682
.pdfликоопоры учитывается как сопротивление на смежных участках. Давление ленты, обусловленное ее натяжением, отсутствует.
3. Сопротивление на погрузочном пункте Wп обусловлено приращением кинетической энергии перемещаемому грузу, поступающему на ленту конвейера со скоростью v0 и разгоняемому до скорости v.
W = Q(v2 |
− v2 ) / (7,2v). |
(4.26) |
п |
0 |
|
Если при погрузке на конвейер груз скользит по поверхности гладкой ленты, то сопротивление необходимо удвоить. Если v < v0, то силу сопротивления сил инерции груза считают равной нулю.
Если имеются неподвижные направляющие борта, то в формулу (4.25) вводят коэффициент ϕ = 1,3–1,5, учитывающий трение груза о направляющие борта.
4. Сопротивление разгрузочных устройств зависит от их конструктивного исполнения.
4.1. Для плужкового сбрасывателя:
Wпл = KсqgB, |
(4.27) |
где Кс – эмпирический коэффициент, его значение принимают в интервале значений 2,7–3,6.
4.2. Сила сопротивления передвижению плужкового сбрасывателя достигает максимального значения при его движении навстречу ленте:
Wсб = Wпл +Wп, |
(4.28) |
где Wп – сила сопротивления движению тележки: |
|
Wп = g(mг + mт )wт , |
(4.29) |
где mг – масса груза на тележке, кг; mт – масса тележки, кг; wт – коэффициент сопротивления движению тележки в интервале wт =
=0,005–0,009.
4.3.Сопротивление на двухбарабанном разгрузочном устройстве (см. рис. 3.7, б) складывается из сопротивления на двух последовательно огибаемых лентой барабанах с коэффициентом увеличения натяжения К на каждом и сопротивления подъему груза на высоту h.
S |
сб |
= (S |
нб |
+ qgh)K2 . |
(4.30) |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
41 |
При передвижном двухбарабанном разгрузочном устройстве необходимо учесть сопротивление передвижению тележки Wп.
При расчетах следует учитывать положение устройства в конечной точке разгрузочного фронта (вблизи приводного барабана).
5. Сила сопротивления очистительных устройств зависит от их конструктивного исполнения:
Wоч = wочB, |
(4.31) |
где wоч – удельная сила сопротивления очистительного устройства, отнесенная к единице ширины ленты В.
Для скребков и очистительных плужков wоч = (300–600) Н/м. Для барабанных вращающихся щеток:
wоч = (20 − 60)vщ, |
(4.32) |
где vщ – окружная скорость щетки, м/c.
При выполнении тягового расчета необходимо задать такие натяжения ленты на порожней и грузовой ветвях, которые обес-
печат регламентированную величину провиса fmax. |
|
fmax = (0,0125− 0,025)lр, |
(4.33) |
Spmin = (5−10)(q0 + q)glр. |
(4.34) |
Полагая q = 0 в формуле (4.34) можно рассчитать минимальное натяжение порожней ветви.
При больших скоростях движения ленты с крупнокусковыми грузами рекомендуется назначать большие значения Smin.
Тяговый расчет конвейера можно выполнять различными способами. Наиболее распространены два из них.
Первый способ. При известной схеме привода и значении полного тягового коэффициента eµα тяговый расчет выполняется методом обхода трассы по точкам от сбегающей ветви на приводном барабане по ходу движения ленты, по которому суммируют все силы сопротивлений, возникающие при движении ленты.
В результате обхода трассы будет получен ряд уравнений:
S2 = S1 +W1−2; S3 = S2 +W2−3;..., Sn = Sn−1 +W(n−1)−n. (4.35)
Подстановка вычисленных значений величин сопротивлений в формулы (4.35) дает зависимость вида
Sn = AS1 + B, |
(4.36) |
42
где А и В – постоянные, полученные в результате вычислений по составленным уравнениям.
Для решения полученного уравнения используют формулу Эйлера:
S |
нб |
≤ S |
сб |
eµα |
, |
(4.37) |
|
|
|
|
|
где µ – коэффициент трения ленты о цилиндрическую поверхность приводного барабана; α – угол обхвата лентой приводного барабана, рад.
Второй способ. Этот способ менее распространен. Он применяется при неизвестном тяговом коэффициенте. При выполнении тягового расчета по этому способу задают минимальное натяжение холостой и груженой ветви, исходя из условия допустимого провисания ленты.
Статическое натяжение ленты в любом сечении должно быть не менее некоторой минимальной величины Smin, значение которой можно принять:
а) Smin = 1000–2000Н – для конвейеров ограниченной длины (до 100 м) и невысокой производительности (20–60 т/ч) и небольшой нагрузке на единицу длины ленты;
б) Smin = 2000–3000 Н – для конвейеров значительной длины (100–200 м) и высоты (18–30 м) или большой производительности (100–500 т/ч) и средней нагрузке на единицу длины ленты;
в) Smin = 32000–5000 Н – для мощных и тяжелых конвейеров. Проверку допустимого провисания ленты проводят в месте
наименьшего натяжения загруженного участка, поскольку оно получается наибольшим.
Наименьшее натяжение Sp min, при котором стрела провиса не превышает допускаемого значения, определяется по формуле:
Spmin ≥ 10(q0 + q)lр g. |
(4.38) |
От точки наименьшего натяжения Sp min расчет необходимо вести в обе стороны (по ходу ленты и в обратном направлении). При определении натяжения S1(Sсб) необходимо учитывать несовпадение хода расчета с направлением движения ленты и изменение знаков перед слагаемыми сопротивления движению. По рассчитанным значениям Sсб и Sнб вычисляют тяговый коэффициент и угол обхвата лентой приводного барабана. Остальные параметры определяются так же, как и при первом способе тягового расчета.
43
Проверка времени пуска и торможения конвейера
В период пуска конвейера двигателю необходимо кроме преодоления статических сопротивлений затрачивать энергию на преодоление сил инерции груза и деталей конвейера. Таким образом, в период пуска конвейера электродвигатель должен развивать момент:
Tп = Tс +Tд′ +Tд′′, |
(4.39) |
где Tc – момент преодоления статических сопротивлений конвейера; Tд′ – динамический момент для преодоления сил инерции груза, рабочего органа и вращающихся частей конвейера (без привода); Tд′′ – динамический момент для преодоления сил инер-
ции деталей привода конвейера.
Максимальное ускорение ленты, при котором сохраняется надежное устойчивое, без скольжения, положение груза на ней при пуске и торможении конвейера.
j = kб g(µcosβ − sinβ), |
(4.40) |
где kб – коэффициент безопасности, kб = 0,6–0,8; µ – коэффициент трения груза о ленту, µ = 0,5–0,8; β – угол наклона конвейера к горизонту, град.
Минимальное время (с) пуска и торможения конвейера должно быть:
tп ≥ v/ j, |
(4.41) |
где v – скорость движения ленты в установившемся режиме работы конвейера, м/с.
Время (с) пуска конвейера электродвигателем:
t |
|
= |
Iпрω |
. |
(4.42) |
п |
|
||||
|
|
T −T |
|
||
|
|
|
п c |
|
|
Момент (Н м) на валу электродвигателя:
T = |
(Sнб − Sсб )(D + δл) |
, |
(4.43) |
|
|||
c |
2uη |
|
|
|
|
|
где Тп – среднепусковой момент электродвигателя: для двигателей с фазным ротором Тп = (1,5–1,6)Тн; для двигателей с короткозамкнутым ротором Тп = (0,7–0,8)Тм, где Тм – максимальный пусковой момент.
44
Приведенный к валу электродвигателя момент инерции (кг м2):
|
|
= δ(I |
|
+ I |
|
) + |
m (D + δ |
л |
)2 |
|
|
I |
|
|
|
к |
|
, |
(4.44) |
||||
пр |
р |
м |
4u2η |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс трансмиссии привода после быстроходного вала (δ = 1,1–1,25); Ip, Iм – моменты инерции (кг м2) соответственно ротора электродвигателя и муфты быстроходного вала; mк – приведенная масса (кг) движущихся частей конвейера и груза на нем:
m |
= k |
у ( |
[q + 2q |
л |
+ k |
(q′ |
+ q′′)]L + k m |
, |
(4.45) |
|
к |
|
|
с |
р |
р |
с б ) |
|
|
||
где kу – коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты, в результате чего не все массы движущихся частей конвейера приходят в движение одновременно (kу = 0,5–0,7); kс – коэффициент, учитывающий, что окружная скорость части вращающихся масс роликов меньше скорости ленты (kс = 0,7–0,9); mб – вращающаяся масса барабанов конвейера, кг.
Время (с) торможения конвейера:
|
Iпр |
ω |
, |
(4.46) |
||
tТ = T |
+ T |
|||||
|
|
|||||
|
т |
|
ст |
|
|
|
где Тт – тормозной момент, Н м, на валу, соосном с валом электродвигателя; Ттс – статический момент, Н м, на валу электродвигателя при торможении.
Tст |
= |
(Sнб − Sсб )(D + δл )η |
. |
(4.47) |
|
||||
|
|
2u |
|
|
Пример тягового расчета ленточного конвейера
Исходные данные. Тип конвейера – ленточный; режим работы – средний; производительность Q = 100 т/ч; материал – уголь; насыпная плотность ρ = 0,65–0,8 т/м3; угол естественного откоса в
покое α0 = 30–45°; угол естественного откоса в движении α′′ =
0
=20°; угол наклона боковых роликов αж = 20°; группа абразивности – В; коэффициент трения в состоянии покоя по резине f =
=0,64; размер типичных кусков a′= 30–160 мм; разгрузка конвейера – свободная; скорость материала при загрузке vм = 3 м/с.
45
Схема конвейера представлена на рис. 4.12.
46
Рис. 4.12. Схема ленточного конвейера
47
Цель расчета – определение тягового усилия и мощности привода.
Определение ширины ленты
Скорость конвейерной ленты при транспортировании каменного угля рекомендуется принимать в пределах 1–4 м/с. Принятое значение скорости v1 = 2 м/с .
Ширина конвейерной ленты B, м:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
|
|
||
B =1,1 |
|
|
+ 0,05 , |
(1) |
||
|
vρk |
|||||
|
k |
|
|
|
||
|
п |
β |
|
|
|
|
где kп – коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, kп = 550; kβ – коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере, kβ =0,95.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|||
B1 |
=1,1 |
|
|
+ 0,05 |
= 0,46 м. |
||
550 2 0,7 0,95 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||
Ширина ленты с учетом максимальных размеров кусков угля В, м:
B ≥ (2,7...3,2)a′ . |
(2) |
max
В = 3 0,16 = 0,48 м. 0,48 м > 0,46 м.
Окончательно принята стандартная ширина ленты В = 0,5 м [2]. Поскольку принятая ширина ленты больше расчетной, уточнена скорость движения ленты v, м/c:
B2
v= 1 2; (3)
B2
v= 0,462 2 =1,7 м/с. 0,52
Определение параметров роликовых опор
Шаг роликовых опор выбирается с учетом плотности насыпного груза и ширины конвейерной ленты. Шаг для верхней ветви lp = 1,5 м, для нижней lp1 = 2,5 м.
48
Диаметр роликовых опор выбирается с учетом ширины и скорости ленты, плотности груза и исключения резонансных явлений. В данном случае ролики приняты одинакового диаметра, Dp = 83 мм.
Масса вращающихся частей трехроликовой опоры mp, кг:
m ≈ [A + Б (B − 0,4)]D210−4 |
, |
(4) |
||
р |
м м |
р |
|
|
где Ам, Бм – эмпирические коэффициенты (для роликов среднего типа Ам = 10, Бм = 10).
mр ≈ [10 +10(0,5− 0,4)]832 10−4 = 7,57 кг.
Расчет распределенных масс
Распределенная масса транспортируемого груза q, кг/м:
|
q = |
|
Q |
; |
(5) |
|
|
||||
|
|
|
3,6v |
|
|
q = |
100 |
|
=16,3 кг/м. |
|
|
3,61,7 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Распределенная масса вращающихся частей опор верхней |
|||||
ветви qр, кг/м: |
|
|
|
|
|
|
qр = mр / lр1; |
(6) |
|||
qр = 7,57 /1,5 = 5,05 кг/м.
Распределенная масса вращающихся опор нижней ветви qр′ ,
кг/м: |
q′ |
|
|
|
|
= m / l |
; |
(7) |
|
|
р |
р |
р1 |
|
q′ |
= 7,57 / 2,5 = 3,03 кг/м. |
|
||
р |
|
|
|
|
Толщина конвейерной ленты δл, мм: |
|
|||
|
δл = iпδп + δ1 + δ2 , |
(8) |
||
где iп – число прокладок, iп = 2; δп – толщина прокладок, δп = 1,2 мм; δ1 – толщина рабочей обкладки, δ1 = 2 мм; δ2 – толщина нерабочей обкладки, δ1 = 1 мм.
Предварительно, с учетом относительно небольшой распределенной массы груза, принята лента БКНЛ-65 с двумя тяговыми прокладками:
49
δл = 2 1,2 + 2 + 1 = 5,4 мм. |
|
|||
Распределенная масса ленты q0, кг/м: |
|
|
||
q |
=1,13 10−3 Bδ |
л |
; |
(9) |
0 |
|
|
|
|
q0 = 1,13 10–3 500 5,4 = 3,05 кг/м.
Выбор коэффициентов и определение местных сил сопротивлений движению
Силы сопротивления движению на отдельных участках трассы зависят от величины коэффициентов сопротивления w. Коэффициент сопротивления движению отличается для грузовой и холостой ветвей. Для средних условий работы приняты: w = 0,025 для грузовой ветви и w′ = 0,022 для холостой ветви.
Для наклонного участка конвейера w и w′ приняты одинаковыми, w = w′ = 0,025.
Предварительно трасса конвейера разбита на характерные участки и определены типы отклоняющих устройств: при переходе ленты с горизонтального участка на наклонный установлена батарея роликоопор на верхней ветви и отклоняющий барабан на нижней ветви, а при переходе ленты с наклонного участка на горизонтальный – роликовая батарея, напротив внизу – отклоняющий барабан.
Соответственно приняты следующие коэффициенты: wп1 = = 0,03 – приводного барабана; wп2 = 0,02 – поворотного барабана; wп3 = 0,06 – натяжного барабана; wп4 = 0,01 – на выпуклых перегибах.
Сила сопротивления на загрузочном пункте
Сопротивление на загрузочном пункте Wз.п, Н:
Wз.п = |
Qfл (v− vг ) |
, |
(10) |
||
3,6( f |
л |
− tgβ − kf ) |
|||
|
|
|
|
|
|
где fл – коэффициент трения груза о ленту, fл = 0,6; vг |
– скорость |
||||
груза параллельная скорости ленты, м/c; β – угол наклона конвейера к горизонту на загрузочном пункте, β = 0°; k – коэффициент бокового давления груза на направляющие борта, в приближенном расчете можно принять k = 1; f – коэффициент трения груза о направляющие борта, f = 0,5.
50