1. Мех. НРТС робіт
Лектор Юхно Михайло Іванович
Практичні заняття №3 Розрахунок скребкових конвеєрів
Мета: Здобуття практичних навиків виконання розрахунків скребкових конвеєрів.
Кількість годин -2
Теоретичні відомості
Опис конструкції конвеєра
Принцип дії скребкових конвеєрів - переміщення вантажу волочінням по
нерухомому жолобу скребками, прикріпленими до замкнутого ланцюга(чи
ланцюгів).
Їх використовують для транспортування пиловидних, зернистих і кускових дуже
сипких вантажів, а також гарячої золи і шлаку.
По принципу переміщення вантажу і конструктивним особливостям розрізняють
два типи конвеєрів:
конвеєри з високими(рис.6.1,а) і низькими суцільними скребками, які
переміщують вантаж порціями;
конвеєри з низькими(рис.6.1,б) контурними скребками, які переміщують вантаж
суцільною масою, яка заповнює частину перерізу жолобу(рис. 6.1,в) по його
довжині.
А
А
А-А
32
1
2 3
1
а)А
А
А-А
32
1
2 3
1
а)
2. Б
Б Б-Б
31
1 2
3 б)
31
в)
2
Б
Б Б-Б
31
1 2
3 б)
31
в)
2
Рис. 6.1. Принципові схеми скребкових конвеєрів:
а - з високими суцільними скребками; б - з низькими суцільними скребками; в - з
контурними скребками.
Скребкові конвеєри з високими суцільними скребками (рис. 6.1) складаються з
нерухомого закритого або відкритого жолоба 5, по якому переміщується ланцюг 1
зі скребками 2, огинаючи привідні 3 і натяжні 6 зірочки. Ролики ланцюга
котяться по направляючим 4, закріпленим на станині конвеєра. Привідні зірочки
одержують рух від приводу. Натяжний пристрій найчастіше гвинтового типу.
Завантажувальний пристрій подає вантаж на вантажну вітку. Розвантаження
можна здійснювати в будь-якому місці через випускні отвори в днищі жолоба,
відкриття яких здійснюється шиберними затворами.
Рис. 6.2. Скребковий конвеєр з суцільними високими скребками:
а - з однією робочою гілкою; б - з двома робочими гілками; в - загальний вид
робочої частини конвеєра: 1 - ланцюг; 2 - скребок; 3 - приводні зірочки; 4 -
станина; 5 - жолоб; 6 - натяжні зірочки з натяжним пристроєм.
Висота скребків близька до висоти жолоба. Конвеєри, як правило, вертикально
замкнені. Можуть бути з однією або двома робочими гілками. В останньому
3. випадку скребки робляться двохконсольні. Траса конвеєра може бути
горизонтальною, похилою і горизонтально-похилою.
Кут нахилу конвеєрів до 40º. При ширині скребків 200...300 мм швидкість руху
ланцюга приймається 0,1...1,0 м/с, при ширині 400...1200 мм - 0,5...0,63 м/с.
Конвеєри випускаються у відкритому і закритому виконанні. В останньому
випадку металоконструкція закривається сталевими листами.
Форми скребків можуть бути прямокутні, прямокутні із фасками, трапецеїдальні і
напівкруглі(рис. 6.3).
а) б) в) г)а) б) в) г)
Рис. 6.3. Форми скребків:
а - прямокутні; б - прямокутні з фасками; в - трапецеїдальні; г - напівкруглі.
Скребковий конвеєр суцільного волочіння (рис. 6.4 ) представляє собою станину,
по кінцям якої встановлені зірочка привода 1 з приводом і натяжна 2 з натяжним
пристроєм. На станині закріплений закритий жолоб 6, вздовж якого рухається
замкнутий тяговий ланцюг 3 із закріпленими на них скребками низькими 5 чи
контурними 4, огинаючи кінцеві приводну і натяжну зірочки.
4. Рис. 6.4. Скребкові конвеєри суцільного волочіння:
а - з низькими скребками; б - з контурними скребками.
Конвеєри суцільного волочіння (рис. 6.4) із зануреними скребками
переміщують сипкий матеріал за таким принципом: сила зчеплення матеріалу зі
скребками перевищує силу опору від тертя матеріалу по жолобу. При цьому
матеріал менше кришиться. Якщо скребки виготовити за формою жолоба, то
зменшується опір, і конвеєри можна зробити крутопохилими. Вони
застосовуються більш широко, ніж конвеєри порціонного волочіння.
Висота скребка конвеєра з низькими скребками близька до висоти ланцюга і в
3...6 разів менша висоти жолоба. Вантаж переміщується суцільним шаром, висота
якого в 2...6 разів більша висоти скребка. На конвеєрах з великим кутом
нахилу(15...18)º висота шару близька до висоти скребка.
На рис. 6.5 представлена ходова частина конвеєра з низькими скребками. Тягові із
скребками різноманітні по конструкції: ланцюг і скребок відливають як одне ціле
з ковкого чавуну без обробки, скребки приварені до ланок тягового ланцюга чи
кріпляться болтовим з'єднанням.
5. Рис. 6.5. Ходова частина конвеєра з низькими скребками:
а - одноланцюгового горизонтального; б - похилого; в - двохланцюгового з
скребками збільшеної ваги.
Конвеєри з контурними скребками переміщують вантаж суцільною масою краще,
ніж конвеєри з низькими суцільними скребками. Контурні скребки передають
рушійну силу на насипний вантаж по всьому поперечному перерізу і тому в
певних умовах переміщують вантаж по горизонталі, а й по крутому нахилу і по
вертикалі.
Такими конвеєрами можна транспортувати легкосипучі пиловидні , зернисті і
сортовані дрібнокускові вантажі з легкорозрібнюваними кусками невеликої
міцності без твердих включень при порівняно незначній продуктивності(до 60
т/год), незначній відстані транспортування(до 50 м) і швидкості ланцюгів
0,1...0,25 м/с.
Тягові ланцюги із скребками за способами виготовлення і контурами скребків
дуже різноманітні: ланцюг і скребки відливають як одне ціле з ковкого чавуну без
обробки поверхонь шарнірного з'єднання; вилочний стальний ланцюг з
привареними контурними скребками необхідного обрису; пластинчастий
втулковий ланцюг з привареними до ланок скребками. Деякі конструкції скребків
представлені на рис. 6.6.
6. а) б)
в) г)
а) б)
в) г)
Рис. 6.6. Конструкції контурних скребків:
а, б, в - вертикально- і похилозамкнені ділянки конвеєрів; г - горизонтально-
замкнені.
Скребки виготовляють із стержнів, профільної і плоскої смуги. У
одноланцюгових конвеєрах скребки приварюють до ланки ланцюга
перпендикулярно або під кутом 85º, двохланцюгових - прикріплюють до ланок за
допомогою шплінтів. Скребки можуть мати симетричне і несиметричне
розташування щодо горизонтальної осі поперечного перерізу ланцюга. Для
очищення ланцюга і скребків від прилиплих частинок вантажу застосовують
спеціальні щітки.
Конвеєри з круглими скребками 5 (рис. 6.7 ) називаються трубчастими. До
ланцюга 3 прикріплено скребки 5, які переміщуються всередині труби і
транспортують вантаж безперервним потоком.
Трубчастий конвеєр(рис. 6.7) представляє собою станину, по кінцям якої
встановлені зірочка привода 1 з приводом і натяжна 2 з натяжним пристроєм. На
станині закріплений закритий жолоб, вздовж якого рухається замкнутий тяговий
ланцюг 3 із закріпленими на них скребками контурними 4 чи круглими 5,
огинаючи кінцеву приводну і натяжну зірочки.
Вал натяжних зірочок монтують на опорах і за допомогою гвинтового пристрою
переміщають по направляючих. Завантажувальним пристроєм 6 матеріал
засипається в будь-якому місці по довжині конвеєра і скребками переміщається
по жолобу. Розвантаження відбувається в кінці конвеєра 7 або іншому місці через
випускні отвори в днищі жолоба, які відкриваються і закриваються шиберними
затворами.
