Проектирование ленточного транспортера

^{ВВЕДЕНИЕ}

   Среди транспортирующих машин вообще, и  с тяговым органом в частности наиболее распространены ленточные конвейеры. Это обусловлено их преимуществами: высокой производительностью, простотой конструкции, небольшим расходом энергии, надежностью, возможностью транспортирования груза на большие расстояния с большой скоростью, использованием для перемещения как штучных, так и сыпучих грузов и др.

    Принцип  действия ленточных конвейеров  основан на сцеплении ленты  с приводным (ведущим) барабаном, что обеспечивает ей движение, а тем самым и перемещение груза, находящегося на рабочей ветви ленты. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Исходные  данные к работе:

производительность  Q = 25 т/час

длина транспортёра L = 8 м

высота  Н = 2,5 м

груз  – Песок сухой

   1.ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА ГРУЗА 

Принимаем схему ленточного транспортёра

                                                                                                                      5

Рис 1.1 Схема ленточного транспортера

1 - загрузочное  устройство; 2 - натяжной барабан; 3 –  лента; 4 - роликоопора рабочей ветви; 5 - ведущий барабан; 6 - роликоопора холостой верви; 7 - механизм передвижения.

   Насыпная  плотность коэффициент трения покоя таблица1.1[1]

   Угол  естественного откоса в покое      таблица 1.1 [1]

   Угол  естественного откоса в движении   таблица 1.1 [1]                                                                                   

   Условие не сползания груза

   Работа  ленточного конвейера с гладкой  лентой возможна при условии, что  угол трения груза по ленте не меньше угла наклона рабочей ветви к  горизонтали.

   где -максимальный угол наклона транспортёра

    - коэффициент  трения движения 

                                                                                        (1.2)

   0,31<0,37

   Условие выполняется. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   2. ВЫБОР ЛЕНТЫ 

   2.1 Ширина ленты

   Лента представляет собой основную часть  ленточного конвейера, являясь как тяговым, так и несущим органом, лента должна обладать высокими: прочностью, эластичностью и износостойкостью, хорошей сопротивляемостью расслаиванию при многократных перегибах, малой гигроскопичностью, стойкостью к физико-химическому воздействию грузов и окружающей среды.

   В сельскохозяйственном производстве наиболее распространены резинотканевые ленты (по ГОСТ 20—85), состоящие из нескольких провулканизированных прокладок. Для транспортирования крупнокусковых и других специфических грузов применяют резинотросовые ленты, стальные тросы которые завулканизированы в резину.

   Требуемая ширина конвейерной ленты:

                                                                          (2.1)

   V- скорость ленты ,V = 1,5 м/с таблица 2.8 [1]

        насыпная плотность таблица 1.1 [1] 

   Принимаем В = 200 мм,[1.стр.15]. 

   2.2 Конструкция ленты

Выбираем  конвейерную ленту Лента 4-200-3-БКНЛ-100-3-2-С-ГОСТ 20-76

общего назначения, типа 4, шириной В=200 мм с тремя тяговыми прокладками из ткани БКНЛ-100 таблица 2.2  [1] 

   БКНЛ- бельтинг из комбинированных нитей с лавсаном. Прочность

нитей на разрыв с толщиной резиновой обкладки класса С, с толщиной рабочей поверхности , нерабочей поверхности таблицы 2.1; 2.2; 2.3; 2.4 [1] 
 

   2.3 Общая толщина  резинотканевой ленты

                                                                    (2.2)

   где -толщина одной прокладки; =1,2 мм, [1, стр. 12]

   z — число прокладок  

   Лента 4-200-3-БКНЛ-100-3-2-С-ГОСТ 20-85 

   Рис 2.1 Поперечный

   разрез  ленты 

   2.4 Погонная масса  ленты

   ρ-плотность  ленты  ρ=1100 кг/м³ [1,стр. 14] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.БАРАБАНЫ  И РОЛИКООПОРЫ 

     Барабаны ленточных конвейеров выбирают в зависимости от числа прокладок и типа ленты.

   Диаметр приводного барабана.

                                                           D_б=k·z                                              (3.1)

   k-коэффициент зависящий от типа ленты таблица 2.9[1]

   z- число прокладок

   D_б=140·3=420мм;

   Принимаем D_б=500мм;[1.стр.17]

   Диаметры  концевых и натяжных барабанов принимают:

                                                      D_н=0.8 D_б                                                (3.2)

   D_н=0.8·500=400мм;

   Принимаем D_н=400мм; [1.стр.17]

   Отклоняющего  барабана.

                                                      D_о=0.55 D_б                                                                      (3.3)

                                                      D_о=0.55 ·500=275мм;

        Принимаем D_о=320мм;

           Длина барабанов:

                                                      L_б=B+100                                               (3.4)

   L_б=200+100=300мм; 

                 Для транспортирования грузов применяются роликоопоры:

   Тип роликоопоры выбирается по таблице 2.10[1]

   Верхняя (рабочая)- верхняя прямая  П  ГОСТ  22645-77

   Нижняя (обратная)- нижняя прямая  Н ГОСТ  22645-77 

   Диаметр роликоопоры выбирается по таблице 2.11[1]

   Диаметр роликоопоры принимаем 63 мм

   Длина роликоопоры.

                                                      L_р=B+100                                               (3.5)

                                                     L_р=200+100=300мм;

   Расстояние  между роликоопорами:

   На  рабочей ветви l_р=1400мм; таблица 2.12[1]

   В зоне загрузки

                                                  l_р.з=0.5 l_р                                                      (3.6)

                                                  l_р.з=0.5 ·1400=700 мм;                                                     

   На  незагруженной ветви

                                                l_р¹=2· l_р                                                          (3.7)

                                                l_р¹=2·1400=2800 мм;

   Погонная  масса роликаопор  принимается по таблице 2.13[1]

   Рабочей Холостой

   Роликаопора  П-20-63-20  ГОСТ  22645-77 
 

   4.РАСЧЕТ  ЛЕНТОЧНОНО ТРАНСПОРТЕРА 

4.1 Определение сопротивлений  сил инерции 

   где W_3aep - сопротивление при загрузке, Н;

         V_г - скорость груза м/с  

         К_загр - коэффициент сопротивления загрузки   К_загр= 1,4  [1]   

                                         Н

          W_pa6 - сопротивление рабочей ветви, Н;

                                                                                   (4.2)

   где Погонная масса груза; кг/м

          - Погонная масса ленты; кг/м

         ω=0.018 по таблице 2.14[1]

         К_к- коэффициент учитывающий особенности конвейера К_к=1,5 [1]          

         L-длина рассматриваемого участка

         β-угол наклона к горизонту         

   W_XX - сопротивление холостой ветви, Н.

                                (4.4)

4.2Определение  окружного усилия  приводного барабана

    где - сопротивление на барабанах;

    =1,1  - коэффициент учитывающий добавочное сопротивление [1]                                  m- число барабанов, m=1

     =1-коэффициент, учитывающий добавочное сопротивление,n=1 [1]                          

         -сопротивление на ветвях транспортера;

5.ВЫБОР  ДВИГАТЕЛЯ

        С₀- коэффициент запаса  С₀=1.2  [1]   

        η-общий КПД привода     η= 0.85 [2]                               

   Принимаем двигатель общепромышленный серии 4А:

   Марка 4А63А6У3   

   Рис 5.1 Эскиз двигателя. 

   Принимаем электродвигатель: 4А63A6У3  [2 cтр. 226]

   Мощность  Р = 0,18 кВт;

   Номинальная частота вращения n_ном = 885 мин ^-1

   Синхронная  частота вращения n = 1000 мин ^-1

   Момент  инерции ротора J = 69,4·10^-4. 

Таблица1.1.Парамеры двигателя.

6.ВЫБОР  РЕДУКТОРА

                                                                                                                                                         Частота вращения барабана:

                                                                                    (6.1)

     Передаточное число:                                                               (6.2)

    Выбираем редуктор Ц2С-63 у которого U=8 [2 стр. 238]. 

   Рис 6.1 Эскиз редуктора.

               Отверстие для фундаментальных  болтов  число = 4;

   d₁ = 18 мм;   d₂ = 20 мм;    m = 17,5 кг.                             

      Таблица1.2.Парамеры редуктора.                

7.ВЫБОР  МУФТЫ 

     Для соединения отдельных узлов и  механизмов в единую кинематическую цепь используются муфты, различные типы которых могут также обеспечивать компенсацию смещения соединяемых валов (осевых, радиальных, угловых и комбинированных), улучшение динамических характеристик привода, ограничение передаваемого момента, включение и отключение отдельных частей привода.

   Наиболее  распространенные муфты стандартизованы  или нормализованы. Выбор муфт производится в зависимости от диаметра вала и передаваемого момента;

                                                              (7.1)

   где Т_ном  - номинальный длительно действующий момент 

         k – коэффициент режима работы, k = 1,5…2 

               k – коэффициент режима работы, k = 1,5…2

                                                                    (7.2)

   Где  Р – мощность электродвигателя, Р = 0,18 кВт;

           ω – угловая скорость вала  электродвигателя

                                                                  (7.3)

   Где  n_д – частота вращения вала электродвигателя, n_д = 885 мин ^-1

   Рис 7.1 Эскиз муфты с торообразным резинокордным элементом 

   Техническая характеристика муфты:

   Т – 15 Нм,         d_в1 – 19 мм,          l – 28 мм,

   ω – 35 м / с,     d_в2 – 12 мм,         L – 164 мм.                                     

   D – 104 мм,                                             m-1,0 кг. 
 

   8.ТЯГОВЫЙ  РАСЧЕТ 

   8.1 Натяжение в характерных  точках ленты,

   проверка  ленты на прочность

   Для гибких тяговых органов усилия натяжения  в характерных точках определяется по 2-м зависимостям с учётом формулы Эйлера. 

   Рис. 8.1 Силы натяжения

   где f- коэффициент трения ленты о барабан, f=0,2.. .0,3. Принимаем f=0,25.

   а - угол обхвата лентой барабана, рад

          С учётом 4.1 получаем:

                                                                          (8.1)

     К=1.1 [1]       

   α-угол обхвата ведущего барабана, град;

   f-коэффициент  сцепления между лентой и барабаном   таблица 2.15 [1]

   e=2.7 [1]

                                                  F₂=F₁-W₁-W₂                                             (8.2)

   F₂=235,8 – 14,6 – 188,6=30,4(Н)

                                                     F₄=F_сб=F₃-W₃                                           (8.4)

   F₄=27,6-(-126,45)=154(Н) 
 

   Проверка  ленты на прочность:

   К_р- максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок К_р=16 таблица 2.16 [1]

    - количество  прокладок  в ленте  =3

8.2 Проверка ленты  на буксование.

                                                                                               (8.6)

   1,52<1,87

   _1,52

8.3 Расчёт натяжного  устройства

   Диаметр винта, мм

                                                                             (8.8)

        Для Стали 3                  [3]. 

   Принимаем d₁=12 мм 

   Ход винта 

                                                  S=0,025·L+0,3                                        (8.10) 

   L-длина транспортера.

   S=0,025·8+0,3 =0,5 м. 
 
 

9.РАСЧЕТ  ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

      В приводах общего назначения, разрабатываемых  в курсовых проектах, цепные передачи применяют в основном для понижения  частоты вращения приводного вала. Наиболее распространены для этой цели приводные роликовые цепи однорядные (ПР) и двухрядные (2ПР).