АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

III. Расчет параметров конвейерного транспорта

Читайте также:
  1. I. Расчет параметров железнодорожного транспорта
  2. I.2. Определение расчетной длины и расчетной нагрузки на колонну
  3. II раздел. Расчет эффективности производственно-финансовой деятельности
  4. II. Расчет параметров автомобильного транспорта.
  5. А президент Мубарак уперся. И уходить не захотел. Хотя расчет США был на обычную реакцию свергаемого главы государства. Восьмидесятидвухлетний старик оказался упрямым.
  6. А. Аналитический способ расчета.
  7. Алгоритм проверки адекватности множественной регрессионной модели (сущность этапов проверки, расчетные формулы, формулировка вывода).
  8. Алгоритм проверки значимости регрессоров во множественной регрессионной модели: выдвигаемая статистическая гипотеза, процедура ее проверки, формулы для расчета статистики.
  9. АУДИТ ОПЕРАЦИЙ ПО РАСЧЕТНЫМ СЧЕТАМ
  10. Аэродинамический расчет воздуховодов. Этапы расчета.
  11. Б. Тепловые расчеты.

Принимаем в качестве примера отвальный ленточный конвейер.

Исходные данные: заданная производительность VЗ=760 м3/ч; плотность насыпного груза γ=1,5 т/м3; максимальный размер куска amax =150 мм; угол естественного откоса груза в движении φР=15º; длина наклонного и горизонтального участков lH=80 м, lГ=120 м; угол наклона участка lH, β=7º. Схема отвального ленточного конвейера на рис. 3.1.а.

Расчетная часовая производительность конвейера (по пропускной способности) определится как

V=VЗ ∙КИ=760∙1,25=950 м3/ч (3.1)

где КИ – коэффициент использования конвейера. В ориентировочных расчетах принимается КИ=1,0 – 1,5. При более точных исходных данных находится по (3.2).

, (3.2)

где КН – коэффициент неравномерности загрузки конвейера (КН=1,0 – 1,25); КВ – коэффициент использования конвейера во времени (КВ=0,8 – 1,0). Принимаем КИ=1,25.

Для конвейеров, работающих на открытых горных работах, скорости движения ленты указаны в таблице 3.1.[1].

Таблица 3.1

Рекомендуемые скорости движения ленты

Производительность (объемная) конвейера, м3 Скорость движения ленты (м/с) при транспортировании грузов
Рыхлых и полускальных Скальных
400 – 800 1,6; 2; 2,5 1,6; 2
1000 – 2500 2,5; 3,15 2; 2,5
2500 – 5000 3,15; 4,5 2,5; 3,15
5000 – 8000 4,5; 5,3 3,15
8000 – 12000 5,3; 6,3 3,15; 4,5
12000 и более 6,3 4,5

 

Принимая для грузовой ветви ленты желобчатую трехроликовую опору с углом наклона боковых роликов 30º и скоростью движения ленты υл=2,5 м/с, определяем ширину ленты:

=0,94 м, (3.3)

где С – коэффициент пропорциональности, учитывающий геометрические параметры роликоопорной грузовой ветви и характеристику транспортируемого груза (принимается из табл. 3.2); Кβ – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера (табл. 3.3)

 

 

Таблица 3.2

Значения коэффициента С

Показатели Тип роликоопоры
Двухро- ликовая Трехроликовая Четырех- роликовая Пятироли- ковая
Угол наклона роликов β/, град.       β/1=18º β/2=54º β/1=18º β/2=54º
Угол естест- венного откоса груза в движе- нии φР, град.     15 – 20     15 – 20     15 – 20     15 – 20     15 – 20
Коэффициент С 470 – 550 585 – 625 585 – 655 650 – 715 600 – 675

Таблица 3.3



Значение коэффициента Кβ

Угол наклона кон- вейера, β, град.        
Коэффициент Кβ 0,98 0,95 0,93 0,9

 

Полученную ширину ленты проверяем по крупности транспортируемых кусков.

Bmin=2amax+0,2=2∙0,15+0,2=0,5 м (3.4)

Большее значение, полученное в (3.3) и (3.4), округляется до ближайщего большего значения из стандартного ряда: 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000; 2500; 3000 мм. Принимаем В=1000 мм.

Погонная нагрузка транспортируемого груза

=158,3 кг/м (3.5)

Погонная нагрузка ленты, пока не выбран ее тип, может быть определена по формуле

qл ≈(15 – 35)∙В=15∙1=15 кг/м (3.6)

Поскольку общая длина конвейера в практическом примере невелика, принимаем резинотканевую ленту с qл=15 кг/м.

Погонная масса вращающихся частей роликоопор

=41,7 кг/м; (3.7)

=5,8 кг/м;

где G|p и G||p – массы вращающихся частей роликоопор грузовой и порожней ветвей; l|p и l||p – расстояния между роликоопорами грузовой и порожней ветвей.

В таблице 3.4 приведены массы вращающихся частей роликоопор [1].

Таблица 3.4

Массы вращающихся частей роликоопор

Ширина ленты, мм Желобчатые роликоопоры грузовой ветви Одно-двухроликовые опо- ры порожней ветви
В нормальном ис-полнении (γ=1 – 1,3 т/м3) В тяжелом исполне-нии (γ>1,3 т/м3)
Диаметр ролика, мм Масса G|p, кг Диаметр ролика, мм Масса G|p, кг Диаметр ролика, мм Масса G||p, кг
127/
127/
159/
–/159 53,6
–/159
–/159 85,9

 

Расстояние между роликоопорами грузовой (l|p) ветви приведены в табли-це 3.5. Расстояние между роликоопорами порожней ветви l||p=(2 – 3)∙ l|p

Таблица 3.5

Расстояние между роликоопорами грузовой ветви (l|p), м

Насыпная плот-ность груза γ, т/м3 Ширина ленты, В, мм  
1000 – 1200 1400 – 1600 1800 – 2000
1,0
1,0 – 2,0
>2,0

Для выбора типа и определения мощности привода проведем тяговый расчет конвейера методом обхода его по контуру с определением натяжения ленты в характерных точках. На рис. 3.1 приведена схема ленточного конвейера, трасса которого разбита на характерные точки:

 

Рис. 3.1. Схема отвального ленточного конвейера и диаграмма натяжения ленты.

Распределенные по длине сопротивления определяются:

- для грузовой ветви

, Н; (3.7)

- для порожней ветви

, Н; (3.8)

где qГ,qл,q|p,q||p – соответственно погонные массы груза, ленты, вращающихся частей роликоопор грузовой и порожней ветвей, кг/м; l – длина участка конвейера, на котором определяется сила сопротивления движению, м; ω|, ω||– коэффициенты сопротивления движению ленты соответственно на грузовой и порожней ветвях (табл. 3.6); β – угол наклона участка трассы, град. Знак плюс принимается при движении ленты вверх под уклон, знак – при движении вниз под уклон.

Коэффициенты сопротивления движению ленты принимаются: для грузовой ветвей – ω|=0,025 – 0,045, для порожней ветви – ω||=0,03 – 0,05. При этом меньшее значение – для стационарных конвейеров, большее значение – для передвижных. Для рассматриваемого примера принимаем ω|=0,03; ω||=0,035.

Обход контура (рис. 3.1) начинается с точки сбегания ленты с приводного барабана. Обозначим натяжение ленты в этой точке S1, которое неизвестно.

Натяжение ленты в точке 2 определится как

S2б∙ S1=1,03∙ S1 ,(3.9)

где кбкоэффициент, учитывающий изменение натяжения ленты при обходе барабана (при угле обхвата α<90º, кб=1,01 – 1,02; α=90º, кб=1,02 – 1,03; α=180º, кб=1,03 – 1,04).

Натяжение ленты в точке 3

S3= S2+W2-3=1,03∙ S1+857 Н (3.10)

Сила сопротивления движению ленты на горизонтальном участке 2 – 3 порожней ветви определится из выражения

W2-3=(qл+q||p)∙l2-3∙ω||∙g=(15+5,8)∙120∙0,035∙9,81=857 H (3.11)

Натяжение ленты в точке 4

S4= S3+W3-4/б∙S3=1,03∙ S3=1,07∙ S1+891 Н (3.12)

где к/б – коэффициент, учитывающий увеличение натяжения ленты при огибании батареи роликоопор к/б=1,04.

Натяжение ленты в точке 5

S5= S4+W4-5=1,07∙ S1+891-868=1,07∙ S1+23 Н (3.13)

Сила сопротивления движению ленты на наклонном участке 4 – 5 порожней ветви определится как

W4-5=[(qл∙cosβ+q||p)∙ω||- qл∙sinβ]∙l4-5∙g= (3.14)

=[(15∙0,993+5,8)∙0,035-15∙0,122]∙80∙9.81=-868 Н

Натяжение ленты в точке 6

S6б∙S5=1,04∙(1,07∙ S1+23)=1,11∙S1+24 Н (3.15)

Натяжение ленты в точке 7

S7= S6+WЗАГ=1,11∙S1+24+3215=1,11∙S1+3239 Н (3.16)

Сила сопротивления движению ленты в месте загрузки определится [5]:

=3215 Н, (3.17)

где υо – продольная скорость поступления груза на ленту (в ориентировочных расчетах можно принимать υо=1,0 м/с); f1 – коэффициент трения груза о борт загрузочного устройства (f1=0,3 – 0,5); hб – высота бортов (hб=0,4 – 0,5); Lб – длина бортов загрузочного устройства (Lб=1,25 – 2 м).

Натяжение ленты в точке 8

S8=S7+W7-8=1,11∙S1+3239+21626=1,11∙S1+24865 H (3.18)

Сила сопротивления движению ленты на наклонном участке 7 – 8 грузовой ветви

W7-8={[(qГ+qл)∙cosβ+q|p]∙ω|+(qГ+qл)∙sinβ}∙l7-8∙g={[(158,3+15)∙0,993+41,7]∙0,03 +(158,3+15)∙0,122}∙80∙9,81=21626 H (3.19)

Натяжение ленты в точке 9

S9б∙S8=1,04∙(1,11∙S1+24865)=1,15∙S1+25860 H (3.20)

Натяжение ленты в точке 10

S10=S9+W9-10=1,15∙S1+25860+7593=1,15∙S1+33453 H (3.21)

Сопротивления движению ленты на горизонтальном участке 9 – 10 грузовой ветви определится из выражения

W9-10=(qГ+qл+q|p)∙l9-10∙ω|∙g=(158,3+15+41,7)∙120∙0,03∙9,81=7593 Н (3.22)

Натяжение ленты в точке 11

S11=S10+WРАЗГ=1,15∙S1+33453+3106=1,15∙S1+36559 Н (3.23)

Сопротивление от подъема груза на разгрузочной тележке

WРАЗГ=qГ∙h∙g=158,3∙2∙9,81=3106 Н, (3.24)

где h – высота подъема груза на разгрузочной тележке (в ориентировочных расчетах можно принимать h=1,75 – 2,5 м).

Натяжение ленты в точке 12

S12= к/б∙S11=1,04∙(1,15∙S1+36559)=1,2∙S1+38021 H (3.25)

Натяжение ленты в точке 13

S13= к/б∙S12=1,04∙(1,2∙S1+38021)=1,25∙S1+39542 H (3.26)

Натяжение ленты в точке набегания на приводной барабан Sнб=S13

Для определения неизвестной величины S1 применяется формула Эйлера, связывающая натяжение набегающей (S13) и сбегающей (S1) с приводного барабана ветвей ленты

, (3.27)

где еμα – тяговый фактор привода, принимаемый по таблице 3.6; μ – коэф-фициент сцепления ленты с барабаном; α – угол обхвата барабана лентой; кt – коэффициент запаса по сцеплению (кt=1,2 – 2,0)

Таблица 3.6

Тяговый фактор привода

Материал барабана Влажность атмосферы Коэффициент сцепления μ Тяговый фактор еμα
Угол обхвата барабана лентой
  Стальной Очень влажная 0,1 1,36 1,52 1,87 2,32
Влажная 0,2 1,87 2,31 3,51 5,34
Сухая 0,3 2,56 3,51 6,58 12,35
С резино-вой футе-ровкой Очень влажная 0,15 1,6 1,87 2,57 3,51
Влажная 0,25 2,18 2,83 4,81 8,17
Сухая 0,4 3,51 5,34 12,35 28,56

 

Для рассматриваемого примера принимаем еμα=4,81, кt=1,5.

Решая систему уравнений (3.26) и (3.27) определяем значение S1

{ (3.28)

S1=20175 H

Если при определении S1 окажется, что S1<0, это означает, что конвейер работает в генераторном режим и S1 нужно определять из системы уравнений аналогичной (3.28), но формула Эйлера будет иметь такой вид

(3.29)

Далее, подставляя полученное значение S1=20175 Н в формулы тягового расчета, получим натяжение ленты в характерных точках контура:

S2=1,03∙ S1=1,03∙20175=20780 Н,

S3=1,03∙ S1+857=21637 H,

S4=1,07∙ S1+891=22478 H,

S5=1,07∙ S1+23=21610 H,

S6=1,11∙ S1+24=22418 H,

S7=1,11∙ S1+3239=25633 H,

S8=1,15∙ S1+24865=47259 H,

S9=1,15∙ S1+25860=49061 H,

S10=1,15∙ S1+33453=56654 H,

S11=1,15∙ S1+36559=59760 H,

S12=1,2∙ S1+38021=62231 H,

S13=1,25∙ S1+39542=64761 H,

Минимальное натяжение ленты на грузовой ветви проверяется по допус-тимому провесу (Smin) с позиции сохранения её желобчатой формы

Smin=(8 – 10)(qГ+qл)∙l|p∙g=9(158,3+15)∙1,2∙9,81 (3.30)

=18361<S6=22418 H.

То есть минимальное значение натяжения ленты на грузовой ветви (т.6 на контуре) больше значения Smin (3.30), что удовлетворяет сохранению ленты желобчатой формы. Если минимальное значение натяжения ленты на грузовой ветви, полученное в тяговых расчетах, окажется меньше Smin, то в этой точке принимается Smin, определенное по (3.30), и тяговый расчет повторяется исходя из вновь полученного натяжения ленты.

В соответствии с результатами тягового расчета строится график натяжений в характерных точках.

Поскольку общая длина конвейера относительно невелика, применяем тканевую многопрокладочную ленту, количество прокладок которой определяется по выражению

=2,9, (3.31)

где n| – запас прочности ленты, принимаемый для бельтинговых лент – 10, для синтетических лент – 9; KP – предел прочности на разрыв 1 мм ширины прокладки (табл. 3.7); В – ширина ленты, мм.

Таблица 3.7

Разрывная прочность некоторых резинотканевых лент (KP)

Тип ткани рабочих прокладок ленты ТК – 100 ТА – 100 ТЛК – 200 ТК – 300 ТК – 400 ТЛК – 400
Разрывная проч-ность, KP, Н/мм    

Принимая ленту ТЛК – 200, получим количество прокладок в ленте i=3

Имея количество прокладок определим уточненную погонную массу ленты

qл=B(δ|∙i+δBH)∙γл= (3.32)

=1(0,0016∙3+0,006+0,0035)∙1000=14,3 кг/м3

где δ|BH – соответственно толщина рабочей прокладки, верхней (рабочей) и нижней (нерабочей) обкладок (принимаем δ|=0,0016 м, δB=0,006 м, δH=0,0035 м); γл – плотность ленты, кг/м3 (для синтетических лент γл=1000 кг/м3).

Полученное уточненное значение qл от ориентировочного значения, полученного в (3.6), отличается на 0,7 кг/м, что составляет 0,32% от общей погонной нагрузки на грузовой ветви и, следовательно, выполненный ранее тяговый расчет.

