Ленточный конвейер (стр. 2 из 10)

Назначение привода – приведение в движение тягового элемента конвейера и груза. Необходимое тяговое усилие на тяговом элементе ленточного конвейера создается силами трения, возникающими между лентами и поверхностью приводного барабана.

Рисунок 1 – Схема привода ленточного конвейера.

Привод состоит из двигателя 1, редуктора 3, барабана 5, а также муфт 2 и 4, соединяющих двигатель с редуктором и редуктор с валом барабана. Ленточные конвейеры могут иметь следующие виды приводов: однобарабанный (единичный) головной или двухбарабанный головной.

Рисунок 2 – Виды приводов ленточного конвейера: а) – однобарабанный; б) – двухбарабанный.

Привод может быть как с правой, так и с левой стороны конвейера. При использовании двухбарабанного привода необходимо предусмотреть расстояние между приводными барабанами, равное длине пробега ленты за время не менее 0,5 с.

На конвейерах тяжело нагруженных и большой протяженности для преодоления местных и распределенных линейных сопротивлений необходимо создать большое натяжение ленты. В этих случаях однобарабанный привод конвейера становится неэкономичным, и весьма перспективным является применение многобарабанного привода конвейера, состоящего из установленных вдоль трассы конвейера нескольких приводов, работающих согласованно друг с другом и предназначенных для одного тягового элемента конвейера.

В приводах наклонных ленточных конвейеров применяют остановы и тормоза, предохраняющие ленту от самопроизвольного обратного движения под действием силы тяжести груза при выключении приводного двигателя [1].

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Рассчитаем ленточный конвейер с заданными параметрами:

производительность конвейера Q = 1300 т/ч;

скорость движения ленты v= 3 м/с;

плотность насыпного (транспортируемого) груза (известняк сухой) ρ = 1,6 т/м³;

угол наклона конвейера φ = 12º;

длина конвейера L_K = 30 м;

максимальный размер куска а = 200 мм.

2.1 Предварительный расчет конвейера

2.1.1 Определение ширины и выбор ленты

Находим ширину ленты по формуле [2]:

,(1)

где В – ширина ленты, м;

Q – производительность конвейера, Q = 1300 т/ч;

v – скорость движения ленты, v = 3 м/с;

ρ – плотность насыпного груза, ρ = 1,6 т/м³;

k_β – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера, k_β = 1 [2];

φ – угол естественного откоса, β = 30º.

1,03 м,

принимаем ленту шириной В = 1200 мм; выбираем резинотканевую ленту БКНЛ – 120 запас прочности К_рп = 9,5; предел прочности σ_рп = 6,1 МПа.

Проверка рабочей ширины ленты:

В = 2 · а + 200,(2)

где а – максимальный размер куска, а = 200 мм;

В = 2 · 200 + 200 = 600 мм.

2.1.2 Определение предварительной мощности двигателя и тягового усилия

Находим предварительную мощность двигателя по формуле [2]:Р_п = (0,00015 · Q · L_г + К₁ · L_г · V + 0,0027 · Q · H) · К₂,(3)

где L_г – длина конвейера, L_г = 30 м;

К₁ – коэффициент, зависящий от ширины ленты, К₁ = 0,02 [2];

К₂ – коэффициент, зависящий от длины ленты, К₂ = 1 [2];

= sinλ

Sin 12 = 0.2079·30 = 6.24м

Н – высота подъема груза, Н = 6,24, м;

Р_п = (0,00015 · 1300 · 30 + 0,02 · 30 · 3 + 0,0027 · 1300 · 6,24) · 1 = 29,55 кВт.

Находим предварительное тяговое усилие по формуле [2]:

;(4)

где Р_п – предварительная мощность двигателя;

v – скорость движения ленты;

9,85 кН.

2.1.3 Определение предварительного максимального натяжения ленты

Максимальное натяжение ленты находим по формуле [2]:

,(5)

где е – коэффициент, характеризующий тяговую способность приводного барабана, е = 2,71;

f – коэффициент трения резины по дереву, f = 0,35 [2];

α – угол обхвата барабана лентой, α = π (рад);

12,7 кН.

Для лучшего сцепления ленты с поверхностью барабана его футеруют деревом.

2.1.4 Определение линейной плотности ленты

Находим число прокладок по формуле [2]:

,(6)

;

принимаем по стандарту число прокладок z = 3.

Находим линейную плотность ленты по формуле [2]:

ρ₁ = 1,1 · В · (δ · z + δ₁ + δ₂),(7)

где δ – толщина одной текстильной прокладки, δ = 1,25 мм;

δ₁ – толщина верхней обкладки, δ₁ = 4,5 мм;

δ₂ – толщина нижней обкладки, δ₂ = 1,5 мм;

ρ₁= 1,1 · 1,2 · (1,25 · 3 + 4,5 + 1,5) = 12,87 кг/м.

2.1.5 Линейная плотность транспортируемого груза и роликоопор

Находим среднюю линейную плотность груза по формуле [2]:

,(8)

120 кг/м.

Находим шаг роликоопор на рабочей ветви конвейера по формуле [2]:

I_р = А – 0,625 · В,(9)

где А – коэффициент, зависящий от плотности груза, А = 1470 [2];

I_р = 1470 – 0,625 · 1200 = 720 мм.

Находим массу роликоопор по формуле [2]:

m = 10 · B + 7; (10)

m = 10 · 1,2 + 7 = 19 кг.

Линейная плотность роликоопор определяется по формуле [2]:

,(11)

кг/м.

Шаг роликоопор на холостой ветви определяется по формуле [2]:

I_x = 2 · I_P;(12)

I_x = 2 · 720 = 1440 мм.

Масса роликоопор на холостой ветви по формуле [2]:

m_п = 10 · В + 3;(13)

m_п = 10 · 1,2 + 3 = 15 кг.

Линейная плотность плоских роликоопор по формуле [2]:

,(14)

кг/м.

2.2 Конструктивные размеры барабана

Находим диаметр приводного барабана по формуле [2]:

D_б = z · (120 ÷ 150),(15)

D_б = 3 · (120 ÷ 150) = 360 ÷ 450 мм,

по ГОСТ 22644 – 77 принимаем D_б = 500 мм.

Находим длину барабана по формуле [2]:

В₁ = В + 100,(16)

В₁ = 1200 + 100 = 1300 мм.

Стрела выпуклости барабана по формуле [2]:

f_в = 0,005 · В₁,(17)

f_в = 0,005 · 1300 = 6,5 мм.

Находим диаметр натяжного барабана по формуле [2]:

,(18)

333 мм,

принимаем D_Н = 350 мм.

2.3 Определение натяжения ленты конвейера методом обхода контура по точкам

Разбиваем контур конвейера на 4 участка. Натяжение ленты в точке 1 принимаем за неизвестную величину. Затем находим натяжение ленты в остальных точках через неизвестное натяжение в точке 1.

Рисунок 3 – Схема для определения натяжения ленты конвейера методом обхода контура по точкам.

Находим натяжение ленты методом обхода контура по точкам в точке 2 [2]:

,(19)

где F₁ и F₂ – натяжение ленты в соответствующих точках, кН;

К_ωп – коэффициент сопротивления кручению, К_ωп = 0,022;

в точке 3:

F₃ = F₂ + K_δН · F₂,(20)

где K_δН – коэффициент сопротивления на натяжном барабане, K_δН = 0,05;

F₃ = (1 + 0,05) · (F₁ +-0,637) = 1,05 · F₁ - 0,669;

в точке 4:

,(21)

где K_ωж – коэффициент сопротивления движению ленты по желобчатым роликоопорам, K_ωж = 0,025;

= 1,05 · F₁ + 8,631.

F₄ = F₁ · e^f·α(22)

1,05 · F₁ + 8,631 = F₁ · 2,71^0,35·3,14

F₁ · 2,99 - F₁ · 1,05 = 8,631

F₁ · (2,99 – 1,05) = 8,631

F₁ · 1,94 = 8,631

= 4,45 кН.

F₂ = 4,45 - 0,637 = 3,813 кН

F₃ = 1,05 · 4,45 – 0,669 = 4 кН

F₄ = 1,05 · 4,45 + 8,631 = 13,3 кН

2.4 Уточненный расчет конвейера

2.4.1 Проверка провисания ленты между роликоопорами

Наибольший прогиб ленты будет в точке 3 и он определяется по формуле [2]:

,(23)

где I_max – наибольший прогиб ленты, м;

F₃ – натяжение ленты в точке 3, Н;

= 0,011 м.

Допустимый прогиб определяется по формуле [2]:

[I_max] = (0,025 ÷ 0,03) · I_p,(24)

[I_max] = (0,025 ÷ 0,03) · 0,72 = 0,018 ÷ 0,0216 м.

[I_max]> I_max , следовательно, натяжение ленты достаточное.

2.4.2 Определение уточненного тягового усилия на приводном барабане

Находим тяговое усилие на приводном барабане по формуле [2]:

F_ту = F₄ – F₁ + F_{4... 1};(25)

F_ту = 13,3 – 4,45 + 0,03 · (13,3 + 4,45) = 9,383 кН.