Профиль «Промышленное и гражданское строительство»

МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение высшего образования

«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по дисциплине

«Строительные машины и оборудование»

для бакалавров направления подготовки

Строительство»

Профиль «Промышленное и гражданское строительство»

 

Ставрополь, 2015

 

 

В методических указаниях для бакалавров направления подготовки 08.03.01 «Строительство» дан состав данных, алгоритм расчета, необходимые для проведения лабораторно-практической работы по курсу «Строительные машины и оборудование» по теме «Расчет ленточных, ковшовых и винтовых конвейеров». По заданному варианту студент производит расчет конвейера, его геометрические размеры, мощность, КПД конвейера и передачи, необходимую минимальную мощность электродвигателя. Указания рекомендованы кафедрой.

 

Составители:

ст. преп. Н.В. Костина

к. т. н., доцент А.А. Солдатов

к. т. н., доцент С.О. Яшин

 

Рецензент:

к. т.н., доцент А.Т. Максименко

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель и содержание работы……………………..……………………………..4

2. Теоретическое обоснование………………………………………………….4

3.Аппаратура и материалы………………………………………………………6

4. Указания по технике безопасности……………………………………………7

5. Методика и порядок выполнения работы…………………………………….7

5.1. Лабораторная работа №1 Расчет ленточного конвейера…………………7

5.2. Лабораторная работа №2 Расчет ковшового конвейера………………….15

5.3. Лабораторная работа №3 Расчет цепных элеваторов………………….....20

5.4. Лабораторная работа №4 Расчет вертикального ленточного конвейера (элеватора)…………………………………………………………………..…..25

5.5. Лабораторная работа №5 Расчет винтового конвейера………………….27

6. Содержание отчета и его форма……………………………………………..31

7. Контрольные вопросы и защита работы…………………………………….31

Литература……………………………………………………………………….32

Приложение………………………………………………………………………33

 

1.Цель и содержание работы

Цель работы: изучить устройство ленточных конвейеров и научиться самостоятельно производить выбор и расчет.

Содержание работы:

- изучить назначение и устройство ленточного конвейера;

- рассчитать основные параметры ленточного конвейера:

а) площадь поперечного сечения материала;

б) ширину ленты;

в) мощность двигателя;

г) натяжение в ветвях ленты;

д) количество прокладок, толщину ленты и размеры приводного барабана;

е) вес натяжного груза или усилие в винтовой натяжке.

- составить отчет о проделанной работе.

 

Теоретическое обоснование

Ленточные строительные конвейеры предназначены для перемещения сыпучих и мелкокусковых материалов на складах и открытых площадках в строительстве, на земляных работах и в карьерах. Они дают возможность транспортировать материалы в горизонтальном и в наклонном направлениях. Ленточные конвейеры разделяют на передвижные и стационарные.

Передвижные конвейеры имеют небольшую длину (5-15м), оборудуются, как правило, колесами для перемещения с одного места на другое. Передвижные конвейеры используют на работах малого объема, когда требуется частая их перебазировка.

Стационарные конвейеры устанавливают на объектах с большим объемом работ и при длительной работе на одном объекте. Раму стационарных конвейеров делают из типовых взаимозаменяемых секций. В этом случае их называют (ТК-1Б и ТК-2Б).

В качестве тягового органа в строительстве конвейера применяется тканевая прорезиненная лента по ГОСТ 20-60. резиновая обкладка предохраняет ткани от разрушения. Срок службы таких лент не менее 12 месяцев. Резиново-тканевые ленты применяют для транспортирования материалов с температурами от 100 до –25С^о. При температурах выше 100С^о и ниже –25С^о применяют теплостойкие и морозостойкие ленты. Прочность ленты с тканевыми прокладками определяется количеством прокладок в ней и допускаемой нагрузкой на единицу ширины прокладки. Допустимую нагрузку определяют с учетом 9-11 кратного запаса прочности относительно разрушающей нагрузки. При таком запасе прочности лента не будет иметь большой натяжки, так как относительное удлинение при разрыве доходит до 22% для всех тканей, кроме синтетических (до20%).

Передвижные конвейеры выпускают длиной 5, 1 и 15м. параметры строительных конвейеров приведены в таблице 2.

Все передвижные конвейеры выполнены по единой конструктивной схеме и состоят из следующих основных узлов: рамы, приводной и натяжной станции, ленты, верхних и нижних опор, разгрузочной воронки, шасси, механизма изменения высоты разгрузки и электропусковой аппаратуры.

К раме крепятся все узлы конвейера. Приводная станция размещена в верхней части рамы и состоит из электродвигателя, редуктора и приводного барабана.

В конвейерах ТК-13 и ТК-14 используется двухступенчатый редуктор (цилиндрический) с фланцевым креплением электродвигателя и непосредственным приводом барабана.

В конвейере ТК-12 блок мотор-редуктор связан с приводом цепной передачи.

Натяжная станция расположена в нижней части рамы и состоит из натяжного барабана и натяжного устройства, выполненного в виде двух винтов, которые при помощи гаек, закрепленных в ползунах, перемещают барабаны по направляющим.

Рабочий орган (лента) огибает приводной и натяжной барабаны. Верхняя (рабочая) ветвь ленты поддерживается желобчатыми роликовыми опорами, нижняя (холостая) ветвь ленты - плоскими опорами.

Все строительные конвейеры имеют (кроме ТК-13-1) гладкую ленту. В конвейере ТК-13-1 применена лента с поперечными ребрами, которая позволяет увеличить угол наклона конвейера от 20 до 30 и тем самым в 1, 5 раза увеличить высоту разгрузки, при той же производительности.

Все приводные валы, барабаны и роликовые опоры установлены на подшипниках качения.

Для загрузки материала служит загрузочная воронка, размещенная в нижней части рамы над натяжным устройством. Для очистки ленты от налипшего материала конвейер снабжен двумя скребками: один предназначен для очистки наружной стороны ленты, другой – для очистки внутренней стороны ленты. Первый скребок размещается под приводным барабаном, второй – под натяжным барабаном.

Шасси состоит из подвижной и неподвижной опор, кареток и ходовых колес. Подвижная опора верхним концом крепится к двум кареткам, перемещающимся по швеллерам рамы, а нижним концом крепится к оси ходовых колес. Каждая каретка перемещается с помощью механизма изменения высоты разгрузки, состоящего из ручной червячной лебедки и канатно-блочной системы в виде четырехкратного полиспаста.

Стационарные конвейеры состоят из тех же узлов, что и передвижные. Исключение составляют шасси и механизм изменения высоты нагрузки, которые отсутствуют в стационарных конвейерах.

 

Аппаратура и материалы

Линейка масштабная, транспортир, программируемый калькулятор, плакаты с устройством конвейера и основных узлов, образцы материала лент транспортера.

 

Указания по технике безопасности

К выполнению лабораторных работ допускаются только студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

Лабораторная работа выполняется в учебной зоне, которая должна быть изолирована от зоны выполнения лабораторных работ, или в учебной аудитории, т.к. в работе не применяются аппараты, приборы, установки и др., опасные во взрыво-, пожаро-, электроопасном отношении.

При проведении занятий должно быть нормальное освещение и воздухообмен.

 

Методика и порядок выполнения работы

Лабораторная работа №1

Расчет ленточного конвейера

Рисунок 2 – Типы роликовых опор

 

При транспортировании мелкосыпучих материалов (песок, уголь) скорость ленты берут равной 1, 5-2, 5м/с; при транспортировании среднекусковых материалов (гравий, шлак, щебень) – 1, 25-2м/с; при транспортировании крупносыпучих материалов ( мм ), горная порода, камень – 1, 0-1, 6м/с.

Транспортеры роторных экскаваторов движутся со скоростью 4-6м/с.

а) плоская лента

Определение ширины ленты

 

В= (F/0.05)^0.5, м (2)

б) для желобчатых лент:

при α _о = 20

В =(F/0.11)^0.5, м (3)

при α _о = 30

В =(F/0.14)^0.5, м (4)

где α _о – угол наклона боковых желобчатых роликоопор.

При транспортировании кусковых материалов (штучных) ширина ленты «В» должна быть такой, чтобы исключить их просыпание: для рядового материала В> 2d_max+300мм; для сортированного материала В> 3.3d_max+200мм, где d_max – максимальный размер куска материала, мм.

По найденному размеру подбирают размер стандартной ленты по ГОСТ 20-62 (табл.4).

