Подбор подшипников для ведущего вала привода и для оси натяжного устройства. Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования в горизонтальном и наклонном направлениях различных насыпных и штучных грузов в металлургической химической угольной энергетической машиностроительной и многих других отраслях промышленности а также для перемещения изделий от одного рабочего места к другому по технологическому процессу при поточном производстве. Для опилок угол естественного откоса груза в состоянии покоя...
Поделитесь работой в социальных сетях
Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск
PAGE 3
Федеральное агенство по образованию
«Московский государственный университет леса»
Кафедра теории и конструирования машин
(отделение заочного обучения)
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
специальность: 190603
факультет: ИПСОП
Выполнил:
Преподаватель:
г. Москва
2011 г.
|
Задание на курсовой проект. |
стр. |
|
|
Введение. |
стр. |
|
|
стр. |
|
|
стр. |
|
|
стр. |
9,10 |
|
стр. |
10,11 |
|
стр. |
11-15 |
|
стр. |
15,16 |
|
стр. |
16,17 |
|
Список использованной литературы |
стр. |
Введение.
Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованных и надежно работающих средств транспорта. При переработке больших объемов груза целесообразно применять устройства и машины непрерывного действия. К ним относятся конвейеры различных видов и различного назначения. Конвейеры являются составной и неотъемлемой частью многих современных технологических процессов они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Транспортирующие машины непрерывного действия являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы. Эти машины должны быть надежными, прочными, долговечными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматическом режиме.
Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования в горизонтальном и наклонном направлениях различных насыпных и штучных грузов в металлургической, химической, угольной, энергетической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности, а также для перемещения изделий от одного рабочего места к другому по технологическому процессу при поточном производстве. Преимуществами пластинчатых конвейеров являются возможность транспортирования тяжелых крупнокусковых и горячих грузов при больших производительности (до 2000м3/ч и более) и длине перемещения (до 2 км) вследствие высокой прочности тяговых цепей и возможности применения промежуточных приводов.
В данной работе приводится расчет пластинчатого конвейера, транспортирующего опилки и имеющего производительность 30 т/ч.
1. Расчет пластинчатого конвейера
1.1. Определение параметров, не указанных в задании:
В задании не указана плотность перемещаемого груза. Исходя из типа заданного груза (опилки) по справочным данным принимаем насыпную массу опилок равную 280 кг/м 3 (страница 62 ).
Привод установлен в конце грузовой ветви конвейера. Разгрузка опилок производится в бункер в конце грузовой ветви. Конвейер установлен в закрытом неотапливаемом помещении.
Конвейер снабжен пластинами из листов стали без бортов.
Так как конвейер без наклона, то коэффициент, учитывающий угол наклона С 2 = 1.
Угол естественного откоса груза в движении φ 1 = 0,4φ = 0,4 · 39 = 5,6°. Для опилок угол естественного откоса груза в состоянии покоя φ = 39°.
Производительность конвейера по объему, м 3 /ч.
Расчетная схема пластинчатого конвейера приведена на рис. 1.
Рисунок 1. Схема пластинчатого конвейера.
1.2. Определяем ширину пластинчатого конвейера:
где: производительность конвейера по массе, кг.
Расчетное значение ширины настила округляем до номинальной ширины. Принимаем по ГОСТ 22281-76 настил стандартной ширины 1400 мм (страница 62 ).
1.3. Определяем погонную массу настила с цепями:
где: коэффициент, зависящий от ширины настила, кг/м. Согласно рекомендаций для настила шириной 1,4 м (страница 61 ).
1.4. По приложению 2 предварительно выбираем пластинчатую катковую цепь М112 с шагом масса 1 метра цепи
1.5. Определяем погонную массу груза на конвейере:
где: производительность конвейера по объему, м 3 /ч.
1.6. Тяговый расчет конвейера:
Принимаем натяжение цепи в точке сбегания ее с приводной звездочки:
Сопротивление на горизонтальном участке холостой ветви 1 2:
где: - ускорение свободного падения,
коэффициент сопротивления движению цепи с настилом. Так как цепь опирается на опорные ролики на подшипниках скольжения, то (страница 61 ).
Натяжение цепи в точке 2:
Коэффициент сопротивления на натяжной звездочке.
Следовательно, натяжение цепи в точке 3:
Сопротивление движения на горизонтальном участке 3 4:
Натяжение цепи в точке 4:
Запас прочности выбранной цепи:
Цепь выбрана верно, так как допустимый запас прочности для горизонтальных неотвесных конвейеров К = 6…7 (страница 63 ).
1.7. Определяем диаметр делительной окружности ведущей звездочки принимая число ее зубьев (страница 11 ):
2. Расчет мощности привода конвейера и выбор двигателя.
2.1. Инерционное усилие, возникающее в период пуска конвейера:
где: - время пуска конвейера,
2.2. Тяговое усилие ведущей звездочки:
где:
2.3. Сопротивление на приводной звездочке конвейера:
где: - сопротивление на приводной звездочке,
где: - коэффициент, (страница 15 ).
2.4. Мощность двигателя привода в период установившегося движения:
где: - КПД привода, (приложение 19 ).
Число цепей конвейера, .
Максимальная скорость цепи.
2.5. Мощность двигателя привода конвейера в период его пуска:
2.6. Установочная мощность:
2.7. По мощности из приложения 3 выбираем асинхронный двигатель типа 4А160 S 6У3, с допустимым коэффициентом перегрузки и частотой вращения
Выбранный электродвигатель должен удовлетворять условию:
Двигатель выбран правильно.
3. Расчет и выбор редуктора
3.1. Необходимая частота вращения приводной звездочки:
3.2. Требуемое передаточное число передачи, устанавливаемой между электродвигателем и ведущим валом:
3.3. В качестве передачи по приложению 4 выбираем стандартный редуктор Ц2У-250 с передаточным числом, допустимый крутящий момент на тихоходном валу.
Параметры редуктора:
3.4. Величина отклонения:
что допустимо.
3.5. Фактически крутящийся момент на приводном валу конвейера:
4. Выбор муфт ы
Передача крутящего момента от вала двигателя на входной вал редуктора производится предохранительной многодисковой фрикционной муфтой.
4.1. Номинальный крутящийся момент:
4.2. Передаваемый расчетный крутящийся момент:
где: - коэффициент режима работы, для пластинчатых конвейеров при нагрузках с умеренными колебаниями до 150% номинальной (страница 21 ).
4.3. По величине из приложения 5 выбираем муфту типоразмера 4, имеющую следующие параметры:
номинальный крутящийся момент
5. Расчет приводного вала.
5.1. Ориентировочный расчет ведущего вала привода:
Принимаем.
По таблице 5 выбираем конструктивные элементы вала:
тогда:
принимаем
принимаем
Вычисленные значения диаметров округляем в ближайшую сторону по ряду нормальных линейных размеров (приложение 1 ).
5.2. Для соединения выходного вала редуктора с ведущим валом привода применяем зубчатую муфту.
Для выбора муфты рассчитываем передаваемый расчетный крутящий момент:
Из приложения 5.3 выбираем зубчатую муфту, передающую крутящий момент с параметрами:
Назначаем модуль m = 3 при числе зубьев z = 45.
5.3. Подбор шпонки.
Для двух диаметров вала выбираем шпонку одного сечения по валу минимального сечения с d = 75 мм.
По ГОСТ 23360 78 выбираем шпонку 1-22х14х120 с
5.4. Параметры ступицы звездочки:
длина ступицы:
диаметр ступицы:
Принимаем рабочую длину шпонки
5.5. Проверяем выбранную шпонку по напряжениям смятия:
Шпонка выбрана правильно.
5.6. Проверочный расчет приводного вала.
5.6.1. Моменты сопротивления сечения вала со шпоночной канавкой под звездочкой по таблице 5.2 :
5.6.2. Находим горизонтальную силу, действующую на звездочку:
5.6.3. Сила, действующая на валы при наличии зубчатой муфты:
Определяем конструктивные размеры транспортера:
где: - конструктивный размер вала редуктора,
5.6.4. Горизонтальные реакции в опорах Б и Г с заменой на:
Так как, то при расчете подшипников принимаем.
5.6.5. Изгибающие моменты:
момент, изгибающий вал в горизонтальной плоскости:
момент, изгибающий вал в опоре Б слева в горизонтальной плоскости:
напряжение в расчетном сечении вала от изгиба моментом:
наибольшее напряжение в расчетном сечении вала от крутящего момента:
эквивалентное напряжение в точке наружного волокна:
5.7. Для вала назначаем сталь 45 с пределом текучести
Запас прочности по пределу текучести:
Размеры вала выбраны правильно.
6. Расчет натяжного устройства.
Принимаем для проектируемого одноцепного конвейера винтовое натяжное устройство с двумя винтами.
6.1. Расчетная сила натяжки:
где: - натяжение цепи в точке 2;
Натяжение цепи в точке 3.
6.2. Расчетный изгибающий момент:
6.3. Требуемый диаметр оси:
6.4. Чтобы уменьшить номенклатуру фрез для нарезания шпоночных пазов принимаем диаметр оси натяжения устройства в месте установки звездочки, а диаметр оси в месте установки подшипника.
6.5. Расчет винта натяжного устройства:
6.5.1. Момент от сил трения при вращении винта:
Принимая: ,
Откуда
6.5.2. Величина усилия натяжки натяжного устройства:
6.6. Из приложения 20 выбираем натяжное устройство: Трап.32х6, с параметрами:
сила натяжки натяжного устройства S = 25000 Н;
диаметр подшипника d п = 70 мм;
ход ползуна А = 500 мм;
диаметр винта d = 32;
В = 1100 мм;
Н = 160 мм;
К = 140 мм;
L = 150 мм.
7. Подбор подшипников для ведущего вала привода и для оси натяжного устройства.
7.1. Так как опоры вала и оси устанавливаются на сварной раме в корпусах, соосность которых достаточно точно обеспечена быть не может, принимаем для их установки сферические радиальные подшипники.
Из приложения 20 :
Для вала подшипник радиальный шариковый № 1317 ГОСТ 28428-90:
внутренний диаметр d = 85 мм;
внешний диаметр D = 180 мм;
ширина B = 41 мм
0 = 51000 Н;
r = 98000 Н;
Х = 1.
Для оси подшипник радиальный шариковый № 1214 ГОСТ 28428-90:
внутренний диаметр d = 70 мм;
внешний диаметр D = 125 мм;
ширина B = 24 мм
статическая грузоподъемность C 0 = 19000 Н;
динамическая грузоподъемность C r = 34500 Н;
Х = 1.
7.2. Проверка выбранных подшипников на долговечность:
для вала
для оси
Проверка для вала подшипник радиальный шариковый № 1317:
Проверка для оси подшипник радиальный шариковый № 1214:
Расчетная долговечность подшипников соответствует рекомендуемым значениям конвейеров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Иванов Г.А. Расчет и конструирование цепных конвейеров. Учебно-методическое пособие, М.:ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. 115 с.
- Спиваковский А. О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. М.: Машиностроение, 1983 - 487 с.
- Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин, Учебное издание. М.: ВШ, 2006 408 с.
- Решетов Д.Н. Детали машин, Учебник. М.: Машиностроение, 1989 496 с.
- ГОСТ 28428-90 Радиальные подшипники. М. 1990.
3
а 7
а 6
F С
R Гг
F М
R Бг
М иВ =3650 Н∙м
М иБ = 1845 Н∙м
М г
Т = 3922 Н∙м
Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм> |
|||
| 18727. | Проект СТО легковых автомобилей | 1.21 MB | |
| Быстрые темпы развития автотранспорта обусловили определенные проблемы для решения которых требуются научный подход и значительные материальные затраты.1 Выбор и обоснование исходных данных Количество автомобилей для обслуживания и ремонта СТО принимается по данным маркетинговых исследований г. Режим работы предприятия принимается по рекомендациям для карликовых СТО и сводим в табл... | |||
| 14077. | Проект Платная парковка | 84.19 KB | |
| Для достижения поставленных целей необходимо рассмотреть следующие задачи: проанализировать предметную область спроектировать и создать БД которая будет содержать сведения о платной парковке: информацию о владельце информацию о машине и действующую оплату; планировать возможность просмотра информации о документах и о владельцах машин учесть возможность модифицирования данных добавление редактирование сортировка фильтрация удаление... | |||
| 20207. | Проект ограждения-забора | 50.59 KB | |
| В своих трудах он не только описал явление электрической дуги но и предсказал возможность использования тепла выделяемого дугой для плавления металлов. талантливый русский изобретатель Николай Николаевич Бернардос разработал и предложил практический способ использования электрической дуги для сварки металлов. Цель: спроектировать ограждение-забор Для выполнения данной цели я поставил задачи: Произвести замеры Подобрать материал Сделать чертеж Соблюдать технологию сварки Выполнить экономическую часть 1. Каждый из этих вариантов... | |||
| 15566. | Проект ЛВС офиса предприятия | 130.43 KB | |
| Планирование логической структуры сети выбор топологии сети и методов доступа выбор сетевой архитектуры планирование физической структуры сети с привязкой к предприятию. Смета на разработку и монтаж сети. Компьютеры входящие в ЛВС клиент серверной архитектуры делятся на два типа: рабочие станции или клиенты предназначенные для пользователей и файловые серверы которые как правило недоступны для обычных пользователей и предназначены для управления ресурсами сети. | |||
| 1688. | Проект подземного транспорта | 430.16 KB | |
| Огромные масштабы горного производства, его высокая трудоемкость и капиталоемкость, ухудшение условий разработки месторождений полезных ископаемых оказывают существенно возрастающее влияние на экономику народного хозяйства. | |||
| 11310. | ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПРОЕКТ, ЭТАПЫ ЕГО ПРОВЕДЕНИЯ | 54.67 KB | |
| В связи с этим появляется необходимость выбора наиболее оптимального инвестиционного проекта. Основная цель инвестирования заключается в формировании инвестиционного проекта который обеспечит инвесторов и других участников проектов всей нужной информацией необходимой для того чтобы принять... | |||
| 20250. | Проект – единица проектной деятельности | 47.24 KB | |
| Теоретическое обоснование проектной деятельности как современной модели обучения. История проектной деятельности. Создание условий проектной деятельности в учебном процессе. Проект единица проектной деятельности. | |||
| 1480. | Бизнес-проект мототрека «МотоS» | 5.32 MB | |
| Комплексная реализация партнерских, инвестиционных программ и проектов в сфере развития технических видов спорта и развлечений с использованием передовых разработок в сфере современной спортивной науки и техники; | |||
| 12231. | Проект производства плиточного шоколада | 893.43 KB | |
| Миссии являются одним из самых существенных решений при планировании и выборе цели организации. Все цели организации вырабатываются для осуществления ее миссии. Выработанные цели служат в качестве критериев для всего последующего процесса принятия управленческих решений. | |||
| 18387. | Проект реконструкции системы электроснабжения ТОО АРАЙ-91 | 1.39 MB | |
| Выбор кабеля для конденсаторных установок. В данном ТОО для повышения эффективности производства была произведена замена устаревшего и изношенного оборудования новым более современным и производительным. Для защиты цеховых трансформаторов необходимо произвести выбор защит и расчёт их установок. Для хранениия зерна пирменяют три зерносклада общей вместимостью 3000 тыс. | |||
Рассчитать пластинчатый горизонтальный конвейер при заданной производительности Q = 130 т/ч (см. рис. 8.1, а ) для перемещения штучных грузов плотностью r = 0,95 т/м 3 с размером по диагонали 700 мм, массой т = 180 кг. Длина конвейера L = 45 м. Разгрузка - в конце загруженной ветви. Условия работы - средние.
Исходя из размеров груза выбираем по формуле (8.2) ширину настила В = 700 + 100 = 800 мм.
По ГОСТ 22281-76 (табл. 8.2) принимаем ширину настила В = 800 мм. По табл. 8.6 принимаем шаг цепи t = 400 мм. В соответствии с данными табл. 8.3 и 8.7 принимаем скорость ходовой части u = 0,2 м/с.
В качестве тягового органа предварительно принимаем (см. параграф 4.4) две пластинчатые катковые с ребордами на катках (тип 4) разборные цени со сплошными валиками (исполнение 2) и разрушающей нагрузкой (табл. III.1.11) F разр = 112 кН. Номер цепи - M112, обозначение цепи:
Цепь тяговая М112-4-400-2 ГОСТ 588-81.
Погонная масса груза, согласно (5.12), q = Q /(3,6u ) = 130/(3,6 ´ 0,2) = = 180 кг/м.
Из формулы (5.11) найдем шаг расположения грузов на настиле t г = m /q = = 180/180 = 1 м.
Приближенно погонная масса ходовой части конвейера по формуле (8.8) q х.ч » 60×0,8 + 45 = 93 кг/м, где для легкого груза (r<1) из табл. 8.13 принят К = 45.
Из табл. 8.12 выбираем коэффициент сопротивления движению w = 0,l (диаметр валика цепи - менее 20 мм).
Приняв наименьшее натяжение цепей в точке их сбегания с приводных звездочек F min = F 1 = 1000 Н (см. параграф 5.2), найдем из формулы (8.6) тяговую силу конвейера (F 6 и F п.р равны нулю):
Определим натяжение в характерных точках конвейера методом обхода по контуру и уточним значение F 0 . Обход начинаем от точки с наименьшим натяжением F min = F 1 = 1000 Н.
Сопротивление на участке холостой ветви конвейера согласно (5.22) F х = q х.ч q wL = 93×9,81×0,l×45 = 4105 H; то же, на загруженной ветви согласно (5.17) F г = (q + q х.ч) q wL = (180 + 93) 9,81×0,1×45 = 12 052 Н.
Натяжение цепей в точке набегания цепей на натяжные звездочки согласно (5.35) F 2 = F 1 + F х = 1000 + 4105 = 5105 Н.
Сопротивление на натяжных звездочках по формуле (5.26) F пов = F 2 (l,05-l) = = 0,05F 2 .
Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек F 3 = F 2 + F пов = F 2 + + 0,05F 2 = 1,05 × 5105 = 5360 Н.
Натяжение в точке набегания загруженных ветвей цепей на приводные звездочки F 4 = F 3 + F г = 5360 + 12 052 = 17 412 Н.
Натяжение в набегающих на приводные звездочки тяговых цепях с учетом сопротивлений на поворотном пункте 4 (на приводных звездочках) F наб = F 4 ++ F 4 (k п - 1) = k п F 4 = 1,05×17 412 = 18 283 Н.
Уточненное значение тяговой силы конвейера согласно (5.37) = F наб - F 1 = 18 283 - 1000 = 17 283 Н, что отличается от полученного ранее на 4%.
Из формул (8.12) и (8.13) найдем расчетное натяжение одной цепи
Требуемая мощность двигателя по формуле (6.21) при КПД привода h = 0,94 (табл. 5.1) и коэффициенте запаса k = 1,2 Р = 1,2 ´ 3,45/0,94 = 4,41 кВт.
Из табл. III.3.1 выбираем электродвигатель 4А132М8УЗ мощностью 5,5 кВт с частотой вращения 720 мин -1 .
Частота вращения приводного вала конвейера по формуле (8.15) п п.в = 60×0,2/(6×0,4) = 5 мин -1 .
Передаточное число привода по формуле (6.23) и = 720/5 = 144.
Принимаем кинематическую схему привода, состоящую из клиноременной передачи и редуктора.
С учетом пояснений к формуле (1.101), из которых следует, что для машин непрерывного действия k р = 1, из табл. Ш.4.13 выбираем редуктор КЦ2-750, имеющий передаточное число и р = 118, с мощностью на быстроходном валу Р р = 6,5 кВт при частоте вращения этого вала п б = 600 мин -1 .
При этом передаточное число клиноременной передачи и к.п = и /и р = = 144/118 = 1,22.
Проверка двигателя на достаточность пускового момента и определение коэффициента перегрузки тягового органа при пуске конвейера выполняются аналогично расчету, изложенному в параграфе 16.1.
4. Подробный тяговый расчет
5. Определение расчетного натяжения тягового элемента
7. Расчет и выбор редуктора
8. Выбор тормоза
9. Выбор муфт
10. Расчет приводного вала
11. Расчет оси натяжной станции
11.1 Расчет открытой зубчатой передачи
12.1 Расчет пружины
12.2 Расчет натяжных винтов
Литература
Введение
Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованных и надежно работающих средств транспорта. При переработке больших объемов груза целесообразно применять устройства и машины непрерывного действия. К ним относятся конвейеры различных видов и различного назначения. Конвейеры являются составной и неотъемлемой частью многих современных технологических процессов – они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Транспортирующие машины непрерывного действия являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы. Эти машины должны быть надежными, прочными, долговечными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматическом режиме.
В курсовом проекте спроектирован наклонный пластинчатый конвейер, производительностью 400 т/ч с длиной горизонтальной части 50 метров и наклонной части 20 метров, предназначенный для транспортировки мелких деталей навалом.
В конструкторской части изображены привод, натяжное устройство, загрузочный бункер и общий вид конвейера.
Были произведены необходимые расчеты, среди которых расчет конструкционных параметров конвейера (ширина настила, диаметры валов и др.), расчет на прочность всех наиболее ответственных элементов конвейера, определение нагрузок на валы, выбор двигателя и редуктора, расчет натяжного устройства и другие расчеты.
1. Определение основных параметров
Определим характеристики транспортируемого груза.
Средний размер куска мелких деталей ; насыпная плотность груза ; угол естественного откоса груза в покое , а в движении ; коэффициент трения груза по стальному настилу ; угол трения груза о металлический настил .
Для заданных условий выбираем двухцепной конвейер общего назначения с длиннозвенными тяговыми пластинчатыми цепями и звездочками с малым числом зубьев. С учетом этого принимаем скорость конвейера .
Объемная производительность, соответствующая расчетной производительности , составляет
2. Выбор типа настила и определение его ширины
С учетом параметров груза и выбираем бортовой настил, так как для транспортирования насыпного груза пригодны только конвейеры с бортовым настилом.
Определим конструкцию настила.
При гладком настиле ;
Условие не выполняется
При волнистом настиле
Условие выполняется, следовательно, выбираем бортовой волнистый настил среднего типа (рис. 1).
Рис. 1. Волнистый бортовой настил.
Определим высоту бортов. . Принимаем
Находим требуемую ширину настила.
где - производительность, т/ч;
Скорость конвейера, м/с;
Угол естественного откоса груза (щебня) в покое;
Коэффициент угла наклона конвейера, ;
Высота слоя груза у бортов, м;
- коэффициент использования высоты борта .
Так как груз среднекусковой, то проверка настила по гранулометрическому составу груза не требуется.
Из ряда ГОСТ 22281-76 принимаем ближайшее большее значение ширины настила .
3. Приближенный тяговый расчет
где - начальное натяжение цепи, Н;
Линейная нагрузка от ходовой части конвейера, Н/м;
Для металлического
настила .
А – эмпирический коэффициент
Коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках.
