1. Мех. НРТС робіт
Лектор Юхно Михайло Іванович
Практичні заняття №1 Розрахунок стрічкових конвеєрів
Мета: Здобуття практичних навиків виконання розрахунків стрічкових
конвеєрів.
Кількість годин -2
Теоретичні відомості
Опис конструкції конвеєра
З усіх типів машин безперервного транспорту стрічкові конвеєри найбільш
поширені завдяки високій продуктивності до (40 тис. т/год) і швидкості
переміщення вантажів до (10 м/с) та простоті конструкції і надійності в
роботі.
Стрічкові конвеєри призначені для безперервного переміщення
насипних та дрібно штучних вантажів у горизонтальному, похилому і
вертикальному напрямках.
В порівнянні з іншими транспортуючими машинами :
простота конструкції, надійність і зручність обслуговування;
можливість повної автоматизації із застосуванням системи регулювання і
контролю;
безперервність транспортування, що сприяє підвищенню продуктивності
машин;
можливість розвантаження вантажу в будь-якому місці траси конвеєра;
Недоліки:
велика вартість і не достатня довговічність стрічки;
не можливість транспортування вантажів високої температури, липких,
гостро кромкових та ін.
Стрічковий конвеєр (рис. 1) складається із металоконструкції 1,
виготовленого із прокатного металу, на якому змонтовані приводний барабан
2 з приводом, натяжний барабан 3 з натяжним пристроєм, роликоопори
верхні: з лівого боку жолобчасті 4, з правого – прямих 5, роликоопори нижні
2. прямі 6, огинаючих замкненою гнучкою стрічкою 7. Стрічкає одночасно
вантажонесучим і тяговим елементом. Привод конвеєра складається із
двигуна, проміжних передач (редуктор, муфта,
ідкриті передачі чи зубчаста, ланцюгова) і приводного барабана. Натяжний
пристрій складається із барабана і натяжного механізму. В
склад конвеєра можуть входити відхиляючий барабан 8, а також пристрій для
очищення стрічки і пристрої для проміжного розвантаження вантажу.
Мета курсового проекту – створити нову, більш досконалу
транспортуючу машину відповідно завданню, умов і режиму роботи, тобто
розробити конструкцію основних її вузлів і деталей, які забезпечили б
надійну роботу в цілому.
Б
Б
А
А
1 23 4 5
6 8
7
B
B
6
Б-Б
5 7
B
6
A-A7 4
В
Б
Б
А
А
1 23 4 5
6 8
7
B
B
6
Б-Б
5 7
B
6
A-A7 4
В
Рис. 1 Конвеєр стрічковий горизонтальний
А-А – для сипучих вантажів; Б-Б – для штучних вантажів;
1 – металоконструкція; 2 – барабан приводний з приводом; 3 – барабан
натяжний з натяжним пристроєм; 4 – верхня жолобчаста роликоопора;
5 – верхня пряма роликоопора; 6 – нижня пряма роликоопора; 7 – стрічка;
8 – барабан відхиляючий.
3. 2 Розрахунок стрічкових конвеєрів загального призначення
Для визначення параметрів стрічки і компонування приводу конвеєра
повинні бути задані:
1. Необхідна продуктивність;
2. Геометрична схема траси (довжина ділянок, кут нахилу, конфігурація
траси);
3. Фізико-механічні характеристики вантажу, що транспортується (насипна
вага, кусковатість, кут природного укосу і т.д.);
4. Умови експлуатації.
2.1 Вибір швидкості руху стрічки.
Швидкість руху стрічки — це основний параметр, від правильного вибору
якого залежать техніко-економічна ефективність конвеєра, оптимальний
строк служби та вартість стрічки, потужність двигуна, габаритні розміри
конвеєра. Зі збільшенням швидкості зменшується ширина стрічки, поперчні
розміри конвеєра та його металомісткість.
Рекомендовані величини швидкості стрічки конвеєра наведено в табл. 4.1
Табл. 4.1
Вантажі, які
транспортуються
Приклади
характерних
вантажів
Швидкімть ν, м/с, при ширині стрічки В, мм
200
300…
400
500…
650
800…
1000
1200…
1400
Неабразивні і
малоабразивні,
кришіння яких не
знижує їх якості
Цукор-пісок, сіль,
сода, жом, гранули
полімерні та ін.
0,8—1,0 2,0—1,5 1,25—2 1,6—2 2—4
Абразивні дрібно і
середньокускові
(а < 160 мм)
Вапняк, відходи
скла битого та ін.
0,8—1,0 1,0—
1,25
1,25—
1,6
1,25—1,6 8—3
Борошнисті дуже
пильні
0,5—0,8 0,6—0,8 0,8—1,0 0,8—1,0 0,8—1,0
Зернові Пшениця, ячмінь,
жито, овес, просо
та ін.
1—1,5 1,0—2,0 1,5—2,0 2—3 2—3
Бобові Квасоля, горох, соя
та ін.
1—1,25 1,25—
1,5
1,5—2 1,5—2 1,5—2,5
Овочі і фрукти Картопля, морква,
цибуля, яблука,
груші, сливи та ін.
0,5 0,8 0,8 1,0 1,0
Буряк цукровий Корні буряка,
стружка бурякова
— 0,8—1,0 0,8—1,0 1,0—1,25 1,0—
1,25
Мішки Мука, крупа,
цукор-пісок та ін.
— 0,75—
1,0
0,75—
1,2
1,0—1,25 1,0—1,5
Ящики вагою ≥ 20
кг
Полімерні,
металеві із
гофрокартону,
фанери та ін.
— 0,5—0,8 0,8—1,0 0,8—1,0 1—1,25
Бутилі, бідони,
фляги
Олія, жири, мед та
ін.
0,5—
0,75
0,5—
0,75
0,8—1,0 0,8—1,0 0,8—1,0
4. Пляшки ємністю
0,33; 0,5; 0,75; 1,0 л
Пиво,
безалкогольні і
алкогольні напої,
молочні продукти
0,3—0,8 0,5—0,8 — — —
Бумажні пакети,
пачки, коробки,
Цукор-рафінад,
сіль, цукерки
1,2—1,6 1,2—1,6 1,2—1,6 — —
2.2 Вибір опорного пристрою.
Тип опорног пристрою вибирають в залежності від типу конвеєра, його
продуктивності і довжини, типу вантажу (насипний чи штучний),
характеристики вантажу:
насипного – насипна щільність, кусковатість, вологість, особливі властивості
тощо;
штучного – габаритні розміри, сила тяжіння, особливі властивості.
Рекомендований вибір опорного пристрою приведений в табл. 4.2
Вибір опорного пристрою стрічкового конвеєра
Табл.4.2
Тип опорного
пристрою
Принципова схема Параметри вибору
Суцільний настил Транспортування штучних
вантажів і малоабразивних
сипучих;
конвеєри довжиною до 6 м
продуктивністю до 10-15 т/
в місцях завантаження і
розвантаження.
Пряма роликова
опора
Підтримка неробочої вітки
всіх типів конвеєрів;
підтримка робочої вітки
конвеєра для штучних
вантажів;
при транспортуванні сипких
вантажів невеикої
продуктивності (до 25 /год)
і малої довжини (до 10 м);
Двороликова опора Вузькі конвеєри шириною
стрічки до 400 мм;
конвеєри відносно малої
довжини до 20 м і невеликої
продуктивності;
переносні і пересувні
конвеєри для
транспортування сипких
вантажів.
Трироликова опора Любі типорозміри конвеєрів
продуктивністю до 1000
т/год, шириною стрічки в
діапазоні 400-1600 мм,
завдовжки до 10000 :
всі види вантажів
5. Пятироликова опора Конвеєри великої
продуктивності (більше 1000
т/год), шириною стрічки
більше 1000 мм;
особливо тяжкі
крупношматкові з насипною
щільністю більше 2 т/
2.3 Визначення ширини стрічки конвеєра
При транспортуванні сипких вантажів ширину стрічки визначають про
розрахунковій продуктивності конвеєра, яка залежить від площі поперечного
перерізу А, насипного вантажу на стрічці, м2
:
Для масової продуктивності
(4.1)
З умов уникнення пересипання матеріалу із стрічки при її русі
використовується не вся ширина стрічки. При переміщенні стрічки по
прямим роликовим опорам площа поперечного перерізу вантажу
визначається як площа рівнобедеренного трикутника з основою
(табл 4.2), де b — робоча ширина стрічки, Bстр —
повна ширина стрічки. Кут 1 при основі на стрічці, яка переміщується,
оптимально складає , де φ0 — кут природного укосу
вантажу на нерухомій стрічці. Крім того, за наявності похилої ділянки траси
конвеєра значення А необхідно помножити на коефіцієнт k, який враховує
зменшення площі поперечного перерізу вантажу від кута нахилу. Тоді площа
перерізу:
, м2
(4.2)
Значення коефіцієнта k приймають наступні:
Кут нахилу ,
град
0… 10 10… 15 15… 20 20…
25
Коефіцієнт k 1,0 0,95 0,9 0,85
Підставивши значення (4.1) у формулу (4.2), знаходимо ширину стрічки із
умови продуктивності конвеєра:
, м
(4.3)
Для дворхроликової і трьохроликової жолобчастих опор і для стрічки з
хвилястими бортами і нерухомими бортами встановленими над стрічкою на
прямих роликових опорах виконуємо аналогічні перетворення при
переміщенні стрічки по прямим роликовим опорам. Одержані результати
визначення ширини стрічки для різних типів роликових опор наведено в
табл. 4.5.
6. Розрахункова продуктивність конвеєра:
, т/год
(4.4)
де Q — продуктивність конвеєра по технічному завданню, т/год;
kн — коефіцієнт нерівномірності завантаження і вивантаження конвеєра, kн
= 1,1… 1,25;
kч — коефіцієнт нерівномірності використання конвеєра в часі, kч = 0,8…
0,95.
Ширину стрічки перевіряють за гранулометричним складом вантажу:
для рядового вантажу, в якому містяться найбільших кусків аmax до 15 % від
загальної маси:
(4.5)
для великокускових вантажів ширина стрічки перевіряється за кусковатістю:
для рядових (несортованих) вантажів
(4.6)
для сортованого вантажу
(4.7)
Визначена за продуктивність або за кусковатістю ширина стрічки
(приймається більше значення) округляється до найбільшої стандартної і
уточнюється швидкість руху стрічки.
Ширину стрічки при транспортуванні штучних вантажів визначають по
косому положенню їх на стрічці
Рис. 4.15 До визначення ширини стрічки
Ширина стрічки
(4.8)
де l — довжина вантажу, м;
b — ширина вантажу, м;
7. — відстань від краю стрічки до краю вантажу, мм, = 30… 60 мм.
Одержану при розрахунках ширину стрічки округлюють до ближчої більшої
ширини із стандартного ряду, чи в рекомендаціях вибраного типу стрічки.
Діаметр ролика вибирають в залежності від призначення роликоопори,
характеристики вантажу, що транспортується, ширини і швидкості руху
стрічки.
Ролик повинен матии такий діаметр, при якому виконується дві умови:
1)момент тертя стрічки без вантажу об ролик більший моменту тертя і
підшипниках і ущільненнях, інакше стрічка буде ковзати по роликах
2)під дією відцентрової сили обертового ролика вантаж не повинен
відриватися від стрічки при огинанні ролика.
Рекомендовані діаметри роликів
Табл.4.3
Діаметр
ролика
pD , мм
Ширина стрічки,
мм
Густина вантажу, що
транспортується, т/м3
,
не більш
Максимальна
швидкість руху
стрічки, м/с
63 300, 400 1,5 2,0
(83); 89
400; 500; 650 1,6 2,0
800 1,6 1,6
(102); 108
400; 500; 650 2,0 2,5
800; 1000; 1200 1,6 2,5
(127); 133
800, 1000, 1200 2,0 2,5
800; 1000; 1200 3,5 4,0
(152), 159 1400 3,5 3,2
Діаметр ролика збільшується зі збільшенням швидкості стрічки, густини,
величини шматка вантажу і коефіцієнта тертя в підшипнику і при зменшенні
коефіцієнта зчеплення стрічки з роликом. Однак значне збільшення діаметра
ролика не бажане, так як при цьому збільшується його маса і вартість.
Відстань між роликоопорами на верхній гілці стрічки (в м) вибирають в
залежності від характеристики вантажу, що транспортується, (табл. 4.4).
Відстань між вантажними роликоопорами
Табл.4.4
Ширина
стрічки,
мм
ρ, т/м3
До 0,8 0,81-1,6 1,61-2 2,1-2,5 Більше 2,5
300, 400,
500
1,5 1,4 1,4 1,3 1,2
650 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2
8. 800 1,4 1,3 1,3 1,2 1,1
1000 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1
1200 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1
1400 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1
Відстань між роликоопорами на нижній (неробочій) гілці приймають у 2-3
рази більшою, ніж на верхній (робочій).
Кут нахилу бічних роликів жолобчастої роликоопори за ДСТ 22645-77
дорівнює 15...36 для усіх вантажів і будь-якій ширині стрічки; для легких
вантажів із густиною 0,5...1,0 т/м3
(зерно й інші продукти) при ширині
стрічки 400-800 мм допускається збільшення цього кута до 45-60°.
Розрахункові фотрмули для визначення ширини стрічки конвеєра
Табл.4.5
Поперечний переріз стрічки з
вантажем
Кут
нахи
лу
Ширина стрічки конвеєра Встр, м
1 2 3
9. 0
15°
20°
20°
30°
45°
60°
Стрічка з хвилястим бортом
Стрічка з нерухомим барабаном
-
-
, де — відстань від краю стрічки до
хвилястого чи нерухомого борта, = 50… 100 мм
де Qp — розрахункова продуктивність конвеєра, т/год;
в — щільність насипного вантажу, т/м3;
h — висота бортів, м
— коефіцієнт заповнення перерізу вантажу на стрічці по висоті бортів, = 0,65… 0,8
10. 2.4 Відстань між штучними вантажами
При транспортуванні штучних вантажів визначають відстань між вантажами
(рис.4.16)
Рис.4.16 Визначення відстані між вантажами
Відстань між вантажами, м:
(4.9)
де - розрахункова продуктивність, шт/год.
Відстань між вантажами повинна перевищувати габаритні розміри: а ≥ l
де l – довжина вантажу
2.5 Визначення погонних навантажень
Від вантажу, що транспортується
насипного qв= , кг/м
(4.10)
штучного qв = , кг/м
(4.11)
тут – розрахункова продуктивність, т/год,
– швидкість транспортування, м/с,
– маса одиночного вантажу, кг.
Від стрічки, кг/м
полімерних = B δ ρ
(4.11)
гумотканинних = 1,1 B ( Z + + )
(4.12)
гумотросових = 7800 B δ
(4.13)
11. де B – ширина стрічки, м;
δ – товщина стрічка, м;
ρ – щільність матеріалу стрічки, кг/ ;
– товщина прокладки, мм;
, – відповідно товщина верхньої і нижньої обкладок, мм;
Z – кількість прокладок.
Від роликових опор, кг/ :
верхніх =
(4.14)
нижніх =
(4.15)
тут , – маса обертових частин верхніх і нижніх роликоопор, кг
, – відстань між роликоопорами верхніми і нижніми (табл.4.4)
=(2…3) .
Маса обертових частин конвеєрних роликів
Табл.4.6
Ширина
стрічки, мм
Жолобчаста роликоопора Пряма роликоопора
Діаметр
ролика, мм
Маса, кг Діаметр
ролика, мм
Маса, кг
400
500
650
800
1000
1200
63
76
89 (102)
89 (102)
127 (133)
159
6
8
10
15
20
29
63
76
89
89
127
159
4
5
6
10
12
20
В орієнтованих розрахунках при відсутності числових даних масу обертових
частин можна визначити по наближеним емпіричних залежностей:
для трьохроликових опор
= [ + (В – 0,4)]
(4.16)
для однороликових опор
= [6 + 14(B – 0,4)]
(4.17)
де В – ширина стрічки, м. - діаметр ролика, мм. , – емпіричні
коефіцієнти. Для легкого ролика = 8, = 9. Середнього = 10, = 10.
Важкого = 15, = 12.
26 Тяговий розрахунок конвеєра
Тяговий розрахунок зводиться до визначення натягів стрічки в характерних
точках траси конвеєра. При цьому ділять трасу конвеєра на окремі ділянки,
12. починаючи з точки збігання стрічки з приводного барабана. Натяг в кожній
наступній точці дорівнює натягу в попередній точці плюс опір переміщення
стрічки на ділянці, розміщеній між цими точками.
= +
(4.18) де – натяг у поперечній точці
- натяг в наступній точці
- сила опору переміщення на ділянці, розміщеній між цими точками.
Розглянемо тяговий розрахунок на прикладі наступної схеми конвеєра.
Рис. 4.17. Розрахункова схема конвеєра
Приймаємо =
Натяг у точці 2:
= + ( + )g - t g β, H,
(4.19)
де коефіцієнт опору руху стрічки, що залежить від типу підшипника,
змащення, ущільнення, запиленості навколишнього середовища та інших
умов (табл.4.7)
Значення коефіцієнта – прямі, - верхні жолобчасті
(4.7)
Умови роботи конвеєра Прямі роликопори, Жолобчасті роликоопори,
У чистому сухому
приміщенні без пилу
0,018 0,02
В опалювальному
приміщенні з нормальною
вологістю повітря при
невеликій кількості
абразивного пилу
0,022 0,025
Пересувні і переносні
конвеєри при хороших
0,03 0,03
13. умовах роботи
В неопалюваних
приміщеннях з підвищеною
вологістю або на відкритому
повітрі, можлива велика
кількість абразивна пилу
0,035 0,04
Натяг у точці 3:
= , Н
(4.20)
де - коефіцієнт опору переміщення стрічки по роликовим батереєм, який
залежить від кута повороту і режиму роботи. Приймають = 1,02; 1,03;
1,045.
Натяг у точці 4:
= + ( + )g , H,
(4.21)
Натяг у точці 5:
= , Н,
(4.22)
де - коефіцієнт опору переміщення стрічки при обгинанні барабана;
підшипниками кочення при середніх ржимах роботи при куті обхвату 90̊ -
= 1,04; 180 - = 1,05; 240 - = 1,06.
Натяг у точці 6:
= + ( + )g + , Н,
(4.23)
де коефіцієнт опору переміщення стрічки по верхнім роликовим опорам
(табл.)
- опір при завантаженні насипного вантажу.
= g , Н,
(4.24)
де - довжина ділянки розгону вантажу
– коефіцієнт тертя ковзання матеріалу по поверхні стрічки
Натяг у точці 7:
= , Н,
(4.25)
Натяг у точці 8:
14. = = + ( + + ) g + ( + ) g tg β, H,
(4.26)
В результаті розрахунку одержуємо рівняння:
= A + B де А і В – числові коефіцієнти, одержані в результаті
розрахунку.
Передача тягового зусилля відбувається за рахунок сил тертя між стрічкою і
поверхнею барабана. На рівній поверхні барабана, не враховуючи жорсткості
стрічки і якщо немає ковзання стрічки по поверхні барабана, справедливе
рівняння Ейлера:
≤
(4.27)
де - коефіцієнт тертя(зчеплення) між стрічкою і барабаном; залежить від
характеру поверхні барабана, стану атмосфери і середовища;
α – кут охоплення стрічкою барабана, в рад.
тяговий фактор барабана (табл. 4.9)
Залежність коефіцієнта зчеплення
Табл.4.8
Поверхня
привідного
барабана
Стан дотичних поверхонь стрічки і
барабана
Атмосферні
умови
Умови роботи
конвеєра
Стальна або
чавунна, без
футеровки
Чисті
Запилені
Забруднені нелипким вантажем
(піском, вугіллям і т.п.)
Забруднені липким вантажем
(глиною і т.п.)
Сухо
>>
Волого
>>
Х
С
В
В
0,35
0,3
0,2
0,1
Футеровані
гумою
Чисті
Курні
Забруднені нелипким вантажем
Забруднені липким вантажем
Сухо
>>
Волого
>>
Х
С
В
В
0,5
0,4
0,25
0,15
Футерована
прогумова-ною
стрічкою без
обкладки
Чисті
Курні
Забруднені нелипким вантажем
Забруднені липким вантажем
Сухо
>>
Волого
>>
Х
С
В
В
0,45
0,35
0,25
0,1
Тут Х – хороші умови роботи; С – середні; В – важкі
Величина тягового фактора
Табл.4.9
Коефіцієнт
щеплення, μ
Кути охоплення
180 200 240 300
0,1 1,37 1,49 1,52 1,69
0,15 1,6 1,69 1,88 2,2
0,25 1,8 2,14 2,85 3,71
15. 0,30 2,56 2,85 3,52 4,82
0,35 3,0 3,40 4,34 6,27
0,4 3,51 4,05 5,35 8,14
Маємо систему двох рівнянь
=
(4.28)
=
В результаті рішення системи маємо:
=
(4.29)
+ В =
Звідси
= ; =
(4.30)
По обрахованих значеннях будується діаграма натягів у стрічці
Рис.4.18 Діаграма натягу в стрічці
2.7 Перевірка стрічки на міцність.
Для переміщення стрічок потрібна міцність стрічки нарозтяг
= ≤ [ ]
(4.31)
де – максимальний натяг завантаженої ділянки, Н. ;
В – ширина стрічки, мм;
– коефіцієнт запасу міцності, = 6;
[ ] – допустимий натяг стрічки на розрив 1 мм ширини стрічки, Н/мм (із
табличних характеристик вибраної стрчки).
16. Для гумотканинних стрічок перевірка заключається у визначенні кількості
прокладок в стрічці:
Z =
(4.32)
де К – коефіцієнт запасу міцності стрічки на розтягування;
= 8…10 для горизонтальних конвеєрів;
= 11…12 для похилих конвеєрів;
В – ширина стрічки;
– границя міцності на розрив 1см ширини однієї стрічки, Н/см;
Залежить від матеріалу прокладки:
бельтінг Б-820-550, марка ОПБ-5 і ОПБ-12-1150;
капрон К-4-3-1190, капрон К-12-3-300, анід А-12-3-300.
Найменший натяг стрічки з умов провисання між роликами конвеєра
При транспортуванні сипких вантажів:
для горизонтальних ділянок
≥ (5…4) ( )g , Н
(4.33)
для похилої ділянки
≥ (5…4) ( )g cos α, Н
(4.34)
тут α – кут нахилу похилої ділянки конвеєра
При транспортуванні штучних вантажів:
≥ 10 ( + 2 ) ( ) g, Н
(4.35)
тут – маса одиничного вантажу, кг
≥ (5…4) ( ) , Н
(4.36)
Якщо умова не виконується, то необхідно зменшити відстань між
роликоопорами, або задатись мінімальним натягом і перерахувати тяговий
розрахунок.
Тягове зусилля на приводному барабані
= - + ( - 1) ( - )
(4.37)
тут – коефіцієнт опору переміщення стрічки при огинанні барабана (див.
розділ 4.2.6).
17. Потужність на приводному валу конвеєра
= , квт
(4.38)
– коефіцієнт, який враховує зусилля на подолання сил енергії елементів
кочення і вантажу, в Н, в м/с.
Параметри приводного барабана
Для полімерних безкаркасних стрічок діаметр барабана вибирають з
врахування мінімального значення, вказаного в характеристиці відповідної
стрічки.
Для гумотканинних стрічок діаметр барабана визначають в залежності від
числа прокладок:
D = Z, мм;
(4.39)
– коефіцієнт, який залежить від типу стрічки: для резинотканевих стрічок
= 125…200, для стрічок із комбінованих тканин = 100…150, для стрічок
із синтетичних матеріалів = 150…300.
Вибраний діаметр приводного барабана повинен задовольняти умови
Д =
(4.40)
де - максимальне к;олове зусилля на приводному барабані, н:
= -
(4.41)
де В – ширина стрічки, м
- кут обхвату, рад ;
– допустимий тиск, = 1600… 3500 Н/ ;
Довжина барабана, мм:
= В + 2 ;
(4.42)
тут = 50…100 мм – запас довжини барабана з врахуванням можливого
сходу стрічки.
Частота обертання приводного барабана:
=
(4.43)
де D = + 2 ;
18. – товщина футерки.
Визначення ходу натяжного пристрою і його типу.
Витяжка вітки стрічки:
робочої (навантаженої) = ;
(4.44)
неробочої (порожньої) = ;
(4.45)
де – розривна міцність вибраної стрічки, Н:
= Z B,
(4.46)
де – розривна міцність 1 см ширини прокладки, Н/см;
Z – кількість прокладок;
В – ширина стрічки, мм;
– відносна витяжка стрічки, %, (2.4 %);
, – натяг стрічки на початку і кінці навантаженої вітки конвеєра, Н;
, – натяг стрічки на початку і кінці порожньої вітки конвеєра, Н.
Необхідний хід натяжного пристрою:
= +
(4.47)
де = 0,2…2 м – хід натяжного барабану (залежить від типу з’єднань
кінцівок стрічки).
Якщо хід натяжного пристрою менше одного метра, то можна рекомендувати
гвинтовий натяжний пристрій, за умови великого ходу – варто прийняти
лебідковий, вантажний або автоматичний натяжний пристрій в залежності
від умов роботи і типу конвеєра.
Розрахунок конвеєра за умовами пуску розробляється для важких конвеєрів.
Далі виконується кінематичний і силовий розрахунок приводу (див. розділ
3.4).
Приклади розрахунку
Задача №1
Розрахувати стрічковий конвеєр для транспортування солі продуктивністю
15т/год. Геометричні параметри конвеєра : l1=15м, l2=10м, l3=10м , кут
нахилу -15о
.
19. Схема конвеєра.
1. Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра.
Вибір основних параметрів.
Стрічка конвеєра верхня знаходиться на стаціонарних жолобчастих опорах, а
нижня – на прямих роликоопор
Рис.1 Роликоопори: а)-верхня; б)-нижня.
Натяжний пристрій – гвинтовий з центральним розташування гвинта.
20. Рис.2 Схема натяжного пристрою:
1 – стрічка; 2 – барабан; 3 – направляючі; 4 – гвинт.
Привод розташований в кінці конвеєра.
З табл. 29[2] вибираємо швидкість транспортування υ=0,5 м/с; щільність
насипного вантажу ρв =1,25 т/м3
; кут природного укосу φ=
30°(табл.4.29,4.30[3])
Ширина стрічки
де – розрахункова потужність
де - коефіцієнт нерівномірності завантаження; приймаємо =1,2
– коефіцієнт нерівномірності використання конвеєра в часі;
приймаємо
kβ = коефіцієнт нахилу конвеєра, kβ =0,85;
21. С – коефіцієнт, який враховує тип роликоопори; по табл. 28[2] для трьох
роликової опори з кутом нахилу бічних роликів α=20° - С=470.
Згідно стандарту приймаємо ширину стрічки В=400мм.
Погонні навантаження .
Від вантажу
Від стрічки.
Згідно з ДСТУ 20-62 вибираємо стрічку типу 2У (табл. 16[2]) з
бельтинговими прокладками Б-820, межею міцності однієї прокладки
Кр=550 Н/см (табл. 18[2]) товщиною δ0=1,5 мм.
Попередньо беремо кількість прокладок z=3. Товщина верхньої
обкладки δ1=2 мм, нижньої
δ2=1мм.
Рис.3 Переріз стрічки: 1 – верхня обкладка; 2 – нижня обкладка; 3 –
прокладка; 4 – шар каучуку
Тоді погонна вага стрічки
Від обертових частин роликових опор:
верхньої ;
22. нижньої: ;
тут , - сила тяжіння обертових частин верхньої і нижньої роликових
опор
, - крок між роликоопорами верхніми і нижніми, з табл. 25[2]
приймаємо =1,3 м, =
Тяговий розрахунок конвеєра.
Розбиваємо трасу конвеєра на характерні ділянки , починаючи з точки збігу
стрічки з приводного барабана.
Рис. 4 Розрахункова схема конвеєра.
Визначимо натяги в характерних точках.
Натяги в точках 1-12:
23. ут - коефіцієнт опору переміщення стрічки по нижнім роликовим опорам,
=0,022 (табл. 30[2])
Тут - коефіцієнт опору переміщення стрічки по роликовій батареї,
=1,045 (табл. 6[2])
Тут - коефіцієнт опору переміщення стрічки при огинанні барабана ,
=1,06 (табл. 6[2]);
Тут - коефіцієнт опору переміщення стрічки по верхнім роликоопорам,
=0,03 (табл. 30[2]);
24. В результаті тягового розрахунку отримали наступне рівняння:
Вибираємо однобарабанний привод з чавунним барабаном з кутом обхвату
барабану стрічкою α=180°. За табл. 11[2] для сухого середовища коефіцієнт
тертя µ=0,3 і eµα
=2,56.
Формула Ейлера
В результаті рішення системи двох рівнянь
Маємо
Перевіримо найменший натяг стрічки на завантаженій ділянці. Це точка 7:
Потрібний натяг в точці 7:
25. Так як < , то умова найменшого провисання виконується.
Натяги в характерних точках
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
Перевіримо міцність стрічки
Потрібна кількість прокладок
Z ≥
Тут К – коефіцієнт запасу міцності стрічки, К=9,5 (табл. 19[2])
Оскільки мінімальна кількість прокладок дорівнює 3 , то залишаємо Z=3.
Тягове зусилля на приводному барабані:
26. Кінематичний і силовий розрахунок приводу.
Вибираємо привод конвеєра , в склад якого входять мотор-редуктор,
ланцюгова передача і приводний барабан.
Рис. 5 Кінематична схема привода :
Двигун-редуктор; 2 – ланцюгова передача ; 3 – стрічка; 4 – приводний
барабан.
Загальний ККД приводу
;
Тут - ККД мотор-редуктора , =0,71 (табл. 1.16 [1]);
– ККД ланцюгової передачі, =0,92
- ККД приводного барабана, на підшипниках кочення =0,99
Розрахункова потужність електродвигуна
Тут – коефіцієнт запасу, який враховує зусилля , що витрачаються на
подолання сил інерції елементів конвеєра і вантажу, =1,1 1,3.
27. Згідно стандарту вибираємо двигун-редуктор двохступінчастий планетарний
зубчастий типу МЦ2С (табл. 1.16[2]):
типорозмір МЦ2С-80-47-110-Ц-У3;
частота обертання вихідного вала nвих =47 об/хв;
крутний момент на вихідному валу Твих=246 Нм;
електродвигун тип 4А80В4Р3:
потужність Nдв =1,5 кВт;
частота обертання nдв=950 об/хв;
ККД двигун-редуктора =0,71;
маса,кг-87
Рис.6 Двигун-редуктор.
Габаритні і приєднувальні розміри ,мм:
L=670; L 1 =195; L 2 =102;А=130;А1=210; В=255;Н=375;Н1=170; в=150; l=20;
h=22; d=15.
Розміри вихідного кінця вала циліндричного,мм:
d=35; l=80; b=10; t=38.
Частота обертання , потужність і крутні моменти на валах привода:
n1 =47 об/хв;
28. хвоб
Д
v
n
б
/1,19
50014,3
5,0100060100060
2
Тут – діаметр барабана, =(125…130) Z=125 3=375 мм;
Приймаємо =400мм.
N1=Np =1,28 0,71=0,91кВт;
N2=N1 =0,91 0,92 0,99=0,81 кВт;
Нм
n
N
T 185
47
91,0
95509550
1
1
1
Нм
n
N
T 405
1,19
81,0
95509550
2
2
2
Задача №2
Розрахунок стаціонарного стрічкового конвеєра для транспортування
штучних вантажів з гравітаційним завантажуючим пристроєм.
Дано продуктивність: 1200Z шт/год, геометричні параметри 31 L м, 52 L
м, 103 L м, кут нахилу
18 .
Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра
1.1. Визначаємо ширину стрічки
При переміщені штучних вантажів ширина стрічки залежить від розмірів вантажу при
косому його розміщені
Розміри вантажу, мм: 250300500 hbl
кгGв 40
Рис.1 Косе розміщення вантажу на стрічці
29. мblB 6403023005002 2222
,
Де мм30 - відстань від краю стрічки до вантажу.
Згідно стандарту обираємо ммB 650
1.2. Крок між вантажами
рZ
v
a
3600
,
Де рZ - розрахункова продуктивність конвеєра
2250
8,0
2,1
1500
r
H
р
K
K
ZZ шт/год
Де 25,1...1,1HK - коефіцієнт нерівномірності заповнення, 95,0...8,0rK -коефіцієнт
нерівномірності використання конвеєра в часі.
мa 48,0
2250
3,03600
1.3. Визначення погонних навантажень
Від вантажу:
33,83
6,0
40
a
G
q в
B (кг/м),
Де кгGв 40 - маса вантажу
Згідно ДСТУ 20-62 вибираємо стрічку типу 2У (таб.16(2)) з прокладками Б-820 з межою
міцності однієї прокладки 550рK Н/см (таб.18(2)), з товщіною 5,10 мм.
Попередньо беремо кількість прокладок і = 3.
31 мм, 5,12 мм – товщіна верхніх і нижніх об кладок відповідно.
Від стрічки:
43.65,135,1365,01.11.1 210 iBqcт (кг/м)
Від обертових частин роликових опор:
Обертові деталі верхньої та нижньої опор однакові – прямі, вагу їх розраховуємо за
формулою:
68,981,93065,010030100 gBGр кг
Приймаємо крок розташування верхніх роликів мlр 6,0 ;
нижніх роликів - мll рр 2,16,022
.
