ТОРТЭП

8.1.7. Определение мощности приводного двигателя

Окружное тяговое усилие на приводном барабане

W0 = Sнб-Sсб+(0,04...0,05) ( Sнб+Sсб), Н.

Расчетная мощность двигателя

N = Кдв W0 Vη , кВт,

1000

где Кдв=1,1...1,2 − коэффициент запаса мощности двигателя;

η=0,85...0,95 − КПД привода.

По этой мощности из каталога подбирается необходимый электродвигатель.

Пример. Определить окружное тяговое усилие и мощность на валу приводного барабана ленточного конвейера при скорости движения ленты V=1м/с, если натяжения в набегающей и сбегающей ветвях ленты равны соответственно

S4 = 27130H и S1 = 17320H.

Решение. Окружное тяговое усилие на приводном барабане

W0 = 27130-17320+0,05 (2713+17320) = 12033Н.

Мощность на валу приводного барабана

N0 = 1,1120331,0/0,91000 = 12 кВт.

Определить необходимое число грузов тележечного натяжного устройства, расположенного в хвосте конвейера, для следующих исходных данных, приняв к.п.д. полиспастного устройства ηп=0,94 и коэффициент сопротивления передвижению тележки wт=0,02, массу одного груза mгр=90кг (табл.8.8).

Таблица 8.8.

Исходные данные

Натяжени	S2	18500	61500	25500	93500	39400	61500	93500	120000	39400	93500	61500	113000
е на
натяж.
барабане,	S3	19000	63400	26260	96300	40500	63400	96300	12360	40500	96300	63400	116400
Н
Кратность
полиспаст		1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1
а, iп
Сила
тяжести		3400	14500	5300	24600	9950	15300	22300	31300	9950	27900	14800	34400
тележки
Gт,кг
Угол
наклона		0	10	5	12	17	12	7	2	9	16	6	18
конвейера
β, град

Определить окружное тяговое усилие и мощность на валу приводного барабана ленточного конвейера при следующих условиях (табл.8.9).

- 161 -

Таблица 8.9.

Исходные данные

Натяжени		S1	7100	7380	13600	12600	11100		80000	15300	17000		6400	13400	17900		4400
е на
приводно
м		S4	13350	18400	31400	31400	26200		27700	35000	43600		39200	34400	57200		58100
барабане,
Н
Скорость
движения			1,25	1,25	2,0	1,6		1,25	1,6	2,0		1,6	2,0	2,5	1,6		2,5
ленты V,
м/с
8.1.8. Определение необходимого тормозного момента
Необходимое тормозное усилие определится как
			Wт = q g Lн sinβ - [q Lн w' cosβ+2 qлw' (Lг+ Lн cosβ) +
			+ (q'p+q"p) w' (Lг+ Lн cosβ)] g = q g L3-4 sinβ+
			- [q L3-4 w' cosβ+2 qл (L1-2+L5-6+ L3-4 cosβ) w' +
или			+ (q'p+q"p) w' (L1-2+L5-6+ L3-4 cosβ)] g,
			Wт = 2 q g Lн sinβ - W0 = 2 q g L3-4 sinβ - W0.													(8.37)
Потребный тормозной момент на приводном барабане
			Мт = Ктор Wт Дб/2, Нм ,													(8.38)
где Ктор=1,1...1,2 − коэффициент запаса тормозного момента;
Дб	− диаметр приводного барабана, определяемый по формуле
			Дб ≥ Кб i, мм,													(8.39)

где Кб=120...160 − коэффициент назначения барабана, зависящий от типа ленты и назначения конвейера.

Номинальный диаметр Дб приводных барабанов по стандарту составляет: (250; 315; 400; 500; 630; 800; 100; 1250; 1400; 1600; 2000) мм.

8.1.9.	Выбор приводного механизма
	Расчетная частота вращения приводного барабана определяется по формуле
	nб = 60 V / πДб, мин-1.	(8.40)
	Расчетное передаточное число редуктора
	Up = n / nб,	(8.41)
где	n − частота вращения приводного двигателя, мин-1.
	На основании принятой скорости ленты V, расчетной	мощности двигателя N и

расчетного передаточного числа редуктора подбирается приводной механизм: двигатель, редуктор(тип, номинальная подводимая мощность, передаточное число Up); муфты.