Для катков на подшипниках качения ;
Определим разрывное усилие
По найденному усилию выбираем цепь по ГОСТ 588-81 М450 с максимальной разрушающей нагрузкой 450 кН, шагом .
а) Выбор коэффициентов сопротивления движению полотна
С учетом эксплуатации в средних условиях по таб. 2.6 принимаем коэффициент сопротивления движению на подшипниках скольжения . Коэффициенты сопротивления при огибании отклоняющих устройств: при угле перегиба и при .
б) Определение точки с наименьшим натяжением тягового элемента
Наименьшее натяжение тягового элемента будет в нижней точке 2 наклонного участка, т. к.
в) Определяем натяжения в характерных точках трассы. Наименьшее натяжение тягового элемента будет в нижней точке 2 (рис. 2).
Рис. 2. Трасса конвейера
Принимаем натяжение в точке 2 . При обходе трассы от точки 2 по направлению движения полотна определяем:
Для определения натяжений в т. 1 производим обратный обход:
Определение расчетного натяжения тягового элемента
По аналогии с применяемыми конструкциями принимаем тяговый элемент, состоящий из двух параллельно расположенных пластинчатых цепей с шагом 
; приводную звездочку с числом зубьев .
.
При заданной схеме трассы конвейера максимальное натяжение тягового элемента .
Определяем динамическое усилие по формуле (2.88)
где - коэффициент, учитывающий интерференцию упругих волн; - коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза ( при ); - коэффициент участия в колебательном процессе ходовой части конвейера ( при общей длине горизонтальных проекций ветвей конвейера 
);
Масса груза, находящегося на конвейере, кг;
Масса ходовой части конвейера, кг;
Число зубьев приводной звездочки;
Шаг тяговой цепи, м.
Тогда получим:
Так как разрывная нагрузка меньше, чем у выбранной цепи, то окончательно останавливаемся на М1250.
6. Определение мощности и выбор двигателя
Тяговое усилие на приводных звездочках
При коэффициенте запаса и КПД привода мощность двигателя
По полученному значению мощности выбираем двигатель серии 4А280S6У3:
,
.
Определяем крутящий момент на приводном валу
.
7. Расчет и выбор редуктора
Определяем частоту вращения приводного вала
.
Диаметр звездочки
.
Определяем передаточное число привода
.
Т.к. передаточное число велико, то требуется дополнительная понижающая передача. В качестве дополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатую передачу. Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.
Следовательно
.
8. Выбор тормоза
Тормоз устанавливаем на приводном валу, что в значительной мере уменьшает величину тормозного момента.
Определяем тормозной момент(3.81)
где - момент на приводном валу,
Определим момент звездочки
Делительный диаметр звездочки.
Выбираем тормоз колодочного типа ТКГ с электрогидравлическими толкателями ТКГ – 300.
9. Выбор муфт
Между электродвигателем и редуктором устанавливаем упругую втулочно–пальцевую муфту. Номинальный момент муфты равен крутящему моменту на приводном валу электродвигателя
Расчетный момент муфты
Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую с тормозным шкивом МУВП – Т 710, с номинальным крутящим моментом 710 Нм и диаметром тормозного шкива 300мм.
10. Расчет приводного вала
Приводной вал испытывает изгиб от поперечных нагрузок, создаваемых натяжением цепи и кручения от момента, передаваемого на вал приводом.
Определяем момент:
.
Максимальный изгибающий момент:
Изгибающий момент перед ступицей:
Определим диаметр ступицы:
Определим диаметр цапфы:
С учетом рассчитанных данных конструируем вал, назначая диаметры по нормальному ряду размеров. В целях унификации принимаем диметры вала в опорах одинаковыми и равными большему: 200мм.
Материал вала - сталь 45:
Определяем диаметр сечения вала под звездочками
С учетом ослабления сечения шпоночным пазом увеличиваем диаметр вала на 10%
Принимаем диаметр вала под звездочками равный 120мм.
Т.к. общее передаточное число велико и равно 100, то требуется дополнительная понижающая передача, устанавливаемая между редуктором и приводным валом. В качестве дополнительной передачи применяем открытую одноступенчатую зубчатую передачу. Рекомендуемое передаточное число такой передачи не более 5.
Примем диаметр делительной окружности шестерни , минимальное число зубьев шестерни .
Модуль зубчатого зацепления
Примем мм;
Диаметр делительной окружности подвенцовой шестерни
Число зубьев зубчатого венца
Диаметр делительной окружности зубчатого венца
что приемлемо по габаритам.
Межосевое расстояние
Ширина зубчатого венца
где 0,1–0,4 - коэффициент ширины зубчатых колес.
12. Расчет натяжного устройства
Выбираем пружинно-винтовое натяжное устройство, т.к. длина конвейера более 20метров.
Определение усилия натяжки и хода натяжного устройства.
Усилие натяжки равно
Ход натяжного устройства назначаем в соответствии с рекомендациями 1,5 шага цепи
12.1 Расчет пружины
Рис.3. Схема натяжного устройства.
Расчетное усилие в одной пружине с учетом равномерного распределения нагрузки:
где - коэффициент запаса.
Материал пружины сталь 65Г (ГОСТ 1050-85).
Диаметр прутка находим из условия прочности пружины сжатия
,
где 
- коэф., зависящий от индекса пружины ;
Начальный средний диаметр, м;
Допустимое напряжение кручения для материала проволоки. Па;
,
где - предел выносливости при кручении;
Коэф. безопасности;
Коэф. концентрации касательных напряжений.
Определяем средний диаметр пружины
Определяем число витков по заданной осадке
где - модуль сдвига,
Рабочий ход пружины.
Определяем общее число витков с учетом шлифовки торцов пружины при образовании опорных поверхностей:
витков.
Длина пружины до соприкосновения витков
Длина пружины в ненагруженном состоянии
Наружный диаметр пружины
Внутренний диаметр пружины
Шаг витков
.
12.2 Расчет натяжных винтов
Определяем диаметр винта из условия, что напряжения, возникающие в материале винта меньше предельно допустимых для данного материала винта. Материал винта сталь 40Х.
Винт нагружен осевым сжимающим усилием, следовательно,
,
где - напряжения, возникающие в материале винта, Па;
Предельно допустимые напряжения сжатия, Па
;
Площадь поперечного сечения винта по внутреннему
диаметру резьбы, Н.
.
Принимаем внутренний диаметр резьбы винта равный 50мм.
Литература
1. Конвейеры: Справочник/Р. А. Волков, А. Н. Гнутов, В.К. Дьячков и др. Под общ. ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1984. 367 с.
2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов. – 3–е изд. , перераб. – М. : Машиностроение, 1983. – 487 с., ил.
3. Зенков Р. Л. и др. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Подъемно-траспортные машины и оборудование"/Р. Л. Зенков, И. И. Ивашков, Л. Н.Колобов, - 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 432 с.: ил.
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Изд. 4-е, переработанное и доп. Кн. 2.М., "Машиностроение". 576 с.
5. Шубин А. А. Расчет пластинчатого конвейера: Методические указания. – Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. – 28с.
Расчет пластинчатых конвейеров проводится в два этапа: предварительное (ориентировочное) определение основных параметров; поверочный расчет. Исходными данными для расчета являются:
производительность;
конфигурация трассы;
характеристика транспортируемого груза;
скорость движения полотна;
режим работы.
В соответствии с ГОСТ22281–92 выбирается тип конвейера и тип настила. Настил применяется трех типов:
легкий – при насыпной плотности транспортируемого груза ρ < 1т/м 3 ;
средний – при ρ = 1–2 т/м 3 ;
тяжелый – при ρ > 2 т/м 3 .
Высота бортов h бортового настила для насыпных грузов выбирается из нормального ряда (по справочнику), для штучных грузов h = 100–160 мм.
Угол наклона конвейера зависит от типа настила и характеристики перемещаемого груза (табл. 4.2), выбранный угол наклона конвейера должен удовлетворять условию β ≤ φ 1 – (7–10º), где φ 1 – угол естественного откоса груза в движении.
пластинчатого конвейера
β" – угол трения груза о настил
На настиле без бортов насыпной груз располагается по треугольнику (рис. 2.48) так же, как на ленточном конвейере с прямыми роликоопорами; В – ширина настила, b = 0,85В , φ – угол естественного откоса груза в покое (угол естественного откоса груза в движении φ 1 = 0,4 φ).
Рисунок 2.48 - Расположение насыпного груза на плоском настиле
Площадь сечения насыпного груза на настиле без бортов:
где h 1 – высота треугольника;
с 2 – коэффициент, учитывающий уменьшение площади на наклонном конвейере (табл. 2.11).
Производительность конвейера:
где ρ – плотность груза, т/м 3 ;
v – скорость конвейера, м/с;
В п – ширина настила без бортов.
Таблица 2.11 - Значения коэффициента с 2
Ширина настила без бортов:
Производительность при настиле с бортами (рис. 2.49) :
(2.49)
а – с подвижными бортами; б – с неподвижными бортами
Рисунок 2.49 - Типы бортовых настилов
Площадь сечения груза на настиле с бортами:
где В б – ширина настила с бортами, м;
ψ = 0,65–0,8 – коэффициент наполнения сечения настила.
Полученную ширину настила проверяют по условию кусковатости В ≥ Х 2 а +200 мм, где Х 2 – коэффициент кусковатости. Для сортированного груза Х 2 = 2,7; для рядового груза Х 2 = 1,7.
Окончательно выбранные значения ширины настила округляются до ближайших значений в соответствии с нормальным рядом.
Для штучных грузов ширину настила выбирают по габаритным размерам груза, способу его укладывания и количеству, при этом зазор между грузами должен составлять 100–300 мм.
Тяговый расчет. В ходе тягового расчета определяют силы сопротивления и натяжения цепей на отдельных участках трассы.
Максимальное натяжение цепей рассчитывается путем последовательного определения сопротивлений на отдельных участках, начиная от точки наименьшего натяжения.
Минимальное натяжение принимают равным не менее 500 Н на одну цепь (обычно S min = 1–3 кН) .
Линейную силу тяжести настила с цепями q 0 (Н/м) определяют по справочникам и каталогам, обычно:
q 0 ≈ 600 B + A , (2.51)
где А – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа и ширины настила.
Линейная сила тяжести груза (Н/м) :
Максимальное статическое натяжение цепей:
где L г и L х – длины горизонтальной проекции загруженной и незагруженной ветвей конвейера, м;
Н – высота подъема груза, м.
Знак «+» в формуле – для участков подъема, «–» – для участков спуска.
Полное расчетное усилие:
S max = S ст + S дин, (2.54)
где S ст – статическое натяжение тяговых цепей, Н;
S дин – динамические нагрузки в тяговых цепях, Н.
Если тяговый элемент состоит из двух цепей, то расчетное усилие на одну цепь учитывается коэффициентом неравномерности ее распределения С н =1,6–1,8.
Расчетное усилие одной цепи S расч = S max , двух цепей S расч = (1,5S max) / 2.
Окружное усилие на звездочке:
Р = ∑ W = S ст – S 0 , (2.55)
где S ст – наибольшее статическое усилие в тяговых цепях в точке набегания на приводные звездочки, полученное методом обхода по контуру, Н;
S 0 – натяжение цепей в точке сбегания с приводной звездочки, Н.
Мощность привода конвейера:
N в = Q L г ω / 367, (2.56)
где Q – производительность, т/ч;
L г – горизонтальная проекция длины, м;
ω 0 – обобщенный коэффициент сопротивления движению.
Далее производится выбор двигателя, определение передаточного числа и выбор редуктора; определение фактической скорости движения и уточнение производительности; определение статического тормозного момента (для наклонных конвейеров); расчет тормозного момента; определение хода натяжного устройства .
Поверочный расчет включает уточненный тяговый расчет методом обхода по контуру; проверку выбранной тяговой цепи; проверку рассчитанной мощности привода; выбор типа натяжного устройства.
Скребковые конвейеры
К скребковым конвейерам относятся разнообразные по конструкции транспортирующие машины, в которых груз перемещается волочением по неподвижному открытому или закрытому желобу или трубе прямоугольного или круглого сечения при помощи движущихся скребков, прикрепленных к тяговому элементу. Скребковые конвейеры применяют для транспортирования пылевидных, зернистых и крупнокусковых сыпучих грузов, а также для охлаждения горячих грузов: золы, шлака и др.
В качестве гибких тяговых элементов в основном используются цепи (реже ленты и канаты). При цепном тяговом элементе шаг скребков кратен шагу цепи. Рабочей ветвью конвейера обычно является нижняя, реже – верхняя ветвь, используются конвейеры с двумя рабочими ветвями, по которым груз может перемещаться одновременно в обе стороны. Нижняя грузонесущая ветвь цепи проходит внутри каркаса и огибает концевые звездочки, обратная (холостая) ветвь располагается в верхней части каркаса и движется по направляющим путям или роликам.
Скребковые конвейеры нашли широкое применение в угольных шахтах, на обогатительных фабриках, на предприятиях химической и пищевой промышленности, на животноводческих комплексах.
Скребковые конвейеры классифицируют по:
форме скребков: со сплошными и контурными скребками;
высоте скребков: с высокими и низкими скребками (конвейеры с низкими скребками имеют вертикально замкнутое расположение цепи).
Отдельную группу составляют трубчатые скребковые конвейеры с пространственной трассой.
По характеру движения скребковые конвейеры выполняют с непрерывным поступательным движением и с возвратно-поступательным движением: штанговые скребковые конвейеры с шарнирно закрепленными на жесткой штанге сплошными скребками или с жестко закрепленными скребками-шипами.
В скребковых конвейерах с низкими скребками груз перемещается в желобе конвейера сплошным слоем, высота которого в 2–6 раз больше высоты скребков.
Преимуществами скребковых конвейеров являются: простота конструкции и устройства промежуточной загрузки и разгрузки; возможность герметичного транспортирования пылящих и горячих грузов.
К недостаткам скребковых конвейеров относятся: интенсивный износ ходовой части и желоба; значительный расход энергии (из-за трения ходовой части о желоб); заклинивание кусков груза между скребками и желобом (при перемещении грузов с трудно дробимыми кусками).
Конвейеры со скребками шириной 200–320 мм имеют скорости движения v = 0,1–1,0 м/с; со скребками шириной 400–1200 мм v = 0,5–0,63 м/с.
Основным параметром скребкового конвейера является ширина скребка или скребковой цепи, для трубчатых скребковых конвейеров – наружный диаметр трубы .
Параметры и производительность ленточно-цепного конвейера определяются так же, как и ленточного (см. гл. 6).
В качестве тягового элемента чаще всего применяют сварные комбинированные цепи (табл. III.1.10), пластинчатые (табл. III. 1.11), реже - роликовые и специальные цепи. Несущим элементом служит конвейерная лента по ГОСТ 20-76 (см. параграф 4.4).
Во избежание проскальзывания цепи по ленте должно быть выдержано условие:
где b - угол наклона конвейера, град; f - коэффициент трения между лентой и площадкой цепи: f = 0,3...0,4; w - коэффициент сопротивления движению ленты по боковым роликам: w = 0,04...0,05; k c - коэффициент распределения нагрузки на опорную площадку цепи: k c » 0,45...0,5.
Тяговый расчет конвейера ведется методом обхода по контуру (см. параграф 5.2).
Расчет пластинчатых крутонаклонных конвейеров производится по методике, изложенной в параграфах 8.2 и 8.3. Ширина настила конвейера с бортами определяется по формуле (8.5), и из табл. 7.8 выбираются основные параметры ходовой части конвейера.
Табл. 7.8. Параметры ходовой части пластинчатых конвейеров, имеющих настил с бортами
| Ширина настила, мм | Высота бортов, мм | Толщина настила, мм | Тяговая цепь | Погонная масса ходовой части, кг/м | ||
| шаг, мм | тяговое усилие цепей, кН | диаметр валика цепи, мм | ||||
| 11,2 | ||||||
Глава 8. ПЛАСТИНЧАТЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
| Пластинчатые конвейеры предназначаются для транспортирования острокромочных или горячих материалов, кусковых или штучных грузов (рис. 8.1). Эти конвейеры состоят из тягового органа (в виде одной пли двух бесконечных тяговых цепей) с прикрепленным к нему настилом из отдельных пластин, приводного и натяжного устройств, загрузочного устройства и рамы. При плоском настиле возможно наличие и разгрузочного устройства в виде плужкового сбрасывателя. Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через редуктор. 8.2. НОРМАТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРОВ Типы конвейеров. Пластинчатые конвейеры различаются в основном конструкцией настила (рис. 8.2). Тип конвейера выбирается в зависимости от его назначения. Сведения о пластинчатых конвейерах приводятся в табл. 8.1...8.3. | |
| Рис. 8.1. Схемы пластинчатых конвейеров: а - горизонтального; б - наклонно-горизонтального; в - наклонного; г - горизонтально-наклонно-горизонтального; ПМ - приводной механизм, НУ - натяжное устройство |
Рис. 8.2. Типы пластинчатых конвейеров (к табл. 8.1)
Табл. 8.1. Типы пластинчатых конвейеров (ГОСТ 22281-76) и область их применения
Табл. 8.2. Основные размеры пластинчатых конвейеров (ГОСТ 22281-76)
* Для конвейеров типа БВ, КМ и КГ - по внутреннему размеру.
** Внутренний размер.
Табл. 8.3. Скорость движения ходовой части и номинальная производительность пластинчатых конвейеров (ГОСТ 22281-76)
Пластинчатые конвейеры бывают двух исполнений: с ходовой частью с катками; с ходовой частью без катков - катки (опорные ролики) являются элементом металлоконструкции.
Настил и борта. Ширина настила (мм) при транспортировании насыпных грузов принимается из условия
где k – коэффициент: для сортированного груза k = 2,7; для рядового груза k = 1,7; а¢ - наибольший размер типичного куска груза, мм [см. формулы (4.2)...(4.4)].
Ширина настила при транспортировании штучных грузов должна удовлетворять условию
где b 1 - наибольший поперечный размер груза (рис. 8.3) мм; В 1 - запас ширины настила: для безбортовых конвейеров В 1 = 50...100 мм, для бортовых В 1 = 100...150 мм.
Высота бортов при транспортировании насыпных грузов выбирается из табл. 8.4 с учетом данных табл. 8.5.
Высота бортов h при транспортировании штучных грузов принимается 100...160 мм.
 | Полученные ширина настила и высота бортов должны быть округлены до ближайших размеров по ГОСТ 22281-76 (см. табл. 8.2). Цепи тяговые. Для пластинчатых конвейеров тяговые цепи выбираются согласно данным таблиц III.1.11...III.1.14. Шаг цепей назначается в зависимости от ширины настила (табл. 8.6). Скорость ходовой части (полотна) пластинчатых конвейеров выбирается в зависимости от ширины настила согласно рекомендациям табл. 8.7. Угол наклона. Наибольший угол наклона пластинчатого конвейера при транспортировании насыпных грузов выбирается по табл. 8.8. |
| Рис. 8.3. Расположение штучных грузов на настиле конвейера: а - при автоматической укладке; б - при ручной укладке |
| При номинальной ширине настила, мм | |||||||
Примечание. Предпочтительны размеры, помещенные между линиями.
Табл. 8.8. Наибольшие допустимые углы наклона пластинчатых конвейеров при транспортировании сыпучих грузов
* r - угол трения груза (настил в движении), град.
При этом необходимо, чтобы угол наклона конвейера
где j д - угол естественного откоса груза в движении, град [см. 4.6)].
Натяжное устройство. Ход натяжного устройства выбирается в зависимости от шага тяговых цепей (табл. 8.9).
Загрузочные воронки. Основные размеры загрузочной воронки для пластинчатых конвейеров (рис. 8.4) в зависимости от ширины настила можно принимать по табл. 8.10.
Условное обозначение пластинчатого конвейера. Условное обозначение стационарного пластинчатого конвейера общего назначения, согласно ГОСТ 22281-76, содержит наименование изделия («конвейер пластинчатый») обозначение типа конвейера и исполнения, ширину настила ходовой части (см) и обозначение стандарта.
Например, стационарный пластинчатый конвейер общего назначения бортовой волнистый (БВ), исполнения 1, с шириной настила ходовой части В = 800 мм обозначается:
Конвейер пластинчатый БВ-1-80 ГОСТ 22281-76.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА
Ширина настила без бортов (м) при транспортировании насыпных грузов
где h - высота борта (см. параграф 8.2), м; y - коэффициент, характеризующий степень использования высоты борта, y = 0,65...0,8.
Полученная ширина настила уточняется согласно указаниям параграфа 8.2.
Тяговая сила конвейера (Н)
где F min - наименьшее натяжение цепей (см. параграф 5.2), Н; w - коэффициент сопротивления пластинчатого конвейера (табл. 8.12); q - погонная масса груза на конвейере [формулы (5.3) и (5.11)], кг/м; L - длина горизонтальной проекции загруженной части рабочей ветки конвейера, м; q х.ч - погонная масса ходовой части конвейера, кг/м; L г - длина горизонтальной проекции конвейера, м; Н - высота подъема груза, м; F б - сопротивление трения груза о неподвижные борта [формула (8.8)], Н; F п.р - сопротивление плужкового разгрузчика [формула (5.30)].
Табл. 8.11. Значения коэффициента k b [к формулам (8.4) и (8.5)]
Табл. 8.12. Значения коэффициента сопротивления w для пластинчатых конвейеров
* Большие значения принимаются при путях с центрирующими устройствами, предохраняющими цепь от сдвига.
** При работе в зимних условиях в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе приведенные значения увеличиваются в 1,5 раза.
В формуле (8.6) знак плюс перед qH принимается при подъеме груза, знак минус - при его опускании.
Сопротивление трения насыпных грузов о неподвижные борта (Н)
где f - коэффициент трения насыпного груза о стенки борта (табл. 4.1); h p - рабочая высота борта (по высоте груза), м; r - насыпная плотность груза, т/м 3 (см. табл. 4.1); l б - длина бортов, м.
Погонная масса ходовой части конвейера определяется по каталогу.
Приближенно погонную массу (кг/м) ходовой части конвейера можно принять
где В - ширина настила, м; К - см. табл. 8.13.
Мощность на приводном валу конвейера (кВт)
Табл. 8.14. Значения коэффициента k 1 [к формуле (8.11)]
Мощность двигателя для привода конвейера определяется по формуле (6.19).
Максимальное статическое натяжение тягового органа
где F min - наименьшее натяжение тягового органа (1000...3000 Н).
где L - длина конвейера, м; z - число зубьев ведущей звездочки тяговой цепи; t - шаг тяговой цепи, м; k 1 - коэффициент приведения массы (учитывающий, что не все элементы конвейера движутся с максимальным ускорением, а также - влияние упругости цепи) (табл. 8.14).
При скорости полотна до 0,2 м/с динамические нагрузки на цепи можно не учитывать.
Расчетное натяжение тягового органа
Для одноцепного тягового органа F = F расч.
где k - коэффициент запаса прочности цепи: для горизонтальных конвейеров k = 6…8, с наклонными участками - k = 8...10.
