Проектирование пластинчатого конвейера производительностью 110 м3/ч

станция приводная СП.spw

Ступица зубчатого колеса
Электродвигатель АИР 180 М8 ТУ 16
-6g х 60 ГОСТ 7808-70
Болт 1 М10 х 1-6g х 40 ГОСТ 7808-70
-6g х 150 ГОСТ 7808-70
-6g х 90 ГОСТ 7808-70
-6H.12.40Х.16 ГОСТ 5915-70
Мaнжета 1.1-18 х 150-1 1 ГОСТ 8752-79
Масленка 3. 1. 1. 45.Ц6.хр ГОСТ 19853-74
Подшипник 1227 ГОСТ 8338-75
Шайба 16 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
Шайба 18 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
Шайба 20 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
02.Ст3кп.019 ГОСТ 13463-77
Шпонка 2-14 х 9 х 40 ГОСТ 23360-78
Шпонка 2-22 х 14 х 100 ГОСТ 23360-78
Штифт 15 k6 х 45.20Х.88 ГОСТ 10774-80
МУВП-8-710-48-1-190-2

СБ СП.spw

ПЗ.docx

Классификация и основные виды транспортирующих машин 4
Устройство и принцип действия пластинчатых конвейеров 9
Схема трассы и её описание 13
Расчёт производительности и ширины настила пластинчатого конвейера. 14
Расчет валов пластинчатого конвейера 22
Расчет бункера загрузочного устройства 30
Библиографический список 34
Пластинчатыми называют конвейеры перемещающие грузы на настиле образованном из отдельных пластин как правило неподвижно прикрепленных к гибкому тяговому элементу или составляющих одно целое с ним.
В качестве тягового элемента в пластинчатых конвейерах используются различные типы пластинчатых цепей а также круглозвенные цепи.
Пластинчатые конвейеры бывают стационарные и передвижные с собственным приводом а также встроенные в технологические машины с приводом от этих машин.
По конфигурации трассы пластинчатые конвейеры бывают горизонтальными наклонными и комбинированными (с несколькими горизонтальными и наклонными участками).
Пластинчатые конвейеры используются для перемещения разнообразных штучных насыпных и навалочных грузов преимущественно тяжелых крупнокусковых абразивных острокромочных и горячих на значительные расстояния (до 2 км) благодаря высокой прочности тяговых цепей и возможности применения промежуточных приводов.
Пластинчатые конвейеры применяются в различных отраслях промышленности.
В металлургической промышленности их используют для подачи крупнокусковой руды и горячего агломерата на химических заводах и предприятиях стройматериалов – для перемещения крупнокусковых нерудных материалов (например известняка) на тепловых станциях – для подачи крупнокускового угля.
Они нашли широкое применение в машиностроении для транспортирования горячих отливок острокромочных отходов штамповочного производства а также на поточных линиях сборки охлаждения сушки сортирования и термической обработки.
Передвижные пластинчатые конвейеры используют на складах погрузочно-разгрузочных сортировочных и упаковочных пунктах для перемещения тарно-штучных грузов.
Классификация и основные виды транспортирующих машин
– по способу передачи перемещаемому грузу движущей силы:
действующие при помощи механического привода;
самотечные устройства в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести;
устройства пневматического и гидравлического транспорта в которых движущей силой является поток воздуха или струя воды.
– по характеру приложения движущей силы и конструкции: с тяговым элементом (лентой цепью канатом); без тягового элемента;
– по роду перемещаемых грузов: для насыпных и для штучных грузов;
– по направлению и трассе перемещения грузов:
вертикально замкнутые которые располагаются в вертикальной плоскости и перемещают грузы по трассе состоящей из одного или нескольких прямолинейных отрезков;
горизонтально замкнутые которые располагаются в одной горизонтальной плоскости на одном горизонтальном уровне по замкнутой трассе;
пространственные которые располагаются в пространстве и перемещают грузы по сложной пространственной трассе с горизонтальными наклонными и вертикальными участками.
Классификация транспортирующих машин непрерывного действия представлена на рис. 1.
Схемы трасс перемещения грузов транспортирующими машинами представлены на рис. 2.
По характеру движения грузонесущего (рабочего) элемента различают конвейеры с непрерывным движением; с периодическим (пульсирующим) движением (поступательное возвратно-поступательное вращательное колебательное).
По назначению и положению на производственной площадке различают конвейеры:
подвижные распределительные с собственным попеременно возвратным фиксированным движением (челноковые);
переставные (переставляемые по мере изменения мест выработки в шахте или карьере);
Рис. 1.1 Классификация транспортирующих машин непрерывного действия
Рис. 1.2. Схемы трасс перемещения грузов транспортирующими машинами:
а – вертикально замкнутая; б – горизонтально замкнутая; в – пространственная
Пластинчатый конвейер - транспортирующее устройство с грузонесущим полотном из стальных пластин прикрепленным к цепному тяговому органу. Пластинчатый конвейер служит для транспортирования различных насыпных и штучных грузов в горизонтальном и наклонном направлениях.
В зависимости от типа настила (рисунок 1.4) пластинчатые конвейера классифицируются:
Пластинчатый конвейер плоский разомкнутый (ПР) - служит для транспортирования штучных грузов.
Пластинчатый конвейер плоский сомкнутый (ПС) - служит для транспортирования штучных и насыпных (кусковых) грузов.
Пластинчатый конвейер без бортовой волнистый (В) - служит для транспортирования штучных и насыпных (кусковых) грузов.
Пластинчатый конвейер бортовой волнистый (БВ) - служит для транспортирования насыпных и штучных грузов.
Пластинчатый конвейер коробчатый мелкий (КМ) и коробчатый глубокий (КГ) - служит для транспортирования насыпных грузов.
Конвейеры каждого типа изготовляют в двух исполнениях: с ходовой частью с катками и с ходовой частью без катков; катки (опорные ролики) являются элементом конструкции.
Пластинчатый конвейер может иметь различную схему установки: рисунок 1.3.
Рисунок 1.3 Схемы установки пластинчатых конвейеров
а - горизонтального; б - наклонно-горизонтального; в - наклонного; г - горизонтально-наклонно-горизонтального;
Рисунок1.4 Типы настилов:
а - плоский разомкнутый; б - плоский сомкнутый; в-без бортовой волнистый; г - бортовой волнистый; д - коробчатый мелкий; е - коробчатый глубокий.
Пластинчатый конвейер предназначен прежде всего транспортировки для равномерной подачи сыпучих и кусковых материалов в рабочие машины или транспортирующие устройства. Такая подача осуществляется равномерно и регулируется в зависимости от требований технологического процесса. Наличие бункера у пластинчатого питателя позволяет загружать его с помощью самосвалов и погрузчиков.
Устройство и принцип действия пластинчатых конвейеров
Рис. 2.1 Конструкция пластинчатого конвейера
Конвейер состоит из металлоконструкции 5 по концам которой установлены тяговая 1 и натяжная звездочка 7 с натяжным устройством.
Бортовой настил 8 прикреплен к двум тяговым цепям 2 посредством оси цепи 12. Настил металлический с подвижными бортами (рис. 3) огибает приводную и натяжную звездочки. Тяговые цепи перемещаются по направляющим.
Движение настилу передается от электродвигателя через редуктор 3 цепную передачу 2 и приводной вал 13 на котором установлены две тяговые звездочки 1 и приводная (цепной передачи) звездочка 10. Металлоконструкция представляет коробчатую форму из листовой стали. Цепная передача привода имеет ограждение в виде кожуха 14.
Натяжное устройство представляет собой вал 9 на котором установлены две натяжные звездочки 7. Вал полый. Через него проходит ось - стяжка 15 которая закреплена в корпусе. Перемещая ось можно создать необходимое натяжение цепи.
Тяговый элемент пластинчатого конвейера как правило выполнен из одной-двух пластинчатых цепей различных конструкций (катковых втулочных роликовых и т.п.) реже из круглозвенных цепей.
Пластинчатая втулочная цепь собирается из звеньев состоящих из внутренних и внешних стальных пластин валиков наглухо закрепленных в проушинах внешних пластин и втулок (с наглухо насаженными на них внутренними пластинами) свободно вращающихся на валиках. Стационарные ролики смазываются с помощью централизованной смазочной системы.
Круглозвенные цепи применяют в изгибающихся конвейерах.
Опорную станину конвейера набирают из отдельных секций изготовленных из угловой или швеллерной стали. Концевые части секций выполняют в виде отдельных рам для приводной станции и натяжного устройства. Средние секции бывают линейными поворотными и переходными длина секций 2-33 м.
Приводная станция состоит из приводных звездочек передаточного механизма и электродвигателя и стопорного устройства (для наклонных конвейеров).
Она может быть концевой и промежуточной с угловым или гусеничным приводом. Приводные звездочки приводящие в движение цепи изготовляют литыми из стали или чугуна или составными-с литым корпусом из чугуна и венцом из листовой стали; они имеют семь зубьев.
Передаточный механизм состоит либо из редуктора либо из редуктора с дополнительной зубчатой или цепной передачей. Для регулирования скорости применяют вариаторы. Применяют конвейеры с несколькими приводами.
Настил собирают из пластин изготовленных штамповкой или листовой стали.
Пластины делают короткими (200-250 мм) и длинными (320-380 мм). В зависимости от характеристики транспортируемого груза настил изготовляют с бортами и без них в различном конструктивном исполнении. Пластины прикрепляют к звеньям тяговой цепи (или цепям) сваркой или с помощью болтов или заклепок.
Тяговые цепи (если их две) соединяют друг с другом жесткими пластинами настила или сквозными осями которые располагают через один-три шага цепи.
Преимуществами пластинчатых конвейеров по сравнению с ленточными являются их большая приспособленность для транспортирования крупнокусковых острокромочных горячих и других подобных грузов вызывающих повреждение лент; работоспособность как при нормальных так и при высоких или низких температурах; возможность транспортирования более широкого ассортимента насыпных навалочных и штучных грузов; большое разнообразие трасс транспортирования (включая горизонтально замкнутые и пространственные с более крутыми подъемами и меньшими радиусами переходов с одного направления на другое что обеспечивает компактность конвейеров и уменьшение до минимума потерь производственных площадей на участках подъема); возможность установки промежуточных приводов (что практически не решено для конвейеров других типов) обеспечивающих бесперегрузочпое транспортирование на дальние расстояния; большая площадь сечения груза.
На полотне (при лотковой форме настила) и высокая производительность при относительно небольшой скорости движения; возможно выполнение пастила со специальными устройствами.
К недостаткам пластинчатых конвейеров относятся большая масса сложность изготовления и высокая стоимость ходовой части (пластинчатый настил с цепями); меньшая скорость движения полотна по сравнению со скоростью ленточных конвейеров; сложность промежуточной разгрузки конвейеров с бортовым настилом; усложнение эксплуатации из-за большого числа шарнирных соединений требующих постоянного наблюдения и ухода (очистки смазывания) и подверженных повышенному износу сложность замены изношенных катков; значительно большие сопротивления движению (по сравнению с ленточными конвейерами в связи с большей собственной массой несущего полотна).
Они нашли широкое применение в машиностроение для транспортирования горячих отливок острокромочных отходов штамповочного производства а также на поточных линиях сборки охлаждения сушки сортирования и термической обработки.
Схема трассы и её описание
Конвейер пластинчатый наклонно-горизонтальный.
– натяжное устройство
– загрузочное устройство
– приводной барабан.
Транспортируемый груз: агломерат горячий.
Производительность: Q=200 тч.
Насыпная плотность .
Размер типичного куска а=60мм.
Угол естественного откоса груза в покое .
Коэффициент внешнего трения:
Геометрические параметры трассы:
Условия эксплуатации тяжелые.
Расчёт производительности и ширины настила пластинчатого конвейера.
1 Расчет производительности.
Где Q – расчетная производительность конвейера;
p – насыпная плотность транспортируемого груза.
2 Определение типа настила.
Для бортового волнистого:
Для коробчатого настила:
где - угол трения груза о настил.
Заданный угол наклона конвейера при гладком и волнистом настилах должен удовлетворять условию:
где - угол естественного груза в движении.
Выбираем коробчатый настил тяжелого типа (КГ)
Расчет ширины настила.
Требуемая ширина настила:
где безразмерный коэффициент учитывающий уменьшение площади поперечного сечения груза на наклонном участке конвейера и связанность груза;
безразмерный коэффициент равный 1 для горизонтальных конвейеров и 09 – для наклонных при ;
мм – высота бортов по ГОСТ принимаем h=100 мм
мм- высота слоя груза у бортов.
Проверим ширину настила по гранулометрическому составу груза:
Из ряда по ГОСТ 22281-76 принимаем ближайшее большее значение ширины настила В=1000 мм.
Тяговый расчёт начинается разбивки схемы трассы на характерные участки.
1 Определение точки с минимальным натяжением.
Минимальное натяжение цепи Smin находится в нижней точке 2 наклонного участка холостой ветви так как
2 Определение натяжений на характерных участках трассы.
Тяговый расчёт выполняется методом обхода по контуру трассы начиная с точки с минимальным натяжением на холостой ветви S2=2000 Н
Для определения натяжений в точках 1 холостой ветви производим обход против направления движения полотна
3 Определение тягового усилия на приводных звездочках и мощности привода.
При коэффициенте запаса и КПД привода мощность двигателя
По полученным данным подбираем двигатель АИР132М8 ТУ 16-525564-84
4 Определение расчетного натяжения тягового элемента.
Принимаем тяговый элемент состоящий из двух параллельно расположенных пластинчатых цепей с шагом мм приводную звездочку с числом зубьев .
При заданной схеме трассы конвейера максимальное натяжение тягового элемента
Для нахождения динамического усилия определяем: (закон интерференции упругих волн неизвестен);
Длина контура тягового элемента м.
Коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза при .[2. c.19]
Коэффициент участия в колебательном процессе массы ходовой части конвейера при м.[2. c.19]
Масса груза находящегося на конвейере: кг.
Масса ходовой части конвейера: кг.
Вычислим динамическое усилие:
Определим расчетное натяжение двух цепей:
5 Определение расчетного натяжения тяговой цепи и ее выбор.
где коэффициент неравномерности натяжения. [2. c.19]
По ГОСТ 588-81 предварительно выбираем цепь М160 с разрушающей нагрузкой [2. c.25]
Запас прочности этой цепи запас прочности более чем достаточен. По ГОСТ 558-81 Выбранная цепь имеет следующие основные параметры и размеры: шаг 315 мм диаметр валика 18 мм диаметр втулки 25 мм диаметр катка 70 мм диаметр ролика 36 мм.
Делительный диаметр приводной звездочки:
где t – шаг цепи z=6 – число зубьев.
По мощности двигателя подбирают редуктор в соответствии с расчетным передаточным числом:
где частота вращения двигателя (обмин) скорость приводной звездочки
V – расчетная скорость цепи;
шаг зубьев звездочки.
Передаточное число достаточно большое U=150 если выбирать редуктор по такому U он будет иметь значительные габариты а масса превысит 1500 кг. Поэтому следует разбить данное передаточное число на 2 применив малогабаритный редуктор и открытую прямозубую передачу.
Выберем редуктор 1Ц3У-200-40 12У1 ТУ2-056-243-86 с передаточным числом U=40 (номинальном крутящим моментом 3150 Нм) и открытую зубчатую передача U=3.75
8 Натяжное устройство.
Усилие натяжного устройства конвейера:
где усилие в точке набегания гибкого элемента на натяжное устройство;
потери на передвижение натяжной тележки или ползунов.
9 Проверка конвейера на самоторможение.
Сопротивление препятствующее обратному движению цепи:
Условие самоторможения:
где 055 – 065 – коэффициент возможного уменьшения сопротивления движению.
Условие выполняется значит тормоз не нужен.
Расчет валов пластинчатого конвейера
1 Уточнённый расчёт приводного и натяжного валов.
Уточнённый расчет ведется с учетом совместного действия кручения и изгиба. Для уточненного расчета необходимо предварительно задаться общей длиной вала и определить расчетные нагрузки. Ориентировочно длину вала для предварительного расчета можно принять для типовых конструкции.
Расстояние между центрами опор: l0=1400 мм
Общая длина вала: l=1800 мм.
Вал приводного барабана (рис. 1) испытывает изгиб от поперечных нагрузок Р1 создаваемых натяжением полотна (весом звездочки можно пренебречь) и кручение от момента
в передаваемого на вал приводом а для натяжного устройства испытывающего изгиб от поперечных нагрузок создаваемых натяжением цепи
Из рис. 1 видно что суммарная поперечная нагрузка на вал равна:
Р=Sнб +Sсб=246134+50902=297036 Н
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 1. Максимальный изгибающий момент равен:
где RA = Р1 — реакция опоры Н;
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен:
Диаметр ступицы и диаметр цапфы соответственно будут равны:
2 Расчет подшипников вала и оси.
Расчет подшипников по динамической грузоподъемности
где Рэкв— эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров Рэкв=RA (см. рис. 1);
L—долговечность подшипника млн. оборотов
где Lh—долговечность подшипника в часах равная соответственно 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий эксплуатации;
частота вращения приводного вала (оси) обмин.
Предпочтение отдано самоустанавливающимся подшипникам
ГОСТ 5720—75 d=120 D=210 B=53 C0=91500 H для приводного вала и ГОСТ 5720-75 d=100 D=190 B=43 C0=72000 H для натяжного вала. Все выбранные подшипники имеют многократный запас по грузоподъемности.
3 Определение частот вращения на валах привода
4 Определение крутящих моментов на валах привода
Крутящий момент на валу I:
где - угловая скорость вала двигателя 1с.
Переход от частоты вращения вала к его угловой скорости осуществляется по нижеприведенной формуле если частота имеет размерность обмин а угловая скорость – 1c:
В нашем случае угловая скорость вала двигателя равна:
Определим крутящий момент на валу I:
При определении крутящего момента на валу II следует учитывать потери мощности на муфте и паре подшипников качения на втором валу. Таким образом рассчитывать крутящий момент на валу II:
Крутящий момент на валу III рассчитываем по нижеприведенной формуле:
где - КПД зубчатой передачи первой ступени;
- КПД зубчатой передачи второй ступени;
где - КПД опор пятого вала.
Дальнейший расчет производим на ЭВМ при помощи программы KPDM. Результаты приведены ниже
Прямозубая передача.
Передаточное число: u=3.79
Kрутящий момент на шестерне: T1=2787.85 Hм
Частота вращения: n1= 18.0 обмин
Mежосевое расстояние: aw= 316.00
Pесурс работы: Lh= 10000 час.
Параметры зацепления: m=4.0 z1=33 z2=125
Угол наклона зубьев: BETA= 0.000 (град)
Cтепень точности: 10
Диаметры: d1 =132.00 d2 =500.00
d1a=140.00 d2a=508.00
d1f=122.00 d2f=490.00
Ширина зуба: b1= 53 b2= 51
Усилия в зацеплении: Ft=42240 Fr=15374 Fa= 0 (H)
Tвердость зубьев: HRC1=60 HRC2=55
Hапряжения: контактные [SH]= 1547.15 SH= 1352.195
изгибные [SF]= 370.00 SF= 1155.56 (MПа)
Выбираем муфту упругую втулочно–пальцевую МУВП Майкопского редукторного завода «Зарем».
Рисунок 6.1 Кинематическая схема привода
- электродвигатель; 2 - муфта; 3 - двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор; 4 - цепная передача; 5 - пластинчатый транспортер.
Расчет бункера загрузочного устройства
Определение наименьшего допустимого размера отверстия при хранении бункере сыпучих грузов.
где -размер стороны квадратного оверстия мм
- коэффициент запаса(=15 2 )
- угол внутреннего трения
Гидравлический радиус
примем равным 330 мм
Пропускная способность
где - насыпная плотность груза
- площадь выпускного отверстия
V- скорость истечения груза
Проверка прочности шпоночных соединений:
На приводной вал устанавливаем призматическую шпонку ГОСТ 23360-78 с размерами . Материал шпонки – сталь 45
Такой огромный запас объясняется тем что вал на скручивание работает на порядок меньше чем на изгиб.
На вал электродвигателя и быстроходный вал редуктора устанавливаем призматическую шпонку ГОСТ 23360-78 с размерами . Материал шпонки – сталь 45
Следовательно шпонка передаст момент.
Расчет некоторых элементов металлоконструкции:
Основа данной металлоконструкции состоит из швеллеров выполненных по ГОСТ 8240-89 и уголков выполненных по ГОСТ 8509-86.
Сварную раму изготавливаем из швеллера №12П ГОСТ 8240-89.
Так же конструкция содержит горячекатаные листы металла (раскосы пластины настил) выполненные по ГОСТ 19903-74
Максимально допустимый изгибающий момент для швеллера по формуле:
Максимальная длина пролета определяется по формуле:
Для предотвращения чрезмерного прогиба несущего швеллера принимаем 3х кратный запас прочности и длину пролета 15м.
В данном проекте был спроектирован пластинчатый конвейер для транспортировки насыпных металлических деталей. Спроектированы следующие элементы конвейера: приводная станция включающая в себя приводной вал со звёздочками приводимый двигателем АИР180М8 ТУ 16 мощностью 15кВт редуктором 5КЦ-ES-180 с передаточным отношением 28 и открытой зубчатой передачей с передаточным числом 34; пружинно-винтовую натяжную станцию; коробчатый настил футерованный изнутри; загрузочный бункер пирамидальной формы с гидроприводом.
Библиографический список
Спиваковский А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. – 3-е изд. перераб. – М. : Машиностроение 1983. – 487 с. ил.
Барышев А.И. Стеблянко В.Г. Хомичук В.А. Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование ТМ: Учебное пособие - Донецк: ДонГУЭТ 2003.
Зенков Р. Л. Ивашков И. И. Колобов Л. Н. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение 1987. 432с.
Подъемно-транспортные машины: Атлас конструкций. Под редакцией М. П. Александрова.
Атлас конструкций узлов и деталей машин: Учеб. ПособиеПод ред. О.Я.Ряховского. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана 2005 г.
Иванов М.Н. Финогенов В.А. Детали машин (12-ое изд.) М. Высш. Шк. 2008. – 408 с.

Пластинчатый конвейер СБ.cdw

загрузочное устройство
Техническая характкристика
Производительность 80тч
Скорость передвижения груза 0
Транспортируемый груз мелкие детали навалом
Мощность электодвигателя 15 кВт
Электродвигатель АИР 180М8 ТУ 16
Передаточное число 93
Редуктор 5КЦ-ЕS-180 U=28
Условия эксплуатации средние

Натяжное устройство.cdw

Набегающее усилие на звездочке Н
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 4366-89
Техническая характеристика

станция натяжная СП.spw

Кольцо маслоотражающее
Опорная металлоконструкция
Ось натяжного устройства
Рама натяжного устройства
-6g х 50 ГОСТ 7808-70
-6g х 40 ГОСТ 7808-70
-6g х 70 ГОСТ 7808-70
Болт 1 М20 х 2-6g х 100 ГОСТ 7808-70
-6g х 40 ГОСТ 17475-80
Гайка 1 М20 х 2-7H ГОСТ 5915-70
Подшипник 1221 ГОСТ 8338-75
Пружина ГОСТ Р 50753-95
Шайба 2У 18 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
Шайба 2У 20 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
Шайба 2У 12 Л 65Г029 ГОСТ 6402-70
Шайба 2 Н.3 х 14 ГОСТ 13463-77
Шайба 2 Н.4 х 32 ГОСТ 13463-77
Шпонка А 2-22 х 14 х 100 ГОСТ 23360-78

Станция приводная.cdw

Тяговое усилие наиб.
Скорость движения цепи
Привод: электродвигатель АИР 180 М8 ТУ 16
Передаточное число привода 93
Смещение валов двигателя и редуктора не более:
В подшипники заложить смазку Литол ГОСТ 4366-89
Техническая характеристика.
Технические требования.