ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА

Вихідні дані для розрахунку:

1. Схема завдання;

2. Продуктивність конвеєра – Q = 20 кг/с;

3. Довжина конвеєра – L = 15 м;

4. Висота конвеєра – H = 3 м;

5. Вантаж для транспортування - пшениця;

6. Додаткові дані (спосіб розвантаження конвеєра, тип стрічки, опори і т. д): завантаження через бункер, вивантаження - вільне, через кінцевий барабан.

Послідовність розрахунку.

1. Визначаємо кут нахилу конвеєра до горизонту β і порівнюємо його з кутом тертя ρ вантажу по стрічці. При цьому, потрібно мати на увазі, що кут нахилу конвеєра до горизонту повинен бути на 4…5° менше кута тертя вантажу по стрічці при русі. Фізико-механічні властивості сільськогосподарських вантажів наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Основні фізико-механічні властивості сільськогосподарських вантажів

Як тяговий орган приймаємо прогумовану конвеєрну стрічку за Гостом 20-76. Коефіцієнт тертя спокою f пшениці по прогумованій стрічці вибираємо з таблиці 1: f₀ = 0,57; коефіцієнт тертя при русі f вираховуємо.

f = tgρ = 0,46

Звідси, Кут тертя пшениці по прогумованій стрічці більше кута нахилу конвеєра до горизонту, тобто вантаж не скочуватиметься по стрічці під дією сили власної ваги.

В таблиці 2 і 3 розглянуті різні типи стрічок та наведені матеріали з яких вони виготовляються. Обери таку стрічку, що для твого майбутнього конвеєра найбільше підходить.

Таблиця 2.Параметры плоских приводних гумовотканинних стрічок (ГОСТ 23831-79).

Таблиця 3.Параметри конвеєрних стрічок. (ГОСТ 20-76)

2. Розраховують ширину стрічки В транспортера

· плоскострічкового

(2.1)

· жолобчастого

(2.2)

Коефіцієнт с слід вибирати, керуючись такими рекомендаціями:

Підставляємо у вирази (1) або (2) свої значення продуктивності. Швидкості різних сільськогосподарських вантажів, встановлені практикою для транспортерів з прогумованою стрічкою, що рекомендуються, приведені в таблиці 4.

Таблиця 4. Рекомендовані швидкості вантажів (стрічка прогумована).

Найменування вантажу	Швидкість м/с	Найменування вантажу	Швидкість м/с
Важке зерно (кукурудза, пшениця та ін.)	3..5	Солома	0,8...1,4
Легке зерно (овес, ячмінь, соняшникове насіння та ін.)	2..2,5	Качани кукурудзи	1,5...2,5
Роздроблене зерно	1...2	Торф,	1...2
Гравій, пісок, щебінь	1...2
Висівки	1,5...2	Вапно, зола	1,5...2
Мука	0,8..1	Кристалічно-хімічні продукти	1...3
Картопля, буряк	0,7...1,5	Штучні вантажі	0,8...1,5

Швидкості руху бавовняних (не прогумованих) стрічок рекомендується приймати не більше 2 м/с; суцільнотканних - не більше 1,6 м/с; сталевих, дротяних - не більше 1,25 м/с.

Кут природного укосу вантажу при русі

(2.3)

де φ₀ - кут природного укосу вантажу у спокої; приймають з таблиці 1. Менші значення φ приймають при тому, що спирається стрічки на роликові опори, більші – при русі стрічки по настилу.

Приймаємо конвеєр плоскострічковий. Ширину стрічки в цьому випадку визначаємо по формулі:

Кут природного ухилу пшениці в русі - (φ) визначаємо з виразу (3):

Приймаємо φ = 15°.

Тоді

м.

За таблицею 3 приймаємо В = 400 мм, тип стрічки четвертий з номінальною міцністю тягових прокладок 100 Н/мм, число прокладок z = 2.

При транспортуванні штучних вантажів ширину стрічки визначають по формулі

м, (2.4)

де b – ширина вантажу, м.

Якщо, потрібно транспортувати коренебульбоплоди або початки кукурудзи, ширину стрічки визначають виходячи з виразу (2.5).

B = (2,5…4,0) a (2.5)

де а – максимальний розмір шматка вантажу.

Отримане розрахункове значення ширини стрічки округляють до найближчого стандартного значення. Як тяговий орган можна використовувати стандартні стрічки загального призначення (таблиця 5). Або плоскі приводні гумовотканинні паси (таблиця 6).

Таблиця 5. Стрічки конвеєрні гумовотканні.

Для стрічок, що використовуються в сільському господарстві, рекомендується приймати мінімальне число прокладок z.

Конвеєрні стрічки випускають п’яти типів: 1, 2Р, 2, 3, 4. В сільському господарстві рекомендується застосовувати стрічки двох типів:2 і 4.

Таблиця 6. Паси плоскі приводні гумовотканні (ГОСТ 23831-79).

3. Визначаємо довжину бортів завантажувального пристрою.

Довжина бортів лотка дорівнює шляху сковзання вантажу по стрічці. Визначимо шлях сковзання сипкого або дрібно-шматкового вантажу по стрічці при зміні швидкості вантажу від υ₀ до υ_с (де υ₀ — початкова швидкість руху вантажу, υ_с — кінцева швидкість, або швидкість стрічки). Шлях сковзання вантажу за період зміни швидкості від до υ_с буде l..

(2.6)

Для транспортування штучних вантажів завантажувальний пристрій не роблять. Не рекомендується приймати l > 2,5м.

Приймаємо, що υ₀ = 0.

Тоді

м.

4. Розраховуємо силу опору руху тягового органу

Рис. 2.1. Схема сил опору руху тягового органу

Визначимо силу опору руху сипкого або дрібношматкового вантажу, яка виникає в період завантаження стрічкового транспортера, при безперервній подачі вантажу на стрічку. Сила опору W₁, обумовлена розгоном вантажу від початкової швидкості υ₀ до швидкості υ_с, може бути визначена по формулі (2.7).

(2.7)

Н.

5. Сила опору переміщення стрічки на прямолінійній робочій ділянці транспортера W₂.

(2.8)

Визначаємо погонну масу вантажу (масу вантажу на 1 м довжини конвеєра) за формулою:

(2.9)

кг/м,

Погонну масу тягового органу q_т визначають за формулою:

(2.10)

Для визначення δ потрібно, задавшись міцністю тягових прокладок, визначити їх кількість по табл.5 або 6. Тоді

(2.11)

(2.12)

де	-	сума товщин тягових прокладок;
z	-	число прокладок;
δ1	-	товщина однієї тягової прокладки, приймають з таблиці 5, 6.

Сумарну товщину обкладок визначають за формулою

(2.13)

де δ_Р і δ_нр – товщина обкладань відповідно робочій і неробочій поверхні стрічок. Для приводних ременів вони рівні і їх значення приймають з ряду: 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0;5,0; 6,0. Для конвеєрних стрічок - з таблиці 7.

Ширина стрічки, щільність паса нам відомо, визначимо товщину паса. Задавшись міцністю тягових прокладок, визначимо їх кількість по табл.5 або 6. Тоді:

	-	загальна товщина тягових прокладок;
z	-	кількість тягових прокладок, приймаємо z = 2 (таблиця 5);
δ1	-	товщина однієї тягової прокладки, приймають з таблиці 7, δ1 = 1,9 м.

мм.

Сумарну товщину обкладок визначають за формулою (2.13)

мм,

де δ_Р і δ_нр – товщина обкладань відповідно робочої і неробочої поверхні стрічок. Для приводних пасів вони рівні і їх значення приймають з ряду: 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0;5,0; 6,0. Для конвеєрних стрічок - з таблиці 7.

δ_Р = 3,0 мм – товщина обкладання з гуми марки С робочої поверхні (див. табл. 9)

δ_нр = 1,0 мм – товщина обкладання з гуми марки С неробочої поверхні (див. табл.9)

Тоді

мм.

Отже,

кг/м.

Таблиця 7. Товщина тканинних прокладок.

Таблиця 8. Товщина тканинних прокладок (ГОСТ 23831-79).

9. Товщина зовнішніх обкладок стрічки

Тип стрічки	Вид стрічки	Товщина зовнішніх обкладань стрічки з гуми марок
А	В	С
	Загального призначення
	Загального призначення	-	-	-	-

· В чисельнику товщина в міліметрах гумового обкладання на робочій поверхні стрічки, в знаменнику - на неробочій.

Якщо стрічка спирається на плоский настил, то

де f - коефіцієнт тертя ковзання стрічки по настилу (при сталевих настилах W_s = 0,35…0,60; при дерев'яних (чисто струганих) - W_s = 0,40…0,70. Якщо стрічка спирається на роликові опори, то W_s = 0,06…0,1 (менше значення для прямих роликоопор, більше - для жолобчастих.) Діаметр, довжина роликів і кути їх нахилу залежно від ширини стрічки для стандартних конвеєрів приведена в таблиці 10; їх позначення - на рис.1)

Приймаємо, що стрічка спирається на прямі роликові опори на робочій і холостих гілках. Коефіцієнт опору приймаємо W_s = 0,08.

Тоді,

Н.

Рис. 2.2 Схеми роликових опор конвеєрної стрічки

Рис. 2.3 Опорний ролик

Таблиця 10. Параметри роликів стандартних конвеєрів.

Конструктивні розміри роликів приведені в таблиці 11, позначені на рис.2.2. Відстань між роликами під робочою гілкою прогумованої стрічки приймають l_p = 0,8…1,2 м, під холостою гілкою – в 2 рази більше. В місцях завантаження відстань між роликами l_p3 = 0,5 l_p.

При транспортуванні штучних вантажів відстань між опорами повинна бути такою, щоб цей вантаж весь час знаходився не менше, ніж на 2 роликах, тобто

l_p = (0,4…0,45) l_вн.

де l_вн - розмір вантажу, паралельний напряму його транспортування.

11.Конструктивні розміри роликоопор

Діаметр, ,мм	Довжина ролика, L,мм	Ширина лиски, S, мм	Довжина лиски, а, мм
									-
					-	-	-	-	-

Позначення ролика:

Ролика Г-133×380-16×14 ГОСТ 22646-77

Відстань між роликами на прямолінійній робочій ділянці приймаємо рівним 0,8м, на холостій гілці - 1,5 м, в зоні завантаження - 0,36 м, діаметр ролика D_p = = 108 мм. Відповідно до таблиці 10 і 11 приймаємо гладкий ролик.

Ролик Г - 108ГОСТ 22646-77

6. Сила опору переміщення стрічки на неробочій ділянці W₃.

(2.14)

Якщо стрічка на цій ділянці вільно провисає, то W_S = 0.

Стрічка спирається на ролики, відстань між якими дорівнює 1,5 м.

Тоді

Н.

7. Сила опору при розвантаженні W₄ залежить від способу розвантаження. При розвантаженні за допомогою щитків приблизно W₄ можна визначити по такій формулі.

(2.15)

Оскільки розвантаження вільне через верхній барабан, то W₄ = 0.

8. Рушійна сила Р_О попередньо визначається за сумою всіх сил опору руху з урахуванням втрат на всіх барабанах, крім приводного:

н, (2.16)

де коефіцієнт, який враховує втрати на всіх барабанах (крім приводного); сюди входять втрати на перегинання стрічки (жорсткість) і опір тертя у підшипниках при обертанні барабана: для одного барабана з кутом обхвату ≥ 180°, с' ₁ = 1,1 ÷ 1,05; для одного барабана з кутом обхвату ≤ 90°, с' ₂ = 1,05 ÷ 1,02;

9. У стрічкових транспортерах треба забезпечити (за рахунок натягу) достатнє зчеплення стрічки з приводним барабаном. Для визначення натягу S₁, в набігаючий на приводний барабан вітці (переріз 1) використаємо теорію передачі руху і сили за допомогою гнучкої нитки:

н, (2.17)

Н,

Натяг у всіх характерних перерізах стрічки визначають методом обходу контура стрічки проти її руху. Натяги S₂ та S₃ визначають так:

Н. (2.18)

Н. (2.19)

Натяги S₄, S₅, S₆, S₇ та S_зб визначають аналогічно:

Н, (2.20)

Н, (2.21)

Н, (2.22)

Н. (2.23)

Н,

S₄ = 836,27 - 75,26 - 337,44 = 423,57 Н.

Натяги S₃ та S₂ визначають аналогічно:

Н,

Н.

Рис. 2.4 Схема сил руху гілок транспортера

10. Величина рушійної сили Р₀ (колової сили на приводному барабані) повинна бути уточнена за такою формулою

(2.24)

Уточнюємо значення рушійної сили Р₀ (колової сили на приводному барабані).

Р₀ = 836,27 - 441,39 = 394,88 Н.

Після визначення рушійної сили перевіряють можливість передавання її за рахунок зчеплення стрічки з приводним барабаном за виразом (2.25):

(2.25)

Умова виконується.

У тому випадку, коли холоста вітка стрічки провисає, визначення натягів у характерних перерізах стрічки роблять методом обходу контура стрічки за її рухом. Спочатку визначають натяги у перерізах 2 та 3, а потім визначають натяг у перерізі 4

н. (2.26)

Потім визначають натяг у перерізі 1.

н. (2.27)

Таблиця 12. Коефіцієнт тертя (зчеплення) стрічки з приводним барабаном

11. Виконують перевірочний розрахунок стрічки на міцність по максимальному натягу:

(2.28)

Допустиме навантаження, k_p визначають для конвеєрних стрічок по таблиці 13, для приводних пасів обирають з таблиці 14.

де S₁ = 836,27 Н, В = 400мм, z = 2.

Тоді

Н/мм.

З таблиці 13 знаходимо, що K_p = 12 Н/мм, а отже, міцність стрічки достатня.

12. Обираємо типи барабанів (литий чавунний або зварний сталевий) і визначають їх розміри.

Для стандартних транспортерів з прогумованою стрічкою діаметр приводного барабана натяжного Для пересувних відповідно: Розрахункове значення діаметра барабана округляють до найближчого стандартного по Госту 22645-77 (160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 2000, 3000 мм).

Таблиця 13. Навантаження, що допускається, для конвеєрних стрічок.

Таблиця 14. Допустиме навантаження для привідних пасів.

Часто діаметр приводного і натяжного барабанів роблять однаковим. Довжину барабана приймають на 30...50 мм більше ширини стрічки. Кріплення приводного барабана на провідному валу звичайно здійснюють з допомогою шпонок. Натяжний барабан можна виконати тим, що обертаються на нерухомій осі або що обертається разом з віссю. Натягнення стрічки здійснюється звичайно переміщенням в направляючих осі або постійно за допомогою вантажу, пружини і т.д.

Приймаємо барабан литий з чавуну. Діаметр приводного і натяжного барабанів однакові і рівні.

Приймаємо відповідно до Госту 22645-77 Довжина барабана:

м.

Кріплення приводного барабана на валу здійснюємо за допомогою шпонкових з'єднань. Натяжний барабан через підшипники кочення спирається на вісь, що не обертається. Натяг стрічки здійснюємо за рахунок переміщення натяжного барабана за допомогою гвинтового з'єднання.

13. Для того щоб перебороти всі опори руху тягового органу (з урахуванням опорів, що виникають на приводному барабані і у його підшипниках), до вала приводного барабана треба підвести потужність N т

вт, (2.29)

Вт,

14. Потужність, що відбирається від вала двигуна, визначається за такою формулою:

квт, (2.30)

кВт,

За цією потужністю вибирають двигун за каталогом заводів-виготовлювачів, креслять його ескіз і виписують його характеристику.

Приймаємо електродвигун сільськогосподарського призначення 4А 100 4СУ І, який має наступні параметри:

виконання М100.

15. Передавальне число трансмісії визначають так:

(2.31)

(2.32)

де D_б — діаметр приводного барабана, м.

де ω_ном = 145 рад/с.

Тоді

16. Розробляють схему приводу транспортера; вибирають з каталогу редуктор, муфти та інші стандартні вузли. Якщо не можливо підібрати стандартний редуктор з необхідним передавальним числом, застосовують додаткову передачу гнучким зв'язком (ланцюгову або пасову).

Основні параметри редуктора: a_ω = 100 мм, Т_ном = 250Н·м – номінальний крутний момент на тихохідному валу; номінальне радіальне навантаження на швидкохідному валу і на тихохідному валу; маса 27 кг. Ескіз редуктора представлений на рис. 5. Таким чином, вимагається застосувати гнучкий зв'язок: або ланцюгову передачу між тихохідним валом редуктора і ведучим валом барабана або пасову передачу між валом електродвигуна і швидкохідним валом редуктора. Приймаємо клинопасову передачу.

Рис.2.5 Схема редуктора ЦУ-100

17. Викреслюють кінематичну схему привода. Передачу гнучким зв'язком необхідно розраховувати. Редуктор підбирають по передавальному числу, кутовій швидкості вихідного або вхідного вала та крутному моменту, на вихідному валу або по іншому поєднанню параметрів. Муфти підбирають по передаваному крутному моменту і діаметрам з'єднаних валів. Останніми роками знаходять широке застосування мотор-редуктори, що дозволяють більш раціонально виконувати привід багатьох механізмів, у тому числі і стрічкових конвеєрів. Вибирають їх аналогічно редукторам.

18. Підбираємо муфту для з'єднання тихохідного валу редуктора з валом приводного барабана. Кінець вихідного валу редуктора конічний типу І, виконання І по ГОСТ 12081-72 з d = 35 мм. Номінальний крутний момент:

Приймаємо жорстку ланцюгову однорядну муфту, здатною компенсувати відхилення у взаємному розташуванні валів. Позначення муфти: муфта ланцюгова 125-35-2,1 ГОСТ 20742-75.

19. Креслять компонувальний ескіз приводного барабана з підшипниковими вузлами.

Рис. 2.6 Кінематична схема приводу транспортера

1-електродвигун, 2 - ведучий шків, 3 - клинові паси, 4 - ведений шків, 5- редуктор ЦУ - 100, 6- ланцюгова муфта, 7 - приводний барабан, 8 - стрічка прогумована.

20. Креслять компонувальний ескіз натяжного барабана з підшипниковими вузлами, підбирають підшипники.

Рис. 2.7 Схеми натяжного барабана L₁ і L₂ обираємо з конструктивних міркувань

21. Визначають рушійну силу зворотного ходу конвеєра.

Цей випадок може мати місце при відключенні двигуна або порушенні силового зв'язку в схеми приводу (розрив паса, ланцюга, руйнування деталей трансмісії і т.д.). Рушійна сила зворотного ходу рівна

де c₂ = 1,21…1,69 – коефіцієнт, що враховує втрати енергії на перегин стрічки на барабанах і в опорах підшипників барабанів.

Якщо значення F_ox виявиться більше нуля, потрібно ставити зупинник.

Оскільки F_ox < 0, зупинник ставити не потрібно.

22. Вибирають тип зупинника, креслять його ескіз і роблять розрахунок.

Якщо холоста гілка стрічки провисає, то:

а) при визначенні W₃ в пункті 6 потрібно W_S прирівняти до нуля;

б) натягнення в перетинах 2 і 3 стрічки визначають по формулах:

де f - стріла провисання холостої гілки. В розрахунках приймають 0,02 L ≤ f ≤0,04 L.

Поиск по сайту: