Машины непрерывного транспорта

метки: Непрерывный, Барабан, Транспорт, Лента, Сопротивление, Трение, Электродвигатель, Частица

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра «Транспортные и технологические системы»

Курсовая работа

По дисциплине «Непрерывный транспорт»

Машины непрерывного транспорта

И.П. Морозов

Санкт-Петербург 2018

1. Тип машины: ленточный конвейер.

2. Назначение машины: транспортирование сыпучего материала.

3. Производительность: Q [т/час] — 550.

4. Схема трассы конвейера:

Рисунок 1 — Схема трассы конвейера

Таблица 1 — Параметры трассы конвейера

a, м	b, м	h, м	Транспорт. груз	Q, т/час	Плотность с, т/м3
350	160	20	Уголь каменный кусковой	550	0,75

Ленточный конвейер — транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде замкнутой (бесконечной) гибкой ленты. Лента приводится в движение силой трения между ней и приводным барабаном; опирается по всей длине на стационарные роликовые опоры.

Трасса конвейера может быть горизонтальной и наклонной. Транспортируемый материал может быть штучным, кусковым, сыпучим и обладать самыми разными характеристиками.

Основными частями ленточного конвейера являются рама, приводной барабан, натяжной барабан, ролики конвейера, транспортерная лента.

Рисунок 1 ? Ленточный конвейер: 1 — редуктор, 2 — приводной барабан, 3 — лента, 4 — натяжной барабан, 5 — натяжное устройство, 6 — роликовые опоры, 7 — рама, 8 — электродвигатель.

На раме закреплены ролики, по которым транспортернаялентаскользит, и перемещает груз в пространстве. Для натяжения ленты служит два больших ролика, называемых барабанами. Один из них — натяжной, закреплен на подшипниковом узле и служит для регулировке натяжении ленты. Другой — приводной барабан конвейера, закреплен на противоположном конце конвейера и имеет специальный вал, который соединен с электродвигателем через редуктор. Собственно с помощью передачи вращательного движения от электродвигателя или мотор-редуктора к приводному барабану, и происходит движение ленты транспортера.

Преимущества ленточных конвейеров:

• ? благодаря значительной скорости движения ленты обеспечиваются высокая эффективность и производительность промышленных процессов;
• ? подобный конвейер потребляет относительно мало энергии;

1. надежная конструкция устройства даже при длительном сроке эксплуатации обеспечивает качественное выполнение задач Определение основных параметров конвейера

В качестве основных параметров определим необходимую ширину ленты :

• где Q = 550 т/час — массовая производительность конвейера;
• = 2 м/с — скорость движения ленты для мелко- и среднекускового груза при ширине ленты 800 — 1000 мм [1,стр.

130, табл. 4.12];

• kп= 550 -коэффициент поперечного сечения груза на ленте [1,стр. 130, табл. 4.11] при использовании желобчатой трехроликовой опоры бж = 30° — и средней подвижности частиц груза;

• с = 0,75 т/м3 — плотность груза;
• kю=1 — коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере[1,стр.129,табл.4.10]для средней подвижности частиц груза(ц= 0,35
• 30° = 10°[1,стр.

31, табл. 1.7]- угол свободного расположения насыпного груза в поперечном сечении движущейся ленты).

Угол наклона трассы конвейера по заданию составляет 70. Для обеспечения устойчивого неподвижного положения груза на ленте без его продольного сползания вниз угол наклона конвейера должен быть примерно на 10-150 меньше угла трения груза о ленту в покое. Что удовлетворяет условиям таблицы [1, стр. 101, табл. 4.1.].

Примем ширину ленты 800 мм.

Проверим ширину ленты по кусковатости груза:

• где Bk- ширина ленты с учетом кусковатости груза;
• X = 2,5 — коэффициент крупности груза для рядового груза;

a=199мм-максимальный линейный размер типичных

Получили Bk<B, следовательно, принимаем B = 800 мм.

Рассчитаем погонную массу груза:

Найдем погонный вес (Н/м ) насыпного груза:

qг =g •mгп

qг = 9,8

• 76,4 = 749 Н/м

Расстояние между роликовыми опорами на верхней ветви ленты lр. В.= 1,4 м на средней части ветви конвейера при транспортировании насыпных грузов [1, стр. 110, табл. 4.5], тогда расстояние между роликовыми опорами на нижней ветви ленты lр. Н.= 2,8м.

На конвейере устанавливаем желобчатые роликовые опоры среднего типа с диаметром ролика 89 мм и с углом наклона боковых роликов 300. Примем массы вращающихся частей роликовых опор по каталогу завода-изготовителя для диаметра ролика 89 мм: mр.в.=12,9 кг, mр.н.=12,9 кг[2].

