Расчёт леточного конвейера. Конвейер ленточный B13. Техническое задание Требуется рассчитать ленточный конвейер производительностью

• Название: Техническое задание Требуется рассчитать ленточный конвейер производительностью
• Анкор: Расчёт леточного конвейера
• Дата: 04.04.2023
• Размер: 325.67 Kb.
• Имя файла: Конвейер ленточный B13.docx
• Тип: Техническое задание; #1037848

Конвейер ленточный

Техническое задание

Требуется рассчитать ленточный конвейер производительностью
Q = т/ч, транспортируемый материал – , длина конвейера по горизонтальному направлению L_г = м, угол наклона конвейера к горизонтальной плоскости β = град.

Вариант	Q, т/ч	Материал ρ, т/м3	L, м	β, град
12	140	Кокс	70	16
13	160	Руда железн.	20	10
14	180	Уголь камен.	30	12
15	200	Шлак	40	14

Характеристики насыпных грузов

Груз	Плотность, т/м3	φº	Абразив-ность	β,°	Максимальная скорость транспортирования, м/с
Апатит порошковый Гравий Земля, песок Зерно (пшеница) Зола Кокс Мука (пшеничная) Руда железная Уголь каменный Цемент Шлак Щебень	1,5... 1,7 1,7... 1,9 1,2...1,8 0.6...0,8 0,4...0,7 0.4...0.5 0,4...0,6 2,1...3,5 0,8…1,5 0,9...1,2 0,7...1 1,6…2	- 45 45 35 50 50 55 50 45. 43 45 45	В B С А D D А D С С С D	20 20 24 20 - 20 17 20 18 12 - 18	0,8... 1,2 1...3 1...4 1.5...4 0,8.1,2 1.-1.6 0.9..1.2 2 1...4 0,8...1,2 1...3 1...2

Расчёт ленточного конвейера

Требуется рассчитать ленточный конвейер производительностью
Q = 160 т/ч, транспортируемый материал – железная руда, длина конвейера по горизонтальному направлению L_Г = 20 м, угол наклона конвейера к горизонтальной плоскости β = 10°.

Уточнение схемы

Принимаем схему ленточного конвейера, приведенную на рис. 1.



Рис. 1. схема к расчёту ленточного конвейера

Загрузка верхней рабочей ветви ленточного конвейера производится в месте расположения натяжного барабана, а разгрузка производится в месте расположения приводного барабана. Плотность железной руды ρ = 3 т/м³, угол естественного откоса в покое φ = 50°. При угле подъёма конвейера β = 10° коэффициент, учитывающий возможное рассыпание груза с ленты, k_β = 0,95. Лента конвейера прорезиненная. Скорость ленты для транспортировки железной руды принимаем v = 2 м/с. На рабочей ветви конвейера лента поддерживается желобчатыми роликоопорами, состоящими из трех роликов. На холостой ветви лента плоская, поддерживается роликоопорамии, состоящими из одного ролика. Высота подъёма конвейера:

Определение ширины ленты

Рис. 2. Ленточный конвейер: а) плоская лента; б) желобчатая лента;
в) верхняя желобчатая

Ширину ленты желобчатой формы находим по формуле (84):



В ленточном конвейере с плоской лентой поперечное сечение насыпного, груза имеет вид треугольника с основанием В_о, высотой h и углами при основании φ₁. Выражая стороны треугольника через ширину ленты В, а угол φ₁ через угол естественного откоса φ, получим:



где k_β – коэффициент, учитывающий дополнительное рассыпание груза на наклонной ленте конвейера (см. рис. 2) при угле наклона конвейера к горизонту β < 20° k_β = 1, при β ≥ 20° k_β = 0,85.



Выбираем резинотканевую ленту из бельтинга по ГОСТ 20-85:

Б-400 шириной В = 400 мм.



Рис. 3. Образец ленты: 1 - прокладка; 2 - резиновая обкладка с рабочей стороны; 3 - резиновая обкладка с нерабочей стороны

В ленточных конвейерах ленты являются тяговым органом и используются для размещения на них транспортируемого груза. Поэтому достаточно надежными могут быть только такие ленты, рабочая поверхность которых не повреждается перемещаемым материалом. Основным типом конвейерной ленты является резинотканевая лента. Лента состоит из нескольких слоев прокладок 1 (рис. 2, а и б) хлопчатобумажной ткани, называемой бельтингом, соединённых слоями резины и покрытых сверху и снизу слоем резиновых обкладок 2 и 3, предохраняющих ленту от изнашивания, механических повреждений, влаги, от гниения и разрушения. Прокладки в ленте воспринимают продольную растягивающую нагрузку.

Наша промышленность выпускает резинотканевые ленты шириной
0,3...2 м с числом прокладок 3...12.

Коэффициент запаса прочности k_р.п = 9…12 в зависимости от угла подъёма конвейера: при горизонтальном конвейере k_р.п = 9...10, при наклонном k_пр. = 11...12.

Предел прочности резинотканевой ленты на разрыв (по прокладкам) для бельтинга Б-400: σ_р.п = 0,61 кН/см, для уточно-шнуровой ткани σ_р.п = 1,32 кН/см.

Запас прочности k_РП = 9,5 при пределе прочности текстильной ленты
σ_РП = 6,1 МПа. Ленты такой ширины выпускают с числом прокладок z = 3...6.

Для обоснованного выбора числа прокладок в ленте определим предварительно мощность привода, а по ней – тяговое усилие и максимальное натяжение ленты.

Определение предварительной мощности привода

Определяем по формуле (85):



где плюс – движение ленты на подъём;
минус – при опускании ленты;
L_Г – длина горизонтальной проекции конвейера, м;
v – скорость движения ленты, м/с;
Н – высота подъёма груза, м;
k₁ и k₂ – коэффициенты, зависящие от ширины и длины ленты (табл. 1).

Тогда

Определение предварительного тягового усилия

Тяговое усилие (кН) на приводном барабане находим по формуле (86):

Определение предварительного максимального натяжения ленты

По формуле Эйлера, выведенной для расчёта передач гибким органом, можно найти максимальное натяжение в ленте по формуле (87):



где f – коэффициент трения между лентой и барабаном (при трении без смазочного материала резинотканевой ленты о стальной барабан f = 0,35);
α – угол обхвата барабана лентой, радиан.

Для лучшего сцепления ленты с поверхностью приводного барабана его футеруют деревом. Коэффициент трения резины по деревуf = 0,35. При угле обхвата барабана лентой α = π = 180° получаем е ^{f α} = 2,71^{0,35 * 3,14} = 3.

По максимальному натяжению можно определить необходимое число прокладок ленты:

Определение числа прокладок в ленте

Число прокладок в ленте находим по формуле (79):



где F_mах – максимальное натяжение ленты, кН;
В – ширина ленты, см.



Принимаем z= 2. Толщина резиновых обкладок на рабочей стороне ленты δ₁ = 4,5 мм, на нерабочей стороне δ₂ = 1,5 мм.

Линейная плотность ленты

Ориентировочно линейная плотность ленты находим по формуле (80):



где В – ширина ленты, м;
z – число прокладок;
δ = 1,25 – толщина одной текстильной прокладки, мм;
δ₁ = 1,5 ...6, δ₂ = 1..,1,5 – толщины верхней и нижней обкладок, мм.

Средняя линейная плотность транспортируемого груза

Находим по формуле (94):

Условная линейная плотность роликоопор

При ширине ленты В = 400 мм по ГОСТу 22645-77 наружный диаметр роликоопоры D_p = 63 мм.

Для плоских роликоопор с хорошо защищенными от пыли шарикоподшипниками коэффициент сопротивления качения k_ωп = 0,022, для желобчатых роликоопор k_ωж = 0,025.

Расстояние (шаг) между рабочими роликоопорами на рабочей ветви конвейера рассчитываем по формуле (91):



где А – коэффициент, при плотности груза менее 1 т/м³ А = 1750 мм, при плотности более 1,5 т/м³ А = 1550 мм.

Масса роликоопор рабочей ветви

Масса роликоопор при желобчатой ленте:



при плоской ленте:



Условная линейная плотность желобчатых роликоопор по формуле (96)





Шаг роликоопор на холостой ветви рассчитываем по формуле (92):





Масса роликоопор на холостой ветви:



Линейная плотность плоских роликоопор холостой ветви рассчитывается по формуле (97):

Определение размеров барабана

Диаметр приводного барабана по ГОСТ 22644-77 принимаем:

D_б = 160 мм.

Длина барабана: В₁ = В + 100 = 400 + 100 = 500 мм.

Чтобы лента не спадала с барабана, он имеет стрелу выпуклости:

f_в = 0,005В₁ = 0,005 * 500 = 2,5 мм.

Диаметр натяжного барабана: D_H = (2/3) * D_б = 2/3 * 160 = 107 мм.

Определение натяжения ленты конвейера методом обхода контура по точкам

Сущность нахождения усилия натяжения методом обхода контура по точкам заключается в следующем: натяжение тягового органа в каждой последующей по его ходу точке контура F_i равно сумме натяжения в предыдущей точке F_i..,1 и сопротивления на участке между этими точками F_i-1…i:

F_i = F_i..,1 + F_(i.-1)…i (101)

При использовании этого метода замкнутый контур, образованный тяговым органом, разбивают на участки так, чтобы на каждом из них характер сопротивления был неизменным. Затем точку сбегания тягового органа с приводного барабана принимают за начало и обходят последовательно весь контур по ходу движения тягового органа, подсчитывая сопротивления на отдельных участках и натяжение в тяговом органе.



Рис. 4. Схема к расчёту ленточного конвейера

Разбиваем контур ленточного конвейера на четыре участка. Натяжение ленты в точке 1 (см. рис. 4) принимаем за неизвестную величину.

Затем находим натяжение ленты в остальных точках через неизвестное натяжение в точке 2 рассчитаем по формуле (102):

Пусть натяжение в точке 1 тягового органа, сбегающего с приводного барабана, равно F₁ (рис. 4). Натяжения в следующих по направлению движения ленты точках определятся по следующим выражениям:

в точке 2: F₂ = F₁ + F_1…2

в точке 3: F₃ = F₂ + F_2…3 (102)

в точке 4; F₄ = F₃ + F_3…4

где F_1…2, F_2…3, F_3…4 – сопротивления на участках 1...2, 2...3 и 3...4.







Решая совместно последнее уравнение и F₄ = F₁e^fα находим натяжение ленты в точке 1:





Откуда

Проверка провисания ленты между роликоопорами

Наибольший прогиб ленты на рабочей стороне ленточного конвейера будет в точке 3.



Рис. 5. Схема к определению прогиба ленты между роликоопорами

На рабочей ветви ленты 1 в месте минимального натяжения стрела провисания l_mах между роликоопорами 2 (рис. 5)



где



l_Р – расстояние между рабочими роликоопорами;
F_min – минимальное натяжение груженой ветви ленты, определяемое методом обхода контура по точкам;

[l_min] – допускаемое провисание ленты:

[l_min] ≤ (0,025…0,03). (95)



Допустимый прогиб:



т.е. натяжение ленты достаточно.

Определение уточненного тягового усилия на приводном барабане

Уточненная мощность приводной станции

По формуле (110):





Перемещаемый груз пылевидный, поэтому в качестве двигателя выбираем электродвигатель переменного тока закрытого исполнения с повышенным пусковым моментом 4А100А (прил. 5). Р_н = 3 кВт, частота вращения n = 1500 мин^-1.

Разработка приводной станции

Частота вращения приводного барабана:



Передаточное отношение передачи по формуле (50):





Схема приводной станции приведена на рис. 6.



Рис. 6. Основные элементы приводной станции:
1 – приводной барабан; 2 – лента; 3 – устройство для очистки ленты;
4 – разгрузочный барабан;5 – отклоняющий барабан; 6 – редуктор;
7 – муфта; 8 – двигатель; 9 – рама привода; 10 – тормоз

По крутящему моменту на валу барабана



и передаточному отношению подбираем по ГОСТ 20758-75 стандартный редуктор Ц2У-100 (прил. 6), сборка 12 по ГОСТ 20373-74 с передаточным отношением u = 6,28. Валы редуктора соединяются стандартными муфтами.

Разработка натяжной станции

Принимаем схему натяжной станции, показанную на рис. 6в. С натяжным усилием



Рис. 7. Схема натяжной станции: 1 – блок; 2 – трос; 3 – ползун; 4 - груз

Выбор останова

При длине ленточного конвейера менее 50 м применяют простые ленточные остановы в виде отрезка ленты, закрепленной у приводного барабана (см. рис. 7). В этом случае при обратном движении конвейера отрезок ленты заклинивается между лентой и барабаном, предотвращая движение груза в обратном направлении.