Технологическая линия железобетонных шпал производительностью 30 тыс. м3 в год

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего  профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова» 

Кафедра строительных материалов и изделий 

КУРСОВАЯ РАБОТА

ЗАС 270106.011КП12 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

на тему: Технологическая линия железобетонных шпал производительностью 30 тыс. м3 в год 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Исполнитель_____________________                              Исхаков С. Р.         

                                                                (Подпись, дата)                                                                                           

    Руководитель_____________________                             Шишкин В. И.       

                                                                     (Подпись, дата)                                                                                          
 
 

    Магнитогорск 

    2012 г. 

Содержание: 

Введение

    Транспортирующие  машины делятся на 2 группы:

  • периодического действия;
  • непрерывного действия.

    К машинам периодического действия относятся  все возможные краны, подъемы, погрузчики. При этом загрузка и разгрузка  их производится при остановки машины.

    К машинам непрерывного действия относятся  конвейеры, а также пневматический и гидравлический транспорт ( загрузка и разгрузка машин производится без их остановки).

    Конвейер  имеет ленту, поддерживающие ролики, опорную конструкцию, приводную  станцию, натяжную станцию и загрузочное  устройство.

    Принцип действия всех конвейеров – перемещение грузов на ленте, относительно которой груз неподвижен.

    Лента должна иметь высокую прочность, малую массу и небольшое относительное  удлинение, высокую эластичность (гибкость) как в продольном, так и в  поперечном направлениях, малую гигроскопичность, хорошую сопротивляемость знакопеременным нагрузкам при многократных перегибах на барабанах и роликоопорах, высокую износостойкость на истирание о транспортируемый груз и опорные устройства, а также стойкость против физико-химического воздействия грузов и окружающей среды.

    Конвейеры являются составной, неотъемлемой частью современного технологического процесса, они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его  ритмичность, способствуют повышению  производительности труда и увеличению выпуска продукции.

    В данной курсовой работе рассчитываются основные параметры конвейера и  выбираются оборудования. 

  1. Исходные  данные

    Груз: гравий

    Часовая производительность конвейера: 440 т/ч

    Угол  наклона конвейера: 8

    Параметры:

     

  1. Обоснование и расчет основных параметров ленты

    Основной  расчет ленточного конвейера состоит  в определении параметров привода, натяжения ленты в характерных  точках, силы натяжного устройства, конструктивных размеров основных элементов  ленточного конвейера.  

  • Определение расчетной производительности конвейера

    •     Потребная производительность транспортирующей установки определяется количеством  насыпного груза, который поступает  на нее в единицу времени и  должен быть перемещен в заданном направлении и на заданное расстояние.

        Расчетная часовая производительность конвейера  (т/ч) определяется в соответствии с режимами подачи сырья на предприятие, работы цехов, отгрузки готовой продукции, наличие складов.

        Производительность  определяется по формуле

        

           

        Где Qг – среднегодовая производительность, млн. т/год;

               Кн – коэффициент неравномерности загрузки конвейера, 1,15…1,25;

               no – число рабочих дней в году;

               mo – число рабочих смен в сутки;

               Тсм – коэффициент использования конвейера в течение смены, 0,7…0,9;

               Км – коэффициент машинного времени, 0,7…0,95.

        

     т/ч 
     

  • Выбор ленты и роликоопор

    •     Выбираем  резинотканевую ленту. При ее применении имеется возможность оптимального подбора типоразмера ленты по ее прочности, благодаря различной прочности прокладок и изменению их числа, а также использованию лент в конвейерах с небольшим радиусом выпуклого участка. Основной недостаток резинотканевых лент – большое их удлинение, достигающее 3-4 %.

        Для данного насыпного груза выбираем трехроликовую опору с углом  наклона боковых роликов 200 (табл. 2 приложения [4]). 

  • Выбор скорости движения ленты

    •     Скорость  ленты зависит от условия работы конвейера. К числу факторов, влияющих на выбор скорости, относятся: ширина ленты, угол наклона конвейера к горизонту, физические свойства перемещаемого груза, способ загрузки и разгрузки, конструкция роликоопор и другие.

        В соответствии с ГОСТ 22644-77 скорость ленты должна выбираться из следующей  таблицы:

    Характеристика  грузов Скорость  ленты V,м/с при ее ширине В, мм
    400 650 800 1000 1200 1400 1600 2000
    Пылевидные  и порошкообразные (цемент, асбест, известь и др.) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,25 1,25
    Кусковые, хрупкие (кокс, руда, соль и др.) 1,25 1,6 1,6 1,6 2 2 2 2
    Рыхлые (щебень, гравий, песок, порода) 1,6 2 2,5 3,15 4 4 5 5
    Кусковые (камень, галька, гравий, мел) 1,6 2-1,6 2,5-2 3,15-2 4-2,5 4-2 5-2,5 5-3,15

     

        Следуя  из этой таблицы принимаем значение скорости ленты V=1,0 м/с.

  • Расчет  ширины ленты

    •     Ширина  ленты является параметром производительности конвейера. Отсюда ширина ленты для наклонного конвейера по заданной производительности может быть определена по следующей формуле:

        

        Коэффициент С зависит от угла наклона ленты:

    Угол  наклона
    , град    		 8 12 14 16 18 20
    Коэффициент С 0,9 0,97 0,95 0,92 0,89 0,85

        Коэффициент производительности ленточного конвейера  К зависит от угла естественного  откоса насыпного груза и угла наклона боковых роликов (табл. 4 приложения).

        

    выбираем 650 мм. 

  • Расчет  погонных нагрузок

    •     Среднее количество груза на единицу длины  грузонесущего элемента – погонная нагрузка – выражается в единицу  массы (кг/м).Для расчета необходимо знать погонный вес груза qг, погонный вес ленты qл и погонный вес вращающихся частей на груженной ветви и порожней ветвях конвейера.

        Погонный  вес груза может быть определен  из заданной производительности и насыпному  весу груза:

        

    ;

        

    ;

        

        где - насыпной вес (табл. 4 приложения [4]).

        Тогда производительность, выраженная через  погонный вес, выразится

        

        

    кг/м

        Погонный  вес ленты может быть определен с достаточной для расчета точностью по ширине ленты

        

    ,

        где В - ширина ленты, м.

         

    кг/м

        Погонный  вес роликоопор на груженной ветви определяется по формуле

        

    ,

        где - вес вращающихся частей роликоопор на груженной ветви;

                - расстояние между роликоопорами на груженной ветви, 0,8…1,2 м.

        

     кг/м

        Вес вращающихся частей роликоопор в  зависимости от ширины и диаметра ролика можно взять из таблицы. Погонный вес роликоопор порожней ветви определяется по формуле

        

        где - вес вращающихся частей роликоопор на порожней  ветви;

                - расстояние между роликоопорами на порожней ветви, =2

        

     кг/м 

    1. Определение натяжений в ленте
    2. Расчет  распределенных сопротивлений

        Сопротивления движению ленты на прямолинейных участках зависят от угла наклона конвейера, длины участка, погонных весов груза, ленты и вращающихся частей роликоопор, коэффициент сопротивления движению ленты. При движении ленты существуют две группы сопротивлений:

      • вредные, которые присутствуют всегда, затрудняют движение ленты и считаются положительными по знаку;
      • продольные, зависящие от угла наклона конвейера, веса материала и ленты. В расчетах принимаются положительными, если их направление совпадает с направлением движения ленты, и отрицательными, если направлены против.

        Общее сопротивление для груженной  и порожней ветвей наклонного участка  конвейера определяется:

        

    ;

        

    .

        Общее сопротивление для груженной  и порожней ветвей на прямом участке конвейера определяется:

        

    ;

        

    .

        Для работы в отапливаемом помещении  с нормальной влажностью и небольшим  количеством абразивной пыли выбираем следующие значения коэффициента сопротивления движению ленты по роликоопорам:

         =0,025 – для груженой ветви;

         = 0,022 – для порожней ветви.

        Рассчитаем  сопротивления для первого прямого  участка с L=140 м:

         (20+34,14+37,5) +(34,14+20) =7900,34 кг

         (20+ 37,5) - 20 = -2622,9 кг

        Рассчитаем  сопротивления для второго наклонного участка с L=90 м и :

         91,64 +54,14 =882,3 кг

         57,5 - 20 = -137,8 кг

        Рассчитаем  сопротивления для второго прямого участка с L=50 м:

         91,64 +54,14 =2821,55 кг

         57,5 - 20 = -936,75 кг 
     

  • Расчет  сосредоточенных сопротивлений

    •     К сосредоточенным сопротивлениям относят: сопротивления на барабанах, на выпуклых участках, на погрузочных пунктах  в местах промежуточной разгрузки.

        Сопротивление на батарее роликоопор

        При огибании лентой батареи роликопор надо рассчитывать только ту величину сопротивления, которая обусловлена давлением на роликоопоры ленты вследствие ее натяжения

        

    ,

        Где e – основание натурального логарифма;

              - коэффициент трения между лентой и роликоопорами;

              - центральной угол переходной кривой.

        Для груженой ветви  .

        Для порожней ветви  .

        Сопротивление на погрузочном пункте

        Сопротивление на погрузочном пункте обусловлены сообщение грузу скорости ленты, а также трением груза о стенки воронки и направляющими борта. Скорость поступления груза равна скорости движения ленты

        

        где с – коэффициент, учитывающий  трение о борта, 1,3…1,5.Выбираем с=1,4;

              g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/с2.

        Сопротивление на барабанах

        Sнб –натяжениеленты перед барабаном;

        Sсб – натяжение ленты после барабана.

        

        К=1,05 при угле обхвата 180о.

        При подъеме груза на высоту h натяжение рассчитывается по формуле:

        

    ,

        где К=1,05.

  • Расчет  натяжений в ленте

    •     Разность  натяжений ленты на любом участке  ее контура равна сопротивлению  движения ленты на этом участке.

        Общая формула для определения натяжений  гибкого тягового органа

        

        Для подсчета удобно поступать следующим  образом:

        Разбить весь контур тягового органа на прямоугольные  и криволинейные участки, пронумеровать  характерные точки на этих участках 
     
     
     
     
     
     
     

        

        

        

        S8=W12+S1=7900,34+216,56=8116,9

        S9=W23+S2=8116,9+882,3=8999,2

        S10=S9 =1,007 =9062,2

        S11=9456,9+2876,5=11883,75

        

        S6=

        S5=215,27 –(-2622,9)=2838,17

        S4=2801,2 -(-137,8)=2975,97

        S3=

        S2=2958,22  -(-936,75)=3894,97

        S1=

  • Проверка  ленты на пробуксовку

    •     Определив Sсб и Sнб, находим

        

        где W0 – окружное усилие на приводном барабане.

        Максимальное  тяговое усилие определяется по формуле:

        

        Минимальное допустимое натяжение ленты на ведущем  барабане, необходимое для устранения проскальзывания:

        

    ,

        где Кт – коэффициент запаса сил трения на ведущих барабанах, 1,15…1,25.

        Рассчитаем:

         =S6-S5= 13139,5 – 3532,9=9606,8 кг

         =9606,8 =11047,82 кг

          и (табл. 3 приложения [4]).

         = кг                

                                                                                              условие выполняется.

          кг

  • Построение  диаграммы натяжений

    •     Построение диаграммы натяжений является графическим определением натяжений ленты по точкам и характеризует закон изменения натяжений тягового органа по всей его длине.

        Диаграмма натяжений представляет собой обычную  диаграмму, где 

        OX – полная длина тягового органа, которая равна сумме длин груженной и порожней ветви;

        OY – это сопротивление движению тягового органа и его натяжения.

        Диаграмма натяжений (приложение №1) 

        

  • Уточнение основных параметров лент (с проверкой  на прочность).

    •     Выбранную ранее ленту проверяют на прочность по максимальному натяжению. Бельтинговые ленты проверяются по формуле

        

    ,

          Находятся число прокладок в  ленте

        

    ,

        Где Sнб – наибольшее натяжение;

               m – запас прочности (c. 104 [1]);

               В – ширина ленты,см;

               - предел прочности (Н/см) одной прокладки (табл. 4.2 [1]).

        Рассчитаем:

         = выбираем - три прокладки.

         = т

    1. Выбор типа привода
    2. Схема приводного барабана конвейера
     
     
     
     
     
     
     
     

        Угол  обхвата приводного барабана равен 3600. 

  • Определение мощности привода

    •     Исходя  из полученных значений окружного усилия на приводном барабане , определим мощность привода для силового режима

        

        где - коэффициент полезного действия передаточного механизма, принимаем 0,95;

              - скорость движения ленты.

        Для тормозного режима

        

        где = 0,85 

        Рассчитаем:

      • для силового режима

      = кВт

      • для тормозного режима

      = кВт 

    Заключение

        В ходе работы были рассчитаны основные параметры конвейера по данной схеме (выбор ленты и роликоопор, скорости, ширины, погонных нагрузок, расчет натяжений в ленте) и выбран приводной механизм. Так же была построена диаграмма натяжений, которая характеризует закон изменения натяжений тягового органа по всей его длине.

    Библиографический список

    1. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины /А.О. Спиваковский, В.И. Дьячков. М., 1968.
    2. Промышленный транспорт: Справочник проектировщика /Под ред. А.Ф.Гельмана. М., 1975.
    3. Зеленский О.В. Справочник по проектированию ленточных конвейеров / О.В. Зеленский, А.С. Петров. М.: Недра, 1986.
    4. Методические указания по выполнению курсовой по дисциплине «Специальные виды промышленного транспорта». Составитель Муравьев М.М., 2001 г.