Длина транспортирования материала по горизонтали будет:

L_г = Н/tgα, м (5)

где: Н - высота подъема материала в м, согласно варианту;

α - угол наклона транспортера, град.

Если значения a в здании нет, то его берут следующим образом:

α < 2/3φ 2

где φ – угол естественного откоса материала в движении.

Расчетная длина конвейера (транспортера) будет:

L_т = Н/sinα, м (6)

Лабораторная работа №2

РАСЧЕТ КОВШОВОГО КОНВЕЙЕРА (ЭЛЕВАТОРА)

 

Предварительно вычерчивается схема вертикального или наклонного конвейера с основными размерами, как показано на рис.4. вариант задания берется из таблицы 8 Приложения.

Для наклонного элеватора определяется угол наклона и наибольшее расстояние между центрами приводного и натяжного валов по формулам:

β = arctg (H/L), град (25)

L = H/sinβ, м (26)

Исходя из вида материала, выбирается тип ковша (рис.5) на основании следующих данных:

а) глубокие ковши с цилиндрическим днищем применяются для транспортирования сухих и хорошо высыпающихся материалов (песка, золы, земли, гранулированного шлака, мелкого каменного угля и т.д.);

б) мелкие ковши с цилиндрическим днищем применяются для транспортирования влажных и слежавшихся материалов (песка, цемента, извести гашеной и мела в порошке и т.д.);

в) ковши с бортовыми направлениями остроугольные (емк.0, 65-16л) и скругленные (емк.6, 4-14, 3л) применяются для транспортирования кусковых, абразивных и хрупких насыпных грунтов (щебня, гравия, сухой глины, шлака котельного, гипса кускового и т.п.), а также песка в наклонных конвейерах.

Приходится задаваться типом тягового органа, если он не был указан в задании, а также скоростью тягового органа, чтобы определить емкость ковша. Тип тягового органа и скорость выбираются согласно следующим рекомендациям.

Конвейеры с глубокими и мелкими ковшами, расставленными на ленте или цепях бывают быстроходными (с центробежно-гравитационной нагрузкой) со скоростью: для ленточных - 0, 8-1, 6м/с и цепных - 0, 8-1, 25м/с, а также тихоходными цепными, с глубокими ковшами, с гравитационной направленной разгрузкой, скоростями 0, 5-0, 63м/с. в последнем случае направленная разгрузка получает при установке отклоняющих роликов (вверху на сбегающей ветви цепи). Наклонные цепные конвейеры применяются без отклоняющих роликов.

Скорости тягового органа выбираются исходя из следующего нормального ряда: 0, 4; 0, 5; 0, 63; 0, 8; 1; 1, 25; 1, 6м/с. для транспортирования пылевидных и порошкообразных насыпных грузов скорости не должны превышать 1, 0м/с.

Необходимая погонная емкость ковша определяется по формуле:

q^’ = i/t = П/(3, 6Vγ ε ), л/м (27)

где: П – производительность конвейера по заданию в тс/час;

V – скорость тягового органа в м/с;

γ – объемная плотность груза;

i – емкость ковша в л;

t – шаг ковша в м;

ε – коэффициент заполнения ковша (для принятых ковшей ε = 1).

 

Рисунок 4 – Расчетная схема наклонного ковшового элеватора

 

 

Рисунок 5 – Ковши: а, б) – глубокие с цилиндрическим днищем; в, г) – остро-угольные искругленные с бортовыми направляющими

 

Здесь не учитывается коэффициент заполнения ковшей, так как ковши (см. рис.5 и табл.7-8) приведены фактической, а не полной геометрической емкостью, как было в старых ГОСТ. Уровень насыпного груза в ковше соответствует линии Х-Х (см. рис.7).

По погонной емкости ковшей выбираются емкость и шаг ковша; пользуясь табл.7-8 при выборе указанных данных необходимо соблюдать условие, чтобы погонная емкость, указанная в таблице, была равна или больше полученной по формуле (27). При большом расхождении данных для расставленных глубоких и мелких ковшей на ленте разрешается устанавливать свой (не табличный) шаг.

