РАСЧЕТНА РАБОТА
ПЛАСТИНЧАТЫЙ КОНВЕЙЕР
1.1 Цель работы
Изучить конструкции, общие сведения, принципы действия конвейеров и методы определения основных параметров.
1.2 Определение пластинчатого конвейера
Транспортирующими называют технические средства непрерывного действия для перемещения массовых сыпучих и штучных грузов по определенным линейным трассам. Их делят на конвейеры и устройства трубопроводного транспорта.
По принципу действия различают конвейеры, в которых груз перемещается в результате механического контакта с транспортирующим элементом (лента, пластина, ковш, скребок, шнек, ролики), и пневмотранспортные установки, в которых перемещение сыпучего груза осуществляется самотеком или потоком сжатого воздуха.
Пластинчатый конвейер - транспортирующее устройство с грузонесущим полотном из стальных пластин, прикрепленным к цепному тяговому органу.
При транспортировании материалов с острыми кромками (для подачи крупнокускового камня в дробилки) применяют пластинчатые конвейеры, у которых тяговым органом являются две бесконечные цепи, огибающие приводные и натяжные звездочки. К тяговым цепям прикрепляют металлические пластины, перекрывающие друг друга и исключающие просыпание материала между ними (рисунок 1.2). Допустимый угол наклона пластинчатого конвейера с плоскими пластинами меньше чем у ленточного, т.к. угол трения материала грузов о металл в 2,5ч3,0 раза меньше, чем о резинотканевую ленту. Фасонные пластины, имеющие поперечные выступы на рабочих поверхностях, позволяют увеличить угол наклона конвейера. Пластинчатые конвейеры применяют также для перемещения горячих материалов, деталей и изделий на заводах строительных конструкций.
Характеристики пластинчатых конвейеров:
толщина пластин – от 3 мм
ширина полотна – от 500 мм
скорость движения полотна – от 0.6 м/с
производительность – от 250 до 2000 т/ч
угол наклона установки – до 45є
Рабочие инструменты пластинчатых конвейеров:
пластичное полотно
ходовые ролики
тяговый орган
приводная станция
натяжная станция
Преимущества:
возможность транспортирования более широкого (по сравнению с ленточными конвейерами) ассортимента грузов ;
способность транспортирования грузов по трассе с крутыми подъёмами (до 35°-45°, а с ковшеобразными пластинами - до 65°-70°);
возможность транспортирования грузов по сложной пространственной траектории;
высокая надёжность.
Недостатки:
малая скорость движения грузов (до 1,25 м/с);
как и у других цеплных конвейеров:
-большая погонная масса конвейера;
-сложность и дороговизна эксплуатации из-за наличия большого количества шарнирных элементов в цепях, требующих регулярной смазки;
-больший расход энергии на единицу массы транспортируемого груза.
|
1 – металлические пластины; 2 – натяжные звездочки; 3 – две бесконечные цепи; 4 – приводные звездочки. |
Рисунок 1.2 – Пластинчатый конвейер |
1.3 Расчет основных параметров пластинчатого конвейера
Пластинчатый конвейер применяется для перемещения штучных грузов, по данному условию необходимо вычислить основные характеристики представленного конвейера.
Схема пластинчатого конвейера приведена на рисунке 1.9
|
Исходные данные:
Конвейер пластинчатый с безбортовым плоским настилом;
а=400 мм – размер груза;
QГР=1,10 кН – вес груза;
П=1350 кН/час – производительность конвейера;
L=40 м – длина конвейера;
Условия работы - тяжелые
1.3.1 Определяем ширину настила ВН:
=400+100=500 (мм) (1.1)
где: а=400 мм – заданный размер груза;
А=100 мм – запас ширины настила.
Скорость полотна υ, м/сек, пластинчатого конвейера выбираем по таблице 1.10, по ширине настила , равной 500 мм.
Таблица 1.10 – Рекомендуемые скорости полотна пластинчатого конвейера
Ширина настила, ,мм мм | 400; 500 | 650; 800 | 1000; 1200 | 1400; 1600 |
Скорость полотна, υ, м/с м/сек | 0,125ч0,4 | 0,125ч0,5 | 0,20ч0,63 | 0,25ч0,63 |
Следовательно υ=0,4 м/сек.
В качестве тягового органа используются две пластинчатые втулочно-катковые разборные цепи ВКГ со специальными пластинами с шагом t=320 мм (согласно таблице 1.11), по ширине настила ВН=500 мм, и с разрушающей нагрузкой SР=500 кН.
