Расчет и проектировка ковшового элеватора

4 МНТ - Ковшовый элеватор (Продолжение).docx

УСТРОЙСТВО КОВШОВЫХ ЭЛЕВАТОРОВ
Ковшовый конвейер имеет вертикально замкнутый тяговый элемент 1 с жестко прикрепленными к нему грузонесущими элементами-ковшами 2; тяговый элемент огибает верхний приводной 5 и нижний 9 барабаны. Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе состоящем из верхней части 6 средних секций 4 и нижней части «башмака» 10. Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода 12 а первоначальное натяжение создается натяжным устройством 8. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок нижней части элеватора загружается в ковши поднимается в них и разгружается на верхнем барабане в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом 11 для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства 7 в соответствии с рисунком 1.
Применение гибкого тягового элемента в ленточных конвейерах обеспечивает транспортирование грузов с высокими скоростями движения плавность хода и высокую производительность при сравнительно малой распределённой нагрузке; использование фрикционного привода. Сравнительную простоту конструкции и эксплуатации малую собственную массу сочетание в одной ленте функции несущего и тягового элементов отсутствие шарниров и подобных им быстро изнашиваемых частей. К недостаткам лент можно отнести сложность изготовления и высокую стоимость из-за использования дефицитных материалов сложность соединения концов ленты текущего ремонта очистки от лишних грузов повышенное первоначальное натяжение необходимое для нормальной работы фрикционного привода и значительное удлинение до 4% при рабочих натяжениях требующее большого хода натяжного устройства.
К.Э. 11490.00.000 РПЗ
В ленточных конвейерах в основном применяют резинотканевые и резинотросовые ленты.
Приводные устройства машин непрерывного транспорта сообщают движение рабочим элементам. Приводные устройства позволяют получить постоянную или переменную скорость.
Основными элементами приводов конвейеров являются двигатели электрические внутреннего сгорания гидравлические муфты редукторы тормоза. В узлы приводов включаются так же остановы и ограничители крутящего момента. Передача тягового усилия на гибкий тяговый элемент конвейера осуществляется приводными элементами.
Натяжные устройства служат для создания необходимого минимального натяжения гибкого элемента. Минимальное натяжение гибкого элемента определяется тяговой способностью фрикционного привода динамическими нагрузками.
По принципу действия различают грузовые механические гидравлические и пневматические натяжные устройства а по расположению в пространстве – горизонтальные наклонные и вертикальные.
Кинематическая схема ковшевого элеватора показана на рисунке 2.
Рисунок 1 – Вертикальный ковшовый ленточный элеватор
Рисунок 2 – Кинематическая схема ковшового элеватора
Таблица 1 – Перечень элементов кинематической схемы
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОВШОВОГО ЭЛЕВАТОРА
1 Выбор типа элеватора
Для подъема гипса принимаем ленточный элеватор с расставленными глубокими ковшами с центробежной разгрузкой скоростью движения ленты 15 мс коэффициент заполнения ковшей 08 [1].
2 Определение диаметра и частоты вращения приводного барабана
Диаметр Dб м приводного и натяжного барабана принимают одинаковым и определяют в зависимости от способа разгрузки.
Для центробежной разгрузки Dб мм определим по формуле [1]
где v - скорость движения ленты мс;
g - ускорение свободного падения мc2.
По стандартному ряду значений принимаем Dб =500 мм.
Чтобы выбрать способ разгрузки для принятого диаметра барабана вычислим полюсное расстояние hп мм определим по формуле [1]
Поскольку то разгрузка гравитационная [1].
Определяем частоту вращения барабана nб с-1 по формуле [1]
Исходя из условия [1]
где Vk – емкость ковша м3;
Zk - число ковшей на 1 м длины ленты элеватора;
Q- производительность элеватора кгч;
ρ - плотность транспортируемого груза кгм3;
– коэффициент наполнения ковшей.
Число ковшей Zk определим по формуле [1]
Коэффициент заполнения ковшей принимаем =08 [1]
Выбираем глубокий ковш [1]:
- емкость Vk м3 0004;
- шириной Bk мм 320;
- шаг ковшей tk мм 500;
- толщина стенки мм 3;
- радиус cкругления r мм 55.
Число ковшей определяется по формуле [1]
Принимаем число ковшей Zk = 2 в 1м длины ленты.
При заданных параметрах производительность обеспечивается.
Ширину ленты Вл мм определяем по формуле [1]
где Bк – ширина ковша мм.
Принимаем по стандартному ряду значений ширину ленты Вл = 400 мм [1].
Определяем число прокладок z по формуле [1]
Принимаем стандартную ленту БКНЛ-65 шириной равной 400 мм с числом прокладок z=4.
Линейную нагрузку ленты qл Нм определим из условия [1]
где qл - линейная нагрузка ленты Нм;
- толщина одной прокладки мм;
- толщины обрезиненных слоев мм.
Принимаем 0=125мм 1=1мм 2=3мм.
Линейную нагрузку от ленты с ковшами qT Hм определим по формуле [1]
где mk – сила тяжести ковша Н.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДВИЖЕНИЮ ЛЕНТЫ
Определим сопротивление движению ленты W0 Н по формуле [1]
где q – линейная нагрузка от транспортируемого груза Нм;
Кзаг.- коэффициент учитывающий способ загрузки принимаем Кзаг= 3 [1].
Определяем линейную нагрузку от транспортируемого груза q Hм по формуле [1]
Определим сопротивление движению рабочей ветви элеватора Wр Н по формуле [1]
где Wp - сопротивление движению рабочей ветви элеватора Н;
qT - линейная нагрузка тягового органа вместе с ковшами Нм;
Н - высота подъема м.
Определяем сопротивление движению холостой ветви Wx Н по формуле [1]
Определим натяжение ленты Wл Н на приводном барабане [1]
Определим окружное усилие Ft Н на приводном барабане по формуле [1]
где – коэффициент учитывающий потери в опорах барабана;
Выбираем из интервала 105 11. Принимаем = 11 [1]
Диаметр вала барабана dв мм определяется по формуле [2]
где Тб- крутящий момент на валу барабана Н·м .
Принимаем по ГОСТ = 25мм.
Выбираем шарикоподшипник радиальный однорядный по ГОСТ 8338-75 средней серии со следующими параметрами мм [3]:
- внутренний диаметр d 25;
- наружный диаметр D 62;
- ширина подшипника В 17.
Диаграмма натяжения ленты изображена на рисунке 4.
Рисунок 4– Диаграмма натяжений ленты
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Примем для предварительного расчета м=08. Тогда мощность электродвигателя необходимая для привода элеватора P кВт находим по формуле [1]
где м- коэффициент полезного действия привода при использовании цилиндрических редукторов.
По [3] для привода элеватора выбираем двигатель: 4А80А4У3 у которого Pдв=11 кВт nдв=1500мин-1
Определяем максимальный момент Tmax Нм [1]
Расчетное передаточное число U определяем по формуле [1]
По [3] выбираем редуктор Ц2У-100 у которого передаточное число UP = 25 вращающий момент на тихоходном валу Т = 250 Нм.
Максимальное отклонение фактического передаточного числа от расчетного не должно превышать 5%отсюда следует:
Вывод: условие выполняется.
Расчетный тормозной момент на валу приводного барабана Тр Нм [1]
Если тормоз установить на быстроходном валу редуктора то расчетный момент Нм определяем по формуле [1]
Следовательно целесообразно установить тормоз на быстроходном валу из условия
где - коэффициент запаса торможения;
Выбираем колодочный тормоз постоянно замкнутого типа ТКТ-100 с тормозным моментом [T]=20 Hм [1].
Вывод: условие тормозного момента выполняется.
РАСЧЕТ НАТЯЖНОГО УСТРОЙСТВА
В ковшовых элеваторах применяют натяжные устройства винтового типа
Материалом для винта выбираем Сталь 35 со следующими параметрами Нмм2 [5]:
- напряжение разрыва [р] 125;
- напряжение сжатия [сж] 50.
Для гайки выбираем бронзу БРАЖД-4Л со следующими характеристиками [5]:
- предел прочности [пр] Нмм2 70;
- коэффициент трения f 008.
Необходимое натяжное усилие Q Н определим по формуле [1]
где Т – потери на передвижение натяжного устройства Н.
где т– коэффициент сопротивления передвижению т=04 [5];
mт– масса натяжного устройства кг mт=250.
Q= 905+1225+980=1193Н.
В натяжном устройстве винт работает на разрыв. Его внутренний диаметр d1 мм определим по формуле [4]:
где [p] – предельное напряжение на разрыв Нмм2.
Примем винт по ГОСТ 24739-81 с трапецеидальной резьбой М10.
Угол подъема резьбы α градус определим по формуле [5]
α=arctg(tвd2)≤ρ (9.4)
где tв – шаг резьбы мм;
d2 – диаметр вершин витков мм;
ρ – максимальный угол подъема резьбы градус.
α=arctg(231412)=303≤45 .
Винт устойчив в резьбе потому что α ρ.
Момент возникающий от сил трения гайки с винтом при нагрузке М1 Н м определим по формуле [5]
Напряжение разрыва p Нмм2 определим по формуле [5]
Вывод: условие прочности выполняется.
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. Шестое издание. Выс-шая школа 1985.
Методические указания № 263. Подъемно-транспортные машины 1987.
Мусияченко Е.В. Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Электронный учебно-методический комплекс. Красноярск ИПК СФУ 2009.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин - М.: Высшая
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Москва
«машиностроение» 2001.
Вайсон А.А. Подъмно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций – М.: Машиностроение 1975-156с.
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОВШОВОГО
С момента поступления машины к потребителю он отвечает за её сохранность. Машина не сразу вводится в эксплуатацию а при монтаже в течение которого необходимо организовать правильное хранение машины исключающее её порчу под воздействием факторов внешней среды.
При хранении в течение трёх месяцев и более машина находившаяся на работе на открытом воздухе должна быть подвергнута длительной консервации с соблюдением специальных правил. Она должна пройти очередное техническое обслуживание и быть в состоянии полной работоспособности очищена вымыта обтёрта насухо и подкрашена. Неокрашенные и хромированные поверхности покрываются защитным лаком. Электрооборудование хранят в закрытых и сухих помещениях. Рабочие жидкости сливают. При хранении на открытом воздухе состояние консервации проверяют каждые 25 - 3 месяца. После года хранения машину опробуют вхолостую.
Машины поступившие после изготовления или ремонта в собранном виде вводят в эксплуатацию следующим образом. Проверяют наружную консервацию: снимают промасленные бумажные пластыри протирают наружные поверхности ветошью. Проверяют техническое состояние машины внешним осмотром а затем опробуют вхолостую и под нагрузкой. Приёмку - заканчивают обкаткой под нагрузкой по режимам установленным в инструкции завода изготовителя или ремонтного предприятия. Вводить в эксплуатацию можно только технически исправное устройство.
В данной курсовой работе произведён расчёт ковшового элеватора. В результате расчёта были определены следующие величины:
- ширина ковша Вк м 032;
- высота ковша h м 019;
-усилие на сбегающей ветви Wp Н 1764;
-усилие на набегающей ветви Wk Н 1583;
- диаметр барабана м 05.
Так же был выбран электродвигатель марки 4А80А4У3 мощностью N равной 11 кВт и подобраны элементы привода: редуктор серии Ц2У-100 с передаточным отношением u равным 25 тормозом ТКТ - 100 и лента БКНЛ-65 по ГОСТ 588-81.

Барабан приводной.cdw

Размеры для справок.
Неперпендикулярность оси барабана поз.2 продольной оси
Негоризонтальность оси барабана поз.2 не более 11000 мм.
Подшипники заполнить смазкой.Смазка Литол 24 ГОСТ 21150-85.

Барабан приводной 1.cdw

Элеватор общий вид нужное.cdw

Размеры для справок.
Отклонение поз.11 не более 40мм по всей длине.
Непараллельность осей поз.5 и поз.10 не более 11000мм.
Подшипники заполнить смазкой.Смазка Литол 24
Покрыть наружные поверхности поз. 1 эмалью.Эмаль МЦ-11

ЭК Общий вид нужное2.cdw

Винтовое натяжное устройство
Расчетно-пояснительная записка

Барабан приводной 2.cdw