Расчет скребкового конвейера

Звездочка приводного вала Лист А2.cdw

Неуказанные предельные отклонения H14
Неуказанные линейные радиусы 10 мм
Сталь 40 ХН ГОСТ 1050-88
Допуск на разн. шагов
Радиальное биение окр. впадин
Профиль зуба по ГОСТ 591-69
Диам. делительной окружности
Класс точности по ГОСТ 591-69
Диаметр окружности впадин
Осевое биение зубчатого венца
Расст. между вн. пласт

1 лист (Конвейер скребковый).dwg

Техническая характеристика привода
Частота вращения цепной звездочки
Мощность электродвигателя
Техническая характеристика конвейера
Скорость движения пластинчатой цепи
Транспортируемый груз зерно

1 лист (Конвейер скребковый).cdw

Техническая характеристика привода
Частота вращения цепной звездочки
Мощность электродвигателя
Техническая характеристика конвейера
Скорость движения пластинчатой цепи
Транспортируемый груз зерно

Вал приводной А2.cdw

Устройство натяжное переделанное.dwg

Допустимый перекос осей отверстий корпусов подшипников не
В узлы подшипников заложить смазку солидол.
После сборки звездочки должны проворачиваться плавно
Усилие затяжки болтов не более 25Н
* - размеры для справок

Часть ходоваяСП.cdw

Устройство натяжноеСП1.cdw

Общий видСП.cdw

Устройство натяжное переделанное.cdw

Допустимый перекос осей отверстий корпусов подшипников не
В узлы подшипников заложить смазку солидол.
После сборки звездочки должны проворачиваться плавно
Усилие затяжки болтов не более 25Н
* - размеры для справок

Звездочка приводного вала Лист А2.dwg

Неуказанные предельные отклонения H14
Неуказанные линейные радиусы 10 мм
Сталь 40 ХН ГОСТ 1050-88
Допуск на разн. шагов
Радиальное биение окр. впадин
Профиль зуба по ГОСТ 591-69
Диам. делительной окружности
Класс точности по ГОСТ 591-69
Диаметр окружности впадин
Осевое биение зубчатого венца
Расст. между вн. пласт

Ходовая часть.cdw

Допустимый перекос полуосей не более 1 мм.
Допустимое усилие затяжки болтов М2 не более 10 Н
- размеры для справок.
Смену накладок произвести при износе более 20

Ходовая часть.dwg

. Допустимый перекос полуосей не более 1 мм.
Допустимое усилие затяжки болтов М2 не более 10 Н
- размеры для справок.
Смену накладок произвести при износе более 20

