Контрольная работа 2. Определение основных параметров одноприводного прямолинейного ленточного конвейера

4.1. Содержание задания:

выполнить схему конвейера с указанием основных узлов: приводного (приводных) барабанов, отклоняющих барабанов (в том числе натяжного), очистных, загрузочных, разгрузочных устройств, роликоопор;

описать принцип действия, устройство и область применения ленточных конвейеров;

в соответствии с заданными условиями (характеристика перемещаемого материала, условия работы конвейера, конструктивная производительность, длина транспортирования, угол наклона конвейера, характеристика поверхности приводного барабана (см. Приложение Б табл. 9-18)) определить:

а) характеристику ленты (ширину, тип ленты, количество прокладок, толщину ленты, массу 1 м ленты);

б) скорость движения ленты;

в) тип роликоопоры, диаметр роликов, расстояние между роликоопорами на грузовой и порожняковых ветвях конвейера;

г) усилия в набегающей и сбегающей ветвях ленты на приводе, минимально допустимое натяжение ленты конвейера по его длине;

д) ход натяжного устройства;

е) окружное усилие на барабане;

ж) диаметры приводного, натяжного барабанов;

з) ширину барабанов;

и) мощность двигателя конвейера;

к) передаточное число редуктора;

привести расчетную схему конвейера, схемы роликоопор грузовой и порожней ветвей с указанием основных размеров;

построить диаграмму натяжения ленты по длине конвейера;

привести сводную таблицу параметров конвейера, определенных согласно заданию;

письменно ответить на три вопроса, которые в соответствии с условным шрифтом принимаются по табл. 19 приложения Б.

4.2. Методические указания к выполнению расчетов

4.2.1. Перед решением задачи необходимо изучить устройство ленточного конвейера, назначение его основных узлов. Особое внимание должно быть обращено на устройство привода, натяжных, загрузочных, разгрузочных и очистных устройств, конструкции роликоопор грузовой и порожняковой ветвей конвейера.

4.2.2. Изучается методика расчета конвейера. После изучения методики расчета приступают к определению параметров ленточного конвейера для заданных условий.

4.2.3. Ширина ленты определяется, исходя из заданной конструктивной производительности конвейера с учетом:

физико-механических характеристик насыпного груза (угла естественного откоса, крупности транспортного груза, насыпной массы);

формы ленты (плоская, желобчатая), угла наклона боковых роликов грузовой ветви (однороликовая, двухроликовая, трехроликовая);

угла наклона конвейера.

В зависимости от этих характеристик устанавливают значения коэффициентов производительности К_П; коэффициента, учитывающего уменьшение поперечного сечения насыпного груза при наклонной установке конвейера С, коэффициента, учитывающего угол естественного откоса К_r.

4.2.4. Скорость движения ленты принимают в зависимости от физико-механических характеристик транспортируемого груза в соответствии с ГОСТ 22644-77 [17].

4.2.5. Для грузов, содержащих куски, ширину ленты проверяют по кусковатости.

Большая из определенной по производительности и проведенной по кусковатости груза ширина ленты округляется до предусмотренной ГОСТ 20-85 [18].

Для зернистых и пылевидных материалов проверку ширины ленты по кусковатости не проводят.

4.2.6. После определения ширины ленты устанавливают исходные данные для тягового расчета конвейера: вес груза на 1 м длины конвейера; вес 1 м ленты (ориентировочно); вес вращающихся частей роликоопор на порожней и грузовой ветвях конвейера; коэффициент сопротивления движению; коэффициент, учитывающий местные сопротивления в пункте загрузки, на отклоняющих барабанах, на очистных устройствах; специфические местные сопротивления на разгрузочных устройствах; минимальное натяжение ленты по условию ее повсеместного растяжения.

4.2.7. Вес груза на 1 м ленты определяют в зависимости от производительности конвейера и скорости ленты.

4.2.8. Вес 1 м ленты первоначально определяют ориентировочно, пользуясь эмпирическими формулами, а затем уточняют по результатам тягового расчета

4.2.9. Устанавливают диаметр роликов в зависимости от ширины ленты и определяют вес вращающихся частей роликоопор на 1 м длины конвейера согласно ГОСТ 22645-77 [19].

Расстояние между опорами на порожняковой, нижней ветви принимают в 2-3 раза больше, чем на грузовой.

4.2.10. Коэффициент сопротивления движения определяют с учетом условий работы конвейера (влажности и запыленности воздуха, абразивности пыли и т.п.). Коэффициент, учитывающий местные сопротивления, принимают в зависимости от длины конвейера.

4.2.11. Местные сопротивления на разгрузочных и загрузочных устройствах рассчитывают по эмпирическим формулам с учетом ширины ленты, веса груза на 1 м длины конвейера, длины бортов загрузочного устройства и т.п.