Таблица 1.11 – Размеры шагов пластинчатых цепей
Ширина настила, , мм | 400 | 500 | 650 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 |
Шаг цепи, t, мм | 250 | 320 | 400 | 400 | 500 | 500 | 630 | 630 |
Определяем погонную весовую нагрузку от груза q, кН/м:
(), (1.2)
где: П=1350 кН/час – производительность конвейера;
υ=0,4 м/сек – скорость движения полотна.
Определяем шаг расположения груза tГР, м, на настиле:
(м), (1.3)
где: QГР=1,10 кН – вес одного груза;
q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка.
Принимаем значение шага tГР, м, с округлением в большую сторону. Тогда tГР=1,17 м.
Вычисляем погонную нагрузку от ходовой части конвейера qК, кН/м, с помощью эмпирической формулы для тяжелых условий работы настила:
(), (1.4)
где: =0,5 м – ширина настила;
ψ – эмпирический коэффициент, (принимается по таблице 1.12);
g=9,8 м/сек2– ускорение свободного падения.
Таблица 1.12 – Значение эмпирического коэффициента ψ
Тип настила | Ширина настила без бортов, , м | ||
0,4; 0,5 | 0,65; 0,8 | 1,0 и более | |
Легкий | 35 | 45 | 60 |
Средний | 50 | 60 | 90 |
Тяжелый | 70 | 100 | 130 |
Из таблицы 1.13 выбираем коэффициент сопротивления движению ω, в предположении, что диаметр валика цепи более 20 мм. Следовательно ω=0,120.
Принимаем наименьшее натяжение цепей в точках их сбегания с приводных звездочек кН и находим тяговую силу конвейера Wo, кН:
=
=15,666 (кН), (1.5)
где: кН - наименьшее натяжение цепей;
ω=0,120 – коэффициент сопротивления движению;
q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка;
qК=0.98 кН/м – погонная нагрузка от ходовой части конвейера;
L=40 м – длина конвейера;
Н=0 м – высота подъема;
WБ – сопротивление трения груза о неподвижные борта, кН, (так как борта в данном случае отсутствуют, то WБ=0);
WП.Р. – сопротивление плужкового погрузчика, кН, (так как погрузка осуществляется через концевой барабан, то WП.Р=0).
Таблица 1.13 – Значение коэффициента ω сопротивлений пластинчатых конвейеров
Тип цепи конвейера | Обозначение цепи | Диаметр валика цепи, мм | Условия работы конвейера | ||
легкие | средние | тяжелые | |||
Втулочно-катковая с гребнями на катках | ВКГ | <20 | 0,080 | 0,100 | 0,130 |
>20 | 0,070 | 0,090 | 0,120 |
Определяем динамическую нагрузку на цепь SДИН, кН:
,
() (1.6)
где: υ=0,4 м/сек – скорость движения полотна, м/сек;
L=40 м – длина конвейера, м;
z=5 – число зубьев ведущей звездочки тяговой цепи (в соответствии с рекомендациями число зубьев звездочек для тяговых цепей принимаем z=5);
t=0,32 м – шаг тяговой цепи, м, (по таблице 1.11);
g=9,8 м/сек2– ускорение свободного падения;
q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка;
qК=0.98 кН/м – погонная нагрузка от ходовой части конвейера;
kУ=1,5 – коэффициент приведения массы цепи и влияние упругости цепи (принимается по таблице 1.14).
Находим натяжение в характерных точках конвейера (рисунок 1.9) методом обхода по контуру с уточнением величины тяговой силы конвейера , кН.
Обход начинается с точки с наименьшим натяжением цепи (кН).
Таблица 1.14 – Значение коэффициента kУ
Длина конвейера, L, м | Значение коэффициента, kУ |
< 25 | 2,0 |
25ч60 | 1,5 |
> 60 | 1,0 |
Определяем сопротивление на участке холостой ветви конвейера WХ, кН,:
() (1.7)
где: q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка;
L=40 м – длина конвейера, м;
ω=0,120 – коэффициент сопротивления движению, (табл. 1.13).
Используя следующую формулу, находим сопротивление на участке груженой ветви WГР, кН:
() (1.8)
где: q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка;
qК=0.98 кН/м – погонная нагрузка от ходовой части конвейера;
L=40 м – длина конвейера, м;
ω=0,120 – коэффициент сопротивления движению, (табл. 1.13).
Находим натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки SНАБ=S2, кН:
() (1.9)
где: кН - наименьшее натяжение цепи;
WХ=4,5 кН – сопротивление на участке холостой ветви.
Определяем сопротивление на натяжных звездочках WПОВ, кН:
() (1.10)
где: SНАБ=S2=5,5 (кН) – натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки;
kН.Д. – коэффициент неравномерности движения цепей, (kН.Д.=1,05ч1,15).
Находим натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек SС.Б, = S3, кН:
() (1.11)
где: S2=5,5 кН – натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки;
WПОВ=0,225 кН – сопротивление на натяжных звездочках.
Найдем натяжение в точке набегания груженых ветвей цепей на приводные звездочки, S4, кН:
() (1.12)
где: S3=5,725 кН – натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки;
WГР =9.216 кН – сопротивление на участке груженой ветви.
Определяем уточненное значение тяговой силы конвейера , кН:
() (1.13)
где: S4 = 14,941 кН – натяжение в точке набегания груженых ветвей цепей на приводные звездочки;
=1 кН - наименьшее натяжение цепи.
Определенное в первом случае тяговое усилие Wo, кН, как правило, отличается от уточненной величины , кН, на некоторое число процентов. Для дальнейших расчетов принимается уточненное значение тяговой силы.
Находим максимальное статическое натяжение цепей Smax, кН:
() (1.14)
где: кН - наименьшее натяжение цепей;
=13,941 кН - уточненная величина тягового усилия.
Рассчитываем натяжения одной цепи , кН:
() (1.15)
где: Smax=15,688 кН – максимальное статическое натяжение цепей;
SДИН=11,7918 кН – динамическая нагрузка на цепь.
Вычислим разрушающую (предельную) нагрузку цепи SРАЗ, кН:
() (1.16)
где: kП.Ц. – коэффициент запаса прочности цепи, (для горизонтальных конвейеров kП.Ц. = 6ч8, а для наклонных участков kП.Ц. = 8ч10);
=16,488 кН - расчет натяжения одной цепи.
Рассчитаем необходимую мощность на приводном валу конвейера N, кВт:
() (1.17)
где: =13,941 кН - уточненная величина тягового усилия;
υ=0,4 м/сек – скорость движения полотна;
η – КПД, (η=0,94).
По таблице (приложение А) выбираем электродвигатель АО2-51-6 с мощностью =5,50 кВт, и частотой вращения =965 об/мин.
Определим частоту вращения приводного вала конвейера nП.В., об/мин:
() (1.18)
где: υ=0,4 м/сек – скорость движения полотна, м/сек;
z=5 – число зубьев ведущей звездочки тяговой цепи;
t=0,32 м – шаг тяговой цепи, м.
Передаточное число привода РПР будет равно:
(1.19)
где: =965 об/мин - частота вращения двигателя;
nП.В =15 об/мин - частота вращения приводного вала.
По таблице (приложение В) выбирается коническо-цилиндрический трехступенчатый редуктор КЦ2-750 с передаточным числом равным=73.
Уточняем скорость движения цепей υФ, м/сек:
() (1.20)
где: =965 об/мин - частота вращения двигателя;
z=5 – число зубьев ведущей звездочки тяговой цепи;
t=0,32 м – шаг тяговой цепи, м;
=73 – передаточное число редуктора.
Рассчитываем усилия в цепях в период пуска , кН:
() (1.21)
где: N=5,93 кВт – мощность на приводном валу конвейера;
η – КПД, (η=0,94);
kЗ.М. – коэффициент запаса мощности при пуске, (kЗ.М,=1,2ч1,3);
υФ=0,352 м/сек – уточненная скорость движения цепей;
Smin=1 кН - наименьшее натяжение цепей,.
Вычислим усилие в период пуска в одной цепи , кН, из выражения:
() (1.22)
где: =21,59 кН.- усилия в цепях в период пуска.
Находим допускаемую нагрузку на цепь , кН, с учетом коэффициента запаса прочности kЗ.П.
() (1.23)
где: - разрушающая нагрузка цепи, кН, (для расчетов принимаем );
kЗ.П. – коэффициент запаса прочности, (kЗ.П.=6ч8).
Вычислим запас прочности цепи в период пуска при соблюдении следующего условия:
() (1.24)
12,954<18,75
где: =12,954 кН - усилие в период пуска цепи;
=12,5 кН - допускаемая нагрузка на цепь.
Вывод:
В ходе выполнения данной лабораторной работы я ознакомилась с классификацией конвейеров, основными принципами работы и характеристиками конвейеров, выполнила расчет пластинчатого конвейера, научилась определять основные параметры пластинчатого конвейера.
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева
Кафедра «Технологические машины и оборудование»
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ПЛАСТИНЧАТЫЙ КОНВЕЙЕР
Руководитель: преподаватель _______________Е.Б. Шестакова «____» _____________ 2010 г. Студент группы 08-СТ-1 Родионова Е.В. |
Усть-Каменогорск, 2010 г.