Ленточный конвейер для транспортировки угля

схема трассы.dwg

Ленточный Конвейер.dwg

Отклоняющий барабан
Ход натяжного устройства
Тележка натяжного устройства
Загрузочное устройство
Схема привода с цилиндрическим редуктором
Щётка для очистки ленты
Схема загрузки конвейера

диаграмма.dwg

Машины непрерывного транспорта.doc

Московский государственный университет
путей сообщения ( МИИТ )
Кафедра « Путевые строительные машины
и робототехнические комплексы »
Машины непрерывного транспорта
Расчёт ленточного конвейера
Ленточные конвейеры являющиеся наиболее распространённым средством непрерывного транспорта в промышленности на строительстве в сельском хозяйстве и пр. служат для перемещения как разнородных насыпных так и штучных грузов. Транспортируемые насыпные грузы могут быть порошкообразные зернистые и мелко- средне- и крупнокусковые а также рядовые. Размеры и вес штучных грузов ограничиваются условиями перемещения их на ленте. Ленточные конвейеры для насыпных грузов характеризуются чрезвычайно широким диапазоном производительности – от нескольких тонн до нескольких тысяч тонн в час.
Основными частями ленточного конвейера являются: гибкая лента служащая одновременно грузонесущим и тяговым органом; привод состоящий из одного или двух барабанов одного или большего числа двигателей и редукторов; станина и установленные на ней стационарные роликоопоры поддерживающие ленту по длине конвейера и натяжное устройство для ленты. В отдельных случаях при перемещении нетяжёлых штучных грузов рабочая ветвь ленты вместо роликоопор движется по настилу. Кроме того в состав конвейера могут входить погрузочное и разгрузочное устройство устройства для очистки ленты для взвешивания груза на ленте контрольная и автоматическая аппаратура и пр. В некоторых случаях на конвейере устанавливают два или большее число приводов а также два натяжных устройства или более.
Место (производственных условий)
Закрытое не отапливаемое помещение t=25 и -15; 70 %;
Характеристика Х С Т (стр.25)
Плановое среднее тсут
Max по загрузочному устройству тсут
Режимы работы и классы использования конвейеров.
Режимы работы конвейера характеризуются нагрузками и продолжительностью использования конвейеров.
Работу конвейера характеризуют 3 группы показателей:
фактическое (эксплуатационное) время работы;
нагрузки действующие на конвейер и его элементы при обеспечении заданной грузоподъёмности производительности и их действия;
условия производства и окружающей среды в которой работает конвейер.
Совокупность этих показателей определяет классы использования расчетные и эксплуатационные режимы работы конвейера.
Определяем коэффициенты использования конвейера в сутки и в год
Квс=tпсtc=3·724=0.875
Квг=tпгtг=21·2528760=0604
Согласно [1 табл. 1] класс использования конвейера по времени В4.
Определяем общий коэффициент загрузки
Кп=ПсПmax=1700023000=0739.
Согласно [1 табл. 2] класс использования конвейера по производительности П3.
Согласно [1 табл. 4] режим работы конвейера весьма тяжелый ( ВТ ).
Производительность конвейера.
Расчетная массовая производительность для определения относи - тельных нагрузок на ленту и тягового усилия привода:
где П'м =958тч – заданная в техническом задании максимальная массовая производительность конвейера;
Кн=11 – коэффициент неравномерности загрузки конвейера;
Кв=0875 - коэффициенты использования машины по времени;
Кг=096 - коэффициент готовности машины.
Пм=(958·11)(0875·096)=1036 тч.
Коэффициент использования по производительности рассчитываем по формуле
Кп=ПмП'м=1700023000=0739.
Вр=11[(√П'м К·Кn·v·ρ)+005]
где П'м=958тч - расчетная максимальная массовая производительность конвейера по наибольшему грузопотоку;
К - коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере по табл.П5 1 К=09;
Кn=550 - коэффициент площади поперечного сечения на ленте;
v=315мс - скорость движения ленты;
ρ=08тм3 - плотность груза.
Вр=11[(√958·09 550·315·08)+005]=093м.
В соответствии с ГОСТ 22644-77 принимаем ширину ленты В=1000мм.
Приближенное определение натяжения ленты и мощности привода.
Общее сопротивление при установившемся движении ленты по всей трассе загруженного конвейера равное тяговому усилию привода определяют по обобщенной формуле:
W КД·Lг·[(qг+ qр.в.+ qл)·в+( qл+ qр.н.)· н] ± qг
где КД=14 - обобщенный коэффициент местных сопротивлений на оборотных барабанах в местах загрузки и других пунктах;
Lг=350м - длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых барабанов конвейеров;
qг=(g· Пм)(36·v)= (981·1036)(36·315)=895Нм – линейная сила тяжести сыпучего груза;
qр.в=222Нм - линейная сила тяжести вращающихся частей роликоопор на верхней ветви ленты;
qр.н=85Нм - линейная сила тяжести вращающихся частей роликоопор на нижней ветви ленты;
qл=140Нм - линейная сила тяжести ленты;
в=0042 - коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты при движении ее на желобчатых трехроликовых опорах;
н=004 - коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты (для ветви на прямых однороликовых опорах).
W= 14·350·[(895+ 222+ 140)·0042+( 140+85)·004] + 895=31174Н.
Расчет прочности ленты.
Потребное количество прокладок (штук) тягового каркаса в резинотканевой ленте исходя из условия прочности ее на разрыв определяется по формуле:
где Smax= W=31174Н - максимальное расчетное натяжение ленты
К - коэффициент запаса прочности ленты
К=К0( Кпр· Кст· Кт· Кр)=7(095·085·09·085)=11;
Sp1=100Нмм - прочность ткани одной прокладки ширины ленты (принимаем ленту ТА – 100).
i=(31174·11)( 100·1000)=34. Принимаем число прокладок i=4.
Время прохождения ленты через пункт загрузки:
где L=350м - длина конвейера между осями концевых барабанов;
v=315мс - скорость движения ленты конвейера.
Тяговый расчет конвейера.
Подробный тяговый расчет конвейера выполняем методом последовательного суммирования сил сопротивления движению ленты по всей трассе конвейера. Линейные силы тяжести ленты и роликоопор первоначально принимаем приближенно а потом уточняем.
Контур трассы конвейера разделяем на отдельные участки по виду сопротивлений - прямолинейные (горизонтальные наклонные) повороты – отклонения ленты на роликах или барабанах узлы загрузки и разгрузки и т.п.
Нумерацию и расчет начинаем от точки сбегания ленты с приводного барабана и продолжаем по всему контуру трассы до точки набегания ленты на приводной барабан.
Точка 2: S2 = S1=105 S1 где =105 - коэффициент сопротивлений движению ленты на барабанах и батареях зависящий от ее натяжения на отдельных участках трассы конвейера и определяющий местные сопротивления;
Точка 3: S3= S2+(qл + qрн)·wн
Точка 4: S4 = S3=105(105 S1+1764)= 11 S1+1852;
Точка 5: S5= S4+ (qл + qрн)·wн
Точка 6: S6 = S5=105(11 S1 + 244)= 115 S1 + 256;
Точка 7: S7= S6+(qл + qрв)·wв
Точка 8: S8= S7+ Wз
где Wз = Wзу + Wзб + Wзп - сопротивления движению ленты в узле загрузки;
Wзу = 01qг ΔV²=018952=179Н - сопротивление от преодоления сил сопротивления груза;
Wзп = Кпл lл = 40 2 = 80Н - сопротивление от трения уплотнительных полос лотка о ленту.
S8=115 S1 + 358+262=115 S1 + 620;
Точка 9: S9= S8+(qл + qрв +qг )·wв
Точка 10: S10 = S9=105(115 S1+28975)= 12 S1+30423;
Точка 11: S11=Sнб= S10+(qл + qрв +qг )·wв l10-11=12 S1+30423+(140 + 222 + 895 )·0042 198=12 S1+40876.
Из теории фрикционного привода с учётом коэффициента запаса сцепления получаем:
где Кз=12 - коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном;
=04 – коэффициент трения между лентой и барабаном;
α=240 – угол охвата ленты приводного барабана.
S3= S2+(qл + qрн)·wн l2-3
S5= S4+(qл + qрн)·wн l4-5 - qлh4-5
S7= S6+(qл + qрв)·wв l6-7 + qлh6-7
S9= S8+(qл + qрв +qг )·wв l8-9 + (qл + qг) h8-9
S11=Sнб= S10+(qл + qрв +qг )·wв l10-11
Сравнение полученных значений Sнб по тяговому расчету 55591Н и по обобщенному расчету 46031Н показывает расхождение 9%. Следовательно проверочного расчета ленты и электродвигателя не требуется.
Для резинотканевых лент диаметр приводного барабана определяем по формуле:
где Ка=150мшт - коэффициент зависящий от типа прокладок;
Кб=1 - коэффициент зависящий от назначения барабана (для однобарабанного привода).
По ГОСТ 22644-77 принимаем Дб=600мм.
При ориентировочных расчетах можно принять:
- диаметры концевых и натяжных барабанов
Днб08 Дб=08·600=480мм;
Принимаем Днб = 500мм
- диаметры отклоняющих барабанов
Доб065 Дб=065·600=390мм. Принимаем Доб=400мм.
На конвейере устанавливаем однобарабанный привод. Для барабана футерованного резиной при тяжелых условиях и при =04 и α=240° принимаем
Расчетное натяжение ленты
Sнб=( Кз·W·еα)( еα – 1)= 12·31174·535·023=46031Н.
Проверяем барабан по среднему давлению ленты
Рл=((360Sнб)(αВДб))·((еα+1)еα)=((360·46031)(240·314·1000·600))·((535+1)535) = 004МПа.
Рл=004МПа Рл.д.=02 03МПа.
Lб=В+60мм=1000+60=1060мм.
Окружное усилие на приводном барабане
W=Sнб – Sсб= Sсб( еα – 1)= 12263( 535 – 1)=53344Н.
Мощность приводного электродвигателя
N=(Кз·W·v)(1000·)=(12·31174·315)(1000·085)=100кВт.
Выбираем два электродвигателя асинхронных серии АИ: АИР225М4 мощностью 55кВт.
Определяем крутящий момент
Мкр=05·Кз·W·Дб=05·12·31174·500=9352Н·м.
Выбираем редуктор 1Ц2У – 355:
- номинальный крутящий момент Мном=14000Н·м;
- межосевое расстояние aw=580мм.
Выбор типа натяжного устройства его основных параметров и места установки на конвейере.
Натяжное устройство (НУ) устанавливается как правило вблизи приводного барабана на холостой ветви где лента имеет минимальное натяжение или на хвостовом барабане перед выходом ленты на рабочую ветвь.
Выбор типа натяжного устройства производится в зависимости от типа ленты и ее натяжения длины угла наклона и схемы трассы конвейера.
Для исполнения принимаем тележечное грузовое натяжное устройство.
Определяем общий ход натяжного устройства:
где LH1=(03 2)В=03·1000=300мм=03м - монтажный ход (М) компенсирует изменение длины ленты при ее ремонте и перестыковке;
где К=085 - коэффициент угла наклона конвейера;
Кλ=1 - коэффициент использования выбранного типа размера ленты по натяжению принимаемый в зависимости от класса использования ее;
=0015 - относительное удлинение резинотканевой ленты;
L=350 - длина конвейера между центрами концевых барабанов.
LH2≥085·1·0015·350=446м.
Натяжное усилие Рн необходимое для перемещения тележки натяжного устройства с барабаном определяют по формуле:
Рн= Кн(Sнб+ Sсб)+ Рп
где Кн=1 - коэффициент повышения натяжения;
Рп=mT(sin+ Tcos)g= 325(sin8+ 005cos8)981=602H - усилие перемещения тележки натяжного устройства
где mT - масса натяжной тележки с барабаном и отрезком ленты.
Рн= 1·(12876+55591)+602=69069Н.
Масса натяжного груза тележечного натяжного устройства определяется по формуле:
где =п·iб - общий КПД полиспаста и обводных блоков
mнг=6906906·4=28778Н.
Выбор загрузочного устройства конвейера и определение его параметров.
Сыпучие грузы загружаются на ленту конвейера из бункера или с технологических транспортных и погрузочных машин.
При загрузке груз должен ложиться равномерно по длине и центрально по ширине ленты. Равномерную подачу сыпучего груза из бункера обеспечивают питатели а для формирования и направления струи на ленту груза применяются загрузочные воронки и лотки.
Днище лотка воспринимающего удары струи загружаемого груза и направляющего его на ленту устанавливается наклонно к ленте под углом αб на 8.. .10° больше угла трения груза о поверхность лотка. Вдоль ленты лоток продолжается наклонными направляющими бортами опирающимися на ленту через вертикально расположенное к ленте уплотнение из мягкой износостойкой резины.
Длины бортов направляющего лотки lл в зависимости от ширины ленты и скорости ее движения выбирается из таблицы 17а:
Минимальную высоту направляющих бортов лотка выбираем из таблицы 17а:
Ширину направляющих бортов принимаем:
В1=05В=05·1000=500мм;
В2=(06 07)В=06·1000=600мм.
Выбор типа разгрузки конвейера и параметров разгрузочного устройства.
Разгрузка конвейера может производиться с концевого (приводного) барабана или в промежуточных пунктах при помощи различных разгрузочных устройств установленных по длине трассы конвейера.
Для разгрузки конвейера с концевого барабана или перегрузки груза с одного конвейера на другой необходимо определить место установки экрана воспринимающего удары частиц падающего груза. Для этого производится построение траектории свободного полета сыпучего груза.
Уравнения траектории параболы в косоугольных координатах ХУ:
x=vt и y=gt22 или y=gx22v2=(981x2)(2·3152)=05 x2.
Характер кривой падения груза зависит от радиуса барабана r (м) а также скорости движения груза v (мс) и определяется полюсным расстоянием которое может быть вычислено по формуле:
h=r2gv2=(0252·981)3152=0098м.
При установке разгрузочной воронки необходимо предусмотреть защитные средства от быстрого износа стенки воронки от ударов падающих частиц груза. Рекомендуется покрыть их листами износостойкой резины или слоем груза размещенного в специальных отсеках.
Выбор устройств для очистки ленты.
На конвейере устанавливаем очистительные устройства для очистки рабочей и внутренней поверхностей ленты поверхности переднего и заднего барабана. Тип устройства для очистки рабочей стороны ленты выбираем по табл. 30. Для исполнения принимаем одинарный скребок.
Устройство для очистки рабочей поверхности ленты устанавливаем после разгрузки на передний барабан а для очистки внутренней поверхности ленты — перед задним концевым барабаном на расстояние 0.8 1м от оси барабана.
Выбор типа привода (табл. П20) обусловлен протяженностью и профилем трассы конвейера возможным значением коэффициента трения между лентой и поверхностью барабана коэффициентом использования прочности ленты. Окончательный выбор может быть сделан только после сравнительного технико-экономического расчета возможных вариантов.
Наиболее надежным и конструктивно простым является однобарабанный привод который и принимаем для исполнения.
Коэффициент использования прочности ленты:
Ф=WSнб=3117446031=067;
Ф1=(еα – 1) еα=(535 – 1) 535=081.
Проверка электродвигателя по пусковым нагрузкам.
Выбранный электродвигатель по расчетной мощности должен удовлетворять условию:
где Мng - момент на валу двигателя при пусковой нагрузке
Мng=(Sнб.п – Sсб.п)·Дб·2iр
Мng=(55591 –12263)·06·062·2.4=3250H·м;
Мп - пусковой момент электродвигателя
Номинальный момент электродвигателя:
Мном=975· Nном nном=975· 55·60 1500=2145Н·м
λg=18 - коэффициент перегрузочной способности электродвигателя.
Мп= 2145·18=3861Н·м.
Мng=3250H·м Мп=3861Н·м.
Проверка времени пуска конвейера.
Во избежание сброса груза с ленты в период пуска конвейера необходимо соблюдать условие:
где j=02мс2 - принятые ускорения движения ленты при пуске конвейера
jmax - максимально возможные ускорения при которых обеспечивается надежное положение груза на ленте при пуске конвейера
jmax≤Кб·g·(f1·cos – sin)
где Кб=15 - коэффициент безопасности
f1=01 - коэффициент трения между грузом и лентой;
jmax≤15·981·(01·cos8 – sin8)=128мс2.
j=02мс2 jmax=128мс2.
Полученное расчетом время пуска конвейера tпmin должно быть согласованно со временем пуска электродвигателя tпg:
tпg=(GD2k·nH·g)(375·(Mnc – Mcт)·Ky)
Mnc=15·Mcт=15·1299=1948Н·м - средний пусковой момент электродвигателя;
Ky=08 - коэффициент учитывающий упругое удлинение ленты обеспечивающее неодновременность приведения масс конвейера в движение.
tпg=(150·1500·981)(375·(1948 – 1299)·08)=8с.
Максимальное натяжение ленты которое может развить принятый электродвигатель при пуске определяем по формуле:
Sgmax=((102·N·λg·h)v)·(eα( eα – 1))=((102·110·18·18)315)·123=14194Н.
Расчет тормозного момента.
Так как трасса конвейера имеет наклонный участок то в приводном механизме устанавливаем тормоз с целью предотвращения самопроизвольного обратного движения ленты с грузом при включенном электродвигателе.
Условие при котором остановка тормоза необходима:
Wi - полное сопротивление движению на всех участках трассы.
qгmax·H=895·35=32220Н
qгmax·H=32220>Wi=31174Н.
Следовательно тормоз можно не устанавливать.
Время свободного выбега ленты конвейера при отсутствии торможения:
tсв(GD2н·nH)(375·g·Mст)=(150·1500·60)(375·981·1299)=29с.
Список использованной литературы.
А.О. Спиваковский В.К. Дьячков «Транспортирующие машины». М. Машиностроение. 1983487с.
Р.Л. Зенков И.И. Ивашков Л.Н. Колобов «Машины непрерывного транспорта». М. Машиностроение 1980 297с.
Конвейеры. Справочник. Ленинград Машиностроение 1984 366 с. Под ред. Пертена.