Рисунок 1 - Схемы к тяговому расчету одноприводного конвейера

4.2.13. Определяют силы тяги прямолинейных участков конвейера: нижней, порожняковой ветви F _1-2 и верхней, грузовой ветви F _3-4

где l - наклонная длина конвейера (длина транспортирования), м;

q_л - вес 1 м ленты, Н/м;

q - вес груза на 1 м ленты, Н/м;

c ₂ - коэффициент, учитывающий местные сопротивления (принимается в зависимости от длины конвейера);

w - коэффициент сопротивления движению (принимается в зависимости от условий работы конвейера). Для сухих отапливаемых помещений w =0, 02; для очень пыльной атмосферы, тяжелых условий работы w =0, 04 - 0, 06;

b - угол наклона конвейера к горизонту;

q_П - вес вращающихся частей роликоопор на 1 м длины порожняковой ветви конвейера, Н/м;

q_г - вес вращающихся частей роликоопор на 1 м длины грузовой ветви конвейера, Н/м;

F_M - величина местных сопротивлений на разгрузочных и загрузочных устройствах конвейера, Н.

При определении силы тяги F _1-2 и F _3-4 знак (+) у sin b становится тогда, когда лента на рассматриваемом участке движется снизу вверх, а знак (-) тогда, когда лента движется сверху вниз.

4.2.14. Определив значения F _1-2 и F _3-4, строят диаграмму натяжений (рисунок 2). Наносят ось координат (ось натяжений) и выбирают масштаб сил. Ось абсцисс (ось длины контура) не наносят. Затем на оси ординат отмечают в произвольном месте точку 1. Точка 2 будет находиться от точки 1 на расстоянии l (длина конвейера) по перпендикуляру к оси ординат и на расстоянии F _1-2 по оси ординат, поскольку сила тяги F _1-2 есть разность натяжений в точках 2 и 1. Таким образом, находят на диаграмме положение точки 2. Поскольку F _1-2 линейная функция l, то график на участке 1 - 2 будет прямой линией. Точка 3 совпадает с точкой 2, поскольку длиной тягового органа (ленты) на поворотном пункте и его сопротивлением пренебрегают. Точка 4 будет находиться от точки 3 на расстоянии l в направлении оси абсцисс и на расстоянии F _3-4 по оси ординат. Точки 3 и 4 соединяют прямой и получают диаграмму натяжений, не имеющую явно нанесенной оси абсцисс. Пользуясь этой диаграммой, находят точку минимального натяжения ленты и величину тягового усилия привода. Тяговое усилие привода F_Н.С равно разности натяжений набегающей и сбегающей ветвей (разности ординат точек 4 и 1), минимальное натяжение ленты имеет место в низшей точке диаграммы.

Рисунок 2 - Диаграмма натяжения тягового органа

Положение оси абсцисс на диаграмме определяют следующим образом.

4.2.15. Определяют минимально допустимое натяжение ленты по условию повсеместного растяжения F_П.Р.

Значение F_П.Р откладывают вниз от точки с минимальным натяжением в ленте и проводят штрихпунктирную линию, перпендикулярную оси ординат (предполагаемая ось абсцисс).

4.2.16. Определяют минимально допустимое натяжение сбегающей ветви ленты, не допускающее срыв сцепления на приводном барабане F_СЦ.

Значение F_СЦ откладывают вниз от точки сбегания ленты с приводного барабана и проводят прямую штрихпунктирную линию, перпендикулярную оси ординат (предполагаемую ось абсцисс).

4.2.17. Определяют минимальное натяжение груженой ветви ленты, исходя из допустимой стрелы провеса F_{min f}.

Значения F_{min f} откладывают вниз от точки, соответствующей минимальному натяжению грузовой ветви и проводят прямую штрихпунктирную линию, перпендикулярную оси ординат (предполагаемую ось абсцисс).

4.2.18. За действительную ось абсцисс выбирают такую, которая является нижайшей.

4.2.19. Для придания диаграмме законченного вида необходимо:

- указать направление оси абсцисс (оси длины контура);

- на оси ординат нанести отметки масштаба сил и проставить соответствующие числовые значения;

- указать натяжения в сечении тягового органа в точках 1 - 4;

- указать максимальное натяжение в сечении гибкого тягового органа.

4.2.20. Воспользовавшись диаграммой натяжения, определяют натяжения обеих ветвей натяжного устройства и усилие натяжного устройства. Усилие натяжного устройства должно уравновешивать натяжение обеих ветвей ленты.

4.2.21. Мощность двигателя определяют, задавшись КПД привода. Обычно для одноприводных ленточных конвейеров h =0, 87 – 0, 92.

Полученная расчетом мощность двигателя округляется с учетом ряда нормируемых мощностей двигателей или до ближайшей большей мощности по каталогу.

4.2.22. Количество прокладок в ленте округляют по наибольшему натяжению ленты с учетом ее запаса прочности. Число прокладок должно находиться в пределе 3-8.

4.2.23. После этого определяют толщину ленты и уточняют массу 1 м ленты.

4.2.24. Диаметры приводных и натяжных барабанов рассчитывают, исходя из типа ткани ленты, числа прокладок и назначения барабанов. Принимаемые диаметры должны соответствовать стандартному ряду, длины барабанов принимают на 150-200 мм больше ленты.

4.2.25. Диаметр барабана проверяют по допустимому удельному давлению ленты на поверхность барабана.

4.2.26. Скорость вращения барабана устанавливают, исход из скорости движения ленты и принятого диаметра приводного барабана.

4.2.27. Передаточное число редуктора находят, исходя из скорости вращения двигателя и скорости вращения барабана.

4.2.28. Ход натяжного устройства должен компенсировать упругое и остаточное удлинение ленты.