Расчет ленточного конвейера

Спец_натяжная.dwg

Крышка уплотнительная
Болт М24 х 65 ГОСТ 15589-70
Болт М12 х 22 ГОСТ 15589-70
Болт М12 х 25 ГОСТ 15589-70
Шайба 24 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 14 Н ГОСТ 6402-70
Подшипник 1213 ГОСТ 28428-90
Штифт 5 х 14 ГОСТ 3128-70

Спец_привод2.dwg

записка(97).doc

Назначение транспортирующей машины5
Расчет ленточного конвейера4
Расчет вала приводного барабана 18
Расчет оси натяжного барабана 20
Расчет шпоночных соединений22
По принципу действия подъемно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы - машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов лифты средства напольного транспорта (тележки погрузчики тягачи) подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия) скреперы и другие подобные машины а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) - конвейеры различных типов устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.
Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или полотне или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками.
Основное назначение машин непрерывного действия - перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам складировать накапливая в обусловленных местах перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка отпуск очистка охлаждение окраска сушка упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса - они устанавливают и регулируют темп производства обеспечивают его ритмичность способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ и поточных технологических операций.
Назначение транспортирующей машины
Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйственного производства при добыче полезных ископаемых в металлургии на складах и в портах используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств а также машин выполняющих технологические функции.
На многих открытых разработках в карьерах на строительстве гидротехнических сооружений в криволинейных штреках шахт и на магистральном межцеховом транспорте по условиям планировки местности трасса транспортирования грузов не располагается в одной горизонтальной плоскости. В таких случаях используют наклонные конвейеры с различным углом наклона.
К оптимальной конструкции ленточного конвейера предъявляются следующие требования: применение стандартной прорезиненной ленты серийного производства максимальное использование серийного оборудования.
Расчет ленточного конвейера
Исходные данные для расчета и проектирования ленточного конвейера с подвесной лентой
– тип насыпного груза: гравий рядовой
– угол естественного откоса груза в движении: в покое
– плотность насыпного груза:
– требуемая производительность:
– длина горизонтального пути конвейера:
– угол наклона конвейера:
– условия эксплуатации: средние
Рис. 1. Проектная схема конвейера
Выбор конструктивных элементов конвейера
-грузонесущий тяговый элемент - резинотросовая лента
-на рабочей ветви конвейера устанавливаем 3-х роликовую опору
-тип привода - электродвигатель с редуктором;
-разгрузка конвейера осуществляется через приводной барабан;
-тип натяжного устройства – грузовое.
Определение наибольшего допустимого угла наклона конвейера
где – коэффициент запаса учитывающий подвижность груза; для грузов средней подвижности ; – угол естественного откоса груза в покое.
На основании исходных данных составляется проектная схема конвейера с указанием общей длины и отметок по высоте.
Высота конвейера равна
Определение расчетной производительности конвейера
где – заданная объемная производительность; – коэффициент неравномерности загрузки конвейера; – коэффициент неравномерности загрузки конвейера; – общий коэффициент готовности конвейера.
Выбор скорости движения ленты
Скорость движения ленты конвейера выбирается согласно рекомендациям [1 табл. 4.12].
Принимаем скорость движения ленты V =25 мс.
Выбор профиля и ширины ленты
Так как проектируемый конвейер предназначен для ранспортирования мелкокусковатого груза то применяем трехроликовую желобчатую опору с углом наклона боковых роликов 30°.
Определяем ширину ленты
где КП – коэффициент производительности
К – коэффициент учитывающий снижение площади поперечного сечения в зависимости от угла наклона трассы.
По нормальному ряду выбираем ближайшую большую ширину ленты
Проверяем выбранную ленту по кусковатости
где а’ – наибольший размер куска.
По характеристике транспортируемого груза условиям работы конвейера и технических условий заводов-изготовителей выбирается вид и тип ленты конвейера. Предварительно для транспортировки гравия рядового принимаем ленту ТК-200 с числом прокладок ленты равным 2.
Выбор роликоопор и расстояние между ними
Задаемся для грузовой ветви 3-х роликовой желобчатой опорой а на холостой ветви – однороликовой [1 т.4.5].
Шаг расстановки роликов:
- грузовой ветви lгр = 13 м [1 т.4.53]
- холостой ветви lx = 2lгр =213=26м
-в зоне загрузки lx =05 lгр =0513=065 м.
Диаметр ролика Dp= 108 мм [1 т.4.4].
Определение распределенных нагрузок
Распределенная линейная нагрузка от ленты вычисляется по следующей зависимости
где – распределенная нагрузка от ленты; – ускорение свободного падения; – масса одного метра ленты [30 с.160].
Массы лент серийного производства даны в [1].
Распределенная линейная нагрузка от транспортируемого насыпного груза определяется по формуле:
Распределенная нагрузка от вращающихся частей роликоопор грузовой ветви
Распределенная нагрузка от вращающихся частей роликоопор холостой ветви
Определение общего сопротивления движению ленты конвейера
Для приближенного расчета общее усилие сопротивления установившегося движения ленты загруженной равномерной нагрузкой по всей трассе конвейера определяется по формуле
где – усилие сопротивления движению наклонного конвейера при установившемся дви-жении ленты; – коэффициент учета дополнительных сопротивлений при изгибе направля-ющего пути в вертикальной и горизонтальной плоскости (выбирается в пределах 2 5); – горизонтальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера; – распределенные нагрузки от массы соответственно груза ленты подвесок; – коэф-фициент сопротивления движению ленты на рабочих подвесках.
Определение мощности приводного электродвигателя
Мощность электродвигателя для привода конвейера определяется по формуле:
где – коэффициент запаса и неучтенных потерь; – общий коэффициент полезного действия всех механизмов.
Учитывая вид транспортируемого груза принимаем электродвигатель
АМ250М4 мощностью 90 кВт; частота вращения n=1500 обмин
Определение максимального натяжения
где – основание натурального логарифма; – коэффициент трения о поверхность барабана; – угол обхвата ленты приводного барабана.
Проверка выбора типа ленты
Для выбранной ленты ТК-200 разрывное усилие составляет 200 кН что больше максимального усилия равного 39 кН.
Определение диаметра барабана
Внешний диаметр барабана определяется назначением барабана натяжением шириной и типом тягового каркаса ленты.
где – коэффициент назначения барабана для приводного барабана для отклоняющего ; i – число прокладок тягового каркаса ленты.
Принимаем диаметр барабана по ГОСТ 22544-77 [10 с.157 табл. 4.61]
Диаметр натяжного (отклоняющего) барабана:
Принимаем диаметр отклоняющего барабана по ГОСТ 22544-77 .
Проверка приводного барабана:
что меньше допустимого значения 02 МПа.
Проверка отклоняющего барабана:
Определение расчетного крутящего момента на валу приводного барабана
где – коэффициент запаса и неучтенных потерь.
Вычисленный крутящий момент является расчетной основой для выбора типоразмера редуктора и проверки приводного барабана по действующему удельному давлению на обечайку.
Тяговый расчет конвейера.
Подробный тяговый расчет конвейера при установившемся движении ленты выполняется методом последовательного суммирования всех сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера от точки сбегания ленты с приводного барабана до точки набегания ленты на приводной барабан.
Для выполнения тягового расчета контур всей трассы конвейера по ходу движения ленты разделяется на отдельные участки (рис. 2) по виду сопротивлений: горизонтальные наклонные повороты загрузка и т.д. Нумерация точек и расчет начинается с точки сбегания лент с приводного барабана и продолжается по всему контуру трассы до конечной точки расчета. Для определения действительных натяжений в каждой точке трассы при использовании фрикционного привода за основу берем теорию фрикционных приводов традиционных ленточных конвейеров и тяговый расчет проводим аналогично. Отличие заключается в определении распределенных и сосредоточенных сил сопротивления движению ленты с подвесками по направляющим трубам.
Рис. 2. Схема конвейера для подробного тягового расчета
Натяжения ленты на различных участках:
где - коэффициент огибания;
где - сопротивление в месте загрузки конвейера:
где общее сопротивление в месте загрузки Н;
- сопротивление от преодоления сил инерции груза Н;
- сопротивление трения груза о стенки направляющего лотка
- сопротивление трения уплотнительных полос о ленту Н;
- сопротивление поддерживающего устройства в месте загрузки ленты Н.
где- распределенная линейная нагрузка от груза Нм2;
- скорость движения ленты мс;
- проекция скорости движения частиц груза при поступлении его на ленту из загрузочного устройства мс (считаем что ).
где - коэффициент внешнего трения частиц груза о стенки бортов;
- высота груза у борта лотка м ;
- удельная сила тяжести насыпного груза Нм2;
где - удельное сопротивление трению Нм;
длина уплотнительных полос м.
В результате получим:
С учетом того что () получим:
Откуда и соответственно .
Определение максимального натяжения ленты с учетом динамических пусковых нагрузок
где - пусковое натяжение сбегающей ветви создаваемое натяжным устройством ;
- сопротивление верхней грузовой ветви рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;
- сопротивление нижней холостой ветви рассчитанное с учетом пускового коэффициента сопротивления движению;
а – ускорение ленты при пуске
