Определение распределенных нагрузок

 

Нагрузка от массы груза на 1 м ленты:

Распределенная нагрузка ходовой части элеватора:

 

 

где qТ - распределенная масса тягового элемента, для ленты:

 

 

mК - масса ковша; по данным в [6 ]для подобранного ковша mК=5 кг,

 

 

Тяговой расчет элеватора. Расчет выполняется путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках трассы. Границы участков устанавливаются с учетом изменения характера или вида сопротивления (рис.2).

Натяжение в точке 2. В этой точке тяговый орган (лента) имеет наименьшую силу натяжения FН:

 

Сила натяжения ленты в точке 2:

Рис. 3 - Расчетная схема элеватора

 

Натяжение в точке 3. Сила натяжения ленты в этой точке складывается из силы натяжения F2, сопротивления на поворотном барабане и сопротивления зачерпыванию груза W2-3:

 

 

где k - коэффициент, учитывающий увеличение натяжения на поворотном барабане; согласно [3 ]для средних условий работы элеватора в закрытом помещении и угле поворота ленты в 180° k=1, 025, СЗАЧ - коэффициент сопротивления при зачерпывании; при скорости ковшей 1-1, 25 м/с для порошкообразных и мелкозернистых грузов СЗАЧ =12, 5-25 Нм/кг и СЗАЧ =20-40 Нм/кг для кусковых грузов; т.к. скорость движения ковшей 2 м/с, принимаем для молотой извести СЗАЧ =30 Нм/кг

 

 

Натяжение в точке 4. Сила натяжения ленты в этой точке складывается из силы натяжения F3 и сопротивления движущихся масс, на разгон и поднятие материла W3-4:

 

где g=9, 81 Н/кг - ускорение свободного падения,

Н=40 м - высота элеватора (рис.2),

Натяжение в точке 1. Сила натяжения ленты в этой точке складывается из силы натяжения F2 и нагрузки от движущихся масс порожней ветви элеватора W2-1:

Проверка надежности сцепления ленты с приводным барабаном. Проверку надежности проводим по формуле Эйлера:

 

 

где f - коэффициент трения ленты о барабан; по [1 ]для стального барабана и сухого закрытого помещения принимаем f=0, 3,

α - угол обхвата лентой барабана; α =180°,

 

Проверка числа прокладок ленты. Проверку согласно [6] проводим используя зависимость:

 

где FMAX - максимальное значение силы натяжения; FMAX =F НБ =F4=11054, 7 Н, Л - запас прочности ленты; nЛ=10-12, принимаем nЛ=12,

К0 - коэффициент, учитывающий ослабление ленты отверстиями под болты для крепления ковшей; К0 =0, 7-0, 9, принимаем К0 =0, 9,

[К] Р - предел прочности одного слоя ленты; у ленты с ТК-100 [К ]Р =100 Н/мм

 

 

Проектирование привода элеватора

Определение размеров барабанов.

 

Диаметр приводного барабана вычислим по зависимости из [6 ]:

Из ряда размеров барабанов по ГОСТ 22644-77 принимаем ближайший диаметр DПБ =800 мм.

Ширину приводного барабана принимаем больше ширины ленты BПБ =500 мм

Диаметр натяжного барабана согласно [7 ] принимаем таким же как и приводного: DПБ = DНБ =800 мм.

Ширину натяжного барабана принимаем BНБ = BПБ =500 мм.

 

Определение потребной мощности электродвигателя

Потребную мощность определим из соотношения:

 

 

где kЗ - коэффициент запаса; kЗ =1, 1-1, 2, принимаем kЗ =1, 2, =FНБ-FСБ - окружная сила на приводном валу; W0 =11054, 7-8087, 3=2967, 5 Н,

η - КПД передаточного механизма; для двухступенчатого редуктора согласно [7 ] η =0, 94,

 

Кинематический расчет

 

Частота вращения приводного барабана. Частоту вращения определим по формуле из [6]:

 

 

Определение крутящего момента на валу приводного барабана:

 

 

где FОКР =W0 =2967, 5 Н - окружная сила на валу приводного барабана,

 

 

Определение требуемого передаточного числа ui привода для каждой частоты вращения подходящего по мощности электродвигателя. Воспользуемся зависимостью:

 

 

Подбор двигателя и передачи мощности. По полученной потребной мощности выберем стандартный электродвигатель. В конвейерах и элеваторах при продолжительном режиме работы от сети переменного тока применяют трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели общего назначения серии 4А. Желательно использовать двигатели с повышенным пусковым моментом из-за возможности пуска системы под нагрузкой.

В качестве передачи мощности используем редуктор типа Ц2У. Далее в таблице представлены сравнительные характеристики нескольких оптимизированных вариантов привода элеватора:

 

№	Марка двигателя	PДВ, кВт	nДВ, об/мин	uiТипоразмер редуктораuРНоминальный крутящий момент на тихоходном валу ТНТ, Нм
1.	АИР112М2	7, 5	2895	2, 0	2, 2	60, 6	Ц2У-250	40	4000
2.	АИР132S4	7, 5	1440	2, 0	2, 2	30, 2	Ц2У-200	31, 5	2000
3.	АИР132М6	7, 5	960	2, 0	2, 2	20, 1	Ц2У-200	20	2000
4.	АИР160S8	7, 5	727	1, 4	2, 2	15, 2	Ц2У-160	18	1000

 

Перегрузка по мощности на всех двигателях составляет:

 

 

Из анализа данных таблицы следует, что наиболее рациональным вариантом привода является 3-ой, т.к. двигатель имеет повышенный пусковой момент, передача мощности не требует установки дополнительной открытой передачи как в 1-ом варианте и отклонение передаточного числа редуктора от требуемого меньше, чем в других вариантах. Сделаем проверку двигателя и редуктора.

Проверка двигателя по пусковому моменту. Поскольку элеваторы в ряде случаев пускаются в ход под нагрузкой, следует проверить электродвигатель по пусковому моменту с учетом допускаемой потери напряжения в питающей сети. Проверку выполняем по условию из [6 ]:

 

где ТН - номинальный момент электродвигателя:

 

- угловая скорость вала электродвигателя,

 - коэффициент перегрузки двигателя,

ТТР - момент трогания нагруженного элеватора, приведенный к валу электродвигателя:

 

Проверка редуктора по максимальному крутящему моменту на тихоходном валу. Проверка выполняется согласно условию:

 

 

т - кратность пускового момента; из [8 ]для редуктора Ц2У при среднем режиме работы т=1, 6,

 

 

Окончательно принимаем:

Двигатель АИР132М6 ТУ 16-525.564-84,

Редуктор Ц2У-200-20-21КУ2,

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: