3 Порядок виконання роботи

Вихідними даними для виконання вибору стрічкового конвеєра та тягового розрахунку:

• Хвилинна приймальна здатнысть конвеєру Q_пр, (м³/хв)

• Розрахункова годинна продуктивність Q_э, (т/год)

• Характеристики переміщуваного вантажу:

насипна щільність g, (т/м);

найбільший розмір характерних шматків а_max, (мм);

кут природного укосу матеріалу в спокої (.

• Характеристики траси:

максимальна довжина транспортування L, (м);

кут нахилу вироблення β, град.

• Умови експлуатації конвеєра (стаціонарна, напівстаціонарна установка).

На підставі величини приймальної здатності конвеєру Q_пр, кута нахилу виробки β та умов експлуатації конвеєру за таблицею Д.1 обирається ширина стрічки конвеєру B та її швидкість v.

Враховуючи годинну продуктивність конвеєру Q_э , ширину стрічки, її швидкість, гірничо-геологічні умови його застосування згідно технічних характеристик (Д.2) обирається тип конвеєра.

1. Погонне навантаження на стрічку конвеєра:

;

2. Опору рухові стрічки:

на вантажній галузі:

, Н; (3.1)

на порожній галузі:

, Н; (3.2)

на барабанах, що відхиляють

W_б =(0,04...0,07)S_нб, Н;

на приводних барабанах

W_пр =(0,03...0,05)(S_нб + S_сб), Н;

де q_л – погонна маса стрічки, кг/м;

і – погонна маса роликів відповідно на вантажній і порожній галузях, кг/м, що визначається по формулах:

де і– маса обертових частин верхніх і нижніх роликів, кг (таблиця Д.2);

і – інтервал між роликоопорами на верхній і нижній галузях конвеєра, м;

w – коефіцієнт опору руху стрічки (додаток додаток Д.3);

S_нб – натяг стрічки в крапці набегания на барабан;

S_сб – натяг стрічки в крапці збігання з приводного барабана.

У вираженнях (3.1) і (3.2) знак "+" ставиться при русі галузі нагору, а знак "-" при русі вниз.

Погонна маса стрічки q_л ще не відома, оскільки, не знаючи максимального натягу тягового органа, не можна вибрати стрічку. Щоб визначити максимальний натяг конвеєрної стрічки, потрібно мати значення опору рухові навантаженої і порожньої галузей, у які одним з доданків входить величина q_л. Таким чином, виходить одне рівняння з двома невідомими. Щоб вийти з цього положення надійдемо в такий спосіб.

Максимально можливий натяг стрічки для конвеєра, що ми вибираємо по факторі «експлуатаційна продуктивність і довжина» можна одержати, знаючи його встановлену потужність N_у, що зазначений у технічному паспорті. Думаючи, що N_у прийнято з запасом 20%, а кпд привода η = 0,85 знаходимо максимально можливе стискальне зусилля, що може бути передане від двигуна до стрічки

Примітка. Дійсне стискальне зусилля на приводному барабані конвеєра буде відрізнятися від величини W_от. Воно залежить від конкретного погонного навантаження на стрічку, довжини конвеєра, кута нахилу вироблення. Тому в даному випадку, мова йде тільки про максимально можливе стискальне зусилля для конкретного типу стрічкового конвеєра. Отже, використовуючи величину W_от, ми одержимо максимально можливі для обраного конвеєра натягу тягового органа . Фактична величина q_л буде менше (більше), чим та, котра споконвічно використовується у формулах (3.2) і (3.3) для визначення опору рухові навантаженої і порожньої галузей стрічки. Однак, через те, що різниця між максимальною і фактичною погонною масою стрічки складає не більш 1-3% від погонної маси роликоопор і вантажу, те цією різницею в розрахунках можна зневажити.

Максимально можливий натяг стрічки

Примітка. Для уклонного конвеєра, у якого W_гр > 0, а W_пор < 0 може виявитися, що буде більше фактичного значення й отже q_л буде більше фактичного значення погонної маси стрічки.

де α – кут обхвату приводних барабанів стрічкою, радий(зазначений у технічній характеристиці конвеєра);

μ – коефіцієнт зчеплення стрічки і приводного барабана, що у першу чергу залежить від стану взаємодіючих між собою поверхонь.

По величині з технічних характеристик конвеєрних стрічок первісно вибираємо тип стрічки і її погонну масу.

Примітка. Остаточно тип стрічки вибирається після визначення максимального натягу тягового органа методом обходу по його контурі, що буде розглянутий нижче.

3. Стискальне зусилля привода конвеєра

, Н, (3.3)

де k – коефіцієнт, що враховує місцеві опори.

4. Мінімальний натяг стрічки на вантажній галузі за умовою припустимого її прогину

≥5 (q + q_л) g , H. (3.4)

5. Мінімальний натяг стрічки в крапці її збігання з приводного барабана за умовою відсутності пробуксовки:

для рухового режиму роботи конвеєра:

(3.5)

для генераторного режиму роботи конвеєра:

(3.6)

де k_т – коефіцієнт запасу сил зчеплення, k_т = 1,1...1,3

Для визначення повного опору рухові на транспортному пристрої зручно користуватися так називаним методом розрахунку «по контурі» або «по крапках». Розбивши весь контур, утворений тяговим органом, на послідовні прямолінійні і криволінійні ділянки, пронумеруємо крапки сполучення цих ділянок. Нумерацію робимо в такий спосіб: за крапку 1 приймаємо крапку збігання стрічки з приводного барабана, а інші крапки нумеруємо послідовно від т.1 по ходу руху тягового органа. При цьому величину первісного натягу вибираємо по формулах (3.5) або (3.6) відповідно для рухового і генераторного режимів.

Для визначення натягу у всіх інших крапках контуру використовуємо наступне правило розрахунку: натяг стрічки в кожної наступній по ходу її крапці контуру дорівнює сумі натягу в попередній крапці й опору на ділянці між цими крапками:

S_i = S_i-1 + W_(i-1)-i,

де S_i-1 і S_i – натяг у крапках i-1 і i;

W_(i-1)-i – опір на ділянці між цими крапками.

Величина натягу стрічки на конвеєрі повинна бути такий, щоб були дотримані два не зв'язаних між собою умови:

• забезпечення передачі стискального зусилля стрічці на приводі без пробуксовки W_о.

• підтримка припустимого значення прогину стрічки між роликами на навантаженій галузі в крапці найменшого натягу цієї галузі (див. (3.4)).

Звичайно на горизонтальних і похилих установках з рухом вантажу нагору, якщо натяг визначений по першій умові, буває дотримане і друге, а на похилих установках з рухом вантажу вниз, навпроти, якщо натяг визначений по другій умові, буває дотримане і перше. Якщо одне з умов не дотримано, то натяг стрічки необхідно відповідним чином підвищити, виконавши перерахунок. Тому щоб уникнути необхідності перерахунків варто визначати потребную величину натягу стрічки на установках з рухом вантажу по горизонталі і нагору, виходячи з першої умови і перевіряти по другому, а на установках з рухом вантажу вниз – розраховувати по другій умові і перевіряти по першому.

Стискальне зусилля визначається по наступних формулах

для рухового режиму

W_o = S_нб – S_сб + k_пр(S_нб + S_сб);

для генераторного режиму

W_o = S_нб – S_сб - k_пр(S_нб + S_сб),

де S_нб – натяг стрічки в крапці набегания на приводний барабан, Н;

S_сб – натяг стрічки в крапці збігання з приводного барабана, Н;

k_пр – коефіцієнт, що враховує додаткові опори рухові стрічки на приводному барабані, k_пр = 0,03...0,05

6. Вибір конвеєрної стрічки.

Визначивши в попередньому пункті дійсний максимальний натяг тягового органа , можна розрахувати припустиме зусилля стрічки і число прокладок (для тканевых стрічок) по наступних формулах:

для гумовотканинної стрічки:

для резинотросовой стрічки:

де m – запас міцності стрічки;

– максимальний натяг стрічки, отриманий методом обходу по контурі, Н;

i – число тканевых прокладок;

– розривне зусилля прокладки, Н/см;

– розривне зусилля 1 див ширини резинотросовой стрічки, Н/см.

Визначивши значення i · σ і по таблицях, визначаємо тип прокладки, їхнє число і розривне зусилля або тип резинотросовой стрічки.

Примітка. При виборі конвеєрних стрічок для дільничних напівстаціонарних конвеєрів варто віддавати перевагу гумовотканинним конвеєрним стрічкам, а для стаціонарних магістральних стрічкових конвеєрів – резинотросовым.

7. Потребная потужність на переміщення вантажу:

для рухового режиму

для генераторного режиму

де k_з -коефіцієнт запасу потужності, k_з = 1,1...1,2(більше значення для бремсберговых конвеєрів, менше для горизонтальних і уклонних);

h – кпд привода, h = 0,8...0,85

Для генераторного режиму необхідно перевірити потужність холостого ходу конвеєра, тому що вона може виявитися більше, ніж при номінальному завантаженні.

Опір рухові стрічки на вантажній галузі при холостому ході, тобто з ненавантаженою стрічкою

W_гр.х = [(q_л + q'_p) ω · cosb – q_л · sinb] Lg, Н.

Сумарний опір рухові стрічки конвеєра при холостому ході

, Н.

Потребная потужність двигуна при холостому ході

Якщо N_пг ≥ N_пх, то приймаємо N_п = N_пг, у іншому випадку N_п = N_пх.

Примітка. При холостому ході > 0 і конвеєрна установка працює в руховому режимі.

Якщо встановлена потужність двигуна стрічкового конвеєра N_у, обраного по факторі «припустима експлуатаційна продуктивність», більше потрібної N_п, то вибір конвеєра зроблений вірно. У іншому випадку необхідно замість одного конвеєра установити два однакової довжини, або вибрати інший тип стрічкового конвеєра з більшою встановленою потужністю і зробити перерахунок.

