Проектирование ленточного горизонтально-наклонного конвейера

S – номинальное скольжение, если величина S не задана, то ее принимают S = 0,03…0,06 = 0,05;

n_б – частота вращения вала приводного барабана, определяется по формуле:

  ,  (мин^-1)       (2.16б)  

n_дв = 1000 * (1 – 0,05) = 950  мин ^-1

 мин ^-1

i = 950 / 61,1 = 15,55

 

3.2.17 Выбор редуктора.

В приводах конвейеров для понижения частоты вращения и, соответственно, увеличения крутящего момента от двигателя к приводному барабану устанавливают редуктор – агрегат, включающий в себя одну или несколько зубчатых или червячных передач, смонтированных в корпусе.

Параметры выбираемого редуктора должны удовлетворять следующему условию:

(Н∙м),     (2.17)   

где Т_т – допускаемый крутящий момент на тихоходном валу редуктора, указываемый в таблицах для каждого типоразмера редуктора, Н∙м; Т_б – крутящий момент на валу приводного барабана, Н∙м; к_с – коэффициент, который зависит от продолжительности работы конвейера в течение суток, к_с = 1,05; к_ч – коэффициент вводится только для червячных редукторов и зависит от расположения червяка (в данном случае не учитывается).

Tt >= 1946,34 * 1,05 = 2043,7 (Н∙м)

Выбираем цилиндрический редуктор двухступенчатый типа Ц2У по ГОСТ 20758 (диапазон передаточных отношений i = 8,0…40; диапазон номинальных крутящих моментов на выходном валу Т_т = 250…4000 Н∙м). Выбираем редуктор типа Ц2У-200

 

 

 

 

 

Таблица 3 – Характеристики редуктора  типа Ц2У-200

Типоразмер	Межосевое расстояние ступени, мм		Передаточное число	Крутящий момент на тихоходном валу, Н∙м	Допускаемая радиальная нагрузка на выходных концах валов, кН		КПД	Масса, кг
	быстроходной	тихоходной			быстроходного	тихоходного
Ц2У-200	125	200	28	2000	2	11,2	0,97	170

 

Рисунок 5 – Схема редуктора

 

 

 

Таблица 4 – Основные размеры (мм) редуктора  типа Ц2У

Типо- размер	L	L1		1	2	3	H	H1	h	A	A1	В	d
Ц2У-200	690	580	243	165	212	280	425	212	36	515	165	250	24

 

3.2.18 Подбор муфт.

Привод ленточного конвейера  компонуют из ряда отдельных обособленных узлов (электродвигатель, редуктор, приводной  барабан) с входными и выходными  валами, которые соединяют с помощью муфт.

Вал электродвигателя и входной (быстроходный) вал редуктора обычно соединяют упругими муфтами, которые способны смягчить толчки и удары при работе привода с частичным поглощением кинетической энергии удара и рассеиванием ее в виде тепла в окружающую среду, допускать значительные смещения осей соединяемых валов.

Для соединения выходного (тихоходного) вала редуктора и вала рабочего органа (барабана, звездочек  и др.) рекомендуется применять  жесткие компенсирующие муфты, предназначенные для соединения валов с незначительными смещениями осей.

Муфты подбирают по величине диаметров  валов и расчетного момента Т_р, который определяется из соотношения:

       (2.18)

где Т_дв - крутящий момент на валу электродвигателя; К - коэффициент режима для конвейеров К = 1,5... 1,8, принимаем К = 1,5.

        , (Н·м)        (2.19)

T_дв= 9550 * 15 / 950 = 150,8 (Н·м)

Т_р = 150,8 * 1,5 = 226,2 (Н·м)

Расчетный момент Т_р не должен превосходить по величине допускаемый крутящий момент для данного типоразмера муфты.

Выбираем упругую втулочно-пальцевую  муфту по ГОСТ 21424 для двигателя  и редуктора с допускаемым  крутящим моментом, указанным в таблице  для данного типоразмера муфты  М_к = 250 (Н∙м).

Рисунок 6 – Схема упругой втулочно-пальцевой  муфты

 

Таблица 5 – Характеристика муфты МУВП

Мк, Н∙м	d	D	L		D1	B	B1	1	d1	d2	2
250	35	140	165	110	105	5	42	18	60	28	32

 

Для соединения выходного (тихоходного) вала редуктора и вала рабочего органа (барабана, звездочек и др.) рекомендуется применять жесткие компенсирующие муфты, предназначенные для соединения валов с незначительными смещениями осей.

Выбор кулачково-дисковых муфт производится по выше описанной методике.

Выбираем кулачково-дисковую муфту  по ГОСТ 20720  для соединения редуктора и приводного барабана с допускаемым крутящим моментом, указанным в таблице для данного типоразмера муфты (М_к = 250∙м).

Рисунок 7 – Схема кулачково-дисковой муфты

Таблица 6 – Характеристика кулачково-дисковой муфты

Мк, Н∙м	В или d1, мм	D, мм	L, мм	l, мм	l1, мм	Допустимое радиальное смещение е, мм	m, кг
250	34	190	140	60	36	1,6	30,2

 

3.2.19. Выбор загрузочного устройства конвеера.

Поток груза формируется воронкой и лотком и направляется в середину ленты. Геометрические размеры основных параметров лотка приведены в табл. 19. В зависимости от ширины ленты В = 800 мм принимаем высоту лотка h_л = 300 мм, а длину лотка при скорости движения ленты 1,6 м/с принимаем l_л = 2,5 м (рис.8).   Угол наклона направляющего лотка αл принимают на 8…10º больше угла трения груза о поверхность лотка φ. Угол трения груза о поверхность лотка определяют по формуле:

φ = arctg μ,

где μ – коэффициент внешнего трения, принимаемый по таблице 27, μ = 0,85.

φ = arctg 0,85 = 40,4º

Тогда принимаем угол наклона направляющего лотка α_л = 50º .

Рис.8 Узел загрузки конвейера.

 

3.2.20 Выбор типа разгрузочного устройства.

В ленточных конвейерах принимают  концевую и промежуточную разгрузки  сыпучих и штучных грузов.

  При промежуточной разгрузке чаще всего применяют плужковые сбрасыватели одно- или двухстороннего действия, отличающиеся простотой конструкции, компактностью и малым весом.

Концевая разгрузка производиться  с головного барабана при помощи приемного бункера. Место установки  экрана, воспринимающего удары частиц падающего груза, определяется при построении траектории свободного полета частиц груза.

 

4.ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ КОНВЕЙЕРА.

Тяговый расчет конвейера проводят с целью уточнения величины статистической составляющей натяжения ленты, которая  вызывается сопротивлением движению ленты. Сопротивление движению в ленточном конвейере образуется за счет трения в роликоопорах, составляющей силы тяжести ленты с грузом для наклонных участках конвейера, от перегиба ленты при огибании барабана, в местах загрузки и разгрузки и др. При проведении тягового расчета определяют сопротивление движению на отдельных участках трассы конвейера, для чего заданную схему конвейера разбивают на участки: горизонтальные, наклонные, загрузки, разгрузки и т.п.

Натяжения в точках трассы конвейера (рис.1) обозначают F_i, где i – порядковый номер точки трассы.

Сопротивления на участках трассы i, i+1 обозначают W_i-(i+1), соответствующую длину участка трассы i, i+1  обозначают через L_i-(i+1)

4.1 Определение натяжений в точках  трассы горизонтального конвейера.

Для рассматриваемого ленточного конвейера  в точке 1натяжение F₁ считаем первоначально неизвестным.

В точке 2 натяжение F₂ определяется по формуле:

(Н),    (3.1)

где L_1-2 – горизонтальная проекция нижней ветви наклонного участка конвейера, м; ω – коэффициент сопротивления, принимаем одинаковым на верхней и нижней ветвях конвейерной ленты, ω = 0,03; Н – высота наклонного участка конвейера, м. 

В формуле знак «+» перед последним  членом ставится при подъеме груза, знак «-» - при спуске.

Длину участка 1-2 – L_1-2 определяем следующим образом:

tg β = (H – r_прив + r_нат)  / L_1-2,      (3.2)

r_прив = 0,25 м, r_нат = 0,2 м

tg β = 4,15 / L_1-2,

выразим L_1-2:

L_1-2= 4,15 / tg18 = 4,15 / 0,32 = 12,97 м

F₂= F₁ + (109,87 + 41,53) * 12,97 * 0,04 + 109,87 * 4,15= F₁ + 534,5 (Н).

Натяжение ленты в точке 3:

F₃ = F₁ + 534,5 + (109,87 + 41,53) * 34,03 * 0,04 = F₁ + 740,6 (Н)   (3.3)

L_2-3 = L – L_1-2 = 47 – 12,97 = 34,03 м

В точке 4 натяжение в ленте увеличивается  за счет сопротивления от изгиба ленты

(Н),        (3.4)

где к_н – коэффициент сопротивления при огибании барабана лентой,

 к_н = 1,05…1,06 при угле обхвата α = 180º, принимаем к_н = 1,05.

F₄ = 1,05 * (F₁ +740,6) = 1,05 * F₁ + 777,6 (Н).

В точке 5 натяжение ленты:

(Н)   (3.5)

 м

F₅ = 1,05 * F₁ + 777,6 + (109,87 + 95,84) * 0,4 * 0,04 = 1,05 * F₁ + 780,9 (Н).

В точке 6 натяжение увеличиваются  за счет сопротивления загрузочного устройства:

(Н),      (3.6)

где W₃ – сила сопротивления в пункте загрузки, Н; γ – коэффициент, учитывающий трение груза о направляющие борта и стенки воронки, γ = 1,4;

v_r – скорость падения груза в направлении движения ленты, м/с.

Для уменьшения величины W₃ необходимо так проектировать загрузочную воронку (лоток), чтобы скорость поступления груза была близка к скорости движения ленты. При расчете конвейера можно полагать v_r = (0,2…0,6)∙v,

 v_r = 0,5*1,6 = 0,8 м/с.

F₆ = 1,05 * F₁ + 780,9 + 1,4 * 285,9 / 3,6 * (1,6 – 0,8) = 1,05 * F₁ + 869,8 (Н).

В точке 7 натяжение ленты увеличивается  за счет сопротивления движению ленты  с грузом по верхним роликоопорам:

(Н)    (3.7)

(м),

 м (l_л – длина лотка),

м

(Н)

 В точке 8 (при разгрузке  через головной барабан) натяжение  ленты:

(Н),     (3.8)

где L_7-8 – горизонтальная проекция верхней ветви наклонного участка конвейера, м.

(м)

 Н

 

4.2 Определение максимальных  и минимальных натяжений в  ленте.

Из теории фрикционного привода:

                            , (H)                    (3.9) 

При конкретных значениях угла обхвата лентой барабана α и коэффициента трения μ между лентой и приводным барабаном получают простую зависимость между натяжениями ленты в точках 1 и 8.

Для данного случая  α = 180º, μ = 0,4 (табл.18),

к_з – коэффициент запаса,  к_з =1,2.        

Следовательно:

F₂ = 2425 + 534,5 = 2959,5 (Н)

F₃ = 2425+ 740,6 = 3165,6 (Н)

F₄ = 2425*1,05 + 777,6 = 2546,25 + 777,6 = 3323,8 (Н)

F₅ = 2425*1,05 + 780,9 = 2546,25 + 780,9 = 3327,15 (Н) 

F₆ = 2425*1,05 + 869,8 = 2546,25 + 869,8 = 3416,05 (Н)

F₇ = 2425*1,05 + 1732,2 = 2546,25 + 1732,2 = 4278,5 (Н)

F₈ = 2425*1,05 + 4564,5= 2546,25 + 4564,5= 7110,75 (Н)

 

4.3 Уточнение мощности  двигателя.

Окружное тяговое усилие на приводном барабане определится по формуле:

                        (3.10)

             Н.       

Мощность двигателя уточняется по формуле  с учетом значения окружного  усилия на барабане, определенного по формуле (3.9).

 кВт.

 

4.4 Определение тормозного  момента и подбор останова  или тормоза.

 (Н∙м)

Для предотвращения самопроизвольного  обратного движения ленты с грузом в приводах предусматривают остановы или тормоза. В наклонных конвейерах с мощностью до 75 кВт обычно ограничиваются установкой храпового или роликового останова.

Выбираем роликовый  останов с крутящим моментом 210 Н·м, имеющий пять роликов (рис. 9).

 

Рисунок 9 - Роликовый останов.

Таблица 7 - Параметры и размеры  роликового останова

Крутящий момент, Н·м	Число  роликов Z					Размеры, мм
момент	роликов	D	D1	do	В	В1	b	t	С	С1	d	lp
210	5	125	160	45	35	55	12	48	46,2	50,8	16	28

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте произведен проектный расчет ленточного конвейера работающего в не отапливаемом помещении, для транспортирования на расстояние 47 метров в горизонтально – наклонном направлении.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Александров М.П. Тормозные устройства: под общей редакцией д-ра техн. наук проф. Москва «Машиностроение» 1985 – 312 с.

 

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 2. – 728 с.

 

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 3. – 557 с.

 

4. Бутакова М.Д. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2003. - 64 с.