Выбранный ковш проверяется на возможность легкого зачерпывания материала, заданного гранулометрического состава путем сравнения величины вылета ковша с размером самого крупного куска amax.

l amax (28)

где - коэффициент, учитывающий группы кусков, при С = (G_o/G)100 берется в следующих пределах:

при С < 10 = 21;

при С =11-25 = 2, 5;

при С = 26-50% = 3, 25;

при С = 51-80% = 4, 5.

При большем несовпадении в размерах выбирается ковш с большим вылетом.

Для выявления размеров тягового органа предварительно определяется ориентировочная мощность для привода вала звездочки конвейера. Для этого предварительно определяется погонная масса ковшей с тяговым органом по эмпирической формуле:

q₁ = КП (29)

где К – переходной коэффициент (для ленточных элеваторов – 0, 5; для одноцепных – 0, 6; для двуцепных – 0, 9);

П – заданная производительность в тс/час.

Одноцепные элеваторы применяются при ковшах шириной не более В = 250мм; при большей ширине применяются двуцепные.

Ориентировочная мощность для привода элеватора определяется по формуле:

N = 0, 003ПН[1+Wctgβ +(q₁V)/n (7, 35Wctgβ +C)+A_зач/H], кВТ (30)

где: П – заданная производительность в т/час;

Н – высота подъема в м;

W – общий коэффициент сопротивления движению;

V – скорость ковшей цепи (ленты) в м/с;

β – угол наклона элеватора к горизонту в град;

А_зач – работа, затрачиваемая на зачерпывание одного кг сыпучего груза ковшами в кгс м/кг;

С – коэффициент, учитывающий сопротивление, вызываемое консольным расположением центра тяжести ковша с сыпучим грузом относительно продольной оси симметрии тягового органа, отчего последний изгибается: для ленточных элеваторов С = 1, 5; для цепных с ковшами цилиндрическим днищем С = 1, 1 и с остроугольными ковшами С = 1, 0.

Общий коэффициент сопротивления движению W при перемещении тягового органа применяются:

цепи по опорным каткам с подшипниками скольжения W = 0, 13;

то же с подшипниками качения W = 0, 06;

ленты, прорезиненной по роликам W = 0, 04.

Величина А_зач берется в пределах:

для порошкообразных грузов 1, 25-1, 5;

для песка и мелкого гравия 2-2, 25;

для шлака котельного 2, 5-3, 0;

для щебня 3, 0-4, 0.

Формула (30) является общей для расчета наклонных и вертикальных элеваторов. Для расчета вертикального элеватора в ней второй член в квадратных скобках и множитель в третьем члене 7, 35Wctgβ – выпадают.

Исходя из вида насыпанного груза выбирается тип ковша согласно рис.5, где линией Х-Х показан уровень заполнения ковша.

Массу ковша можно ориентировочно определить по толщине стенки (см.табл.10-11) и емкости его по эмпирической формуле:

q_k = 1, 5ki, кг (31)

где: I – емкость ковша в л;

k – коэффициент пропорциональности, который принимается при толщине стенки: σ = 2 k = 0, 5;

σ = 3 k = 0, 75;

σ = 4 k = 1;

σ = 5 k = 1;

σ = 6 k = 1, 5.

Лабораторная работа №3

Расчет цепных элеваторов

Чтобы определить тяговое усилие по цепи, необходимо предварительно определить диаметр приводной звездочки, а затем окружное усилие по ней. Для этого необходимо задаться шагом цепи. Выбирают тяговые пластичные цепи типа ВР, чтобы избежать больших динамических усилий в цепи, не рекомендуется брать цепь с малым шагом. Шаг цепи t_ц должен быть кратным шагу ковша t в мм:

а) для глубоких и мелких ковшей

t t_ц

200 200

320 260-320

400 200

500 125-250

640 160-320

б) для ковшей с бортовыми направляющими t = t_ц.

При предварительном выборе цепи диаметр валика берут d = 20-44мм, разрушающую нагрузку цепи: для одноцепных элеваторов - Р_раз = (15 – 20)Р и для двуцепных - Р_раз = (7 – 10)Р, где Р – окружное усилие на приводной звездочке.

По выбранному шагу цепи выбирают предварительно цепь по справочнику с указанием следующих данных:

масса одного метра цепи q_ц = 2-3кг/м;

диаметр втулки d_в = d_вал+(1 – 2мм), м.

Средний диаметр приводной звездочки определяется по формуле:

Д_зв = t_ц/sin(180/z), м (32)

где z =6-8 – число зубьев звездочки.