Записка.docx

Министерство образования и науки Российской Федерации.
Саратовский государственный технический университет.
Расчетно – пояснительная записка к курсовому проекту по
курсу «Машины непрерывного транспорта».
Расчет скребкового конвейера.
студентка группы ПСМ – 52.
Анализ существующих конструкций 6
1общая характеристика скребковых конвейеров6
2 Анализ тяговых цепей 11
3 Анализ конструкции скребков 12
4 Тяговый расчет конвейера 14
5Анализ конструкции натяжных устройств 15
6Анализ элементов привода 14
7Техническое предложение16
Расчет конвейера 17
1 Определение основных параметров конвейера 17
2 Тяговый расчет конвейера 20
3 Выбор двигателя и кинематический расчет 22
4 Расчет конвейера на пуск и торможение 24
5 Расчеты на прочность основных узлов и деталей конвейера 27
Безопасные условия эксплуатации 41
Список литературы 42
Машины непрерывного транспорта получили широкое применение в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Особенно перспективно использование машин непрерывного транспорта в составе транспортно – перегрузочных и транспортно – складских систем гибких автоматизированных производств.
Скребковые конвейеры составляют значительную группу машин непрерывного транспорта. Они бывают стационарные передвижные колесные переносные разборные подвесные поворотные и встроенные в машины.
В качестве гибких тяговых элементов в них в основном используют цепи (реже канаты и ленты). При цепном тяговом элементе шаг скребков кратен шагу цепи.
По конфигурации трассы скребковые конвейеры разделяют на горизонтальные наклонные вертикальные и комбинированные (с горизонтальными вертикальными и наклонными участками). Их выполняют с одной и с двумя (верхней и нижней) рабочими ветвями одностороннего действия и реверсивными. По числу цепей в тяговом элементе скребковые конвейеры бывают одно-(с одним цепным контуром) двух- (с двумя) и трехцепные (с тремя параллельными цепными контурами).
Основные параметры. Большие сопротивления движению и повышенный износ желоба цепей и скребков ограничивают скорость длину и производительность скребковых конвейеров. Обычно их скорость составляет 016 04 мс и лишь в редких случаях (конвейеры для перемещения каменного угля и зерновых продуктов) достигает 1 мс. Длина транспортирования как правило не превышает 100 м в отдельных случаях (конвейеры для уборки навоза) достигает 200 м; производительность конвейеров колеблется в широких пределах: от нескольких тонн в час до 350 тч в редких случаях — до 900 тч. Углы наклона трассы при обычной форме скребков могут достигать 40° а в конвейерах с контурными скребками — 90°. Скребковые конвейеры по сравнению с ленточными и пластинчатыми имеют малую высоту сечения (высота горизонтально замкнутого конвейера почти равна высоте скребка).
Преимущества и недостатки. Преимуществами скребковых конвейеров являются простота конструкции малая высота безопасность возможность транспортирования разнообразных грузов (хорошо сыпучих связных порошкообразных острокромочных химически активных и ядовитых горячих и при низкой температуре) по сложным трассам без перегрузки; герметичность отсутствие пыления пожаро- и взрывоопасное потерь и загрязнения груза; простота автоматизации загрузки и разгрузки во многих точках трассы.
К недостаткам можно отнести измельчение грузов (в меньшей степени у конвейеров сплошного волочения с низкими скребками) значительный расход энергии повышенный износ движущихся частей и желобов (особенно при перемещении абразивных грузов) шум создаваемый при трении груза и элементов конвейера о желоб и направляющие возможность образования заторов груза и заклинивания скребкового полотна в конвейерах с закрытым желобом.
Области применения. Скребковые конвейеры используют для транспортирования самых разнообразных грузов как легкосыпучих мелко- средне- и крупнокусковых так и связных. По универсальности применения они занимают одно из первых мест среди машин непрерывного транспорта а по длине рабочего органа их общая протяженность приблизительно на порядок выше чем ленточных.
Для крупно- и среднекусковых сыпучих и связных грузов используют конвейеры с открытым желобом для мелкокусковых зернистых и пылевидных - преимущественно закрытые герметичные.
Конвейеры порционного волочения с высокими скребками применяют в угольной и пищевой промышленности. Конвейеры сплошного волочения с низкими скребками и герметичными желобами используют в пищевой промышленности (транспортирование зерновых культур муки отрубей комбикормов и их многочисленных ингредиентов) в химической промышленности (транспортирование карбида кальция извести горячего колчеданного огарка гранулированной сажи кальцинированной соды удобрений ядохимикатов и др.) в целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности (транспортирование серы глинозема молотой извести мела древесной щепы опилок и др.) в металлургической промышленности (транспортирование бокситов кокса измельченной руды концентратов и огарков цветных металлов и т. д.) в литейных цехах (транспортирование формовочной земли пылевидной глины песка).
