Расчёт наклонно – горизонтального ленточного конвейера для перемещения сухого песка

общий вид итог.cdw

Технические характеристики
Скорость транспортирования
частота вращения n=980 об мин
ередаточное число Uр=24
частота вращения n=1000 обмин
*Размеры для справок
Схема к расчету наклонно-горизонтального ленточного конвейера
График натяжений ленты

спецификации.frw

Общий вид ленточного
Роликоопора переходная
Роликоопора амортизирующая
Роликоопора центрующая
Роликоопора холостго хода
Роликоопора очистная

станц. нат.cdw

Роликоопоры.cdw

Техническая характеристика
Электродвигатель 4А200L6У3:
-мощность двигателя номинальная
-частота вращения вала
-передаточное число 25
-Частота вращения быстроходного вала
-диаметр тормозного шкива
ленточного конвейера
Тормоз условно не показан
*-Размеры для справок

станция прив.cdw

Техническая характеристика
Двигатель 4А200 L6У3:
частота вращения ндс=980 обмин.
передаточное число ир=25;
КВт при n=1000 обмин.
Ширина ленты 650 мм.
Диаметр барабана 630 мм.
УрФУ кафедра ПТМ и Р
*Размеры для справок.

РПЗ.docx

Предварительный расчет ленточного конвейера4
Выбор устройств привода конвейера 13
Уточнение параметров конвейера 14
Расчет натяжного устройства18
Библиографический список19
Ленточные конвейеры - это устройства для непрерывного перемещения грузов тяговым и грузонесущим органом которых является лента. Ленточные конвейеры состоят из приводного устройства конвейерной ленты роликоопор с роликами натяжных центрирующих очистительных предохранительных и выключающих устройств. В отличие от роликовых или винтовых конвейеров груз на ленточном конвейере передвигается по рабочему участку вместе с лентой. Лента приводится в движение приводным устройством и перемещается по закрепленным роликоопорам с роликами. Нужное натяжение ленты обеспечивает натяжная станция. Очистительные и центрирующие устройства ленточного конвейера поддерживают оборудование в рабочем состоянии а предохранительные устройства предотвращают возможные аварии и несчастные случаи вызванные повреждением или смещением ленты.
Ленточные конвейеры используются для перемещения штучных грузов и сыпучих материалов по трассе протяженность которой зависит от размера устройства и количества секций. Ленточные конвейеры применяются в производстве любых отраслей горнодобывающей и перерабатывающей промышленности при погрузочно-разгрузочных работах на железнодорожных станциях в портах и в строительстве.
Виды ленточных конвейеров определяются материалом и шириной ленты. Ленточный конвейер может быть укомплектован хлопчатобумажной лавсано-хлопчатобумажной или резинотканевой лентой. Для лент выпускается соответствующее оборудование габариные размеры и мощность которого обеспечивают оптимальную производительность и надежную работу устройства. Ленточные конвейеры надежны удобны в эксплуатации. Широкий типоразмерный ряд позволяет выбрать оборудование обеспечивающее нужную производительность. При выборе ленточного конвейера необходимо учитывать мощность привода конструкцию роликоопор тип натяжного устройства и ряд других характеристик определяющихся назначением и условиями эксплуатации устройства.
Предварительный расчет ленточного конвейера
1 Уточнение исходных данных
Трасса транспортирования - наклонно – горизонтальная.
Q=250тч Lн=40м Lгор=50м H=6м.
- Транспортируемый груз: песок сухой(крупный).
-Угол естественного откоса в покое - 45°.
-Угол естественного откоса в движении - 30°
- максимальный размер куска аmax = 2мм.
Предварительный расчет производится для предварительного выбора ленты и определения основных параметров и размеров конвейера.
Определяем угол наклона подъемного участка конвейера град:
Определяем длину горизонтальной проекции трассы конвейера Lг = 40*cos862+50= 895м.
Привод конвейера – в конце горизонтального участка.
Натяжная станция - в хвостовой части конвейера.
Способ загрузки конвейера – через загрузочную воронку.
Принимаем для груженой ветви ленты желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов 30°.
Определяем скорость движения ленты для этого: 1)минимальная ширина ленты при транспортировании насыпных грузов принимается: В = 2*а'+200 = 2*05+200=201650мм.
Где а' – размер типичного куска транспортируемого песка. а' = аmax = 2мм
) Ориентировочную скорость принимаем [1. таблица 6.2] : V=16 мc.
Определяем ширину ленты конвейера
где V – скорость лентымс;
- объемный вес груза тм3;
- коэффициент угла наклона конвейера
Принимаем В=650 мм.
Выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 3 с 2-мя тяговыми прокладками прочностью 100 Нмм из ткани БКНЛ (с применением хлопка и лавсана)допускающими рабочую нагрузку Кр=12 Нмм с резиновой обкладкой класса прочности С толщиной 45мм. на рабочей стороне и 2 мм. на нерабочей.
Обозначение ленты: 3-650-2-БКНЛ-100-45-2-С ГОСТ 20-76.
Определим толщину ленты:
= zпт + пз + р + н = 2*13+45+2=91мм.
Где z – количество тяговых тканей прокладок; - толщина тяговой тканевой прокладки; - толщина защитной тканевой прокладки (имеется у ленты типа 1) ; - толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты. - толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты.(1 таблица 4.9)
Погонная масса ленты без защитной тканевой прокладки:
= ρ*В*=1100*065*0009=6435 кгм
Погонная масса резинотканевой ленты (масса ленты длиной 1м):
Согласно рекомендациям (1 табл. 6.12) принимаем диаметр роликов роликоопор = 89мм.
Погонная масса вращающихся частей роликоопор : рабочей ветви – 102 кгм холостой ветви – 44кгм. (1 табл. 6.18)
Погонная масса движущихся частей конвейера:
qк = qкр + qкх = (qл+ qрр)+ (qл+ qрх) = (6435+102)+(6435+44)=2747кгм
[1 формулы 6.12 5.18 5.23 4.11; табл. 6.18]
где: - погонная масса ленты ; - погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви конвейера ; - масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви конвейера ; - шаг роликоопор рабочей ветви конвейера ; - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера ; - масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера ; - шаг роликоопор холостой ветви конвейера ; - плотность ленты .
Коэффициент сопротивления примем =004
Для предварительного расчета определим тяговую силу конвейера.
Fo' =(w*Lг*(q + qk)+q*H)*g*kk+Fпр =(0.04*89.5(97+2175)+97*6)
*9.81*1.14+2000 = 13263082 H
q = A*p = (0.14*B2)*1650 = 97 кгм
Fпр = (27 36)*q*B = 33*97*0.65=17023 22698 Н ; Примем Fпр=2000 Н
Kk = k1*k2*k3*k4*k5 = 1.1*1.04*1*1*1=1.14
Где - коэффициент сопротивления [1 табл. 6.19] ; - длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость м; - погонная масса груза кгм; - погонная масса движущихся частей конвейера кгм; Н – высота подъема (знак плюс) или опускания (знак минус) груза м; - коэффициент учитывающий геометрические и конструктивные особенности конвейера; - сопротивление плужкового разгрузчика.
Максимальное статическое натяжение ленты прямолинейного конвейера:
Fmax=ks*F'o = 1.73*13263082 = 22945131 Н
Из [1 табл. 6.7] коэффициент сцепления между резинотканевой лентой и стальным барабаном (для влажного окружающего воздуха) = 025. Приняв угол обхвата лентой приводного барабана = 200 из [1 табл. 6.21] найдем Кs = 173.
Необходимое минимальное число тяговых прокладок в ленте:
Где z – принятое число тяговых прокладок; - необходимое минимальное число тяговых прокладок; - максимальное статическое напряжение; - максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок [1 табл. 4.5] Нмм; В – ширина ленты мм.
Наименьший диаметр приводного барабана:
Dпбmin = k*z = 140*3 =420мм
где - [1 табл. 6.6] z - число прокладок в ленте.
Принимаем мм (из номинального ряда по ГОСТ 22644-77)
Длина барабана определяется из условия: В+100=650+100=750мм.
Тяговую силу конвейера с тяговым органом определяем методом обхода по контуру трассы.
Сопротивление на отклоняющих барабанах :
При Kп=103 в предположении что угол обхвата лентой отклоняющего барабана около 90.
Натяжение ленты в точке 2:
Сопротивление на прямолинейном горизонтальном участке 2 холостой ветви [1 формула 5.22] :
F2-3 = Fx = w*g*(qpx * Lx + qmp * Lгх)+qm *g * Hx =
=0.04*9.81(44*50+643*500) = 21248 H
Lгх =Lх =Lг = Lгор =50м
Натяжение в точке 3:
F3 = F2 + F2-3 = 1.03*F1 +21248 Н.
Примем центральный угол криволинейного участка 3 рад. При этом k = efα = 2.7180.04*1.06 = 1.04
Где - центральный угол обхвата лентой приводного барабана
Сопротивление на криволинейном участке 3 (батарея роликов):
Fкр = Fнаб(К-1) = F3-4 = F3(104-1) = 004F3
Натяжение в точке 4:
F4 = F3 +Fкр = F3 + 004F3 =1.04(1.03F1+21248) = 1.07F1 + 2209H.
Сопротивление на участке 4:
F4-5 = Fx = w*g*(qpx * Lx + qmp * Lгх)+qm *g * Hx =
=0.04*9.81(44*39+643*385) – 643*9.81*584 = -20392 H
Hx = L4*sin = 39*sin862 = 584м
Натяжение в точке 5:
F5 = F4 + F4-5 = 1.07F1 + 2209 – 20392 = 1.07F1 + 1706 H
Натяжение в точке 6:
F6= F5 + Fпов= F5 + F5(k-1) = F5 +F5(1.03-1) = 1.03F5 =
= 1.03(1.07F1 + 1706) = 1.1F1 + 1757 H
Натяжение в точке 7:
F7 = F6 + Fпов = F6 + F6(K-1) = F6 + F6(1.05-1) = 1.05F6 =
= 1.05(1.1F1 + 1757) = 1.15F1 + 1844
Сопротивление на погрузочном пункте от сообщения грузу скорости тягового органа:
Где Q - производительность конвейера тч; V - скорость перемещения груза мс.
Сопротивление от направляющих бортов загрузочного лотка:
Где l – длина лотка [1 5.28] м.
Общее сопротивление при загрузке:
F7-8 = Fзагр = Fпогр + Fл =109+100 = 209 H
Натяжение в точке 8:
F8 = F7 + F7-8 = 1.15F1 + 1844 + 209 = 1.16F1 + 22745
Сопротивление на участке 8:
F8-9 = w*g*((q + qm) * Lгг + qрр * Lг)+( q + qm) *g * H =
=0.04*9.81((97+643)*385+102*39)+
+(97 + 643)*981*584 = 764419 Н
где: погонные массы движущихся частей груженой части рабочей ветви конвейера и = были определены выше; - длина горизонтальной проекции загруженного участка конвейера; -длина загруженного участка конвейера; - высота подъема груза;
Lг = L8*cos = Lн – 05cos= (40-0.5)cos862=385
Натяжение в точке 9:
F9 = F8 + F8-9 = 1.15F1 + 22745 + 764419 = 1.15F1 + 78716 H
Сопротивление на криволинейном участке 9 (батарея роликов):
F10 = Fкр = Fнаб(К-1) = F9(1.04 – 1) = 0.04F9
Натяжение в точке 10:
F10 = F9 + F9-10 = F9 + 0.04F9 = 1.04F9 = 1.04(1.15F1 + 78716) = 1.2F1 +81865 H
Сопротивление на участке 10:
F10-11 = w* g*L10*(q + qkp) = 0.04*9.81*44*(97 + 16635) = 196197 H
где: L10 = Lгор - L12 =50-6=44м
- расстояние до плужкового сбрасывателя;
Натяжение в точке 11:
F11 = F10 = F10-11 =1.2 F1 +81865 +196197 = 1.2 F1 +1014847 H
Сопротивление на участке 11 от плужкового разгрузчика :
F11-12 = Fпр = 2000 Н
Натяжение в точке 12:
F12 = F11 + F11-12 =1.2 F1 +1014847+2000 = 1.2 F1 + 1214847 Н
Сопротивление на участке 12:
F12-13 = Fn = qkp* g*w*Lгn = 16635*0.04*9.81*6=39165 H
- длина горизонтальной проекции порожнего участка рабочей ветви конвейера;
Натяжение в точке 13:
F13 = F12 + F12-13 = 1.2F1 +1214847+39165 = 1.2F1 + 12187635 H
Натяжение в набегающей на приводной барабан ветви тягового органа с учетом сопротивления на поворотном пункте 13 (на приводном барабане) :
Fнаб = F13 + F13(kn -1) = F13 + F13(1.03 – 1) = 1.03(1.2F1 + 1218763) =
Согласно формуле Эйлера:
Где: - натяжение в сбегающей с приводного барабана ветви ленты; ; - коэффициент сцепления между лентой и приводным барабаном; - угол обхвата лентой приводного барабана
24F1 + 1255326 = 2.4F1
Определим натяжение конвейерной ленты в остальных точках трассы:
F2 = 1.03*F1 = 1.03*1082177 = 1114642 H
F3 = 1.03*F1 + 21248= 113589 H
F4 = 1.07*F1 + 2209= 118002 H
F5 = 1.07*F1 + 1706= 1159636 H
F6 = 1.1*F1 + 1757= 1192067 H
F7 = 1.15*F1 + 1844= 1246347 H
F8 = 1.15*F1 + 22745= 1267248 H
F9 = 1.15*F1 + 78716= 2031663 H
F10 = 1.2*F1 + 81865= 2117262 H
F11 = 1.2*F1 + 1014847= 231346 H
F12 = 1.2*F1 + 1214847= 251346 H
F13 = 1.2*F1 + 1218763= 2517375 H
Fmax = Fнаб = 2597225 H
1 График натяжений ленты:
2Правильность выбора ленты и барабана
Проверяем прочность ленты:
Где - необходимое минимальное число тяговых прокладок; - максимальное статическое напряжение; - максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок Нмм; В – ширина ленты мм.
Меняем количество прокладок на 4.
Проверяем правильность выбора диаметра приводного барабана по давлению между лентой и барабаном:
Где - диаметр приводного барабана м; - тяговая сила Н; B – ширина ленты м; - допустимое среднее давление между лентой и барабаном Па; = Па.
Меняем диаметр приводного барабана на 630 мм.
Выбор устройств привода конвейера
1 Выбор двигателя и редуктора
Уточненная тяговая сила :
Fo = Fнаб – Fсб = 2597225 – 1082177 = 1515048 Н
Мощность на приводном валу конвейера:
Po = 10-3 *Fo *V = 10-3 * 1515048 * 1.6 = 2424 кВт
Где - уточненная тяговая сила конвейера Н; - скорость ленты мс;
Необходимая мощность двигателя:
К – коэффициент запаса K=11 ; - КПД передачи.
Предпологая что использую двухступенчатый цилиндрический редуктор.
Выбираю электродвигатель – 4A200L6У3 номинальной мощностью Р=30 кВт при частоте вращения n = 980 мин момент инерции ротора = 045 кг*м2. Кратность максимального момента = 20.
Частота вращения приводного вала:
Требуемое передаточное число привода:
Для приближения фактической производительности конвейера к заданной учитывая что ширина ленты принята больше расчетной примем передаточное число привода несколько большим. Расчетная мощность на быстроходном валу редуктора для машин непрерывного действия принимается равной наибольшей статической мощности:
Выбираю редуктор Ц2-400 с передаточным числом U= 249 имеющий при частоте вращения быстроходного вала при среднем режиме работы мощность Р = 422кВт .
Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором определяем номинальный крутящий момент двигателя:
С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя принимаем расчетный момент муфты:
Где - коэффициент кратности максимального момента двигателя.
Предполагаем что для предотвращения обратного движения загруженной конвейерной ленты необходим тормоз предусматриваем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом.
Выбираем муфту №2 с наибольшим передаваемым моментом Т = 800 с диаметром тормозного шкива D = 300 мм. Момент инерции муфты I = 06. Для соединения вала барабана и тихоходного вала редуктора выбираем муфту МЗ 9 типа.
Уточнение параметров конвейера
Уточняем скорость ленты:
Фактическая производительность конвейера:
Q = k*k*(0.9*B – 0.05)2 * Vф*P = 550*1(0.9*0.65 – 0.05)2 * 1.29*1.65=3369 тч
Где к = 550 [1 таблица 6.16] ; [1 таблица 6.17]; B – ширина ленты; - насыпная плотность груза [1 таблица 4.1] тм.
Усилие натяжного устройства:
Fн = Fнабн + Fсбн = F6 + F7 = 11920 + 12463 = 24383 H
