Задание № 1

Расчет основных параметров ленточного конвейера

Постановка задачи: По заданным конструктивным параметрам ленточного конвейера (рис. 1), его производительности и виду транспортируемого материала выбрать ленту и определить требуемую мощность двигателя конвейера. Данные для расчета принять согласно варианта (таблица 5).

Последовательность выполнения задания.

1. Определение требуемой ширины ленты.

2. Определение мощности электродвигателя.

3. Расчет максимального натяжения ленты и требуемого количества прокладок в ней.

4. Определение размеров приводного и натяжного барабанов.

Методика расчета

Требуемая ширина ленты определяется по формуле

П_к

В = √ ----------------- , м

0,16 ν *γ (с+1)

где П_к – производительность конвейера, т/ч;

ν – скорость движения ленты, м/с;

γ – насыпная плотность материала, кг/м³;

с – коэффициент, учитывающий снижение производительности при установке конвейера в наклонном положении (таблица 1).

При выборе ширины ленты необходимо учитывать также крупность частиц транспортируемого материала. Ширина ленты должна удовлетворять следующим условиям:

для сортированного материала В ≥ 3,3 d^’ + 0,2 м

для несортированного материала В ≥ 2d + 0,2 м,

где d^’ – наибольший размер кусков, м; d – размер среднего куска, м

Для дальнейших расчетов необходимо принимать большее значение ширины ленты, округлив его до ближайшего большего значения по стандарту (таблица 2).

При вычислении мощности двигателя следует учесть, что при работе конвейера мощность расходуется на перемещение материала и на преодоление сопротивления холостого хода ленты.

Мощность на валу приводного барабана:

N_o = (N₁ + N₂)*K_д , кВт

где N₁ – мощность, расходуемая на перемещение материала, кВт;

N₂ – мощность, расходуемая на холостой ход ленты, кВт;

К_д – коэффициент, учитывающий влияние длины конвейера

К_д = 1,0 при L > 40 м; К_д =1,1 при L = 15… 40 м; К_д =1,25 при L < 15 м

Мощность конвейера при перемещении материала определяется по формуле:

П_к Н П_к L_г ω

N₁ = -------- + --------- , кВт

367. 367

где П_к Н / 367 – мощность, необходимая для подъема материала на высоту Н при его непрерывном потоке с производительностью П_к, кВт;

П_к L_г ω /367 – мощность, необходимая для перемещения материала по горизонтальному пути длиной L_г при его непрерывном потоке с производительностью П_к;

ω – общий коэффициент сопротивления движению груза, равный 0,035…0,04 (для роликоопор на подшипниках качения).

Горизонтальная проекция конвейера определяется по формуле:

L_г = L₁ + Н / tg β , м

Мощность, расходуемая на холостой ход ленты определяется по зависимости:

N₂ = К₁ L_г ν , кВт

где К₁ – коэффициент сопротивления, зависящий от ширины ленты (таблица 3); ν – скорость движения ленты, м/с.

Требуемая мощность двигателя

N_д = N_o / η , кВт

где η = 0,75…0,8 – КПД привода барабана.

Тяговое усилие на приводном барабане определяется по формуле:

102 N_o

F_т = --------- , кН

ν

Максимальное натяжение ленты определяется, исходя из условия Эйлера, по формуле:

e^μα

S_max = F_т --------- , кН

e^μα -1

где е – основание натуральных логарифмов; α – угол обхвата лентой приводного барабана, град.; μ – коэффициент трения между барабаном и лентой.

Значения μ и e^μα принимаются по таблице 4.

Количество прокладок в ленте вычисляется по формуле:

S_max

ι = -------

B P

где В – ширина ленты, м; Р – допустимая нагрузка на 1 м ширины одной прокладки, для бельтинга Б-820 допускаемая нагрузка Р = 500 кН/м.

Подсчитанное количество прокладок должно находиться в пределах, приведенных в таблице 2.

Размеры приводного и натяжного барабанов определяются по следующим формулам:

диаметр приводного барабана D_пб = (120…150)*ι, мм

диаметр натяжного барабана D_нб = 100 ι, мм

Таблица 1. Значение коэффициента С

Угол наклона конвейера, град	5-10	11-15	16-18
Коэффициент С	0,95	0,9	0,85

Таблица 2 Размеры прорезиненной ленты

Ширина ленты. м	0,3	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2	1,4
Количество прокладок	3…5	3…8	3…9	3…10	3…11	3…11	3…12	3…12

Таблица 3. Значение коэффициента сопротивления К₁ для роликов на подшипниках качения

Ширина ленты, м	0,3	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2	1,4
Коэффициент К1	0,01	0,012	0,015	0,020	0,024	0,030	0,035	0,040

Таблица 4. Значение коэффициента трения ленты о барабан μ

и параметра e^μα

Вид барабана и атмосферные условия	Коэффициент трения μ	Для углов обхвата α, град
		180	210	240	300
Чугунный или стальной; влажная атмосфера	0,20	1,87	2,08	2,31	2,85
С резиновой обшивкой; влажная атмосфера	0,15	1,6	1,73	1,87	2,19
Чугунный или стальной; влажная атмосфера	0,30	2,56	3,00	3,51	4,81
С резиновой обшивкой; влажная атмосфера	0,40	3,51	4,33	5,34	8,12

L₁

H

β

L_г

Рис. 1. Схема ленточного конвейера

Таблица 5. Исходные данные к расчету

Вариант	Показатели
	Производительность конвейера, Пк, т/ч	Длина горизонтального участка конвейера, L1, м	Угол наклона конвейера, β, град	Высота подъема ленты, Н, м	Перемещаемый материал	Максимальный (средний) размер кусков, мм	Угол обхвата приводного барабана, α, град	Скорость движения ленты, ν , м/с	Футеровка барабана	Атмосфера, в которой работает барабан
1	150	40	10	15	Щебень, плотность γ = 1800 кг/м^3	70	210	1,5	Металлическая	Влажная
2	180	30	14	12		60	240	1,6
3	200	55	12	10		55	210	1,8
4	170	60	16	18		75	300	1,2
5	190	70	10	12		65	210	1,4
6	200	40	12	16		70	240	1,5		Сухая
7	150	35	18	14		80	210	1,7
8	160	65	10	15		65	240	1,6
9	190	50	12	16		70	240	1,4
10	170	70	13	12		85	210	1,5
11	200	45	12	10	Гравий, плотность γ = 1700 кг/м^3	55	300	1,8	Резиновая	Влажная
12	180	65	14	16		60	240	1,6
13	150	50	16	10		70	300	1,4
14	130	55	10	14		75	210	1,2
15	210	40	14	15		65	240	1,4
16	180	35	13	11		70	240	1,2		Сухая
17	150	55	12	16		80	210	1,3
18	120	60	18	10		75	240	1,5
19	170	40	12	12		65	300	1,2
20	180	35	10	14		60	210	1,4
21	160	45	14	15	Щебень, плотность γ = 1600 кг/м^3	50	210	1,8	Металлическая	Сухая
22	190	65	16	13		45	240	1,2
23	210	75	10	16		40	210	1,4
24	150	50	12	11		65	300	1,5
25	170	30	14	14		55	210	1,7
26	200	60	13	16		70	240	1,6		Влажная
27	190	70	10	10		65	210	1,8
28	130	55	18	12		45	240	1,6
29	170	45	16	11		40	240	1,4
30	150	40	12	12		80	210	1,2