Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Расчет и проектирование ленточного конвейера

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

институт ииэсм

КАФЕДРА «строительных и ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН»

расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

« расчет и проектирование ленточного конвейера»

выполнил: студент

5 группы iv курса

попов г.а.

Руководитель: Проф. алешкин Е.В.

москва 2013

Содержание

Введение - 3 -

1.Описание конструкции и работы конвейера. - 5 -

2. Определение основных параметров - 7 -

2.1. Определение допустимого угла наклона и выбор скорости движения ленты - 7 -

2.2. Выбор скорости движения ленты - 7 -

2.3. Определение ширины ленты - 8 -

2.4. Выбор роликоопор и шага расстановки - 9 -

3. Расчет натяжения ленты - 10 -

3.1. Определение массовых характеристик элементов конвейера - 10 -

3.2 Определение длины отдельных участков - 11 -

3.3.Расчет натяжения ленты - 11 -

3.3.1 Определение натяжения на рабочей ветви ленты - 12 -

3.3.2 Определение натяжения на холостой ветви ленты - 13 -

3.4. Проверка возможности пробуксовки ленты - 14 -

3.5. Уточнение типа ленты и определение размеровприводного и натяжного барабанов - 14 -

3.6 Определение размеров приводного и натяжного барабанов - 15 -

4. Выбор приводного оборудования - 16 -

4.1. Определение основных силовых и кинематических параметров конвейера и подбор оборудования - 16 -

4.2 Выбор двигателя - 16 -

4.3 Выбор редуктора - 17 -

4.4 Выбор соединительных муфт - 17 -

4.5.Проверка возможности пуска груженого конвейера - 18 -

4.6 Проверка возможности обратного хода ленты - 19 -

5. Выбор типа и расчет натяжного устройства - 19 -

6. Опорные металлоконструкции - 21 -

7. Выбор типа загрузочного, разгрузочного устройств и типа устройства для очистки - 21 -

Список литературы - 22 -

Спецификации

ВВЕДЕНИЕ

Ленточный конвейер - машина непрерывного действия, используемая для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10—12 км и больше. Последние обычно составляют из отдельных секций. Трасса конвейера в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган — лента, которая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. Конвейер с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных конвейерах — винтовая. Привод конвейера (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток и воронку, а разгрузку — через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч. Ширина тканевых лент в конвейерах от 200 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5—4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные конвейеры монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в строительстве. Основной классификационный признак К. - тип тягового и грузонесущего органа. Различают К. с ленточным, цепным, канатным тяговыми органами и К. без тягового органа (гравитационные, инерционные, винтовые). К. с тяговым органом могут быть по виду грузонесущего органа ленточными, пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и пр. Для таких К. характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается либо грузонесущим элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по неподвижному желобу, трубе, настилу и т.п. Для К. без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые К.) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные К.). К. могут иметь машинный привод (наиболее часто электрический) или груз может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные К.).В зависимости от условий используют К. напольные и подвесные. Напольные К. могут быть стационарными, передвижными или переносными. На К. можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные К.); в любой плоскости. В последнем случае К. состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные и др.). Кроме того, К. могут различаться в зависимости от рода перемещаемых грузов - насыпных или штучных. Конструкция некоторых К. позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы К. составляют элеваторы, вертикальные К. с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные К. для перемещения людей, шагающие конвейеры, триммеры, стакеры для штабелирования брёвен, а также комбинированные, обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными интервалами и т.д.Основные параметры ленточных конвейеров общего назначения стандартизованы (ГОСТ 22644-77 – ГОСТ 22647-77). Однако основной задачей данного курсового проекта является проектирование нестандартного ленточного конвейера производительностью П = 200 т/ч, с дальностью транспортирования L_г = 110 м и высотой подъёма Н = 10 м.

1.Описание конструкции и работы конвейера.

Основные параметры: дальность транспортирования L=190 м, высота подъёма H=6 м, производительность П=280 т/ч., угол желобчатости роликовых опор α=20⁰, транспортируемый материал –шлак сухой мелкокусковый, схема трассы а.

Движение ленты конвейера обеспечивается при помощи электродвигателя серии 4A180M6УЗ, мощностью 18,5 кВт, через приводной барабан, диаметром 0,4 м. Между двигателем и барабаном установлен редуктор с частотой вращения входного вала 16 1/с, передаточным отношением U=12,5 способный передавать момент . Двигатель с редуктором соединён муфтой МУВП-6, а приводной барабан с тихоходным валом редуктора с помощью зубчатой муфты МЗ5.

Транспортируемый материал шлак сухой мелкокусковой подаётся на ленту БКНЛ-65 шириной 0,65 м через загрузочное устройство, расположенного со стороны натяжного барабана. На рабочей ветви конвейера установлены роликоопоры с углом желобчатости α=20⁰, что предотвращает потерю груза при транспортировании, а на холостой ветви – прямые роликоопоры.

