортная конвейерная лента может быть оборудована дополнительным покрытием, благодаря которому обеспечивается улучшенное сцепление и с протяжными валами и с транспортируемым грузом.
              Современный ленточный конвейер показал свою эффективность в решении огромного перечня задач, став относительно технологически простым агрегатом, и в то же время надежным и производительным транспортным устройством, отлично подходящим для нужд тяжелой и легкой промышленности.

1. Легенда

Задачей расчетно-графической работы является: расчет  ленточного конвейер для транспортирования рядового антрацита при заданной производительности.

Конвейер установлен в закрытом неотапливаемом помещении. Привод конвейера осуществляется через головной барабан; разгрузка осуществляется также через головной барабан.

2. Исходные данные.

Рис.1. Схема ленточного конвейера

Длина конвейера L= 400м 

Высота подъема груза Н=35 м.

Заданная производительность  Q= 700 м3/ч.

Тип насыпного груза: рядовой антрацит.

Насыпная плотность антрацита ρ=1 т/м3.

Угол подъема наклонного участка конвейера составляет 170 [1, табл. 8].

3. Нормативные значение расчетных величин. Основные параметры рабочего органа.

Принимаем скорость движения ленты V =2м/с.

Размер типичного куска транспортируемого рядового антрацита составляет около 200 мм. Минимальная ширина ленты для рядового груза считается по формуле:

                                                        B = 2а' + 200,

где  а' - размер типичного куска, мм.

Следовательно минимальная ширина ленты нашего конвейера составляет:

                                                В=2•200+200=600 мм.

Исходя из рекомендации [1, табл. 20] выберем для рабочей ветви ленты  желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов 20°.

Рассчитаем ширину ленты по формуле:

,

где  Q - производительность конвейера, т/ч;

 υ - скорость ленты, м/с;

 k - коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза;

 kβ – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.

          Значения коэффициентов k и kβ возьмем из:[1, табл. 24, табл. 25]. Они соответственно равны 550 и 0,905.

Получаем:

По нормальному ряду выбираем ближайшую большую ширину ленты В=1000мм. Полученная ширина ленты больше минимально допустимой ширины, следовательно, лента подобрана верно. (1000 мм > 600мм)

Исходя из данных: [1, табл. 1], выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 2 шириной B=1000мм с шестью тяговыми прокладками прочностью 200 Н/мм из ткани ТК-200.

Принимаем максимальную допустимую рабочую нагрузку kp=20 Н/мм [1, табл. 6].

Принимаем толщину тканевых прокладок  из синтетических нитей δПТ=1,4 [1, табл. 3].

Принимаем  толщину рабочей поверхности резиновой обкладки δр=3 мм  и толщину нерабочей поверхности δн=1 мм [1, табл. 5].

Обозначение выбранной ленты: Лента 2-1000-ТК-200-6-2-Б ГОСТ 20-76

Исходя из: [1, табл. 18] выберем диаметр ролика D = 108 мм.

Принимаем количество роликов в рабочей ветви равное 3 шт., а в холостой ветви равное 1 шт[1, табл. 20].

Принимаем расстояние между роликоопорами рабочей ветви резинотканевой ленты ленточного конвейера равным 1300 мм, а расстояние между роликоопорами холостой ветви 3000мм[1, табл. 21] .

Обозначение выбранной роликоопоры для рабочей ветви:

Роликоопора Ж 100- 108-20 ГОСТ 22645- 77.

Обозначение выбранной роликоопоры для холостой ветви:

РоликоопораНЛ 100- 108-20 ГОСТ 22645- 77.

4. Расчет тягового усилия

4.1. Рассчитаем погонную массу груза по формуле:

q = Aρ = 0,097• 1000=97 кг/м,

где А - площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м2;

 ρ - насыпная плотность груза, кг/м3.

А= = 0,097 м2.