При большой длине и производительности конвейера целесообразно применять резинотканевую ленту, погонную массу которой можно определить из выражения [1]

qл=mл∙В, кг/м (3.33)

где mл – масса 1 м2 резинотросовой ленты, кг/м2 (табл. 3.8); В – ширина ленты, м.

Таблица 3.8

Характеристики резинотросовых лент

Лента Разрывное усилие на 1 мм ширины ленты, Н/мм Ширина ленты, В, мм Масса 1 м2 ленты, кг
РТЛ 500 РТЛ 1000 РТЛ 1500 РТЛ 2500 РТЛ 3150 РТЛ 4000 РТЛ 5000 РТЛ 6000 800 – 1000 800 – 1200 1000 – 2000 1200 – 2400 1200 – 2400 1200 – 2400 1200 – 2400 20,5

 

Наименьший диаметр приводного барабана

Dп.б=k∙i=160∙3=480 мм, (3.34)

где k – коэффициент, зависящий от типа лент (табл. 3.9).

 

 

Таблица 3.9

Значение коэффициента k

Тип ткани рабо-чих прокладок ленты ТК – 100 ТА – 100 ТЛК – 200 ТК – 300 ТК – 400 ТЛК – 400
Коэффициент k

 

Принимаем Dп.б=500 мм.

Тяговое усилие

W0=Sнб-Sсб=64761-20175=44586 Н (3.35)

Необходимая мощность привода

=164 кВт, (3.36)

где кЗ – коэффициент запаса мощности (кЗ=1,2 – 1,3); η – КПД механической передачи привода (η=0,8 – 0,85).

Общая необходимая мощность двигателей двухбарабанного привода N распределяется между барабанами в соответствии с принятым коэффициентом соотношения мощностей

,

, (3.37)

,

где – коэффициент соотношения мощностей электродвигателей на первом и втором барабанах. Принимаем коэффициент кФ=1 – 3.

Для унификации оборудования принимаем кФ=2. Подставляя данное знач-ение в (3.37), получим N1=109 кВт; N2=55 кВт. На первом барабане устанав-ливаем два одинаковых приводных механизма и два электродвигателя, на втором – один приводной механизм и двигатель. По таблице 9. Приложения 1 выбираем для каждого из трех приводов электродвигатель типа 4А250М6УЗ с номинальной мощностью 55 кВт, при частоте вращения n=985 мин-1. Момент инерции ротора Ip=1,25 кг∙м2. Кратность максимального момента ψmax=2,0.

Проведем расчет приводного механизма, который будет аналогичен для трех приводов.

Частота вращения вала приводного барабана

=95,5 мин-1 (3.38)

Требуемое передаточное число привода

=10,3 (3.39)

Расчетную мощность на быстроходном валу редуктора для машины непре-рывного действия принимаем равной наибольшей статистической мощности. В нашем случае Np=N=55 кВт.

Из таблицы 10. Приложения 1 выбираем редуктор типоразмера Ц2 – 350 с передаточным числом np=9,8, имеющего при частоте вращения быстроходно-го вала 1000 мин-1 мощность 61,2 кВт.

Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором опре-деляется номинальный крутящий момент двигателя

=533 Н∙м (3.40)

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя принимаем расчетный момент муфты

=1066 Н∙м (3.41)

Уточняем скорость движения ленты

=2,63 м/с (3.42)

То есть отличие от принятой скорости ~5%, что допустимо.

Фактическая производительность конвейера

VФ=С∙υФ∙кβ∙(0,9∙В-0,05)2= (3.43)

=585∙2,63∙1∙(0,9∙1-0,05)2=1112 м3/ч > 950 м3

Усилие натяжного устройства определится как

SH=S5+S6=21610+22418=44028 H (3.44)

Диаметры концевых и натяжных барабанов

DK=DH=0,8∙Dп.б=0,8∙0,5=0,4 м (3.45)

 

 


 

Список использованной литературы:

1. Расчет карьерного транспорта. Ю.А. Яхонтов.Методические указания к выполнению курсовых и дипломных проектов по дисциплине «Транспортные машины». Часть 2. Открытые горные работы. Москвы 2011.


1 | 2 | 3 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.038 сек.)