Поъемно-транспортные машины

но, обычно, величина C0 неизвестна и тогда либо проводят статическое исследование

транспортера для определения потерь в транспортере; определения натяжения ленты в различных точках его контура и определение мощности приводной станции; либо используют методику ВНИИПТМаша.

Расчет ленточного конвейера
Исходные данные:	Q = 400
Производительность, т/час
(сортированной железной руды)
Насыпной массой (весом), т/м3	γ = 2
Средний размер кусков, мм	ac =160
Длина конвейера, м	L = 80
Угол наклона конвейера, градус	β =180

Разгрузка материала через концевой, (приводной) барабан.

Работа в отапливаемом помещении с нормальной влажностью и небольшим количеством абразивной пыли.

Барабан и ролики на подшипниках качения, привод головной, однобарабанный, натяжное устройство – винтовое.

1. Выбор скорости движения ленты: Груз – руда, кусковатостью ac =160 , мм;

Принимаю конвейер с желобчатой лентой и скоростью движения ленты Vгр =1,3м/ сек . (из таблиц)

2. Ширина ленты с учетом угла наклона конвейера: Из Qжел =1150vγB2tgϕ,Т / час ширина ленты составит:

	Вл	=	Qжел	=		400		= 0.74 , метра.
			1150vγtgϕψ		1150	2 1.3	0.27 0.9
	Здесь: ϕ = 0.35α = 0.35 43o					=15o - угол при основании сечения материала на ленте;
			α = 30 ÷500	- угол естественного откоса железной руды (большее значение при
			кусковатой руде).

ψ- коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера и равный:

При β	0 ÷100	10 ÷150	15 ÷180	20 ÷220
ψ	1,00	0,95	0,90	0,85

3.Ширина ленты из проверки на кусковатость:

Вл = 3,3ас + 200мм = 3,3 160 + 200 = 728мм;

Выбираю стандартную прорезиненную ленту Вл = 800мм.

4. Тяговое усилие конвейера:

P = [G(q + qдв )L2 + qH ]m1m2 m3m4 m5 , Н;

Здесь: а) С=0,025 – коэффициент сопротивления, учитывающий условия работы (норм. влажность, отапл. помещ. и пр.)

Вообще: wn.k. = 0.02 ÷0.6 (ролики на подшипниках качения); wn.c. = 0.05 ÷0.06 (ролики на подшипниках скольжения).

б) qдв = 650Н / м, при Вл = 800мм - погонный вес движущихся частей конвейера

(ленты).

в) m1 - коэффициент, учитывающий длину конвейера;

70

	Lм	15		15 ÷30			30 ÷150	150 и более
	m1	1,2 ÷1,5		1,1 ÷1,2			1,05 ÷1,1	1,05
г) m2 - коэффициент, учитывающий перегиб трассы конвейера;
прямолинейный или выпуклостью вниз m2 =1
имеется перегиб трассы выпуклостью вверх:
головной части:		m2 =1,06
средней части:		m2 =1,04
хвостовой части:		m2 =1,02
д) m3 - коэффициент учитывающий тип привода:
Головной однобарабанный привод					m3 =1
Промежуточный привод					m3 =1.06 ÷1.08
е) m4 - коэффициент, учитывающий тип натяжной станции.
Хвостовая натяжная станция				m4 =1
Вертикальная натяжная станция имеющая z барабанов m4 = (1 ÷0.0z)

ж) m5 - коэффициент, учитывающий наличие и тип сбрасывающей тележки. Без сбрасывающей тележки m5 =1

С моторной сбрасывающей тележкой двухбарабанный привод конвейера m5 =1,2 Однобарабанный привод конвейера m5 =1,3

з) Погонная масса материала:

	q =	Q	=	400	= 86кг/ м.
		3.6		3.6 1.3

и) Горизонтальная длина конвейера:

L2 = L cos β = 80 0.95 = 76 , м

к) Высота подъема груза:

H = L sin β = 80 0.308 = 25 , м

Тогда:

P= [0.025(86 + 65)76 +86 25] 1.1 1 1 1 1 = 26800 , Н.

5.Усилие натяжения набегающей ветви ленты на приводном барабане.

Sнб = Р	еfα		=	2680	3		= 40200 , Н
	e fα −1			3 −1
Здесь:
f = 0.3; α = 2100				=1.17π = 3.66;
α =1 ÷1.5π =180 ÷2700 ;
e fα =1.730.3 3.66			≈ 3;
6. Число прокладок ленты при нагрузке:
Smax = Sнб = 40200 , Н
предел прочности σпч					=1150Н / см (допускаемая погонная нагрузка на 1 см ширины

ленты)

коэффициент запаса k = 9.5; ширина ленты Вл = 800мм.

	z	л	≥	KSmax	=	9,5 40200	= 4,15
				Влσпч		80 1150

71

принимаю zл = 5;

7.Диаметр приводного барабана:

Дб.пр = (125 ÷150)zл =125 5 = 625мм,

принимаю Дб.пр = 630мм,

8. Диаметр натяжного барабана:

Дб.нат = (100 ÷125)zл =100 5 = 500мм; 9. Длина барабана:

Lб = Вл + (100 ÷200)мм = 800 +150 = 900мм;

10. Проверка приводного барабана и ленты на удельное давление:

	q	л	=		360Р			=	360 2680		= 2,9Н / см2
				πД		αВ	л		3,14 63 210 80
						б.пр.		< [qл ]= 3,5Н / см2 ;
	qл		=	2,9Н / см2

11. Диаметр поддерживающих роликов:

Дрол. = 50 ÷200мм,

Для ширины ленты Вл = 800мм;

принимаю Дрол. =159мм, (из таблицы) Общая длина роликовой опоры:

l рол = 910мм,

12.КПД двухступенчатого редуктора привода барабана:

ηр = 0,972 = 0,94; ηзубч.пары = 0,9;

13.КПД приводного барабана:

ηб =

1

=

1

= 0,98

1 + w

(2к

−1)

3

б

с

1 + 0,01

2

+1

3

−1

Здесь: wб

= 0,01 ÷0,015

- коэффициент сопротивления барабана на подшипниках

качения (коэффициент трения).

кс

=

e fα

≈ 3; ; для

f =

0.3; α = 210

0

= 3.66 - коэффициент, учитывающий трение и

e fα −1

угол обхвата барабана лентой;

14.

Общий КПД привода:

η =ηр ηб

= 0,94 0,98 = 0,92;

15.

Мощность двигателя:

N = к

Pv

=1.2

2680 1.3

= 45400ватт = 45,4 квт;

зап

η

0.92

Здесь: кзап

=1,2 ÷1,25 - коэффициент запаса мощности;

16.

По ГОСТ(у) выбираю асинхронный электродвигатель МТ – 63-10

Мощность N = 48квт;

Его характеристика:

Число оборотов и др. величины пдв

= 582об/ мин.

17.

Скорость вращения приводного барабана:

п

б

=

60v

=

60 1.3

= 39.4об/ мин;

πD

3.14 0.63

18.

Передаточное число привода:

72

	і	пр	=	пдв	=	581	=14,7;
				пб		39,4

19.По каталогу выбираю двухступенчатый редуктор ЦДШ – 650с ір =14,06.

20.Действительная скорость движения ленты:

Vдв =1,314,0614,7 =1,36м/ сек

Vдв =1,36м/ сек < [V ]=1 ÷1.6м/ сек

ЛЕКЦИЯ 14

ЦЕПНЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ

В качестве тягового органа в цепных транспортерах применяются цепи. Пластинчатые по ГОСТ(у) 588-54.

Сварные по ГОСТ(у) 2319-55 Наибольшее распространение получили пластинчатые втулочные и втулочно-

роликовые цепи.

Несмотря на относительную дороговизну и большой вес по сравнению с ленточными конвейерами цепные транспортеры получили очень широкое применение в промышленности, благодаря большому количеству достоинств.

Возможность удобного крепления самых различных грузонесущих приспособлений, надежная передача тягового усилия зацеплением цепи звездочкой, малая вытяжка под нагрузкой, возможность работы с грузами имеющими большой вес, кусковатость, высокую температуру заставляют отдать предпочтение этому виду транспортера при м-ции многих технологических процессов горно - рудного и металлургического производства.

Недостатком этих транспортеров является наличие большого количества шарнирных соединений, требующих периодической смазки и интенсивный износ цепи вследствии динамических усилий при высоких скоростях.

Пластинчатые цепи. Изготавливаются по категориям прочности.

I категория - для высокой нагрузки. Материал - легированная сталь повышенного качества;

ІІ - " - - Для повышенной нагрузки; III - " - - Для нормальной нагрузки; IV - " - - Для пониженной нагрузки;

Для изготовления цепей этих категорий, наряду с легированными сталями применяют и углеродистые.

Схемы цепных транспортеров.

Отличаются еще большим разнообразием, чем схемы ленточных транспортеров и обычно подчиняются определенному технологическому процессу.

Все цепные транспортеры можно разделить на:

транспортеры, устанавливаемые на полу и транспортеры подвесной конструкции. Одновременно с транспортированием груза на цепном транспортере могут

производится различные технологические операции.

Особенно часто их применяют в сборочных и автоматических цехах, и заводах, т.к. цепной транспортер легко приспосабливается к автоматизации работы по заданной программе.

73

Для подачи груза непрерывным потоком и транспортировки штучных грузов применяют пластинчатые цепные транспортеры изгибающиеся в вертикальной или горизонтальной плоскости.

V пласт.тр.=0,05 ÷0,6 м/сек.

Для транспортирования материалов, кусковатость которых для технологического процесса не имеет роли, а так же пылевидных и сыпучих материалов применяют скребковые транспортеры.

Вес их значительно меньше, т.к. в пластинчатом движется и полотно и груз, а в скребковом движется цепь со скребками, а груз перемещается скребками в неподвижном желобе.

Vск.тр = 0,5 ÷1,0м/ сек

Недостатком их является измельчение материалов, быстрый износ желоба, особенно при транспортировании абразивных материалов.

Разновидность скребковых транспортеров. с нижней рабочей ветвью (см. рис. 27) и с верхней рабочей ветвью:

Рис. 27 Схема скребкового конвейера

транспортеры сплошного волочения с погруженными скребками. (Груз заполняет все сечение желоба), могут перемещать груз по горизонтали и по вертикали. Транспортирует легкосыпучие материалы при V = 0,1 ÷ 0,3 м/сек.

Тележечный транспортер - перемещение штучных и массовых грузов.

Цепи соединяются с тележками, передвигающимися на катках по рельсам. Изгиб трассы возможен в обоих плоскостях.

Подвесные цепные транспортеры: широко применяются в поточном производстве при выполнении отдельных операций.

Тяговый орган - цепи и стальные канаты.

По характеру соединения тягового органа с грузом различают:

Грузонесущий: подвесной транспортер - каретки с подвесками для грузов постоянно соединены с тяговым органом.

Толкающий подвесной транспортер - каретки с подвесками для грузов не соединены постоянно с тяговым органом и движутся при помощи кулачков, закрепленных на тяговом органе.

Грузоведущий подвесной транспортер - каретки постоянно соединены с тяговым органом, имеют специальные крюки, которые зацепляются за тележки, передвигающиеся по полу.

74

Скорость движения подвесных транспортеров определяется его назначением.

Для технологических транспортеров - ритмом (скоростью) технологического процесса.

Для транспортеров предназначенных только для транспортирования грузов:

Vподв.тр. = 0,05 ÷0,5м/ сек

Расчет цепного транспортера

1. Сопротивление цепного транспортера. (статические усилия)

При транспортировании материала транспортером двигатель преодолевает следующие сопротивления.

1. Сопротивление поддерживающих роликов.

F = c∑K , Н;

Здесь: ∑К - нагрузки на ролик;

∑K = ∑Gp + (q + qц )l кг;

Gp - сумма веса ролика, Н;

q - погонная нагрузка от веса груза;

qц - погонная нагрузка от веса цепи и рабочих элементов (настил, коробки и

т.д.);

с – коэффициент сопротивления. Для пластинчатых втулочно-роликовых цепей:

Условия работы	Коэффициент сопротивления С
	При подшипниках скольжения	При подшипниках качения
Хорошие	0,06 ÷0,08	0,020
Средние	0,08 ÷0,10	0,030
Тяжелые	0,10 ÷0,13	0,045

2. Сопротивление сил трения на оси звездочек:

Fзв = NF dоси , Н; Dзвезд

Здесь: N = T1 +T2 +Gзв , Н;

dоси диаметр цапфы вала звездочки; Dзв - начальный диаметр звездочки; f - коэффициент трения.

Практически:

Fзв = (0,03 ÷0,05)Т1 ; т.е. зависит в основном от величины усилия в набегающем звене.

3. Сопротивление шарниров цепи:

При набегании звена на звездочку, звено цепи а займет положениеа1 . При шарнир звена повернется относительно другого звена на уголψ . При выпрямлении цепи после огибания звездочки цепь разогнется и шарнир снова повернется на угол ψ .

а) Тогда работа сгибания звеньев:

Асг = Т1 f d2 ψ , Нм;

Здесь: d - диаметр шарнира;

75

f

= 0.2 ÷0.3 - коэффициент трения в шарнире.

б) Работа разгибания звеньев:

Араз = Т2 f

d

ψ , Нм;

2

в) Полная работа сопротивления шарниров:

А

= А

+ А

раз

= (Т

1

+Т

2

)f

d

ψ , Нм;

с

сг

2

г) Аналогичную работу произведет фиктивная сила сопротивления, приложенная к

начальному диаметру звезд:

А = F

Dзв

ψ , Н;

с

из

2

д) Фиктивная сила:

F

= (Т

+Т

)f

d

, Н;

1

2

ш

Dзв

Принимая

F

=

2Т1 fd

, Н;

ш

Dзв

Если учесть сопротивление трения зубьев звездочки о ролики цепи, то

Fш = Тстат = 2Т1 fo d , кг; Dзв

Здесь: f = 0.5 ÷0.6 - приведенный коэффициент трения.

Динамические усилия в цепном транспортере

Вследствие переменной величины радиус звездочки (особенно при малом числе зубьев) движение цепи имеет пульсирующий характер, что вызывает при скоростях движение цепи свыше 0,2 м\сек, такие значения динамических усилий, которые уже необходимо учитывать.

1. Окружная скорость звездочки: При w = const - угловая скорость

V = const = w D2зв м/ сек ; а

2. Скорость движения цепи меняется по закону:

Vц = w D2зв cosϕ ;

3. Ускорение цепи:

j =

dVц

− w

D

зв

sinϕ

dϕ

= −w2

D

зв

sinϕ ;

ατ

dτ

2

αo

2

при ϕ = ±

возникает максимальное ускорение;

2

jmax = ±w

2

Dзв

sin αo

2

2

Из графика: Когда зуб звездочки входит в соприкосновение со следующим шарниром

цепи, то j

мгновенно возрастает от − jmax до + jmax , т.е. на 2 jmax , а

4. Динамическое усилие в этот момент:

′

Рдин = 2 jmax m , Н;

Здесь: m =

qгр

+ψqo

L ; - приведенная масса;

g

76

qгр - погонный вес груза;

qo - погонный вес движущихся частей транс.

ψ - коэффициент приведения массы, учитывающий, что не вся масса транспортера движется с ускорением jmax , а также влияние упругости цепи. Зависит от L транспортера.

L	< 25	25 ÷60	> 60
ψ	2	1,5	1

5.Напряжения, вызываемые мгновенно приложенной динамической нагрузкой обычно принимают равными от вдвое большей статической нагрузки, но вследствие, наличия сил инерции направленных в сторону движения и равных:

Pин = mjmax ;

Общее динамическое усилие принимают равным:

Pдин = 3mjmax ;

2

D

зв

α

o

2

πVц 2

Здесь:

jmax = w

sin

=

;

2

2

t

z

Так как:

60Vц

w2 =

π 2 n2

; n =

; а sin

α

o

=

t

;

30

zt

2

Dзв

Т.о. Общее динамическое усилие:

6

qгр +ψqo πVц 2

Рдин =

, Н;

t

g

z

tL

qгр +ψqo

πVц 2

Рдин =

, Н;

6

g

z

Полное расчетное усилие, действующее на цепь:

Трасч = Тстат + Рдин

Для устранения неравномерности движения цепи применяют специальные уравнительные устройства как-то:

Некруглые колеса - создающие неравномерные вращения звездочки. Короткозвенные цепные передачи – так же создающие неравномерные вращения

звездочки и другие механизмы Привод транспортера снабжается муфтой предельного момента, предохраняющего

привод транспортера от перегрузки.

Привод цепного транспортера

Подразделяются на 1)привод со звездочкой, устанавливаемой на повороте трассы транспортера и 2)привод гусеничный со специальной цепью с упорами, расположенными на прямолинейном участке трассы транспортера.

Выборы места расположения привода Наиболее удобно размещается привод в конце тяжело нагруженных участков

транспортера.

Если трасса транспортера имеет простую форму (горизонтальная, наклонная), привод располагается в конце рабочей ветви.

77

При более сложной трассе с перегибами, путем анализа распределения натяжения тягового органа по контуру транспортера, определяют место наименьшего натяжения тягового органа и в этом месте располагают привод.

Схемы приводов.

Угловой привод применяется в основном для подвесных транспортеров.

Возможна установка вариатора, позволяющего плавно изменять скорость тягового органа.

Гусеничный привод:

1.гибкий орган транспортера;

2.натяжная звезда;

3.цепь привода;

4.упоры;

5.нижний упорный рельс;

6.ведущая звездочка;

7.верхний упорный (направляющий) рельс;

8.роликовая прижимная батарея.

В качестве гусеничной цепи применяется обычная цепь транспортера либо тяговая специальная цепь.

Преимущества гусеничного привода является малый диаметр ведущей звездочки, следовательно Мкр тоже малый, отсюда, меньшие размеры всех механизмов и возможность

установки привода на любом участке трассы.

Его недостатки - относительная дороговизна, сложность и быстрый износ упоров. Натяжные устройства обычно винтового типа с ходом

tвинта = tцепи + (100 ÷75)мм;

Расчет привода цепного транспортера. 1. Необходимая мощность приводной станции:

Nnp = Трасч102Vmp , квт;

2. Мощность двигателя:

Nдв = ТрасчV квт;

102ηмех

Все остальное определяется обычным путем.

Элеваторы

Служат для перемещения грузов в вертикальном направлении или сильно наклонном.

Рис. 28 Схема ковшового элеватора

78

Ковшовой элеватор (см. рис. 28) состоит из ковшей 1, прикрепленных к замкнутому тяговому органу 2, который огибает верхний приводной 3 и нижний натяжной 4 барабаны или звездочки.

Привод элеватора состоит из двигателя 5, зубчатой цепной или клиноременной передачи.

В нижней части элеватора имеется винтовое или грузовое устройство. Элеватор заключен в закрытый металлический кожух 10, нижняя часть 8 которого называется башмаком, а верхняя 9 – головкой.

Тяговой орган - цепь или лента. Для транспортировки легкосыпучих материалов применяют транспортерную ленту, позволяющую развивать скорость:

V ≤ 7.0 м/сек.

При большой высоте подъема, перевозке грубых, кусковатых или сильно нагретых материалов применяют цепной тяговой орган со скоростью

V ≤1.25 м/сек.

Вес материала в ковше элеватора:

G = Pγϕ кг;

Здесь: Р -объем ковша; γ - насыпной вес;

ψ = 0.6 ÷0.9 - коэффициент заполнения ковша обратно пропорционален кусковатости материала.

Производительность элеватора Q = 3.6 Gt Vт/ час

t = (2 ÷3)h ; - с интервалом в 0,5;

для чешуйчатых t = h, h - высота ковша.

Расчет элеватора

В элеваторе, в зависимости от типа тягового органа имеются все виды сопротивлений, что и в цепных и ленточных транспортеров. Но еще необходимо учесть сопротивление зачерныванию материала.

Для вертикальных элеваторов Наибольшее статическое натяжение тягового органа

Tmax ≈1.15H (q + k1qo ), Н;

где q - вес груза на 1 погонный м тягового органа;

qo - погонная нагрузка от веса тягового органа и рабочего элемента:

k1 - коэффициент, учитывающий все сопротивления передвижению, включая и сопротивление от зачернывания материала.

Коэффициент			Типы элеваторов			двухцепной
	ленточный		одноцепной
	А	Б	А		Б	А	Б
k1	2,5	2	1,5	1,25		1,5	1,25
k	1,6	1,1	1,3	0,8		1,3	0,8

А - ковши глубокие и мелкие; Б - с бортовыми направляющими кромками.

Мощность двигателя на приводном валу элеватора.

Nдв = 1,15367QH + kq367o HV = 367H (1.15Q + kqoV );

79