Ленточный конвейер. Определение ширины ленты. Определение параметров роликовых опор. Расчёт распределённых масс. Выбор коэффициента и определение местных сил сопротивления

Рисунок 1–Схема ленточного конвейера

1.  Определение ширины ленты

Ширина конвейерной ленты при опоре на горизонтальные ролики, м, [2]:

                                        (1)

где Q - производительность конвейера, т/ч (Q = 35 т/ч); v- скорость ленты, м/с (v = 0,6 м/с); ρ - плотность торфа, т/м³ (ρ = 0,4 т/м³);  к_П - коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, (к_П =240) [2, стр.130];              к_β - коэффициент уменьшение сечения груза на наклонном конвейере,  (к_β = 1) [2, стр.129];

Принимаю ширину ленты В_р = 800 мм.

Уточненная скорость движения ленты:

                                                       (2)

2. Определение параметров роликовых опор

Шаг роликов: l_р.в. = 1,4 м - на верхней ветви, [2, стр.110];

l_р.н. = 2,5 м - на нижней ветви, [2, стр.110];

Диаметр роликов: D_р = 89 мм, [2, стр.110];

Масса вращающихся частей однороликовой опоры m_р;

m_р = [6+14(В-0,4)] ∙ D_р² ∙ 10^-4;                                         (3)

m_р = [6+14(0,4-0,4)] ∙ 89² ∙ 10^-4 = 4,75 кг.

3. Расчёт распределённых масс.

Распределенная масса транспортного груза:

;                                                             (4)

Распределенная масса вращающихся частей опор:

Верхней ветви:             

;                                                          (5)

Нижней ветви:               

                                                        (6)

Толщина конвейерной ленты:

δ_л = i_П ∙ δ_П + δ₁ + δ₂;                                               (7)

где δ1 - толщина рабочей обкладки, (δ1 = 3 мм) [2, стр.104]; δ₂ - толщина нерабочей обкладки, (δ₂ = 1 мм) [2, стр.104]; δ_П - толщина прокладки,           (δ_П = 1,2 мм) [2, стр.104]; i_П - число прокладок, (i_П = 1);

δ_л = 1∙ 1,2 + 3 + 1 = 5,2 мм.

Распределённая масса ленты:

q₀ = 1.3 ∙ 10^-3 ∙ B ∙ δ_л;                                                   (8)

q₀ = 1.13 ∙ 10^-3 ∙ 800 ∙ 5,2 = 4,7кг/м.

4. Выбор коэффициента и определение местных сил сопротивления

w_в - коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты, (w_в =0,025) [2, стр.131]; w_н - коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты, (w_н = 0,022) [2. стр.131];

Для наклонного участка конвейера w_в = w_н= 0,025;

Для приводного барабана: w_П1 = 0,03;

Для натяжного барабана: w_П2 = 0,06;

Для выпуклых участков: w_П3 = 0,01.

5. Силы сопротивления в пункте загрузки Wз.у.

                                               (9)

где f_л - коэффициент трения груза о ленту, (f_л = 0,7) [2, стр.135];                       к - коэффициент бокового давления груза на направляющие борта, (к = 2,4) [2, стр.131];  f - коэффициент трения груза о направляющие борта, (f = 0,7).

Поскольку в нашем случае v = v_з, то W_з.у. = 0, [2].

6. Определение точек с наименьшим натяжением ленты

Положение точки минимального натяжения:

в т. 1  w ≥  ≥ w в т. 5                           (10)

где Н = L₂ ∙ Sinβ - высота подъёма груза; L_1г= L₃ = 10 м - длина участка конвейера; L_2г= L₂ ∙ сosβ - длина участка конвейера;

.

Условие ограничения стрелы провиса грузовой ветви:

S_{р min} ≥ 10 ∙ (q₀ + q) ∙ l_р ∙ g;                                           (11)

S_min = 10 ∙ (4.7+12,2) ∙ 1,4 ∙ 9.81 = 2321 Н.

Принимаю S_min = 2400 Н.

                                   S₅ = S_min+ S_min ∙ w_П3 = S_min ∙ (1 + w_П3);                               (12)

S₅ =  2400 + 2400 ∙ 0,01 = 2424Н.

                                         S₆ = S₅ + (q₀ + q_р.н.) ∙ L₁ ∙ g ∙ w_н;                                    (13)

S₆ =2424 + (4,7 + 4,88) ∙ 10 ∙ 9,81 ∙ 0,03 = 2452 Н.

                            S₇ = S₆ ∙ (1 + w_П2) = 2452 ∙ (1 + 0,06) = 2600 Н.                       (14)

7. Определение натяжений в характерных точках трассы конвейера и необходимое число прокладок

S₈ = S₇ + W_7-8= S₇ + (q₀ + q_р.в. + q) ∙ g ∙ L₁ ∙ w_в;                   (15)

S₈ = 2600 + (4,7 + 4,88 + 12,2) ∙ 9,81 ∙ 10 ∙ 0,025 = 2653Н.

