682
.pdf
|
|
vг = vм cosϕ; |
(11) |
|
|
|
v = 3 cos60o =1,5 м/с. |
||
|
|
г |
|
|
W |
= |
100 0,6(1,7 −1,5) |
= 33,3 Н. |
|
3,6(0,6 − tg0o −1 0,5) |
||||
з.п |
|
|
||
Определение натяжений в характерных точках трассы конвейера
и необходимого числа прокладок
Условие ограничения стрелы провиса грузовой ветви S7min, Н:
|
S7 min ≥10(q0 + q)lp g; |
(12) |
S7min ≥ 10(3,05 + 16,3)1,5 9,8 = 2844 Н. |
|
|
Принято S7′ = 2850 H. |
|
|
С учетом сопротивления на загрузочном пункте: |
|
|
|
S7 = S7′ +Wз.п; |
(13) |
S7 |
= 2850 + 33,3 = 2883 Н; |
|
|
S8 = S7 +W7−8 = S7 + (q0 + qp + q)gL1w; |
(14) |
S8 |
= 2883,3 + (3,05 + 5,05 + 16,3) 9,8 10 0,025 = 2943 Н. |
|
|
S9 = S8 +W8−9. |
(15) |
Так как сопротивление на вогнутом участке равно нулю, то: S9 = S8 = 2943 Н.
S10 = S9 + (q0 + qp + q)gL2wcosβ + |
(16) |
|
+(q0 + q)gL2 sinβ; |
||
|
||
S = 2943+ (3,05+ 5,05+16,3)9,8 10 0,025 cos20o + |
|
|
10 |
|
|
+(3,05+16,3)9,8 10 sin 20o = 3648 Н. |
|
|
S11 = S10 +W10−11 = S10 (1+ wп 4 ); |
(17) |
|
S11 = 3648(1+ 0,01) = 3684 Н. |
|
|
S12 = S11 +W11−12 = S11 + (q0 + qp + q)gL3w; |
|
|
|
51 |
S12 = 3684 + (3,05+5,05+16,3)9,8 10 0,025 = 3744 Н.
Натяжение в точке 12 является наибольшим, по которому определено число прокладок резинотканевой ленты.
Минимальное число прокладок резинотканевой ленты iп:
iп = Smax + Cп / (kp B), |
(18) |
где Сп – коэффициент запаса прочности, Сп = 10; kр – предел прочности для прокладки ленты типа БКНЛ-65 с толщиной прокладки δп = 1,2 мм, kр = 65 Н/мм.
iп = 3744 10/(65 500) = 1,15.
Предварительно выбранная лента типа БКНЛ-65 с двумя прокладками выбрана правильно.
Для определения натяжения на нижней ветви ленты произведен обход трассы против направления движения ленты.
|
S6 = S7 / (1+ wп3 ); |
(19) |
S6 = 2883/(1 + 0,06) = 2719 Н. |
|
|
|
S5 = S6 − (q0 + qp )gL1w′; |
(20) |
|
S4 = S5 / (1+ wп2); |
(21) |
S4 = 2588 |
/ (1 + 0,02) = 2537 Н. |
|
|
S3 = S4 − (q0 + qp )gL2wcosβ + q0gL2 sinβ; |
(22) |
S3 = 2537 − (3,05+ 3,03)9,8 10 0,025 cos20o + |
|
|
+3,05 9,8 10 sin 20o = 2625 Н. |
|
|
|
S2 = S3 / (1+ wп 2 ) ; |
(23) |
S2 = 2625 |
/ (1 + 0,02) = 2574 Н. |
|
|
S1 = S2 − (q0 + qр )gL2w; |
(24) |
S1 = 2574 |
– (3,05 + 3,03) 9,8 10 0,022 = 2561 Н. |
|
Определение тягового коэффициента и мощности двигателя
Для исключения пробуксовывания ленты при всех режимах работы конвейера коэффициент запаса привода по сцеплению kсц должен быть в пределах 1,3–1,4.
52
F = S |
|
− S |
|
= |
1 |
F |
= |
1 |
S |
|
(eµ0α −1). |
|
|
|
|
|
|||||||
0 |
нб |
|
сб |
|
kсц |
0max |
|
kсц |
сб |
|
|
Отсюда тяговый коэффициент eµ0α :
eµ0α = (Sнб − Sсб ) kсц +1;
Sсб
(3744 − 2651) 1,3 +1=1,54.
2651
Необходимая мощность привода Pпр, кВт:
v
Pпр = k3F0 1000η0ηб ,
(25)
(26)
(27)
где kз – коэффициент запаса мощности, kз = 1,1; η0 – КПД привода, η0 = 0,9; ηб – КПД приводного барабана, ηб = 0,94.
Pпр |
=1,1 (3744 − 2651) |
|
1,7 |
= 2,4 кВт. |
|
|
|||
|
0,9 0,94 |
|||
|
1000 |
|
||
Контрольные вопросы
1.Какие параметры определяют производительность ленточного конвейера?
2.С каким шагом располагаются роликоопоры на порожней и грузовой ветвях?
3.Чем определяется количество прокладок в резинотканевой ленте?
4.Охарактеризуйте распределенные и сосредоточенные сопротив-
ления.
5.Что представляет собой метод тягового расчета конвейера обходом по контуру?
6.Приведите примеры сосредоточенных сопротивлений.
7.От какого параметра зависит величина провиса ветви конвейера?
8.Чем отличаются методы расчета тягового усилия по первому и второму способу?
53
5.ПЛАСТИНЧАТЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
5.1.Назначение и устройство конвейера
Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования различных грузов по горизонтальному и наклонному направлениям, а также по сложной трассе, содержащей горизонтальные и наклонные участки. С помощью пластинчатых конвейеров перемещают насыпные и штучные грузы в различных отраслях промышленности: горнорудной, металлургической, машиностроительной, химической и др. Их также используют в составе различных технологических комплексов, например, в путевых машинах. В производственных целях одновременно с транспортированием изделий осуществляется мойка, сушка, закалка, отпуск, охлаждение, покраска, сборка и контроль изделий.
Поскольку несущим элементом является прочный настил, то становится возможным транспортирование тяжелых грузов (отливок, поковок, остроугольных прочных кусковых грузов), а использование высокопрочных цепей позволяет транспортировать грузы на длине до 2 км, осуществлять подъем на участках с углом наклона к горизонту до 70°.
К недостаткам следует отнести большую металлоёмкость, значительные, например в сравнении с ленточными конвейерами, удельные затраты энергии, высокую стоимость изготовления и эксплуатации.
Классификационными признаками являются конфигурация трассы, конструкция настила и назначение. Наиболее распространенные схемы трасс приведены на рис. 5.1.
54
Рис. 5.1. Схемы трасс пластинчатых конвейеров:
а– горизонтальная; б – горизонтально-наклонная; г – наклонная;
д– наклонно-горизонтальная; в, е, ж – сложная
Конструкция пластинчатого конвейера общего назначения с цепями типа ПВКГ изображена на рис. 5.2.
10
Рис. 5.2. Пластинчатый конвейер общего назначения
Основными узлами пластинчатого конвейера являются станина 6, по концам которой установлены две звездочки: приводная
55
7 и натяжная 10 с натяжным устройством 1, настил 4, прикрепленный к тяговым катковым цепям 3 и привод 9.
Конструкции настилов и области их применения приведены в табл. 5.1.
|
|
Таблица 5.1 |
|
Конструкции настилов и области их применения |
|||
|
|
|
|
Конструктивная схема |
Тип конвейера |
Область применения |
|
настила |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
Плоский |
Транспортирование |
|
|
разомкнутый ПР |
штучных грузов |
|
|
|
|
|
|
Плоский |
|
|
|
сомкнутый ПС |
Транспортирование |
|
|
|
штучных и насыпных |
|
|
|
||
|
Безбортовой |
(кусковых) грузов |
|
|
волнистый В |
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 5.1 |
|
|
|
|
|
Конструктивная схема |
Тип конвейера |
Область применения |
|
настила |
|||
|
|
||
|
|
|
|
|
Бортовой |
Транспортирование |
|
|
насыпных и штучных |
||
|
волнистый БВ |
||
|
грузов |
||
|
|
||
|
|
|
|
|
Коробчатый |
|
|
|
мелкий КМ |
|
|
|
|
Транспортирование |
|
|
Коробчатый |
насыпных грузов |
|
|
|
||
|
глубокий КГ |
|
|
|
|
|
|
Многообразие решаемых задач с помощью пластинчатых конвейеров обусловило различные их исполнения. Различают конвейеры общего и специального назначения.
Наиболее часто в пластинчатых конвейерах тяговым элементом являются пластинчатые тяговые цепи (ГОСТ 588-81): ПВ – пластинчатые втулочные; ПВР – пластинчатые втулочно-роли-
56
ковые; ПВК – пластинчатые втулочно-катковые с гладкими катками; ПВКГ – пластинчатые втулочно-катковые с гребнями на катках и ПВКП – пластинчатые втулочнокатковые с подшипниками качения у катков. Конвейеры имеют обычно две тяговые цепи, легкие конвейеры шириной до 400 мм – одну цепь.
У пластинчатых втулочно-катковых цепей ходовые катки служат опорными элементами. Они передают нагрузку от настила
итранспортируемого груза на направляющие.
Вконвейерах с втулочными и втулочно-роликовыми цепями
игладким настилом опорами служат стационарные роликовые опоры, закрепленные на станине конвейера. Грузовая ветвь цепи движется гранями своих звеньев по этим роликоопорам, а обратная ветвь настилом опирается на ролики по аналогии с ленточным конвейером.
5.2. Основные параметры пластинчатого конвейера
Производительность конвейера может достигать 2000 т/ч и более. Скорость движения настила назначается обычно не выше 0,4 м/с, значительно реже – до 1 м/с.
Угол наклона пластинчатого конвейера к горизонту определяется характеристикой транспортируемого груза и типом настила. Для гладкого и волнистого настилов β ≤ ρ − θ, где ρ – угол трения груза о настил в движении; θ – некоторый запасной угол, обеспечивающий надежное положение груза на наклонном участке. Для гладкого настила θ = 6o − 7o ; для волнистого θ = 3o − 5o (большие значения θ относятся к настилу без бортов, а меньшие – к настилу с бортами). В любом случае β < ϕд − 5o , где ϕд – угол естественного откоса груза в движении.
Чаще всего угол наклона пластинчатого полотна 35° – 60°, а в отдельных случаях – 70°. При углах наклона свыше 35° производительность конвейера значительно снижается, поскольку насыпной груз надежно удерживается лишь в пределах высоты перегородки. Для штучных грузов с целью их надежного удержания на настиле линия действия силы тяжести груза должна проходить через опорную поверхность. Радиусы закругления на вогнутых участках составляют 3–5 м.
При транспортировании насыпного груза на настиле без бортов считают, что насыпной груз имеет поперечное сечение в виде
57
треугольника (рис. 5.3, a). Из-за меньшей скорости движения настила угол при основании треугольника ϕ1 и размер его основания b принимают большими, чем на ленточном конвейере (ϕ1 = 0,4ϕ и b = 0,85B ).
Рис. 5.3. Поперечное сечение насыпного груза на настиле пластинчатого конвейера:
а – без бортов; б – с подвижными бортами; в – с неподвижными бортами
Площадь сечения насыпного груза A1 на настиле без бортов с учетом поправочного коэффициента с2, учитывающего уменьшение площади на наклонном конвейере:
А = |
bh |
|
= |
c b2 |
tgϕ |
= 0,18с В2 |
tg(0,4ϕ). |
|
1 |
c |
2 |
1 |
(5.1) |
||||
|
|
|
||||||
1 |
2 |
2 |
|
|
4 |
2 |
|
|
Производительность конвейера с плоским настилом, т/ч:
Q = 3600Аvρ = 3600 0,18B2c vρ tg(0,4ϕ) = |
|
|
|
1 |
2 |
. |
(5.2) |
|
|
||
= 648B2c2vρ tg(0,4ϕ).
Ширина настила конвейера при заданной производительности, м:
B = |
Q |
|
|
|
. |
(5.3) |
|
648c vρ tg(0,4ϕ) |
|||
|
2 |
|
|
На настиле с бортами (подвижными и неподвижными) рис. 5.3 б, в площадь сечения насыпного груза А, м2:
А = А + А = |
Bбh2c2 |
+ B h = 0,25B2 |
с tg(0,4ϕ) + B hψ , (5.4) |
||
|
|||||
2 3 |
2 |
б 3 |
б |
2 |
б |
|
|
|
|
|
|
где ψ = h3 – коэффициент наполнения сечения настила по высоте h
бортов (ψ = 0,65− 0,8); Bб – ширина настила с бортами, м; для
58
настила с подвижными бортами Bб = В; для настила с неподвижными бортами Bб = В1.
Значения коэффициента с2 в зависимости от угла наклона конвейера к горизонту и типа настила приведены в табл. 5.2.
|
|
Таблица 5.2 |
Значения коэффициента с2 |
||
|
|
|
Угол наклона |
Тип настила |
|
|
|
|
конвейера, град |
без бортов |
с бортами |
|
||
|
|
|
До 10 |
1,0 |
1,0 |
10–20 |
0,9 |
0,95 |
Свыше 20 |
0,85 |
0,9 |
|
|
|
Производительность конвейера при настиле с бортами, т/ч:
Q |
= 3600Аvρ = 3600 |
0,25B2 |
с |
tg(0,4ϕ) + B hψ vρ = |
|
||
б |
|
|
б |
2 |
б |
|
(5.5) |
= 900Bбvρ[Bбc2 tg(0,4ϕ) + 4hψ]. |
|
||||||
|
|
||||||
При крупнокусковом грузе настил загружается по всей ширине равномерным слоем.
А = Bбhψ , а значение ψ принимают в интервале 0,8–0,9. Полученную расчетом ширину настила В с учетом размера
кусков проверяют по уравнению:
B ≥ x2a′ + 200 мм , |
(5.6) |
где а′ – наибольший размер типичного куска в мм; х2 – коэффициент (для сортированного груза х2 = 2,7; для рядового х2 = 1,7).
Размеры настила пластинчатых конвейеров окончательно рекомендуется выбирать из предусмотренных ГОСТ 22281 рядов (для В: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мм; для h: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, и 500 мм).
5.3. Тяговый расчет пластинчатого конвейера
Тяговое усилие на приводном звене конвейера:
z |
|
W0 = ∑Wi , |
(5.7) |
i=1
59
где i = 1, 2, 3, …, z – индекс расчетного участка; z – число расчетных участков на конвейере; Wi – сила сопротивления движению на i-м расчетном участке; знак <+> перед Wi ставится при движении на подъем, а знак <–> – при движении тягового элемента на спуск.
z
Сумма ∑Wi не учитывает сил сопротивлений на звездочках и
i=1
вподшипниках.
Максимальное натяжение цепей с целью их выбора определяют по приближенной формуле:
S |
max |
≈1,1 |
S |
0 |
+ w g |
q + q |
L + q L |
+ g |
( |
q + q |
H |
} |
, (5.8) |
|
{ |
|
д ( |
0 ) |
г 0 н |
|
0 ) |
|
|
где S0 – начальное натяжение цепей (S0 = 1–3 кН); Lг – горизонтальная проекция полной длины загруженной ветви конвейера; Lн – горизонтальная проекция незагруженной ветви конвейера; q – распределенная масса груза; q0 – распределенная масса настила с цепями; Н – высота подъема груза; w – коэффициент сопротивления движению.
Распределенную массу настила с цепями q0 (кг/м) определяют по данным каталогов заводов-изготовителей и по стандартам проектных организаций (зависит от ширины и типа настила) или прямым расчетом масс элементов по рабочим чертежам.
Для предварительных расчетов можно найти q0 по формуле:
q0 = 60B + Aн , |
(5.9) |
где В – ширина настила, м; Ан – коэффициент, принимаемый по табл. 5.3.
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.3 |
|
|
Значения коэффициента Ан |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Параметры груза |
Тип настила |
Ан (кг/м) при В (м) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
a′, мм |
ρ , т/м3 |
|
0,4; 0,5 |
|
0,65; 0,8 |
|
более 0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Менее 60 |
Менее 1 |
Легкий (ПР, ПС, В) |
40 |
|
50 |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60–160 |
1–2 |
Средний (БВ, КМ) |
60 |
|
70 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Не менее 160 |
Более 2 |
Тяжелый (КГ) |
80 |
|
110 |
|
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60