Погонні навантаження обертових деталей роликових опор визначаємо для верхньої та
нижньої ділянок відповідно
13,16
6,0
68,9
р
р
р
l
G
q (кг/м)
06,8
2,1
68,9
р
р
р
l
G
q (кг/м)
1.4. Тяговий розрахунок
30. Рис.2. Розрахункова схема конвеєра
Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра проводиться методом обходу траси конвеєра.
Трасу розбивають на характерні ділянки з однаковим опором переміщення стрічки,
розпочинаючи з точки збігання стрічки з приводного барабана.
збSS 1
27,3110022,081,906,843,63012
збзбрст SSlgqqSS (Н)
0 =0,022 – коефіцієнт, який враховує опір переміщення стрічки на роликових опорах
(таб.30(2))
батSS 23 ,
045,1бат - коефіцієнт, який враховує опір переміщення стрічки по роликовим батареям
67,32045,1045,127,313 збзб SSS (Н)
)(24,279045,151881,9)06,843,6(5022,0
81,906,843,667,32045,122034
НStg
SltggqqlgqqSS
зб
збрстрст
80,291092,1045,124,279045,145 збзббат SSSS (Н)
)(18,301092,13022,0
81,906,843,680,291092,11056
НS
SlgqqSS
зб
збрст
70,308193,1025,1)18,301092,1(67 збзбб SSКSS ,(Н)
025,1бK - коефіцієнт, який враховує опір переміщення стрічки по барабану (таб.6(2))
)(26,377193,1
022,0381,913,1643,633,8370,308193,10178
HS
SlgqqqSS
зб
збрств
24,394247,1045,126,377193,189 збзббат SSSS (Н)
)(10,2196247,118581,913,1643,633,83022,0581,913,1643,633,83
24,394247,11202910
HStg
StglgqqqlgqqqSS
зб
збрстврств
93,2294303,1045,110,2196247,11011 збзббат SSSS
)(46,2523303,1022,01081,913,1643,633,83
93,2294303,1031112
HS
SlgqqqSSS
зб
збрствнб
Вибираємо однобарабанній привод з чавунним барабаном з кутом обхвату барабана
18014,3 рад : для сухого середовища (таб. 11(1)). Коефіцієнт тертя 3,0 ,
56,2
e
Використовуючи рівняння Ейлера маємо систему рівнянь:
eSS збнб
збнб
збнб
SS
SS
56,2
46,2523303,1
В результаті рішення системи 2-х рівнянь:
31. 52,2007збS (Н)
26,5139нбS (Н)
1.5. Потрібна кількість прокладок
р
нб
KВ
SK
z
,
де K - коефіцієнт запасу, який залежить від типу конвеєра. Приймаємо 5,9K
(таб.19(2)).
рK - межа міцності однієї прокладки. смНK р /550 (таб. 18(1))
36,1
55065
26,51395,9
z , оскільки мінімальна кількість прокладок 3, то приймаємо 3z .
1.6. Найменший нятяг стрічки
63,26416,081,943,633,8355min рств lgqqS Н
Найменший натяг завантаженої ділянки буде в т. 7
67,270370,30852,2007193,170,308193,17 збSS Н
Так як 7min SS , то умова найменшого провисання стрічки додержується.
Тягове зусилля
Н
SSkSSW збнббарзбнбT
61,3417
52,200726,5139104,152,200726,51391
2.Кінематичний і силовий розрахунок приводу
В склад приводу входять: двигун-редуктор 1, ланцюгова передача 2 і приводний барабан
3.
Рис.3 Кінематична схема приводу
2.1. Загальний коефіцієнт корисної дії приводу
барплдрзаг ..
78,0др - ККД двигун-редуктора, 92,0.. пл - ККД ланцюгової передачі,
93,0бар - ККД приводного барабану на підшипниках кочення.
710,099,092,078,0 заг
2.2. Розрахункову потужність електродвигуна
32. заг
T
P
VW
kN
1000
3 ,
де TW - тягове зусилля на приводному барабані, заг - загальний ККД приводу,
3,1...2,13 k - коефіцієнт, який враховує зусилля, що витрачається на подалання сил
інерції конвеєра і вантажу.
87,1
710,01000
3,061,3417
3,1
PN (кВт)
2.3. Вибираємо двигун-редуктор двохступінчастий планетарний типу МПЗ2.
Типорозмір - МПЗ-80-18
Частота обертання вихідного вала – 18 об/хв.
Крутний момент на вихідному валу – 2000Нм
Електродвигун – 4А132S8P3
Потужність – 4 кВт
Частота обертання – 700 об/хв.
ККД двигун-редуктора – 0,78
2.4. Частота обртання барабана
б
б
D
v
n
60
,
де бD - діаметр барабана
3903130)150...125( zDб мм.
Приймаємо 400бD мм.
3,14
400
3,060
бn хвоб /
2.5. Передаточне число ланцюгової передачі
б
др
пл
n
n
U .. ,
де дрn - частота обертання вибраного двигуна-редуктора, бn - частота обертання вала
приводного барабана.
26,1
3,14
18
..
б
др
пл
n
n
U
2.6. Потужності на валах
06,178,087,1 дррдр NN кВт;
33,171,087,1 загрб NN кВт;
2.7. Крутні моменти на валах
Визначаємо крутний момент на кожному валу:
i
i
i
n
N
T 9550
61,774
18
46,1
95509550
др
др
др
n
N
T Н м;
22,888
3,14
33,1
95509550
б
б
б
n
N
T Н м;
33. Задача №3
Розрахувати горизонтальний стрічковий конвеєр для транспортування
цукру продуктивністю Q=50 т/год, довжиною конвеєра L=8 м.
Вибір основних параметрів.
Згідно рекомендаціям для транспортування цукру-піску вибираємо
швидкість переміщення стрічки V=1 м/с
Стрічка конвеєра плоска із хвильовими бортами. Верхня і нижня вітка
конвеєра підтримуються прямими роликовими опорами на підшипниках
кочення і лабіринт ним ущільненням (рис. 2).
Рис. 2. Роликоопори прямі верхні і нижні:
1 – стрічка; 2 – роликоопора верхня; 3 – каркас конвеєра; 4 – роликоопора
нижня; 5 – підшипник кочення; 6 – вісь; 7 – маточина; 8 – корпус ролика; 9 –
ущільнення; 10 – стояк .
Натяжний пристрій – гвинтовий з його верхнім розташуванням (рис. 3.).
Рис . 3. Натяжний пристрій:
1 – стрічка; 2 – барабан натяжний; 3 – направляючі; 4 – корпус підшипника;
5 – гвинт; 6 – гайка.
34. Привод конвеєра встановлюємо в кінці конвеєра, який складається із
електродвигуна , проміжного механізму (редуктор, муфта) і приводного
барабана.
Рис. 4. Стрічка із хвильовими бортами.
Від обертових частин роликових опор:
Верхньої 14
5.0
7
в
рt
в
рG
в
рq кг/м;
Нижньої 8.2
5.1
2.4
н
рt
н
рG
н
рq кг/м,
Де н
рGв
рG ; – відповідно вага верхньої і нижньої роликових опор
734,010310 Bв
рG кг
2,47
5
3
5
3
в
рGн
рG кг, де
5
3
– відношення довжин нижньої і верхньої
роликоопор;
tр
в
і tр
н
– крок відповідно між верхніми і нижніми роликоопорами, приймаємо
tр
в
= 0,5 м, а tр
н
= (2…3)·tр
н
= 3·0,5=1,5 м.
35. Тяговий розрахунок конвеєра
Тяговий розрахунок проводять методом обходу контуру траси конвеєра. Для
цього поділимо контур всієї траси конвеєра (рис …) по ходу руху тягового
елемента на характерні ділянки з однаковим видом опору, починаючи з точки
збігання стрічки з приводного барабана, - від т. 1 до точки 4.
Рис. 5 Розрахункова схема конвеєра:
1 – приводний барабан; 2 – натяжний барабан; 3 – стрічка; 4 – роликоопора
верхня; 5 – роликоопора нижня.
Натяг в т. 1:
зб
S
1
S
Натяг в т. 2:
H
зб
Stg
зб
Stglgcqнlgн
рqcqSS
7.4014881.95.2
022.0881,9)8.25.2()(
12
де н – коефіцієнт опору переміщення стрічки по нижніх роликовим опорам
022.0н для середніх умов роботи (табл. 30 […]).
Натяг в т. 3: Н
зб
S
зб
S
бар
KSS 4305.105.1
23
Де
бар
K и – коефіцієнт опору переміщення стрічки при огинанні барабана,
07.1...05.1
бар
K (на підшипниках кочення).
Натяг в т.
4:
H
зб
Stg
зб
Stglgcqвqвlgв
рqcqвqS
нб
SS
45605.114881.9)5.24.20(03.0881,9)145.24.20(
4305.1)()(
34
36. В результаті одержимо рівняння: H
зб
S
наб
S 45605,1
Візьмемо однобарабанний привід зі сталевим барабаном з кутом обхвату
його стрічкою α=180◦
(3,14 рад.); для сухого середовища коефіцієнт тертя між
стрічкою і поверхнею барабана µ=0,2. При умові, якщо немає ковзання
стрічки по барабану і не враховуючи жорсткості стрічки справедливе
рівняння Ейлера
e
зб
S
наб
S
В такому разі маємо систему двох рівнянь:
e
зб
S
наб
S
зб
S
наб
S 45605,1
Із табл. 11[ ] значення 87.114.32.0 ee
В результаті рішення системи двох рівнянь маємо: H
зб
S 505
H
наб
S 944
Натяг стрічки в характерних точках:
505
1
зб
SS Н;
4647,40
2
зб
SS Н;
4874305,1
3
зб
SS Н;
944
4
нб
SS Н.
Визначення найменшого натягу стрічки.
Найменший натяг завантаженої ділянки під дією провисання стрічки буде в т.
3
HS 487
3
Найменший потрібний натяг
Hв
рtgстрqвqS 4495,081,9)5,24,20(4)()5...4(
min
Оскільки
3
min SS , то умова найменшого провисання стрічки
додержується.
Перевірка стрічки на міцність.
Потрібна міцність стрічки на розтяг
37.
рS
B
KS
рS
'
max
,
maxS – максимальний натяг завантаженої ділянки
Н
нб
SS 944max ;
В – ширина стрічки , мм,
ммаррВВ 47060503602 ,
Приймаємо В=500 мм;
К’
– коефіцієнт запасу міцності стрічки
9,5
)1185,0(
5
)(
0'
рKтKстK
K
K ,
Де К0 – номінальний запас міцності при перебіркових розрахунках по
максимальним пусковим навантаженням К0=5;
Кст – коефіцієнт міцності стикового з’єднання кінців стрічки, для
вулканізованого стику Кст=0,85…0,9;
Кт – коефіцієнт конфігурації траси конвеєра, для горизонтального Кт=1,0;
Кр – коефіцієнт режиму роботи, при середньому режиму роботи Кр=1,0;
рS р – допустимий натяг стрічки на розрив 1 мм ширини стрічки, із
табличних характеристик вибраної стрічки ммНрS /25
Маємо
рSммНрS /1,11
500
9,5944
,
Умова міцності вибраної стрічки виконується.
Тягове зусилля.
HSSkSSF збнабзбнабt
511)505944()105.1(505944)()1(
3.Кінематичний і силовий розрахунок приводу.
38. В склад приводу конвеєра входять двигун-редуктор, муфта і приводний
барабан
Рис.6 Кінематична схема привода:
1 – двигун-редуктор; 2 – муфта; 3 – барабан; 4 – стрічка.
Розрахункова потужність двигуна
кВт
VF
KN
заг
T
зр 78,0
85,01000
1511
3,1
1000
МЧ – 63М
Де зK – коефіцієнт, який враховує зусилля, що витрачається на подолання
сил інерції елементів конвеєра і вантажа, 3,1...1,1зK , приймаємо 3,1зK ;
заг – загальний ККД приводу;
..рд – ККД двигун-редуктора, 86,0.. рд ;
м – ККД муфти, 99,0м .
Частота обертання приводного барабана.
хв
об
D
V
n
б
б 5,95
20014,3
1601000
14.3
601000
,
Де Dб - діаметр барабана, згідно рекомендаціям фірми по виробництву
вибраної стрічки, вибираємо Dб=200 мм.
Крутний момент на валу приводного барабана
Нм
n
N
T
б
б
б 5,67
5,95
66,0
95509550 ,
Де кВтNN мрдрб 66,099,085,078,0..
Згідно каталогу «Редуктори. Двигун-редктори» вибираємо двигун-редуктор
чер’ячний одноступінчастий типу МЧ – М.
Для вибору типорозміру двигун-редуктора визначимо розрахунково-
експлуатаційний момент
39. НмКТT ебр 10758,15,67 ,
Де Ке – експлуатаційний коефіцієнт, який враховує умови експлуатації і
режим роботи двигун-редуктора
58.10.12.10.11.12.10.10.17654321 KKKKKKKKe ,
К1 – коефіцієнт режиму експлуатації, К1=1,0 (робота 8 год. на добу,
рівномірна робота без поштовхів);
К2 – температурний коефіцієнт, К2=1,0 (температура 20◦
С, ПВ=100%);
К3 – коефіцієнт змащування, К3=1,2 (змащування мінеральним мастилом);
К4 – коефіцієнт наявності пружних елементів, К4=1,1 (пружна муфта на
тихохідному валу);
К5 – коефіцієнт реверсивних пусків, К5=1,0 (реверса немає);
К6 – коефіцієнт режиму вводу редуктора в експлуатацію, К6=1,2 (ввод в
експлуатацію по номінальному навантаженню);
К7 – коефіцієнт розташування черв’яка, К7=1,0 (черв’як під черв’ячним
колесом);
Враховуючи частоту обертання на вихідному валу nвих=955 об/хв. і
розрахунковий крутний момент Тр=107 за табличними даними каталогу
вибираємо двигун-редуктор одноступінчастий черв’ячний:
Типорозмір – МЧ – 63М – 8 – 93,75 – 51 – Ц
Передаточне число – uред=8
Частота обертання вихідного вала – nвих=93,75 об/хв.
Крутний момент на вихідному валу – Твих=115Нм.
Табл.
Типорозмір Розміри,мм
аw A A1 A2 A3 B B1 B2 L L1max L2
*
L3
*
МЧ – 63М 63 220 180 150 45 196 165 125 245 560 100 135
Розміри,мм
L4 H H1 c D d1 d2 Е dвх dвих
190 223 80 5 13 10.5 16 8 22 28
40. Рис. 7 Двигун-редуктор МЧ – 63М і основні розміри.
Діаметр кінця
вала dвх /dвих, мм
Розміри, мм
d l d1 l1 b1 t1
28 28 42 M8 20 8 31
Рис. 8 Вихідний вал двигун-редуктора і його розміри.
Задача №4
Виконати розрахунок стаціонарного стрічкового конвеєра для
транспортування штучних вантажів з гравітаційним завантажуючим
пристроєм.
d a a
l
d
h
d a a
l
d
h
Продуктивність – Z = 2000 шт/год;
вантаж – бочки, мм: діаметр d = 500; висота h = 600; вага G = 45 кг;
довжина конвеєра, м: l = 10.
1. Вибір основних параметрів.
1.1. Згідно рекомендації [1] для транспортування штучних вантажів
вибираємо .
1.2. Стрічка конвеєра плоска, підтримується стандартними прямими
роликоопорами із шарикопідшипниками і лабіринт ним ущільненням (рис.2).
41. 1 – стрічка; 2 – ролик верхній; 3 – опора верхня; 4 – опора нижня; 5 – ролик
нижній; рама конвеєра; 7 – корпус ролика; 8 – маточина; 9 – ущільнення; 10 –
вісь; 11 – підшипник.
B
3
2
8 7
9
10
11
1
3
5 4
А
B
A
B
3
2
8 7
9
10
11
1
3
5 4
А
B
A
Рис.2 Роликоопори верхня і нижня
1.3. Натяжний пристрій із центральним розміщенням гвинта.
1.4. Привод встановлюємо в кінці конвеєра.
Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра
Визначимо ширину стрічки
42. При переміщенні штучних вантажів ширина стрічки залежить від розмірів
вантажу при його розміщенні на стрічці.
Рис. 1 Розміщення
вантажу на стрічці
де – відстань від краю стрічки до вантажу.
Згідно стандарту обираємо В = 650 мм.
2.2. Крок між вантажами
де – розрахункова продуктивність конвеєра, – швидкість переміщення
вантажу, приймаємо .
де =(1,1…1,25) – коефіцієнт нерівномірності завантаження,
95,0...8,0годK -коефіцієнт нерівномірності використання конвеєра в часі.
Тоді: мa 2,1
3000
13600
2.3. Визначення погонних навантажень
Від вантажу:
500
50
50
V
B
500
50
50
V
B
43. 33,83
6,0
40
a
G
q в
B
(кг/м),
Згідно ДСТУ 20-62 вибираємо стрічку типу 2У таб.16(1) з прокладками Б-820
з межею міцності однієї прокладки
550рK
Н/см таб.18(1), з товщиною
0,20 мм.
Попередньо беремо кількість прокладок і = 3.
31 мм, 5,12 мм – товщина верхніх і нижніх об кладок відповідно.
Від стрічки:
94,55,130,2365,01.11.1 210 iBqcт (кг/м)
Від обертових частин роликових опор:
Обертові деталі верхньої та нижньої опор однакові – прямі, вагу їх
розраховуємо за формулою, кг:
5,9365,01030100 BGр кг
Приймаємо крок розташування верхніх роликів , так як вантаж
повинен розмыщуватись мынымум на двох роликах,
нижніх роликів –
Погонні навантаження обертових деталей роликових опор визначаємо
для верхньої та нижньої ділянок відповідно
(кг/м)
(кг/м).
2.4. Визначення натягів стрічки
44. l
3
2 1
4
t
н
р
t
в
рV
l
3
2 1
4
t
н
р
t
в
рV
Рис.2. Розрахункова схема конвеєра
Тяговий розрахунок стрічкового конвеєра проводиться методом обходу траси
конвеєра. Трасу розбивають на характерні ділянки з однаковим опором
переміщення стрічки, розпочинаючи з точки збігання стрічки з приводного
барабана.
збSS 1
94,9710022,081,992,794,53012
збзб
н
рст SSlgqSS q (Н)
0 =0,022 – коефіцієнт, який враховує опір переміщення стрічки на роликових
опорах (таб.30[2])
,23 KБ
SS
025,1KБ
- коефіцієнт, який враховує опір переміщення стрічки по
роликовим батареям
39,100045,1025,194,973 збзб SSS (Н)
)(4,245025,110022,0
81,975,2394,55,3739,100025,1034
НS
SLgqqSSS
зб
зб
в
рствн q
Вибираємо однобарабанній привод з чавунним барабаном з кутом обхвату
барабана
18014,3 рад : для сухого середовища (таб. 11[1]). Коефіцієнт
тертя 3,0 , 56,2
e
Використовуючи рівняння Ейлера маємо систему рівнянь:
45.
eSS збнб
збнб
збнб
SS
SS
56,2
4,245025,1
В результаті рішення системи 2-х рівнянь:
96,147збS (Н)
78,378нбS (Н)
2.5. Потрібна кількість прокладок
р
нб
KВ
SK
z
,
де K - коефіцієнт запасу, який залежить від типу конвеєра. Приймаємо 5,9K
(таб.19[2]).
рK
- межа міцності однієї прокладки.
смНK р /550
(таб. 18[1])
10,0
55065
78,3785,9
z , оскільки мінімальна кількість прокладок 3, то приймаємо
3z .
2.6. Найменший нятяг стрічки
6954,081,994,55,374)5...4(min рств lgqqS Н
Найменший натяг завантаженої ділянки буде в т. 3
04,25639,10096,147025,139,100025,13 збSS Н
Так як 3min SS , то умова найменшого провисання стрічки не додержується.
Приймаэмо натяг в т. 3:
7003 S Н,
683
025,1
7003
2
K
S
Б
S Н, тоді
845022,01081,9)75,2394,55,37(7004 SSнб Н.
330
56,2
845
е
Sнб
збS
Н.
Тягове зусилля
5443308451025,13308451 збнббарзбнбT SSkSSW Н.
46. Тут барk - коефіцієнт опору переміщення стрічки по поверхні барабана,
k=1,025 (із попередніх розрахунків).
Кінематичний і силовий розрахунок приводу
В склад приводу входять: електродвигун 1, муфта 2, черв’ячний редуктор 3 і приводний
барабан 4.
Рис.3 Кінематична схема приводу
2.1. Загальний коефіцієнт корисної дії приводу
бармрмзаг
99,0м - ККД муфти, 95,0р - ККД циліндричного редуктора,
93,0бар - ККД приводного барабану на підшипниках кочення.
9,098,099,095,099,0 заг
2.2. Розрахункова потужність електродвигуна
заг
T
P
VW
kN
1000
3 ,
де TW - тягове зусилля на приводному барабані, заг - загальний ККД приводу,
3,1...2,13 k - коефіцієнт, який враховує зусилля, що витрачається на подалання сил
інерції конвеєра і вантажу в період пуску. Тоді
72,0
9,01000
1544
3,1
PN (кВт)
2.3. Вибираємо електродвигун асинхронний трьохфазний єдиної серії 4А (табл. 1.4[2]):
тип двигуна – 4А90В8У3
потужність – 1,1 кВт
47. частота обертання – 720 об/хв.
Рис. 4 Двигун єдиної серії
Табл. 1
Основні розміри двигуна, мм
Т
и
п
Габаритні
розміри
Розміри установчі і приєднувальні, мм М
а
с
а
,
к
г
H D h
4
А
9
0
L
3
5
0
4
0
2
2
4
3
2
0
8
5
0
- 1
2
5
5
6
2
4
- 1
0
8 - 1
4
0
9
0
7 - 2
7
- 1
1
2
8
.
7
2.4. Частота обертання барабана
б
б
D
v
n
602000
,
де бD - діаметр барабана, мм;
3903130)150...125( zDб мм.
Приймаємо 320бD мм.
7,59
320
1601000
бn хвоб /
48. 2.5. Передаточне число черв’ячного редуктора
б
д
ред
n
n
U . ,
де дn - частота обертання вибраного електродвигуна, бn - частота обертання вала
приводного барабана.
05,12
7,59
720
.
б
д
ред
n
n
U
Попередньо вибираємо циліндричний горизонтальний
двохступінчастий редуктор типу Ц2У згідно ДСТУ 20758 з передаточним
числом
Потужності, частота обертання і крутні моменти
на валах приводу (рис. 3).
78,099,072,01 мрNN кВт;
72,098,099,095,078,012 бмредNN кВт.
Частота обертання
Крутні моменти на валах
Визначаємо крутний момент на кожному валу:
i
i
i
n
N
T 9550
3,10
720
78,0
95509550
1
1
1
n
N
T Н м;
115
60
72,0
95509550
2
2
2
n
N
T Н м;
По табл. 9.1[2] вибираємо редуктор:
Тип редуктора – Ц2У-100-12;
передаточне число – Uред =12;
крутний момент на т. х. валу – 250 Нм
49. частота обертання шв. х. вала – 1000 об/хв. 3
Рис. 5 Редуктор типу Ц2У.
Табл. 2
Основні розміри редуктора Ц2У – 100, мм
Типу
розмір
L L1 l l1 l2 l3 H H1 h A A1 B d
Ц2У-
100
387 325 136 85 136 165 230 112 22 290 109 160 15
Результати розрахунків зведемо в таблицю
Табл. 3
Результати розрахунків потужності, частоти обертання і крутних моментів
№
вала
Потужність,
кВт
Частота обертання,
об/хв
Крутний момент,
Нм
1 0,78 720 10,3
2 0,72 60 115
50. Задача №5
Розрахувати пересувний конвеєр для транспортування пакетів.
Схема конвеєра:
Нmax
Hmin
l1 l2
Нmax
Hmin
l1 l2
Потужність конвеєра, шт/год– z=1500
Довжина горизонтальних проекцій, мм – l1=15; l2=5.
Висота, мм - Нmin=1,2; Hmax=3,5.
Параметри пакетів:
Довжина, мм – 500;
Ширина, мм – 300;
Висота, мм – 200;
Вага, кг – 35.
Вибір полімерної плівки.
Згідно каталогу фірми «AmmeraalBeltech» вибираємо полімерну плівку із
ПВХ з поперечинами:
Тип - Nonex EF 10/2 A18 + 0,7 white FG;
Товщина, мм – 3;
Міцність стрічки на розрив, Н/мм – 10;
Тип поперечини – TWG-90;
Висота поперечини, мм – 50.
Визначення ширини стрічки.
Ширину стрічки визначимо по ширині пакета вздовж стрічки. Опорними
направляючими для верхньої вітки конвеєра буде суцільний настил. (Рис. 1)
Рис.1
51. Визначення профілю поперечини.
Для підйому пакетів на максимальну висоту використовуємо стрічку
з поперечинами, яке вибираємо по каталогу фірми «AmmeraalBeltech»:
Тип поперечини – TWG-90;
Висота поперечини, мм – 50;
Під кутом 90 0
до площини стрічки без ніжки. (Рис. 2)
Рис. 2. До визначення кроку пакетів і профіль поперечини.
Визначення кроку пакету.
Крок пакетів а=l+∆3=500+150=650мм,
де ∆3– розмір, який залежить від способу завантаження конвеєра, приймаємо
∆3=150 мм (завантаження-розвантажуванням).
Швидкість переміщення стрічки з пакетами.
де zp–розрахунковапродуктивність конвеєра
де kH–коефіцієнт нерівномірності завантаження конвеєра, приймаємо
kH=1,2
kr - коефіцієнт нерівномірності використання конвеєра в часі, приймаємо
kr=0,9.
Погонні навантаження.
Від пакетів:
,
Від стрічки:
де ρс– густина матеріалу стрічки (ПВХ)ρс=1360…1500 кг/м3
Тяговий розрахунок.
52. Для визначення натягів стрічки в характерних точках траси конвеєра
використаємо метод обходу контура траси конвеєра. Розрахунок проведемо
на найбільшу висоту. Розбиваємо трасу на характерні ділянки, починаючи з
точки збігу стрічки з приводного барабана. (Рис. 3)
1
234
5 6 7
8
Нмах
l2l1
1
234
5 6 7
8
Нмах
l2l1
Рис. 3 Розрахункова схема конвеєра.
Натяг в т.1 :
S1=Sзб
Натяг в т.2 :
S2= S1+qcˑgˑl2ˑwo
H
-qoˑgˑHmax= Sзб+1,68ˑ9,8ˑ5ˑ0,25-1,68ˑ9,8ˑ3,5=Sзб-32, H
де wo
H
–коефіцієнт опору переміщення стрічки по нижнім напрямним,
wo
H
=0,25
Натяг в т.3 :
Натяг в т.4 :
S4=S3+qcˑgˑl1ˑwo
H
=1,03Sзб-33+1,68ˑ9,8ˑ1,5ˑ0,25=1,03ˑSзб-26,7, Н
Натяг в т.5 :
S5=S4ˑkбар=(1,03ˑSзб-26,7) 1,06=1,09 Sзб-28,3, Н
kбар-коефіцієнт опору переміщення стрічки при оминанні барабана, kбар=1,06
Натяг в т.6 :
S6=S5+(qв+qc)g·l1wo
В
=1,09 Sзб-28,3+(53,85+1,68)·9,81·1,5·0,35= =1,09ˑSзб+257,
Н
Натяг в т.7 :
Натяг в т.8 :
S8=Sнб=S7+(qв+qc)g·l2wo
В
+(qв+qc)ˑgˑHmax=
=1,12ˑSзб+265+(53,85+1,68)ˑ9,8ˑ5ˑ0,35+(53,85+1,68)ˑ9,8 3,5=1,12ˑSзб+2856 Н.
В результаті розрахунку маємо:
Sнб=1,12Sзб+2856 Н.
Зіншого боку, співвідношення між натягами по формулі Ейлера при умові,
що немає ковзання стрічки по поверхні барабана:
53. де μ- коефіцієнт тертя-ковзання стрічки по поверхні барабана, для
нормальних умов роботи конвеєра μ=0,3;
α- кут обхвату стрічкою поверхні барабана для нашого випадку α=3,14.
Тоді е0,33,14
=2,56.
Маємо систему двох рівнянь:
Sнб=1,12Sзб+2856 (1)
Sнб=2,56Sзб
Натяги в характерних точках:
S1=Sзб=775 Н;
S2=Sзб-32=775-32=743 Н;
S3=1,03ˑSзб-33=1,03ˑ775-33=765 Н;
S4=1,03ˑSзб-26,7=1,03ˑ775-26,7=771,3 Н;
S5=1,09ˑSзб-28,3=1,09ˑ775-28,3=816 Н;
S6=1,09ˑSзб+25,7=1,09ˑ775+25,7=871 Н;
S7=1,12ˑSзб+265=1,12ˑ775+265=1133 Н;
S8=Sнб=1983 Н.
Перевіримо міцність вибраної стрічки.
Зусилля розриву стрічку:
що менше допустимої величини вибраної стрічки рівним 10 Н/мм.
Тягове зусилля:
FТ=Sнб-Sзб+(kбар-1)ˑ(Sнб+Sзб)=1983-775+(1,06-1)ˑ(1983+775)=1373 Н.
Кінематична схема приводу.
В склад приводу входить двигун-редуктор з влаштованою муфтою і
приводним барабаном. (Рис. 4)
И РД
1 2 3 4 5
И РД
1 2 3 4 5
Рис. 4Кінематична схема приводу:
двигун-редуктор: 1-двигун, 2-муфта, 3-редуктор, 4-барабан приводний,
5-стрічка.
Розрахункова потужність електродвигуна:
де ηдвр-ККД двигуна-редуктора, ηдвр=0,72;
54. kз-коефіцієнт запасу ізврахуваннямдинамічнихнавантажень, kз=1,1-1,3.
Крутний момент на валу двигуна-редуктора:
де nб-частота обертання барабана, орієнтовно згідно каталогу вибираємо
nб=nвих=31,7 об/хв.
Вибір двигун-редуктора.
Згідно каталогу «Редуктори. Мотор-редуктори. НТЦ Редуктор»
Вибираємо двигун-редуктор з опорним фланцем і реактивною тягою.
Типорозмір двигун-редуктора обираємо по розрахунково-експлуатаційному
значенню крутного момента:
Тре=ТрˑКе=226ˑ1,15=260 Нˑм,
де Тр=Тдв р-крутний момент на вихідному валу двигун-редуктора
Ке-експлуатаційний коефіцієнт, який враховує умови експлуатації і режим
роботидвигун-редуктора.
Ке=К1ˑК2ˑК3ˑК4ˑК5ˑК6ˑК7=1,0ˑ1,0ˑ1,0ˑ1,15ˑ1,0ˑ1,0ˑ1,0=1,15,
де К1-коефіцієнт режиму експлуатації, К1=1,0 (робота 8 годин на добу,
рівномірна без поштовхів);
К2-температурний коефіцієнт, К2=1,0 (температура 20 0
, ПВ=100%);
К3-коефіцієнт змащування, К3=1,0 (змащування синтетичним мастилом);
К4-коефіцієнт наявності пружних елементів, К4=1,15 (пружна муфта на
швидкохідному валу);
К5-коефіцієнт реверсивних пусків, К5=1,0 (реверса немає);
К6-коефіцієнт режиму вводу редуктора в експлуатацію, К6=1,0 (ввод в
експлуатацію при ступінчатому навантаженні);
К7-коефіцієнт розташування черв`яка, К7=1,0 (черв`як під черв`ячним
колесом).
Враховуючи частоту обертання на вихідному валу nвих і розрахунковий
крутний момент Тр за табличними даними каталагу вибираємо двигун-
редуктор одноступінчастий черв`ячний з вихідним полим валом і реактивною
тягою:
типорозмір- МЧø80 М-31,5-31,7-51-ПЗ-91;
передаточне число - иред=31,5;
частота обертання вихідного вала - nвих=31,7 об/хв;
крутний момент на вихідному валу –Твих=280 Нм;
ККД двигун-редуктора – 0,72;
потужність двигуна, кВт – 1,1.
55. Рис. 5 Двигун-редуктор МЧФ-80-М. Габаритні і приєднувальні розміри
Типороз
мір
Розміри, мм
naw D D1 D2 H2 L2
*
L3
*
L4 L5 L6
max
L7 c1 c2 d3 dвх dвих
2ЧФ-
,МЧФ-80М
80 220 150 190 239 125 160 230 279 619 130 10 5 12 25 35 6
Виконання полого вала - симетрично із шпоночним пазом:
l11
l12l13
d11
вісь редуктора
в5
t5
d10 H7
l11
l12l13
d11
вісь редуктора
в5
t5
d10 H7
Діаметр кінця вала, dвих, мм Розміри, мм
d10 d11 l11 l12 l13 в5 t5
35 30 41 116 66 25 8 33,3
Рис. 6 Вихідний вал двигун-редуктора з розмірами.
Реактивна тяга
призначена для
прийняття реактивного
моменту двигун-
редуктора з полим
вихідним валом.
56. Габарит
*
Размеры, мм
, мм А А, В D 0, с
80 450 400 75 20Н8 40 20
Рис.7. Установка реактивної тяги.
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