Значения линейных сил тяжести (Н/м) ленты и вращающихся частей роликовых опор для конвейеров среднего типа с резинотросовой лентой найдем по формулам:

• где р0 = 1,8 мм — толщина прокладки;
• р1 = 6 — толщина обкладки на верхней стороне ленты;
• р2 = 2 — толщина обкладки на нижней стороне ленты;
• i = 4- число прокладок [1, стр.104].

Найдем общее сопротивление при установившемся движении ленты:

• где kд = 2,4 — обобщенный коэффициент местных сопротивлений на оборотных барабанах, в местах загрузки и других пунктах [1, стр. 131];

• Lгр= 50 м — длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых барабанов конвейера;

0,025 — коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты [1, стр.131];

• = 0,022 — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты [1, стр.131];
• H =2 м — высота подъема груза.

Максимальное усилие:

Коэффициент запаса прочности примем n = 10, тогда

где Sразр- разрывное усилие.

Для изготовления ленты выберем ткань ТА-100 и с прочностью ткани по основе, Н/мм ширины одной прокладки q = 100 Н/мм [1, табл. 4.2,стр.103]. Количество необходимых прокладок сосчитаем по формуле:

Примем i = 3

Подробный тяговый расчет

Для подробного тягового расчета всю трассу конвейера разделяем на отдельные участки по виду сопротивлений и методом последовательного суммирования сил сопротивления движению ленты определяем максимальное расчетное натяжение ленты. Разбиение заданного конвейера представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 ? Разбивка конвейера на характерные длины

Чтобы не задаваться Smin запишем соотношение:

• где kz =1,2 коэффициент Запаса;
• eмб = 3,54-значение тягового фактора. Коэффициент трения м=0,2 выбираем для стальной поверхности барабана без футеровки с поверхностью загрязненной нелипким грузом.

Запишем натяжение в каждой точках конвейера, отмеченных выше:

• где L, H — соответствующие длины и высоты;

? = 1,04 — коэффициент сопротивления движению ленты на барабане

Сопротивление движению ленты в месте загрузки конвейера грузом:

??з = ??з.у + ??з.б + ??з.п,,

где — сопротивление, возникающее от сообщения грузу необходимого ускорения при подаче его на ленту и неизбежного при этом трения частиц груза о ленту.

Примем при высоте наклонной стенки = 1 м.

??з.у = 0,1

• 749
• 22 = 299,6 Н.,
• сопротивление трению частиц груза о неподвижные борта направляющего лотка воронки;
• ??1 = 0,4 — коэффициент трения частиц груза о стенку борта лотка [1, стр. 133];
• ?б — высота груза у борта лотка.

Чтобы определить эту величину найдем ?л = 0,4•?? = 0,4•800 = 320 мм. — высота лотка, тогда примем ?б = 280 мм.;

• ??л = 1,5•?? = 1,5•800 = 1200 мм. — длина лотка [1, стр. 119];

• ??б = 0,8 — коэффициент бокового давления [1, стр. 133];
• ?? = 0,75 т/м3 — плотность груза;
• ??з.б ? 0,4
• 2802
• 0,75
• 1200
• 0,8 = 2258 Н.

??з.п = Кп.л

• ??л — сопротивление трению уплотнительных полос загрузочного лотка о ленту,

Кп.л = 40 Н/м удельное сопротивление трению [1, стр. 133].

??з.п = 40

• 1,2 = 48 Н,

Тогда ??з = 299,6 + 2258 + 48 = 2606 Н;

• ??в = 0,025 — коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты [1, стр. 131]; конвейер тяговой барабан грузовой

??н = 0,025 — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты [1, стр. 131].

??1 = 3367 Н, ??2 = 3248 Н, ??3 = 3378 Н, ??4 = 3462 Н, S5 = 3595 Н, ??6 = 6682 Н, ??7 = 7500Н, ??8 = 9938 Н.

Рисунок 3 ? Натяжение ленты

Выполним проверку на достаточность минимального натяжения по условию провиса ленты :

???????? = ??2 = 3248 Н, так как оно является минимальным на рабочей ветви

Для рабочей ветви имеем:

• Допускаемое значение провиса ленты на рабочей ветви: [??]=0,025•1,4=0,035;

• ?? = 0,033 < [??] = 0,035

Условие провиса выполняется.

5. Выбор диаметра барабана

Диаметр барабана определяется его назначением, действующим на барабане натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты. Для конвейеров с резинотканевыми лентами:

D = Ka

• Kб
• i,

где Ka = 148 — коэффициент, зависящий от типа прокладок [1, стр.117],

Kб = 1 — коэффициент зависящий от назначения барабана, для барабана однобарабанного привода [1, стр.117],

Kб = 0,8 — коэффициент зависящий от назначения барабана, для натяжного барабана [1, стр.117], тогда

Dп = 148

• 1
• 3 = 444 мм

Dн = 148

• 0,8
• 3 = 343 мм

Полученные по формулам диаметры барабана принимаем из нормального ряда по ГОСТ 44644-77. Получаем Dп = 450 мм, Dн = 400 мм

6. Расчет привода конвейера

Расчет привода конвейера заключается в расчете и подборе двигателя редуктора, муфт и других элементов приводной станции.

Мощность на валу приводного барабана:

где =6571Н — окружная сила на приводном барабане

По каталогу выберем электродвигатель 5AMX180M6 с номинальной частой вращения 980 об/мин, Nном=18,5кВт.

7. Подбор редуктора

В качестве передаточного механизма привода конвейеров общего назначения используются стандартные редукторы.

Редуктор подбирается по передаточному числу

Найдем крутящий момент:

Выбираем редуктор Ц2-350 с допускаемым моментом на тихоходном валу и передаточным числом .

Найдем номинальный момент на валу двигателя:

На вал между редуктором и барабаном установим зубчатую муфту с номинальным вращающим моментом 250 Нм.

8. Определение дополнительных усилий при пуске конвейера

Процесс пуска конвейера состоит из двух периодов: трогания с места и разгона всех движущихся масс до номинальной скорости. При приложении к упругой ленте тягового импульса от привода вдоль ленты распространяется динамический импульс деформации (упругая волна) с последующими упругими колебаниями. Найдем максимальное натяжение ленты при пуске конвейера по приближенной формуле [1, с.135, формула (4.67)]:

где

? коэффициент увеличения сопротивления [1, c. 135],

? ускорение ленты при пуске конвейера [1, c. 135],

? коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс барабанов и роликов [1, c. 135],

? коэффициенты сопротивления движению ленты при пуске конвейера для нижней и верхней ветвей соответственно.

Статические сопротивления движению ленты на нижней и верхней ветвях конвейера, подсчитанные по пусковому коэффициенту сопротивления:

Подставив все соответствующие значения в формулу:

9. Выбираем натяжное устройство грузового типа

Для проверки правильности выбора ленты определяем Кп при К0=5 :

где К0 — номинальный коэффициент запаса прочности по нагрузкам при пуске конвейера,

Кпр = 0,95 — коэффициент неравномерности работы прокладок;

• Кст = 0,85 — коэффициент прочности стыкового соединения концов ленты для вулканизированного стыка [1, с.104],

Кт = 0,9 — коэффициент конфигурации трассы конвейера[1, с.104],

Кр = 1 — коэффициент режима работы конвейера (средний режим);

Найдем разрывное усилие одной прокладки:

Найденное значение разрывного усилия не превышает значение выбранного типа прокладки БКНЛ-100, оставляем её [1, с.103].

Проверку выбранного значения ускорения при пуске конвейера выполняем по формуле [1, с.135, формула (4.70)]:

• где Б2 = 0,7 — коэффициент безопасности [1, с.135] ;
• f2 = 0,8 — коэффициент трения груза о ленту [1, с.135];
• = 5° — угол наклона конвейера [по заданию].

Получаем:

Определяем минимальное время пуска [1, с.135, формула (4.71)]:

Находим время пуска по пусковым характеристикам приводного электродвигателя [1, с.135, формула (4.72)]:

где

Кк=1,1 — коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода к ротору двигателя [1, с.135];

• = 0,27 кг•м2 — маховой момент ротора электродвигателя [по каталогу, указан ранее];
• массы вращающихся частей соответственно роликоопор на верхней и нижней ветвях и барабанов, установленных на конвейере, кг:
• необходимое количество роликов на верхней ветви конвейера,
• общая длина трассы конвейера с учетом уклона;
• необходимое количество роликов на нижней ветви конвейера.
• общая масса вращающихся частей барабанов состоит масс приводного и натяжного барабанов;
• = 130 кг [6];
• = 150 кг [7];
• момент статических сил сопротивления при установившемся движении конвейера, приведенный к валу электродвигателя, Н•м ,

где — общее окружное усилие [1, с.141], Мст=38557,7•0,63

• , •=743,4 Н•м ,
• средний пусковой момент электродвигателя;
• ? коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты, обеспечивающее неодновременность приведения масс конвейера в движение [1, с.135];

• =980 об/мин — номинальная частота вращения двигателя.

Тогда:

Условие ? выполняется.

В ходе выполнения данной расчетно-графической работы были подобраны основные параметры ленточного конвейера в зависимости от исходных данных.

Были выбраны:

• электродвигатель 5AMX180M6 с номинальной частой вращения 980 об/мин, Nном=18,5 кВт;
• редуктор Ц2-350 с допускаемым моментом на тихоходном валу и передаточным числом .

Также был выполнен чертеж грузового натяжного устройства.

1. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб пособие для машиностроительных вузов. — 3-е изд., перераб. — М.: машиностроение, 1983. — 487 с., ил.

2. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов/ М.П. Александров, М.М. Гохберг, А.А. Ковин и др.