Расчет ленточного ковшового элеватора (вариант 13)

ПЗ.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации
Тверской государственный технический университет
Кафедра «Строительные дорожные машины и оборудование»
«МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА»
Б.НТК.СДМО.18.04Волков Д.В.
Введение --------------------------------------------------------------------------------------5
Исходные данные----------------------------------------------------------------------------6
Определение основных параметров ленточного конвейера --------------------7
1Выбор схемы конвейера --------------------------------------------------------7
2Принцип работы ------------------------------------------------------------------8
Выбор необходимых параметров и элементов конструкции конвейера (Предварительный расчёт элеватора) ----------------------------------------------------9
1 Выбор скорости типа ковша и тягового органа ----------------------------9
2 Подсчёт требуемой мощности на приводном валу для работы элеватора (кВт) -------------------------------------------------------------------------------10
3 Подсчёт окружного усилия (Н) на приводном барабане (на начальной окружностизвездочки) ----------------------------------------------------------------------10
4 Усилие для предварительного выбора ленты ------------------------------10
5. Необходимое число прокладок в ленте -------------------------------------11
Проверочный расчёт элеватора --------------------------------------------------------12
1. Выполняется уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру -------------------------------------------------------------------------------------12
2. Натяжение (Н) в точке 2 -------------------------------------------------------12
3. Натяжение (Н) в точке 3 -------------------------------------------------------12
4. Натяжение (Н) в точке4 -------------------------------------------------------13
5. По наибольшему усилию в тяговом органе Fmax = Р3 делается уточненный расчет на прочность ленты - по формулам. При этом динамическая нагрузка (Н) на тяговый орган цепного элеватора -----------------13
6. Определяется тяговая сила на барабане с учетом сопротивлений на барабане ---------------------------------------------------------------------------------------13
7. Проверяется правильность выбора диаметра приводного ба-рабана (для ленточного элеватора) по среднему давлению ---------------------------------14
8. Определяется мощность на приводном валу элеватора ----------------15
9. Определяется мощность двигателя для привода элеватора. При этом коэффициент запаса k=125 ---------------------------------------------------------------15
10. Определяется частота вращения приводного вала элеватора ленточного ------------------------------------------------------------------------------------16
11. Определяется необходимое передаточное число между валом двигателя и приводным валом элеватора ----------------------------------------------16
12. Уточняется скорость движения ковшей исходя из фактического передаточного числа привода: для ленточного элеватора --------------------------19
13. Уточняется производительность элеватора (тч) -----------------------19
14. Проверяется двигатель на достаточность пускового момента по продолжительности пуска (разгона) согласно условию -----------------------------19
15. Определяется усилие в набегающей на приводной барабан ветви тягового органа элеватора при пуске конвейера и определяется коэффициент снижения прочности тягового органа при пуске ------------------------------------20
15.1. Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при пуске элеватора -------------------------------------------------------------------------------20
15.2. Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при пуске элеватора -------------------------------------------------------------------------------21
15.3. Момент от сил инерции и статических сопротивлений на приводном валу (Нм) при пуске (разгоне) элеватора -------------------------21
15.4. Окружное усилие (Н) на приводном барабане при пуске элеватора -------------------------------------------------------------------------------21
15.5. Усилие (Н) в набегающей на приводной барабан ветви ленты элеватора при пуске -----------------------------------------------------------------22
15.6. Коэффициент перегрузки тягового органа при пуске элеватора ------------------------------------------------------------------------------22
16. Определяется расчетный тормозной момент и выбирается тормозное устройство ------------------------------------------------------------------------------------22
16.1. Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при торможении---------------------------------------------------------------------------22
16.2. Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при торможении элеватора -------------------------------------------------------------23
16.3. Расчетный тормозной момент (Нм) на валу двигателя элеватора работающего в технологической цепи ---------------------------23
16.4. Расчетный тормозной момент на приводном валу (Нм) элеватора в этом случае -----------------------------------------------------------24
Заключение -----------------------------------------------------------------------------------25
Список используемой литературы ------------------------------------------------------26
Практически во всех отраслях промышленности используются ленточные элеваторы которые обеспечивают непрерывность процессов транспортировки различных видов грузов и материалов. Их применение позволяет доставлять до нужного объекта штучные грузы и материалы имеющие сыпучуюкусковую структуры. Транспортировка обеспечивается за счет особой конструкции устройства. Производительность элеватора измеряется кубометрами перемещаемых грузов в час. В некоторых областях достаточным количеством считается несколько кубометров а в других необходимо осуществлять транспортировку нескольких тысяч кубометров в час. По ширине элеваторыные ленты встречаются как узкие так и широкие.
Ленточные элеваторы применяются во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства при добыче полезных ископаемых в металлургическом производстве на складах и в портах в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств и технологических машин. Работоспособность элеватора зависит не только от технического уровня самого оборудования но и от того как правильно он спроектирован из этого оборудования как выбрана трасса элеватора с её радиусами кривизны а также сконструированы опорные и другие металлоконструкции.
Цель данной работы - расчет ленточного ковшового элеватора.
Тип транспортной машины
Производительность Q тч
Горизонтальная проекция трассы L м
Высота транспортирования H м
Класс использования по времени В
Класс использования по производительности П
Класс использования по грузоподъёмности Н
Класс использования по нагружению Ц
Тип загрузочного устройства
Тип разгрузочного устройства
Насыпная плотность ρ
Степень абразивности
Крупность размер частиц мм
Угол естественного откоса в покое
Определение основных параметров ковшового ленточного элеватора
Из данных мне изначально параметров я решил взять ковшовый ленточный элеватор. Такой тип элеватор отлично подходит для перемещения мелких сыпучих материалов таких как цемент.
Рисунок 1 – Схема ковшового ленточного элеватора:
-приводной барабан 2-разгрузочный патрубок 3-лента 4-ковш 5-трубы 6-натяжной барабан 7-приёмные патрубки.
Сыпучий материал через приёмный патрубок (7) подаётся в нижнюю часть элеватора и засыпается в ковши (4) прикреплённые к ленте (3) затем поднимается вертикально вверх по трубам (5) и за счёт центробежной силы создаваемой приводным барабаном (1) и натяжным барабаном (6) поступает в емкость через разгрузочный патрубок (2) элеватора расположенный в верхней части. Пустые ковши в перевернутом положении возвращаются в нижнюю секцию после чего цикл транспортирования повторяется.
Выбор необходимых параметров и элементов конструкции конвейера (Предварительный расчёт элеватора)
1.Выбор скорости типа ковша и тягового органа
Выбор скорости движения тяговых органов. По рекомендации в [12] для цемента как легкосыпучему пылевидному материалу соответствуют скорости транспортирования =125 2 мс принимаем =16 мс
По рекомендации в [11] для транспортирования пылевидных материалов применяют ковши типа Г (глубокие). Согласно приложению [5] выбираем глубокий ковш с параметрами: iК=1.3 л B=200 мм l=112 мм h=125 мм r=40 мм.
Рисунок 2 – Норийный ковш.
Выбор типа ковшей. Согласно [6] объем ковша определяется по формуле:
где in - необходимая погонная вместимость ковшей (лм)
ρ - насыпная плотность материала; ρ=1300 кгм3
- средний коэффициент наполнения ковшей; согласно [3] =08.
v- скорость движения ковшей 1.6 мс;
2.Подсчёт требуемой мощности на приводном валу для работы элеватора (кВт)
Р= 00027QH(1 + kзачН)
Н — высота подъема груза Н=40 м;
3.Подсчёт окружного усилия (Н) на приводном барабане (на начальной окружности звездочки)
4.Усилие для предварительного выбора ленты
efa— тяговый фактор;
α—угол обхвата лентой барабана рад.
5.Необходимое число прокладок в ленте
k0— коэффициент учитывающий ослабление ленты в местах крепления ковшей: k0 09.
При этом требуется чтобы
где Dп.б— диаметр приводного барабана
Исходя из рекомендаций в [2] выбираем роликоопору типа Ж по ГОСТ 22645-77 с тремя роликами и углом наклона боковых роликов
Согласно рекомендациям в [3 4 и насыпной плотности материала скорость ленты не должна превышать 16 мс. Значение скорости ленты также должно соответствовать значению из ряда по ГОСТ 20-2019. Ближайшим значением является
Лента 1.2-250- ТК-200-2-45-35-И.Б- ГОСТ 20-2019
(Лента элеваторная типа 1 подтипа 1.2 общего назначения шириной 250 мм с типом ткани ТК-200-2 площадью рабочей обкладки 45мм толщиной нерабочей обкладки 35мм и классом прочности И.Б)
Проверочный расчет элеватора
1.Выполняется уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру.
2.Натяжение (Н) в точке2
где kп— коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте
Fзач— сопротивление зачерпыванию груза Н;
3.Натяжение (Н) в точке 3
F3= Fнa6=F2+ (q + qк)gH
Fнaб— усилие набегающей ветви в точке 3 Н;
q— погонная масса транспортируемого груза кгДм;
qк— погонная масса ходовой части кгм;
Н — высота подъема груза м;
4.Натяжение (Н) в точке4
где Fс6— усилие в сбегающей ветви в точке 4 Н;
Для ленточного элеватора во избежание скольжения ленты по барабану необходимо чтобы
5.По наибольшему усилию в тяговом органе Fmax= Р3делается уточненный расчет на прочность ленты - по формулам. При этом динамическая нагрузка (Н) на тяговый орган цепного элеватора.
6.Определяется тяговая сила на барабане с учетом сопротивлений на барабане
Рисунок 3 - Расчетная схема(а)и диаграмма натяжений (б) тягового органа вертикального элеватора.
7. Проверяется правильность выбора диаметра приводного барабана (для ленточного элеватора) по среднему давлению.
Dпб— диаметр приводного барабана м;
[р]— допустимое среднее давление между лентой и барабаном Па: для резиновых лент [р]= 105 11·105Па;
α — угол обхвата барабана лентой град;
f — коэффициент сцепления между лентой и барабаном.
8. Определяется мощность на приводном валу элеватора
S= (002.. .004)L+03;
L—длина конвейера м;
Lc—длина стыкового соединения м.
9. Определяется мощность двигателя для привода элеватора. При этом коэффициент запаса k=125.
Выбираем электродвигатель АИР200L6 мощность которого N=30кВт при частоте вращения 1000 обмин (рисунок 4)
Рисунок 4 - схема электродвигателя
Размеры электродвигателя указаны в таблице 2.
10. Определяется частота вращения приводного вала элеватора: ленточного
Dп.б—диаметр приводного барабана м.
11. Определяется необходимое передаточное число между валом двигателя и приводным валом элеватора
+гдеп— частота вращения вала двигателя мин-1.
Исходя из требуемого передаточного числа и частоты вращения приводного барабана выбираем редуктор с передаточным числом 40 рассчитанного на мощность 30 кВт при частоте вращения 1000 обмин. Номинальный вращательный момент на выходном валу Твых= 15345Н×м (рисунок 5).
Рисунок 5 – схема редуктора
Для соединения двигателя с редуктором используем муфту упругую втулочно-пальцевую (рисунок 6).
По данным [7] выберем следующие параметры:
d=595 – диаметр посадочного отверстия B=145мм m=24кг
Условное обозначение: МУВП-595-1У3(1-номер исполнения У-климатическое исполнения 3-категория)
Рисунок 6 – муфта упругая втулочно-пальцевая
Для соединения тихоходного вала редуктора с барабаном используем зубчатую муфту (рисунок 7).
По данным [7] выбираем следующие параметры:
d=160мм L=335мм m=187кг
Условное обозначение: МЗ1-20000-160-1У2( первая цифра «1»-тип исполнения вторая цифра «1»-тип исполнения втулки у-климатическое исполнение).
Рисунок 7 – зубчатая муфта
12. Уточняется скорость движения ковшей исходя из фактического передаточного числа привода: для ленточного элеватора
где– фактическое общее передаточное число привода конвейера.
13. Уточняется производительность элеватора (тч):
v— фактическая скорость ковшей мс;
— коэффициент заполнения ковшей;
ρ — насыпная плотность груза тм3;
Допускается отклонение от заданной производительности ±10 %.
14. Проверяется двигатель на достаточность пускового момента по продолжительности пуска (разгона) согласно условию
Время пуска (разгона) конвейера (с)
– коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты). = 11 125;
I – суммарный момент инерции ротора двигателя и соединительной муфты кгм2;
n – частота вращения вала двигателя мин-1;
Tср.п– средний пусковой момент двигателя Нм;
Tc– момент статических сопротивлений на валу двигателя Нм;
kу– коэффициент учитывающий упругость тягового органа благодаря которой не все элементы элеватора приходят в движение одновременно: для резинотканевых лент ky— 05 07
mб– масса вращающихся барабанов элеватора кг;
kc– коэффициент учитывающий уменьшение скорости вращающихся частей элеватора относительно скорости тягового органа: для ленточных элеваторов kc— 07 09;
v – скорость транспортирования мс.
15. Определяется усилие в набегающей на приводной барабан ветви тягового органа элеватора при пуске конвейера и определяется коэффициент снижения прочности тягового органа при пуске:
15.1. Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при пуске элеватора
гдеи— передаточное число привода;
Тсв— момент статических сопротивлений на приводном валу элеватора Нм.
Тсв= 05FoD=0514628035=25599
гдеD— диаметр приводного барабана элеватора м.
15.2. Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при пуске элеватора
15.3. Момент от сил инерции и статических сопротивлений на приводном валу (Нм) при пуске (разгоне) элеватора
15.4. Окружное усилие (Н) на приводном барабане при пуске элеватора
15.5. Усилие (Н) в набегающей на приводной барабан ветви ленты элеватора при пуске
15.6. Коэффициент перегрузки тягового органа при пуске элеватора
где Fдоп— допускаемая нагрузка на тяговый орган.
16. Определяется расчетный тормозной момент и выбирается тормозное устройство:
16.1. Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при торможении
tт— время торможения конвейера определяемое в предположении линейного изменения во времени скоростиvдо полной остановки с.
Максимальный путь торможения элеватораlт работающего в технологической цепи (во избежание засыпки грузом узла перегрузки) можно принять равным 2 3 м. При этом время торможения (с) элеватора
16.2. Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при торможении элеватора
16.3. Расчетный тормозной момент (Нм) на валу двигателя элеватора работающего в технологической цепи:
— момент статических сопротивлений конвейера на валу двигателя при торможении Нм:
16.4. Расчетный тормозной момент на приводном валу (Нм) элеватора в этом случае
В курсовой работе произведен расчет ковшового ленточного элеватора:
скорость ленты 16 мс;
ширина ленты 250 см;
Лента 1.2-250- ТК-200-2-45-35-И.Б- ГОСТ 20-2019;
число прокладок u=6;
линейная масса ленты 1597 кгм;
Диаметр приводного барабан
Электродвигатель АИР200L6 мощность которого N=30кВт при частоте вращения 1000 обмин;
Редуктор с передаточным числом 40 рассчитанный на мощность 30 кВт при частоте вращения 2975 обмин. Номинальный вращательный момент на выходном валу Твых= 15345Н×м;
Натяжной барабан диаметром 372мм для ленты шириной В=200 мм.
Список используемой литературы:

спецификация.dwg

Лента 1.2-250- ТК-200-2-4
Электродвигатель АИР200L6 ГОСТ 22644-77
Редуктор MR624 ГОСТ 22644-77
Устройство загрузочное
Устройство разгрузочное
Пояснительная записка

чертёж.dwg

Технические характеристики:
Технические требования:
Скорость движения ленты - 1.6 мс; Ширина ленты - 0
0 м; Производительность - 25тч; Мощность двигателя - 30кВт; Частота вращения двигателя - 1000 обмин; Передаточное число редуктора - 40; Диаметр приводного барабана - 372мм; Диаметр натяжного барабана - 372мм; Номинальный вращательный момент на выходном валу редуктора Твых - 15345НчМ.
Подвижность части - легкая; Вид груза - цемент; Класс использования по нагружению - Ц; Класс использования по производительности - П; Класс использования по грузоподъемности - Н; Место установки - закрытое помещение; Класс использования по времени - В2; Насыпная плотность груза - 1300 кгм3
0 м; Производительность - 25тч; Мощность двигателя - 30кВт; Частота вращения двигателя - 1000 обмин; Передаточное число редуктора - 40; Диаметр приводного барабана - 372мм; Диаметр натяжного барабана - 372мм; Номинальный вращательный момент на выходном валу редуктора Твых - 15345НхМ.
Подвижность части - легкая; Вид груза - цемент; Класс использования по нагружению - Ц3; Класс использования по производительности - П3; Класс использования по грузоподъемности - Н3; Место установки - закрытое помещение; Класс использования по времени - В2; Насыпная плотность груза - 1300 кгм3