Расчет и проектирование подвесного грузонесущего конвейера

Введение

Подвесным называется конвейер, у которого транспортируемые грузы  находятся на подвесках и движутся вместе с ходовой частью по подвесному направляющему пути замкнутого контура.

По способу соединения тягового элемента с транспортируемым грузом и характеру перемещения грузов подвесные конвейеры подразделяются на грузонесущие, грузотолкающие, несуще-толкающие, грузоведущие и несуще-грузоведущие.

В данном курсовом проекте  рассчитывается подвесной грузонесущий конвейер, который состоит из тягового элемента, замкнутого по контуру трассы, с постоянно прикрепленными к нему каретками, к которым шарнирно подвешены подвески с транспортируемыми грузами. Тяговый элемент с каретками и подвесками движется при помощи привода по замкнутому пути, подвешенному к опорным конструкциям, поворачивается на поворотных устройствах и натягивается натяжным устройством.

Для начала проводят предварительный  расчет конвейера, в котором выбираются элементы и параметры ходовой  части и определяется предварительное  натяжение тягового элемента. Затем проводят уточненный расчет конвейера, в котором производят уточненный тяговый расчет, выбор элементов привода и расчет натяжного устройства.

 

1. Исходные  данные

Рисунок 1 – Схема трассы конвейера

Длина трассы конвейера  ;

Плановая производительность конвейера  ;

Скорость цепи конвейера ;

Загрузка подвесок – ручная;

Разгрузка подвесок – ручная

Масса подвески ;

Число грузов на подвеске ;

Масса груза ;

Размеры груза ;

Режим работы конвейера – средний;

Условия работы – средние.

 

2. Предварительный расчет подвесного конвейера

2.1 Предварительный выбор типоразмера цепи, кареток и поворотных звездочек

В качестве тягового элемента конвейера принимаем предварительно пластинчатую втулочную безроликовую цепь типа М20-100 ГОСТ 588-81 [1], имеющую параметры: шаг цепи ; масса 1 м цепи ; разрушающая нагрузка .

Принимаем предварительно каретку [1], имеющую параметры: предельная грузоподъемность ; масса каретки ; каток-подшипник №260805. Для выбранной каретки ходовой путь изготовлен из балки двутаврового сечения №14 ГОСТ 8239-89.

В качестве поворотного и приводного устройств принимаем звездочку [1], имеющую параметры: число зубьев ; диаметр делительной окружности .

2.2 Определение шага подвесок и кареток

Рисунок 2 – Схема к расчету шага подвесок на горизонтальном участке

Расчетный шаг подвесок

,                   (1)

.

Шаг подвесок проверяем на проходимость груза (рис. 2) при огибании звездочек по условию

,                 (2)

где  – минимальный шаг, при котором подвески не задевают друг друга при обходе звездочек;

,         (3)

где – радиус делительной окружности звездочки, ;

 – половина угла между  подвесками;

,            (4)

где – ширина подвески с грузом вдоль оси цепи, ;

 – минимальный зазор между подвесками, ;

 – расстояние от края подвески  до оси цепи, ;

;

;

.

Условие выполняется. Принимаем .

Шаг кареток  , т.к. .

 

2.3 Определение линейных нагрузок

Линейная нагрузка на холостой (обратной) ветви без учета пропуска неразгруженных подвесок

,      (5)

.

Линейная нагрузка на холостой ветви с учетом пропуска на обратную ветвь неразгруженных подвесок

,        (6)

где – коэффициент пропуска неразгруженных подвесок на обратную ветвь, ;

 – линейная нагрузка от  силы тяжести транспортируемого  груза;

,       (7)

;

.

Линейная нагрузка на груженой ветви

,      (8)

.

2.4 Приближенное определение максимального натяжения цепи

Максимальное натяжение  тяговой цепи

,    (9)

где – первоначальное натяжение цепи, ;

 – коэффициент сопротивления  движению кареток на прямолинейном  участке на трассе конвейера, ;

 – горизонтальные проекции  длины загруженной и холостой  ветви соответственно;

 – коэффициент концентрации местных сопротивлений, ;

 – суммарный коэффициент  местных сопротивлений;

,      (10)

где – соответственно коэффициенты сопротивления движению каретки на вертикальном повороте, горизонтальном повороте на звездочке или блоке и на роликовой батарее, ;

 – количество вертикальных поворотов, горизонтальных поворотов на звездочке или блоке и на роликовой батарее соответственно, ;

;

.

2.5 Проверка правильности выбора типоразмера ходовой части

Полученная величина показывает, что цепь выбрана правильно, т.к. для принятой цепи допускаемое натяжение по долговечности при скорости , средних условиях и среднем режиме работы составляет : .

Запас прочности цепи

,      (11)

.

Расчетная статическая  нагрузка на каретку

,       (12)

.

Каретка выбрана правильно, т.к. .

2.6 Определение сопротивлений движению

Сопротивление ходовых  катков

,              (13)

.

Сопротивление подшипников  отклоняющих звездочек

,     (14)

где  – коэффициент сопротивления подшипников звездочек, при подшипниках качения, ;

 – угол перегиба цепи, ;

.

Сопротивление подшипников приводной звездочки

,      (15)

.

Сопротивление отклоняющих  звездочек

,     (16)

где – условный коэффициент сопротивления, ;

.

Сопротивление приводной звездочки

,             (17)

.

Сопротивление от перегиба цепи на отклоняющей звездочке

,          (18)

где – коэффициент трения в шарнирах, ;

 – диаметр валика цепи, ;

.

Сопротивление от перегиба цепи на приводной звездочке

,     (19)

.

2.7 Определение предварительного тягового усилия на приводной звездочке

Тяговое усилие на звездочке

,              (20)

где  – сумма сопротивлений конвейера;

,  (21)

;

.

3. Уточненный тяговый расчет конвейера

3.1 Тяговый расчет конвейера

Разбиваем трассу на отдельные расчетные участки и нумеруем их (рис. 3), начиная с точки минимального натяжения . Минимальное натяжение установлено в точке сбегания цепи с натяжного устройства, при этом .

Определяем натяжения тяговой цепи по всему контуру трассы путем последовательного суммирования сопротивлений движению на отдельных участках трассы конвейера, начиная с точки минимального натяжения до привода.

Рисунок 3 – Разбивка трассы конвейера на участки

Таблица 1

Номер точки трассы	Формула определения  натяжения	Значение натяжения, Н
По направлению движения цепи
1		1000
2		1011,71
3		1411,27
4		1446,55
5		1872,17
6		1918,97
7		1945,03
8		2151
Против направления  движения цепи
10		975,61
9		784,33

Расхождение от предварительного значения составило 22,6%.

Рисунок 4 – Диаграмма натяжений тяговой цепи

3.2 Определение тягового усилия на приводной звездочке

Тяговое усилие на звездочке

,    (22)

.

Расхождение от предварительного тягового усилия составило 33,1%.

3.3 Определение мощности и выбор мотор-редуктора

Мощность приводного электродвигателя

,            (23)

где – коэффициент запаса, ;

 – КПД передаточного механизма  от двигателя к приводному  органу с учетом КПД приводной звездочки, ;

.

Выбираем мотор-редуктор 3МВ-100-400-320, имеющий параметры: номинальная мощность двигателя ; передаточное число ; частота вращения выходного вала ; масса ; диаметр выходного вала .

3.4 Определение фактической скорости цепи и производительности конвейера

Фактическая скорость цепи

,     (24)

.

Производительность конвейера  не изменяется, т.к. фактическая скорость цепи равна расчетной скорости, т.е. .

3.5 Расчет натяжного устройства

Усилие натяжного устройства конвейера

,       (25)

где – усилие в точке набегания цепи на натяжную звездочку, ;

.

Масса натяжного груза

,     (26)

где – коэффициент потерь на отклоняющих звездочках, ;

 – число отклоняющих звездочек;

.

Принимаем .

Ход натяжного устройства конвейера

,       (27)

.

Принимаем .

 

Библиографический список

1. Конвейеры: Справочник / Р.Л. Зенков, А.Н. Гнутов, В.К. Дьячков, Ю.А. Пертен, Р.А. Волков / Под ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1984. 367 с., ил.
2. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучвющихся по специальности «ПТМиО» / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов. М.: Машиностроение, 1987. 432 с., ил.
3. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Анурьев / В трех томах. М.: Машиностроение, 2000. Т 1, 2, 3.