Методика расчета

Общая методика расчета транспортирующих машин непрерывного действия (конвейеров) с различными гибкими тяговыми эле­ментами сводится к следующим этапам.

1. Установлению назначения конвейера, вида грузов, подле­жащих транспортированию, основных базовых характеристик (расположение ветвей трассы в целом и отдельных ее участ­ков в плоскости и пространстве, протяженность участков), рас­положения мест загрузки и выгрузки, методов загрузки и раз­грузки конвейера, мест приложения технологических сопротив­лений на тяговый элемент, характера атмосферных воздействий на транспортирующую машину, максимального перепада темпе­ратур и т. д.

2. Выбору проектной схемы и определение основных параметров трассы..

3. Выбору типа тягового и грузонесущего органа для дан­ного транспортируемого груза и назначения конвейера.

4. Определению размеров грузонесущего элемента — ширины и типа ленты, типа цепи, размеров скребков, пластин, укреп­ленных на цепях траверс, и т. д.— в соответствии с потребной производительностью конвейера и допустимой скоростью пере­мещения грузов. Выбранные параметры позволяют определить нагрузки от собственной массы тяговых и грузонесущих эле­ментов и массы перемещаемого груза.

5.Определению сопротивлений движению гибкого тягового элемента от всех видов нагрузок на отдельных участках трассы, что позволяет установить величину усилий в ветвях конвейера и максимальное ее значение и на этой основе необходимое на­тяжение, создаваемое специальными натяжными устройствами или приспособлениями.

6. Проведению проверочного расчета выбранных тяговых и грузонесущих элементов конвейера на прочность.

7. Вычислению потребной мощности привода для периода установившегося движения и периода пуска, выбору двигателя и уточнению расчета привода по действительным данным о нагружении конвейера и характеристикам по массе груза, тягового и транспортирующего элементов

На практических занятиях по данной теме студенты выполняют расчет и проектирование ленточного конвейера Исходными данными для расчета конвейеров явля­ются: средняя производительность, вид груза, схема трассы со всеми размерами, режим работы и особые требования к конвейеру. Основные данные для расчета берутся из таблицы 1.

Задача. Произвести тяговый расчет ленточного конвейера и определить мощность двигателя по исходным данным, указанным в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

№№ вариантов
Производительность средняя Qm, т/ч
Скорость ленты υ, м/с	0,5 2,0	0,6 2,1	0,7 2,2	0,8 2,3	0,9 2,4	1,0 2,5	1,1 2,6	1,2 2,7	1,3 2,8	1,4 2,9	1,5 3,0	1,6 3,1	1,7 3,2	1,83,3	1,9 3,4

Примечание: 1. Для всех вариантов принять одинаковыми: схему трассы (рис.1), длину трассы L = 200 м, высоту подъема Н = 24 м, угол наклона β= 18^о; условия работы – тяжелые.

 

2. Для вариантов №1-15 принять: груз песок, для вариантов №16-30 – груз щебень,.с максимальным размером куска а _maх = 70 мм.

При выполнении расчета обратить внимание на следующие положения.

Схема конвейера должна быть без лишних перегибов ленты, привод по возможности однобарабанный (рис.1)..

 

Рис.1 Схема к расчету ленточного конвейера

Расчетная массовая производительность при перемещении насыпных грузов непрерывным потоком (т/ч)

Q _г.р. = Q _m К_н / (К _t К _г)

где К_н = (1.1... 1,5) – коэффициент неравномерности загрузки, зависящий от способа загрузки; К _t= 0,8... 0,95 – коэффициент использования конвейера по времени; К _{г г} = 0,96–коэффициент готовности конвейера. Q _m – производительность конвейера, средняя.

Скорость ленты при насыпных грузах выбирают с учетом условий работы конвейера, характеристик тран­спортируемого груза, способов загрузки и разгрузки (табл. 41 с-247. [2])..

При выборе ленты и определении ее ширины профиль сечения рабочей ветви ленты принять желобчатый с углом наклона боковых роликов α _ж = 30^о. Наибольшая ширина ленты (м)

______________

В 1,1 √ Q_m / (υ ρ К_п К_β) + 0,05

 

Значения К_п и К_β взять, соответственно из табл. 37 и 36 [ 2]. По таблицам ГОСТ принять резинотканевую ленты шириной близкой к расчетной.

Тяговый расчет проводят для определения натяжений тягового органа на всей длине трассы конвейера, Его выполняют методом «обхода по контуру». Трассу разбивают на характерные по виду сопротивлений участки: - прямолинейные (горизонтальные и наклонные), криволинейные, огибания барабанов, места загрузки и разгрузки, очистные устройства. На схему контура наносят точки, характеризую­щие границы участков однородного вида нагружения, что поз­воляет получить графическую картину изменения силового по­тока в контуре тягового элемента. Нумерацию следует начинать с точки 1 - сбегания с ведущего звена привода (барабана) и продолжать по ходу движения тягового элемента (рис. 1). Затем определяют величину натяжения (S) в каждой точке контура (1—13) и максимальное его значение в точке 13. Натяжение (усилие) в каждой последующей граничной точке ветви контура равно натя­жению в предыдущей точке плюс (или минус) сопротивление на участке от предыдущей точки до рассматриваемой, т.е.

 

S₂ = S₁ + W _1-2; S₃ = S₂ + W _2-3; … S _n = S _{n - 1} + W_{(n – 1) - n}

 

Сопротивления W передвижению грузонесущего органа:

 

а) на прямолинейных участках трассы

 

– груженой ветви конвейера W _г = (q + q ₁ + q ₂) g ω L _г соs β (q + q ₁ +) g L _г sin β

 

– порожней ветви конвейера W _п = (q ₁ + q¹ ₂) g ω L _г соs β (q ₁ + q ₂) g L _г sin β

 

где q, q ₁ , q ₂ – погонные масса, соответственно, груза, ленты, роликовых опор груженой и порожней ветвей трассы конвейера; ω – коэффициент сопротивления (для тяжелых условий ω = 0,03 - 0,04).

Натяжения на криволинейных участках трассы определяют из выражения

 

S _n = S _{n - 1} * К _{(n – 1) - n},

 

Значения коэффициентов К, ω взять из табл. 45. с-250 [ ].

В результате обхода трассы получим

S_сб = S₁; S₂ = S₁ + W_1-2; S₃ = К S₂; S₄ = S₃ + [W_3-4 = (q ₁ + q¹ ₂) g ω L _3-4]; и т.д.

S₁₃ = S₁₂ + W_12-13 или S₁₃ = S₁₂ + (q + q ₁ + q ₂) g ω L_12-13); S_наб = S₁₃

Зависимости, определяющие усилие в набегающей S_наб и сбе­гающей S_сб ветвях тягового органа на приводном звене, находят по уравнению Эйлера, согласно которой

S_наб = S_сб е ^ƒα,

где е – основание натуральных логарифмов; ƒ– коэффициент трения между лентой и приводным барабаном; α – угол охвата этого барабана лентой, рад.

Получаем систему двух уравнений с двумя неизвестными, решая которую получаем S_наб и S_сб.

Окружное усилие (сила тяги привода), которое должно быть реализовано для преодоления сопротивления движению

 

F_о = S_наб – S_сб = S_наб (1 – 1/е ^ƒα),

Установочная мощность двигателя

 

Р_уст = К_з F_о υ / 1000 η,

 

где К_з = 1,2…1,3 – коэффициент запаса мощности; F_о – окружное усилие на барабане из тягового расчета, Н; υ – скорость ленты, м/с; η = 0,9 – КПД привода.

 

При выборе двигателя следует иметь ввиду, что для привода обычно принимают двигатели 4А с короткозамкнутым ротором, а при мощностях более 75 кВт с фазным ротором.

 

Контрольные вопросы

 

1. Чем ограничивается максимальный угол наклона конвейера?

2. Для чего необходимы натяжные устройства конвейеров.?

3. Чем и для чего футеруют приводной барабан конвейера?

4. Каков порядок тягового расчета конвейера?

Б) Тестовые задания для компьютерного тестирования

 

$$$ 1. Назовите основные типы лент ленточных конвейеров

$$ резинотканевые, резинотросовые, прорезиненные с рифленой поверхностью

$ прорезиненные, резинотросовые, стальные

$ ленточно-канатные, с синтетической тканью, резинотканевые

$ резинотканевые, резинотросовые вулканизированные

$$$ 2. Какую форму имеют ленточные конвейеры в плане?

$$ прямолинейную

$ криволинейную

$ ломаную

$ комбинированную

$$$3. Напишите формулу для определения необходимой мощности N (kBт) привода ленточного конвейера при общем сопротивлении перемещению W(H), скорости ленты v (м/с), к.п.д. привода η_пр

$$ N = W*v/1000 η_пр

$ N = W/v

$ N = W/(1000v)

$ N = v/W

$$$4. От каких факторов зависит коэффициент внешнего трения f материала о грузонесущие элементы транспортирующих машин?

$$ от состояния покоя или движения материала

$ от типа транспортирующей машины

$ от подвижности и сил сцепления материала

 

$ от вида грузонесущего элемента

 

Глоссарий

 

№ п/п	Русск/каз/анг/языки	Объяснение значения
	Привод	Устройство, производящее в движение машину или механизм, состоящее из источника энергии, передаточного механизма и аппаратуры управления.
Жетек
Mechanical drive
	Конвейер	Это машина непрерывного транспорта, перемещающая груз непрерывным потоком по определенной трассе, без промежкточных остановок на погрузку и разгрузку
	Конвейер ленточный	Это машина непрерывного транспорта с гибктм тяговым и грузонесущим органом- лентой.
	Барабан	Конструктивный элемент конвейеров с гибким тяговым органом. Барабаны бывают тяговые, натяжные, опорнве.
	Лента конвейерная	Гибкий тяговый орган в машинах непрерывного действия (конвейерах). В ленточных конвейерах она выполняет роль одновременно и грузонесущего органа.
	Электродвигатель	Машина преобразующая электрическую энергию в механическую работу.

 

Список литературы

 

Основная литература

 

1.Борщевский А.А. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий. М. 2009г

2. Силенок С.Г., Борщевский А.А.* и др. Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий.-М. Высш.шк. 1990. - 416с.

3. Сергеев В.П.* Строительные машины и оборудов. -М., ВШ, 1987. - 376 с.

 

Дополнительная литература

 

4. МУ к практическим занятиям по дисц. "ПТиСМ". Мауленов Ж.К.. Бурцев В.В. Алматы. 2012. 2 пл.

5. Строительные машины. Справочник в 2-х т. \под.общ.ред. Э.Н.Кузина. -М.: Машиностроение. 1991 -692 с.

6. Мауленов Ж.К., Бурцев В.В.и др. Машины непрерывного транспорта (Теория, конструкция и расчет). Уч. пос. Алматы, КазГАСА, 2003. -137 с.

7. Подъемно транспортные машины строительной промышленности. Атлас констр.:Вайнсон А.А. 2009 г.

8. Бурцев В.В., Сурашов Н.Т. Методическое пособие к курсовому проекту по ПТМ «Расчет ковшового элеватора с применением ПЭВМ». Алматы,1992.- 56с

9. Бурцев В.В., Сурашев Н.Т. Методическое пособие к курсовому проекту по ПТМ «Расчет пластинчатого конвейера с применением ПЭВМ», Алматы. 1992,-52с

10. Гудович М.И., Сурашов Н.Т., Бурцев В.В. Расчет винтовых конвейеров с применением ЭВМ. Алматы, 1997.-48 с.