S₉ = S₈ + W_8-9;                                                  (16)

Т. к. сопротивление на вогнутом участке равно нулю, то S₉ = S₈ = 2653 Н.

S₁₀ = S₉ + W_9-10 = S₉ + (q₀ + q_р.в. + q) ∙ g ∙ L₂ ∙ w_в + (q₀ + q) ∙ Н ∙ g;     (17)

S₁₀ = 2653 + (4,7 + 4,88 + 12,2) ∙ 9,81 ∙ 15 ∙ 0,025 + (4,7 + 12,2) ∙ 9,81 ∙15∙sin10= 3165Н.

S₁₁ = S₁₀ + W_10-11 = S₁₀ ∙ (1 + w_П4);                               (18)

S₁₁ = 3165 ∙ (1 + 0,01) = 3197 Н.

S₁₂ = S₁₁ + W_11-12 = S₁₁ + (q₀ + q_р.в. + q) ∙ g ∙ L₃  w_в;                       (19)

S₁₂ = 3197 + (4,7 + 4,88 + 12,2) ∙ 9,81 ∙ 10 ∙ 0,025 =3250 Н.

Минимальное число прокладок резинотканевой ленты:

                                                      (20)

где С_П - коэффициент запаса прочности , (С_П = 9) [2];к_р - предел прочности для прокладки типа БКНЛ-100 с толщиной прокладки δ_П = 1,2 мм, (к_р = 65 Н/мм);

Выбранная лента БКНЛ-65 с одной прокладкой, подходит.

Для определения натяжения на нижней ветви ленты произведём обход трассы против направления движения ленты:

S₆ = S₇ / (1 + w_П3) ;                                              (20)

S₆ = 2600/ (1 + 0,06) = 2452 Н.

S₅ = S₆ - (q₀ + q_р.н.) ∙ L₁ ∙ g ∙ w_Н = 2452- (4,7 + 4,88) ∙ 10 ∙ 9,81 ∙ 0,022 = 2432 Н.

На вогнутом участке сопротивление равно нулю. Поэтому S₄ = S₅ = 2432Н.

S₃ = S₄ - (q₀ + q_р.н.) ∙ L₁ ∙ g ∙ w_н + q₀ ∙ g ∙ H;                              (21)

S₃ = 2432 - (4,7 + 4,88) ∙ 10 ∙ 9,81 ∙ 0,022 + 4,7 ∙ 9,81 ∙ 15∙sin10= 2291 Н.

S₂ = S₃ / (1 + w_П2) ;                                                  (21)

S₂ = 2291 / (1+0,02) = 2246 Н.

S₁ = S₂ - (q₀ + q_р.н.) ∙ L₃ ∙ g ∙ w_н = 2246 - (4,7 + 4,88) ∙ 9,81 ∙ 10 ∙ 0,022 = 2226 Н.

8. Определение тягового коэффициента,

схемы фрикционного привода и мощности двигателя

Для исключения пробуксовки ленты при всех режимах работы конвейера, коэффициент запаса привода по сцеплению, должен быть в приделах к_сц = 1,3…1,4.

                          (22)

Для легких условий в сухом помещении на барабане без футеровки          μ₀ = 0,3 [2, стр.115] При α = 183º.

9. Мощность привода

                                               (23)

где к_з - коэффициент запаса мощности, (к_з = 1,1) [2, стр.116];  η₀ - КПД привода, (η₀ = 0,9) [2, стр.116]; η_б - КПД приводного барабана, (η_б = 0,94)      [2, стр.116];

         Диаметр приводного барабана, мм, [2]:

                                                              D=k₁k₂i,                                               (24)

где k₁ – коэффициент, учитывающий тип прокладок, (k₁=141…160 м/шт); k₂ – коэффициент, учитывающий назначение барабана, усилие в ленте и угол обхвата лентой барабана, (k₂=1); i – число прокладок, (i=1).

D=160∙1∙1=160 мм.

По ГОСТ 22644 – 77 приняли D=160 мм.

Длину барабана приняли L=800 мм.

Диаметр концевого барабана, мм, [2]:

D_К=0,8D,                                                (25)

D_К=0,8∙160=128 мм.

По ГОСТ 22644 – 77 приняли D=150 мм.

Диаметр отклоняющего барабана, мм, [2]:

D_К=0,65D,                                               (26)

D_К=0,65∙160=104 мм.

По ГОСТ 22644 – 77 приняли D=100мм.

Частота вращения приводного барабана, мин^-1:

n_б=(60∙ν)/(πD_б),                                            (27)

n_б=(60∙1)/(3,14∙0,160)=120 мин^-1.

Принимаем мотор редуктор NORD SK03-60/S:P=1,4кВт; n₂=122 мин^-1; U=11,27

Список использованных источников:

1. В.Н. Анфёров.  Машины непрерывного транспорта. Методические указания к практическим занятиям. Новосибирск, 2001. 27 с.

2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К.  Транспортирующие машины. М., 1983 г. 487 с.