где  Q - производительность конвейера, м3/ч;

 υ - скорость ленты, м/с;

 3600 - кол-во секунд в одном часе.

Рассчитаем погонную массу тягового органа по формуле:  

qт = qЛ = ρBδ= 1100• 1 • 0,0124= 13,64 кг/м,

где  ρ - плотность ленты, кг/м3;

 B,δ – соответственно ширина и толщина ленты, м.

Толщина ленты: δ = z δПТ + δПЗ + δР + δН=6•1,4 + 0 + 3 + 1 = 12,4 мм,

где z - количество тяговых тканевых прокладок;

 δПТ толщина тяговой тканевой прокладки;

 δПЗ толщина защитной тканевой прокладки;

 δР толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты;

δН толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты.

Погонная масса движущихся частей конвейера для рабочей и холостой ветви (qрр и qрх)  принимаем исходя из: [1, табл. 26].

4.2. Определим тяговое усилие конвейера методом обхода по его контуру. Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, пронумеровав их границы согласно рис.2. Определим натяжение ленты в отдельных точках трассы конвейера. Обход начинаем с точки 1, натяжение ленты в которой обозначим F1. Значение коэффициента сопротивления w принимаем равным 0,04 исходя из: [1, табл. 26].

Рис.2. Контур конвейера с нумерацией точек сопряжений прямолинейных и криволинейных участков

Сопротивление на прямолинейном участке рабочей ветви определяется по формуле:

FГ = wg[(q + qТ) LГГ + qРРLГ] ±(q + qT)gH,

где  g – ускорение свободного падения, м/с2;

 LГГ - длина горизонтальной проекции загруженного участка , м;.    

LГ- длина загруженного участка конвейера, м;

H -высота подъема груза, м.

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви определяется по формуле:

FХ = wg(qРХLХ + qTLГХ) ± qТgHХ,

где LХ -длина холостого участка, м;

 LГХ -длина горизонтально проекции холостого участка, м;

 HХ -длина вертикальной проекции холостого участка, м.

Сопротивление на криволинейном участке трассы при огибании лентой батареи роликоопор при выпуклой ленте (при вогнутой ленте сопротивление равно нулю):

Fкр = Fнаб (k -1),

где  Fнаб– напряжение ленты в начале участка, Н;

 k – коэффициент увеличения напряжения ленты от сопротивления батареи роликоопор.

Сопротивление  на поворотных пунктах:

Fпов = Fнаб (kп -1),

где  kп- коэффициент увеличения напряжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.

Сопротивление на погрузочном пункте при сообщении грузу скорости тягового органа:

FПОГР=Qg υ /36,

где Q - производительность конвейера, т/ч;

 υ - скорость перемещения груза, м/с;

Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка. (Длину бортов загрузочного лотка принимаем из: [1, табл. 22]).

FЛ50l,

где  l – длина лотка, м.

Считаем сопротивления:

F1-2=0,04 • 9,8•(9,2•59,85+13,64•57,24) - 13,64•9,8•17,5= -1817,36 H.

F2=F1-1817,36 H.

F2-3=0

F3=F2

F3-4=0,04 • 9,8•(9,2•285,52+13,64•285,52)=2556,34 H.

F4=F1+838,98 H.

F4-5= F4•(1,01-1)=0,01F + 8,39 H.

F5=1,01F1+847,37 H.

F5-6=0,04 • 9,8•(9,2•59,85+13,64•57,24)- 13,64•9,8•17,5= -1817,36 H. 

F6=1,01F1-969,99 H.

F6-7=F6•(1,06-1)=0,06 F1-58,2 H.

Fпогр=700•9,8•2/36=381,11 H.

Fл=50 • 2=100 H.

F7=1,07F1-547,08 H.

F7-8=0,04•9,8•[(97+13,64)•57,24 +21•59,85] + (97+13,64)•9,8 •17,5=21949,99 H.

F8=1,07F1+21402,91 H.

F8-9= F8•(1,01-1)=0,01F1+214 H.

F9=1,08F1+21616,91 H.

F9-10=0,04•9,8•[(97+13,64)•285,52 +21•285,52] =14733,65 H.

F10=1,08F1+36350,56 H.

F10-11=0

F11=F10

F11-12=0,04•9,8•[(97+13,64)•57,24 +21•59,85] + (97+13,64)•9,8 •17,5=21949,99 H.

F12=1,08F1+58300,55 H.

F12-1=F12•(1,06-1)= 0,07F1+3498,03 H.

F12’=1,15F1+61798,58 H.

Найдём F1 используя условие отсутствия проскальзывания (по Эйлеру):

FнабFсбегe,

где Fнаб – натяжение в набегающей на приводной элемент ветви тягового органа;

 Fсбег- натяжение в сбегающей ветви тягового органа.

       f –коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана

 F12=F1e0,3•3,48

 F12’=1,15F1+61798,58 H.

F1=36784,87 H

Принимаем коэффициент сцепления между резинотканевой лентой и стальным барабаном (для сухого окружающего воздуха) ƒ=0,3 исходя из: [1, табл. 24].  Принимаем  угол обхвата лентой приводного барабана α=2000.

Определяем натяжение (Н) конвейерной ленты в остальных точках трассы:

F2=F1-1817,36 H=35066,64 Н.

F3=F2=35066,64 Н.

F4=F1+838,98 H=37623,85 Н.

F5=1,01F1+847,37 H=38000 Н.

F6=1,01F1-969,99=36182,73 Н.

F7=1,07F1-547,08=38812,73 Н.

F8=1,07F1+21402,91=60762,72 Н.

F9=1,08F1+21616,91=61344,57 Н.

F10=1,08F1+36350,56=76078,22 Н.

F11=F10=76078,22 Н.

F12=1,08F1+58300,55=98028,21 Н.

F12’=1,15F1+61798,58 = 104101,18 Н.

4.3. Определим тяговую силу по формуле F0= Fнаб- Fсбег=104101,18-36784,87 =67316,31 Н

4.4. Строим график натяжений ленты, рис.3.

Рис.3. График натяжений тягового органа (к контуру конвейера по рис.1)                                                                                                                           

5. Расчет тягового органа на прочность. Основные размеры тягового органа.

По уточненному значению 104101,18 Н проверяем прочность ленты.

Необходимое минимальное число прокладок рассчитываем по формуле:

,

где z – принятое число тяговых прокладок;

 zmin – необходимое минимальное число тяговых прокладок;

 Fmax – определяется из тягового расчета;

 kp – максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок, H/мм;

 В – ширина ленты, мм.

Определяем минимальное число прокладок:

Определяем размер приводного барабана:

DПБmin=kz=160•6=960 мм,

где  коэффициент k принимаем исходя из: [1, табл. 13].

Проверим размер приводного барабана:

м.

Принимаем диаметр приводного барабана DПБ. = 1170 мм

Определяем длину барабана, она равна 1150 мм исходя из: [1, табл. 15].

6. Необходимая мощность привода конвейера. Выбор двигателя.

Мощность на приводном валу конвейера составляет:

кВт

Выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый,  η=0,96 [1, табл. 7].

Необходимая мощность двигателя конвейера:

кВт,

где Р0 – расчетная мощность на приводном валу конвейера;

 η – КПД передач от двигателя к приводному валу.

Определим частоту вращения вала приводного барабана:

 

Выбираем двигатель  [2, табл. III.3.1].Для нашего случая выбираем два двигателя, потому что для одного двигателя необходимая мощность будет велика.

Выберем два электродвигателя закрытых обдуваемых 4А250S4У3, мощностью 75 кВт каждый с частотой вращения n=1480 об/мин и моментом инерции ротора 1,02 кг•м2.

7. Кинематический расчет. Выбор элемента передач.

7.1. Найдём передаточное отношение по формуле:

,

где n – частота вращения вала двигателя, мин-1.

7.2. Подберем необходимые редукторы (цилиндрический горизонтальный двухступенчатый). Типоразмер редуктора Ц2-500. Передаточное отношение u=50,94.Мощность на быстроходном (входном) валу составляет P=77 кВт.

В связи с тем, что передаточное отношение выбранного редуктора больше необходимого нам, уточним размеры барабана для того, чтобы скорость ленты составляла 2 м/c:

мм

Подберем необходимые муфты:

Муфта фланцевая ГОСТ 20761-80 (СТ  СЭВ 1914-79); Стальная М=31,5 Hм.

Муфта фланцевая ГОСТ 20761-80 (СТ  СЭВ 1914-79); Чугунная М=800 Нм.

7.3. Кинематическая схема представлена на рис.4.

Рис.4.Кинематическая схема ленточного конвейера       

1 –электродвигатель.

2,4 – муфта.

3 – редуктор.

5 – приводной барабан.

6 – лента конвейера.

8. Библиографический список

1. В.П. Жегульский Рекомендации к проведению практических занятий по расчету ленточного конвейера с резинотканевым тяговым органом [Электронный ресурс].

2. А.В. Кузьмин, Ф.Л. Марон Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66680. Жизнь и научная деятельность Натальи Ивановны Базилевич 136.45 KB
  Существует такое неофициальное, но очень почетное в профессиональных кругах звание - рыцарь науки. Его удостаиваются те, кто беззаветно служил избранному делу, посвятив свою жизнь исследованиям и добившиеся в этом деле выдающихся результатов. Бесспорно, таким рыцарем науки была Наталья Ивановна Базилевич.
66681. РАБОТА СО СПИСКАМИ ИЛИ БД 3.74 MB
  Excel может работать как с простыми и небольшими по размерам, так и с более сложными и занимающими большой объём дискового пространства базами данных (БД). В Excel БД это просто список, состоящий из одного или более столбцов.
66682. НАУКА І ТЕХНІКА ХУІІ-ХІХ СТОЛІТЬ 41.3 KB
  Розвиток матеріального виробництва стає тісно пов'язаний з досягненнями науки і використанням її результатів у практичному житті людей. На форми останніх впливали і особливості мануфактурного виробництва і наукова революція і зміни що виявлялись у самій техніці.
66683. Василий Васильевич Докучаев 123 KB
  Василий Васильевич родился 1 марта 1846 года и прожил 57 плодотворнейших лет, став родоначальником нашей науки, человеком, чье имя, пожалуй, в первую очередь приходит в голову, когда говоришь о почве и о почвоведении, ну да об этом несколько позже.
66684. Векторная графика 278.91 KB
  В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты в растровой графике так и векторные объекты такие как круг квадрат линия кривая и т. Для дальнейшего рассмотрения проблемы постройки объектов с помощью векторной графики...
66685. Времена года как тема искусства и музыки 87.63 KB
  Четыре времени года венецианского композитора Антонио Вивальди первые четыре из двенадцати скрипичных концертов его восьмого опуса одни из самых знаменитых его произведений и одни из известнейших музыкальных произведений в стиле барокко.
66686. Виды сетевых атак 206 KB
  Типичными угрозами в среде Интернета являются: Сбой в работе одной из компонент сети. Сбой изза ошибок при проектировании или ошибок оборудования или программ может привести к отказу в обслуживании или компрометации безопасности изза неправильного функционирования одной из компонент сети.
66688. Компьютерный вирус 64 KB
  Однако большинство специалистов сходятся на мысли что компьютерные вирусы как таковые впервые появились в 1986 году хотя исторически возникновение вирусов тесно связано с идеей создания самовоспроизводящихся программ. Одним из пионеров среди компьютерных вирусов считается вирус...