2020-06-08
1345
Пример: определить производительность ленточного конвейера и мощность его двигателя. Скорость движения ленты конвейера 2,0 м/с. Максимальный размер куска транспортируемого материала 300 мм. Длина конвейера 1600 м.
Решение. Расчетная производительность определяется исходя из заданного годового грузооборота по формулам:
(13.1)
м3/ч,
(13.2)
т/ч,
где кн - коэффициент неравномерности загрузки конвейерной линии, при равномерном грузопотоке кн = 1 - 1,2.
кв - коэффициент использования конвейерной линии по времени, равный отношению фактического времени работы конвейера к плановому в смену; обычно принимают
кв = 0,7 - 0,95 (по указанию заказчика в зависимости от организации и технологии производства);
кnг - коэффициент готовности конвейерной линии - для стационарного конвейера
кг = 0,96. Величина коэффициента неравномерности загрузки конвейерной линии зависит от характера организации грузопотока.
|
|
|
При транспортировании насыпных грузов ширина конвейерной ленты определяется по формулам:
м (13.3)
, м,
где C - коэффициент площади сечения груза на ленте, зависящий от угла наклона конвейера к горизонту, угла естественного откоса груза в покое и угла наклона боковых роликов (табл.13.1).
V - расчетная объемная производительность конвейера (конвейерной линии), м3/ч;
v - скорость ленты, м/с. Скорость конвейерной ленты для транспортирования различных насыпных грузов по горизонтали или на подъем при отсутствии на конвейере устройств промежуточной разгрузки для среднекусковых (размер куска до 300 мм).
Значения скорости движения ленты выбираются в зависимости от свойств транспортируемого груза и особенностей конструкции конвейера: ширины и типа ленты, типа разгрузочного устройства, угла наклона конвейера. Скорость ленты конвейера согласно ГОСТ 22644-77* должна выбираться из следующего рада: 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с. Допускается применять скорости менее 0,25 м/с. Отклонение скоростей от указанных допускается в пределах ±10 %. Рекомендуемые скорости лент конвейеров для транспортирования различных насыпных грузов по горизонтали или на подъем при отсутствии на конвейере устройств промежуточной разгрузки приведены в табл. 13.1. При транспортировании насыпных грузов на спуск скорость ленты не должна превышать 1,6 м/с.
Таблица 13.1 - Рекомендуемые скорости лент конвейеров для транспортирования различных насыпных грузов по горизонтали или на подъем
|
|
|
| Характеристика транспортируемых грузов | Скорость ленты v, м/с, при ширине ленты B, мм | |||||||
| 300 - 500 | 650 | 800 | 1000 | 1200 | 1400 | 1600 | 2000 | |
| Пылевидные и порошковидные сухие, пылящие | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Хрупкие кусковые, крошение которых снижает их качество | 1,25 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 2 | 2 | 2,5 | 2,5 |
| Мелкокусковые (размер куска до 80 мм) | 1,6 | 2 | 2,5 | 3,15 | 4 | 4 | 5 | 6,3 |
| Среднекусковые (размер куска до 160 мм) | 1,6 | 1,6 | 2 | 2,5 | 2,5 | 3,15 | 4 | 5 |
| Среднекусковые (размер куска 161 - 350 мм) | - | - | 1,6 | 1,6 | 2 | 2,5 | 3,15 | 4 |
| Крупно кусковые тяжелые (размер куска св. 350 мм) | - | - | - | - | 2 | 2 | 2,5 | 3,15 |
Полученное значение ширины ленты округляется в большую сторону до ближайшего из ряда по ГОСТ 22644-77* (мм): 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2250, 2500, 2750, 3000.
Полученное значение ширины ленты должно быть не менее рассчитанного по формуле
Bр = кб×а' + 200 мм, (13.4)
Bр = 2×300 + 200=800 мм,
где кб - коэффициент, принимаемый равным 2 для рядового груза и 3,3 для сортированного груза;
а' - максимальная крупность кусков транспортируемого материала.
Таблица 13.2 – Значение коэффициент площади сечения груза на ленте
| φ0,° | Угол наклона конвейера β,° | |||||||
| 0 - 10 | 11 - 15 | 16 - 18 | 19 - 22 | |||||
| Угол наклона боковых роликов роликоопор, град. | ||||||||
| 20 | 30 | 20 | 30 | 20 | 30 | 20 | 30 | |
| 30 | 257 | 296 | 245 | 282 | 232 | 267 | 225 | 259 |
| 35 | 277 | 319 | 262 | 302 | 250 | 288 | 240 | 276 |
| 40 | 294 | 338 | 279 | 320 | 264 | 304 | 250 | 288 |
| 45 | 313 | 358 | 295 | 340 | 280 | 322 | 265 | 305 |
| Примечание. Коэффициент C для плоских лент принимается в два раза меньше, чем для лент с роликоопорами, имеющими угол наклона боковых роликов 20°. | ||||||||
Принимаем ленту шириной 800 мм.