Где - сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабан; - сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабана.
Определяем диаметры барабанов:
cогласно размерному ряду ГОСТ 22644-77 принимаем = 400 мм.
Требуемое минимальное натяжение в ленте:
Фактическое минимальное натяжение ленты Fminф = 10821 Н находится в требуемых пределах.
1. Время пуска конвейера
Lг = Lн + Lгор - L12 =40+50-6=84м
Lx = Lн + Lгор = 40+50=90м
Момент сил инерции на валу двигателя (Н*м) при пуске конвейера:
- коэффициент учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты); I - момент инерции двигателя и муфты; n - частота вращения вала двигателя; V - скорость перемещения груза; - КПД механизма; q - погонная масса груза кгм; - погонная масса ленты кгм; - погонная масса вращающихся частей роликоопор рабочей ветви кгм; - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви кгм; - длина соответственно груженого и порожнего участков рабочей ветви м; - длина соответственно холостой и рабочей ветвей конвейера м; - коэффициент учитывающий упругость тягового органа благодаря которой не все элементы конвейера приходят в движение одновременно для резинотканевых лент ; - масса вращающихся барабанов конвейера кг; - коэффициент учитывающий уменьшение скорости вращения части конвейера относительно скорости тягового органа для ленточных конвейеров ; - средний пусковой момент двигателя ; - момент статических сопротивлений на валу двигателя ; - максимальная кратность пускового момента электродвигателя (определяется по каталогу); - кратность пускового момента электродвигателя; - номинальный момент двигателя ;
Момент на приводном валу при пуске конвейера:
Тпуск = Тин + Тс в = Тин * U * +0.5 *Fo * D = =13717*249*0.96+0.5*15150*0.63=805115 Н*м
Момент силы инерции на валу двигателя при пуске конвейера:
Тин = Тср п - Тс = 33684-19967 = 13717 Нм
где D – диаметр приводного барабана или приводной звездочки конвейера м.
Усилие в набегающей на приводной барабан ленте конвейера:
Где – коэффициент ;
Окружное усилие на приводном барабане при пуске конвейера:
Коэффициент перегрузки конвейерной ленты при пуске конвейера:
Fдоп = kp **z = 12*650*4 = 31200 H
Где – допускаемая нагрузка на тяговый орган для резинотканевых конвейерных лент:
Момент сил инерции на валу двигателя при торможении:
Момент статических сопротивлений на валу двигателя при торможении:
Расчетный тормозной момент на валу двигателя необходимый для предотвращения засыпки узла перегрузки:
Где Тин - момент сил инерции на валу двигателя при торможении.
Выбираем тормоз ТКТ 200100 с номинальным тормозным моментом . Диаметр тормозного шкива Dт = 200 мм.
Расчет натяжного устройства
Для компенсации вытяжки ленты и обеспечения необходимого натяжения ветви ленты сбегающей с приводного барабана на участке наименьшего натяжения ленты конвейера установлено натяжное устройство (НУ). Длина конвейера 90м применяю НУ тележечного типа.
Хн = Хм + Хр = 1040+642=1700мм
Монтажный ход Хм = 13*В = 13*650=845мм
Хр > Кну * Кs * Ео *L = 085*072*0015*90=0826м=826мм
Ео – упругое относительное удлинение принятого типа ленты.
L – длина конвейера между центрами концевых барабанов.
- масса натяжного груза;
где: - количество грузов - масса одного груза .
Библиографический список
Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин; Под ред. А.В.Кузьмин Ф.Л. Марон. – Минск; Вышэйшая школа1983. -347 с.
Транспортирующие машины; Под ред. А.О.Спиваковский. – Минск; Машиностроение1983. -487 с.
Руденко Н.Ф. Транспортирующие машины. Атлас конструкций; Учебное пособие для ВТУЗов. - М.: Машиностроение 1970г -116 стр.