Ленточный конвейр

АННОТАЦИЯ

 

В данной курсовой работе разработана конструкция ленточного транспортера с постоянным натяжением ленты, определена ширина ленты, произведен тяговый расчет конвейера, определены дополнительные усилия при пуске контейнера, выбрано вспомогательное оборудование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Нормативные ссылки ………………………………………………………….

Определения ……………………………………………………………………

Сокращения  и обозначения …………….……………………………………..

Введение  ………………………………………………………………………..

1. Описание  конструкции машины ……………………………………………

2. Определение основных параметров  машины и расчет на прочность

3. Подбор  вспомогательного оборудования ......................................................

Заключение ……………………………………………………………………..

Литература ……………………………………………........................................

Приложения ..........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем  курсовом проекте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 22644-77 « Наиболее употребительный  нормальный ряд скоростей ленточного конвейера»

 

ГОСТ 44644-77 «Выбор диаметра барабана конвейера»

 

ГОСТ 22644-77 « Определение ширины ленты ленточного конвейера»

 

ГОСТ 22646-77 «Основные параметры  роликоопор»

 

ГОСТ 22645-77 «Определение наклона боковых  роликов»

 

 

ГОСТ 12.2.003-74 «Оборудование  производственное. Общие требования безопасности»

ГОСТ   12.1.003 – 83   «Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности»

ГОСТ  12.1.005 – 88  «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей  зоны

 

ГОСТ  12.1.012 – 90  «Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования» 

ГОСТ  12.1.019 – 79  «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования»

ГОСТ  12.2.003 – 91  «Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безовасности»

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНВЕЙЕР (англ. conveyer - от cofvey - перевозить) (транспортер),  транспортная установка или машина непрерывного действия. По грузонесущему  элементу конвейеры разделяются на ленточные, пластинчатые, роликовые  (рольганги), скребковые, ковшовые, винтовые (шнеки) и т. п. По принципу  действия конвейеры бывают гравитационные и приводные (тяговые и  вибрационные). Применяются для перемещения грузов, при сборке машин и т. д.

МАШИНА (франц. machine) - устройство, выполняющее механические движения с целью преобразования энергии, материалов или информации. Различают машины:  энергетические, преобразующие любой вид энергии в механическую и наоборот;  рабочие, в т. ч. технологические, преобразующие форму, свойства, положение  материала (обрабатываемого предмета), и транспортные, преобразующие  положение материала (перемещаемого предмета); информационные (шифровальные  машины, арифмометры, механические интеграторы и др.), ЭВМ, в которых  механические движения служат для выполнения лишь вспомогательных операций.  ЭВМ, строго говоря, не являются машинами; название сохранилось за ними в порядке преемственности от простых счетных машин.

ГИПС (от греч. gypsos - мел - известь), 1) минерал класса сульфатов,  CaSO4.2H2O. Бесцветные, белые, серые кристаллы, агрегаты. Твердость 1,5-2;  плотность 2,3 г/см3. Разновидности: гипсовый шпат (полупрозрачные  кристаллы); атласный шпат, или уральский селенит (параллельно-волокнистые агрегаты с шелковистым блеском), и алебастр (снежно-белый тонкозернистый  гипс). Осадочный; продукт выветривания; реже гидротермальный. Используется  в строительстве, для гипсования почв, в медицине. 2) Гипс строительный  (алебастр) - быстротвердеющее на воздухе вяжущее вещество, получаемое  обжигом (при 140-180 .С) гипса, подвергаемого помолу до или после обжига.  Применяется главным образом для внутренних отделочных работ.

БАРАБАН - 1) деталь машин и сооружений в  форме полого цилиндра, конуса или  многогранника..

ЛЕНТА КОНВЕЙРА – грузонесущий и тяговый  элемент на ленточном конвейере.

РОЛИКООПОРА – устройство для опоры ленты  на участке между концевыми барабанами. Их разделяют на верхние (для опоры  грузонесущей ветви ленты) и нижние (для опоры обратной ветви .

СТАНИНА - основная несущая часть машины, на которой монтируются рабочие  узлы и механизмы. Воспринимает усилия, действующие при работе механизмов,  и обеспечивает точное взаимное расположение частей машины.

ПОДШИПНИК - опора для цапфы вала или вращающейся  оси. Различают подшипники  качения (внутреннее и наружное кольца, между  которыми расположены тела  качения - шарики или ролики) и скольжения (напр., втулка-вкладыш,  вставленная  в корпус машины).

РЕДУКТОР (от лат. reductor - отводящий назад - приводящий обратно),1)  зубчатая (в т. ч. червячная) или гидравлическая передача, предназначенная для изменения угловых скоростей и вращающих моментов.

ТОРМОЗ - механизм или устройство для уменьшения скорости движения машины.  Может  иметь механический (в т. ч. пневматический или гидравлический) и  электрический  привод. Торможение обычно осуществляется силами трения.

РАСЧЕТ - определение усилий и перемещений  в элементах  конструкции и установление условий их прочности, жесткости, устойчивости и колебаний при статическом и других воздействиях с целью обеспечения надежности и долговечности сооружений при минимальном расходе материалов.

ПЛОТНОСТЬ (ρ) - масса единичного объема вещества. Величина, обратная  удельному объему. Отношение плотности двух веществ называют относительной  плотностью (обычно плотность веществ определяют относительно плотности  дистиллированной воды).

СКОРОСТЬ - характеристика движения точки (тела), численно равная при  равномерном  движении отношению пройденного  пути s к промежутку времени t,  т. е. = s / t.

 

 

 

 

 

 

 

 

СОКРАЩЕНИЯ  И ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

t_п.с.- работа конвейера за сутки,

t_с.- количество часов в сутках,

Q_c – плановая средняя массовая производительность конвейера,

Q_м – максимальная производительность;

Q_рм - расчетная производительность конвейера;

К_э - общий эксплуатационный коэффициент

К_в - коэффициент использования конвейера по рабочему времени,

К_г - коэффициент готовности конвейера,

К_н  - коэффициент неравномерности загрузки,

К_П – коэффициент подвижности,

К_β – коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере,

К_д – обобщенный коэффициент местных сопротивлений,

К₀ – номинальный запас прочности,

К_СТ – коэффициент прочности стыкового соединения концов ленты,

K_Т – коэффициент конфигурации трассы конвейера,

К_Р - коэффициент режима работы конвейера,

  - коэффициент увеличения  сопротивления, 

υ – скорость ленты,

ρ – плотность груза,

Х – коэффициент крупности  груза, для рядового груза,

m_р.в, m_р.н – массы вращательных частей соответственно верхней и нижней роликоопоры, кг

l_р.в, l_р.н – расстояние между роликоопорами соответственно верхней и нижней ветвях ленты, м.

- сопротивление движения  ленты на подъем,

- сопротивление движения  ленты по горизонтали,

w_в- коэффициент сопротивления верхней ветви ленты,

w_Н- коэффициент сопротивления нижней ветви ленты,

Н – высота конвейера,

* - коэффициент трения ленты о поверхность барабана,

α - угол обхвата,

- первоначальное пусковое  натяжение сбегающей ленты, создаваемое  натяжным устройство

 и  - статистическое сопротивление движению ленты соответственно на нижней и верхней ветвях конвейера, подсчитанные по пусковому коэффициенту сопротивления

_{j - ускорение ленты при пуске конвейера,}

 

к_Н - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс роликов и барабана

β – угол наклона конвейера,

 

 

Введение

 

       Ленточный конвейер —транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты.

Ленточный конвейер является наиболее распространённым типом транспортирующих машин, он служит для перемещения  насыпных или штучных грузов. Применяется на промышленных производствах, в рудниках и шахтах, в сельском хозяйстве. Груз перемещается по ленте в горизонтальной плоскости или под углом до 30° к горизонту.

Часто конвейерная лента является одной из частей транспортирующего  устройства. Например, зернопогрузчик применяющийся на механизированном току для сбора зерновой массы с площадки имеет щёточные скребки, далее зерно поднимается норией и попадает на ленточный конвейер который забрасывает зерно в кузов грузового автомобиля.

Ленточные конвейеры бывают передвижными, переносными, поворотными и стационарными. Стационарные машины применяют для  перемещения большого количества материалов на расстояние от 30 до 3000 м., а передвижные  и переносные машины – для перемещения  небольшого количества материала на расстояние от 2 до 20м. В практике применяют  последовательно расположенные  конвейеры для перемещения материала  на десятки километров. Основное назначение стационарного конвейера – перемещение  материалов в горизонтальном направлении  до 80м и в наклонном направлении  с подъемом 7м при полной длине  рамы.

      По принципу действия подъемно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия.

К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики, тягачи), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины, а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими  машинами) — конвейеры различных  типов, устройства пневматического  и гидравлического транспорта и  подобные им транспортирующие машины.

Машины периодического действия характеризуются  периодической подачей грузов, перемещением их отдельными порциями, обусловленными грузоподъемностью машины. При этом загрузка и разгрузка производятся при остановке машины и лишь иногда на ходу, во время перемещения груза.

Машины непрерывного действия характеризуются  непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или  разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины — ленте  или полотне или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотокам.

На предприятиях серийного производства операции межцехового транспортирования выполняются также самоодными тележками и тягачами различного типа, средствами местного железнодорожного (широкой и узкой колеи) и автомобильного транспорта. На предприятиях тяжелого и энергетического машиностроения с тяжелыми и крупногабаритными грузами межцеховые операции выполняются преимущественно железнодорожным транспортом.

Ленточные конвейеры являются наиболее распространенным типом транспортирующих машин непрерывного действия во всех отраслях промышленности. Из более чем полумиллиона конвейерных установок, эксплуатирующихся в нашей стране, 90% составляют ленточные конвейеры. Они используются в горнодобывающей промышленности — для транспортирования руд полезных ископаемых и угля при открытой разработке, в металлургии — для подачи земли и топлива, на предприятиях с поточным производством—для транспортирования заготовок между рабочими местами и т. д.

Обычно ленточные конвейеры  имеют тяговый элемент 7 (рис.1) в  виде бесконечной ленты, являющейся и несущим элементом конвейера, привод 13, приводящий в движение барабан 14, натяжное устройство 2 с барабаном 3, груз 1, роликовые опоры 6 на рабочей  ветви ленты и 5 на холостой ветви  ленты, отклоняющий барабан 8, загрузочное  устройство 4 и разгрузочные устройства 9 и 10, разгрузочный желоб // и устройство 12 для очистки ленты. Все элементы конвейера смонтированы на раме.

Рис.1 Схема стационарного наклонно-горизонтального конвейера.

 

По способу передачи перемещаемому  грузу движущей силы различают транспортирующие машины, действующие при помощи механического  привода (электрического, гидравлического, пневматического), самотечные (гравитационные) устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести, устройства пневматического  и гидравлического транспорта, в  которых движущей силой являются соответственно поток воздуха или  струя воды. По характеру приложения движущей силы и конструкции, транспортирующие машины разделяют на машины с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом, штангой) для передачи движущей силы и без него.

По роду перемещаемых грузов различают  машины для насыпных и для штучных  грузов, однако большинство машин  непосредственно или при некотором изменении конструкции могут транспортировать те и другие грузы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание конструкции машины

 

 

 

Рисунок 2 Схема ленточного конвейера

 

Ленточный конвейер (рис. 2) имеет станину 6, на концах которой установлены два барабана: передний 7 — приводной и задний 1 — натяжной. Вертикально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, называемыми роликоопорами, — верхними 4 и нижними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов применяют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода 11 и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.

Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, размещенных на конвейере. Транспортируемый груз перемещается на верхней(грузонесущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Возможно также транспортирование грузов одновременно на ' верхней и нижней ветвях ленты в разных направлениях.

Груз выгружается на переднем барабане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвейера при помощи разгрузочных устройств: плужковых 3 или барабанных разгружателей. Наружная поверхность ленты очищается от прилипших к ней частиц груза очистным устройством 9, установленным у переднего барабана 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет конвейера

2.1 Исходные данные

Рисунок 3 Схема ленточного транспортера

 

Задание: Разработать конструкцию ленточного транспортера с постоянным натяжением ленты.

Вариант № 4

1. Транспортируемый груз: гипс сухой крупнокусковой
2. Крупность груза :200 – 500 мм.
3. Плотность: 1,4 т/м³.
4. Влажность груза: 10 %.
5. Место установки конвейера: на открытой местности и имеет легкое укрытие от дождя и снега, температура окружающей среды для конвейера от +30⁰С (летом) до -10⁰С (зимой).
6. Место установки привода: в отапливаемом закрытом помещении от +10⁰С до +25⁰С.
7. Максимальная влажность воздуха: 50%.
8. Группа абразивности: В.
9. Количество смен в сутки: 2.
10. Количество рабочих часов в смене: 7.
11. Количество рабочих дней в году:300.
12. Плановая производительность (из задания):150 т /час.
13. Максимальная производительность по пропускной способности

загрузочного  устройства: 200 т/час.

14. Коэффициент готовности конвейера:0,96.
15. Коэффициент использования конвейера по рабочему времени: 0,85÷0,9.
16. Скорость движения ленты: 1,8 м/с.
17. Длина наклонной части ленты: 20 м.
18. Угол наклона ленты: β = 20⁰.
19. Длина горизонтальной части ленты: 40 м.

 

2.2 Определение  ширины ленты

 

Определяем режим и расчетные  группы работы конвейера.

Коэффициенты планового использования  конвейера по времени в сутки  и в год

 

                                                                          (1)

где t_п.с.- работа конвейера за сутки,ч,

t_п.с.=14 часов, (из исходных данных)

t_с.- количество часов в сутках, ч,

t_с.= 24 часа

 

По таблице ([1]см. табл. 1.1) находим, что эти значения коэффициентов соответствуют классу  В3 использования конвейера по времени.

 

Коэффициент использования по производительности рассчитаем по формуле

                                                                                (2)

где Q_c – плановая средняя массовая производительность конвейера,

Q_c =150∙14=2100  т/сутки (из исходных данных)

Q_м – максимальная производительность, т/сут

Q_м =200∙14=2800 т/сутки (из исходных данных)

Это соответствует классу П3 использования конвейера по производительности.

По таблице ([1]см. табл1.2) определяем, что конвейер будет работать в тяжелом режиме (Т)

По таблице ([1]см. табл1.6) устанавливаем, что конвейер работает в тяжелых условиях (группа Т).

Группа температурных и климатических  условий ТГ2, исполнение У ([1]см. табл1.5).

Определяем, что транспортный груз – гипс сухой крупнокусковой соответствует группе средней подвижности и высокой аброзивности.

Находим расчетную производительность конвейера для определения ширины ленты по формуле

 

                                                                                           (3)

где Т= t_nc = 14 ч;

К_э - общий эксплуатационный коэффициент

К_э=K_в К_г К_н

К_в - коэффициент использования конвейера по рабочему времени (из исходных данных),

К_в = 0,9;

К_г - коэффициент готовности конвейера (из исходных данных),

К_г = 0,96;

К_н  - коэффициент неравномерности загрузки,

К_н  = 0,92

К_э=0,9∙0,96∙0,92 = 0,79

 

 

Предполагаем, что лента должна иметь ширину в пределах 650-800 мм; тогда по таблице ([1]см.табл. 4.12) для транспортирования мелкокускового груза принимаем скорость движения ленты 1,8 м/с(из исходных данных).

На конвейере устанавливаем  желобчатые роликоопоры нормального типа диаметром 102 мм с углом наклона боковых роликов 30°.

Для груза средней подвижности из таблицы ([1]см.табл. 4.11) принимаем коэффициент К_П = 550;

По таблице ([1]см.табл. 4.10 ) при β =20⁰ находим коэффициент К_β =0,9

Необходимую ширина ленты находим по формуле

 

                                                                          (4)

 

где Q_рм - расчетная производительность конвейера (3);

Q_рм =253 т/ч

К_П – коэффициент подвижности,

К_П = 550;

υ – скорость ленты (из задания),

υ = 1,8 м/с

ρ – плотность груза (из задания), т/м³

ρ = 1,4 т/м³

К_β – коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере,

К_β = 0,9

 

 

Принимаем ленту шириной В = 650 мм, резинотросовую общего назначения, предварительного типа 2РЛТ-1500 прочностью 1500Н/мм и массой 1 м² m_л = 29 кг/м².

Преимущества данной ленты:

- высокая прочность;

- малое удлинение при рабочих  нагрузках;

- повышенный срок службы.

Недостатки данной ленты:

- большая масса;

- сложность изготовления стыкового  соединения концов ленты,

- сравнительно меньшая стойкость  к продольным порывам.

 

2.3 Расчетное  натяжение ленты

 

Для обеспечения заданной расчетной  производительности Q_{p м} = 253 т/ч при принятой ширине ленты В = 650 мм скорость ленты должна составлять

 

                                                                                               (5)

 

 

По нормальному ряду скоростей (ГОСТ 22644 — 77) имеем скорости 1,25 м/с и 1,6 м/с([1]см.стр. 130). Выбираем большую скорость 1,6 м/с, что дает возможность уменьшить на 30% заполнение ленты грузом при расчетной производительности.

Проверяем ширину ленты по кусковатости груза по формуле

 

В_К = Ха + 200                                                                                       (6)

 

где В_К – ширина ленты с учетом кусковатости, мм

Х – коэффициент крупности груза, для рядового груза Х=2,5.

а – максимальный размер типичных кусков, для гипса сухого крупнокускового а=500 мм

 

В_К = Ха + 200 =2,5∙500+200 =1450 мм.

 

Получили В_К > В, следовательно, принимаем В = 1600 мм.

По таблице ([1]см.табл. 4.5) выбираем расстояния между роликоопорами на верхней ветви l_р.в = 1,2 м; на нижней ветви принимаем расстояние в 2 раза больше чем на верхней l_р.н = 2,4 м.

Скорость ленты составит

 

Принимаем ленту шириной В = 1600 мм, резинотросовую общего назначения, предварительного типа 2РЛТ-1600 прочностью 1600Н/мм и массой 1 м² m_л = 29 кг/м².

Преимущества данной ленты:

- высокая прочность;

- малое удлинение при рабочих  нагрузках;

- повышенный срок службы.

Недостатки данной ленты:

- большая масса;

- сложность изготовления стыкового  соединения концов ленты,

- сравнительно меньшая стойкость  к продольным порывам.

 

По каталогу завода-изготовителя массы вращающихся частей роликоопор m_р.в = 80 кг; m_р.н =40 кг.

Отсюда линейные силы тяжести:

                                                                               (7)

                                                                               (8)

 

где m_р.в, m_р.н – массы вращательных частей соответственно верхней и нижней роликоопоры,кг

l_р.в, l_р.н – расстояние междуроликоопорами соответственно верхней и нижней ветвях ленты, м.

 

 

Линейную силу тяжести транспортируемого груза определяем по средней производительности

 

где Q_c – плановая средняя массовая производительность конвейера,

Q_c = 2100 т/сутки

Т= t_nc = 14 ч;

К_э - общий эксплуатационный коэффициент

К_э=K_в К_г К_н

К_в - коэффициент использования конвейера по рабочему времени (из исходных данных),

К_в = 0,85;

К_г - коэффициент готовности конвейера (из исходных данных),

К_г = 0,96;

К_н  - коэффициент неравномерности загрузки,

К_н  = 0,8

К_э=0,85∙0,96∙0,8 = 0,65

Тогда

                                                                                     (10)

Общее сопротивление движению ленты  на конвейере в зимнее время определяем по формуле:

 

                                                                        (11)

где  - сопротивление движения ленты на подъем,

       - сопротивление движения ленты по горизонтали,

                            (12)

 

где К_д – обобщенный коэффициент местных сопротивлений при общей длине конвейера, при длине 20 м , К_д = 3,2;

L_T – длина горизонтальной проекции, L_T = 20 м

w_в- коэффициент сопротивления верхней ветви ленты([1]см.стр. 131), w_в= 0,045;