682
.pdf
Коэффициент С |
240 |
325 |
450 |
535 |
470 |
550 |
550 |
625 |
585 |
655 |
Примечание. Угол наклона боковых роликов на трехроликовой опоре 45°, предусмотренный ГОСТ 10624–63, используется только при транспортировании хлебопродуктов, поэтому он не указан. Начинает находить применение указанный в таблице угол наклона 36°.
При угле наклона конвейера β ≥ 12° значения коэффициента С корректируются в сторону уменьшения.
Максимальное значение βmax зависит для одних и тех же грузов от влажности, кусковатости и от направленной подачи груза на ленту.
По заданной величине производительности определяется ши-
рина ленты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
V |
|
Q |
|
|
||||||
B ≈1,1 |
|
|
+ 0,05 |
=1,1 |
|
|
+ 0,05 , м. |
(4.3) |
|||
Cv |
Cvρ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Найденное значение В для крупнокусковых грузов должно быть проверено по гранулометрическому составу и округлено до ближайшего большего стандартного значения. В зависимости от размера кусков груза: для рядового груза Вmin = (2amax′ + 200)мм, для сортированного Вmin = (33, a′ + 200) мм.
По принятой ширине ленты следует провести корректировку скорости, а затем согласовать ее значение с рекомендуемыми значениями из ряда: 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8 м/с.
При транспортировании штучных грузов ширину ленты выбирают в зависимости от габаритных размеров груза и его количества, с тем чтобы на ленте оставались свободные от грузов поля не менее 50–100 мм. Скорость ленты обычно составляет 0,5–1 м/c, а для легких штучных – до 1,6 м/c.
При транспортировании насыпных грузов скорости возрастают с 1 до 5–6 м/с и их значение зависит от вида груза.
Определение параметров роликовых опор. После окончательного выбора B и v определяют шаг установки роликоопор lp, тип и диаметр роликов Dp, массу их вращающихся частей на груженой mр и порожней mр′ ветвях конвейера. Шаг расположения ролико-
опор груженой ветви рекомендуется принимать в зависимости от
31
ширины ленты и насыпной плотности груза в соответствии с табл. 4.2.
Таблица 4.2
Шаг расположения роликоопор груженой ветви
Ширина ленты, м |
0,5 |
0,65 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
≤ 1,4 |
|
|
|
|
|
|
|
l p max при ρ, т/м3 |
|
|
|
|
|
|
до 1 |
1500 |
1400 |
1400 |
1300 |
1300 |
1200 |
1–2 |
1400 |
1300 |
1300 |
1200 |
1200 |
1100 |
|
|
|
|
|
|
|
более 2 |
1300 |
1200 |
1200 |
1100 |
1100 |
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
Для порожней ветви конвейера lp′ = 2,0–3,5 м. Меньшие значения lp′ принимают для широких лент со значительной распреде-
ленной массой груза.
Диаметр ролика Dp, размеры и тип подшипников являются ответственными параметрами роликоопор. Эти параметры определяются по действующей нагрузке, величина которой зависит от шага роликоопор lp и распределенной массы груза q, а также скорости ленты и размеров кусков. Ориентировочный выбор диаметра роликов может производиться по рекомендации ВНИИПТмаша (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Максимальные ориентировочно допустимые значения насыпной плотности груза и скорости ленты
при различных значениях диаметра Dp ролика и ширины В ленты
согласно данным ВНИИПТмаша
Dp |
Параметры |
|
|
В, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,4–0,65 |
0,8 |
1,0–1,2 |
|
1,4 |
1,6–2,0 |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
89 |
ρ |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
2 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
108 |
ρ |
2 |
|
1,6 |
|
|
|
v |
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
133 |
ρ |
|
|
2 |
|
|
|
v |
|
|
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
159 |
ρ |
|
|
|
3,5 |
|
|
v |
|
|
4 |
|
|
3,2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
32
194; 219; 245 |
ρ |
|
3,5 |
4 |
|
|
|
|
|
v |
|
4 |
6,3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Для каждой ветви ленты применяют ролики одного типоразмера.
Массы вращающихся частей роликоопор можно принять по прототипу, а в приближенных расчетах используют эмпирические формулы, например, для однороликовой опоры mр :
mp ≈ [6 +14(B − 0,4)]Dp2 10−4 ,
где В – ширина ленты, м; Dp – диаметр ролика, мм.
Определение распределенных масс. Распределенная груза q:
(4.4)
масса
q = Q/3,6v. |
(4.5) |
Распределенная масса вращающихся частей роликоопор, приходящаяся на 1 м длины конвейера, зависит от массы роликоопоры и шага их установки.
Для рабочей ветви qр = mp / lp , для холостой ветви – qр′ = mp′ / lp′ .
Массу 1 м резинотканевых лент (кг/м) q0 определяют приближенно по средней плотности, равной (1–1,15)10–3 кг/м3:
q ≈ (1−115)]10, |
−3 Bδ |
л |
, |
(4.6) |
0 |
|
|
|
|
где B и δл в мм. |
|
|
|
|
Толщина ленты определяется по формуле: |
|
|||
δл = iпδп + δ1 + δ2 , |
|
|
(4.7) |
|
где iп и δп – число прокладок и расчетная толщина тягового каркаса; δ1 и δ2 – толщина рабочей (наружной) и нерабочей обкладок.
Выбор коэффициентов сопротивления движению
Силы сопротивления движению ленты на характерных участках трассы конвейера зависят от коэффициентов сопротивления движению. Определяющим является коэффициент сопротивления движению на прямолинейных участках трассы. Для грузовой ветви он учитывает силы сопротивления вращению роликов от тре-
33
ния в подшипниках и уплотнениях, от вдавливания роликов в ленту, от изгибов ленты и от деформирования груза и сжатия ленты в момент прохождения через роликоопору. Коэффициент сопротивления движению w отличается для грузовой и холостой ветвей. В расчетах наклонных конвейеров принимают одинаковые значения коэффициентов сопротивления для обеих ветвей конвейера.
Для конвейеров, эксплуатирующихся при низких температурах, значение коэффициента сопротивления движению возрастает в 1,2–1,4 раза. При скоростях ленты более 3 м/с также увеличивается коэффициент сопротивления движению. В случае использования плоского стального или деревянного настила коэффициент сопротивления движению резко возрастает (w = 0,35–0,6).
Определение количества прокладок в резинотканевой ленте
Необходимое число прокладок ленты: |
|
i = kSmax / (Sр1B), |
(4.8) |
где k – коэффициент запаса прочности ленты (табл. 4.4); Smax –
максимальное расчетное натяжение |
ленты, Н; Sр1– прочность |
|||||
ткани одной прокладки, Н/мм; B – ширина ленты, мм. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
Таблица 4.4 |
|
Коэффициент запаса прочности ленты |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Число прокладок, i |
1–3 |
4–5 |
6–8 |
|
9–10 |
12–14 |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент запаса прочности, k |
9 |
9,5 |
10 |
|
10,5 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
Тяговый расчет ленточного конвейера
Сопротивления движению на ленточном конвейере подразделяются на распределенные и сосредоточенные.
Распределенные сопротивления действуют на прямолинейных участках и складываются из сопротивлений движения ленты по роликоопорам, а на наклонных участках конвейера также из продольной составляющей веса ленты и лежащего на ней груза или только ленты для порожней ветви.
Сосредоточенные сопротивления имеют место при огибании лентой барабанов или батарей роликоопор, на погрузочных и разгрузочных пунктах, при очистке ленты от частиц груза.
34
Для горизонтального конвейера простой конфигурации, если сопротивления имеются только на приводной и натяжной станциях, величина тягового усилия W0 определяются по уравнению:
W0 = k(Wг +Wп), |
(4.9) |
где k – коэффициент, учитывающий сопротивление на приводной и натяжной станциях (определяется по табл. 4.5); Wг – сопротивление движению на грузовой ветви, Н; Wп – сопротивление движению на порожней ветви, Н.
Как видно из табл. 4.5 коэффициент k резко убывает с увеличением длины конвейера, поскольку доля местных сопротивлений становится существенно меньше.
Для конвейеров со сложной конфигурацией трассы, когда в ней много сосредоточенных сопротивлений, расчет производят методом обхода по контуру.
35
Таблица 4.5
Обобщенный коэффициент местных сопротивлений k
Длина |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
100 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
и |
конвейера, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
более |
|
Обобщенный |
4,5 |
3,2 |
2,8 |
2,6 |
2,4 |
1,7 |
1,5 |
1,4 |
1,3 |
1,1 |
|
коэффициент, k |
|
||||||||||
Для определения тягового усилия привода W0 на конвейере последовательно обходят его по контуру трассы, т.е. по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных участков, включая поворотные пункты. Для этого нумеруют точки сопряжений, начиная с точки сбегания тягового элемента с приводного барабана к точке набегания. Затем находят последовательно натяжения во всех точках и по разности натяжений на набегающей и сбегающей ветвях определяют величину тягового усилия, по которому определяют требуемую мощность двигателя для установившегося режима работы конвейера.
При определении натяжений во всех точках контура применяют общие правила расчета: натяжение тягового элемента в каждой последующей по ходу точке контура равно натяжению в предыдущей точке в сумме с сопротивлением движению на
участке между этими точками: |
|
Si+1 = Si +Wi−(i+1) , |
(4.10) |
где Si и Si+1 – натяжение тягового элемента в двух соседних точках контура i – (i + 1), Н; Wi−(i+1) – сопротивление движению на участ-
ке между этими точками, Н.
При обходе контура против хода тягового элемента натяжение в каждой последующей точке равно разности между величиной натяжения в предыдущей точке и силой сопротивления на данном участке.
Отсюда следует, что:
Si = Si+1 −Wi−(i+1) . |
(4.11) |
Если число прямолинейных и криволинейных участков и поворотных пунктов равно «n», а натяжение на сбегающей и набегающей ветвях равно Sсб и Sнб, то общее тяговое усилие W0 равно:
W = S |
нб |
− S |
сб |
= S |
n+1 |
− S . |
(4.12) |
0 |
|
|
1 |
|
36
Мощность (Вт), передаваемая на приводной элемент (барабан, звездочку, шкив) конвейера:
P = W v. |
(4.13) |
|
0 |
0 |
|
Мощность на валу приводного элемента Pв больше мощности P0 из-за потерь в подшипниках вала, на изгиб тягового элемента, а также сопротивления очистительных устройств (если они имеются):
P = W v. |
(4.14) |
|
в |
в |
|
Мощность приводного двигателя, Вт: |
|
|
P = k W v/ η , |
(4.15) |
|
з в |
0 |
|
где kз – коэффициент запаса мощности (kз = 1,15 –1,25); η0 – КПД передаточного механизма: η0 = ηрηnмηдоп (ηр – КПД редуктора;
ηм – КПД муфты; n – число муфт в приводе; ηдоп – КПД других
передач (при их наличии в приводе).
Тяговый расчет конвейера со сложной конфигурацией трассы методом обхода по контуру можно проводить несколькими способами. Во всех случаях необходимо предварительно определить распределенные и сосредоточенные сопротивления.
Величина распределенных сопротивлений зависят от нагруженности участка и его размеров, а также коэффициента сопротивления движению.
Сила сопротивления движению горизонтального участка Wг загруженной ветви конвейера:
W = (q + q + q )gL w, |
(4.16) |
|||
г |
0 |
р |
г |
|
где q0 – распределенная масса ленты, кг/м; q – распределенная масса груза, кг/м; qр – распределенная масса вращающихся частей роликоопор, кг/м; Lг – длина горизонтального участка, м; w – коэффициент сопротивления движению загруженной ветви конвейера.
Сила сопротивления от веса груза и рабочего органа при высоте подъема (спуска) H рассматриваемого участка трассы конвейера:
Wн = ±(q0 + q)gH. |
(4.17) |
|
37 |
Следовательно, для наклонного загруженного участка ленточного конвейера общее сопротивление движению WΣ :
WΣ =Wг +Wн = (q0 + q + qр )gLгw ± (q0 + q)gH. |
(4.18) |
Для нижней наклонной ветви в формуле (4.18) распределенную массу груза q принимают равной нулю (ветвь не загружена).
WΣ = (q0 + qр )gLгw ± q0gH. |
(4.19) |
В формулах (4.18) и (4.19) знак «+» принимают, когда рабочий элемент (лента) движется вверх, а «–» – при движении вниз.
Определение сосредоточенных сопротивлений
1. Сила сопротивления движению при огибании лентой барабана (рис. 4.2).
R
Sнб
Sсб |
Sсб |
D
Gб
Gб
d 
Sнб
Рис. 4.2. Схема к определению сопротивления на поворотном пункте
Сопротивление движению Wб на барабане представляет собой сумму сопротивлений трения в подшипниках вала и изгибу тягового элемента при набегании на барабан и распрямления его в точке сбегания.
Wб = Wв +Wл = (Sнб + Scб + m0 g)wп +Wл , |
(4.20) |
38
где Wб – сопротивление движению на барабане, Н; Wв – сопротивление в подшипниках вала; Wл – сила сопротивления изгибу ленты, Н; Sнб , Scб , m0 g – соответственно векторы сил набегающей и сбегающей ветвей и силы тяжести барабана (G = m0g).
В практических расчетах пренебрегают силой тяжести барабана и принимают Sнб ≈ Sсб:
Wв = 2Sнб sin(α / 2)dµв / D, |
(4.21) |
где µв – коэффициент трения в подшипниках скольжения или приведенный к диаметру дорожки качения коэффициент трения в подшипниках качения.
Выражение dµв / D называют так же приведенным коэффициентом сопротивления движению подшипников барабана и обозначают wп .
Необходимо отметить, что величина wп принимает различные значения: при установившемся движении для барабанов, установленных на подшипниках скольжения wп = 0,015–0,025; на подшипниках качения – wп = 0,002–0,008.
При пусковом режиме wп принимают в 1,5 раза больше указанных значений.
Когда отдельно не учитывают силы сопротивления очистительных устройств и изгиба ленты, то wп увеличивают до 0,03– 0,05.
Для ленты и каната сопротивление Wл можно найти по формуле:
W = (S′ |
+ S′ |
)k / D ≈ 2S′ |
k / D, |
(4.22) |
|
л |
нб |
сб |
нб |
|
|
где D для барабана – D0 = Dб + δл; для канатного блока – D0 = Dб + + dк (dк – диаметр каната); k – коэффициент жесткости ленты (каната).
Коэффициент k для ленты зависит от конструкции ленты и ее толщины. Приближенно величину приращения натяжения вследствие жесткости ленты на основе экспериментальных данных принимают равной 1 % от натяжения на набегающей ветви:
W |
= kS′ |
≈ 0,01S′ . |
(4.23) |
л |
нб |
нб |
|
|
|
|
39 |
С учетом изложенных соображений:
S′ |
= S′ |
+W +W = kS′ |
≈ |
||
сб |
нб |
в |
л |
нб |
(4.24) |
≈Sнб′ [1+ 2 / D sin(α / 2)dµв + k].
Вприближенных расчетах, когда натяжении Sсб′ определяется по формуле Sсб′ = kSнб′ , принимают следующие значения «k»: при уг-
ле обхвата лентой барабана α = 180° (k = 1,05–1,06); при α = 90° – (k = 1,03–1,04); α < 90° – (k = 1,02–1,03).
2. Сопротивление движению на криволинейных участках трассы конвейера.
Для ленточных конвейеров на криволинейных участках трассы применяют батареи роликоопор (рис. 4.3), расположенные выпуклостью вверх (см. рис. 4.3, а) и выпуклостью вниз (см. рис. 4.3, б).
2.1. При огибании лентой батареи роликоопор, расположенных выпуклостью вверх, учитывают только ту величину сопротивления, которая обусловлена давлением ленты на роликоопоры вследствие ее натяжения.
В этом случае: |
|
|
|
|
S′ |
= S′ |
ew′α |
, |
(4.25) |
сб |
нб |
|
|
|
где w′ – коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам; α – центральный угол криволинейного участка, рад; е – основание натурального логарифма.
Сопротивление движению от веса ленты и груза учитывается при определении сопротивления на смежных участках (граничная точка).
2.2. При движении ленты по батарее роликоопор, расположенных по переходной кривой выпуклостью вниз сопротивление на этом поворотном участке равно нулю (k = 1; Sнб′ ≈ Sсб′ ). Как и в предыдущем случае, сопротивление от веса ленты и груза на ро-
40