Расчёт ковшового элеватора и выбор его основных элементов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА “МАШИНОВЕДЕНИЯ И ДЕТАЛИ МАШИН”

 

 

 

 

 

                                                                                 Курсовая работа

 Механическое оборудование 

 

 

 

 

РАСЧЁТ КОВШОВОГО ЭЛЕВАТОРА  И ВЫБОР ЕГО ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

 

Пояснительная записка 

 2906. МО 04 КР. 00000 ПЗ

 

 

 

 

 

 

Проект выполнил:                                                                           

студент гр.  СТ-01-2                                                                                        Камалетдинов С.В.

 

Руководитель:

к. т. н., доцент                                                                                                    Ильин И.Д.

 

 

Братск 2004

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение                                                                                                             2

1. КОВШОВЫЙ ЭЛЕВАТОР                                                                          3

1. Основные типы и область применения                                                                               3

2. Способы наполнения и разгрузки ковшей                                                                          5

3. Элементы элеваторов                                                                                                            7

1. Ковши                                                                                                                          7

2. Тяговый элемент                                                                                                         9

3. Привод                                                                                                                        11

4. Натяжное устройство                                                                                                12

2. Расчет транспортирующей машины                                           14

1. Предварительный расчет элеватора                                                                                    14

2. Уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру                              16

Заключение                                                                                                        20

Спецификация                                                                                                    21

Список используемых источников                                                                  22

 

Введение

 

В данной курсовой работе производится расчет ковшового элеватора и выбор его основных элементов. Расчет состоит из предварительного и уточненного (проверочного) тягового, который производится методом обхода по контуру. Выбор основных элементов включает в себя выбор: двигателя, редуктора, соединительной муфты и тормоза.

 
КОВШОВЫЙ ЭЛЕВАТОР

Основные типы и область применения

Элеватор (лат. elevator, буквально — поднимающий, от elevo — поднимаю), машина непрерывного действия, транспортирующая грузы в вертикальном или наклонном направлениях. Различают элеваторы ковшовые, полочные, люлечные. Ковшовые элеваторы предназначены для подъёма по вертикали или крутому наклону (более 60°) насыпных грузов (пылевидных, зернистых, кусковых), полочные и люлечные элеваторы — для вертикального подъёма штучных грузов (деталей, мешков, ящиков и т. п.) с промежуточной погрузкой-разгрузкой. Ковшовые элеваторы используются в металлургии, машиностроении, химическом и пищевом производствах, на обогатительных фабриках и зернохранилищах, а полочные и люлечные — на предприятиях различных отраслей промышленности, базах, в магазинах, а также на складах, в том числе в виде подвижных стеллажей для хранения и выдачи изделий.

Ковшовый элеваторы представляет собой замкнутое полотно с  тяговым органом, огибающим приводной и натяжной барабаны (звёздочки), и прикрепленными к нему ковшами. Несущей и ограждающей частью элеватора является стальной сварной кожух с загрузочным и разгрузочным патрубками. Привод имеет электродвигатель, редуктор, муфты и останов, предотвращающий обратное движение полотна. На элеваторах применяется винтовое или грузовое натяжное устройство. Скорость движения полотна тихоходных элеваторов до 1 м/сек, быстроходных до 4 м/сек. Подача ковшовых элеваторов  5—500 м³/ч, высота подъёма Н не превышает 60 м. Основными параметрами ковшовых элеваторов являются ширина В_К, высота h, вылет А, полезная (до кромки передней стенки) вместимость ковша и расстояние (шаг) между ковшами a_к. Быстроходные элеваторы имеют расставленные глубокие и мелкие ковши, для которых a_к = (2,5—3) h, a в качестве тягового органа — конвейерную резинотканевую ленту или короткозвенную цепь. На тихоходных элеваторах применяются сомкнутые (a_k = h) с бортовыми направляющими остроугольные и со скруглённым днищем ковши, прикрепленные боковыми стенками к двум тяговым цепям.

Полочный элеватор имеет 2 вертикальные пластинчатые втулочные цепи, огибающие  верхние тяговые и нижние натяжные звёздочки. К цепям жестко прикреплены  захваты-полки, соответствующие форме  и размерам груза. Загрузка полок производится вручную или автоматически с гребенчатого стола, а разгрузка в верхней части нисходящей ветви — при опрокидывании полок. Скорость движения цепей полочного элеватора 0,2—0,3 м/сек.

Люлечный элеватор отличается от полочного  способом крепления рабочего органа — люльки, которая благодаря шарнирному подвесу на всех участках трассы сохраняет горизонтальное положение днища. Загрузка люлечных элеваторов производится на восходящей, а разгрузка — на нисходящей ветви. Скорость движения полотна 0,2—0,3 м/сек.

Рисунок 1 Типы  ковшовых элеваторов

Способы наполнения и разгрузки  ковшей

Наполнение (загрузка) ковшей производится либо зачерпыванием груза из нижней части кожуха элеватора (см. рис. 2, а), либо засыпанием груза в ковши (см. рис. 2, б). Практически ковши наполняют тем и другим способом одновременно при преимущественном преобладании одного из них. Наполнение ковшей зачерпыванием применяется в ленточных и цепных элеваторах с расставленными ковшами при транспортировании сухих хорошо сыпучих, пылевидных и мелкокусковых насыпных грузов (например, угольной пыли, фрезерного торфа, зерна, цемента, земли, песка, опилок, дробленого угля, фосфоритной муки и т. п.), черпание которых не создает значительных сопротивлений и может происходить при повышенной скорости движения ковшей (0,8-4 м/с).

Крупнокусковые  и абразивные грузы (гравий, руда, кусковой уголь и т. п.) черпать ковшом со дна кожуха затруднительно, так как вследствие больших сопротивлений возможен отрыв ковшей и даже обрыв тягового элемента. Наполнение ковшей крупнокусковыми и абразивными грузами производится непосредственно засыпанием их в ковши. Применение этого способа возможно только при непрерывном, сомкнутом расположении ковшей (что не позволяет грузу просыпаться между ковшами) и при пониженных скоростях движения (не более 4 м/с), так как при повышенной скорости ковши плохо заполняются и отбрасывают груз.

Рисунок 2 Схема загрузки, разгрузки и расположения ковшей элеватора

Разгрузка ковшей бывает центробежная (см. рис. 2, а), самотечная свободная (см. рис. 2,в и г) и самотечная направленная (см. рис. 2, б). При центробежной разгрузке ковши разгружаются главным образом под действием центробежной силы, возникающей во время прохождения ковшей через барабан (или звездочку). Транспортируемый груз выпадает непосредственно в разгрузочный патрубок кожуха элеватора. Для соблюдения условия центробежной разгрузки и исключения просыпания груза необходимо правильно выбрать частоту вращения приводного барабана и расположение разгрузочного патрубка элеватора в верхней части кожуха.

Центробежную  разгрузку применяют для быстроходных (преимущественно ленточных, реже — цепных) элеваторов с расставленными ковшами при транспортировании легкосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов. Скорость движения ковшей элеваторов принимают обычно 1—4 м/с. Расстояние между ковшами в быстроходных элеваторах выбирают таким, чтобы выброшенные из ковша частицы груза не попадали на впереди идущий ковш.

Свободная самотечная разгрузка (см. рис. 2, в) характеризуется дополнительным отклонением ковша, обеспечивающим свободное высыпание груза под действием силы тяжести. Этот вид разгрузки применяют для плохосыпучих влажных, хлопьеобразных и мокрых грузов (например, угольной пыли, мела, различных химикатов, мокрой золы, опилок и т. п.).

В вертикальных элеваторах свободная самотечная разгрузка обеспечивается путем отклонения обратной ветви на дополнительных направляющих звездочках, роликовых батареях (редко) или направляющих шинах, устанавливаемых в двух цепных элеваторах с боковым креплением цепей к расставленным и сомкнутым ковшам. В одно цепных элеваторах такое отклонение обратной ветви возможно только для специального исполнения при двухрядном консольном креплении ковшей (параллельными рядами справа и слева от цепи) боковыми стенками к звеньям центрально расположенной цепи, свободной для зацепления (и отклонения) с наружной и внутренней сторон.

В наклонных элеваторах свободная самотечная разгрузка  обеспечивается наклонным положением самого элеватора, поэтому иногда для отклонения ковшей вертикальные элеваторы делают с наклонной верхней частью. Однако это приводит к значительным дополнительным сопротивлениям и ускоренному изнашиванию цепи и направляющих шин.

Свободную самотечную разгрузку имеют специальные  двух цепные элеваторы с центральной внутренней разгрузкой ковшей (см. рис. 2, г). Разгрузка производится при пониженной скорости движения ковшей (0,6 — 0,8 м/с).

Самотечная направленная разгрузка (см. рис. 2, б) характерна для вертикальных и наклонных элеваторов (ленточных и цепных) с непрерывным сомкнутым (чешуйчатым) расположением ковшей. При огибании верхнего барабана груз высыпается, из ковша под действием силы тяжести на заднюю стенку предыдущего ковша и направляется ею и боковыми бортами ковша в разгрузочный патрубок элеватора. Этот способ разгрузки применяют в тихоходных элеваторах при скорости движения ковша 0,4 — 0,8 м/с для транспортирования кусковых, тяжелых, абразивных и малоабразивных грузов (гравий, руда, шлак, крупнокусковой уголь и т. П.), а также хрупких грузов (торф, древесный уголь, кокс и т. п.), измельчение которых понижает их качество.

Элементы элеваторов

Ковши. Основные параметры ковша — геометрические  размеры  (ширина В, вылет L и высота Я) и объем. Конструкция (тип) ковша определяется свойствами транспортируемого груза и способами загрузки и разгрузки ковшей. ГОСТ 2036 — 77 для вертикальных элеваторов предусмотрены четыре типа ковшей: глубокие (рис. 3, а), мелкие (рис. 3, б) со скругленным (цилиндрическим) днищем и ковши с бортовыми направляющими с остроугольным (рис. 3, в) и скругленным (рис. 3, г) днищем. Известно также применение трапецеидальных ковшей увеличенного объема и других ковшей специальных конструкций. В наклонных элеваторах преимущественное распространение нашли ковши с бортовыми направляющими с остроугольным и закругленным днищем, а также трапецеидальные ковши увеличенного объема.

Глубокие ковши (рис. 3, а) имеют пологий обрез передней кромки и повышенную глубину; применяют их для сухих, легкосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов (например, зерна, песка, земли, мелкого угля и т. п.). При креплении глубоких ковшей боковыми стенками к двум цепям (рис. 3, а, вариант 3) и при свободной самотечной разгрузке с отклонением обратной ветви в глубоких ковшах можно транспортировать и некоторые насыпные грузы плохой сыпучести (например, сажу, шламовую известь и т. п.).

Мелкие ковши (рис. 3, б) имеют крутой обрез передней кромки и малую глубину, что способствует лучшему опорожнению при разгрузке, поэтому их применяют для транспортирования влажных и слеживающихся плохосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов.

Наличие цилиндрического днища  у глубоких и мелких ковшей также способствует их лучшему опорожнению и уменьшает возможность прилипания частиц груза к днищу.

Известен опыт применения попеременно по секциям расставленных ковшей с дном и без дна для обеспечения лучшей разгрузки ковшей при транспортировании плохосыпучих грузов. В секции два-три ковша не имеют сомкнутого дна, затем идет стандартный ковш со сплошным дном и т. д. На вертикали в ковше без дна груз удерживается силами внутреннего сцепления своих частиц и страхуется ковшом со сплошным дном, а на разгрузке — полностью выгружается.

Рисунок 3 Схема ковшей вертикальных ковшовых элеваторов и их креплений к тяговому элементу

 

Глубокие и мелкие ковши применяют  только на элеваторах с расставленными ковшами. Изготовляют их из листовой стали толщиной 1—6 мм сваркой или штамповкой, иногда отливают из ковкого чугуна; известно также изготовление ковшей из пластмассы (волокнита, стекловолокна) и из резины. Для предохранения от быстрого изнашивания на передней (черпающей) стенке ковша приваривают или прикрепляют заклепками накладки из твердой стали.