Тяговый расчет ленточного конвейера.
Величина окружного усилия на приводном барабане при загруженной ленте конвейера определяется по формуле
P = кд ∙lг ∙ w∙ (q г + q' р + q" р + 2 q л) + q г H 0 ± q г H, даН/м, (13.5)
P = 1,1·1584,43 0,036 (32,67 + 45 + 29,9 + 2·43,56) + 32,67·0,5 + 32,67·222,67= 19506,48,
где кд - коэффициент дополнительных сопротивлений, определяется по графику рис. 13.1;
lг - длина горизонтальной проекции участка конвейера (lг =L∙cos β), м;
w - коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам (табл. 13.5);
H - высота подъема (спуска) груза конвейером (H=L∙sin β), м;
H 0 - высота подъема груза разгрузочной тележкой (H0 =0,5), м
В формуле (13.5) у члена ± q г H знак плюс принимается при движении груженой ветви ленты на подъем, знак минус - при движении груженой ветви ленты на спуск.
Величина окружного усилия на приводном барабане при незагруженной ленте конвейера (холостой ход) определяется по формуле (13.5) при q г = 0.
Для конвейеров длиной 100 м и более в формуле (13.5) коэффициент кд необходимо умножить на дополнительный коэффициент к'д, который принимается в зависимости от длины конвейера L и числа изгибов ленты n, включающих изгибы на неприводных барабанах и выпуклых участках верхней и нижней ветвей (табл. 13.3).
Таблица 13.3 - Значения коэффициента к'д
| L, м | 100 | 150 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 и более |
| n = 3 - 5 | 1,04 | 1,13 | 1,15 | 1,31 | 1,35 | 1,42 | 1,47 | 1,53 |
| n = 6 - 10 | 1,21 | 1,31 | 1,42 | 1,54 | 1,61 | 1,66 | 1,69 | 1,81 |
Линейная нагрузка от массы груза на ленте определяется по формуле
, даН/м, (13.6)
, даН/м.
Рисунок 13.1 - График изменения коэффициента дополнительных сопротивлений кд
Средние величины линейных нагрузок от массы ленты и вращающихся частей роликоопор для приближенных расчетов приведены в табл. 13.4.
Таблица 13.4 – Средние значения нагрузок от массы ленты и вращающихся роликоопор, даН/м
| Ширина ленты, мм | q л | q' р | q" р |
| 400 | 3,6 | 7,8 | 2,2 |
| 500 | 4,6 | 8,2 | 2,7 |
| 650 | 5,9 | 9,6 | 4 |
| 800 | 8,0 | 19,2 | 7 |
| 1000 | 14,0 | 22,2 | 8,5 |
| 1200 | 16,8 | 26,6 | 12,2 |
| 1400 | 19,6 | 32,0 | 17 |
| 1600 | 26,7 | 33,5 | 18 |
| 2000 | 33,4 | 62,5 | 28,5 |
Величины коэффициентов сопротивления движению ленты по роликоопорам w приведены в табл. 13.5.
|
|
|
Таблица 13.5 - Величины коэффициентов сопротивления движению ленты
| Длина конвейера, м | Условия эксплуатации | |||||
| легкие | средние | тяжелые | очень тяжелые | |||
| летом | зимой | летом | зимой | |||
| До 100 включительно | 0,02 | 0,025 | 0,035 | 0,045 | 0,04 | 0,055 |
| Св. 100 | 0,018 | 0,022 | 0,032 | 0,042 | 0,036 | 0,05 |
Расчетное натяжение ветви ленты (даН), набегающей на приводной барабан, определяется по формуле
, даН, (13.7)
, даН,
где e = 2,72 - основание натуральных логарифмов;
μ - принимается по табл. 13.6.
Таблица 13.6 – Значения коэффициента µ
| Поверхность приводного барабана | Состояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабана | Атмосферные условия | Условия эксплуатации1 | Коэффициент трения ленты о поверхность барабана |
| Стальная или чугунная, без футеровки | Чистые | Сухо | л | 0,35 |
| Пыльные | Сухо | с | 0,3 | |
| Загрязненные: | ||||
| углем, песком2 | Влажно | т, от | 0,2 | |
| глиной3 | Влажно, морозно | т, от | 0,1 | |
| Футерованная резиной | Чистые | Сухо | л | 0,5 |
| Пыльные | " | с4 | 0,4 | |
| Загрязненные: | " | |||
| углем, песком2 | Влажно | с4, от, т | 0,25 | |
| глиной3 | Влажно, морозно | т, от | 0,15 | |
| Футерованная прорезиненной лентой без обкладки | Чистые | Сухо | л | 0,45 |
| Пыльные | " | с | 0,35 | |
| Загрязненные; | " | |||
| углем, песком2 | Влажно | с4, т, от | 0,25 | |
| глиной3 | Влажно, морозно | т, от | 0,1 | |
| 1 л - легкие, с - средние, т - тяжелые, от - очень тяжелые. 2 Нелипкие грузы. 3 Липкие грузы, снижающие коэффициент трения, снег, обледенение. 4 При влажности окружающего воздуха до 65 % и транспортируемом грузе, обладающем большой влажностью, при гидроуборке помещения. | ||||
Значения тягового фактора Ф = eμα коэффициентов Г = 1/(eμα - 1) и Ж = e μα/(e μα - 1) приведены в табл. 13.7.
Расчетное натяжение ветви ленты, сбегающей с приводного барабана, определяется по формуле
, даН, (13.8)
S сб = 35955,76 – 19506,48=16449,29, даН
и проверяется по допустимой величине минимального натяжения ленты из условий ее допустимого прогиба между роликоопорами:
|
|
|
Таблица 13.7 – Значения тягового фактора Ф
| Коэффициенты трения ленты о поверхность барабана | Величина | Углы обхвата лентой барабана а, град (рад.) | ||||||||||
| 180 (3,14) | 190 (3,22) | 200 (3,5) | 210 (3,67) | 240 (4,19) | 300 (5,24) | 330 (5,76) | 360 (6,28) | 400 (6,98) | 420 (7,85) | 480 (8,38) | ||
| 0,15 | Ф | 1,6 | 1,65 | 1,69 | 1,73 | 1,88 | 2,20 | 2,38 | 2,57 | 2,85 | 3,25 | 3,51 |
| Г | 1,66 | 1,55 | 1,45 | 1,6 | 1,14 | 0,84 | 0,73 | 0,64 | 0,54 | 0,44 | 0,4 | |
| Ж | 2,66 | 2,55 | 2,48 | 2,37 | 2,14 | 1,84 | 1,73 | 1,64 | 1,54 | 1,44 | 1,4 | |
| 0,2 | Ф | 1,88 | 1,94 | 2,01 | 2,08 | 2,31 | 2,85 | 3,17 | 3,52 | 4,05 | 4,84 | 5,34 |
| Г | 1,14 | 1,06 | 0,99 | 0,92 | 0,76 | 0,54 | 0,46 | 0,4 | 0,33 | 0,26 | 0,23 | |
| Ж | 2,14 | 2,06 | 1,99 | 1,92 | 1,76 | 1,54 | 1,46 | 1,4 | 1,33 | 1,26 | 1,23 | |
| 0,25 | Ф | 2,2 | 2,29 | 2,4 | 2,5 | 2,85 | 3,71 | 4,23 | 4,82 | 5,74 | 7,05 | 8,17 |
| Г | 0,84 | 0,77 | 0,72 | 0,67 | 0,54 | 0,37 | 0,31 | 0,26 | 0,21 | 0,16 | 0,14 | |
| Ж | 1,84 | 1,77 | 1,72 | 1,67 | 1,54 | 1,37 | 1,31 | 1,26 | 1,21 | 1,16 | 1,14 | |
| 0,3 | Ф | 2,57 | 2,71 | 2,85 | 3,01 | 3,52 | 4,82 | 5,64 | 6,6 | 8,14 | 10,6 | 12,85 |
| Г | 0,64 | 0,59 | 0,54 | 0,5 | 0,4 | 0,26 | 0,22 | 0,18 | 0,14 | 0,1 | 0,09 | |
| Ж | 0,64 | 0,59 | 0,54 | 0,5 | 0,4 | 0,26 | 0,22 | 0,18 | 0,14 | 0,1 | 0,09 | |
| 0,35 | Ф | 3,01 | 3,2 | 3,4 | 3,61 | 4,34 | 6,27 | 7,53 | 9,06 | 11,55 | 15,6 | 18,78 |
| Г | 0,5 | 0,46 | 0,42 | 0,38 | 0,3 | 0,19 | 0,17 | 0,13 | 0,08 | 0,07 | 0,06 | |
| Ж | 1,5 | 1,46 | 0,42 | 1,38 | 1,31 | 1,19 | 1,17 | 1,13 | 0,08 | 0,07 | 0,06 | |
| 0,4 | Ф | 3,52 | 3,78 | 4,05 | 4,34 | 5,35 | 8,14 | 10,04 | 12,39 | 16,38 | 23 | 28,56 |
| Г | 0,4 | 0,36 | 0,33 | 0,3 | 0,23 | 0,14 | 0,1 | 0,09 | 0,07 | 0,05 | 0,03 | |
| Ж | 1,4 | 1,36 | 1,33 | 1,3 | 1,23 | 1,14 | 1,1 | 1,09 | 1,07 | 1,05 | 1,03 | |
, даН, (13.9)
16449,29 ≥ 8·43,56 2·0,9902
16449,29 ≥ 690,13
где l" р – расстояние между роликоопорами нижней ветви конвейера:
l" р = (2 ÷ 2,5)∙ l' р ≤ 3,5 м. (13.10)
где l' р - расстояние между верхними роликоопорами (табл. 13.8), м.
Расчетное окружное усилие на приводном барабане определяется по формуле
даН, (13.11)
даН,
где ηб - КПД приводного барабана, который определяется по формуле
(13.12)
где w б - коэффициент сопротивления приводного барабана (с учетом сопротивления очистных устройств и изгиба ленты); для пускового режима можно принять w б = 0,06, для установившегося режима w б = 0,04,
Таблица 13.8 – Нормативные расстояния между верхними роликоопорами
| Ширина ленты B, мм | Расстояние между верхними роликоопорами l' р, м, при насыпной плотности груза γ, т/м3 | |||||
| < 0,5 | 0,51 ÷ 0,8 | 0,81 ÷ 1,2 | 1,21 ÷ 1,6 | 1,61 ÷ 2 | > 2 | |
| 400 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,2 | 1,2 |
| 500 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| 650 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,2 | 1 | 1 |
| 800 | 1,5 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,2 | 1 |
| 1000 | 1,4 | 1,4 | 1,2 | 1 | 1 | 0,9 |
| 1200 | 1,4 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1 | 0,9 |
| 1400 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1 | 0,9 |
| 1600 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1 | 0,9 |
| 2000 | 1,3 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1 | 0,9 |
Ж – коэффициент, значения которого приведены в табл.13.7.
В табл. 13.9 даны величины ηб и η ' б приводных барабанов для режимов I и II соответственно, при наиболее часто встречающихся значениях μ и α.
Таблица 13.9
| μ | α, ° | ηб | η'б |
| 0,25 | 210 | 0,91 | 0,86 |
| 400 | 0,95 | 0,92 | |
| 0,3 | 210 | 0,93 | 0,89 |
| 400 | 0,95 | 0,93 | |
| 0,35 | 210 | 0,93 | 0,9 |
| 400 | 0,95 | 0,93 |
Определение мощности привода
Мощность на валу приводного барабана определяется по формуле
кВт, (13.13)
кВт.
Расчетная мощность двигателя привода конвейера определяется по формуле
кВт, (13.14)
кВТ,
где к = 1,1 - 1,2 (меньшая величина берется при N б > 50 кВт);
ηп = КПД привода, принимается в пределах 0,8 - 0,92.
По полученной величине N э = 586,38 кВт принимаем двигатели суммарной мощностью 600 кВт, лента шириной 800 мм. Найти модели двигателей и их технические характеристики самостоятельно.
Задание: решить задачу с условиями табл. 13.10.
Таблица 13.10 – Исходные данные по вариантам
| Вариант | Максимальный размер куска (a’), мм | Скорость движения ленты конвейера (v), м/с | Годовой грузооборот(Г), тыс.м3 | φ0 | Угол наклона конвейера β, град | Длина конвейера (L), м | Число изгибов(n), шт | Углы обхвата лентой барабана а, град |
| 1 | 150 | 0,25 | 100 | 30 | 3 | 350 | 3 | 200 |
| 2 | 100 | 1,25 | 200 | 32 | 22 | 490 | 4 | 180 |
| 3 | 50 | 0,4 | 2500 | 39 | 5 | 520 | 5 | 300 |
| 4 | 120 | 2,0 | 400 | 43 | 19 | 670 | 6 | 190 |
| 5 | 170 | 0,315 | 150 | 29 | 7 | 1000 | 7 | 420 |
| 6 | 130 | 1,0 | 320 | 33 | 18 | 1200 | 8 | 360 |
| 7 | 20 | 0,5 | 190 | 40 | 9 | 150 | 9 | 240 |
| 8 | 320 | 1,6 | 380 | 44 | 16 | 580 | 10 | 400 |
| 9 | 30 | 0,8 | 210 | 38 | 11 | 200 | 2 | 330 |
| 10 | 10 | 0,63 | 80 | 34 | 13 | 380 | 4 | 210 |
