Расчет передвижного ленточного конвейера для транспортировки кокса

1 Ширина ленты конвейера

Необходимая ширина ленты по заданной производительности, виду груза и  схеме конвейера, определяется по формуле:

,

где П – максимальная расчетная массовая производительность конвейера, ;

      – коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, принимаем ;

      – скорость ленты конвейера, ;

      – плотность груза, , в расчетах принимаем ;

      – коэффициент уменьшения сечения груза, .

Таким образом:

.

Выбираем ширину ленты по ГОСТ 22644–77 равной 800 мм.

 

 

 

 

 

 

 

2 Приближенные натяжения  ленты

Общее сопротивление при установившемся движении ленты по всей трассе загруженного конвейера, равное тяговому усилию приводного барабана определяется по формуле:

,

где – обобщенный коэффициент местных сопротивлений на оборотных барабанах, в местах загрузки и других пунктах, при длине конвейера 10м ;

      – горизонтальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера:

;

      – линейная сила тяжести насыпного груза:

;

      – линейная сила тяжести верхних роликоопор, при ширине ленты 800 мм ;

      – линейная сила тяжести ленты, ;

      , – коэффициенты сопротивления движению соответственно верхней и нижней ветвей ленты конвейера, при средних условиях работы конвейера принимаем , ;

      – линейная сила тяжести нижних роликоопор,  
;

      –вертикальная проекция расстояния между осями концевых барабанов конвейера:

.

Общее сопротивление равно:

.

Для обеспечения  необходимого запаса силы трения на приводном  барабане расчетное натяжение сбегающей  ветви ленты принимаем несколько  увеличенным:

,

где – коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном, , принимаем ;

      – общее сопротивление движению ленты, ;

      – коэффициент трения ленты о барабан, поскольку транспортирование сухого щебня обеспечивает сухие и грязные условия работы для чугунного барабана, то коэффициент ;

      – угол обхвата барабана лентой, .

 То находим:

.

Натяжение сбегающей ветви:

.

Расчетное натяжение набегающей ветви  ленты:

.

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет ленты конвейера

Необходимое число прокладок ленты, определяется по формуле:

,

где – коэффициент запаса прочности ленты, ориентировочно при принимаем равным ;

      – максимальное расчетное натяжение ленты, полученное по тяговому расчету конвейера, ;

      – прочность ткани одной прокладки, ширины ленты, выбираем хлопчатобумажную, тип ленты с тканью прокладки Б820, у которой  
;

      – ширина ленты, .

Необходимое число прокладок ленты:

.

Принимаем минимально допустимое количество прокладок  .

Определяем  толщину ленты:

,

где – толщина прокладки, ;

      – толщина наружных обкладок соответственно с грузовой и опорной стороны, учитывая, что груз среднеабразивный мелкокусковой принимаем .

.

 

 

 

 

 

 

4 Расстояния между роликоопорами,  диаметры 

роликов и  барабанов

Расстояния между роликоопорами  на верхней ветви ленты выбираются в зависимости от характеристики транспортируемого груза. При ширине ленты 800мм и плотности груза 0,5т/м³, расстояния между роликоопорами на верхней ветви равно: .

Расстояния  между роликоопорами на нижней ветви  принимаем в 2 – 2,5 раза большими, чем на верхней, но не более 3,5 м.

.

Назначаем 3м.

Для амортизации ударов в зоне загрузочной воронки под лентой устанавливаем три амортизирующих роликоопоры на расстоянии одна от другой.

Выбираем  плоскую роликоопору, диаметр ролика которой  .

Диаметр барабана определяем по формуле:

,

где – коэффициент, зависящий от типа прокладок, прочности ткани прокладки ( ), , в расчетах принимаем ;

      – коэффициент, зависящий от назначения барабана, для приводного барабана, ;

      – число прокладок, .

.

Округляем полученное значение в до ближайшего стандартного согласно нормальному ряду размеров барабанов по ГОСТ44644–77: 315мм.

Диаметр хвостового барабана:

.

5 Тяговый расчет ленточного  конвейера

Подробный тяговый расчет конвейера  выполняется методом последовательного суммирования сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера. Линейные силы тяжести насыпного груза и резинотканевой ленты принимаем по выполненным выше расчетам, для роликоопор вычисляем.

Линейные силы тяжести вращающихся  частей роликоопор на верхней ветви конвейера:

,

для нижней части конвейера:

,

где , и – соответственно силы тяжести вращающихся частей верхней и нижней роликоопоры, находим: ;

      и – расстояния между роликоопорами соответственно на верхней и нижней ветвях ленты: , .

;

.

Для определения натяжения ленты  в любой точке трассы используется зависимость:

,

где – натяжение ленты в точке i;

      – сопротивление на участке между точками i и 1.