7. 1
2
3
3
5
6
7
R
R
A
A
A-A
Рис. 6.7. Трубчастий конвеєр суцільного волочіння
1
2
3
3
5
6
7
R
R
A
A
A-A
Рис. 6.7. Трубчастий конвеєр суцільного волочіння
Завантажувати і розвантажувати трубу конвеєра можна в якому завгодно місці
горизонтальної або похилої ділянки конвеєра.
За допомогою трубчастих конвеєрів можна транспортувати різні вантажі:
пилоподібні, порошкоподібні, зернисті, кускові з малою міцністю кусків, гарячі,
отруйні, пахучі.
Ходова частина конвеєра складається з тягового ланцюга і скребків. Ланцюги
можуть бути круглоланкові зварні(рис. 6.8, а і б), пластинчасті(рис. 6.8, в),
роликові і втулко-роликові, розбірні(рис. 6.8, г).
а)
в
б)
А
А
г)
А-А
в) е)д)
Б
Б
Б-Б
а)
в
б)
А
А
г)
А-А
в) е)д)
Б
Б
Б-Б
Рис. 6.8. Ходова частина трубчастих конвеєрів.
8. Скребки виготовляють із сталі, чавуну, пластмас чи гуми(рис. 6.8,е) - товщиною
10 - 20 мм. Є конструкції скребків з центральною частиною із сталі або чавуну і
бандажем з гуми чи пластмаси(рис. 6.8, д)
Тяговим елементом служить зазвичай пластинчасті втулкові, втулко-роликові
ланцюги, тягові розбірні, круглоланкові, зварні, спеціальні вильчаті.
В конвеєрах з високими скребками застосовують один або два пластинчасті
втулково-каткові ланцюги з кроком від 80 мм і зварні круглоланкові.
В конвеєрах з суцільними низькими і контурними скребками тяговим елементом
служить пластинчастий втулковий або втулково-роликовий ланцюг або вилчатий
ланцюг з кроком 160…250 мм. При ширині скребків до 500 мм застосовують
один ланцюг, понад 500 мм – два ланцюги.
В трубчастих конвеєрах застосовують круглоланкові зварні, пластинчасті
втулкові і розбірні ланцюги.
Жолоб конвеєра з високими скребками виготовляють за формою скребка
прямокутного, трапецеїдального або напівкруглого перерізу. Для забезпечення
доступу в конвеєр жолоб виготовляють з секцій завдовжки 3...6 м, а у ряді
випадків в кришках передбачають оглядові люки. Товщину стінок жолоба
приймають 3...6 мм. Жолоби для транспортування абразивних матеріалів
футерують зносостійким покриттям.
Жолоб конвеєра з низькими і контурними скребками закритий виконаний у
вигляді двох окремих частин, виготовлених зварюванням чи штампуванням з
листової сталі товщиною 3...6 мм з формою поперечного перерізу, яка відповідає
формі скребків. Жолоб складається із секцій довжиною 3...6 м. Між скребком і
стінками жолоба передбачається зазор 5...15 мм в кожний бік. Для підвищення
довговічності днище наплавляється зносостійкими матеріалами.
Жолоб трубчастих конвеєрів виготовляють із труб з товщиною стінки 4...6 мм.
Привід конвеєра встановлюється в кінці завантаженої вітки. Найчастіше в склад
привода входить двигун, проміжні передачі(редуктор, муфта, відкриті передачі чи
зубчаста чи ланцюгова між редуктором і приводними зірочками) і приводні
зірочки.
Приводний механізм повинен мати запобіжний пристрій, що виключає поломку
конвеєра у разі його перевантаження і при заклинюванні ланцюга. Для цього
встановлюють муфту граничного моменту, запобіжні (зрізаючі) пальці або
штифти.
Натяжні пристрої скребкових конвеєрів, як і пластинчастих, – гвинтові і
пружно – гвинтові. Хід натяжки приймається не менше 1,6 кроку ланцюга.
9. 2. Розрахунок скребкових конвеєрів
Дані для розрахунку:
продуктивність, т/год;
характеристика вантажу, що транспортується;
схема траси з геометричними параметрами;
умови експлуатації.
2.1.1. Вибір швидкості транспортування вантажу
Швидкість переміщення ланцюгів із вантажонесучими елементами (скребками)
залежить від типорозміру конвеєра і фізикомеханічних властивостей вантажів.
Рекомендовані величини швидкості ланцюгів приведені і табл. 6.1.
Швидкість ланцюгів скребкових конвеєрів
табл. 6.1
№ Тип конвеєра Швидкість υ, м/с
Ширина
скребків(діаметр для
трубчастого
конвеєра), мм
Вантаж, що
транспортується
1
З високими суцільними
скребками порційного
волочіння
0,1-1
0,5-0,6
200-300
400-1200
пиловидні, зернисті,
кускові дуже сипких
вантажів, вантаж, що не
кришиться(крихкість
вантажів не знижує їх
якості) і ін.
2
З низькими скребками
суцільного волочіння
0,1-0,4 125-1000
пиловидні,
дрібнокускові, зернисті
і їх продукти переробки
та ін.
3
З контурними скребками
суцільного волочіння
0,1-0,25 160-500
легкосипучі, пиловидні,
сортовані,
дрібнокускові з кусками
малої фракції без
твердих включень і ін.
4
З круглими скребками
суцільного волочіння
0,16-0,32 90-200
пиловидні,
порошкоподібні,
зернисті, кускові з
малою міцністю кусків,
гарячі, отруйні і ін.
2.1.2. Вибір тягового ланцюга
Одним із основних елементів скребкових конвеєрів являється тягові ланцюги.
Рекомендовані типи ланцюгів приведені в табл. 6.2
10. Типи ланцюгів скребкових конвеєрів
табл. 2
Тип конвеєра Поперечний
переріз
конвеєра
Тип ланцюга Крок ланцюгів, мм
Із
суцільними
високими
скребками
Пластинчасті
втулко-каткові;
тягові розбірні
160,200,250,315,400;
80,100,160,250
Із
суцільними
низькими
скребками
Пластинчасті
втулкові і втулко-
роликові;
спеціальні вильчаті
40,50,63,80,100,125,160,
200,250,315,400;
100,125,160,200,250;
Із
контурними
скребками
Пластинчасті
втулкові;
спеціальні вильчаті
40,50,63,80,100,125,160,
200,250;
100,125,160,200,250
Із круглими
скребками
Круглоланкові
зварні;
тягові розбірні;
пластинчасті
втулкові і втулко-
роликові
18,5...147;
63,80,100,160,250;
40,50,63,80,100,125,160.
2.1.3. Вибір основних конструктивних параметрів конвеєра в залежності від
типорозміру конвеєра, фізико-механічних властивостей вантажу, вимогам
технологічного процесу вибирають конструкцію скребків(рис. 6.3, 6.4, 6.5, 6.6,
6.8) і відповідної форми жолоба, розташування приводу конвеєра і натяжного
пристрою.
2.2. Конвеєр із суцільними високими скребками
Продуктивність визначається за відомою формулою
3600Q F
де – густина вантажу, що транспортується, т/м3
;
11. F – розрахункова площа вантажу в жолобі, м2
2
,ж ж ж жF B h K k h K
жB – відповідно ширина жолоба;
kж - конструктивний коефіцієнт
ж
ж
ж
В
k
h
.
приймається рівним kж = 2,4...4,0;
жh - висота жолоба, зазвичай на 25...50 мм менше висоти скребка(залежно від
способу його кріплення до ланцюга);
– коефіцієнт заповнення жолоба, що є відношенням об'єму вантажу на ділянці
між скребками до геометричного об'єму цієї ділянки :
0,5…0,6 для легкосипких вантажів,
0,7…0,8 для поганосипких вантажів;
К– коефіцієнт, що враховує зменшення об'єму вантажу перед скребком при
транспортуванні похилим конвеєром, приймається по табл. 6.3.
Таблиця 6.3. Значення коефіцієнта К
Вантаж
Кут нахилу конвеєра
0 10 20 30 35 40
Легкосипкий 1,0 0,85 0,65 0,5 0,2 –
Поганосипкий,
шматковий
1,0 1,0 1,0 0,75 0,6 0,5
Остаточно продуктивність конвеєра, т/год
2
3600 ,kQ k h
звідки
3600
,р ж
ж
Q k
B
K
де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра, т/год:
Qр = Q∙kH,
тут kH - коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, kH = 1,1...1,3
Висота жолоба
hж = Bж/kж
Ширина скребка з врахуванням зазору між жолобам і скребком на кожну сторону
по 5...15 мм
bск = Bж -(5...15)
Висота скребків, як правило, більша висоти жолоба на 20...50 мм
hск = hж +(25...50)
Крок скребків
12. tс = hск ∙(2...4)
Ширина жолоба і крок скребків перевіряються за кусковатістю матеріалу.
Для двохланцюгових конвеєрів:
Вж ≥(3...4)а' - сортовані вантажі;
Вж ≥(2...2,5)а'max - несортовані(рядові) вантажі.
Для одноланцюгових конвеєрів відповідно:
Вж ≥(5...7)а' , Вж ≥(3...3,5)а'max .
Крок скребків
аc ≥1,5а', аc ≥1,5а'max
Після визначення геометричних розмірів жолоба уточнюється швидкість, м/с
3600
,р
nn
Q
hB K
де Вn, hn - прийняті розміри ширини і висоти жолоба,м.
2.3. Погонні навантаження
Погонне навантаження від вантажу, кг/м:
3,6
р
в
Q
q
від ланцюгів із скребками, кг/м:
л л вq k q
де kл – емпіричний коефіцієнт: для одноланцюгових конвеєрів - kл = 0,5...0,6, для
двохланцюгових конвеєрів - kл = 0,6...0,8.
2.4. Тяговий розрахунок
Для розрахунку натягів у конвеєрах з гнучким органом незалежно від складності
траси застосовують універсальний метод обходу контуру. Сутність його в тому,
що всю довжину траси конвеєра поділяють на характерні відрізки і послідовно
визначають натяги ланцюга в будь-якій точці траси:
𝑆𝑖 = 𝑆𝑖−1 ± 𝑊𝑖−1,𝑖,
де 𝑆𝑖−1 натяг у попередній точці траси i - 1;
𝑊𝑖−1,𝑖 - опір на відрізку між точками і -1 та і(знак "+" - при підйомі, знак "-" - при
спуску вантажу).
13. У результаті знаходять натяг у двох кінцевих характерних точках конвеєра -
набіжній та збіжній вітках ланцюга приводних зірочках чи зірочці конвеєра.
Трасу конвеєра розбивають на характерні ділянки починаючи з точки збігання
ланцюгів з приводних зірочок. Тяговий розрахунок починають з точки
мінімального натягу.
Мінімальний натяг ланцюга для схеми з нижньою робочою віткою(рис. 6.9, а)
може бути в т.1 чи т.2:
у т.1 якщо ωл ≥tg 𝛽,
у т.2 якщо ωл <tg 𝛽,
1
34
а)
б)
l1l2
5
4
1
l2 l1
23
2
Завант.
Вивант.
Завант.
Вивант.
1
34
а)
l1l2
2
Завант.
Вивант.
Рис. 5.8. До визначення найменшого натягу ланцюгів
для схеми конвеєра (рис. 6.9, б) може бути в т.1 чи т.2:
у т.1 якщо ωл (l1+l2)≥
𝑙2 𝑡𝑔𝛽
𝑒 𝜔л∙𝛼
у т.2 якщо ωл (l1+l2)<
𝑙2 𝑡𝑔𝛽
𝑒 𝜔л∙𝛼
де ωл - коефіцієнт опору переміщення ланцюгів по направляючим: для втулко-
каткових пластинчастих ланцюгів - ωл = 0,1...0,13; для втулко-роликових - ωл =
0,25...0,4.
𝛽 - кут нахилу похилої ділянки конвеєра, рад;
α - кут криволінійної ділянки конвеєра, рад.
Визначення опору руху і натягів ланцюгів розглянемо на прикладі наступної
схеми конвеєра з нижньою робочою віткою.
1
34
а)
l1l2
2
Завант.
Вивант.8
7
65
1
34
а)
l1l2
2
Завант.
Вивант.8
7
65
14. Рис. 6.10. Розрахункова схема скребкового конвеєра з нижньою робочою віткою.
Нехай мінімальний натяг ланцюга буде в точці 2
Smin=S2=1000...3000 H
Натяг в т.3
S3 = S2+W2-3=S2∙eωл∙α
,
Натяг в т.4
S4 = S3+W3-4=S3+q0∙g∙l2∙ 𝜔л
Натяг в т.5
S5 = S4∙kзір
де kзір - коефіцієнт опору переміщення ланцюга при огинанні зірочок, приведений
в табл. 6.4
Значення величини kзір
Таблиця 6.4
Співвідношення
D/d
Кут огинання
ланцюгом зірочки, град
Умови роботи конвеєра
легкі середні важкі
7
90 1,016 1,022 1,030
180 1,020 1,025 1,035
10
90 1,014 1,018 1,025
180 1,016 1,020 1,030
Натяг в т.6
S6 = S5+W5-6+Wзав=S5+ (qв ∙ 𝜔в+q0∙ 𝜔)∙g∙l1∙ 𝜔+ 0,7∙qв∙g∙lзав, Н
де ωв - коефіцієнт опір переміщення вантажу від тертя його по дну і стінках
жолоба;
lзав - довжина завантаження, м.
Коефіцієнт опору переміщенню вантажу в жолобі.
(1 ) б cp
в ж
n h
f
B (6.10)
де жf – коефіцієнт тертя насипного вантажу об стінки жолоба;
cph – середня висота вантажу;
бn – коефіцієнт бічного тиску сипучого вантажу.
2
1
б
б
f21
)2,1(К
n
(6.11)
де бK – коефіцієнт, що залежить від конструкції конвеєра (для стаціонарних
0,1Kб ; для пересувних 2,1...1,1Kб );
1f – коефіцієнт внутрішнього тертя насипного вантажу, 95,0...3,0f1 (менше
значення для легких вантажів; великі – для важких).
В учбових проектах можна визначити коефіцієнт опору переміщенню вантажу по
15. наступній формулі
ωж = 1,1∙ f
де f – коефіцієнт тертя ковзання вантажу по поверхні жолоба.
Натяг в т.7
S7 = S6+W6-7=S6∙eωл∙α
,
Натяг в т.8
S8 =Sнб= S7+W7-8=S7+ (qв ∙ 𝜔в+q0∙ 𝜔л)∙g∙l1+ (qв +q0)∙g∙l1∙tg 𝛽,
Натяг в т.1 визначаємо у зворотному напряму руху настилу від т. 2 до т.1
S1 =Sзб= S2-W2-1=S2 - q0∙g∙l1∙ 𝜔л+q0∙g∙l1 ∙tg 𝛽,
В результаті розрахунку одержані чисельні значення у набігаючій та збігаючій
вітках ланцюга на приводних чи приводній зірочці.
Тягове зусилля на валу приводних зірочок
Fт=Sнб - Sзб+(kзір-1)(Sнб+Sзб)
2.5. Перевірка мінімального натягу ланцюга
Для надійної роботи конвеєра кут відхилення скребка від нормалі до дна жолоба
не повинен перевищувати 𝜀 = 3º
0cos sinW h S t ,
де h – висота докладання сили опору від тертя вантажу перед скребком( для
кусковихвантажів h=hс , для сипких - h=0,8hс);
S0 - мінімальний натяг ланцюга;
t - крок ланцюга.
t
h
S0
S0
W
mr g
Горизонталь
t
h
S0
S0
W
mr g
Горизонталь
Рис. 6.10. Схема сил, що діють на високий скребок
Опір від тертя вантажу
( cos sin )в с вW q t
Мінімальний натяг ланцюга
0
cos
19,1
sin
tg
t t t
W h W h W h
S
16. Остаточно мінімальний натяг ланцюга, Н:
min
( cos sin )
19,1 в с в
л
q t h g
t
S
(6.12)
Подальший розрахунок проводиться за методикою викладеною в розділі
"Пластинчастий конвеєр": перевірка правильності вибору тягового ланцюга -
розділ 5.1.8; кінематичний і силовий розрахунок приводу - 5.1.9; перевірка
двигуна за період пуску - 5.1.10; максимальне зусилля - 5.1.11; розрахунок
гальмівного моменту - 5.1.12.
Міцнісні розрахунки основних вузлів приводу скребкового конвеєра проводяться
за методикою, викладеною в дисципліні "Деталі машин".
2.6. Конвеєри із суцільними низькими скребками
2.6.1. Визначення ширини жолоба
Продуктивність конвеєра визначається за формулою, т/год
2
3600 , ж пСQ В h
де Вж - ширина жолоба, м;
υ - швидкість транспортування, м/с;
ρ - насипна щільність вантажу, т/м3
;
Ψ - коефіцієнт використання поперечного перерізу вантажу, що враховує об'єм,
який займають ланцюг із скребками, Ψ = 0,8...0,85;
Cn - поправочний коефіцієнт, який враховує зниження продуктивності: для
пологонахилених Cn = 0,8...0,9;
hв- висота шару вантажу, м.
Ширина жолобу, м
,
3600
р
п в
ж
Q
С h
B
(6.13)
де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра, т/год:
Qр = Q∙kH,
тут kH - коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, kH = 1,1...1,3
Висота вантажу залежить від фізико-механічних властивостей вантажу і може
бути приблизно визначена по формулі hв = Bс(0,3...0,6)
де Bс - ширина скребка, але не менше висоти скребка hв. Для конвеєрів
крутонахилених hв = hс
2.6.2. Параметри скребка
Ширина скребка
Вск = Bж -(5...15) (6.14)
17. Висота скребка:
для крутонахилених конвеєрів 𝛽 = (35...60)º
hск = 50...30 мм; (6.15)
для горизонтальних і пологонахилених конвеєрів 𝛽 <20...35º
hск = 60...130 мм;
Тяговий розрахунок конвеєра виконується методом обходу траси по контуру
аналогічно конвеєрам з високими суцільними скребками.
2.7. Конвеєри з контурними скребками
2.7.1. Визначення ширини жолоба
Продуктивність конвеєра суцільного волочіння з контурними скребками
визначається за формулою, т/год
3600 , ж ж у vК КQ В h
де Вж - ширина жолоба, м;
hж- висота жолоба, м;
υ - швидкість транспортування вантажу, м/с;
ρ - насипна щільність вантажу, т/м3
;
Ψ - коефіцієнт використання поперечного перерізу вантажу, що враховує об'єм,
який займають ланцюг із скребками, Ψ = 0,85...0,9;
Ку - коефіцієнт ущільнення вантажу : Ку= 1,05...1,1;
Кv - поправочний коефіцієнт, який враховує відставання вантажу від ланцюга із
скребками, тобто це відношення швидкості вантажу до швидкості ланцюга: для
горизонтальних конвеєрів Кv = 0,8...0,9; для вертикальних і крутонахилених -
Кv = 0,45...0,8 (більше значення для кускових, менше - для пилоподібних
вантажів)
Ширина жолобу, м
,
3600
р ж
y v
ж
Q k
K K
B
(6.16)
де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра, т/год;
kж - коефіцієнт відношення ширини і висоти жолоба.
Ширину жолоба перевіряють за розмірами кусків а' вантажу
Bс ≥ (8...10) а'
6.7.2. Погонні навантаження
Від вантажу, що транспортується, кг/м(формула 6.7):
3,6
р
в
Q
q
де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра, т/год:
18. Qр = Q∙kH,
тут kH - коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, kH = 1,1...1,3.
Від ланцюгів із скребками, кг/м:
о о ж фq k В К (6.17)
де Кф – коефіцієнт форми скребків: для горизонтальних і пологонахилених
конвеєрів - Кф = 1, для крутонахилених і вертикальних конвеєрів з контурними
скребками - Кф = 1,35.
К0 - коефіцієнт, який враховує розміри жолоба: при ширині жолоба В ≤400мм - К0
=46...48; В >400мм - К0 =60...62;
Вж - ширина жолоба, м.
2.3. Тяговий розрахунок конвеєра з контурними скребками
Тяговий розрахунок проводиться універсальним методом обходу контура траси
конвеєра (розділ 6.4)
Розбиваємо трасу конвеєра на характерні ділянки з однаковим опором
переміщення ходової частини конвеєра на холостій і робочій вітках конвеєра(рис.
6.11).
R
R
A
A
A-A
Завантаження
Вивантаження
l1
H
l2 l3
1
8
6
9
10
5
3
4
12
11
2
13
1
14
Рис. 6.11. Розрахункова схема конвеєра суцільного волочіння з контурними скребками
R
R
A
A
A-A
Завантаження
Вивантаження
l1
H
l2 l3
1
8
6
9
10
5
3
4
12
11
2
13
1
14
Рис. 6.11. Розрахункова схема конвеєра суцільного волочіння з контурними скребками
Натяг ланцюгів Sнб і Sзб визначають послідовним підсумуванням опорів руху на
прямолінійних і криволінійних ділянках конвеєра від точки найменшого натягу
Smin ланцюгів до приводного пристрою окремо для робочої і холостої віток.
19. Для приведеної схеми найменший натяг буде в т.6, який приймають рівним
1500...3000 Н, що включає можливість надмірного повертання скребка(не більше,
ніж на 0,035-0,0525 рад).
6.3.1. Опір руху ходової частини конвеєра на горизонтальній і похилих ділянках
прямолінійного шляху:
холостої вітки конвеєра
Wx
np = qв∙g∙li(ωc ± tg 𝛽)
робочої вітки конвеєра
Wр
np = [qв∙g∙ ωв (nб∙hж/b)+ q0∙ωc]∙g∙li
де qв - погонна вага вантажу, кг/м;
q0 - погонна вага ланцюгів із скребками, кг/м;
ωc - коефіцієнт опору переміщення ланцюгів по поверхні жолоба ωc = 0,4...0,5; в
середовищі вантажу ωc = 0,28...0,3;
ωв - коефіцієнт опору переміщення вантажу в жолобі: для горизонтальних
ділянок - 0,65; для похилих і криволінійних ωв = 0,45; для вертикальних ωв = 3;
𝛽 - кут нахилу похилої ділянки конвеєра;
li - довжина ділянки, м;
nб - коефіцієнт бічного тиску на стінки жолоба.
2
(1,2 )
1 2
е
б
в
К
n
f
де еK – емпіричний коефіцієнт, що залежить від конструкції конвеєра (для
стаціонарних конвеєрів 1,0еK ; для пересувних 2,1...1,1Kб );
вf – коефіцієнт внутрішнього тертя насипного вантажу, 0,3...0,95вf (менше
значення для легких вантажів; великі – для важких).
hж - корисна висота жолоба, мм;
b - ширина жолоба, мм.
6.3.2. Опір руху ходової частини конвеєра на вертикальній ділянці прямолінійного
шляху:
холостої вітки конвеєра
Wx
в = q0∙g∙Нi
робочої вітки конвеєра
Wр
в = [(qв+ q0)∙g+2∙(hж+b) р∙ fв]∙Нi
де Нi - висота ділянки, м;
р - тиск на стінки жолоба при переміщенні вантажу, кг/м3
:
0
y
c в
k
р
l f b f
де ω' = b'c - h'c– площа перерізу шару вантажу в межах контурного скребка(див.
рис. 6.12);
20. b'c – внутрішня ширина контурного скребка, мм;
h'c – внутрішня висота контурного скребка, мм;
l' = b'c - 2h'c– частина периметру перерізу вантажного шару, обмежена
внутрішнім контуром скребка і яка не торкається до стінок жолоба;
вf – коефіцієнт внутрішнього тертя насипного вантажу;
0f – коефіцієнт тертя насипного вантажу по поверхні жолоба.
bc
hc
h
'
c
b
'
c
1
2
Рис. 6.12. Переріз жолоба: 1-жолоб; 2-скребок.
bc
hc
h
'
c
b
'
c
1
2
Рис. 6.12. Переріз жолоба: 1-жолоб; 2-скребок.