Разработка делается на основании задания № СК – 3.
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Скребковые конвейеры охватывают группу транспортирующих машин в которых груз перемещается при помощи движущихся скребков по неподвижному желобу или трубе. Скребковые конвейеры подразделяются по форме скребков – со сплошными и контурными скребками а также по высоте скребков – с высокими и низкими скребками.
Отдельную разновидность представляют рубчатые скребковые конвейеры которые позволяют иметь пространственные трассы различной конфигурации. Скребковые конвейеры с высокими скребками применяют для горизонтального и наклонного перемещения груза (рис. 1).
Рис. 1 Скребковый конвейер с высокими сплошными скребками и двумя рабочими ветвями
Такой конвейер имеет стационарный открытый желоб одну или две вертикально замкнутые цепи связанные с приводными и натяжными звездочками. Скребки закрепленные на цепях обеспечивают перемещение груза.
Длина таких конвейеров обычно не превышает 60 м а угол подъема – 400. Подача груза в желоб может осуществляться в любом месте по его длине. Разгрузка производится через отверстие в дне желоба перекрываемое шиберными задвижками. Транспортирование груза может осуществляться по нижней верхней или одновременно по нижней и верхней ветвям в разные стороны.
Конвейеры с высокими скребками применяют при транспортировании насыпных грузов не подверженных крошению или таких крошение которых не снижает их качества: каменный уголь торф зола песок древесные отходы и др.
Скребковые конвейеры с низкими скребками применяют для горизонтального и наклонного перемещения груза (рис. 2).
Рис.2 Горизонтальный конвейер с низкими скребками
Перемещение груза в желобе конвейера цепью и скребками происходит сплошным слоем высота которого в 2-6 раз выше высоты скребков. Это существляется за счет большего трения частиц груза между цепью и скребками чем трение между стенками и дном желоба. Конвейеры с низкими скребками имеют вертикально замкнутое расположение тяговой цепи. Тяовая цепь со скребками проходит внутри каркаса и огибает концевые звездочки. Нижняя ветвь цепи обычно перемещает транспортируемый груз. Обратая ветвь цепи располагается в верхней части каркаса и движется по направляющим путям или роликам.
В ряде случаев конвейер имеет два герметичных желоба в которых происходит разельное перемеение груза в разных направлениях. Конвейеры с низкими скребками имеют более крутые углы наклона – до 600 длину – до 100 м производительность – до 700 тч. Они применяются для транспортирования самых разнообразных хорошо сыпучих пылевидных зернистых и мелкокусковых материалов при нормальных и повышенных (до 7000С) тепературах.
К достоинствам этих конвейеров можно отнести герметичность процесса транспортирования сложность трассы широкий диапазон производительности возможность транспортирования горячих грузов и нехначительное измельчение грузов с малой прочностью к недостаткам – изнашивание цепей скребков и днища желоба а также возможность всплывания цепи над транспортируемым грузом.
Трубчатые скребковые конвейеры могут иметь разнообразные пространственные трассы. Конвейер содержит бесконечную цепь которая движется внутри герметичной трубы и обеспечивает перемещение груза непрерывным потоком. Приводной механизм с помощью приводной звездочки приводит цепь в движение. Загрузка и разгрузка конвейера производится на горизонтальных участках.
Трубчатые конвейеры предназначены для транспортирования разнообразных пылевидных порошкообразных зернисты и мелкокусковых грузов. Благодаря герметичности трубчатых конвейеров их можно использовать для транспортирования токсичных пахучих и горячих насыпных грузов. Трубчатыми конвейерами нельзя транспортировать мелкие и быстро слеживающиеся грузы а также грузы с кусками высокой прочности. Такие куски могут застопорить конвейер попадая между скребками и трубой. Горячие грузы подлежащие охлаждению в процессе транспортирования перемещают в трубах с рубашками водяного охлаждения.
Трубчатые конвейеры целесообразно применять при производительности от 4 до 35 м3ч и скорости транспортирования 016–032мс длине прямолинейных участков до 60 м и высоте подъема до 20 м общей протяженностью трассы до 80 м.
К достоинствам трубчатых конвейеров следует отнести простоту конструкции которая достигается за счет использования стандартных труб и цепей рабочего сечения трубы с высоким коэффициентом заполнения а также большое разнообразие пространственных трасс для перемещения груза; к недостаткам – быстрое изнашивание трубы и скребков особенно на криволинейных участках.
Применение контурных скребков позволяет создавать конвейеры с разнообразными трассами (рис.3).
Рис. 3 Горизонтально-вертикальный конвейер с контурными скребками
Внешнее очертание контурного скребка повторяет с некоторым зазором рабочий контур желоба конвейера поэтому контурный скребок может более эффективно чем низкий сплошной скребок перемещать насыпной груз. Такие конвейеры применяют для перемещения не только по горизонтали но и по крутому наклону и по вертикали. Конвейеры с контурными скребками выполняются с вертикально замкнутым и горизонтально замкнутым расположением ходовой части.
Горизонтально замкнутые конвейеры обычно имеют трассы прямоугольного очертания в горизонтальной плоскости и часто используются как распределительные.
Конвейеры с вертикально замкнутым расположением снабжены закрытым желобом разделенным на две части внутри которых движутся рабочая и обратная ветви цепи. Такие конвейеры применяют для транспортировании мелкосыпучих пылевидных зернисты и сортированных мелкокусковых грузов с кусками малой прочности без твердых включений при сравнительно небольшой производительности (до 60 тч) и небольших длинах транспортирования – до 50 м при высоте подъема до 15-20 м.
Для транспортирования конвейерами с контурными скребками не рекомендуется применять насыпные грузы имеющие повышенную влажность липкость к металлу а также приводящие к коррозии и абразивному износу деталей конвейера. Наличие твердых кусков в грузах может привести к заклиниванию их между скребками и желобами.
Конвейеры с контурными скребками имеют скорости движения скребков – 01-025 мс. Меньшие скорости применяют для транспортирования пылевидных грузов.
К достоинствам конвейеров с контурными скребками можно отнести герметичность трассы возможность промежуточной загрузки на горизонтальных и наклонных участках разнообразие трасс перемещения грузов в одной плоскости саморегулирование загрузки без применения питателей; к недостаткам – интенсивное изнашивание цепи скребков и желоба невозможность транспортирования липких грузов и грузов с твердыми включениями.
2. АНАЛИЗ ТЯГОВЫХ ЦЕПЕЙ
В конвейерах с тяговым элементом используются цепи пластинчатые круглозвенные разборные крючковые вильчатые и др. При легких режимах работы применяют простые пластинчатые шарнирные (безвтулочные) цепи: штыревые роликовые и катковые (рис. 4 а-г). Их звенья образуются из пластин свободно надеваемых на концы валиков.
Рис. 4. Тяговые пластинчатые цепи: 1-валик; 23-втулки; 45-катки; 67-пластины
Из-за небольшой площади пятна контакта в их шарнире возникают высокие удельные нагрузки и соответственно повышенный износ при высоких нагрузках и скоростях.
При средних и тяжелых режимах работы используют втулочные втулочно-роликовые и втулочно-катковые цепи.
Для конвейеров также широко применяют роликовые длиннозвенные цепи по ГОСТ 4267-78 состоящие из специальных звеньев с лапками предназначенных для крепления рабочих органов.
Достоинствами тяговых пластинчатых цепей являются: простота изготовления на универсальном оборудовании и экономичность в массовом производстве; простота крепления рабочих органов; высокая точность изготовления обуславливающая возможность применения их при больших скоростях движения; высокие прочность и износостойкость обеспечиваемые термической обработкой и благоприятным распределением нагрузки в шарнирах. К недостаткам относятся: потеря подвижности в закрытых шарнирах (втулочные цепи) при работе в порошкообразных и коррозионных средах отсутствие пространственной гибкости сложность обеспечения неподвижных соединений деталей шарниров с пластинами.
Также в конвейерах применяют пластинчатые цепи по ГОСТ 588-81 (рис. 5) с ребордными катками на подшипниках скольжения и качения.
Рис. 5 Цепи тяговые пластинчатые по ГОСТ 588-81
– валик; 2 – втулка; 3 – внутренняя пластина; 4 – наружная пластина;5 – ролик;
– ригель; 7 – болт; 8 – шайба; 9 – полый валик; 10 – каток; 11 – каток с ребордой
3. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ СКРЕБКОВ
Высокие скребки конвейеров имеют прямоугольную трапецеидальную или полукруглую форму. Нормализованные прямоугольные скребки предусматривают консольное и симметричное крепление к тяговым цепям. Консольные скребки шириной 200-320 мм и высотой 100-160 мм закрепляют на одной цепи консольные и симметричные скребки шириной 400 мм и высотой 200 мм закрепляют на двух цепях.
Ящичные скребки имеют ширину 500-1200 мм и высоту 200-400 мм. Высокие скребки изготавливают из стальных листов толщиной 3-8 мм или из пластмассы; скребки трубчатых конвейеров – из стали чугуна пластмассы или резины толщиной 10-20 мм и диаметром 94-198 мм; низкие скребки (рис. 9) – из стержней профильной и полосовой стали. Применение скребков из пластмассы или алюминиевых сплавов позволяет значительно снизить вес повысить долговечность желоба и исключить возможность появления искр при ударах скребков на стыках секций что важно при транспортировании взрывоопасных и легковоспламеняющихся грузов.
Рис. 6 Ходовая часть конвейеров с низкими скребками а – одноцепного горизонтального; б – наклонного; в – двухцепного со скребками увеличенной высоты
Различные варианты конструкций контурных скребков представлены на рис. 7.
Рис. 7 Ходовая часть конвейеров с контурными скребками:
а б в – вертикально замкнутых; г – горизонтально замкнутых
4. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ЖЕЛОБОВ СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Желоб конвейера с высокими скребками изготавливают по форме скребка прямоугольного трапецеидального или полукруглого сечений. Для обеспечения доступа в конвейер желоб изготавливают из секций длиной 3-6м а в ряде случаев в крышках предусматривают смотровые люки. Толщину стенок желоба принимают равной 3-6 мм.
Желоба для транспортирования абразивных материалов футеруют износостойким покрытием. Желоб трубчатых конвейеров изготавливают из труб толщиной4-6 мм. Желоб конвейера с низкими скребками выполняют в виде единого сварного каркаса из листовой стали подкрепленным профильным прокатом.
Наиболее изнашиваемые части желоба – дно и криволинейные направляющие переходы трассы конвейера выполняют из сменных полос легированных сталей подвергнутых термической обработке. Там где это затруднено применяют повышенную толщину стенок (8-12 мм) или футеровку.
5. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ НАТЯЖНЫХ УСТРОЙСТВ
По конструкции и способу действия различают механические пневматические гидравлические грузовые грузо-лебедочные и лебедочные натяжные устройства. В механическом устройстве (рис. 8) натяжение тягового элемента производят вручную при помощи какого-либо механизма например натяжных или нажимных винтов колеса и зубчатой рейки и т. п. или при помощи лебедки приводимой электро- или гидроприводом.
Рис. 8 Конструкции натяжных устройств:
а – с передачей «винт-гайка»; б – грузовое с горизонтальной тележкой; в – грузовое с вертикальной тележкой
При использовании механического натяжного устройства натяжение тягового элемента не остается постоянным и изменяется постепенно уменьшаясь по мере его вытяжки и изнашивания в процессе работы. Необходимость периодического наблюдения и подтягивания переменное значение натяжения и возможность «перетяжки» (чрезмерного перенатяжения) тягового элемента жесткость крепления и отсутствие подвижности (податливости) при случайных перегрузках являются недостатками механических натяжных устройств. К их преимуществам относятся простота конструкции малые габаритные размеры и компактность.
Натяжные устройства приводимые в движение пневматическими и гидравлическими цилиндрами имеют малые габаритные размеры но требуют установки специального приспособления обеспечивающего постоянство давления воздуха или масла.
Грузовое натяжное устройство приводится под действием свободно висящего груза и автоматически (без периодического подтягивания) обеспечивает постоянное усилие натяжения автоматически компенсирует изменение длины тягового элемента от температурных условий и уменьшает пиковые нагрузки при случайных перегрузках что является его большим преимуществом.
К недостаткам грузового устройства относятся большие габаритные размеры и большая масса груза для мощных и длинных ленточных конвейеров. Для уменьшения массы груза применяют передачу усилия натяжения через полиспасты или рычаги используют приводные лебедки . Существенным недостатком таких натяжных устройств являются большие сопротивления в полиспастах (особенно на конвейерах работающих в тяжелых условиях эксплуатации) которые значительно препятствуют автоматичности действия грузовых натяжных устройств.
6. АНАЛИЗ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА
Привод скребковых конвейеров как правило состоит из следующих элементов: электродвигатель редуктор соединительные муфты останов.
К особенностям электродвигателей скребковых конвейеров относятся повышенный пусковой момент и пониженная частота вращения ротора то есть для скребкового конвейера можно использовать асинхронные электродвигатели с повышенным пусковым моментом и частотой вращения ротора 750-1000 обмин.
Редуктора скребковых конвейеров исполняются трехступенчатыми причем для удобства компоновки применяют коническо-цилиндрические редуктора.
Соединительные муфты скребковых конвейеров как правило выполняют втулочно-пальцевыми что позволяет снизить значительную динамику нагрузки на привод со стороны цепного тягового элемента.
7 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
На основании приведенного анализа существующих конструкций и с учетом физико-механических свойств транспортируемого груза предлагается следующее:
Скребковый конвейер выполнить с высокими скребками порционного волочения прямоугольного профиля закрепленных на одной пластинчатой цепи;
В качестве тягового элемента применить цепи тяговые пластинчатые по ГОСТ 588-81;
Натяжное устройство выполнить винтовым согласно рис. 8 а;
Для привода использовать электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором муфту втулочно-пальцевую редуктор – трехступенчатый коническо-цилиндрический.
1Определение основных параметров конвейера.
Транспортируемый груз – зерно
Плотность груза – 0.8 тм3
Производительность – 120 тч
Рис. 2. Расчетная схема скребкового конвейера.
Определение размеров поперечного сечения желоба.
Размеры поперечного сечения желоба определяют по заданной производительности Q конвейера и выбранной скорости груза с учетом подвижности груза и угла наклона конвейера.
где – коэффициент ширины желоба.
– соответственно рабочая ширина и высота желоба м.
– коэффициент заполнения желоба.
– коэффициент уменьшения производительности зависит от угла наклона конвейера .табл.1.2.[1.c8].
– насыпная плотность груза.
– скорость перемещения скребков зависит от вида груза и ширины скребка.
Выбираем плоский тип скребков.
Конвейеры со скребками шириной 400 мм и менее имеют скорость до 2 мс; со скребками шириной 400 – 1200 мм – 05 ÷ 063 мс.
Высоту скребка примем на 40 мм больше высоты желоба
Полученную ширину желоба округлим по типовым размерам ширины с учетом зазора между желобом и скребком на каждую сторону 5 мм.
Шаг скребков примем равным:
где – высота скребка мм.
Так как зерно – легко сыпучий груз то в проверке по условию размещения кусков в межскребковом пространстве нет необходимости.
Определение максимального натяжения и выбор тяговой цепи.
Максимальное натяжение тяговой цепи:
где – длины горизонтальных проекций груженой и холостой ветвей конвейера м.
Н – высота подъема груза.
– коэффициент сопротивления движению груза по желобу. Для конвейеров с плоскими скребками коэффициент сопротивления движению груза принимают
– коэффициент трения насыпного груза о дно и стенки желоба.
– коэффициент сопротивления ходовой части конвейера( для цепей без катков).
– погонная масса груза.
– погонная масса движущихся частей скребкового конвейера (тяговой цепи со скребками) кгм.
где– коэффициент для одно цепных конвейеров (плоские скребки).Большее значение для скребков повышенной прочности и ящечных скребков.
– необходимое минимальное натяжение тягового элемента кН.
Динамическая нагрузка на цепи:
где L= 40 м – длина конвейера;
z = 6 – число зубьев ведущей звездочки табл. 3.3 [1 – 1.c57].
– коэффициент приведения масс табл.3.12 [1 – 1.c63].
Расчетное натяжение тяговых цепей:
Расчетное натяжение цепи одно цепного скребкового конвейера:
Разрушающая нагрузка цепи:
где – коэффициент запаса прочности пластинчатой цепи:
для конвейеров с наклонными участками
По ГОСТ 588 – 81 выбираем тяговую цепь М80 основные параметры которой равны:
Разрушающая нагрузка не менее 80 кН.
2Тяговый расчет конвейера.
Сопротивление при установившемся движении на прямолинейных горизонтальных участках:
для загруженной ветви:
для незагруженной ветви:
Сопротивление на прямолинейных наклонных участках:
В конвейерах с плоскими скребками проверяют минимальное натяжение рабочей ветви конвейера из условия устойчивости скребка:
высота приложения силы сопротивления движению груза.
Уточненный тяговый расчет конвейера методом обхода по контуру.
Обход по контуру следует начинать с точки наименьшего натяжения тягового элемента. Для горизонтальных конвейеров такой точкой является точка сбегания тягового элемента с приводной звездочки. У конвейеров с наклонным участком минимальное натяжение может быть в одной из двух точек для рассматриваемого случая в точке 1 или 4.
Точка минимального натяжения определяется из условия:
Если условие соблюдается то минимальное натяжение тягового элемента находится в точке 4 т.е. если нет то точка наименьшего натяжения находится в точке 1 т.е. .
Так как условие соблюдается то
При обходе трассы от точки 4 по направлению движения полотна определяем:
Для определения натяжений в точках 3 ÷ 1 холостой ветви производим обход против направления движения тяговой цепи:
Тяговое усилие на приводных звездочках:
3 Выбор двигателя и кинематический расчет привода.
Мощность двигателя для привода пластинчатого конвейера определяется по расчетному тяговому усилию на приводных звездочках:
где – коэффициент запаса мощности двигателя.
– КПД привода с учетом приводных звездочек.
– скорость ходовой части конвейера.
По полученному значению мощности по ГОСТ 19523 – 81 табл.4.2.1 [1.c63] выбираем двигатель 4А180М8У3 основные параметры которого:
Частота вращения – 730 мин-1.
Момент инерции ротора –
Частота вращения вала приводных звездочек:
где – диаметр делительной окружности приводной звездочки.
где t=0.16 – шаг цепи м.
z =10 - число зубьев ведущей звездочки.
Необходимое передаточное число между валом двигателя и валом приводных звездочек:
Выбираем редуктор КЦ1 – 200 фактическое передаточное отношение которого
Вычислим погрешность:
Фактическое общее передаточное число отличается от расчетного менее чем на 5%.
Уточним скорость движения тяговых цепей исходя из фактического передаточного числа привода:
Уточним производительность конвейера:
4Расчет конвейера на пуск и торможение.
Расчет конвейера на пуск.
Время пуска скребкового конвейера:
где – приведенный момент инерции поступательно и вращательно движущихся масс груза конвейера и привода.
где – соответственно моменты инерции ротора электродвигателя и соединяющих с редуктором муфт.
– коэффициент учитывающий массы деталей привода вращающихся медленнее чем вал электродвигателя.
– статический пусковой момент конвейера приведенный к валу электродвигателя
где – статическое сопротивление движению тягового элемента при пуске.
где – коэффициент увеличения сопротивления большие значения принимают для тяжелых условий работы и низких температур.
Проверка цепи на прочность и износ.
Максимальное натяжение цепей в период пуска конвейера:
– пусковой момент выбранного двигателя ;
– момент инерции вращающихся частей привода;
Максимальное натяжение цепи в одно цепном конвейере при пуске:
где – коэффициент неравномерности натяжения цепи.
Фактический запас прочности цепи:
Проверку цепи на износ ведут по удельному давлению в шарнире при установившейся работе конвейера и номинальной его загрузке.
Расчетное натяжение цепей для этого случая определится:
где – максимальное статическое натяжение цепей определяемое по тяговому расчету.
– динамическое усилие в цепи.
Давление в шарнире цепи:
где – максимальное расчетное натяжение цепи при установившемся движении цепей;
А – площадь соприкосновения деталей шарнира мм.
– коэффициент режима работы конвейера табл. 3.14 [1 – 1.c70].
– допускаемое давление в шарнире термообработанной цепи табл. 3.15 [1 – 1.c70].
Расчет тормозного момента.
Статический тормозной момент на валу двигателя препятствующий обратному движению полотна конвейера под действием силы тяжести груза на наклонном участке конвейера при выключении электродвигателя.
где – тяговое усилие на приводных звездочках Н.
Н – высота наклонного участка м.
– коэффициент возможного уменьшения сопротивлений движению.
Знак “-” означает что цепь под силой тяжести не будет двигаться в обратную сторону. Следовательно тормоз не нужен.
5Расчеты на прочность основных узлов и деталей конвейера.
Предварительный расчет вала приводных звездочек.
Выбираем материал вала: Сталь 40ХН -
Расчёт валов на кручение выполняем перед составлением компоновочной схемы приводного вала конвейера. Диаметр вала в опасном сечении определяем из условия прочности на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.
где – крутящий момент.
– допускаемое напряжение на кручение.
С учетом уменьшения сечения вала за счет шпоночного паза принимаем
Для валов на сложное сопротивление составляем его расчетную схему (рис. 4): расположение опор величину и направление действующих на вал нагрузки а так же точки их приложения.
Рис.4. Схема к расчету вала.
Суммарная нагрузка на вал
где Sнаб = 5702 Н Sсб = 869 Н - векторы от натяжения соответственно в набегающей и сбегающей ветвях тягового элемента по результатам тягового расчёта.
где - число ступиц на валу.
Крутящий момент на валу
где – диаметр делительной окружности приводных звездочек.
на основании третьей гипотезы прочности приведённый момент в опасном сечении
Диаметр вала в опасном сечении
где - допускаемое напряжение для стали 40ХН;
На основании предварительного расчёта разрабатываем конструкцию вала (рис 5.): назначаем диаметры и длины отдельных участков расположение шпоночных канавок и т. д.
Расчет шпоночных соединений.
Рис.5. Рабочий эскиз вала приводных звездочек скребкового конвейера.
Основным для соединения является расчёт на смятие шпонок и пазов:
где Т = 3697 Н*м - крутящий момент на валу;
z = 1 – число шпонок в соединении.
- рабочая длинна шпонки;
где Т = 2513 Н*м - крутящий момент на валу;
Прочность шпоночного соединения обеспечена.
Уточненный расчет валов на выносливость.
Коэффициент запаса прочности при симметричном цикле нагружений для нормальных напряжений
для касательных напряжений
При одновременном действии нормальных и касательных напряжений
В приведённых формулах:
- предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений изгиба;
- предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле напряжений кручения;
- амплитуда номинальных напряжений соответственно изгиба и кручения при симметричном цикле нагружений;
- суммарные коэффициенты учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении.
Напряжения кручения и изгиба находим по известным формулам сопротивления материалов:
где МИ = 58065 Н*м - расчётный изгибающий момент
где Т = 2513 Н*м - расчётный крутящий момент;
Суммарные коэффициенты концентрации напряжений для детали при отсутствии технологического упрочнения определяем по формулам
где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений для полированного образца;
- коэффициенты состояния поверхности;
- коэффициенты влияния абсолютных размеров детали;
Запас прочности обеспечен.
Выбор подшипников вала приводных звездочек.
Выберем двухрядный сферический подшипник 1215 ГОСТ 5720-75.
Номинальная долговечность подшипника в миллионах оборотов
где – каталожная динамическая грузоподъемность выбранного подшипника;
- показатель степени для шарикоподшипников;
- эквивалентная расчётная нагрузка на подшипник;
Для радиальных шариковых подшипников нагруженных радиальной нагрузкой
где Fr = 78 kH - радиальная нагрузка на подшипник;
- коэффициент при вращении внутреннего кольца;
- коэффициент безопасности;
- температурный коэффициент при ;
Расчётная долговечность подшипника в часах
Срок службы подшипника больше рекомендуемого.
Предварительный расчет оси натяжного барабана.
Для оси составляем её расчетную схему (рис. 6): расположение опор величину и направление действующих на ось нагрузки а так же точки их приложения.
Рис.6. Схема к расчету оси.
Рис.7. Рабочий эскиз оси натяжных звездочек скребкового конвейера.
где z=2- число ступиц на валу.
Изгибающий момент в расчётном сечении оси
Диаметр оси в опасном сечении
На основании предварительного расчёта разрабатываем конструкцию оси (рис. 7): назначаем диаметры и длины отдельных участков расположение шпоночных канавок и т. д.
Уточненный расчет оси на выносливость.
В приведённой формуле:
- амплитуда номинальных напряжений изгиба при симметричном цикле нагружений;
- суммарный коэффициент учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе.
Напряжение изгиба находим по формуле сопротивления материалов:
где - расчётный изгибающий момент
Суммарный коэффициент концентрации напряжений для детали при отсутствии технологического упрочнения определяем по формуле
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений для полированного образца;
- коэффициент состояния поверхности;
Выбор подшипников оси натяжных звездочек.
Выберем двухрядный сферический подшипник 1310 ГОСТ 5720-75 (средняя узкая серия).
где - каталожная динамическая грузоподъемность выбранного подшипника;
где - радиальная нагрузка на подшипник;
- коэффициент безопасности для ленточных конвейеров;
Расчет металлоконструкции конвейера.
Для выбора параметров проката рассмотрим наиболее протяженный горизонтальный участок конвейера L1 = 30 м. Так как расстояние очень большое то условно примем расстояние между опорами l=5м.
На данный участок действуют распределенные силы металлоконструкции погонной массы движущихся частей конвейера и погонная масса груза. Условно примем что рассматриваемая металлоконструкция представляет собой балку на двух опорах расчетная схема представлена на рис. 8.
Суммарная распределенная нагрузка определится:
где = 8.3 - погонная масса груза кгм;
= 4.15 - погонная масса движущихся частей конвейера кгм;
= 3.71- погонная масса проката кгм.
Ориентировочно примем за расчетный прокат – Уголок равнополочный № 6 изготовленный из горячекатаной углеродистой стали 3. [3.с364].
Реакции опор определим:
Максимальный изгибающий момент:
Момент сопротивления для подобранного профиля:
где - допустимое напряжение изгиба для горячекатаной углеродистой стали 3 МПа; [9 стр.77];
- число опорных балок.
Условие прочности для выбранного профиля соблюдается.
Рис.9 Уголок равнополочный № 8 ГОСТ 8509-93 Рис.10 Эскиз стоек Ст3 ГОСТ 535-79 конвейера.
Безопасные условия эксплуатации.
Вопросам техники безопасности при проектировании и эксплуатации транспортирующих машин уделяется большое внимание. На всех стадиях создания машины - от проектирования монтажа и до постоянной эксплуатации -закладываются условия ее безопасной работы и обслуживания. Общие требования безопасности при проектировании конвейеров регламентированы ГОСТ 12.2.022 - 80. Они включают требования к конструкции (по назначению конвейера особенностям транспортируемых грузов и безопасности эксплуатации) устройствам средств защиты (защитным ограждениям блокировкам сигнализации) и размещению конвейеров в производственном помещении (устройству проходов переходов для обслуживания и т.п.). Требования к электрооборудованию регламентированы "Правилами устройства электроустановок" (ПУЭ). Безопасность при эксплуатации машин определяется соответствующими правилами эксплуатации и подробным инструктажем рабочих и обслуживающего персонала.
Машины непрерывного транспорта: учебное пособие Н.Е. Ромакин
Д.Н. Ромакин. сарат. гос. техн. ун-т. Саратов 1998. ISBN 5-7433-0472-6
Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов обучающихся по специальности «Подъёмно-транспортные машины и оборудование» Р.Л. Зенков И.И. Ивашков Л.Н. Колобов – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1987. – 432с.: ил.
Чернавский С.А. и др. “Курсовое проектирование деталей машин” – Москва: Машиностроение 1988. – 560с.