Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию

Тверской государственный технический университет

Кафедра «Строительные дорожные машины и оборудование»

Расчет пластинчатого конвейера

Курсовая работа

Вариант № 4

Выполнил: студент группы

НТС-1204Джафаров И.Р.

Принял: Корнев Г.П.

Тверь 2015 г

Исходные данные:

Производительность Q=400 т/ч

Горизонт. Проекция трассы L=120 м

Высота транспортирования Н=8 м

Класс использования по времени В2

Класс использования производительности ПЗ

Класс использования по грузоподъемности НЗ

Класс использования по нагружению ЦЗ

Место установки - открытая площадка

Тип загрузочного устройства - воронка

Тип разгрузочного устройства - головные звездочки

Вид груза - щебень

Насыпная плотность p=1800 кг/м3

Степень образивности Д

Крупность, размер частиц, a =10…..60 мм

Угол естественного откоса в покое Фn=40

Подвижность частиц - средняя

Введение

1. Определение основных параметров

2. Выбор типа настила и определение его ширины

3. Приближенный тяговый расчет

4. Тяговый расчёт

5. Определение мощности и выбор двигателя

6. Расчёт и выбор редуктора

7. Определение расчётного натяжения тягового элемента

8. Выбор тормоза

10. Выбор муфт

11.Натяжное устройство

Список используемой литературы

Введение

Пластинчатые конвейеры широко распространены в пищевой промышленности и применяются для транспортирования как штучных, так и насыпных грузов, например, соли, известняка и других крупнокусковых грузов. Пластинчатые конвейеры часто являются элементами технологических линий розлива, расфасовки и упаковки пищевых продуктов.

Полотно этих конвейеров изгибается в вертикальной плоскости, а в ряде конструкций (при применении двухшарнирной или круглозвенной цепи) - в горизонтальной.

Устройство пластинчатого конвейера.

Пластинчатый конвейер состоит из приводного устройста, натяжного и пластинчатой катковой цепи с пластинами, образующими настил, движущийся по направляющим, поддерживающим рабочую и холостую ветви конвейера.

Разгрузка происходит с полотна конвейера при проходе лотков через приводные звездочки, а загрузка может производиться через загрузочную воронку в любом месте рабочей ветви конвейера.В передней части пластины для транспортирования сыпучих грузов имеют закругленную форму, перекрывающую часть следующего лотка, что создает непрерывность полотна конвейера.

Плоский безбортовой настил применяется главным образом для транспортирования штучных грузов. Пластины полотна крепятся к звеньям тяговой цепи сваркой, с помощью болтов или заклепок.

1. Определение основных параметров

Определим характеристики транспортируемого груза.

Вид груза - Щебень; ;насыпная плотность груза; угол естественного откоса груза в покое, а в движении; Согласно коэффициент трения груза по стальному настилу для щебня fв=0,47…0,53, принимаем;fв=0,53.

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.

Рис. 1. Общий вид конвейера.

1 электродвигатель;

2 - рама привода;

3 - разгрузочная воронка;

4- приводная звездочка;

5 - верхний ограждающий,борт;

6 - грузонесущее полотно;

7 - рама конвейера;

8- нижний ограждающий борт;

9 - переходная секция;

10- ограждение переходного устройства;

11 - натяжное устройство;

12 - ограждение

Объемная производительность, соответствующая расчетной производительности, составляет

конвейер настил тяговый натяжение

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. Согласно для насыпных грузов тип настила выбирают с учётом угла наклона конвейера. Заданный угол наклона конвейера при гладком и волнистом настилах должен удовлетворять условию - угол естественного откоса груза в движении. Волнистый и коробчатые профили обеспечивают возможность транспортирования грузов под углом наклона к горизонту до, при применении гладкого настила угол подъёма не может превышать.

Определим конструкцию настила.

Согласно по ГОСТ 2035-54

выбираем бортовой волнистый настил среднего типа (рис. 5).

Рис. 2. Волнистый бортовой настил.

Определим высоту бортов. Согласно :

Принимаем

Находим требуемую ширину настила.

где - производительность, т/ч;

Скорость конвейера, 0.3 м/с;

Угол естественного откоса груза (щебня) в покое;

Коэффициент угла наклона конвейера, ;

Высота борта, м;

Коэффициент использования высоты борта .