2.3.3. Опір руху ходової частини конвеєра криволінійній ділянці:
Рис. 6.13. Переміщення ходової частини
конвеєра по криволінійній ділянці
lкр
с
R
Si
Si+1
Рис. 6.13. Переміщення ходової частини
конвеєра по криволінійній ділянці
lкр
с
R
Si
Si+1
холостої вітки конвеєра
Wx
кр = Si∙(еωα
-1)±q0∙g∙lкр∙sin 𝛽c;
робочої вітки конвеєра
Wр
кр = Si∙(еωα
-1)±q0∙g∙lкр∙sin 𝛽c +lкр∙cos 𝛽c (qв+ q0)∙g∙ωв∙([nб∙ hж/b] +1) + lкр∙sіп 𝛽c [(qв+
q0)∙g+0,2( hж+b)∙ р∙ ωв]
де Si - натяг набіжної вітки ланцюгів, Н;
lкр - довжина криволінійної ділянки, м:
21. 2
360
kp
R
l
R - радіус криволінійної ділянки, м;
α - кут повороту на криволінійному відрізку траси, рад;
𝛽c - середній кут нахилу криволінійної ділянки до горизонтальної площини.
Знак "+" беруть при переміщенні ланцюга на підйом, знак "-" - при переміщенні
на спуск.
6.3.4. Опір руху при огинанні натяжних і відхиляючих зірочок, Н:
Wзір = Sі∙kзір
де kзір - коефіцієнт опору переміщення ланцюга при огинанні зірочок, в
залежності від умов роботи kзір =1,03...1,06.
6.3.5. Опір завантажувального пристрою, Н:
з
зав е в
c
l
W k q g
b
де ke- коефіцієнт витоку вантажу із отвору, м2
/с2
: ke = 0,5...0,65;
lз - довжина завантажувального отвору, мм;
bc - внутрішня ширина контурного скребка, мм.
6.3.6. Опір розвантажувального пристрою, Н:
Wрозв = 100∙Bж
2
∙ρ∙g,
де Bж - ширина жолоба, м.
Подальший розрахунок проводиться за методикою викладеною в розділах 5.1.8-
5.1.11.
Міцнісні розрахунки основних вузлів приводу конвеєра проводяться за
методикою, викладеною в дисципліні "Деталі машин".
2.7. Трубчасті конвеєри суцільного волочіння
7.1. Визначення діаметра труби
Продуктивність трубчастого скребкового конвеєра визначається за формулою,
т/год
2
4
3600 ,
d
vQ
де d - внутрішній діаметр труби, м;
υ - швидкість переміщення скребків, м/с;
ρ - насипна щільність вантажу, т/м3
;
Ψ - коефіцієнт використання поперечного перерізу вантажу, Ψ = 0,8...0,9;
Внутрішній діаметр труби, м
,
30
1
рQ
d
22. де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра, т/год:
Qр = Q∙kH,
тут kH - коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, kH = 1,1...1,3.
Швидкість переміщення скребків v = 0,1...1,25 м/с - для каната; v = 0,1...0,4 м/с -
для ланцюга.
7.2. Крок скребків: а = К1∙t=К2∙d,
де t - крок ланцюга;
К1 і К2- конструктивні параметри К1 = 2...6; К2 = 2...3 для конвеєрів з
горизонтальною і похилою трасами; К1 = 2...4 і К2 = 1 для комбінованої траси.
Діаметр скребка
dск = d -(10...15)мм
7.3. Тяговий розрахунок конвеєра
Тяговий розрахунок проводиться послідовним складанням опору на окремих
ділянках траси конвеєра(розділ 6.4)
Аналогічно конвеєрам суцільного волочіння з контурними скребками трасу
конвеєра розбивають на характерні ділянки з однаковим опором переміщення
ходової частини конвеєра на холостій і робочій вітках конвеєра(рис. 6.14).
R
R
A
A
A-A
Завантаження
Вивантаження
l1
H
l2
6
7
5
8
9
4
2
3
11
10
1
12
Рис. 6.14. Розрахункова схема трубчастого конвеєра
dc
dтр
R
R
A
A
A-A
Завантаження
Вивантаження
l1
H
l2
6
7
5
8
9
4
2
3
11
10
1
12
Рис. 6.14. Розрахункова схема трубчастого конвеєра
dc
dтр
Натяг ланцюгів Sнб і Sзб відповідно в точках 12 і 1визначають послідовним
підсумуванням опорів руху на прямолінійних і криволінійних ділянках конвеєра
від точки найменшого натягу Smin (для даної схеми точка 5)ланцюгів до
приводного пристрою окремо для робочої і холостої віток.
23. 7.3.1. Опір руху ходової частини конвеєра на горизонтальній і похилих ділянках
прямолінійного шляху:
холостої вітки конвеєра
Wx
np = qв∙g∙li(μ1 ± tg 𝛽)
робочої вітки конвеєра
Wр
np = [qв∙ ωв+ q0∙μ]∙g∙li±[qв+ q0]∙g∙tg 𝛽
де qв - погонна вага вантажу, кг/м;
q0 - погонна вага ланцюгів із скребками, кг/м;
μ1 - коефіцієнт тертя скребка по трубі: μ1 = 0,4;
μ - коефіцієнт тертя скребка по трубі в середовищі вантажу: μ = 0,28;
ωв - коефіцієнт опору переміщення вантажу по трубі: для горизонтальних ділянок
ωв =0,65; для похилих і криволінійних ωв = 0,45; для вертикальних ωв = 3;
𝛽 - кут нахилу похилої ділянки конвеєра;
li - довжина ділянки, м;
7.3.2. Опір руху ходової частини конвеєра криволінійній ділянці:
холостої вітки конвеєра
Wx
кр = Si∙(еμα
-1)+q0∙g∙lі∙(μ1±tg 𝛽)
робочої вітки конвеєра
Wр
кр = Si∙(еμα
-1)+ (qв ∙ωв + q0∙μ)∙g∙ lкр ∙sіп 𝛽c ± (qв+ q0)∙g∙ lкр ∙cos 𝛽c
де Si - натяг набіжної вітки ланцюгів, Н;
lкр - довжина криволінійної ділянки, м:
α - кут повороту на криволінійному відрізку траси, рад;
𝛽c - середній кут нахилу криволінійної ділянки до горизонтальної площини.
Рис. 6.15.Розрахункові схеми різних ділянок конвеєра:
а-прямолінійна холоста; б-прямолінійна робоча;
в-криволінійна холоста; г-криволінійна робоча.
с
lкр
г
с
lкр
в
а
li
H
li
б
H
Рис. 6.15.Розрахункові схеми різних ділянок конвеєра:
а-прямолінійна холоста; б-прямолінійна робоча;
в-криволінійна холоста; г-криволінійна робоча.
с
lкр
г
с
lкр
в
а
li
H
li
б
H
7.3.3. Опір руху ходової частини конвеєра на вертикальній ділянці конвеєра:
холостої вітки конвеєра
24. Wx
в = ±q0∙g∙Нi
робочої вітки конвеєра
Wр
в = [(qв+ q0)∙g+ qв ∙(
𝑒4𝜇𝑛𝐾2
4𝜇𝑛𝐾2
-1) ]∙g∙Нi
де Нi - висота підйому, м;
п - коефіцієнт бічного тиску вантажу на трубу, п =0,68;
К2 - коефіцієнт відношення кроку скребка до діаметра труби.
7.3.4. Опір руху при огинанні напрявляючих і відхиляючих зірочок, Н:
Wзір = Sі∙kзір
де kзір - коефіцієнт опору переміщення ланцюга при огинанні зірочок, в
залежності від умов роботи kзір =1,03...1,04.
7.3.5. Опір завантажувального пристрою, Н:
з
зав е в
c
l
W k q g
b
де ke- коефіцієнт витоку вантажу із отвору, м2
/с2
: ke = 0,5...0,65;
lз - довжина завантажувального отвору, мм;
bc - внутрішня ширина скребка, мм.
7.3.6. Опір розвантажувального пристрою, Н:
Wрозв = 100∙Bт
2
∙ρ∙g,
де Bт - ширина труби, м.
Подальший розрахунок проводиться за методикою викладеною в розділах 5.1.8-
5.1.11.
Міцнісні розрахунки основних вузлів приводу конвеєра проводяться за
методикою, викладеною в дисципліні "Деталі машин".
Приклад розрахунку скребкових конвеєрів
Задача №1
1. Розрахувати скребковий конвеєр з нижньою робочою віткою порційного
волочіння з високими скребками по даним: продуктивність конвеєра - Q = 70
т/год; вантаж, що транспортується - вапняк дрібнокусковий, з насипною
щільністю ρв =1,2...1,5 т/м3
, кутом природного укосу 𝜑0=40...45º; траса конвеєра
приведена на рис.6.16 з геометричними параметрами: l1 = 5м; l2 =10 м; l3 =5 м;
кут нахилу - 𝛽 = 10º .
1. Вибираємо швидкість ланцюгів при транспортування дрібнокускового вапняку
υ = 0,5 м/с
2. В якості тягового елементу ходової частини конвеєра вибираємо пластинчастий
втулко - катковий ланцюг з кроком tл = 160 мм(табл. 6.2)
3. Вибір основних конструктивних параметрів:
- скребки і відповідно форма жолоба - прямокутні(рис. 6.3);
- привод конвеєра розташований в кінці конвеєра;
- натяжний пристрій пружно - гвинтовий.
4. Визначення параметрів ходової частини конвеєра
25. Ширина жолоба
84 3,2
0,39
3600 3600 1 1,3 0,50,75
р ж
ж
Q k
мB
K
де Qр - розрахункова продуктивність конвеєра:
Qр = Q∙kH= 70∙1,2=84т/год
тут kH - коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, kH = 1,2
kж - коефіцієнт відношення ширина жолоба до висоти, приймаємо kж=3,2;
k - коефіцієнт зменшення обєму для похилих ділянок конвеєра, приймаємо
k 𝛽=1,0;
Ψ - коефіцієнт заповнення ділянки між скребками, приймаємо 0,75 - для
поганосипких вантажів;
ρв - насипна щільність вантажу, для вапняку кускового. Приймаємо ρ =1,3 т/м3
Приймаємо Вж =400 мм
Висота жолоба hж = Bж/kж=400/3,2=125 мм.
Ширина скребка bск = Bж -(5...15)=400-10=390 мм.
Висота скребка hск = hж +(25...50)=125+25=150 мм.
Крок скребків tс = hск ∙(2...4)=2∙150=300 мм.
Оскільки крок скребків повинен бути кратним кроку ланцюга, то tс = 2∙160=320
мм.
5. Погонні навантаження
Погонне навантаження від насипного вантажу:
84
46,7
3,6 3,6 0,5
р
гр
Q
q кг/м
від ланцюгів із скребками, кг/м:
0,7 46,7 32,7 / л л вq k q кг м
де kл – емпіричний коефіцієнт: для двохланцюгових конвеєрів приймаємо kл = 0,7.
6. Тяговий розрахунок конвеєра
Методом обходу по контуру траси конвеєра(рис. 6.16) визначаємо натяги
ланцюгів і опір рухові тягового органу. Трасу конвеєра поділимо на характерні
ділянки з однаковим опором переміщення ходової частини конвеєра, починаючи з
точки збігання ланцюгів з приводних зірочок.
26.
Рис. 6.16. Розрахункова схема скребкового конвеєра
А
А
А-А
5
4
1
l2 l1
23
Завант.
Вивант.
6 7
8
Вж
Вс
hc
hж
Рис. 6.16. Розрахункова схема скребкового конвеєра
А
А
А-А
5
4
1
l2 l1
23
Завант.
Вивант.
6 7
8
Вж
Вс
hc
hж
Тяговий розрахунок починаємо з точки найменшого натягу, який може бути в т.1
чи в т.4:
у т. 1 якщо ω'
(l1+l2)>
𝑙2 𝑡𝑔𝛽
𝑒 𝜔′∙𝛽
у т. 4 якщо ω'
(l1+l2)<
𝑙2 𝑡𝑔𝛽
𝑒 𝜔′∙𝛽
тут ωл- коефіцієнт опору переміщення ланцюгів по направляюючим. По табл. 5.4.
при середніх умовах роботи ωл = 0,1 - для втулко-каткових ланцюгів на
підшипниках ковзання.
Оскільки
ωл (l1+l2 ) = 0,1(5+10) = 1,5<
10∙𝑡𝑔10
𝑒0,1∙0,174
= 1,7
то найменший натяг буде в т.4.
Для надійної роботи конвеєра мінімальний натяг ланцюгів
min 2007
( cos sin ) 46,7 0,32(0,6 cos10 sin10) 0,15 9,81
19,1 19,1
0,16
в с в
л
Н
q t h g
t
S де
ωв - коефіцієнт опору переміщення вантажу в жолобі
ωв =1,1∙f =1,1∙0,56=0,6
тут f - коефіцієнт тертя ковзання по поверхні жолоба, приймаємо f =0,56 - при
сталевій поверхні жолоба;
h - висота докладання сили опору від тертя вантажу перед скребком, для
кускових вантажів h=hc=0,15 м
Приймаємо мінімальний натяг ланцюгів
Smin=S4=2010 H
Натяг в т.5
S5 = S4∙kзір= 2010∙1,022=2054 Н
27. де kзір - коефіцієнт опору переміщення при огинанні ланцюгами зірочок. kзір
=1,022 при середніх умовах роботи конвеєра, співвідношенні D/d =7 і куті
огинання ланцюгом зірочок 90º (табл.6.4)
Натяг в т.6
S6= S5+ (qв ∙𝜔в+q0 ∙ 𝜔л)∙g∙l2 +(qв +q0 )∙g∙l2 ∙tg 𝛽= 2054+ (46,7∙0,6+32,7∙0,1)∙9,81∙10
+(46,7 +32,7 )∙9,81∙10 ∙tg10 = 6472 Н
Натяг в т.7
S7 =S6∙eω'∙ 𝛽 =6472∙е0,1∙0,174
=6601 Н
Натяг в т.8
S8 =Sн=S7+ (qв ∙ 𝜔в+q0 ∙𝜔0)∙g∙l1 =6601+ (46,7∙0,6+32,7∙0,1)∙9,81∙5=8136 Н
Натяг в т.3
S3 =S4 - q0∙g∙l2∙ 𝜔в+q0∙g∙ l2 ∙tg 𝛽 =2010- 32,7∙9,81∙10∙0,1+ 32,7∙9,81∙ 10 ∙tg10 =2255 Н
Натяг в т.2
S2 =S3/eω'∙ 𝛽 =2255/ е0,1∙0,174
=2210 Н
Натяг в т.1
S1 =Sзб= S2 - q0∙g∙l1∙ 𝜔л=2210 - 32,7∙9,81∙5∙0,1 = 2050 Н
В результаті тягового розрахунку одержали числові значення в набігаючій та
збігаючій вітках ланцюга на приводних зірочках:
Sнб = 8136 Н
Sзб=2050 Н
Діаграма натягу ланцюгів показана на рис. 6.17
1 2 3 4 5 6 7 8
S1=Sзб=2050Н
S4=Smin=2010Н
S8=Sнб=8136Н
S2 S3 S5
S6
S7
S8
Рис. 6.17. Діаграма натягу ланцюгів
1 2 3 4 5 6 7 8
S1=Sзб=2050Н
S4=Smin=2010Н
S8=Sнб=8136Н
S2 S3 S5
S6
S7
S8
Рис. 6.17. Діаграма натягу ланцюгів
Тягове зусилля на валу приводних зірочок
Fт=Sнб - Sзб+(Kзір-1)(Sнб+Sзб) =8136- 2050+(1,022-1)(8136+2050)=6310 Н
8. Вибір ланцюга і перевірка його на міцність
Остаточно вибираємо ланцюг(додаток ...) пластинчастий втулко-катковий з
ребордою з номером М56 типу 4 виконання 2 з кроком 160 мм, руйнівним
навантаженням 56 кН.
Позначення ланцюга:
28. Ланцюг М 56 - 4 -160 - 2 ГОСТ 588 - 81
Повне розрахункове зусилля, яке діє на ланцюг
Sр=Sст+Sдин
де Sст - максимальний статичний натяг ланцюга(або ланцюгів), одержаний в
результаті тягового розрахунку, Sст = Sнб=8136 Н;
Sдин - розрахункове зусилля динамічного натягу ланцюга(або ланцюгів) в
набігаючій вітці конвеєра, визначається за формулою:
2 2
1 0 2
2 2
15,65 362
6
6 ( ) 6 0,5 (2 32,7 0,5 46,7)
0,16
в
дин k Н
v c q c q
S L
Z t
де Z - кількість зубців зірочки, приймають Z=6...12;
t =0,16- крок ланцюга, м;
c2 - коефіцієнт участі маси переміщуваного вантажу в коливальному процесі: c2
=0,3...0,5 - для скребкових конвеєрів;
c1 - коефіцієнт участі маси ходової частини в коливальному процесі: при 25kL
м; 1 2c
Lk - довжина конвеєра, м:
2
1
10 0,32
5 5 15,65
cos 2 cos10 2
зір
k
dl
l мL
Маємо Sр=8136+362= 8498 Н
Навантаження на один ланцюг
Sр1=0,6∙Sр=0,6∙8498= 5099 Н
Коефіцієнт запасу міцності:
56000
10,9 8...10.
5099
руйн
р
n
S
n
S
9. Діаметр ділильного кола приводних зірочок
160
320
180 180
sin sin
6
зір
t
d мм
z
10. Частота обертання зірочок
60 1600 60 1000 0,5
30 /
320
зв
зір
n об хв
d
11. Вибір приводу конвеєра
Вибираємо привід машини, в який входять(рис. 6.18) електродвигун 1, редуктор 2,
муфта 3,ланцюгова передача 4 і приводні зірочки 5.
29. 1
2
3
4 5
ІІІ
Рис. 6.18. Кінематична схема приводу
ДІ
ІІ
1
2
3
4 5
ІІІ
Рис. 6.18. Кінематична схема приводу
ДІ
ІІ
12. Розрахункова потужність електродвигуна
6310 0,5
1,2 4,73
1000 0,851000
р з
заг
TF v
кВтN K
де Кз - коефіцієнт запасу, який враховує зусилля, що витрачається на подолання
сил інерції елементів конвеєра і вантажу; приймається = 1,1...1,3;
FT - тягове зусилля, Н;
ηзаг - загальний ККД приводу конвеєра:
ηзаг= ηм ∙ηред∙ ηл.п. ∙ηзір =0,99∙0,89∙0,92∙0,99=0,8,
тут ηред - ККД редуктора, ηред = 0,89
ηл.п. - ККД ланцюгової передачі, ηл.п. = 0,92
ηм - ККД муфти, ηм = 0,99 (пружна втулково-пальцева)
ηзір - ККД приводних зірочок, ηзір = 0,99
По табличним даним вибираємо електродвигун асинхронний трьохфазний серії
4А:
тип двигуна - 4А132S6У3;
номінальна потужність, кВт -5,5;
частота обертання, об/хв -965;
GD2
, кг∙м2
-16∙10-2
.
13. Загальне передаточне число приводу
965
32,17
30
дв
заг
зір
n
u
n
14. Розбиваємо Uзаг по ступеням передач(рис. 6.18)
Uзаг = Uред ∙Uл.п
Згідно каталогу вибираємо попередньо редуктор червячний типу 4 з
передаточним числом Uред =16
Тоді передаточне число ланцюгової передачі
Uл.п = Uзаг /Uред =32,17/16=2
15. Визначаємо частоту обертання, потужність і крутні моменти на валах приводу.
Частота обертання на валах приводу
n1=nдв=965 об/хв;
n2=n1/Uред=965/16=60,3 об/хв;
n3=n2/Uл.п.=60,3/2=30,15 об/хв.
30. Потужність на валах приводу
N1=Nр≠Nдв=4,73 кВт
тут Nдв - потужність вибраного електродвигуна, кВт;
N2= N1∙ηм∙ηред=4,73∙0,99∙0,89=4,16 кВт;
N3= N2 ∙ηл.п∙ηзір =4,16∙0,92∙0,99=3,8 кВт;
Крутний момент на валах приводу
1
1
1
4,73
9550 9550 46,8 ;
965
N
T Н м
n
2
2
2
4,16
9550 9550 659 ;
60,3
N
T Н м
n
3
3
3
3,8
9550 9550 1165 ;
30,15
N
T Н м
n
Остаточно вибираємо редуктор:
типорозмір - 4- 160 - 16 - 13 - 13 - 22 - Ц - У3;
частота обертання шв.х. валаоб/хв - 1000;
крутний момент на т.х. валу,кН∙м - 1,557
ККД редуктора - 0,89;
Маса, кг - 84.
16. Перевірка електродвигуна за період пуску
Номінальний момент вибраного електродвигуна
Мн = 9550
𝑁дв
𝑛дв
=9550
5,5
965
=54,4 Нм∙
Середній пусковий момент електродвигуна:
Мп = Ψп∙Мн=1,5∙ 54,4 = 81,6 Н∙м,
де Ψп - кратність пускового моменту: для двигунів змінного струму з фазовим
ротором - Ψп =1,5...1,6;
Сила тяжіння вантажу і настилу
0,32
2 ( ) 46,7 9,81 15,65 2 32,7 9,81(16,65 ) 17435
2 2
зір
к o кв в
d
G g L q g Lq H
Кутове прискорення вала двигуна, рад/с2
:
0
2 2 2 2 2
0,8 0,96 0,32
408
( ) 1,1 1,6 0,96
2 2 81,6 32,17 6086
2 2 9,81 32,17
17435 0,32 32,17 0,8
пр пр зір зір
пр
в зір м р р пр зір
пр
дв
пр
d
d К D
М U F
g U
G G U
де Мпр - середній пусковий момент електродвигуна, Н∙м;
Fo- статичне тягове зусилля конвеєра в момент пуску:
F0 = Sнб - Sзб=8136-2050=6086 Н
ηзір - ККД приводних зірочок конвеєра;
ηзір = F0/Fт=6086/6310=0,96,
де Fт - тягове зусилля, Н;
Тривалість пуску конвеєра
31. 965
0,25
30 30 408
дв
дв
n
с
Вибраний електродвигун забезпечує швидкий розгін конвеєра.
17. Перевірка правильності вибору ланцюга в період пуску
Максимальне зусилля в ланцюзі при пуску конвеєра:
.
max
8136 362 3606
1,15 1,15 6960
2 2
нб дин д пS S S
S Н
де Sдп - динамічне зусилля в ланцюзі при пуску:
17435 408
3606
2 9,81 2 32,17
0,32
зірв дв
мех
мех
дп
dG
S Н
g U
Вибраний ланцюг задовольняє його міцність в період пуску конвеєра.
Задача №2
Виконати розрахунок стаціонарного скребкового конвеєра суцільного
волочіння (Рис.1)
L=5м
Н=10м
Рис.1 Розрахункова схема конвеєра
Вихідні дані:
Вантаж - зерно
Продуктившсть Q - 30 Т/год = 300кН/год
L- 5 м
Н- 10м
Кут нахилуβ, град - 0
1.1 Вибір основних параметрів
Вибираємо жолоб прямокутного перерізу, розділеного перегородкою на дві частини,
всередині якого рухається ланцюг із спеціальними фігурними скребками(Рис,2).
Жолоб зварний(листи товщиною 5 мм), складається з двох частин в середині яких
розміщена, роздільно, робоча та зворотня ділянка ходової частини.
Натяжний пристрій - пружно-гвинтовий, хід натяжки не менше 1,6 кроку ланцюга.
32. Швидкість переміщення ланцюга із скребками = 0,2 м/с
Привод розміщений в кінці конвеєра.
По табл.1. доданок [1] вибираємо щільність зерна(пшениця) B = 7.5
Кут природнього укосу φо = 0,438 рад(25°) Коефіцієнт тертя по сталі μ= 0,37
1.2 Визначення висоти та ширини жолоба
Знаходимо робочу висоту жолоба, для цього потрібні такі дані:
Qр =Кн • Q = 1,2 • 300 кН/год = 360 кН/год -розрахункова
продуктивність конвеєра, кН/год, де
Кн = 1,2 — коефщієнт нерівномірності завантаження конвеєра;
Кж = Вж / hж = 1,4 - 1,6 (с. 83 [2] );приймаємо Кж = 2,0 - коeфіцієнт відношення
ширини та висоти жолоба;
Ку = 1,05 - 1,1 (с. 182 [1] ) приймаємо Ку = 1,08- коефщієнт ущільнення вантажу
в жолобі;
Кс – коефщієнт, який характеризує відставання вантажу від ланцюга із скребками; він
дорівнює відношенню швидкості вантажу до швидкості ланцюга; для конвеєрів
вертикальних із комбінованою трасою Кс = 0,5 (табл.. 42[1] ).
Ψ = 0,85 - 0,9 - коефіцієнт використання поперечного перерізу жолоба. Тоді
м
KKKK
Q
h
wzcyж
p
ж
261,0
885.05.008.12.023600
360
3600
hж = 250 мм - приймаємо висоту жолоба.
Знаходимо ширину жолоба: Вж = 2 hж =2• 250 мм=500 мм
Приймаємо крок ланцюга tл=100мм; крок скребків tc=2 · tл=200мм
33. Рис.2 Переріз конвеєра
Рис.3 Модель частини ланцюга
1.3 Визначення погонних навантажень
Сила тяжіння вантажу на 1 пог. м ходової частини конвеєра
мHq
мH
Q
q
B
p
B
500
500
2.06.3
360
6.3
Погонне навантаження від сили тяжіння ланцюга із скребками
мHq
qKq
з
Bланз
250
2505005.0
тут ланK - емпіричний коефіцієнт,для одно-ланцюгових конвеєрів 6.05.0 ланK
1.4. Тяговий розрахунок конвеєра
34. Рис.4 Розрахункова схема конвеєра
Розбиваємо трасу конвеєра на характерыі ділянки, точки 1 – 8 (Рис.4)
Мінімальний натяг ланцюга буде в точці 2,
приймаємо S1=Smin=1000 H.
Натяг в точці 2:
НКзірSS 1022022.1100012
де Кзір=1.022- коефіцієнт опору огинання ланцюгом зірочки, де кут α=90° (табл. 7
[1] );
Натяг в точці 3:
НHqSS з 352210250102223 ,
де f=0.3 - коефіцієнт тертя ланцюга по направляючим;
Натяг в точці 4:
НKзірSS 5,3599022.1352234 ,
Натяг в точці 5:
НfLqSS з 5.39743.052505.359945
Натяг в точці 6:
НKзірSS 9.4073025.15.397456
де Кзір=1.025 при α=180° (табл. 7[1]);
Натяг в точці 7:
35. Нtg
RLtgh
RLwqRLqfqSS
жB
BBз
8.60643)
2
25
45(26.037.0105.7335.0500
3)65.500035.0250(9.4073))(
2
45(
)()()(67
223
02
де ω'=0.65 - коефщієнт переміщення вантажу по жолобу на горизонтальних ділянках (c.
188 [1]);
f '=0.35 - коефіцієнт тертя скребків по стінках жолоба в середовищі вантажу
Натяг в точці 8:
Н
е
HqqLrqfqeSS BзCBз
25.8916150022.296903.4447
2750707.014.3)5.250035.0250()1(8.6064
)76()(sin)'()1(78
57.135.0
1
де Lr- довжина криволінійної ділянки, мRLr 14.3
4
214.32
4
2 ;
βс=45° середній кут нахилу криволінійної ділянки до горизонтальної площадки;
де ω’в=2.5 коефіціент переміщення вантажу по жолобу на вертикальних ділянках
(с.188[1] );
Натяг в точці 9:
НHqSS з 3.114161025025.891689
Натяг в точці 10:
Н
еH
qqLrqfqeSSнбS BзCBз
26.12840150022.296904.83712750
707.014.3)5.250035.0250()1(3.11416)109(
)(sin)'()1(910
57.135.0
1
36. S1=1000
S2 =1022
S3 =3522
S4 =3600
S5 =3975
S6 =4074
S7 =6065
S8 =8916
S9 =11416
S10 =12840
n
n
Рис 5. Схема навантаження ланцюга
1.5 Вибір ланцюга
Згідно ДСТУ 588-81 вибираємо тяговий пластинчастий ланцюг М 224-1-2-224, для якого
крок tл=200мм, розривне зусилля Sруйн = 450 кН, діаметр ролика Dр = 60мм, відстань
між внутрішніми пластинами Ввн = 55мм,ширина пластини h=56мм, погонна вага
ланцюга qл = 224Н/м .
Коефіцієнт запасу міцності:
23.13
12840
450000
max
S
Sn P
Л ,що быльше допустимого
37. значення [ Лn ]=9…10
1.6 Розрахунок тягового зусилля
Н
SзбігSнабКзірSзбігSнабWT
4
10803.2)100026.12840()1025.1(100026.12840
)()1(
2.Розрахунок приводу конвеєра
Рис.6Кінематичнасхемаприводуконвеєра:
1 – моторедуктор; 2 – муфта; 5 – приводна зірочка
конвеєра;
Загальний ККД приводу:
85.099.092.096.099.0 зірланредмзаг ,
де м - ККД муфти;
38. ред - ККД редуктора;
лан - ККД ланцюгової передачі;
зір - ККД приводної зірочки.
2.1 Розрахункова потужність електродвигуна
кВт
W
N
заг
T
P 5.6
85.0
2.028030
1000
Згідно ДСТУ 16372-77 вибираємо електродвигун асинхронний трьохфазний
єдиної серії 4А:
тип двигуна - 4А132М8У3
потужність – Nдв = 6.5 кВт
частота обертання - двn =720 об/хв.
2.2 Визначення діаметрів ділильних кіл приводної зірочки
Приймаємо кількість зубців зірочки z=6
Ділильний діаметр зірочки
мм
z
t
dзір 500
6
sin
250
sin
Параметри тягової зірочки конвеєра
39. 2.3 Частота обертання приводного вала
хв
об
d
n
зір
зір 64.7
50014.3
2.0100060100060
2.4 Вибір мотор-редуктора
Відповідно до отриманих даних обираємо мотор-редуктор серії 5МЦЗВ-90ЕS(рис.7)
Рис. 7 Мотор-редуктор серії 5МЦЗВ-90ЕS
Основні характеристики мотор-редуктора
Серія-5МЦЗВ-90ЕS
Кількість обертів вихідного вала - n = 7.6 об/хв.
Потужність двигуна мотор-редуктора N = 6.5 кВт.
Крутний момент на вихідному валу Т = 1573 Нм
40. Kmax
o8
h1
v1
ai
f4
b1
f1
a10
a9
о7
а2
f
c4
p3
Рис.8 Ескіз редуктора 5МЦЗВ-90ЕS
Таблиця 1. Габаритні та монтажні розміри мотор-редуктора
Габаритні і приєднувальні розміри,мм
Тип
розмір
a a2 a9 a10 c4 b1 f1 f4 h1
5МЦЗВ-
90ЕS
220 125 485 88 36 110 4 8 325
Тип
розмір
i kMAX o7 o8 f p3 Рис v1
5МЦЗВ-
90ЕS
69.5 1035.5 350 350 460 730 3 213
Частота обертання привода:
хв
обnn вихзір 64.7
Потужність на валу привода:
кВтNN
NN
РедМMзір
ред
24.697.099.05.6
;
1
1
41. Крутний момент на валу привода:
мН
n
N
T
мН
n
N
T
зір
зір
зір
дв
7800
64.7
24.6
95509550
94.8230
6.7
5.6
95509550 1
1
Література
1. Кукібний О.А. Курсове проектування транспортуючих машин. – К.: «Вища
школа»,1973.
2. Длоугий В.В., Муха Т.И. и др. Под. общ. редакциейДлоугого В.В. Приводы
машин: Справочник. – Л.:Машиностроение. Ленинградское отделение, 1982.
3. Киркач Н.Ф. Расчет и проектирование деталей машин – Х: «Высшая
школа»,1988.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. –
М.:«Высшая школа»,1985.
5. Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н. Машины непрерывного
транспорта. – М.:«Машиностроение»
6. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины –
М.:«Машиностроение», 1983.
Иванченко Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортный машин. Учебник для
ВУЗов. – К.: «Вища школа», 1983
