Расчет ленточного конвейера для транспортировки щепы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова

 

Факультет механической технологии древесины

 

Кафедра механики

 

 

 

 

Контрольная работа №1

По дисциплине: «Внутризаводской транспорт»

На тему: «Расчет ленточного конвейера для транспортировки щепы»

Вариант №3

 

 

 

 

 

 

Выполнил(а): студент МТД, 3 курс, 1 учебная группа, Никульшин С.С.

 

Проверил(а):  профессор кафедры механики, Грубэ Н.А.

 

 

 

Санкт-Петербург

2014 
Схема ленточного конвейера для транспортировки щепы

 

 

Основные элементы и узлы конвейера: 1 – тяговый и грузонесущий элемент – лента, 2 – опорные устройства в виде роликов (роликоопоры), 3 – загрузочное устройство, 4 – натяжное устройство, 5 – разгрузочное устройство, 6 – привод, 7 – опорная металлоконструкция (рама конвейера). На разрезе представлены роликоопоры для прорезиненной ленты: верхняя трёхроликовая и нижняя однороликовая

 

Исходные данные для расчета

Массовая производительность конвейера,

Скорость ленты,

Насыпная плотность щепы,

Угол естественного откоса щепы в движении,

Угол наклона боковых роликов к горизонту,

Длина первого участка,

Длина второго участка,

 

 Найдем расчетное значение ширины ленты для транспортирования щепы по формуле:

, где

 – коэффициент  площади поперечного сечения  груза на ленте, 550

 – коэффициент, характеризующий уменьшение сечения  груза при наличии наклонного  участка в трассе транспортирование, 0,95

 

Полученное значение расчетной ширины ленты согласовываем с нормализованным рядом ширин по ГОСТ 22644-77 для прорезиненных лент и назначаем рекомендуемое число прокладок из ткани БЛНК-55, прочностью ткани по основе ширины одной прокладки.

Принимаем ленту шириной с числом тканевых прокладок из бельтинга

Найдем расчетное значение диаметра ведущего приводного барабана по формуле:

 

Полученное значение согласовываем с рядом, приведенным в табл. 1.4 методических указаний и принимаем значение диаметра приводного барабана .

Расстояние между роликоопорами на гружёной ветви конвейера при транспортировании насыпных грузов небольшой плотности принимаем согласно рекомендациям равным , на холостой ветви – .

Определим значения линейных сил тяжести от масс транспортируемого груза , тягового органа , вращающихся частей роликоопор на гружёной и холостой (порожней) ветвях конвейера.

Определим линейную силу тяжести от массы транспортируемой щепы по формуле:

 

Согласно табл. 1.5 методических указаний, в зависимости от принятой ширины ленты , определим значения:

 

 

 

Найдем суммарную линейную силу тяжести на рабочей ветви конвейера по формуле:

 

С целью проведения тягового расчёта конвейера первоначально составим расчётную схему с простановкой характерных точек при обходе конвейера по замкнутому контуру:

 

 

Натяжение ленты в точке её схода с ведущего барабана на первом этапе выполнения расчётов будем считать неизвестным.

Определим значения натяжений в характерных точках трассы транспортирования, отмеченных на схеме с предварительным определением сопротивлений перемещению при прохождении рассматриваемых участков.

Найдем сопротивление при перемещении ленты порожнего участка 1-2 по формуле:

, где

 – длина участка 1-2, м

 и  – обобщенные коэффициенты при движении по поддерживающим роликам

 

 

 

Примем:

установку роликов на подшипниках качения, тогда

коэффициент трения качения прорезиненной ленты по стальным роликоопорам, согласно реккомендациям

диаметр ролика в соответствии с рекомендациями по назначению роликов

диаметр оси ролика на основании рекомендации и установки роликов на подшипники качения

Тогда значения обобщенных коэффициентов сопротивления при движении по поддерживающим роликам составят:

 

 

Найдем значение сопротивления передвижению ленты на участке 1-2:

 

Найдем натяжение ленты в точке набегания на направляющий блок по формуле:

 

Угол охвата лентой направляющего блока незначительный. Примем значение сопротивления на участке 2-3 равным от натяжения в точке 2.

Тогда натяжение в точке 3 составит:

 

Определим сопротивление передвижению при прохождении порожней ветвью наклонного участка 3-4 по формуле:

, где

 – проекция участка  на горизонтальную плоскость

 

 – высота наклонного участка, проекция на ось ординат

 

 – длина наклонного  участка

 

 

Натяжение ленты на натяжном барабане (точка 4):

 

Сопротивление при огибании натяжного барабана лентой с углом охвата примем равным от натяжения в точке набегания .

Тогда натяжение в точке 5 составит:

 

Сопротивление передвижению на участке 5-6 определим по формуле:

 

Натяжение ленты в точке набегания на направляющий блок 6:

 

Сопротивления на направляющем блоке гружёной ветви, аналогично рассматриваемому случаю на холостой ветви примем равным от натяжения в точке набегания .

Тогда натяжение в точке 7 составит:

 

Сопротивление при прохождении гружёной лентой горизонтального участка 7-8 определяем по зависимости:

 

Натяжение ленты в точке 8 определяет величину максимального натяжения ленты:

 

Для определения неизвестного натяжения ленты в точке 1 воспользуемся следующими выражениями:

• уравнением Эйлера, характеризующим связь натяжений в набегающей и сбегающей ветвях приводного барабана:

 

в нашем случае уравнение примет вид:

 

Значения приведены в табл. П.2 методических указаний в зависимости от принятых условий работы конвейера (для угла охвата и коэффициента трения   )

• уравнением, полученным в результате выполнения тягового расчёта конвейера:

 

Отсюда получаем выражение для определения искомого неизвестного натяжения ленты в точке 1:

 

Найденное значение при подстановке его в ранее приведенные формулы позволяет определить величину натяжений во всех характерных точках конвейера. Для наглядности занесём найденные значения натяжений в характерных точках конвейера в таблицу:

Номер точки,	1	2	3	4	5	6	7	8
Расчетное значение натяжения, , Н	1435,74	1524,90	1555,39	1202,33	1261,01	2424,65	2471,14	2684,84

 

Проверим пригодность выбранной ленты по критерию прочности. Значение допустимого коэффициента запаса прочности для прорезиненных лент с хлопчатобумажными прокладками составляет .

Определим значение коэффициента запаса прочности :

 

Минимальное натяжение ленты на холостой ветви конвейера оказалось в точке 4: ; на гружёной рабочей ветви – в точке 5: .

Учитывая эти минимальные натяжения, определим стрелу провеса ленты между поддерживающими роликами и сравним полученные значения с допускаемыми величинами .

Допускаемая величина стрелы провеса ленты между поддерживаемыми роликами:

, где

 – расстояние между  поддерживающими роликами соответственно  на холостой  и рабочей ветвях конвейера, принятые нами ранее.

Определим значение стрелы провеса по формуле:

• для холостой ветви:

 

• для рабочей ветви:

 

В обоих расчётах условие соблюдается.

Определим значение сопротивления на последнем участке тягового расчёта конвейера при обходе его по замкнутому контуру – участке огибания лентой приводного барабана. С этой целью воспользуемся зависимостью:

, где

 – угол охвата лентой  приводного барабана,

 – коэффициент трения  в цапфах ( для подшипников скольжения, для подшипников качения)

 – диаметр  барабана, м

 – диаметр  цапфы вала, м (рекомендуемые значения )

 – сопротивление, характеризующее жёсткость тягового  элемента: при

 при 

Для выполняемых расчётов примем:

установка приводного барабана на подшипниках качения –

отношение

для найденного ранее –

согласно приведенной расчетной схеме –

Тогда:

 

Произведём выбор основных узлов приводной станции конвейера. Первоначально определим значение требуемой мощности электродвигателя, вводимого в привод по формуле:

 

Значение дополнительных сопротивлений в узлах загрузки и разгрузки конвейера учтём, увеличив расчётное значение мощности в 1,3 раза. КПД приводной станции конвейера примем предварительно

 

По приложению методических указаний осуществим выбор асинхронного электродвигателя серии АИР (перегрузка по мощности не должна превышать 5 %).

В привод ленточного конвейера вводим электродвигатель АИР 112МА6:

;

Определим значение частоты вращения приводного барабана при принятом :

 

Значение передаточного отношения приводной станции конвейера в этом случае составит:

 

Полученное значение передаточного отношения может быть реализовано путём включения в приводную станцию одного зубчатого двухступенчатого цилиндрического редуктора серии Ц2У с максимальным значением номинального передаточного числа (приложение методических указаний).

При введении ленточного конвейера в единую технологическую линию, предполагающую согласование работы станков по скоростным режимам, погрешность в передаточном числе значений и не должна превышать , т.е.

 

При в привод следует ввести дополнительную механическую передачу или проанализировать варианты выбора электродвигателя с другим числом оборотов.

В предложенной задаче в условии задания такое включение ленточного конвейера в технологическую линию не предусматривается. Поэтому принимаем , равным ближайшему значению номинального передаточного числа редуктора, приводимого в приложении методических указаний.

 

Уточняем значение частоты вращения приводного барабана при принятом значении :

 

Уточнённое значение скорости транспортирования щепы в этом случае составит:

 

Полученное значение скорости находится в соответствии с эксплуатационными характеристиками ленточных конвейеров при транспортировке измельченного материала, т.е.

С целью выбора типоразмера редуктора первоначально определим значение вращающего момента на валу электродвигателя:

 

Вращающий момент на выходном валу редуктора:

 

Выбор редуктора осуществляем на основании выполнения условия:

, где

 – номинальное  значение вращающего момента  на выходном валу редуктора, приводимое в технических характеристиках редукторов серии Ц2У (приложение методически указаний).

В привод включаем цилиндрический двухступенчатый зубчатый редуктор Ц2У-125, .

Схема приводной станции ленточного конвейера