Тяговый расчет. Тяговая сила конвейера определяется методом обхода по контуру (трассе) конвейера, т.е

 

Тяговая сила конвейера определяется методом обхода по контуру (трассе) конвейера, т.е. обхода по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных участков контура. Эти точки нумеруются, начиная от точки сбегания с приводного элемента в направлении движения тягового органа. Обход начинают от точки с наименьшим натяжением. Натяжение в каждой последующей точке равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками при обходе по ходу тягового органа и разности этих величин – при обходе против хода тягового органа.

Разбить конвейер на отдельные участки, пронумеровав их границы так, как показано на рис. 2. Определить натяжение ленты в отдельных точках конвейера методом обхода по контуру. Обход начать с точки 1, натяжение в которой S₁ пока неизвестно.

Сопротивление W_пов. на поворотных пунктах (барабанах, звездочках):

W_пов = S_наб.(k_п – 1),

где S_наб. – натяжение тягового органа в точке набегания на поворотный пункт; k_п – коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте.

При угле α обхвата тяговым органом барабана (звездочки):

α = 90° k_п = 1,03 – 1,05;

α = 180° k_п = 1,05 – 1,07.

Натяжение S₂ в точке 2:

S₂ = S₁ + S_наб.(k_п – 1) = S₁ + S₁(k_п – 1) = S₁[1 + (k_п – 1)].

Сопротивление W_2–3 на прямолинейном порожнем участке 2 – 3:

W_2–3 = q_к·L_г·ω,

где q_к – погонная весовая нагрузка от движущихся частей на порожнем участке конвейера, q_к = q_л + q_х (q_л – погонная весовая нагрузка от конвейерной

резинотканевой ленты; q_х – погонная весовая нагрузка вращающихся частей холостой роликоопоры (табл. 12); L_г – длина горизонтальной проекции участка,

L_г = L·cosβ (L – длина участка, β – угол наклона участка); ω – коэффициент сопротивления (табл.13).

При определении численных значений натяжений S₃ – S₁₂, в формулах использовать S₁ как неизвестное (по примеру определения натяжения S₂).

Натяжение S₃ в точке 3:

S₃ = S₂ + W_2–3.

Сопротивление W_кр. на криволинейном участке 3 – 4 (батарея роликов):

W_кр. = S_наб. (k -1),

где S_наб. – натяжение ленты перед началом участка; k – коэффициент увеличения натяжения ленты от сопротивления батареи роликоопор k = ℓ^ωα.

ℓ = 2,718; ω – коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам (табл.13), α – центральный угол криволинейного участка в радианах.

 

Натяжение S₄ в точке 4:

S₄ = S₃ + W_кр..

Сопротивление W_{4 – 5} на участке 4 – 5:

W_{4 – 5} = (q_к ·L_4–5·ω· cosβ) – (q_к ·L_4–5·sinβ).

Натяжение S₅ в точке 5:

S₅ = S₄ + W_{4 – 5}.

Натяжение S₆ в точке 6:

S₆ = S₅ + W_пов.,

W_пов. – сопротивление на поворотных пунктах.

Натяжение S₇ в точке 7:

S₇ = S₆ + W_пов..

Сопротивление W_погр. на погрузочном пункте от сообщения грузу скорости тягового органа:

,

где П – производительность конвейера, т/ч; v – скорость ленты, м/с.

Сопротивление W_л от направляющих бортов загрузочного лотка (рис. 3) при приближенных расчетах принимается:

W_л = 5·l,

где l – длина направляющих бортов лотка (табл.19).

 

Рис. 3. Загрузочный лоток

 

Таблица 19

Основные размеры загрузочной воронки ленточного конвейера

Размеры, мм	Ширина ленты, мм
Расстояние между бортами
Длина бортов

 

Общее сопротивление при загрузке:

W_загр. = W_погр. + W_л..

Натяжение S₈ в точке 8:

S₈ = S₇ + W_загр..

Сопротивление на участке 8 – 9:

W_{8 – 9} = W_гр. = (q + q_к)·(ω·L_г + Н),

где W_гр. – сопротивление на прямолинейном груженом участке конвейера;

q – погонный вес от груза; q_к – погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера на груженом участке; L_г – длина горизонтальной проекции участка 8 – 9; Н – высота подъема груза на участке 8 – 9.

Натяжение S₉ в точке 9:

S₉ = S₈ + W_{8 – 9}.

 

Сопротивление на криволинейном участке 9 – 10 (батарея роликов):

W_{9 – 10} = W_кр. = S₉·(k – 1).

 

Натяжение S₁₀ в точке 10:

S₁₀ = S₉ + W_{9 – 10}.

 

Сопротивление на участке 10 – 11:

W_{10 – 11} = (q + q_к)·ω·L_{10 – 11}.

 

Натяжение S₁₁ в точке 11:

S₁₁ = S₁₀ + W_{10 – 11}.

 

Сопротивление W_{11 – 12} на участке 11 – 12 (плужковый разгрузчик):

W_{11 – 12} = W_п.р. = (2,7 – 3,6)q·В,

где W_п.р. – сопротивление плужкового разгрузчика ленточного конвейера; q – погонная нагрузка от груза; В – ширина ленты.

Натяжение S₁₂ в точке 12:

S₁₂ = S₁₁ + W_{11 – 12}.

Используя известное соотношение Эйлера между натяжениями набегающей S_наб. и сбегающей S_сб. ветвей на приводном барабане, получим:

S₁₂ = S₁·ℓ^μα,

где μ – коэффициент сцепления между лентой и барабаном; α – угол обхвата барабана лентой, рад.

Подставив это соотношение для определения натяжения в точке S₁₂, найти S₁.

Определить численное значение S₂ – S₁₁ натяжной ленты.

Построить диаграмму натяжений ленты по примеру (рис. 4).

Рис. 4. Диаграмма к расчету натяжений ленты

 

По уточненному значению S_max = S₁₂ проверить прочность ленты.

 

Расчетное число i_р прокладок:

< i,

где S_max – максимальное статическое натяжение ленты; n₀ – запас прочности (табл. 20); k_р – номинальная прочность тяговых прокладок (табл. 5);

В – ширина ленты.

Таблица 20

Рекомендуемые запасы прочности прорезиненных

конвейерных лент

Число прокладок	До 4	5 – 8	9 – 11
Номинальный запас прочности			10,5

 

Правильность выбора диаметра приводного барабана по давлению ленты на барабан:

где W₀ – тяговая сила, W₀ = S₁₂ – S₁; р_с.р. – допустимое давление ленты на барабан, р_с.р. = 10000 – 11000 кгс/м²; α – принятый угол обхвата лентой; μ – коэффициент сцепления между лентой и барабаном.

КПД η_бар. приводного барабана ленточного конвейера:

где ω_б – коэффициент сопротивления барабана, ω_б = 0,03 – 0,05; k_S – коэффициент обхвата барабана с лентой (табл. 15).

Расчетная мощность N₀ на приводном валу конвейера:

где v – скорость ленты; η_бар. – КПД приводного барабана.

Мощность двигателя для привода конвейера:

где k – коэффициент запаса, k = 1,1 – 1,35; η – КПД передачи от двигателя к приводному валу (табл. 21).

По каталогу выбрать тип электродвигателя /5/.

Частота вращения приводного барабана конвейера:

 

где v – скорость ленты; D_п.б. – диаметр приводного барабана.

 

Таблица 21

КПД звеньев передачи

Звенья передач	КПД на подшипниках
качения	скольжения
Передаточный вал с обработанными зубчатыми колесами, расположенный в масляной ванне	0,98	0,96
Передаточный вал с обработанными открытыми зубчатыми колесами	0,98	0,96
Передаточный вал с необработанными зубчатыми колесами	–	0,93
Редуктор зубчатый: одноступенчатый двухступенчатый трехступенчатый	0,97 0,96 0,94	0,94 0,90 0,85
Цепная передача, работающая в масляной ванне	0,96	0,90
Цепная передача открытая	0,95	0,93

 

Необходимое передаточное число i между валом двигателя и валом приводного барабана:

где n_дв. – частота вращения вала двигателя.

По каталогу /5/ выбрать типоразмер редуктора по передаточному числу i_р, рассчитанной мощности N и частоте вращения быстроходного вала.

Уточнить скорость v_ф ленты:

Допускается отклонение скорости v_ф от заданной v не более чем на 10%.

Усилие S_н натяжного устройства:

S_н = S_наб. + S_сб.,

где S_наб – сила натяжения ленты в точке набегания на натяжной барабан; S_сб – сила натяжения ленты в точке сбегания с натяжного барабана.

Выбрать основные элементы ленточного конвейера (рис. 1 – 7 приложения).

Усилие в конвейерной ленте в период пуска:

где N – номинальная мощность принятого двигателя; η – КПД передачи

(табл. 21); k_м – коэффициент соотношения пускового и номинального моментов электродвигателя по каталогу; v – скорость ленты.

Проверяется прочность ленты в период пуска. Необходимое число прокладок в ленте:

где k_р – предел прочности прокладки ленты (табл. 6); k_с – коэффициент прочности стыка ленты (табл. 22); k_н – коэффициент неравномерности работы прокладок ленты, k_н ≈ 1 – 0,03∙i; i – расчетное число прокладок в ленте.

Таблица 22

Значение коэффициента прочности k_с стыка конвейерной ленты

Вид стыка ленты	kс
Холодная склейка Вулканизированный стык Соединение концов ленты болтами Соединение концов ленты скобами	0,75 0,8 0,65 0,55

 

Тормозной момент М_Т на приводном валу конвейера:

где η – КПД барабана (звездочки); q – погонная весовая нагрузка; Н – высота подъема груза; С_Т – коэффициент возможного уменьшения сопротивлений конвейера (для ленточного конвейера С_Т = 0,55 – 0,6; для цепного конвейера С_Т – 0,5); W₀ – тяговая сила конвейера; D₀ – диаметр приводного барабана.

По величине тормозного момента М_Т подбирается тормоз /5/. Вместо тормоза можно подобрать храповый останов или муфту – останов.

Составить кинематическую схему привода.