Для наклонных элеваторов предполагается, что цепь перемещается по роликам на подшипниках качения, устанавливаемых на станине, а холостая свободно повисает по параболе.

Тогда постоянная масса тягового органа с ковшами:

q₁ = q_k/t + 2q_ц, кг (33)

В этой формуле цифра 2 показывает, что ковш висит на двух цепях, при одноцепном элеваторе она не учитывается.

Расчет на усилие, передаваемый цепью, определяется более уточненно, т.е. по точкам.

Для этого сначала по эмпирической формуле определяется усилие по холостой ветви цепи в точке 1 (рис.4), которое получается по предварительному натяжению цепи:

S_сум = 0, 2Р, кгс (34)

где Р – окружное усилие в кгс, определенное по формуле (11).

Откуда натяжение цепи в точке 1:

S₁ ≈ 0, 5S_сум, кгс (35)

При движении в цепи натяжение в точке 2 будет больше натяжения на величину сопротивления W¹/₂ от трения в подшипниках вала и в шарнирах цепи, а также от сопротивления зачерпывания сыпучего груза ковшами.

Сопротивление:

W¹/₂ = 2S₁[(d/D_зв) μ + μ ₁ (d_в/ D_зв)], кгс (36)

где: d ≈ 0, 2D_зв – диаметр натяжного вала в мм;

D_зв и d_в – диаметр звездочки и втулки у цепи в мм;

μ ≈ 0, 3 – коэффициент трения в шарикоподшипниках;

μ ≈ 0, 2 – коэффициент трения в шарнирах цепи.

Сопротивление зачерпывания W_зач будет равным для элеваторов с остроугольными ковшами и с ковшами с цилиндрическим днищем.

При элеваторах с остроугольными ковшами полагаем, что 75% материала попадает в ковши непосредственно, а 25% просыпается в башмак и зачерпывается ковшами. Сопротивление зачерпывания при ковшах в г (рис.5):

W_зач = 0, 25А_зач, кгс (37)

где: А_зач – работа, затрачиваемая на зачерпывание 1кг сыпучего груза ковшами. Определяется так же, как в формуле (30).

Q – погонная масса сыпучего груза в тяговом органе в кг/м.

Погонная масса сыпучего груза:

Q = q’ε γ, кг/м (38)

где составляющие величины те же.

Для элеваторов с расставленными ковшами сопротивление зачерпывания:

WØ _зач = υ А_зач < С (39)

Для элеваторов с бортовыми направляющими у ковшей, определяется сопротивление, затрачиваемое на гашение скорости V₁, падающего в ковш груза.

Принимая V₁ = 1м/сек, получим:

W_c = [0, 75П/3, 6gV] [(V² + V₁²)/2], кгс (40)

где: П – заданная производительность в т/час;

g – ускорение силы тяжести.

Тогда натяжение цепей в точке 2 у элеваторов с остроугольными ковшами составит:

S₂ = S₁+W¹/₂ + W_зач + W_c, кгс (41)

и с расставленными ковшами:

S₂ = S₁+W¹/₂ + W’_зач, кгс (42)

Натяжение цепей в точке 3 будет больше натяжения S₂ на величину сопротивления от подъема груженных ковшей. Для вертикальных элеваторов, цепных и ленточных:

S₃ = S₂+W²/₃ = S₂ + ( q + q₁ )H, кгс (43)

где q и q₁ – погонные массы сыпучего груза и тягового органа с порожними ковшами кг.

Для наклонных цепных элеваторов:

S₃ = S₂+W²/₃ = S₂ + ( q + q₁ )L(sinβ + Wd/Dcosβ ), кгс (44)

где: W = 0, 06 – общий коэффициент сопротивления движения цепи по опорным роликам;

d₂/D₁ = 0, 2 – отношение диаметра цапфы к наружному диаметру опорных роликов при D₁≈ 10см, d₂ ≈ 2см и d₂/D₁ ≈ 0, 2.

Натяжение цепей в точке сбегания их с приводной верхней звездочки у вертикальных элеваторов:

S4 = S1 + q1H, кгс (45)

То же у наклонных элеваторов:

S4 = S1 + q1Lsin^β , кгс (46)

Сопротивление на верхнем криволинейном участке между точками 3 и 4 для цепных вертикальных и наклонных элеваторов составит:

W³/₄ = (S₃ + S₄) [(d/D_зв) μ +μ ₁(d_в/D_зв)], кгс (47)

Окружное усилие на приводной звездочке от статических сил для вертикальных и цепных элеваторов:

Р_ст = S3 – S4 + W³/₄, кгс (48)

где S3 и S4 – натяжение, определяемое для вертикальных элеваторов и для наклонных.

Определяется динамическое усилие, возникающее от неравномерного хода цепей:

S_дин = 3та, кгс (49)

где: а – ускорение, возникающее при набегании цепей на звездочку в м/сек;

m – масса цепей с ковшами и сыпучего груза в ковшах:

т = (q + q₁)L/9, 81, кгсек/м (50)

Для вертикальных элеваторов L заменяют Н.

Ускорение от неравномерного хода цепи определяется по формуле:

а = n²t_ц/180, м/с² (51)

где: t_ц – шаг цепи, м;

n – число оборотов звездочки, мин:

n = 60V/π ∆ _зв (52)

где: V – скорость цепи, м/сек;

∆ _зв – диаметр звездочки, м.

полное напряжение цепей в точке 3:

S = S_в S_дин (53)

где S_в – натяжение цепи для вертикальных элеваторов, определяемое ранее по формуле (43) и наклонных (44).

Запас прочности у цепи, когда ковш висит на двух цепях:

n = 2Р_раз / S ³ 10 (54)

При одноцепном элеваторе двойка из числителя исключается. Если окажется, что n < 10, то необходимо задаться более прочной цепью и произвести расчет заново.

Статистическая мощность N₁, необходимая для привода элеватора, определяется по формуле (10), в которой вместо Р необходимо поставить Р_ст. добавочный расход мощности, затрачиваемый на ускорение при неравномерном ходе цепи, определяется по формуле:

N₂ = [(α +2α 1)LV³] / [2x102z2t_цα ], кВТ (55)

Для вертикального элеватора подставляется Н. Тогда полная мощность для привода элеватора:

N = N₁ + N₂, кВт (56)

Мощность двигателя определяется по формуле (9). Электродвигатель и редуктор подбираются согласно рекомендациям, приведенным в конце расчетного ленточного конвейера. Передаточное число редуктора определяется по формуле (21), в которой число оборотов приводного вала определяется по формуле (22).

 

Лабораторная работа №4

Расчет вертикального ленточного конвейера (элеватора)

Для ленточных элеваторов, как и для ленточных конвейеров, применяется тканевая прорезиненная лента. По мощности привода, определяемой по формуле (30), окружному усилию в барабане Р – по формуле (11), определяется S_наб по формуле (12). Ширина ленты берется согласно табл.5. она должна соответствовать:

B = b + (25 ≠ 50 (57)

где b – ширина ковша в мм.

Число прокладок в ленте определяется по формуле (15). Как и для ленточных конвейеров, определяется толщина ленты ∆ _л.

Погонная масса ее по формуле:

q_л = 1, 1В_бл (58)

где В – ширина ленты в м.

Диаметр и длина барабана по формулам (17) и (18).

Погонная масса ковшей с лентой:

q = qk/t + q_л (59)

Предварительное натяжение ленты определяется по формуле (34) и натяжение ленты в точке 1 – по формуле (35).

При движении ленты с ковшами натяжение ленты в точке 2 будет больше натяжения S₁ на величину сопротивления W¹/₂ на криволинейном участке, а также от сопротивления зачерпывания W_зач сыпучего груза:

W¹/₂ = 2S₁ [(d/D) μ + E], кгс (60)

где: D – диаметр барабана мм, определяемый по формуле (17);

d ≈ 0, 2D – диаметр вала подшипников, мм;

α = 180 – угол обхвата лентой барабана;

Е = 0, 0085 – коэффициент жесткости ленты;

μ = 0, 03 – коэффициент трения в шарикоподшипнике.

Сопротивление зачерпывания определяется по формуле (37) и (39), а для элеваторов с остроугольными ковшами также учитывается сопротивление, затрачиваемое на гашение скорости падающего в ковши насыпного груза, определяемое по формуле (40).

Тогда натяжение ленты в точке 2 у элеваторов с остроугольными ковшами составит:

S₂ = S₁+W¹/₂ + W_зач + W_c, кгс (61)

и с расставленными ковшами:

S₂ = S₁+W¹/₂ + W’_зач, кгс (62)

Натяжение ленты в точке 3 будет больше натяжения S₂ на величину сопротивления W²/₃ от подъема груженых ковшей. Натяжение S₃ в точке 3 определяется по формуле (43), в которой S₂ определяется по формулам (61) и (62), погонная масса ковшей с лентой – по формуле (59). Если полученное значение S₃ будет больше предварительного натяжения S_наб, то необходимо ленту снова проверить на прочность по формуле (12).

Натяжение S₄ в точке 4 в месте сбегающего конца ленты определяется по формуле (45), где q₁ – погонная масса ковшей с лентой, определяемая по формуле (59).

После этого необходимо проверить отсутствие скольжения ленты на барабане:

S₃ < S₄e (63)

где значения е и μ те же, что и в формуле (12), а α = 180 – угол обхвата лентой барабана.

При несоблюдении данного первенства необходимо увеличить предварительное натяжение S_сум и скорректировать расчет.

Окружное усилие на барабане:

Р = S₃ – S₄ + W³/₄, кгс (64)

где W³/₄ – сопротивление на криволинейном участке приводного барабана:

W³/₄ = (S₃ + S₄) [(d/D) μ +E], кгс (65)

где значения отдельных элементов такие же, как и в формуле (60).

Мощность привода определяется по формуле (10), мощность двигателя – по формуле (9), число оборотов барабана – по формуле (22), передаточное число – по формуле (21).

По найденному значению мощности двигателя подбирают по каталогу электродвигатель (табл.7).

 

Лабораторная работа №5

РАСЧЕТ ВИНТОВОГО КОНВЕЙЕРА

Предварительно вычерчивается схема конвейера с основными размерами, как показано для наклонного конвейера на рис.6. Вариант задания берется из табл.12.

При наклонном конвейере определяется угол наклона и длина:

, град (66)

, м (67)

Определяется тип винта, исходя из характеристики заданного материала. Он берется по следующим данным: сплошной винт берется для хорошо сыпучих материалов (цемента, извести гашеной в порошке, гипса и мела порошкообразных, гранулированного шлака, золы); ленточный винт берется для мелкокусковых материалов (шлака, известняка, гипса и мела дробленных); фасонный винт берется для тестообразных и мокрых материалов (глины, разных растворов).

Диаметр винта D определяется по заданной производительности П, задаваясь некоторыми параметрами, связанными с величиной искомого неизвестного диаметра винта.

Шаг винта S берется в следующих пределах:

при D до 150мм S = 0, 8D;

при D свыше 150мм S = (0, 6 – 0, 7)D.

Поэтому соотношение между шагом и диаметром винта находится в пределах:

К = S/D = 0, 6 – 0, 8 (68)

Также приходится задаваться числом оборотов винта, которое берется в зависимости от вида транспортируемого груза и диаметра винта (см.табл.13).

Чтобы обеспечить линейное перемещение насыпного груза по желобу, число оборотов берется небольшим. При большом числе оборотов может возникнуть вращение насыпного груза вместе с винтом как единого целого.

Коэффициент заполнения желоба (см. табл.13) зависит от вида перемещаемого груза, для тяжелых и абразивных грузов он берется меньше, чем для легких.

Диаметр винта:

D = (П/47Кε nγ С) ^1/3, м (69)

где: П – производительность в т/час;

К – отношение шага к диаметру винта;

ε – коэффициент заполнения желоба;

n – число оборотов винта в 1 мин;

γ – объемная масса транспортируемого груза в т/м;

С – коэффициент уменьшения площади поперечного сечения груза в зависимости от угла подъема конвейера.

Рисунок 6 – Расчетная схема наклонного винтового конвейера
1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 - винтовой конвейер

 

 

Число оборотов винта можно определить по эмпирической формуле:

N = A/VD, об/мин (70)

где: А – эмпирический коэффициент;

D – диаметр винта в м.

Коэффициент С, учитывающий снижение производительности от наклона конвейера, берется по следующим данным:

С

0 1

5 0, 9

10 0, 8

15 0, 7

20 0, 65

После предварительного определения диаметра винта по формуле (69) уточняется величина К и П, и снова по этой формуле уточняется диаметр винта и округляется до первого ближайшего числа – 150; 200; 300; 400; 500; 600мм.

Мощность привода определяется по формуле:

N = ПН/367 + ПL_rW/367 + 0, 02К₁К₂q₁L_rVW₁, кВт (71)

где: П – производительность в тс/час;

H и L_r – высота подъема и дальности транспортирования в м (см. рис.5);

W – коэффициент сопротивления перемещения груза в желобе (см. табл.13);

К₁ = 0, 2 – коэффициент, учитывающий вращательное движение винта (примерена общая формула определения мощности для транспортирующих машин);

К₂ = 1, 2 - коэффициент, учитывающий сопротивление винта от вибрации при отсутствии статической балансировки винта;

q ≈ 80D – погонная масса вращающихся частей в кг/м (D – диаметр винта в м);

W₁ = 0, 1 – коэффициент, учитывающий сопротивление в аксиальном подшипнике от осевого давления винта;

V – поступательная скорость движения груза в желобе в м/с:

V = Sn/60 (72)

где: n – число оборотов винта в мин ^-1;

S – шаг винта в м.

Необходимое число промежуточных опор (подшипников) при расстоянии между ними l ≈ 2, 5м.

Z = L_r/l – 1, шт (73)

Мощность двигателя определяется по формуле (9) и передаточное число по формуле (19).

Рекомендации по выбору двигателя и редуктора такие же, как и для ленточных конвейеров (табл.7).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ФОРМА

Структура отчета:

– цель и содержание работы;

– методика и порядок выполнения работы;

– расчеты со схемами и обоснованием;

– результаты и выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАЩИТА РАБОТЫ

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Добронравов С.С., Дронов В.Г. Строительные машины и основы автоматизации: Учебник для строительных вузов. – М.: Высш. шк., 2001. – 575с.. гл. 2, с. 102 – 105.

2. Строительные машины: Учеб. Для вузов по спец. ПГС/ Д.П. Волков, Н.И. Алешин, В.Я. Крикун и др.: Под ред. Д.П. Волкова. – М.: Высш. шк., 1988. – 319с., гл.2, с. 81 – 89.

3. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование: Справочное пособие для производственников, студентов строительных вузов, факультативов и техникумов). – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 592с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Исходные данные для расчета ленточного конвейера

 

№ задания	Транспортируемый материал	Максимальный размер кусков	т/ч Пт	α, град	Н, м
1.	Щебень
2.	Песок	-
3.	Гравий
4.	Щебень
5.	Песок	-
6.	Гравий
7.	Щебень
8.	Песок	-
9.	Гравий
10.	Щебень
11.	Песок	-
12.	Гравий
13.	Щебень
14.	Песок	-
15.	Гравий
16.	Щебень
17.	Песок	-
18.	Гравий
19.	Щебень
20.	Песок	-
21.	Гравий
22.	Щебень
23.	Песок	-
24.	Гравий
25.	Щебень

 

 

Таблица 2

Параметры строительных конвейеров

Параметры	ТК-1Б Т-46Б	ТК-2Б ТК-46Б	ТК-11А С-10002А	ТК-12А С-980А	ТК-13	ТК131	ТК-14
Длина ленты, м
Ширина ленты
Высота разгрузки	7-15	0, 7-7	1, 8-3, 8	2, 5-5, 5	1, 5-2	1, 5-3, 3	1, 5
Скорость движения ленты, м/с	1, 6	1, 6	1, 6	1, 6	1, 6	1, 6	1, 6
Допустимый угол наклона, град
Мощность, кВт	7, 5	5, 5	2, 2	4, 0	1, 5	2, 8

 

Таблица 3

Значение объемных весов и углов естественного откоса для различных материалов

Материалы	Объемный вес, т/м γ	Угол естественного откоса в покое φ	Угол естественного откоса в движении φ 2	Поперечный угол наклона материала в ленте β
Щебень	1, 4-2, 9			20-30
Песок	1, 4-1, 9
Гравий	1, 5-1, 9
Цемент	0, 9-1, 6

 

Таблица 4

Таблица 8

Исходные данные для расчета ковшового конвейера

123Следующая ⇒

Поделиться: