Расчет ленточного конвейера (пример)

Исходные данные:

Транспортируемый материал – щебень рядовой с максимальным размером кусков α_мах=175мм;

Техническая производительность Пт=300 т/час;

Угол наклона конвейера φ = 18˚

Длина транспортирования материала L=35 м;

Поперечный профиль ленты – желобчатый;

Способ разгрузки материала – плужковым сбрасывателем.

Расчет:

1. Площадь поперечного сечения потока материала на ленте определяется по известной величине производительности конвейера и принятой скорости транспортирования [1];

м² ;

где:

υ – скорость ленты (м/с); для мелкосыпучих неабразивных и малоабразивных материалов (песок, уголь, торф) υ = 1,5-2,5 м/с, для мелко- и среднекусковых (α_мах < 160мм) абразивных материалов (гравий, щебень, шлак) υ = 1,25-2 м/с, для крупнокусковых (α_мах ≥ 160мм), абразивных материалов (щебень, горная порода) υ = 1-1,6 м/с;

γ – объемная плотность груза (т/м³); для песка γ = 1,4 - 1,9 т/м³, для гравия γ = 1,5 - 1,9 т/м³, для щебня γ = 1,4 - 2,9 т/м³;

м²;

2. Наименьшая ширина ленты находится в зависимости от геометрической формы сечения верхней ветви ленты [3].

Для желобчатой ленты (см.рис.2) при α=20⁰

B=== 0,92 м = 920 мм.

При В > 2000 мм необходимо принять α = 300 или увеличить скорость конвейера, так как ленты выпускаются шириной до 2000 мм.

3. Проверка ширины ленты максимальному размеру кусковых материалов и штучных грузов во избежание их самопроизвольного сбрасывания при транспортировании.

Принимается [1]:

• для рядового материала b ≥ 2* α_мах + 200 мм,

• для сортированного материала b ≥ 3,3* α_мах + 200 мм,

• для штучных грузов b ≥ α_мах + 100 мм,

• для рассматриваемого случая b ≥ 2*175 + 200 = 550 мм,

Предварительно принимаем b = 920мм, т.к. оно больше чем 550мм.

4. Потребная мощность на приводном барабане [3]. Мощность для привода конвейера расходуется на преодоление сопротивлений подъемнику и горизонтальному перемещению груза, вращению барабанов и роликов, перегибу ленты и разгрузка материала. Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле:

N=, кВт

где:

W – коэффициент сопротивления движению, W = 0,06;

q₁ – погонная масса движущихся частей, кг/м, q₁ = 30*В (В – ширина ленты, м);

k₁ – коэффициент учитывающий влияние длины конвейера на вес движущихся частей: при L > 50м, k₁ = 1, при L = 30…50м, k₁ = 1,05, при L = 15…30м, k₁ = 1,15, при L < 15м, k₁ = 1,25;

k₂ – коэффициент, учитывающий расход энергии на преодоление сопротивлений, возникающих при прохождении ленты через сбрасывающую тележку, k₂=1,25(при отсутствии ее k₂ = 1,0);

k – коэффициент, учитывающий затраты энергии на сбрасывающее устройство.

При разгрузке через барабан k = 0, при плужковом сбрасывателе k = 0,005, при разгрузочной тележке k = 0,003.

N=,(кВт)

5. Мощность электродвигателя

N=кВт,

где:

–КПД редукторов привода конвейера, = 0,94 для редуктора типа РЦД.

По полученному значению мощности по каталогу или по таблице 2 подбираем асинхронный электродвигатель АОП2 с повышенным пусковым моментом, мощность которого близка к расчетной; при этом в меньшую сторону отклонение не должно превышать 3%.

В нашем примере принимаем электродвигатель АОП2-71-6, имеющий номинальную мощность 17 кВт и частоту вращения 970 об/мин.

6. Окружное усилие на приводном барабане (рис. 3):

,

7. Усилия натяжения в ветви ленты (рис. 3):

- в набегающей ветви ленты

;

- в сбегающей ветви ленты

;

В этих выражения:

β – угол обхвата приводящего барабана лентой [2,3]: при наличии отклоняющего барабана β = 220⁰; при отсутствии отклоняющего барабана β = 180⁰; при поджатой холостой ветви β = 250⁰;

–коэффициент трения между лентой и рабочей поверхностью приводного барабана (табл. 3)

e – основание натурального логарифма, е = 2,718.

Величину e ^fβ находим по таблице 3, задавшись материалом барабана и состоянием его поверхности по степени влажности.

Для чугунного барабана при очень влажной его поверхности . Приняв β = 220⁰, находим, чтоe ^fβ = 1,47.

Тогда:

кГс,

кГс.

8. Количество прокладок и толщина ленты.

Необходимое количество прокладок в ленте

;

где:

[Кр] – допускаемая нагрузка на 1 см ширины одной прокладки ленты (см. табл. 4).

Обычно применяют ленты из бельтинга Б-820, если при этом прокладок получается больше, чем это предусмотрено стандартом при данной ширине ленты, то увеличивают угол обхвата β. Если и этого оказывается недостаточно, то переходят на ленты повышенной прочности из бельтинга ОПБ или уточно-шнуровой ткани.

Применяем ленту из бельтинга Б-820 ([Кр]=6,1 кГс/см), находим необходимое количество прокладок для предварительно рассчитанной нами величины ширины В=92 см:

;

Выбираем окончательно стандартную ленту из бельтинга Б-820 шириной 1000 мм с количеством прокладок 6 (табл. 5).

Толщина ленты определяется в зависимости от по формуле:

δ = δ₁ ּ i + δ₂ + δ_3;

где:

δ₁ - толщина одной прокладки (табл. 6);

δ_{2 ,}δ₃ - толщина прокладок прорезиненной ленты соответственно с рабочей и нерабочей стороны (табл. 6).

По таблице 6 находим, что δ₁ = 1,5 мм, δ₂ = 4,5 мм, δ₃ = 1,5 мм

Тогда толщина ленты равна:

δ = 1,5*6+4,5+1,5 = 15 мм

9. Размеры барабана конвейера [3].

Диаметр приводного барабана:

D_б = k ·i = 150·6 = 900 мм,

где:

k – коэффициент, зависящий от числа прокладок: при , k = 125, при i ,

k = 150.

Величина диаметра округляется до ближайшего стандартного значения: 400, 500, 630, 800, 1000, 1200 мм.

Принимаем D_б = 1000 мм.

Длина барабана:

L_б = В+100 мм = 1000+100 = 1100 мм

Диаметр натяжного барабана:

D_бн ≥ 0,65 · D_б = 0,65·1000 = 650 мм

Принимаем D_бн = 800 мм.

Диаметр отклоняющего барабана:

D_бо ≥ 0,5 · D_б = 0,5·1000 = 500 мм

Принимаем D_бо = 500 мм.

10. Передаточное число редуктора.

U_ред =,

где:

n_б – частота вращения приводного барабана,

n_б = об/мин.;

υ – скорость движения ленты, м/с.

По передаточному числу и мощности, пользуясь каталогом или таблицей 7, подбираем стандартный редуктор РЦД-500 с передаточным числом 40 и частотой вращения ведущего вала 1000 оборотов в минуту.

11. Усилие натяжения ленты и ход натяжного устройства [3].

Натяжное усилие, необходимое для создания достаточной силы трения между лентой и приводным барабаном, а так же для обеспечения минимального провисания ленты между роликоопорами, находится по формуле:

G=2*S_сб=2*2290=4580 кГ

Ход натяжного устройства h (см.рис.1) зависит от удлинения ленты, которое она будет иметь в конце срока службы. Обычно считают, что:

h=(1…1,5%)*L=1,5*35/100=0,52м

12. Выбор типа натяжного устройства.

Натяжные устройства подразделяются на винтовые ручного действия (при длине конвейера до 50м) и грузовые автоматического действия (при большей длине конвейера). Грузовые натяжные устройства по направлению силы, приложенной к натяжному барабану, бывают горизонтальными (тележечными) – применяют при длине конвейера 50-100 м. и вертикальными – при длине конвейера свыше 100 м.

В соответствии с этими рекомендациями в рассматриваемом примере принимаем винтовое натяжное устройство.

Пользуясь приведенными рекомендациями и результатами расчета, на миллиметровке необходимо вычертить схему ленточного конвейера и указать основные его узлы.