Расчет ленточного конвейера

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Государственный технический университет

Кафедра «Теория механизмов и деталей машин»

Расчетно-графическая работа

по курсу «Подъемно-транспортные установки»

Расчет ленточного конвейера

2013

1. Определение незаданных величин

Параметры трассы транспортирования:

L1=40м; L2=40м; L3=40м;H=2. 5 м;

в1 = arcsin== 0,0625; в1 =4 є

в2 = arcsin== 0,0625; в2 =4 є

Схема транспортирования

2. Режим работы конвейера

=1*0. 2+0. 8*0. 5+0. 5*0. 3=0. 2+0. 4+0. 15=0. 75

Где Kп — коэффициент загрузки конвейера

Класс использования конвейера по производительности:

Kп>0. 63-П3

Kв === 0,5

Где n — количество рабочих смен конвейера в сутки;

t -рабочее время конвейера в сутки.

Класс использования конвейера по времени:

0,32< Kв<0,63 => В3

Режим работы T- тяжелый.

3. Определение условий эксплуатации

В зависимости от температуры, влажности и содержания пылив помещении определяем условия эксплуатации — тяжелые: неотапливаемое помещение (температура −10…+20є; влажность до 90%; содержание пыли не более 10 мг/).

Характеристики транспортируемого груза:

Камень (среднекусковой):

* среднее значение плотности с= 1,4 т/

* расчетное значение цл= 20є

*максимальное значение вmax= 18є

* расчетное значение аmax = 180 мм

* группа аббразивности D

*коэффициент трения по стали fтр = 0,7

D- высокоаббразывный груз

0,6 < с? 1,6 (т/) — средний груз.

4. Предварительный расчет

1. Определение предварительного значения окружного усилия на приводом барабане

Ft= (Kд) *) * (Lr) * (* (qг + 2qл + qр + qх) ± qг*.

Lr = L1 *cosв1 + L2 + L3 *cosв2= 40*0,99+40+40*0,99=119,2 м.

Где Lr— горизонтальная проекция конвейера

Lкон=40+40 + 40 = 120 м.

Kд— коэффициент, учитывающий сопротивление движению ленты в местах загрузки и разгрузки;

— коэффициент, учитывающий число перегибов ленты;

Kди принимаются в зависимости от длинны конвейера:

Kд=1,7; =1,13

— общая высота подъема (+) или опускания (-) груза на конвейере; - максимальный коэффициент сопротивления движению:

= 0,6 при установившемся движении, опора желобочная.

-в холостой ветви; - в грузонесущей ветви.

qг — погонная нагрузка от тяжести груза;

qл— погонная нагрузка от тяжести ленты;

qр — погонная нагрузка роликовых опор в грузонесущей ветви;

qх— погонная нагрузка роликовых опор в холостой ветви.

2. Определение погонной нагрузки от тяжести груза

qг==

где (т/ч) — максимальное значение массовой производительности;

с, (т/) — плотность груза;

= 9,81 (м/) — ускорение свободного падения;

, (м/с) — расчетное значение скорости движения ленты конвейера.

= 500/ч;= 9,81м/;= 1,09м/с

qг== 1282. 1Н/м.

3. Определение погонной нагрузки от тяжести резинотканевой ленты

qл = сл * В * g * (д0 * z + д1 + д2)

где сл = 1,1 т/ - средняя плотность ленты;

В = 1000 мм — ширина ленты;

z =4 — предварительно выбранное число тяговых прокладок в ленте;

д0 — толщина тяговой прокладки;

д1— толщина наружной рабочей обкладки ленты;

д2— толщина наружной нерабочей обкладки.

д0— определяется в зависимости от марки ткани.

Ткань ТК-200−2д0=1,6.

д1 и д2 определяются в зависимости от типа ленты, режима работы конвейера;

Тип ленты — 2; вид ленты — общего назначения; д1= 8; д2 = 2.

qл = 1,1*1*9,81*(1,6*4 + 8 + 2) =176,9Н/м

Рекомендации по исполнению роликовых опор:

с< 1,6т/- нормальное.

Диаметры и массы роликов выбираются в зависимости от ширины ленты:

Двухроликовая желобочная опора.

В = 1000 мм, исполнение нормальное =>

Рабочая ветвь: D =133 мм; M =25 кг.

Холостая ветвь: D =133 мм; M =22 кг.

4. Определение погонных нагрузок роликовых опор

qр =(Mр *g)/lр; qх =(Mх *g)/lх, где

Mр— масса ролика в рабочей ветви;

Mх— масса ролика в холостой ветви;

lр— расстояние между роликовыми опорами в рабочей ветви;

lх— расстояние между роликовыми опорами в холостой ветви;

lр — определяется в зависимости от ширины ленты и плотности груза:

lр= 1,2 м.

lх= (2…3) lр? 3 м.

lх= 2*1,2 =2,4; lх= 3*1,2 = 3,6;

2,4 ?lх?3,6

lх = 3 м.

qр =(25*9,81)/1,2 = 204,4 Н/м.

qх =(22 *9,81)/3 = 71,9 Н/м.

F* = 1.7 * 1,13 * 119.2 * 0,06 *(1282.1 + 2*176,9+ 204,4 + 71,9) —

-1282. 1* 5 = 19 861,2 Н.

5 Определение предварительного максимального натяжения ленты

= F** Kc* Kз,

где из условия тяговой способности приводного барабана:

Kc — коэффициент сцепления на приводном барабане,

Kз =1,2 — значение коэффициента запаса по сцеплению.

= 19 861,2 * 1,8 * 1,2 = 42 900,2Н.

Kc = =

Где б — угол охвата приводного барабана (рад);

f — коэффициент трения ленты о поверхность приводного барабана.

б = 3,95 рад; f определяем в зависимости от поверхности приводного барабана, состояния соприкасающихся поверхностей и условий работы:

f=0,2, так как поверхность приводного барабана стальная или чугунная без футеровки.

= (qг + qл) * (lр*cosв*+ H**) — из условия прогиба ленты в рабочей ветви.

Где H** — максимальная высота подъема или опускания груза на грузонесущем участке. H**=5м.

Можно записать:

= (qг + qл) * (lр+ H**) = (1282. 1+176,9) * (1,2 + 5) = 9045,8Н.

= MAX{} - предварительное значение максимального натяжения ленты.

= 42 900,2 Н.

5. Проверка предварительного расчета

1. Определение расчетного количества тяговых прокладок

Zр = ?z, где

-линейная прочность тяговой прокладки ленты (Н/мм); =200 Н/мм.

— коэффициент запаса прочности.

n = = = 17,5

где = 7 — при установившемся движении;

— коэффициент режима работы конвейера;

=0,9 — коэффициент конфигурации трассы;

— коэффициент прочности стыка в соединении концов ленты;

— коэффициент неравномерности работы тяговых прокладок.

Значение определяется в зависимости от работы тяговых прокладок.

= 0,95.

Значение определяется в зависимости от способа соединения концов ленты: = 0,5.

Значение определяется в зависимости от числа тяговых прокладок z:

0,9.

Zр = =3,7? 4 = z.

6. Уточненный расчет

1. Определение сопротивлений на участках трассы

1) S1-?

2) S2= S1+ Wочистки

Wочистки— сопротивление на месте очистки ленты;

Wочистки= 0.

3)S3= S2* K2−3

K2−3— коэффициент увеличения сопротивления (натяжения ленты) на криволинейном участке.

Значение K2−3определяется в зависимости от режима работы конвейера и угла ухвата барабанов; в рабочей ветви — угла охвата роликовых батарей.

4) S4= S3+ W3−4

W3−4x*Lr * (qл+ qx) +qл* H,

Где W3−4— сопротивление на прямолинейном участке (холостой участок).

5)S5 = S4 * K4−5

6) S6= S5 + W5−6

7)S7 = S6 * K6−7

8) S8= S7 + W7−8

9)S9 = S8 * K8−9

10) S10 = S9

11) S11= S10 + Wзагр.

Wзагр. ?Wзб = 103 * lл * hл2 * fтр * с * g * cosв*;

Где Wзагр. — сопротивление в месте загрузки;

lл— длина загрузочного лотка;

fтр— коэффициент трения груза о борта лотка;

hл— высота бортов лотка.

fтр = 0,7.

Значения lл и hл определяется в зависимости от ширины ленты и скорости транспортирования: lл = 2 м; hл = 0,4 м.

12)S12= S11 + W11−12

W11−12р*Lr * (qг + qл + qр) — (qг+ qл) * H'.

Где W11−12 — сопротивление на прямолинейном грузонесущем участке.

H'- высота подъема (+) или опускания (-) груза на расчетном грузонесущем участке.

13) S13 = S12 * K12−13

14) S14= S13 + W13−14

W13−14р*Lr * (qг + qл + qр)

15) S15 = S14 * K14−15

16) S16= S15 + W15−16

Выразим все натяжения через S1:

S2 = S1

S3 =S2 * 1,03= 1,03S1

S4 = S3+ 797,64= 1,03S1+0,045*40*(176,9 + 71,9) + 176,9*2,5 =

1,03S1+

S5 = S4 * 1,02 = 1,05S1+813,6

S6= S5 +409,1= 1,05S1+ 813,6 + 0,045*40*(155,4+ 71,9) = 1,05S1+ 1222,7

S7= S6 * 1,02= 1,07S1 + 1247,1

S8= S7+ 797,6= 1,07S1 + 1247,1 + 0,045*40*(155,4 + 71,9) + 155,4*2,5 =

1,07S1+2044,7

S9= S8 * 1,05= 1,12S1+ 2146,6

S10 = S9 = 1,12S1+ 2146,6

S11= S10+ 2197,4= 1,12S1+2146,6 + 103*2*0,42*0,7*1*9,81 = 1,12S1+

+ 4344,04

S12= S11-429,4= 1,12S1+ 4344,04+ 0,06*40*(155,4 + 71,9 + 204,4) —

— (221,2 + 71,9)*5 = 1,12S1+ 3914,6

S13= S12 * 1= 1,12S1+ 3914,6

S14= S13+ 1275,3= 1,12S1+ 3914,6+ 0,06*40*(155,4 + 71,9 + 204,4) =

=1,12S1+4950,6

S15= S14 * 1,05= 1,17S1+ 5198,1

S16= S15+467,8= 1,17S1+ 5198,1 + 0,06*40*(155,4+ 71,9 + 204,4) —

— (155,4 + 71,9)*2,5= 1,17S1 + 5665,9

S16 = S1 * ef*б = S1 * e0,2 * 3,925 = 2,1924 S1

Решим систему определим S1и подставим в уравнения:

2,1924S1 — 1,17S1 =5665,91,02S1 = 5665,9

S16 = 2,1924S1S16 = 2,1924 S1

S1 = 5554,8

S16 = 12 165,01

S1 = 5554,8

S2 = 5554,8

S3 =5721,4

S4 = 6519,1

S5 = 6646,1

S6 = 7055,2

S7= 7190,7

S8 = 7988,3

S9= 8367,9

S10 =8367,9

S11 = 10 565,4

S12 = 10 135,9

S13 = 10 135,9

S14 = 11 171,9

S15 = 11 697,2

S16 =12 165,01

2. Проверка прогибов ленты

1. В грузонесущей ветви

Sminp?[Smin]p

Где Sminp— минимальное значения натяжения ленты в грузонесущей ветви;

[Smin]p— минимальное допускаемое натяжение в грузонесущей ветви;

[Smin]p = 5 * (qг + qл) * lр* cosв*

Где в* — угол наклона проверяемого участка ленты;

[Smin]p = 5 * (155,4+ 1282,1) * 1,2*1= 8625Н

Sminp = S11 = 10 565,4Н

10 565,4? 8625- верно.

2. В холостой ветви

Sminх?[Smin]х

Sminх = S1 = 5554,8

[Smin]х = 5 * qл * lх* cosв** = 5 * 155,4 * 3 = 2331

5554,8?2331- верно.

7. Проверка после уточненного расчета

1. Определение расчетного количества тяговых прокладок

Zр = ?z,

Где максимальное значение натяжения ленты, принимаемое после проверки прогибов ленты.

Zр = = 1,06?6 — допускается.

Обозначение ленты:

2 — 1000 — 6- ТК-200 — 6−2 — ГОСТ 20–85

1 — тип ленты;

2 — B — ширина ленты, мм;

3 — z — число прокладок в ленте;

4 — характеристика ткани в тяговых прокладках (обозначение марки ткани);

5 — у1 — толщина наружной рабочей обкладки ленты, мм;

6 — у2 — толщина наружной нерабочей обкладки ленты, мм;

8. Определение геометрических размеров конструкционных элементов конвейера

конвейер лента электродвигатель привод

1. Диаметр приводного барабана

D = Ka * z,

Где Ka (мм/шт.) — коэффициент диаметра, принимаем в зависимости от прочности тяговых прокладок; Ka =171…180 = 171мм/шт.

D = 171 * 6 = 1026 мм

Округляем значение диаметра до стандартного значения: D = 1000 мм.

2. Окружное усилие на приводном барабане

Ft = Sнаб.  — Sсб,

Где Sнаб.  — натяжение набегающей ветви ленты на барабан;

Sсб.  — натяжение сбегающей ветви ленты с барабана;

Sнаб. = S16 = 12 165,01H

Sсб. = S1 = 5554,8Н

Ft = 12 165,01−5554,8 = 6610,2Н.

3 Проверка значения диаметра приводного барабана по удельным давлениям на поверхности

p = ?[ p ],

где б — угол охвата приводного барабана, (градусы);

? — коэффициент трения ленты о поверхность приводного барабана;

[ p ] = 0,2…0,3 МПа — допускаемое давление на поверхность барабана;

б = 225°;? = 0,2; [ p ] = 0,2 МПа.

p = = 0,016?0,2 МПа.

4. Диаметр натяжного (концевого) барабана

Dн = 0,8 * D = 0,8 * 1000 = 800 мм.

Округляем значение диаметра до стандартного значения: Dн = 800 мм.

5. Диаметр отклоняющего барабана

Do = 0,5 * D = 0,5 * 1000 = 500 мм

Округляем значение диаметра до стандартного значения: Dо = 500 мм.

Массы вращающихся частей ленточного конвейера в зависимости от ширины ленты B и диаметра барабана D, Dн, Do:

M = 625 кг; Mн = 260 кг; Mo = 410 кг.

9. Требуемая (потребная) мощность электродвигателя в приводе конвейера

Nэ.д. = ,

Где — коэффициент запаса по мощности;= 1,2

— окружное усилие на приводном барабане, Н;

— скорость ленты, м/с; = 1,09 м/с.

— общий КПД привода;= 0,8.

Nэ.д. = = 10,8 кВт.

Возможные варианты электродвигателей N = 11кВт:

1) 4АИР132М2У3: n = 2910мин-1

2) 4АИР132М2У3: n = 1448 мин-1

3) 4АИР132М2У3: n = 970мин-1

4) 4АИР132М2У3: n = 728мин-1

1. Передаточное число привода

U =,

Где — угловая скорость вращения вала электродвигателя;

— угловая скорость вращения вала приводного барабана.

= = = 2,18

1) = = = 304,5 рад/с-1

U = = 139,6

2) = = = 151,5 рад/с-1

U = = 69,5

3) = = = 101,5 рад/с-1

U = = 46,5

4) = = = 76,19 рад/с-1

U = = 34,9

2. Требуемый (потребный) номинальный вращающий момент на выходном валу редуктора

T= ,

где — требуемая мощность электродвигателя, кВт;

?- общий КПД привода;

угловая скорость вращения вала приводного барабана.

T = = 3963,3 Н*м

Выбор стандартного редуктора осуществляем по значению требуемого вращающего момента на выходном валу редуктора и его передаточному числу.

Собираем двигатель 4АИР160М8УЗ (n = 750 мин-1) и редуктор Ц2У-250Н (с крутящим моментом 4000и передаточным числом) цилиндрический горизонтальный двухступенчатый по ГОСТ 20 758–75.

3. Определение тормозного момента на валу электродвигателя. Время до полной остановки конвейера

tT = ,

где lТ — путь при полной остановке, который проходит груз;

lТ = 0,1

tT = ==0,2с

tT =? ,

где JK — момент инерции привода и движущихся частей конвейера, приведенный к валу электродвигателя (кг*м2);

ТТ — момент на тормозном устройстве, Н*м;

ТСТ — момент статических сил сопротивления, при установившемся движении, приведенный к валу электродвигателя.

ТСТ = = =75,8 Н*м.

JK? 1,4 * Jp + * [(qг + 2*qл) * LK / g + Kc *(MУБ + MУР)] (кг*м2);

Где Jp — момент инерции ротора электродвигателя, кг*м2;

— коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты;

Kc — коэффициент, учитывающий, что значение окружной скорости части вращающихся масс меньше скорости движения ленты;

LK — длина конвейера;

MУБ — Сумма масс приводного, отклоняющих и концевого барабанов;

MУР — Сумма масс роликов в роликовых опорах.

= 0,5; Kc =0,8; LK = 120 м; Jp = 0,15кг*м2.

MУБ = Мпр. + 3*Mоткл. + Mконц. = 625 + 3*260 + 410 = 1815 кг.

MУР = (qр + qх)* LK / g = (204,4 + 71,9) * 120 / 9,81 = 3379,8 кг.

JK? 1,4 * 0,15 + * [(1282,1 + 2*155,4) * 120 / 9,81 + 0,8 *(1815 +

+ 7322,9)] = 0,16кг*м

Определим тормозной момент:

tT =; 9,55 * tT * ТТ = - 9,55 * tT * ТСТ;

ТТ = = -TCT = -75,8= 82,719 Н*м.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой