Тема 10. Расчет элеватора (3 ч)

10.1. Общие сведения

Элеваторы (табл. 12.1...12.4) предназначаются для подъема насыпных грузов на высоту до 50 м. Они состоят из тягового орга­на (в виде замкнутой конвейерной ленты или одной или двух тяговых цепей) с жестко прикрепленными к нему ковшами, приводного и натяжного устройств, загрузочного и разгрузочного башмаков и кожуха (рис. 12.1). Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор. Предусматривается тормоз или останов для предот­вращения самопроизвольного движения рабочего органа в обрат­ном направлении.

10.2. Нормативные материалы для расчета элеваторов

Основные элементы элеваторов и их параметры. Тяговым эле­ментом элеватора является лента (или ремень) или цепь (одна или две).

В качестве лент применяются: конвейерные резинотканевые лен­ты (ГОСТ 20—76); ремни приводные плоские резинотканевые (ГОСТ 23832—79).

Применяются главным образом тяговые пластинчатые цепи (ГОСТ 588—81). Скорость движения ковшей выбирается из ряда: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5 м/с (допускаемое отклонение ±10%); номинальная производительность элеваторов—1,6; 2,0; 3,2; 4; 5; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 320 м³/ч (допуска­емое отклонение ±10 %).

По СТ СЭВ 1335—78: а) ширина ковша: 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315, (320); 400; 500; 630 (650); 800; 1000; 1250 мм (допускаемое отклонение ±10%); б) номинальная скорость движения ковшей: 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 4,5; 5,0 м/с (допускаемое отклонение ±10%); в) номинальная производительность: 3,15; 4; 5; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630 м³/с (допускаемое отклонение ±10 %).

Число зубьев звездочек для пластинчатых цепей выбирается из ряда: 6; 7; 8; 10; 12; 13; 14; 15; 16; 18; 20; 22; 24; 25; 28; 30.

Рисунок 10.1. Типы ковшовых элеваторов (к таблице 10.2)

Таблица 10.1

Типы, обозначение и основные размеры ковшей элеватора (ГОСТ 2036 — 77)

Тип ковшей	Обозначение ковшей	Внутренние размеры ковшей, мм					Вместимость ковшей по линии х-х, л
		B	l	h	r
Глбокие	Г	100	75	80	25	0,2
		125	90	95	30	0,4
		160	105	110	35	0,6
		200	125	125	40	1,3
		250	140	150	45	2,0
		320	175	190	55	4,0
		400	195	210	60	6,3
		500	235	255	75	12,0
		650	250	265	85	16,8
Мелкие	М	100	50	65	25	0,1
		125	65	85	30	0,2
		160	75	100	35	0,35
		200	95	130	40	0,75
		250	120	160	55	1,4
		320	145	190	70	2,7
		400	170	220	85	4,2
		500	195	250	100	6,8
		650	225	285	115	11,5
Остроугольные	О	160	105	155	-	0,65
		200	125	195	-	1,3
		250	140	195	-	2,0
		320	165	245	-	4,0
		400	225	310	-	7,8
Скругленные	С	320	165	235	60	6,4
		400	215	305	80	14,0
		500	270	385	100	28,0
		650	340	485	125	60,0
		800	435	615	160	118,0
		1000	435	615	160	148,0

Диаметры барабанов (мм) должны соответствовать ГОСТ 2036—77 (табл. 10.3).

Типы элеваторов, ковшей и скорость ковшей выбираются в за­висимости от характеристики транспортируемых грузов согласно данным табл. 10.5.

Ширина ковшей назначается по табл. 10.1 в зависимости от их вместимости [см. (10.2)]. При перемещении кусковых грузов про­веряется вылет ковша по условию

, (10.1)

где —минимальный вылет ковша (табл. 10.1);

—наиболь­ший размер кусков транспортируемого груза;

k_K — коэффициент: для рядовых грузов k_K = 2...2,5; для сортированных — k_K=4...5.

Шаг пластинчатых цепей и число зубьев звездочек для цепных ковшовых элеваторов выбираются в зависимости от шага ковшей (табл. 10.6).