Натяжение ленты обеспечивается хвостовым натяжным устройством. Для исключения пробуксовки ленты устанавливают прорезиненный (футерованный) барабан, увеличивающий трение между лентой и самим барабаном, а также увеличивают угол обхвата лентой (270⁰). Стопорное устройство исходя из расчётов не нужно.

Все элементы конвейера смонтированы на раме, которая состоит из отдельных секций, соединяемых болтовыми соединениями.

Рис.1 Схема конвейера

1 – грузовое натяжное устройство

2 – барабан оборотный

3 – загрузочная воронка

4 – батарея амортизационных роликов

5 – желобчатые роликоопоры

6 – верхняя рабочая ветвь ленты

7 – нижняя холостая ветвь ленты

8 – рама

9 – прямые роликоопоры

10 – отклоняющий барабан

11 – приводной барабан

12 – электродвигатель

13 – МУВП

14 – редуктор

15 – зубчатая муфта

2. Определение основных параметров.

2.1. Определение допустимого угла наклона и выбор скорости движения ленты.

Рис.2 Схема трассы транспортирования материала

[β_max]= к₁∙φ₁ = 0,4∙50˚= 20˚ , где

к₁ – коэффициент подвижности материала [1]

φ₁ – угол естественного откоса в покое [2]

Проверка угла β из условия увеличения угла β у опор:

[β_max] ≤ tgφ - 10˚ = 47˚

tgφ = 0,6…1,2 [3]

Принимаем [β_max]= 20˚ по первому условию

2.2. Выбор скорости движения ленты.

Характеристика транспортируемого материала:

А_ср=80мм – средний размер одного куска шлака

Объёмная плотность материала: ρ = 0,6…1,0 т/м³

Рекомендуемая скорость движения материала: V = 1,6м/с

2.3. Определение ширины ленты.

Задача включает определение ширины ленты и выбор ее по ширине из стандартного ряда из условия обеспечения заданной производительности и при транспортировки крупных кусков возможность размещения их на ленте.

При заданном угле наклона желобчатости рабочих роликоопор α = 30˚, определяем ширину ленты:

где П – производительность, т/ч;

v – скорость, м/с;

ρ – насыпная плотность, кг/м³.

где amax = 80 (мм) – размер транспортируемого куска.

Выбираем большую ширину ленты Вл = 586 (мм) и подбираем близкое значение из стандартного ряда для ширины ленты.

Следовательно, Вл = 650 (мм) [3].

Рис.3

Соединение концов ленты производится склеиванием с последующей вулканизацией с нагревом до 150˚ С. Рис 3.

2.4. Выбор роликоопор и шага расстановки.

Основным размером является диаметр роликоопоры, который определяется из условия ограничения динамических нагрузок.

Из приложения. 1 выбираем диаметр из стандартного ряда: тип ЖГ-65-102-30 для раб. ветви

dp = 102 мм

dцапф = 20 мм.

L=250мм

Для холостой ветви тип НГ65-102

d_р= 102мм

d_цапф= 20 мм

L= 750мм

Для зоны загрузки тип ЖЦГ 65-102-30 d_р =102 L=250

Определение шага роликоопоры

Шаг установки зависит от ширины ленты, плотности материала и назначается из условия обеспечения допускаемого провисания ленты.

При заданных параметрах: ширине ленты Bл = 0,65 (м) и насыпной плотности ρ = 1000 (кг/м³) можем определить шаг ролика, воспользовавшись табличным значением lж = 1,4 (м).

- Прямых на холостой ветви lпр = 2,5·lж = 2,5·1,4 = 3,5 (м).

- В зоне загрузки устанавливают амортизирующие роликоопоры с шагом

Lамор= dр+200мм=302мм, принимаем 350мм

На криволинейных участках раб. ветви принимаем

Lкр=2.75*dр= 2.75*0.102= 0,280м

На холостой ветви Lкр=0.5*Lпр=1,75м

3. Расчет натяжения ленты.

3.1. Определение массовых характеристик элементов конвейера

Масса желобчатой и прямой роликоопоры:

где - диаметр ролика, м

- ширина ленты, м.

Определение погонных масс

Конвейерная лента

Желобчатый роликоопор

Прямой роликоопор

Транспортируемый материал

3.2 Определение длины отдельных участков.

Исходные данные: L=190 м; H=6 м; =20º

3.3.Расчет натяжения ленты.

Для определения натяжения ленты, применяем метод обхода трассы конвейера по характерным точкам. За последние применяются места изменения направления движения.

Точки:

1 – точка сбега ленты с натяжного барабана.

2 – точка загрузки.

3 –точка начала криволинейного выпуклого участка, грузовые роликоопоры.

4 – точка конца криволинейного выпуклого участка, грузовые роликоопоры.

5 – точка начала криволинейного вогнутого участка, грузовые роликоопоры.

6 – точка конца криволинейного вогнутого участка, грузовые роликоопоры.

7 – точка набега на приводной барабан (точка разгрузки).

8 – точка сбега ленты с приводного барабана.

9 – точка начала криволинейного выпуклого участка, холостые

роликоопоры.

10 – точка начала криволинейного вогнутого участка, холостые

роликоопоры.

11 – точка набега ленты на натяжной барабан.

S_i+1 = S_i + W_i÷(i+1)

S_i+1 – усилие в последующей точке.

S_i – усилие в предыдущей точке.

W_i÷(i+1) – сопротивление перемещению ленты на участке от i до i+1.

S₁ – неизвестно.

W_1÷2 = (1+к_п)*П*V/3600, кН

к_п – коэффициент определяемый типом транспортируемого материала.

Для шлака сухого к_п = 0,25.

W_1÷2 = (1+0,4)*280*1,6/3600 = 0,17 кН

Суть метода заключается в том, что натяжение ленты в искомой точке равняется сумме (разности) натяжения ленты в предыдущей точке и сопротивлению движения на участке между ними.

Исходное уравнение:

3.3.1 Определение натяжения на рабочей ветви ленты.

S1 – натяжение ленты;

Кп – коэффициент увеличения сопротивления;

W –сопротивление движению;

lг – длина горизонтального участка;

lн – длина наклонного участка;

ω – приведенный коэффициент сопротивления движения ленты на опорах;

ω = 0,04[1]

На вогнутых участках, в связи малыми давлениями на опоры, сопротивления принимаем равным нулю.

На выпуклых участках сопротивление определяется по формуле:

3.3.2 Определение натяжения на холостой ветви ленты.

Согласно принятому методу начинаем обход с 11 точки и движемся на встречу движению.

S₁	S₂	S₃	S₄	S₅	S₆
2,92	3,09	5,43	5,43	9,37	9,5
S₇	S₈	S₉	S₁₀	S₁₁
11,84	2,39	2,83	2,33	2,77

3.4. Проверка возможности пробуксовки ленты.

Для определения отсутствия пробуксовки ленты необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:

, где

S₇ – натяжение с набегающей ветви на натяжной барабан;

S₈ – натяжение сбегающей ветви с натяжного барабана;

μ = коэффициент трения между лентой и поверхностью барабана 0,25;

ά – угол обхвата барабана ленты. ά = 180˚

Отсюда следует что пробуксовка отсутствует.

3.5. Уточнение типа ленты и определение размеровприводного и натяжного барабанов.

Задача включает определение числа прокладок ленты и окончательный выбор материала.

где Smax – наибольшее натяжение ленты; Smax = S7 = 11,84 кН;

n – коэффициент запаса прочности ленты, n = 10;

Вл – ширина ленты; Вл = 650 мм =0,65 м;

Кр – прочность одного мм ширины ленты прокладки; Кр=65 Н/мм;

Выбираем из стандартного ряда тип ленты БНКЛ – 65:

число прокладок iпр = 3;

толщина обкладки δ = 3 мм;

толщина ленты tл = 18 мм.

3.6 Определение размеров приводного и натяжного барабанов.

Определяем диаметр приводного барабана Дпр:

где a – коэффициент пропорциональности, зависящий от значений К для резиновых лент;

a = 125 мм.

Принимаем из стандартного ряда

=400 мм = 0,4 м

Определяем диаметр натяжного барабана Дн:

Принимаем:

Определяем диаметр обводного барабана Д_об

Принимаем

Ширина приводного и др. барабанов

В=В_л+100=650+100=750 мм = 0,75 м

4. Выбор приводного оборудования.

4.1. Определение основных силовых и кинематических параметров конвейера и подбор оборудования.

Рис.4

Кинематическая схема конвейера приведена на рис.4:

1 – электродвигатель 4A180M6У3

2 – соединительная муфта МУВП-6

3 – редуктор Ц2-350

4 – соединительная муфта М35

5 – приводной барабан

4.2 Выбор двигателя.

Конвейеры запускаются в работу в холостом режиме. И, следовательно, можно применить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Определение частоты вращения приводного барабана:

Выбор производится по расчетной статической мощности:

Р - окружное усилие; Р = S7 - S8 = 11,84– 2,39= 9,45 (кН)

v – скорость; v = 1,6 (м/с)

ηмех – КПД механизма; ηмех = 0,9.

По полученной мощности выбираем стандартный двигатель:

4A180M6У3:

N= 18,5 кВт;

n= 975 об/мин;

Мпуск / Мном = 0,8; G·D² = 1,6 кг·м².

Момент инерции: М_ном = N_дв/ω = N_дв /(0,1·n_дв)

М_ном = 18,5 /(0,1·975) = 0,19 кН·м

4.3 Выбор редуктора.

В зависимости от принятой компоновки выбираем редуктор серии Ц2.

По моменту на тихоходном валу и передаточному отношению выбираем редуктор:

Выбираем редуктор:

Ц2 - 350:

Uр= 12,5;

nб= 16 (1/с);

Мт = 2 (кН·м)

Размеры:

Быстроходного вала dхl=40х110 мм

Тихоходного вала dхl=80х130 мм

4.4 Выбор соединительных муфт.

где Мт – момент на тихоходном валу;

Uн – общее передаточное отношение;

ηпп – КПД подшипниковой пары;

ηпп – КПД зубчатой передачи.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую

МУВП – 6 ГОСТ 1050-74. М=0,7 кН·м, Jм = 0,08 кг·м² для соединения вала двигателя с быстроходным валом редуктора, расточка от 35 до 55 мм.

Выбираем муфту зубчатую:

МЗ5 ГОСТ 5006-83. М=2,5 кН·м, для соединения тихоходного вала редуктора с валом приводного барабана, расточка от 65 до 90 мм.

4.5.Проверка возможности пуска груженого конвейера.

Для возможности пуска груженого конвейера необходимо, чтобы пусковой момент был больше или равен моменту сопротивления при разгоне:

Мпуск ≥ Мконв [4]

Iсум = Iр + Iмб, где

Р - окружное усилие;

v – скорость;

ηм – КПД механизма;

nдв – частота вращения двигателя;

L – длина конвейера;

gм – погонная транспортируемого материала;

gл – погонная масса ленты;

gж – погонная масса желобчатой роликоопоры;

gпр – погонная масса прямой роликоопоры;

Jсум – суммарный момент инерции;

Jр – момент инерции ротора;

Jмб – момент инерции муфты на быстроходном валу;

tр – время разгона.

Iсум = 0,60+ 0,08= 0,68 кг·м²,

Мдв.пуск = 0,24 ≥ Мконв = 0,41 так как превышение не значительное, а режим пуска гружённого конвейера крайне редкий, то оставляем выбранный двигатель с учётом возможного использования при пуске максимального момента двигателя.

4.6 Проверка возможности обратного хода ленты.

Режим, при котором возможен обратный ход ленты - аварийный.

Условие, при котором это возможно - когда сдвигающее усилие будет больше удерживающего:

Тсдв.>Туд. [4]

Т.к. Тсдв. >Туд., то следовательно сдвиг не возможен.

5. Выбор типа и расчет натяжного устройства.

Натяжное устройство должно обеспечивать необходимый момент трения между лентой и барабаном, а также исключение провисания.

Места установки натяжных устройств – зоны с минимальным натяжением ленты.

где К_н– коэффициент запаса натяжения, равен 1,2÷1,5

S_i–натяжение в набегающей ветви ленты;

S_доп – дополнительное натяжение;

P_т– сопротивление перемещению тележки или рамы натяжного барабана;

ω≈0,1 – коэффициент сопротивления движению;

l_рн– длина рабочего хода натяжного барабана;

l_м – длина монтажного хода;

к_н – коэффициент натяжения ленты;

P_T – сопротивление перемещению тележки или рамы натяжного барабана;

Р_н– натяжное усилие;

m_гр – масса груза;

m_т–масса тележки или рамы с натяжным барабаном;

К_н=0,65. Коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера;

ε- относительное упругое удлинение ленты;

L- длина конвейера, м.

6. Опорные металлоконструкции.

Состоят из следующих составных частей: главной рамы, рам привода и натяжного устройства т.е. барабана, а так же загрузочного и разгрузочного устройств. Выполняют из профильного проката-швеллера и уголков.

Соединения частей осуществляется с помощью болтовых соединений.

7. Выбор типа загрузочного, разгрузочного устройств и типа устройства для очистки.

В качестве очистительного устройства применяем скребок, установленный

под приводным барабаном на рычаге.

Загрузка транспортируемого материала производится через воронку и лоток.

Разгрузка происходит через приводной барабан.

Список литературы.

Вайнсон А.А. Подъёмно-транспортные машины. - М., Машиностроение, 1989.-535с.
Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины. М., Машиностроение, 1985.-336с.
Конвейеры: Справочник /Волков Р.А., Гнутов А.Н., Дьяченков В.К. и др. Под общ. ред. Ю.А. Пертена. Л,:Машиностроение, 1984.-367с.
Методические указания к курсовому проекту “Проектирование ленточного конвейера”. Составители: профессор, к.т.н М.А. Степанов, профессор, к.т.н Е.В. Кочетов, доцент, к.т.н Б.М. Шевлягин. 2006.-51с.

Расчет и проектирование ленточного конвейера