Расчет основных параметров пластинчатого конвейера

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 2,5÷3,0 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 45º

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.

1.3 Расчет основных параметров пластинчатого конвейера

Пластинчатый конвейер применяется для перемещения штучных грузов, по данному условию необходимо вычислить основные характеристики представленного конвейера.

Исходные данные:

Конвейер пластинчатый с безбортовым плоским настилом;

а=400 мм – размер груза;

Q_ГР=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 В_Н:

=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

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 В_Н=500 мм, и с разрушающей нагрузкой S_Р=500 кН.

Таблица 1.11 – Размеры шагов пластинчатых цепей

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 t_ГР, м, на настиле:

(м), (1.3)

где: Q_ГР=1,10 кН – вес одного груза;

q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка.

Принимаем значение шага t_ГР, м, с округлением в большую сторону. Тогда t_ГР=1,17 м.

Вычисляем погонную нагрузку от ходовой части конвейера q_К, 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

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 W_o, 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;

q_К=0.98 кН/м – погонная нагрузка от ходовой части конвейера;

L=40 м – длина конвейера;

Н=0 м – высота подъема;

W_Б – сопротивление трения груза о неподвижные борта, кН, (так как борта в данном случае отсутствуют, то W_Б=0);

W_П.Р. – сопротивление плужкового погрузчика, кН, (так как погрузка осуществляется через концевой барабан, то W_П.Р=0).

Таблица 1.13 – Значение коэффициента ω сопротивлений пластинчатых конвейеров

Определяем динамическую нагрузку на цепь S_ДИН, 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;

q_К=0.98 кН/м – погонная нагрузка от ходовой части конвейера;

k_У=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 k_У

Определяем сопротивление на участке холостой ветви конвейера W_Х, 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 W_ГР, кН:

() (1.8)

где: q=0,9375 кН/м – погонная весовая нагрузка;

q_К=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 S_НАБ=S₂, кН:

() (1.9)

где: кН - наименьшее натяжение цепи;

W_Х=4,5 кН – сопротивление на участке холостой ветви.

Определяем сопротивление на натяжных звездочках W_ПОВ, кН:

() (1.10)

где: S_НАБ=S₂=5,5 (кН) – натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки;

k_Н.Д. – коэффициент неравномерности движения цепей, (k_Н.Д.=1,05÷1,15).

Находим натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек S_С.Б, = S₃, кН:

() (1.11)

где: S₂=5,5 кН – натяжение в точке набегания цепей на натяжные звездочки;

W_ПОВ=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;

W_ГР =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 W_o, 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 S_max, кН:

() (1.14)

где: кН - наименьшее натяжение цепей;

=13,941 кН - уточненная величина тягового усилия.

Рассчитываем натяжения одной цепи , кН:

() (1.15)

где: S_max=15,688 кН – максимальное статическое натяжение цепей;

S_ДИН=11,7918 кН – динамическая нагрузка на цепь.

Вычислим разрушающую (предельную) нагрузку цепи S_РАЗ, кН:

() (1.16)

где: k_П.Ц. – коэффициент запаса прочности цепи, (для горизонтальных конвейеров k_П.Ц. = 6÷8, а для наклонных участков k_П.Ц. = 8÷10);

=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 n_П.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 Р_ПР будет равно:

(1.19)

где: =965 об/мин - частота вращения двигателя;

n_П.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 υ_Ф, 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);

k_З.М. – коэффициент запаса мощности при пуске, (k_З.М,=1,2÷1,3);

υ_Ф=0,352 м/сек – уточненная скорость движения цепей;

S_min=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 k_З.П.

() (1.23)

где: - разрушающая нагрузка цепи, кН, (для расчетов принимаем );

k_З.П. – коэффициент запаса прочности, (k_З.П.=6÷8).

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

Усть-Каменогорск, 2010 г.