При установці 2-х конвеєрів замість одного, навантаження на тяговий орган буде менше, отже можна вибрати менш міцну стрічку або зменшити число прокладок.

8. Побудова діаграми натягу конвеєрної стрічки.

Побудову діаграми натягу розглянемо на прикладі спрощеної схеми похилого конвеєра, у якому приводний барабан встановлений угорі, а кут нахилу конвеєра більше 5...6° У цьому конвеєрі опір руху навантаженої гілкиW_rp > 0, а порожньої W_nop < 0 .

Рисунок 3.1- Спрощена кінематична схема конвеєру

Діаграма натягу тягового органа фактично являє собою залежність S = f(L) і будується в масштабі. Оскільки вісь відліку натягу нам ще не відома, надходимо в такий спосіб.

По осі абсцис (вісь х) відкладаємо довжини відрізків, на які розбитий контур тягового органа, а по осі ординат (вісь у) — опори руху тягового органа на відповідних відрізках, причому, якщо опір руху конвеєрної стрічки більше нуля — відкладаємо його вгору, а якщо менше нуля - униз.

Виберемо масштаб побудови довжин ділянок по осі х і опорів по осі у. Наприклад, 1 мм по осі х відповідає 50 м довжини конвеєрної стрічки, а 1 мм по осі у відповідає 1 кН сил опорів (або натягів стрічки).

Примітка. Довжини криволінійних і прямолінійних ділянок відстані між граничними крапками яких значно менше, ніж довжина конвеєра допускається на діаграмі натягу не показувати або показувати умовно (поза масштабом) таким чином, щоб вони були візуально помітні на діаграмі (2-3 мм).

Проводимо у відповідному масштабі один від іншого три перпендикуляри, що відповідають прямолінійним ділянкам контуру тягового органа. Позначимо ці вертикальні лінії відповідно до нумерації граничних крапок ділянок, на які розбитий контур стрічки1, 2-3, 4 (рис.1).

На перпендикулярі1 відзначимо довільно крапку . Оскільки в нас W_nop < 0 від цієї крапки униз відкладемо величину W_nop у відповідному масштабі і зробимо відмітку на вертикалі. Через цю відмітку проведемо горизонтальну лінію до перетинання з віссю 2-3. Одержимо крапку

Оскільки залежність W_nop = f (L) прямолінійна з'єднаємо крапки і

прямою 1.

Відкладемо на середній вертикалі нагору від крапки 2...3 мм і поставимо крапку . Відстань між крапками 2 і 3 відповідає опору руху стрічки на відхиляючому барабані, (ділянка 2-3 на рис.3.1). Оскільки сила опору руху стрічки на відхиляючому барабані завжди позитивна то вона буде завжди на діаграмі відкладатися вгору. З'єднуємо крапки і . Від крапки у відповідному масштабі відкладаємо вгору (тому що W_rp > 0 у нашому прикладі) величину W_rp і робимо позначку. Від цієї позначки проводимо горизонталь до перетинання з перпендикуляром 4, що відповідає крапці набігання стрічки на приводний барабан, і ставимо на ній крапку .З'єднуємо крапки і відрізком 2.

Рисунок 3.2- Діаграма натягнення стрічки

Від крапки вниз у відповідному масштабі відкладемо величину, проведемо горизонтальну вісь, що назвемо віссю по прослизанню, і позначимо цифрою І. Від крапки з найменшим натягом на навантаженій гілці, у нашому прикладі це крапка , у відповідному масштабі відкладемо величину, проведемо горизонтальну вісь, назвемо її віссю по прогину і позначимо цифрою II. З двох осей І і II за вісь відліку натягу конвеєрної стрічки приймемо нижню(у нашому прикладі вісь І).

Примітка. Якби ми в нашому прикладі за вісь відліку прийняли вісь II, то умова S₁ > не була б виконана.

У деяких випадках може вийти, що нижній із двох осей І і II виявиться вісь II.

Від крапки з найбільшим натягом тягового органа (у на­шому випадку це крапка ) відкладемо униз величину припустимого зусилля конвеєрної стрічки у відповідному масштабі і через отриману крапку проведемо горизонтальну вісь, що назвемо віссю по міцності і позначимо цифрою III (рис.3.2). Якщо вісь III виявиться вище осі відліку, то це означає, що стріч­ка не задовольняє умовам міцності. Умовою забезпечення достатньої міцності стрічки на розрив є перебування цієї осі на діаграмі натягу тягового органа нижче прийнятої осі відліку.

На діаграмі показана величина тягового зусилля W₀ яка є різницею натягів гілок, що набігають на приводний барабан і збігають із приводного барабана.

Діаграма натягу гнучкого тягового органа дозволяє визначити натяг стрічки в будь-якій крапці по довжині тягового органа.