Муфты могут выбираться из каталогов по крутящему моменту Мкр, который

определяется по формуле:
для быстроходной муфты (двигатель-редуктор)
Мкр = 9550 N / n, Нм;	(8.42)
для тихоходной муфты (редуктор−приводной барабан)
Мкр = 9550 N Up / n, Нм.	(8.43)
Фактическая скорость ленты определяется по формуле
- 162 -

Vф =	π Д б n	, м/с.	(8.44)
	60 U p

Пример. По условиям предыдущей задачи выбрать двигатель, определить диаметр приводного барабана и передаточное число редуктора привода ленточного конвейера.

Решение. Расчетная мощность двигателя

N = 1,2 12033 1 / 1000 0,9 = 16кВт.

Принимаем двигатель ВР 160м4

N=18,5кВт; n=1460 мин-1.

Диаметр приводного барабана

Дб = 160 3 = 480мм,

где Кб=160 − коэффициент назначения барабана при разрывном усилии ленты Кр=1000Н/см и числе прокладок i=3.

В соответствии со стандартом принимаем диаметр приводного барабана Дб=500мм. Расчетная частота вращения приводного барабана

nб = 60 1,0 / 3,14 0,5 = 38мин-1.

Расчетное передаточное число редуктора

Up = 1460/38 = 38,4.

Принимаем Nб=18,5кВт; Дб=500мм; Up=38; Np=14,9кВт; редуктор Ц2У-250.

По условиям предыдущей задачи произвести выбор двигателя, определить диаметр приводного барабана, самостоятельно приняв необходимое число прокладок в ленте, и передаточное число редуктора.

Пример. Определить потребный тормозной момент на валу приводного барабана наклонного ленточного конвейера, если окружное тяговое усилие на приводном барабане W0=12033Н, длина конвейера L=120м, угол установки конвейера β=8°, погонная масса груза q=50кг/м, диаметр приводного барабана Дб=500мм.

Решение. Необходимое тормозное усилие

Wт = 2 50 9,81 120 0,139-12033 = 4350Н.

Потребный тормозной момент на приводном барабане

Мт = 1,2 4350 0,5/2 = 1305 Нм.

Определить необходимый тормозной момент на валу приводного барабана наклонного ленточного конвейера при следующих условиях (табл. 8.10)

				Исходные данные							Таблица 8.10.
Тяговое
усилие	7300	12300	20000	15625	18750	28650	31250	25000	30000	46870	44000	83300
привода W0, Н
Длина	50	70	90	100	120	110	130	180	140	160	105	180
конвейера L,м
Угол наклона	5	7	9	11	13	15	17	12	8	4	18	3
конвейера β,
град
Диаметр	0,5	0,63	0,63	0,63	0,63	0,84	0,84	0,84	0,63	0,84	1,04	1,29
приводного
барабана Дб, м
Погонная
масса груза q,	55	70	75	65	70	85	100	80	105	125	120	125
кг/м
					- 163 -

Пример. Произвести расчет ленточного конвейера эстакадного склада железной руды применительно к схеме (рис.8.5) для следующих условий: производительность Q=720т/ч; длины горизонтальной и наклонной частей конвейера соответственно Lг=100м; Lн=40м; угол наклона β=16°; руда рядовая с насыпной плотностью γ=2,8т/м3, максимальная крупность кусков a'max=200мм.

7

8

6

2	1
3	Lг
β

R

5	Lу

4

Рис. 8.5.Схема конвейера эстакадного склада

Необходимая ширина ленты по условию оптимального заполнения верхней ветви ленты (для руды, транспортируемой лентой с трехроликовой опорой при угле наклона боковых роликов α'p=30° и β=16°, С=290 (табл.8.1)).

Принимаем скорость движения ленты V=1,6м/с, тогда

	720		= 0,98м.
В = 1,1	290 1,6 2,8	+ 0,05

Потребная ширина ленты по условиям кусковатости

В = 2 200+200 = 600мм.

Окончательно в соответствии со стандартом принимаем ленту шириной В=1000мм. Погонная масса груза

q= 720 / 3,6 1,6 = 125 кг/м.

Вкачестве тягового органа принимается резинотканевая лента типа 2Р с прокладками

из ткани ТК-200, толщинами обкладок δ'=6мм и δ"=2мм, числом прокладок i=4, толщина прокладки а=1,4мм.

Погонная масса ленты

qл = 1,1 1 (1,4 4+6+2) = 14,95 кг/м.

Погонные массы вращающихся частей роликоопор рабочей и порожней ветвей при шаге установки соответственно l'p=1,2м и l"p=2,4м и диаметре роликов dp=159мм.

q'p=35,8кг/м; q"p=11,7кг/м; (табл.8.3).

Сопротивления движению на участках трассы конвейера (коэффициент сопротивления движению ленты принимается w'=0,04):

W1-2 = (14,95+11,7) 0,04 9,81 100 = 1046Н; W2-3 = 0,03 S2;

- 164 -

W3-4 =[(14,95+11,7) 0,04 0,961-14,95 0,276] 40 9,81= -1217 Н;

W4-5 = 0,03 S4; W5-6=[(125+14,95+35,8)0,040,961+1125+14,95)0,276]409,81=17808Н;

W6-7 = 0,03 S6;

W7-8 = (125+14,95+11,7) 0,04 9,81 100 = 6896Н;

W8-1 = 0,05 (S8 +S1).

Натяжение в характерных точках

S1 = Sсб;

S2 = S1 + 1046;

S3 = 1,03 S1 + 1077;

S4 = 1,03 S1 + 1077 - 1217 = 1,03 S1 - 140; S5 = 1,061 S1 - 144;

S6 = 1,061 S1 - 144 + 17808 = 1,061 S1 + 17664;

S7 = 1,093 S1 + 18194;

S8 = 1,093 S1 + 18194 + 6894 = 1,093 S1 + 25090; S8 = (1/Кт) S1 еµα.

Принимаем однобарабанный привод с углом обхвата α=210°, барабан с резиновой футеровкой при сухой атмосфере окружающей среды (µ=0,4). Из табл.8.3 тяговый фактор еµα=4,34, коэффициент запаса трения Кт=1,2.

Тогда: S8 = 4,34 S1 / 1,2 = 1,093 S1+25090;

25090

S 1 = 4,341,2 − 1,093 = 9942 , Н;

S2 = 9942+1046 = 10988 Н;

S3 = 1,03 10988 = 11318 Н;

S4 = 11318-1217 = 10101 Н;

S5 = 1,03 10101 = 10404 Н; S6 = 10404+17808 = 28212 Н; S7 = 1,03 28212 = 29058 Н; S4 = 29058+6896 = 35954 Н.

Натяжение ленты по условию допустимого провеса ленты между роликоопорами

Sгminр = 5 9,81 (125+14,95) 1,2 0,961 = 7916 Н; Sгminр = 7916 < 10404 Н.

Условие выполняется. Необходимое число прокладок ленты

9,1 35954

i = 100 2000 = 2,

где m = 9,1 (см.табл.8.7).

Окончательно принимаем ленту типа 2Р с 3-мя прокладками из ткани ТК-200. Усилие на натяжном устройстве

Sн = 10101+10404 = 20505 Н.

Число грузов грузового натяжного устройства с двухкратным полиспастом при массе одного груза mгр=90кг

Zгр = 20505 / 9,81 90 2 = 12.

Окружное тяговое усилие

W0 = 35954-9942+0,05 (35954+9942) = 28307 Н.

Расчетная мощность тягового двигателя

- 165 -

	28307 1,6
N = 1,2 1000 0,95 = 57 кВт.
Мощность на валу приводного барабана
N0	= 2 83 07 1,6	= 45,3 кВт.
	10 00
Принимаем тяговый двигатель 4А 225М4
N = 55кВт; nд = 1485мин-1.
Необходимое тормозное усилие на приводном барабане
Wт = 2 125 9,81 40 0,276-28307 = -1231 Н.
	L=100 м	L=40 м		L=40 м		L=100 м
1		2 3		4 5	6 7			8/ 8
					7/
					6/
					28212 Н	29058 Н	35954 Н	= 65934 Н
					=	=	=	доп
					6	7	8
		3/			S	S	S	S
				4/ 5/
1/		2/
	10988= Н				=7916 Н
Н		11318= Н	10101= Н	10404= Н
=9942	2	3	4	5	min гр
min сб	S	S	S	S S		ось провеса
=S						ось пробуксовки
1
S
						ось прочности
Рис. 8.6. Диаграмма натяжений тягового органа конвейера

- 166 -

Так как Wт<0, то нет необходимости в установке стопорного устройства. Диаметр приводного барабана

Дб = 180 3 = 540мм.

В соответствии с нормалью Е 101-11-4-83 принимаем приводной барабан типоразмера

10063Ф-10 с Дб=670мм, L=1150мм.

Расчетная частота вращения приводного барабана

	nб =	60 1,6		= 45,5мин-1.
		3,14	0,67

Расчетное передаточное число редуктора

Up = 1485 / 45,5 = 32,6.

Принимаем редуктор Ц2У − 355Н

Np = 50кВт; np = 1500мин-1; Up = 31,5.

Произвести расчет ленточного конвейера сложного профиля применительно к схеме (рис.8.5) для следующих условий (табл.8.11)

			Исходные данные			Таблица 8.11.
№	Расчетная	Длина	Длина	Угол наклона	Насыпная	Максим.
п/п	производительно	горизонтальной	наклонной	конвейера β,	плотность	крупность
	сть Qp, т/ч	части Lг,м	части Lн,м	град	материала γ,	a'max,мм
					т/м3
1	60	30	30	6	0,80	90
2	80	40	20	8	0,85	100
3	100	60	40	10	0,40	150
4	120	80	50	12	0,95	80
5	140	70	60	14	1,00	100
6	160	60	70	16	0,95	150
7	180	90	60	18	0,90	100
8	200	30	100	17	0,85	90
9	220	20	110	15	0,80	70
10	240	110	40	13	0,85	60
11	260	120	20	11	0,90	150
12	280	50	90	9	0,95	220
13	300	45	65	7	1,00	250
14	340	65	45	5	1,40	150
15	380	85	25	3	1,90	250
16	420	105	15	4	1,25	300
17	460	95	35	6	1,70	400
18	500	75	45	8	1,50	100
19	540	55	95	10	1,40	150
20	580	35	75	12	1,70	220
21	620	100	30	14	1,90	300
22	660	110	40	16	2,00	400
23	700	90	50	18	2,20	300
24	740	80	40	11	1,80	350
25	800	75	75	13	2,50	400

Недостающие данные студенты принимают и обосновывают самостоятельно.

- 167 -

Произвести расчет ленточного конвейера простого профиля для следующих условий

(табл. 8.12).

						Таблица 8.12.
№	Qp, т/ч	Lг,м	β, град	γ, т/м3	a'max,мм	состояние
п/п						атмосферы
1	600	40	5	0,9	200	в
2	550	45	8	0,95	200	с
3	500	50	10	1,0	150	с
4	450	55	12	0,9	200	в
5	400	60	0	1,0	150	с
6	350	65	14	0,95	150	в
7	300	70	10	1,0	100	в
8	250	100	0	1,0	100	в
9	200	80	10	1,0	150	в
10	150	180	0	1,0	150	в
11	100	70	18	0,95	100	с
12	125	60	16	1,0	100	с
13	175	40	18	0,9	100	с
14	225	60	10	1,0	150	в
15	275	30	15	0,95	200	с
16	325	90	0	0,9	200	в
17	425	60	5	0,9	150	в
18	475	50	10	0,9	60	в
19	525	40	0	1,0	150	в
20	575	50	12	0,95	200	с
21	625	60	15	0,9	200	с
22	700	60	14	0,9	200	с
23	300	40	7	0,95	150	с
24	400	60	10	0,9	200	в
25	250	70	18	0,95	150	в

8.1.10.Особенности расчета ленточного конвейера с приводом, работающим в генераторном режиме

Вэтом случае уравнение передачи тягового усилия трением будет иметь вид:

Sсб = (1/Кт ) Sнб еµα, Н;

(8.45)

или

Sнб =

Кт S сб

, Н.

(8.46)

еµα

Решая это уравнение совместно с уравнением

Sнб = Sсб + ∑W = S1 + ∑W = b1 S1 - b2,

получим

S1 =

b2 e µα

, Н.

(8.47)

b

e µα

− К

т

1

Расчетная мощность двигателя

N = Кдв

W0

V ′ η

, кВт,

(8.48)

1000

- 168 -

где V'=(1,05...1,07) V − скорость движения ленты при работе привода в генераторном режиме.

Делается проверка работы конвейера в режиме холостого хода.

Необходимое тяговое усилие для работы конвейера в режиме холостого хода

Woxx = Wгрхх+Wпор, Н. (8.49)

Сопротивление движению верхней незагруженной ветви конвейера

Wгрхх = L g [(qл+q'p) w' cosβ-qл sinβ], Н.

