Наклонно-горизонтальный ленточный конвейер

Спецификация к натяжной.dwg

Схема кинематическая.dwg

Электродвигатель 4А250
Муфта упругая втулочно-пальцевая:
- общее передаточное отношение
Предаточное отношение ступени
Схема кинематическая

Общий вид.dwg

Техническая характеристика конвейера:
Длина транспортирования груза
Транспортируемый материал бурый уголь
Передаточное число 14

Спецификация к общему виду.dwg

Пояснительная записка
Роликоопора переходная
Роликоопора аммортизирующая
Роликоопора центрирующая
Лента конвейерная БНКЛ-65

Натяжная станция.dwg

*- размеры для справок.
подшипниковые узлы заполнить
смазкой МЛИ412-3 ГОСТ 23258-78 (ЛИтол-24)
Регулировку натяжения производить винтами
Необработанные элементы металлоконструкции покрыть краской
Технические требования

Приводная станция.dwg

* - размеры для справок.
Подшипниковые узлы заполнить при сборке
смазкой МЛИ 412-3 ГОСТ 23258-78.
Необработанные места
металлоконструкции покрыть краской
Технические требования

Спецификация к приводной.dwg

Содержание.docx

Информационный обзор .. 7
Разработка конструкции изделия .. .15
1. Описание конструкции изделия .. ..15
2.1. Предварительный расчёт определения параметров ленточного конвейера 15
2.2. Подробный тяговый расчёт . .. 18
2.3. Подбор электродвигателя . 20
2.4. Подбор редуктора .. 20
2.5. Проектировочный расчёт ведущего вала .. ..22
2.6. Проверочный расчёт ведущего вала . 22
2.7. Подбор подшипников качения 27
2.8. Подбор соединительных муфт .28
2.9. Расчёт шпоночных соединений 30
2.10. Подбор тормозного устройства .32
2.11. Расчёт натяжного устройства 32
2.12. Назначение посадок в сопряжениях . 33
Список использованных источников ..36