Расчет выполняем методом обхода по контуру трассы ленты с учетом всех действующих распределенных и сосредоточенных нагрузок.

Расчет  начинаем от точки сбегания ленты  с приводного барабана (точка 1 на рисунке 1).

 

 

Натяжение в точке 1 принимаем неизвестным и выражаем натяжение ленты во всех точках контура через .

Натяжение ленты в точке 2:

,

.

Натяжение ленты в точке 3:

,

где – коэффициент увеличения натяжения ленты в местах огибания барабанов, при угле отклонения 180⁰– 1,05…1,06  в расчетах принимаем 1,05.

.

Натяжение ленты в точке 4:

,

где – коэффициент, учитывающий трение сыпучего груза о борта, принимаем ;

      – производительность конвейера, ;

      – скорость ленты, .

.

Натяжение ленты в точке 5:

,

.

Таблица 1- Результаты  тягового расчета  конвейера

№ точки	Формула	Численные значения, Н
1		603,12
2		420,6
3		441,63
4		484,96
5		955,03

 

Проверка выбранного диаметра приводного барабана по действующему давлению ленты  на поверхность барабана.

где  - угол обхвата барабана лентой, град.;

       В- ширина ленты,  мм;

      - допустимое давление для резинотканевой ленты (0,2…0,3) Мпа.

 

6 Выбор электродвигателя  и расчет

мотор - барабана

Установочная мощность привода  ленточного конвейера:

,

где – коэффициент запаса и неучтенных сопротивлений, потерь, , принимаем ;

      – натяжение набегающей ветви ленты, ;

      – натяжение сбегающей ветви ленты, ;

      – скорость конвейера, ;

      – КПД привода конвейера, .

.

По требуемой мощности выбираем электродвигатель АОП2–41–6 и заносим его технические данные в таблицу 2.

Таблица 2. Технические данные электродвигателя

Тип электродвигателя	N, кВт	n об/мин	Ψпуск	Ψmin	Ψmax	IP
АОС2	2,7	870	1,8	1,5	2,2	0,016

 

Необходимое передаточное число привода  конвейера определяется по формуле:

,

где – диаметр барабана, ;

      – толщина ленты, ;

      – число оборотов двигателя, ;

      – скорость ленты конвейера .

                                           

Также u можно определить так:

,

где – передаточное число первой ступени, принимаем ;

      – передаточное число второй ступени (см. рисунок 2).

_{Рисунок 2- Кинематическая схема  мотор-барабана}.

Определим межосевое расстояние для  второй ступени:

,

где – передаточное число второй ступени;

      – крутящий момент на валу колеса;

      – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимаем ;

      – допустимое нормальное напряжение в материале колеса;

      – коэффициент ширины колеса, .

Крутящий момент на валу двигателя:

.

 

Момент на промежуточном валу:

.

Момент на выходном валу: 

.

Принимаем для колеса Ст.40Х улучшенную до НВ245, для шестерни –

Ст.40ХН, улучшенную до НВ280.

Допустимые нормальные напряжения вычисляем по формуле:

,

где – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

      – коэффициент долговечности, при числе циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового принимаем ;

      – коэффициент безопасности; для колес из нормализованной и улучшенной стали .

Для нормализованных или улучшенных сталей:

.

Допустимые нормальные напряжения для колеса:

.

Допустимые нормальные напряжения для шестерни:

.

Межосевое расстояние для второй ступени:

.

Принимаем , и , т.к. передача соосная.

Число зубьев шестерни:

;

Число зубьев колеса:

;

Фактическое передаточное число второй ступени:

.

Число зубьев шестерни первой ступени:

.

.

Число зубьев колеса первой ступени:

;

Проверка межосевого расстояния:

;

.

Определяем фактическое передаточное число:

.

Находим расхождение между теоретическим  и фактическим передаточными  числами:

, что меньше допустимых 4%.

 

Определим размеры зубчатых колес.

 

 

 

Первая ступень:

Делительный диаметр:

– для  шестерни: ;

– для колеса: ;

Диаметр окружности вершин зубьев:

– для шестерни: ;

– для колеса: ;

Диаметр окружности впадин зубьев:

– для шестерни: ;

– для колеса: ;

Коэффициент ширины колеса:

.

Ширина колеса:

.

Ширина шестерни:

.

Вторая ступень:

Делительный диаметр:

– для шестерни: ;

– для колеса: .

Диаметр окружности вершин зубьев:

– для шестерни: ;

– для колеса: .

Диаметр окружности впадин зубьев:

– для шестерни: ;

– для колеса: .

Ширина колеса:

.

Ширина шестерни:

.

 

 

Определим диаметры валов зубчатой передачи по пониженным напряжениям по формуле: