87255

Расчет ленточного конвейера

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Выбор основных конструктивных элементов конвейера. Кинематическая схема конвейера. Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента.

Русский

2015-04-18

211.72 KB

21 чел.

Расчет ленточного конвейера

Расчетно-графическая работа

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА


СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

1. Легенда.

2. Исходные данные.

3. Расчет нормативных значений расчетных величин.

4. Расчет тягового усилия.

5. Выбор основных конструктивных элементов конвейера.

6. Кинематическая схема конвейера.

7. Библиографический список.


Введение.

Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции. Эти конвейеры состоят из рабочего органа в виде замкнутой конвейерной ленты, являющейся грузонесущим и тяговым элементом, опор, приводного и хвостового барабанов, натяжного устройства, загрузочного устройства и рамы. При необходимости предусматриваются направляющие ролики и отклоняющие барабаны для ленты, разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты.

Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. При необходимости предусматривается тормоз или останов для предотвращения самопроизвольного движения рабочего органа в обратном направлении. Схемы ленточных конвейеров см. рис.1.

Рис.1. Схемы ленточных конвейеров: а - горизонтального с разгрузочной тележкой; б   наклонно-горизонтального; в - наклонного; г - горизонтально-наклонного; д - горизонтально-наклонно-горизонтального; L — длина конвейера; Lг и Н - длины проекций трассы; L1, L2, L3 - длины отдельных участков; βо — угол наклона конвейера (участка конвейера)

  1.  Легенда

Конвейер будет использоваться для транспортировки насыпного груза (песок) по от карьера до завода ЖБИ. Условия для эксплуатирования: в течении длительного времени, в различные времена года, в условиях крайнего севера, с нормальной влажностью воздуха. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины – ленте.

 

2. Исходные данные

Рис. 1. Схема конвейера.

  1.  тип насыпного груза: песок
  2.  угол естественного откоса груза в покое: φ = 450
  3.  плотность насыпного груза: ρ = 1,5 т
  4.  требуемая производительность: Q = 130 м3
  5.  длина конвейера: L = 520 м
  6.  угол наклона конвейера: β =
  7.  условия эксплуатации: средние
  8.  высота конвейера: Н = 48 м

Исходя из рекомендаций и ГОСТ 22644-77 принимаем скорость конвейера V=1,6 м/с.

Определение размеров конвейера

Определим длину участка 4-5 конвейера, м:

L4-5 =  L2-3 =  =  = 140,3 м,

Определим длины горизонтальных проекций участков конвейера, м:

L2-3 = L4-5 =   =  = 131,8 м,

L1-2 =  L5-6 = 520 – 131,8 = 388,2 м.

Выбор конструктивных элементов конвейера

  1.  Грузонесущий тяговый элемент - резинотканевая лента,
  2.  Выбираем плоскую форму ленты.

Выбор профиля и ширины ленты

Допускаемая минимальная ширина ленты [см. (6.1)]: B, мм

 B=2a’+200,  (1)  

где a’ – размер типичного куска, мм.

B=2a’+200=23+200=206 мм.

Угол естественного откоса груза в движении [табл. (4.1)]: ;

Угол естественного откоса насыпного груза на ленте принимаем равным половине угла естественного откоса этого груза в движении.

Переведем требуемую производительность из м3/ч в т/ч

 , (2)

где  Qзад – заданная производительность, м3/ч;

 ρ – насыпная плотность, т/м3

Ширина ленты при транспортировании насыпных грузов [форм. (6.11)]: B, м

 , (3)

где  Q - производительность конвейера, т/ч;

  - скорость ленты, м/с;

 ρ - насыпная плотность груза, т/м3;

  — коэффициент, зависящий от угла естественного откоса груза [табл. (6.16)];   - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера [табл. (6.17)].

Сравним полученную величину ширины ленты с минимальной допускаемой:

789206

Полученная ширина ленты больше минимальной допускаемой ширины, следовательно, лента подобрана верно.

Примем ширину ленты B=0,800 м. [ГОСТ 20-76]

По нормальному ряду [табл. (4.4)] принимаем конвейерную ленту общего назначения типа 2 шириной   B=800 мм, с пятью тяговыми прокладками прочностью 200 Н/мм из ткани БКНЛ-100, допускающими рабочую нагрузку kp=22 Н/мм, с толщиной резиновой обкладки класса прочности Б рабочей поверхности δр=4,5 мм, нерабочей поверхности δн=2 мм. Общее обозначение ленты:

Лента 2-800-5-БКНЛ-100-4,5-2-Б ГОСТ 20-76.

Толщина ленты.

Вычислим толщину ленты [см. формулу (4.12)]:

  (4)

где: δп.т – толщина тканевых тяговых прокладок, мм, δп.т=1,4 мм  

δр – толщина обкладки рабочей поверхности ленты, мм, δр=4,5 мм

δн - толщина обкладки нерабочей поверхности ленты, мм, δн=2 мм;

=51,4+4,5+2=13,5 мм.

Площадь поперечного сечения потока груза на конвейере [см. формулу (5.13)]: A, м2

 = , (5)

где  Q - производительность конвейера, т/ч;

  - скорость ленты, м/с;

 ρ - насыпная плотность груза, т/м3;

Рассчитаем погонную массу груза [см. формулу (5.3)]: q, кг/м

 q=ρ, (6)

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

 ρ – насыпная плотность груза, кг/м3

 

 q = =  

Рассчитаем погонную массу резинотканевой ленты [см. формулу (4.11)]: qл, кг/м

 qл =  , (7)

где  B- ширина ленты, м;

 – толщина ленты, м;

ρ - плотность ленты, кг/м3;

 

qл =  

Определим тяговые усилия конвейера методом обхода его по контуру. Разобьем трассу конвейера на отдельные участки, согласно схеме (рис.3). Определим натяжение ленты в отдельных точках трассы конвейера. Обход начинаем с точки 1, натяжение ленты в которой обозначим F1.

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

Примем значение коэффициента сопротивления для ленточного конвейера [табл. (6,19)]   

ω = 0,035

Определяем погонную массу вращающихся частей роликоопор [таб. (6.18)]

для рабочей ветви,

для холостой ветви при ширине ленты 800 мм.

Определяем натяжение конвейерной ленты в точках трассы по формулам:

Сопротивление на прямолинейном загруженном участке рабочей ветки конвейера [см. формулу (5.17)]:

 (8)

где  ω коэффициент сопротивления перемещения груза;

 – ускорение свободного падения, м/с2;

– погонная масса груза, кг/м;

– погонная масса тягового органа (ходовой части) конвейера (масса одного метра длины тягового органа, кг/м;

длина горизонтальной проекции загруженного участка конвейера, м;

погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви ковейера, кг/м;

длина загруженного участка конвейера, м;

высота подъема груза, м

Сопротивление на прямолинейном участке холостой ветви конвейера [см. формулу (5.22)]: , Н

 (9)

где  ω коэффициент сопротивления перемещения груза;

 – ускорение свободного падения, м/с2;

– погонная масса тягового органа (ходовой части) конвейера (масса одного метра длины тягового органа, кг/м;

длина горизонтальной проекции участка холостой ветви конвейера, м;

погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м;

длина холостого участка конвейера, м;

высота подъема груза, м

Сопротивление на поворотных пунктах при приближенных расчетах [см. формулу (5.26)]:

) ,  (10)

где  натяжение тягового органа в точке набегания на барабан (звездочку) поворотного пункта, Н;

1,05 –коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте при угле обхвата 180.

Рассчитываем сопротивление на отдельных участках:

F1-2=0,0359,81 (7,8388,2+11,88388,2)=2623 H;

F2=F1+2623 H;

F2-3=(F1+1648,8)0,05=0,05F1+131 H;

F3=1,05F1+1779,8 H;

F3-4=0,035 9,81(7,8140,3+11,88138,8) – 11,889,8148= -4652 H;

F4=1,05F1 – 2872,2 H;

F4-5= F4 (1,05 – 1) = 0,0525F1 – 143,6 H ;

F5=1,1025F1 – 3015,81 H;

F5-6=0,0359,81[(33,85+11,88)131,8+18,4140,3]+(33,85+11,88)9,8148= 24489,15 H;

F6=1,1025F1 + 21473,34 H;

F6-7=F6 (1,05 - 1)=0,055F1+1073,67 H;

F7=1,1575F1+22547 H;

F7-8=0,0359,81 [(33,85+11,88)131,8 +18,4140,3] =2955,8 H;

F8=1,1575F1+25502,8 H;

F8-1= F8 (1,05-1)=0,058F1+1275,14 H;

Fнаб =1,2155F1+26777,94 H;

 Найдём F1, используя формулу Эйлера:

 Fнаб Fсбегe ,  (11)

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

Fсбег- натяжение в сбегающей ветви тягового органа, H;

f –коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана.

 

Fнаб =1,2155F1+26777,94 H;

Fнаб = F1 e  =F1 e0,3•3,14  H;

Коэффициент сцепления f между резинотканевой лентой и стальным барабаном равен 0.25[таб. (6.7)] . Принимаем угол обхвата лентой приводного барабана α = 180°,       коэффициент сцепления барабана с лентой [таб. (6.21)] Ks=1,85.

2,19F1 = 1,2155F1+26777,94;

F1 = 27478 Н;

F2 = 30101 H;

F3 = 30632 H;

F4 = 25980 H;

F5 = 27279 H;

F6 = 51768 H;

F7 = 54353 H;

F8 = 57309 H;

Fнаб = 60178 H;

Построим график натяжений ленты:

Рис. График натяжений ленты

Определим тяговую силу конвейера [см. формулу (6.26)]:

F0=Fнаб Fсб

F0=Fнаб Fсб = 60,2-27,5 = 32,7 кH;

Определение основных конструктивных элементов.

По уточненному значению  Fнаб = Fmax = 60178 Н проверяем прочность ленты (форм. 6.16). Необходимое минимальное число прокладок:

                                                                                                         (12)

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.

Наименьший диаметр приводного барабана [см. формулу (6.3)]:  

 (13)

где:  – наименьшее значение  коэффициента для определения диаметра приводного барабана, [таб. (6.6)];  

 z =5 – число прокладок в ленте.

 

По ГОСТу 22644-77 принимаем =1000 мм;

Проверим размер приводного барабана [см. формулу (6.6)]:

 (14)

где:  – диаметр приводного барабана, м;  

– тяговая сила;

 – ширина ленты, м;

допустимое среднее давление между лентой и барабаном;

 угол обхвата барабана лентой;

 – коэффициент сцепления между лентой и барабаном, [табл. (6.7)];

Определяем мощность привода [см. формулу (6.21)]:

=  (15)

где:  – уточненная тяговая сила конвейера [см. форм. (5.37)];

 – скорость ленты, м;

 

Определяем мощность привода конвейера [см. формулу (6.20)]:

 

=31,71 кВт

 (16)

где: k = 1,1 –коэффициент запаса;  

 – расчётная мощность на приводном валу конвейера;

 – КПД передач от двигателя к приводному валу[табл. (5.1)];

 

По данным таблицы [см. табл. (III.3.1.)] «Двигатели серии 4А» по ГОСТ 19523-81, выбираем электродвигатель типа 4А250М6У3 номинальной мощности Рдв.= 55 кВт при частоте вращения  n = 985 мин-1, момент инерции Jp = 1,25 кгм2

Определяем частоту вращения приводного барабана конвейера [см. формулу (6.22)]:

 (17)

где:  – скорость ленты, м;  

 – диаметр приводного барабана, м;

 

Определяем необходимое передаточное число между валом двигателя и валом приводного барабана [см. формулу (6.23)]:

 

 (18)

где:  – частота вращения вала двигателя, мин-1;

 32,19

Определим расчётную мощность на быстроходном ходу [см. формулу (1.101)]:

 , (19)

где: – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора

[см. табл. (1.33)];

 - наибольшая мощность, кВт;

 

По данным таблицы [см. табл. (III.4.2)] выбираем редуктор типоразмера Ц2 – 500, передаточное число р=32,42, имеющего при частоте вращения быстроходного вала 1000 мин-1 мощность Р = 54 кВт, КПД редуктора  .

 

Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором определим номинальный крутящий момент [см. формулу (стр.248)]:

 (20)

где: ;  

   – частота вращения  вала двигателя, мин-1;

С учётом коэффициента кратности максимального момента двигателя примем расчётный момент муфты [см. формулу (стр.248)]:

   (21)

где:   кратность максимального момента;

  номинальный крутящий момент, ;

Предполагая, что для предотвращения обратного движения загруженного конвейера ленты необходим тормоз; предусматриваем втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом.

По данным таблицы [см. табл. (III.5.9)] выбираем муфту № 3 с наибольшим передаваемом крутящем моментом Тм=5500 Н,  с диаметром тормозного шкива D=400 мм, момент инерции муфты Jм=2,25 кгм2.

Для выбора соединительной муфты между приводным барабаном и редуктором определим номинальный крутящий момент [см. формулу (стр.248)]:

 (22)

где: ;  

   – частота вращения быстроходного вала, мин-1;

Предусматриваем фланцевую стальную муфту, ГОСТ 20761-80 (СТ СЭВ 1914-79).

По данным таблицы [см. табл. (III.5.5)] выбираем муфту с номинальным крутящим моментом Тм = 630 Н,  с диаметром муфты D = 170 мм.

Уточняем скорость в ленте исходя из фактического передаточного числа в приводе [см. формулу (6.24)]:

 (23)

где: ;

 

При фактическом передаточном числе привода (передаточное число редуктора):

,

Определяем усилие натяжного устройства [см. формулу (6.26)]:

, (24)

где:  , кН;


Кинематическая схема:

Кинематическая схема: Условные обозначения: 1 – электродвигатель; 2,4 – муфты; 3 – редуктор двигателя; 5 – приводной барабан; 6 – лента


Библиографический список

  1.  «Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин», А.В.Кузьмин, Москва, 1983.
  2.  ГОСТ 22645-77.
  3.  ГОСТ ГОСТ 20-76.
  4.  ГОСТ 19523 – 81.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10601. Нагрев неограниченного цилиндра 67.29 KB
  Нагрев неограниченного цилиндра Решение задачи нагрева цилиндра произведем с помощью преобразования Ханкеля 81 Краевые условия Tr0=fr...
10602. Нагрев цилиндра конечных размеров 86.09 KB
  Нагрев цилиндра конечных размеров. Если имеется симметрия относительно оси z то оператор тождественно равен нулю тогда получим Рассмотрим решение уравнения для конечного цили...
10603. Численные методы решения тепловой задачи. Метод конечных разностей 218 KB
  Численные методы решения тепловой задачи. Метод конечных разностей Многие математические модели описываются дифференциальным уравнением или системой дифференциальных уравнений с краевыми условиями первого второго и третьего рода. Точное решение краевых задач уд...
10604. Метод граничных элементов 353 KB
  Метод граничных элементов Приводятся фундаментальные решения для ортотропных и анизотропных областей и показывается что все положения обсуждавшиеся в предыдущих разделах справедливы также и для бесконечных областей при выполнении определенных условий регулярно...
10605. Метод конечных элементов. Прямое построение глобальной матрицы жесткости 124.5 KB
  Метод конечных элементов Прямое построение глобальной матрицы жесткости Метод построения глобальной матрицы жесткости весьма неэффективен при использовании цифровой вычислительной машины. Эта неэффективность объясняется тем что матрица жесткости отдельного эл...
10606. Решение МКЭ тепловой задачи для цилиндра. Алгоритм расчета 635.5 KB
  Решение МКЭ тепловой задачи для цилиндра. Алгоритм расчета Математическая модель линейной задачи теплопроводности с внутренним тепловыделением в цилиндрических координатах имеет вид: 1 с граничными условиями:
10607. Электродуговой нагрев. Общие положения. Постановка тепловой задачи. Методы решения. Устойчивость дуги 292.5 KB
  Электродуговой нагрев. Общие положения. Постановка тепловой задачи. Методы решения. Устойчивость дуги Электрическая дуга представляет собой один из видов электрических разрядов в газах при котором наблюдается прохождение электрического тока через газовый промежут...
10608. Электроэрозионная обработка материалов. Теория электротепловых процессов 79.5 KB
  Электроэрозионная обработка материалов. Теория электротепловых процессов Производительность и точность электроискровой обработки чистота обработанной поверхности определяются многими факторами. Важнейшими из них являются параметры электрической схемы обуслов
10609. Особенности цифрового управления процессами 196.25 KB
  Исторический обзор. Понятие системы. Особенности цифрового управления процессами Первый пример практического применения управляющей ЭВМ относится к 1959 году он связан с работой нефтехимического завода компании Texaco в городе Порт Артур штат Техас. Компания Texaco выпо...