Б – коэффициент учитывающий длину конвейера;
- относительное удлинение .
где - коэффициент безопасности;
f – коэффициент внешнего трения.
Т.к. то груз не проскальзывает по ленте.
Окончательная проверка типоразмера ленты:
Зная ускорение определяем минимальное время пуска:
Определяем время пуска конвейера по пусковым характеристикам электродвигателя привода
где - коэффициент учитывающий упругое удлинение ленты [2с.135]
- статический момент электродвигателя
- общее окружное усилие
- частота вращения барабана
- средний пусковой момент электродвигателя
- маховый момент движущихся частей конвейера
где - коэффициент приведения вращающихся частей механизма
привода к ротору двигателя;
- маховый момент ротора электродвигателя ( принимают по каталогу электродвигателя);
- общий КПД механизмов привода;
- номинальная частота вращения ротора двигателя;
- коэффициент учитывающий что окружная скорость части
вращающихся масс меньше скорости ленты
- суммарная масса вращающихся частей конвейера (роликоопоры верхней и нижней ветвей барабана) [1т.4.75]
Т.к. то процесс пуска пройдёт без высоких динамических нагрузок..
Определение максимального прогиба ленты на грузовой и холостой ветви и сравниваем с допускаемым
Прогиб ленты грузовой ветви
где - допустимый прогиб ленты
- минимальное натяжение после загрузочного устройства;
Прогиб ленты холостой ветви
Определение мощности привода (выбор двигателя редуктора муфты).
По каталогу выбираем двигатель 5АМ250М4 на 1500 обмин и мощностью 90 кВт
Передаточное число редуктора:
Принимаем редуктор Ц2У с передаточным числом зубчатую муфту общего назначения типа М3 с номинальным крутящим моментом 8000 Нм.
Т.к. то установка тормоза не требуется. Для определения типа останова рассчитаем тормозной момент на валу барабана:
где - коэффициент возможного уменьшения сопротивления на трассе конвейера
Расчет натяжного устройства
Определение усилия в натяжном устройстве. Расчет хода натяжного устройства:
Ход в натяжном устройстве:
где - монтажный ход;
- коэффициент угла наклона;
- коэффициент вытяжки;
- коэффициент учитывающий тип натяжного устройства и тип стыка;
- коэффициент использования ленты по натяжению
Окончательно принимаем ход натяжного устройства 2100 мм
Усилие в натяжном устройстве определяется по формуле:
где - сопротивление передвижению тележки натяжного устройства
Масса натяжного груза грузового натяжного устройства определяется по формуле:
=095 – КПД одного обводного блока;
iH =1 – количество блоков.
Расчет вала приводного барабана
Рис.4 Расчётная схема приводного вала
Определим силы действующие на вал:
- в горизонтальной проекции действуют силы натяжения ленты
- в вертикальной проекции действуют силы тяжести барабана и натяжения ленты
Т.к. силы приложены к валу симметрично реакции в опорах равны:
Изгибающие моменты равны:
Суммарный изгибающий момент равен:
Принимаем материал вала – Сталь 45 для которой
При симметричном цикле:
=23 для валов в местах расположения шпонок.
Определим диаметр сечения:
С учетом ослабления вала шпоночной канавкой рекомендуется увеличивать диаметр вала на 10 %.
Таким образом dв=11dр=11×154=169 мм.
Окончательно диаметр вала в опорах принимаем dв=170мм.
Диаметр вала под барабан принимаем dб=180мм
Расчёт оси натяжного барабана
Для надежной работы натяжной станции необходимо рассчитать ось натяжного барабана.
Рис.5 Расчётная схема оси натяжного барабана
Принимаем материал вала – Сталь 45
Таким образом dв=11dр=11×57=63 мм.
Окончательно диаметр вала в опорах принимаем dв=65мм.
Диаметр вала под барабан принимаем dб=75мм
Расчет шпоночных соединений
) Шпонки под ступицами приводного барабана:
Для передачи крутящего момента от приводного вала на ступицы приводного барабана согласно ГОСТ 23360-78 назначаем две призматические шпонки 45x25x110
Проверочный расчет шпоночных соединений выполняем согласно формуле
где - крутящий момент на одной шпонке ;
- рабочая длина шпонки мм;
- глубина паза вала мм.
Расчетное напряжение смятия материала шпонки не превышает допускаемые напряжения смятия для ступиц из стали .
) Шпонка под зубчатой муфтой.
Для передачи крутящего момента от редуктора на вал приводного барабана согласно ГОСТ 10748-68 назначаем призматическую шпонку 40x22x120 (длина шпонки принята равной длине втулки зубчатой муфты.).
где - расчетный момент на одной шпонке ;
Конвейеры: СправочникР. А. Волков А. Н. Гнутов В.К. Дьячков и др. Под общ. ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение Ленинградское отд-ние 1984. 367 с.
Спиваковский А.О. Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. – 3–е изд. перераб. – М. : Машиностроение 1983. – 487 с. ил.
Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов обучающихся по специальности “Подъемно-траспортные машины и оборудование”Р. Л. Зенков И. И. Ивашков Л. Н.Колобов - 2 – е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987. – 432 с.: ил.
Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Изд. 4-е переработанное и доп. Кн. 2.М. «Машиностроение». 576 с.

Общий вид.dwg

Длина горизонтального
груз: гравий рядовой
Условия эксплуатации средние
. Электродвигатель: 5АМ250М4
Передаточное число: 12
Техническая характеристика
вид В (конвейер условно нен показан)
тч 300 2. Длина горизонтального пути
м 100 3. Высота подъема
4. Перемещаемый груз: гравий рядовой 5. Условия эксплуатации средние 6. Скорость конвейера
мм 800 8. Электродвигатель: 5АМ250М4 Мощность
кВт 90 Частота вращения вала
обмин 1500 10. Редуктор: Ц2У Передаточное число: 12

Натяжная станция.dwg

*- размеры для справок.
подшипниковые узлы заполнить
смазкой МЛИ412-3 ГОСТ 23258-78 (ЛИтол-24)
Перед сборкой на поверхность ползунов нанести
Элементы металлоконструкции окрасить
Технические требования
* - размеры для справок 2. При сборке
подшипниковые узлы заполнить смазкой МЛИ412-3 ГОСТ 23258-78 (Литол-24) 3. Перед сборкой на поверхность ползунов нанести смазку Униол-1 4. Элементы металлоконструкции окрасить."

Приводная станция.dwg

* - размеры для справок.
Подшипниковые узлы заполнить при сборке
Неуказанные предельные отклонения размеров:
При монтаже крышек на внутреннюю сторону
Необработанные места покрасить.
Скорость движения ленты
Тип электордвигателя 5АМ250М4
Мощьность электродвигателя
Частота вращения вала электродвигателя
Передаточное число редуктора 12
Межосевое растояние редуктора
Технические характеристики
Технические требования

Спец_привод1.dwg

Болт М27 х 80 ГОСТ 15589-70
Болт М27 х 100 ГОСТ 15589-70
Болт М27 х 70 ГОСТ 15589-70
Болт М14 х 40 ГОСТ 15589-70
Болт М14 х 50 ГОСТ 15589-70
Гайка М27 ГОСТ 15526-70
Подшипник 3000 ГОСТ 5721-85
Шайба 27 Н ГОСТ 6402-70
Шайба 14 Н ГОСТ 6402-70
Мaнжета 1-10 х 170 ГОСТ 8752-79
Мaнжета 1-10 х 26-1 ГОСТ 8752-79

Спец_общий.dwg

Пояснительная записка
Роликоопора грузовой
Роликоопора холостой
Болт М14 х 22 ГОСТ 15589-70
Болт М14 х 18 ГОСТ 15589-70
Гайка М14 ГОСТ 15526-70
Шайба 14 Н ГОСТ 6402-70