Расчёты.docx

Эффективность производства его технический прогресс качество выпускаемой продукции во многом зависит от опережающего развития производства нового оборудования машин станков и аппаратов от всемирного внедрения технико-экономического анализа. Изделия машиностроения используются во всех отраслях промышленности транспорта сельского хозяйства и других сферах деятельности человека. От развития машиностроения в большой степени зависит дальнейший НТП в целом.
Основной задачей машиностроения является развитие знаний обеспечивающих непрерывное совершенствование технологических методов производства повышение производительности труда и качества продукции. Направление технологии машиностроения определяется задачей получения нужных обществу машин высокого качества изготавливаемых при минимальной себестоимости минимальных затрат производственных материалов и высокой производительности труда облегченного в максимально возможной степени и безопасного.
В широком смысле — комплекс объединяющий конвейеры и вспомогательное оборудование (напр. бункеры питатели и др.) технические средства управления производством работ а также технического обслуживания и ремонта. Области эффективного использования конвейерного транспорта: на подземных работах — перемещение угля калийных и марганцевых руд из забоя (а крепких руд—от дробильных комплексов) до пунктов перегрузки в другие транспортные средства или до обогатительной фабрики на поверхности; на открытых работах — перемещение до различных пунктов угля и мягких вскрышных пород разрабатываемых роторными экскаваторами а также крепких пород и руд после предварительного дробления.
Целесообразно применение конвейерного транспорта в технологических комплексах поверхности шахт и карьеров на дробильно-обогатительных и агломерационных фабриках и др. а также при перемещении грузов на значительное расстояния до мест потребления.
В России использование конвейерного транспорта началось на угольных шахтах в 1925г. с внедрением доставочных качающихся конвейеров. С середины 1950-х гг. конвейерный транcпорт широко внедряется на угольных калийных и марганцевых шахтах. На открытых работах в значительных масштабах конвейерный транcпорт применяется с середины 30-х гг.— угольные разрезы Богословского и Коркинского месторождений а также подмосковные гравийные карьеры. С 1958г. совместно с роторными экскаваторами конвейерный транcпорт начал использоваться для перемещения рыхлых пород на рудных карьерах а с 1974 внедрён на Ингулецком ГОКе для транспортирования предварительно дроблёной руды.
Комплекс конвейерного транспорта на угольных шахтах включает скребковые конвейеры в очистных забоях и в основном ленточные в участковых и магистральных выработках а также наклонных стволах. На карьерах наиболее распространены ленточные конвейеры а в поверхностных транспортных системах значительной протяжённости — ленточные и иногда ленточно-канатные. Достоинства конвейерного транспорта: поточность перемещения горной массы; высокая производительность (до 20 — 30 тыс. м3ч по рыхлой горной массе и 3—10 тыс. тч по горно скальной); возможность повышения (на 25—30% и больше) производительности выемочно-погрузочного и
отвального оборудования; относительно большая длина транспортирования (до 3—15 км одним ставом конвейера и 20—100 км конвейерной линией); возможность перемещения горной массы под углом до 18—20° что позволяет при подъёме горной массы из карьера сократить длину транспортирования по сравнению с ж.-д. и автомобильным транспортом соответственно в 6—8 и 3—4 раза. Кроме того конвейерный транспорт характеризуется относительно малой энергоёмкостью благоприятными условиями для автоматизации и централизованного управления повышением безопасности и улучшением условий труда. Эксплуатация конвейерного транспорта на открытых работах меньше зависит от климатических условий чем эксплуатация автотранспорта. Системы конвейерного транспорта могут работать при изменениях температуры воздуха от —40 до 50 °С. Недостатки: сложность транспортирования абразивных скальных грузов кусковатость которых для ленточных конвейеров не превышает 350—400 мм; ограниченные сроки службы и высокая стоимость конвейерной ленты (до 40% стоимости конвейера); сложность транспортирования липкой горной массы.
На калийных шахтах конвейерный транспорт широко применяется при камерно-столбовой и столбовой системах разработки. Осуществлена (напр. на Солигорских шахтах) конвейеризация от забоя до ствола или до поверхности. По блоковым выработкам калийная руда доставляется скребковыми конвейерами а по панельному штреку и магистральным выработкам — ленточными. На некоторых шахтах общая протяжённость ленточных конвейеров свыше 40 км. На марганцеворудных шахтах конвейеры применяют при разработке длинными столбами с заходками. В заходках по выемочным штрекам и по аккумулирующим штрекам марганцевая руда транспортируется ленточными конвейерами до погрузочного пункта локомотивной откатки или до околоствольного двора. При подземной разработке мощных залежей крепких руд конвейер эффективен для транспортирования предварительно дроблёной руды по наклонным стволам на поверхность. Применение конвейерного транспорта при подземной разработке крутопадающих залежей крепких руд позволяет сократить количество рудоспусков в отрабатываемых блоках и объём проходческих работ а также сроки подготовки и отработки блоков.
Конвейерный транспорт на карьерах применяют в основном при большой производственной мощности предприятия (св. 20 млн. тгод) и глубине (св. 150 м) для транспортирования рыхлых вскрышных пород за пределы карьера в комплексе с мощными роторными экскаваторами. Подобная схема разработки и перемещения вскрышных пород конвейерами распространена на карьерах КМА на железорудных и марганцевых карьерах Украины и др. Расстояние транспортирования обычно 2—3 км иногда до 10—20 км производительность роторных комплексов и конвейеров 5000—6000 ч.
Цель и задачи курсового проектирования
Основная цель курсового проектирования – углубление и закрепление знаний теоретического материала по дисциплине «Горно-транспортные машины и подъёмные механизмы» развитие навыков их творческого применения для решения конкретных инженерных задач по механизации соответствующих операций в основных и вспомогательных процессах горного производства.
Поставленная цель реализуется путём решения следующих учебных задач:
Привить студентам навыки углубленного изучения и критического анализа новейших достижений и известных вариантов решения поставленной задачи основываясь на обзоре специальной литературы и других современных источниках информации.
Научить студентов определять современные тенденции научно-технического прогресса в области горно-транспортного и грузоподъёмного машиностроения использовать многокритериальные оценки качества конструктивных вариантов механизации при выборе технического решения аргументировано обосновывать принятые технические решения.
Продолжить развитие у студентов навыков самостоятельной работы с нормативно-справочной литературой и стандартами типовыми методиками расчёта проектных и конструктивных параметров разрабатываемых устройств.
Развивать у студентов навыки чёткого технически грамотного и последовательного изложения принятых проектных и конструкторских решений в пояснительной записке и графических конструкторских решений с соблюдением при их оформлении требований общегосударственных стандартов единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
Информационный обзор
Общее устройство типы и области применения ленточных конвейеров
Ленточный конвейер (рисунок 1) имеет станину 6 иа концах которой установлены два барабана: передний 7 — приводной и задний 1 - натяжной. Вертикально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами называемыми роликоопорами— верхними 4 и нижними 10 укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов применяют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода 11 и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.
Рисунок 1 – Схема ленточного конвейера
Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2 размещенных на конвейере. Транспортируемый груз перемещается на верхней (грузонесущей рабочей) ветви ленты а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Возможно также транспортирование грузов одновременно на верхней и нижней ветвях ленты в разных направлениях.
Груз выгружается на переднем барабане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвейера при помощи разгрузочных устройств: плужковых 3 или барабанных разгружателей. Наружная поверхность ленты очищается от прилипших к ней частиц груза очистным устройством У установленным у переднего барабана 7.
Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнообразных насыпных и штучных грузов а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Они получили широкое распространение во всех отраслях промышленности и являются основными агрегатами механизации транспорта в литейных цехах (подача и распределение земли и уборка отходов) на топливоподачах электростанций подземного и наземного транспорта угля и породы в угледобывающей промышленности руды кокса и флюсов в металлургии строительных материалов и полезных ископаемых в карьерах зерна в зернохранилищах песка и камня на сгроитсльстве каналов и гидростанций и др.
Ленточные конвейеры служат составными частями таких сложных машин как роторные экскаваторы перегрузочные и отвальные мосты погрузочно-разгрузочные машины и т. п. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возможности получения высокой производительности (до 30000 тч) большой длине транспортирования (до 3-4 км в одном конвейере и до 100 км в системе из нескольких конвейеров) простоты конструкции и эксплуатации и высокой надежности работы.
По расположению на местности ленточные конвейеры разделяют на стационарные и подвижные передвижные и переносные переставные (для карьеров открытых разработок) и надводные плавающие на понтонах.
По конструкции и назначению различают ленточные конвейеры общего назначения (ГОСТ 22644 77-ГОСТ 22647-77) и специальные: подземные для пищевой мукомольно-крупяной и комбикормовой промышленности и поточного производства в приборостроительной. радиотехнической и легкой промышленности.
По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной стальной цельнопрокатной и проволочной лентой. Наибольшее распространение получили конвейеры с прорезиненной лентой. По конструкции прорезиненной ленты опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают ленточные конвейеры у которых лента является грузонесущим и тяговым элементом (основной тип) ленточно-канатные и ленточно-цепные у которых лента служит только грузонесущим элементом а тяговым элементом являются два каната или одна цепь.
По профилю трассы ленточные конвейеры разделяются на горизонтальные (рисунок 2 а ж з) наклонные (рисунок 2 б и к) и комбинированные: наклонно-горизонгальные (рисунок 2 л) и горизонтально-наклонные (рисунок 2 г) с одним или несколькими перегибами - (рисунок 2 е) и со сложной трассой (рисунок 2 л). При проектировании конвейера следует по возможности принимать наиболее простую прямолинейную трассу. Сложную трассу имеют магистральные конвейеры в соответствии с профилем местности.
Конвейеры с разными видами лент могут иметь по очертанию одинаковые трассы однако радиусы поворотов R1 и R2 и углы наклона ( для каждого вида лент будут различными). Угол наклона конвейера к горизонту зависит от коэффициента трения транспортируемого груза о ленту при движении (а следовательно от материала и характера поверхности ленты) формы профиля ленты (плоская или желобчатая) угла естественного откоса насыпного груза способа загрузки и скорости движения ленты.
Для обеспечения устойчивого неподвижного положения груза на ленте без его продольного сползания вниз угол наклона конвейера должен быть примерно на 10—15° меньше угла трения груза о ленту в покое. Такой запас необходим потому что из-за провеса ленты угол ее подъема у роликоопор получается большим чем общий геометрический угол наклона конвейера. Кроме того лента на роликоопорах встряхивается из-за неизбежного биения роликов что способствует сползанию груза вниз. Встряхивание будет тем интенсивнее чем больше скорость ленты и грубее изготовлены опорные ролики. Непрерывная равномерная загрузка обеспечивает больший угол наклона чем периодическая загрузка с перерывами потока груза.
Ленточные конвейеры общего назначении с прорезиненной лентой
Ленты. Грузонесущим и тяговым элементом на ленточном конвейере служит прорезиненная лента. Нормальный рад ширины ленты по ГОСТ 22644-77: 300 400 500 650 800. 1000 1200 1400 1600 2000 2500 и 3000 мм.
Лента должна иметь высокую прочность. малую массу и небольшое относительное удлинение высокую эластичность (гибкость) как в продольном так и в поперечном направлениях малую гигроскопичность хорошую сопротивляемость знакопеременным нагрузкам при многократных перегибах на барабанах и роликоопорах высокую износостойкость на истирание о транспортируемый груз и опорные устройства а также стойкость против физико-химическою воздействия грузов и окружающей среды.
Прорезиненная лента в общем виде (рисунок 3) имеет тяговый каркас А покрытый со всех с горой эластичным защитным заполнителем Б. Тяговый каркас
воспринимает продольные растягивающие усилия в лейте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги механических повреждений и истирания перемещаемым грузом и объединяет его в единое целое образуя над каркасом наружные обкладки — верхнюю (грузонесущую) и нижнюю (опорную). Обкладки служат для защиты тягового каркаса от повреждения и изнашивания ударов транспортируемых грузов при загрузке и влаги окружающей среды.
В качестве заполнителя применяют резиновые смеси с синтетическим каучуком или пластмассы поливинилхлорид и др. Необходимые свойства ленте придаются составом резиновых смесей заполнителя с различными добавками. По рецептуре заполнителя и назначению выполняют ленты общего назначения (для работы при температуре окружающей среды от минус 45 до плюс 60СС% морозостойкие - вид М (для работы при температуре от минус 60 до плюс 60 °С). теплостойкие Т (температура груза до плюс 1001'С) повышенной теплостойкости ИТ (до плюс 200 СС) пищевые П (для транспортирования пищевых продуктов без упаковки) негорючие Ш (для конвейеров в пожаро- и взрывобезопасном исполнении например для угольных шахт) маслостойкие МС (для транспортирования грузов покрытых маслом смазками и эмульсией) магнитомягкие обладающие свойством притягиваться к магниту; магнитотвердые (эластомагниты) обладающие свойством намагничивания как магнит и др. Известны также попытки создания ленты с грязеотталкивающими обкладками к поверхности которых не прилипают липкие влажные грузы. Возможны комбинации отдельных свойств.
По типу тягового каркаса различают резинотканевые и резинотросовые ленты. У резинотканевых лент параметры которых регламентированы ГОСТ 20 — 76 тяговым каркасом служат прокладки из различных тканей расположенные послойно с резиновыми прослойками параллельно друг другу вдоль ленты. Тканевая прокладка состоит из продольных нитей основы и поперечных нитей. Прокладки бывают одноосновные — с одним рядом нитей основы (наиболее распространенный тип двухосновные для лент повышенной надежности при транспортировании крупнокусковых грузов и многоосновные (цельнотканые) из нитепрошивочного полотна. Сверху и над первой прокладкой укладывают защитную (брекерную) ткань предохраняющую прокладку от повреждений. Ленты повышенной теплостойкости перед первой прокладкой имеют теплоизолирующий слой из асбестовой ткани. Тканевые прокладки современных лент изготовляют из капрона амида нейлона лавсана и других синтетических тканей обладающих высокой прочностью . Известны также ленты с хлопчатобумажными (одинарными — бельтинговыми и шпуровыми) прокладками. Изготовляют ленты с прокладками из тканей МК-600 и МК-800 прочностью 600 и 800 Нмм ширины одной прокладки.
При нагрузке 01 номинальной прочности ленты удлинение прокладок из ткани БКНЛ составляет 35%; ТЛ и ТК 35-4%; МК и МЛК - 2%. Это является их недостатком. В ленте может быть от трех до восьми (в отдельных случаях - до десяти) прокладок в зависимости от ширины необходимой общей прочности и поперечной жесткости ленты. Жесткость ленты определяет ее способность принимать и сохранять желобчатую форму задаваемую роликоопорами. Поэтому для каждой ширины ленты устанавливается минимальное и максимальное число прокладок определяющее стабильность и угол наклона боковых стенок (угол желобчатости) желоба ленты.
К преимуществам резинотканевой ленты относятся возможность большого набора лент но прочности универсальность выполнения стыкового соединения (с механическими соединителями вулканизацией и т. п.) повышенная стойкость к продольным порывам высокая амортизирующая способность при динамических нагрузках. Недостатками являются большое удлинение (до 4%) увеличенные диаметры барабаиов при большом числе прокладок.
К преимуществам резинотросовых лент относятся высокая прочность малое удлинение при рабочих нагрузках (до 025%) повышенный срок службы а к недостаткам — большая масса сложность изготовления стыкового соединения концов ленты сравнительно меньшая стойкость к продольным порывам и перегибам в вертикальной плоскости.
Опорные устройства. Для опоры ленты на участке между концевыми барабанами устанавливают роликоопоры или настил - сплошной (из дерева стали пластмассы) или комбинированный (чередование настила и роликоопор). Настил того и другого типа применяют очень редко (обычно иа конвейерах малой длины) чаще всего его используют при транспортировании легких штучных грузов. Наибольшее распространение имеют роликоопоры различных типов и конструкций.
По расположению на конвейере роликоопоры разделяют на верхние (для опоры грузонесущей ветви ленты) и нижние (для опоры обратной ветви). Верхние роликоопоры бывают прямыми (рисунок 4а)-для плоской формы ленты и желобчатыми (для желобчатой формы ленты)-на двух трех (рисунок 4 б в) и пяти (рисунок 4 для лент шириной 2 — 25 м) роликах. В зоне загрузки ленты устанавливают амортизирующие роликоопоры (рисунок 4 в) у которых на корпус ролика надеты упругие резиновые шайбы (раздельные — в или сплошные - в') амортизирующие удары падающих кусков груза. При транспортировании насыпных грузов применяют как правило желобчатые роликоопоры.
Рисунок 4 – Разновидности роликоопор
Основные параметры роликоопор установлены ГОСТ 22645 - 77 и ГОСТ - 22646-77. Тип роликоопоры и диаметр ролика выбирают в зависимости от ее назначения характеристики транспортируемого груза ширины и скорости движения ленты.
Ролик должен иметь такой диаметр при котором выполняются два условия: 1) момент трения ленты без груза о ролик больше момента трения в подшипниках и уплотнениях иначе лента будет скользить по роликам; 2) под действием центробежной силы вращающегося ролика груз не должен отрываться от ленты при огибании ролика. Диаметр ролика повышается с увеличением скорости ленты кусковатости груза и коэффициента трения в подшипнике и при снижении коэффициента сцепления ленты с роликом. Однако значительное увеличение диаметра ролика нежелательно так как при этом увеличивается его масса и стоимость.
Нагрузка на роликоопору определяется суммой сил тяжести ленты и груза находящегося в пролете между роликоопорами. На участках перегиба ленты к этим нагрузкам добавляется еще составляющая сила от натяжеиия ленты.Вертикальная нагрузка на средний (горизонтальный) ролик должна составлять примерно 70% а на боковые — по 15% общей нагрузки на роликоопоры. Подшипники качения роликов рассчитывают на срок службы 18 000 - 20 000 часов.
Для транспортирования штучных грузов массой до 25 кг роликоопоры на рабочей ветви устанавливают примерно через 14—1 м. а тяжелых грузов с массой более 25 кч - на гаком расстоянии.
Угол наклона боковых роликов желобчатой роликоопоры по ГОСТ 22645-77 равен 20 и 30; для всех грузов и любой ширины ленты; для легких грузов с плотностью 05-1 тм3 (зерна и других зернопродуктов) при ширине ленты 400 - 800 мм допускается увеличение этого угла до 45 —60 .
Рекомендуется применять роликоопоры с углом наклона бокового ролика 30°. В зарубежной практике ( ФРГ и др.) применяют роликоопоры с углом наклона бокового ролика 36°. Увеличение этого угла до 45' повышает производительность улучшает центровку ленты и уменьшает просыпи груза но ограничивается толщиной ленты вследствие возникновения дополнительных напряжений в зоне ее изгиба.
Привод. В ленточном конвейере движущая сила передается на ленту трением при огибании ею приводного барабана (при барабанном приводе) или при контакте приводной ленты с грузонесущей (при прямолинейном промежуточном приводе многонриводного конвейера).
Барабанный привод состоит из барабана передаточных механизмов (муфт и редукторов) и двигателя. В приводах наклонных конвейеров устанавливают также стопорное устройство (останов) и тормоз препятствующие в случае выключения двигателя самопроизвольному движению ленты вниз под действием силы тяжести находящегося на ней груза.
Рисунок 5 – Схемы барабанных приводов ленточных конвейеров
Различают однобарабанные приводы с одним или двумя двигателями; Двухбарабанные с близкорасположенными друг около друга приводными барабанами (рисунок 5) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера; трёхбарабанные с близкорасположенными друг около друга барабанами (рисунок 6 ) или с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем (головном) и одного – на заднем концах конвейера. Трёхбарабанные приводы из-за сложности многократных перегибов ленты и недостаточной надёжности применяют крайне редко.
Разработка конструкции изделия
1. Описание конструкции изделия
Проектируемый ленточный конвейер предназначен для транспортирования торфана расстояние 40 м и должен обеспечивать производительность не менее чем 75 тч. Трасса конвейера имеет наклонно-горизонтальную форму. Наклонная часть имеет угол наклона к горизонтали
В зоне загрузки ленты необходимо установить амортизирующие роликоопоры у которых на корпус ролика надеты упругие резиновые амортизирующие шайбы смягчающие удары падающих кусков транспортируемого груза.
Для автоматического выравнивания ленты необходимо применять цетрирующие роликоопоры включающие в свою конструкцию дефлекторные ролики.
Для снижения напряжений на кромках ленты при переходе с желобчатого профиля на прямой по которому лента огибает концевые барабаны необходимо установить выполаживающие роликоопоры с уменьшенным углом наклона бокового ролика.
В качестве тягового элементаиспользована конвейерная лента типа БНКЛ.
В проектируемом ленточном конвейере планируется использование однобарабанного привода с одним приводным электродвигателем.
Натяжение тягового элемента конвейера будет осуществляться пружинно-винтовым натяжным устройством.
Рисунок 6 – Схема проектируемого ленточного конвейера
2.1.Предварительный расчёт определения параметров ленточного конвейера
Определение ширины ленты
Исходные данные для проектирования:
Геометрическая схема – наклонно-горизонтальный;
Производительность – 75 тч;
Транспортируемый материал – торф;
Дальность транспортирования – 40 м;
Длина горизонтального участка
Угол наклона наклонного участка - ;
Условия работы – средние;
Расположение привода – параллельно.
Для транспортировки гравия выбираем трёхроликовую желобчатую опору с углом наклона боковых роликов .
Определим ширину ленты:
где производительность конвейера;
удельный вес торфа ( приложение1 [2]);
рекомендуемая скорость движения ленты (табл. 4.4[1]);
угол естественного откоса для торфа ( приложение1 [2]);
коэффициент учитывающий угол наклона участка конвейера(табл. 4.10[1]);
Предварительный выбор ленты
По ГОСТу 20-76 предварительно выбираем ширину ленты .
Для ширины ленты при значении насыпной плотности транспортируемого груза принимаем рекомендуемый диаметр роликоопоры (табл. 4.4[1]).
По таблице 4.5[1] принимаем максимальное расстояние между роликоопорами на рабочей ветви ленточного конвейера а на холостой
На криволинейных участках и под загрузочным устройством - .
Общее сопротивление движению ленты
где обобщённый коэффициент местных сопротивлений на оборотных барабанах в местах загрузки и разгрузки при длине транспортирования 20 м;
расстояние между осями концевых барабанов конвейера ;
линейная сила тяжести от груза ;
линейная сила тяжести вращающихся частей на рабочей ветви (табл 4.13 [1]);
линейная сила тяжести вращающихся частей на холостой ветви (табл 4.13 [1]);
линейная сила тяжести от веса ленты (табл 4.13[1]);
коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты при средних условиях эксплуатации (с 138[1]);
коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты при средних условиях эксплуатации (с 138[1]);
высота подъёма конвейера;
Примем табличные данные вращающихся частей роликоопор (табл. 4.13 [1]) :
а) от вращающихся частей роликоопор на рабочей ветви:
б) от вращающихся частей роликоопор на холостой ветви:
Определение потребной мощности привода:
где коэффициент запаса;
КПД механизмов привода конвейера;
Усилие набегающей ветви:
где = угол обхвата лентой барабана.
= 03 – коэффициент трения ленты о барабан;
Усилие сбегающей ветви:
2.2. Подробный тяговый расчёт
Расчёт натяжений ленты
Определение натяжений производим методом обхода трассы по точкам от сбегающей ветви на приводном барабане по ходу движения ленты.
Согласно формуле Эйлера:
где коэффициент трения о стальной барабан;
угол обхвата лентой приводного барабана;
Рисунок 7 – Схема натяжений ленты конвейера
Определение тягового усилия привода
Сопротивление на приводном барабане составляет 3 5 от .
Подбор и расчёт ленты на разрывное усилие
Необходимая прочность конвейерной ленты:
где рекомендуемый запас прочности тягового органа;
В = 500 мм – ширина ленты конвейера;
Окончательно выбираем резинотканевую конвейерную ленту типа БНКЛ – 65 которая допускает максимальное натяжение на 1мм ширины ленты.
2.3. Подбор электродвигателя
Определение мощности электродвигателя
где общий КПД привода конвйера;
Исходя из необходимой мощности привода N = 44 кВт из справочника выбираем асинхронный электродвигатель переменного тока со следующими параметрами:
Типоразмер двигателя
Момент инерции ротора кг
2.4. Подбор редуктора
Определение диаметра приводного барабана
Исходя из ширины резинотросовой конвейерной ленты В = 400 мм по таблице 4.29 [2] выбираем рекомендуемый диаметр приводного барабана (ГОСТ 22644 – 77).
Число оборотов барабана:
Общее передаточное число привода:
Из каталога выбираем трёхступенчатый коническо-цилиндрический редуктор КЦ1 - 250 со следующими параметрами:
Рисунок 8 – Параметры редуктора КЦ1 - 250
Межосевые расстояния
Передаточное отношение выбранного редуктора составляет
Определим действительную скорость движения ленты:
Действительная максимальная производительность:
2.5. Проектировочный расчёт ведущего вала
Для изготовления ведущего вала скребкового конвейера выбираем материал сталь 40Х.
Твердость вала: НВ=240 .
Найдём диаметр вала:
вращающий момент на ведущем валу конвейера Нм;
допустимое напряжение материала вала на кручение;
В соответствии с рядом стандартных размеров выбираем минимальный диаметр вала
2.6. Проверочный расчёт ведущего вала
Определяем окружные силы действующие со стороны барабана на вал:
где Т = – вращающий момент передаваемый от тихоходного вала редуктора на ведущий вал конвейера;
Определяем радиальные силы действующие со стороны барабана на вал:
где передаваемая мощность на вал конвейера;
скорость движения ленты;
Определяем окружную силу действующую на вал со стороны зубчатой муфты:
где T – передаваемый момент через муфту;
m = 25 – модуль зубьев зубчатой муфты;
z = 25 – число зубьев полумуфты;
Определяем радиальную силу действующую на вал со стороны зубчатой муфты:
Определение опорных реакций в горизонтальной плоскости.
Определим опорную реакцию в точке В:
Определим опорную реакцию в точке A:
Определим изгибающие моменты в сечении :
при = 326 - так как балка обращена выпуклостью вниз то на эпюре значение изгибающего момента откладываем в положительном направлении.
при = 0021 - так как балка обращена выпуклостью вверх то на эпюре значение изгибающего момента откладываем в отрицательном направлении.
Определение опорных реакций в вертикальной плоскости.
при = 078 - так как балка обращена выпуклостью вниз то на эпюре значение изгибающего момента откладываем в положительном направлении.
при = 0005 - так как балка обращена выпуклостью вверх то на эпюре значение изгибающего момента откладываем в отрицательном направлении.
Определим суммарные изгибающие моменты на участках вала:
Определим вращающие моменты на участках вала:
Определим эквивалентные моменты на участках вала:
Рисунок 9 – Расчётная схема ведущего вала
В соответствии с построенными эпюрами определяем опасное сечение вала которое находится в месте действия максимального усилия. Для ведущего вала конвейера таким местом является сечение 3 в котором эквивалентный момент составляет .
Определяем критический диаметр ведущего вала:
Выбранный предварительно диаметр вала удовлетворяет условию прочности.
2.7. Подбор подшипников качения
Производим расчет роликового сферического радиального подшипника 3053111 ГОСТ 24696 - 81 по динамической грузоподъёмности.
Рисунок 10 - Роликовый сферический радиальный подшипник 3053111
Эквивалентная динамическая нагрузка
где - коэффициент радиальной нагрузки на валу;
- коэффициент вращения кольца ( при вращении относительно нагрузки внутреннего кольца);
- радиальная нагрузка на подшипник;
- коэффициент осевой нагрузки;
- осевая нагрузка на подшипник;
- коэффициент безопасности;
- коэффициент влияния температуры ().
Так как то расчет долговечности ведем по подшипнику установленном в опоре А.
Определяем срок службы подшипника:
где - частота вращения вала;
- динамическая грузоподъемность подшипника ;
- показатель степени ( для роликовых подшипников);
Расчётный срок службы выбранного подшипника 3053107 достаточен что позволяет его установить в опорах ведущего и натяжного валов проектируемого конвейера.
2.8. Подбор соединительных муфт
Подбор упругой втулочно-пальцевой муфты
Для соединения вала двигателя и быстроходного вала редуктора установленных на одном уровне применяем упругую втулочно-пальцевую муфту.
Муфту выбираем по диаметру соединяемых валов и расчётному моменту
который должен находиться в пределах номинального.
Определим расчётный вращающий момент:
где вращающий момент на быстроходном валу редуктора;
К =12 – коэффициент динамичности работы привода;
номинальный вращающий момент муфты.
На быстроходный вал редуктора устанавливаем упругую втулочно-пальцевую муфту со следующими параметрами:
номинальный вращающий момент;
n =4600 обмин – максимальная частота вращения;
D = 120 мм – диаметр фланца полумуфты;
L = 165 мм – длина муфты;
мм – диаметр пальца;
Z = 4– количество пальцев.
Рисунок 11 – Муфта упругая втулочно-пальцевая
Подбор зубчатой муфты
Для соединения выходного вала редуктора с исполнительным механизмом применяют обычно компенсирующие муфты. Ими соединяют валы имеющие незначительные смещения – осевые радиальные и угловые.
Выбранная зубчатая муфта обладает следующими параметрами:
= 4 000 Нм – номинальный вращающий момент;
n = 4 800 обмин – максимальная частота вращения;
D = 170 мм – диаметр фланца;
диаметр внешней обоймы;
диаметр внутренней обоймы;
B = 38 мм – ширина фланца;
b = 15 мм – ширина зубчатого венца;
посадочный диаметр полумуфты;
m = 25 мм – модуль зубьев;
Z = 38 – число зубьев.
Рисунок 12 – Муфта зубчатая
2.9. Расчёт шпоночных соединений
На валы привода ленточного конвейера устанавливаем шпонки по ГОСТ 23360 – 78.
Размеры шпонки b h определяем в зависимости от диаметра вала. Длина шпонки принимается согласно ГОСТу в зависимости от длины ступицы.
Условие прочности на смятие шпонки:
где вращающий момент на валу;
глубина шпоночного паза на валу;
допускаемое напряжение на смятие шпонки.
Расчет шпоночных соединений электродвигателя с быстроходным валом редуктора
Предварительно выбираем шпонки со следующими параметрами:
Выбранная шпонка удовлетворяет условию смятия и подходит для применения в данном соединении.
Расчет шпоночного соединения тихоходного вала редуктора с ведущим валом конвейера
Предварительно выберем шпонку со следующими параметрами:
Расчет шпоночных соединений ведущего барабана с приводным валом конвейера
2.10. Подбор тормозного устройства
Определение тормозного момента
где линейная сила тяжести транспортируемого груза;
суммарная высота подъёма груза;
коэффициент возможного уменьшения сопротивления на трассе конвейера;
окружное усилие на приводном барабане;
диаметр приводного барабана;
общий КПД механизмов привода.
Так как момент тормозного барабана имеет отрицательное значение следовательно нет необходимости устанавливать останов.
2.11. Расчёт натяжного устройства
Для натяжения тяговой цепи выбираем пружинно-винтовое устройство.
Ход натяжного устройства принимаем
Расчётное усилие в одной пружине с учётом равномерного распределения нагрузки:
Расчёт натяжных винтов
Определяем диаметр винта из условия что напряжения возникающие в материале винта меньше предельно допустимых для данного материала винта.
В качестве материала винта выбираем сталь 40Х ([
Определим минимально допустимый диаметр резьбы натяжного винта:
Принимаем диаметр резьбы ходового винта 30 мм.
2.12. Назначение посадок в сопряжениях
Номинальным размером называют размер изделия полученный по расчёту или выбранный по конструктивным соображениям. Изготовленные изделия всегда имеют некоторые отклонения от начального размера.
Для того чтобы изделие отвечало своему целевому назначению его размеры должны выдерживаться между двумя допустимыми предельными размерами разность которых образует допуск. Зону между наибольшими и наименьшими предельными размерами называют полем допуска.
К различным соединениям предъявляют неодинаковые требования к условиям точности. Поэтому система допусков содержит 19 квалитетов: 01 0 1 2 17 (в порядке убывания точности). Характер соединения деталей называют посадкой. Посадку характеризует разность размеров деталей до сборки. Посадки могут обеспечить в соединении зазор и натяг. Посадки характеризуются наибольшими зазорами Sшах и натягом Nmах.
Деталь у которой положение поля допуска остаётся без изменения и не зависит от вида посадки называют основной деталью системы. Если этой деталью является отверстие то соединение выполнено в системе отверстия.
Основные отклонения обозначают буквами латинского алфавита:
—для отверстий — прописными А В С и т.д.
—для валов — строчными а в с и т.д.
Преимущественно назначают посадки в системе отверстия с основным отверстием Н у которого ЕУ = 0.
Для посадок с зазором рекомендуют применять неосновные валы
Для переходных посадок—js r m n;
Для посадок с натягом— h r s.
С учётом рекомендаций посадки на вал для:
приводных и натяжных звёздочек –
муфты упругой втулочно-пальцевой -
внутренних колец подшипников – ;
манжетных уплотнений
Шейки валов необходимо выполнить с отклонением вала по k6 отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников (точность подшипника нормальная) -
Крышки подшипников с корпусом -
Допуск формы и расположения поверхностей указываем условными обозначениями по ГОСТ 2.308-79.
Шероховатость поверхностей по ГОСТ 2309-73.
Rа - среднее арифметическое отклонение профиля.
Rz - высота неровностей профиля по 10 точкам.
Rmax - наибольшая высота неровностей профиля.
Параметр Rа является основным для деталей в машиностроении. Шероховатость Rа(мкм) рекомендуется:
—торцы валов для базирования;
; 16—поверхности рабочие на шпоночных пазах вала и ступицы;
; 16—поверхности валов под подшипники и ступицы зубчатых колёс муфт шкивов.
; 063—поверхности валов под резиновые манжеты;
—нерабочие поверхности.
В данном курсовом проекте разработана конструктивная схема наклонно-горизонтального ленточного конвейера для транспортирования торфа на 40 метров обеспечивающего производительность 75 т ч.
Наклонно-горизонтальный ленточный конвейер оборудован приводом с электродвигателем 4А132МВ8У3 мощностью 55 кВт и частотой вращения 720 оборотов в минуту а также редуктором типа КЦ1 – 250.
Тяговым элементом рассчитанного конвейера является резинотканевая лента типа БНКЛ – 65. Для натяжения ленты использована пружинно - винтовая конструкция натяжного устройства.
Список использованных источников.
Спиваковский А.О. Транспортирующие машины: учеб. пособие для вузов. А.О. Спиваковский В.К. Дьячков. – 3-е изд. перераб. – М.: Машиностроение 1983. – 487 с.
Березовский Н.И. Нагорский А.В. Ширяев Д.А. Горно – транспортные машины и подъёмные механизмы: методические указания к курсовому проектированию. – Минск: БНТУ 2011. – 43 с.
Дунаев П.Ф. Лёликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для вузов. – М.: Высшая школа 1985. – 415 с.: ил.
Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта Р.Л. Зенков И.И. Ивашков Л.Н. Колобов. – М.: Машиностроение 1980. – 304 с.
Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций: учеб. пособие для втузов М.П. Александров (и др.); под ред. М.П. Александрова Д.Н. Решетова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987. – 122с: ил.
Транспортирующие машины. Атлас конструкций: учеб. пособие для вузов А.О. Спиваковский ( и др.). – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1971. – 155 с.: ил.