Натяжное устройство элеваторов бывает винтовое, пружинно- винтовое и грузовое (редко).

Ход натяжного устройства цепного элеватора выбирается в за­висимости от шага ковшовой цепи по табл. 8.9. Ход натяжного уст­ройства ленточного элеватора принимается равным 0,03...0,05 вы­соты элеватора.

Необходимая вместимость ковша

I₀=i_п t_к,

(12.2)

где i_п — необходимая погонная вместимость ковшей, л/м [см. (10.14)];

t_к — шаг ковшей, м.

Вместимость ковшей и соответствующий шаг ковшей выбирают­ся по таблице 10.7.

Таблица 10.2

Типы вертикальных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)

Обоз­наче­ние			Ковши				Способ разгрузки ковшей
	Наименование	Тип тяго­вого органа	Обоз­наче­ние ти­па	Способ крепления к тягово­му органу	Располо­жение на тяговом органе
ЛГ	Ленточный быстроходный с расставленными глубокими ковшами	Лента или ре­мень	Г	Задней стенкой	Расставленные	Центро­бежный
ЛМ	Ленточный быстроходный с расставленными мелкими ковшами		М
ЛО	Ленточный тихоходный с сомкнутыми остроугольными ковшами		О		Сомкну­тые	Гравита­ционный
ЦГ	Цепной быстроходный с расставленными глубокими ковшами	Цепь	Г		Расстав­ленные	Центро­бежный
ЦМ	Цепной быстроходный с расставленными мелкими ков­шами		М
ЦО	Цепной тихоходный с сом­кнутыми остроугольными ковшами		О		Сомкну­тые	Гравита­ционный
ЦС	Цепной тихоходный с сом­кнутыми скругленными ков­шами	Цепь	С	Боковы­ми стен­ками		Гравита­ционный
ЦГТ	Цепной тихоходный с рас­ставленными специальными ковшами		—		Расстав­ленные

Примечание. Для элеваторов типа ЦГТ ковши не устанавливаются.

Погонная масса (кг/м) транспортируемого груза

q=i_пψρ, (10.3)

где ψ — коэффициент заполнения ковшей;

ρ — насыпная плотность груза (см. табл. 4.1), т/м³.

Погонная масса ходовой части элеватора:

ленточного

q_к = q_л + q_ков, (10.4)

где q_л — погонная масса ленты;

q_ков — погонная масса ковшей [см. (10.6)];

Таблица 10.3

Основные параметры ленточных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)

Типораз­меры эле­ваторов	Ширина ковша В, мм	Шаг ковшей tк, мм	Ширина ленты или ремня, мм		Диаметр приводного барабана, мм	Скорость дви­жения ковшей, м/с	Произво­дитель­ность, м^3/ч, не менее
			1-й ряд	2-й ряд
1	2	3	4	5	б	7	8
ЛГ-100	100	200	125	—	250	1,00...2,00	3,2
ЛГ-125	125	320	160	150	320		4
ЛГ-160	160		200	—	400		5
ЛГ-200	200	400	250	—			10
Л Г-250	250		300	315	500		16
Л Г-320	320	500	370	400		1,25...2,50	25
ЛГ-400	400		450	500	630		40
Л Г-500	500	630	550	600			63
Л Г-650	650		700	—			100
ЛМ 100	100	200	125	—	250	1,00...2,00	1.6
ЛМ-125	125	320	160	150	320		2
ЛМ-160	160		200	—	400		3,2
Л М-200	200	400	250	—			5
ЛМ-250	250		300	315	500		10
Л М-320	320	500	370	400		1,25...2,50	16
ЛМ-400	400	630	450	500	630		25
ЛМ-500	500		550	600			40
ЛМ-650	650		700	—			63
Л0-160	160	160	200	—	400	0,40...0,63	6,3
Л0-200	200	200	250	—			10
ЛО-250	250		300	315	500		16
JIO-320	320	250	370	400			25
Л0-400	400	320	450	500	630		40

Примечания: 1. Диаметр указан для нефутерованного приводного бара­бана, для футерованного он должен быть увеличен на удвоенную толщину футеров­ки.

2. Ширина ленты или ремня по первому ряду является предпочтительной.

цепного

q_к = q_ц + q_ков, (10.5)

где q_п — погонная масса цепей, кг/м (см. табл. III.1.11 [1]).

Погонная масса ковшей (кг/м)

, (10.6)

где — масса одного ковша, кг (табл. 10.8);

t_к — шаг ковшей, м;

k_н— коэффициент, учитывающий массу крепежных деталей: k_н = 1,14.

Таблица 10.4

Основные параметры цепных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)

Типоразмеры элеваторов	Ширина ковшей В, мм	Шаг ков- шей tK , мм	Количество цепей			Скорость дви­жения ков­шей, м/с		Производи­тельность , м^8/ч, не ме­нее
			тяговых пластин­чатых	тяговых свар­ных кругло- звенных
I	2	3	4	5	6		7
ЦГ-100	100	200	1	—	1,00...2,00		3,2
ЦГ-125	125	320					4,0
ЦГ-160	160			2			5
ЦГ-200	200	400					10
ЦГ-250	250						16
ЦГ-320	320	500			1,25...2,50		25
ЦГ-400	400						40
ЦГ-500	500	630	-				63
ЦГ-650	650						100
ЦМ-100	100	200	1	—	1,00...2,00		1,6
ЦМ-125	125	320					2
ЦМ-160	160			2			3,2
ЦМ-200	200	400					5
ЦМ-250	250						10
ЦМ-320	320	500			1,25...2,50		16
ЦМ-400	400						25
ЦМ-500	500	630	—				40
ЦМ-650	650						63
Ц0-160	160	160	1	—	0,40...0,63		6,3
Ц0-200	200	200					10
Ц0-250	250						16
Ц0-320	320	250					25
Ц0-400	400	320					40
ЦС-320	320	250	2				40
ЦС-400	400	320					63
ЦС - 500	500	400					100
ЦС-650	650	500					160
ЦС-800	800	630					250
ЦС-1000	1000						320
ЦГТ-200 ЦГТ-250	200 250	400
ЦГТ-320 ЦГТ-400	320 400	500
				2
ЦГТ-500 ЦГТ-650	500 650	630
ЦГ Т-800 ЦГТ-1000	800 1000	800

Примечании: 1. В таблице приведены номинальные значения шагов ков­шей. Фактические значения шагов должны приниматься кратными шагам применяе­мых цепей.

2. Производительность элеваторов типа ЦГТ в каждом отдельном случае оп­ределяется в зависимости от формы и размеров принятого ковша.

Таблица 12.5

Рекомендации [17] по выбору типа элеватора, типа и скорости движения ковшей

Для ориентировочных расчетов погонная масса (кг/м) ходовой части элеватора может быть принята

q_к = Qk, (10.7)

где Q — расчетная производительность элеватора, т/ч;

k — коэффициент (табл. 10.9).

Разгрузка ковшей бывает (рис. 10.2): центробежная — l ≤ r_б; самотечная — при l > r_б; смешанная — при r_б <l ≤ r_a.

а — центробежная; б — самотечная; в — сме­шанная; В — полюс; l —полюсное расстояние; r, r_a, r_б — расстояние от центра барабана (звездочки) соответственно до центра тяжес­ти груза в ковше, до наружной кромки ков­ша, до внутренней стенки ковша; F_т и F_r—соответственно сила тяжести и центробежная сила массы груза в ковше; F — равнодейст­вующая сил F_m н F_r

Рисунок 10.2. Схемы разгрузки ковшей:

Полюсное расстояние (м)

l = 895/n²_п.б, (10.8)

где — частота вращения ве­дущего барабана (или ведущих звездочек), мин^-1.

Диаметр (м) приводного бара­бана (начальной окружности звез­дочки) рекомендуется принимать:

а) для быстроходного элевато­ра с центробежной разгрузкой

D_п.б≤0,204v²_; (10.9)

б) для быстроходного элевато­ра со смешанной разгрузкой

D_п.б= 0,245v²; (10.10)

в) для среднескоростного элеватора со смешанной разгрузкой

D_n6=0,306v²; (10.11)

г) для тихоходного элеватора с самотечной разгрузкой

D_n6 ≥ 0,6v², (10.12)

где v — скорость тягового элемента, м/с.

Таблица 10.6

Рекомендуемый шаг пластинчатых цепей и число зубьев звездочек в зависимости от расположения и шага ковшей элеваторов

Расположение ковшей	Параметры
	Шаг ковшей, мм	Шаг цепей, мм	Число зубьев приводной звездочки	Число зубьев натяжной звездочки
Расставленное	200	100	13	10
	320	160	8	6
	400	100	16	13
		200	8	6
	500	125	13	10
		250	6	6
	630	315	6	6
	800	200	12	10
		400	6	6
Сомкнутое	160	160	8	6
	200	200	8	6
	250	250	12	12
	320	160	16	12
		320	8	6
	400	200	12	12
		400	6	6

Таблица 10.7

Вместимость и рекомендуемый шаг ковшей

Тип ковшей
глубокий		мелкий		остроугольный		скругленный			Шаг ков­
								шей, мм
—	—	—	—	4,06	0,65	—	—	160
1	0,2	0,5	0,1	6,5	1,3	—	—	200
—	—	—	—	10	2	—	—	200
—	—	—	—	16	4	25,6	6,4	250
1,3	0,4	0,66	0,2	24,4	7,8	43,7	14	320
2	0,6	1,17	0,35	—	—	—	—	320
3,24	1,3	1,87	0,75	40	16	70	28	400
5	2	3,5	1,4	—	—	—	—	400
8	4	5,4	2,7	—	—	120	60	500
12,6	6,3	8,4	4,2	—	—	—	—	500
19	12	—	—	—	—	187	118	630
—	—	—	—	—	—	235	148	630

* Погонная вместимость ковшей, л/м;

** Вместимость ковша, л.

Таблица 10.8

Ориентировочная масса ковшей вертикальных элеваторов, кг

Ширина ковша, мм	Толщина стен - ки ковша, мм	Тип ковшей
		глубокие	мелкие	остро­угольные	скругленные
160	2	0,9	0.7	1,2	-
250	3	3,0	2,0	3,0	-
320	3	4,4	4,1	4,4	-
400	4	9,0	9,0	9,5	15,3
500	4	-	-	14,7	24,7
650	5	-	-	-	45,5

Таблица 10.9

Значения коэффициента k в формуле (10.7)

Расчетная производи­тельность элеватора, т/ч	Тип элеватора (см. табл. 12.2)
	ленточный		одноцепной			двухцепной
	ЛГ; М	ЛО	ЦГ; ЦМ	ЦО		ЦГ; ЦМ		ЦО; ЦС
До 10	0,6	—	1,1	—	—		—
10...25	0,5	—	0,8	1,1	1,2		—
25...50	0,45	0,6	0,6	0,85	1,0'		—
50...100	0,4	0,55	0,5	0,7	0,8		1,1
Свыше 100	0,35	0,5	—	—	0,6		0,9

Таблица 10.10

Ориентировочное значение коэффициента k_зач

Вид груза	Тип конвейера
	Ленточный и одноцепной						Двухцепной
	при скорости движения ковшей, м/с
	0,5	0,75	1,0	1,25	1,6	0,5		0,75	1,0	1,25	1,6
Пылевидный, порошкообразный, зернистый, мелкозернистый	1,5	2	2	2,5	3	1		1,2	1,3	1,5	2
Средне- и крупнокусковой	2,5	3	3	4	5	1,5		1,7	1,7	2,5	3

Сопротивление зачерпыванию груза (Н)

F_зач= qgk_зач, (10.13)

где k_зач — коэффициент зачерпывания (табл. 10.10).

Условное обозначение элеватора (ГОСТ 2036—77). Условное обозначение вертикального элеватора содержит наименование изде­лия («элеватор»), обозначение типа элеватора, ширину ковша и обозначение стандарта. Например, цепной элеватор типа ЦГ с ков­шом шириной В = 250 мм обозначается:

Элеватор ЦГ-250 ГОСТ 2036—77.