(8.50)

К дальнейшему расчету принимается большее из 2-х полученных значений мощности приводного двигателя.

8.2. Скребковые конвейеры

8.2.1.Выбор размеров желоба конвейера общего назначения, типа цепи и шага скребков

Из условия оптимального заполнения формы поперечного сечения желоба /6/ определяют его потребную площадь

	F0 = B h = λ h2 = B2/λ =	Q	, м2,	(8.51)
		3600 V γ ψ K β
где В −	ширина желоба, м;
h −	высота желоба, м, h=B/λ;
λ =	(2,4...4) − отношение В к h;
Q −	производительность скребкового конвейера, т/ч;
V −	скорость перемещения материала, м/с. Для условий обогатительных фабрик
	принимают следующий ряд скоростей:

V= 0,4; 0,5; 0,63; 0,75 м/с;

ψ− коэффициент заполнения желоба, принимают равным 0,5...0,6 − для легкосыпучих грузов и 0,7...0,9 − для кусковых грузов;

Кβ − коэффициент, учитывающий уменьшение объема насыпного груза перед скребками с увеличением угла наклона конвейера. При β=(010)°-Кβ =1; при

β=(10..18)°-Кβ =0,85.

По величине F0 из таблицы 8.13 находят ширину В, высоту h и площадь скребка F, а также шаг установки скребков рс и погонную массу скребковой цепи q0. В качестве тяговых рекомендуется принимать цепи ПВК и ПВКГ.

			Основные параметры скребковой цепи				Таблица 8.13.
Размеры					Погонная масса	Максимальный
скребков,			Площадь	Шаг скребка		размер кусков, a'max
	мм		скребка, F, м2	рс, мм	скребковой цепи	содержание
					qо, кг/м
B		h				до 10%	> 10%
450		200	0,09	500	61	200	140
600		250	0,15	640	79	300	200
800		250	0,20	640	87/107*	300	200
1000		320	0,32	640	134/176	300	200
1200		400	0,48	640	214/285	350	300

* в числителе для цепей, применяемых на конвейере длиной до 35м, в знаменателе − при большой длине конвейера.

- 169 -

Пример. Выбрать геометрические размеры сечения желоба скребкового конвейера общего назначения для обеспечения производительности 125 т/ч при скорости движения цепи V=0,4м/с, коэффициенте заполнения желоба ψ=0,7 и виде перемещаемого груза − рядовой уголь γ=0,9т/м3 с максимальным размером куска a'max=150 мм.

Решение. Площадь поперечного сечения желоба

	F0	=		1 2 5		= 0 ,1 3 7	м2.
			3 6 0 0	0 ,4	0 ,9 0 ,7

Из таблицы 8.13 выбираем скребковую цепь со скребками шириной В=600мм и высотой h=250мм, площадь скребка (желоба) F=0,15м2.

Выбранная ширина скребка удовлетворяет заданной крупности материала.

Выбрать геометрические размеры сечения желоба скребкового конвейера общего назначения по следующим данным (табл. 8.14)

Таблица 8.14.

Исходные данные

Производительность	50	80	100	120	140	160	180	200	240	280	320	360
конвейера Q, т/ч
Скорость цепи V, м/с	0,4	0,4	0,5	0,5	0,63	0,63	0,5	0,5	0,63	0,63	0,75	0,75
Насыпная плотность	0,8	0,9	0,8	0,9	1,3	1,6	0,8	0,9	0,95	1,00	1,3	0,95
γ, т/м3
Максимальный
размер куска a'max,	60	80	100	150	130	180	200	250	200	250	300	300
мм
Угол наклона β, град	4	6	8	10	12	14	16	18	17	15	13	11

8.2.2. Определение сопротивлений на характерных участках трассы конвейера

На рис.8.7. приведена схема конвейера.

L	1

2

3

Рис. 8.7. Схема трассы конвейера

V

4

β

Сопротивление движению на груженой ветви
	Wгр= W3-4= [(q0 w'+q f1) cosβ±(q+q0) sinβ] L g, Н,	(8.52)
где q = Q/ 3,6 V, кг/м − погонная масса груза;
L −	длина конвейера, м;
g =	9,81м/с2 − ускорение свободного падения;

w' − коэффициент сопротивления движению цепи; w' = 0,10...0,12 − для катковых цепей;

- 170 -