Так как груз мелкокусковой, то проверка настила по гранулометрическому составу груза не требуется.

Из ряда ГОСТ 2035-54, согласно источнику принимаем ближайшее большее значение ширины настила, которому соответствует значение высота бортов h = 200 мм и скорость полотна равная 0.3 м/с

3. Приближенный тяговый расчет

Максимально возможная сила натяжения цепи:

Согласно

где - начальное натяжение цепи, Н;

Горизонтальная проекция полной длины загруженной ветви конвейера, м;

То же для незагруженной ветви конвейера, м;

Линейная нагрузка от ходовой части конвейера, Н/м;

Для металлического настила .

А - эмпирический коэффициент; А=100 -

Коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках.

Для катков на подшипниках скольжения

Определим разрывное усилие

По найденному усилию выбираем цепь по ГОСТ 588-81 цепь М450 с максимальной разрушающей нагрузкой 450 кН, шагом

Размеры, мм

Примечания. 1. Шаг цепи / выбирается из ряда: 40; 50; 63; 80;100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000.

2. Для цепи М20 / = 40...160; для М28 и М40 / = 63...250; для М56 / = 63...250; для М80 t = 80...315; для Ml 12 / = 80...400; для М160 / = 100...500; для М224 / = 125...630; для М315 / = 160...630; для М450 / = 200...800; для М630 t = 250...1000; для М900 t = 250...1000; для М1250 / = 315...1000.

4. Тяговый расчёт

Принимаем,для пластинчатых конвейеров принимают Smin= 1000…2000 Н

Натяжение в характерных точках контура:

где коэффициент увеличения цепи при огибании звёздочки )

Тяговое усилие на приводных звездочках:

5. Определение мощности и выбор двигателя

Тяговое усилие на приводной звёздочке или окружная сила на приводной звёздочке: при кзв = 1,1 по

При КПД привода конвейера з=0,85 требуемая мощность двигателя определяется по формуле

где W - окружная сила на приводной звездочке, Н; х - скорость конвейера; з - КПД передаточного механизма привода конвейера; предварительно можно принять з = 0,85...0,95.

Установочная мощность двигателя:

Коэффициент учитывающий возможное увеличение потерь =1.1

	Марка двигателя		nДВ, об/мин			Типоразмер редуктора

Из таблицы П2.6. выбираем электродвигатель серии 4А225М8У3 с мощностью N=30 кВт при частоте вращения n=735 об/мин

В конвейерах используют двигатели общего назначения серии АИР. Выбирая двигатель, следует учитывать, что при одной и той же мощности двигатели с большей частотой вращения имеют меньшую массу, поэтому они предпочтительнее. Окончательный выбор частоты вращения проводят после кинематического расчета.

Кинематический расчёт.

Zзв- число зубьев звездочки, принимаем Zзв=8 ( прил. LXXXIII)

Диаметр начальной окружности приводной звездочки

D=1.3( прил. LXXXIII), м

Частота вращения приводной звездочек (приводного вала)

nзв =60х/(рDзв)=600,3/(3,141.3)=4,41 об/мин

Передаточное число привода определяется по отношению частот вращения выбранного по мощности электродвигателя

Передаточное число редуктора

u=nдв/ nзв=735/4,41 =147

В качестве передачи мощности возможно использовать редуктор

Ц3У-250 (прил.3.7)

Определяем крутящий момент на приводном валу

В качестве передаточного механизма привода конвейера общего назначения используют стандартные редукторы, поэтому по полученному передаточному числу выбирается стандартный редуктор. При этом мощность, которую может передать редуктор, должна быть больше мощности электродвигателя на 15...25%. Схему исполнения редуктора выбирают в зависимости от компоновки приводной станции.

6. Расчёт и выбор редуктора

Определяем диаметр звёздочки

Определяем передаточное число привода

Расчётная мощность редуктора

где к = 0.65 при непрерывной работе привода в течении 24 часов в сутки и при нагрузке с умеренными толчками

Принимаем редуктор Ц3У-250 с номинальным передаточным числом 160

Эскиз редуктора

Эскиз редуктора Эскиз присоединительных валов

7. Определение расчётного натяжения тягового элемента.

Расчётное усилие в цепи: согласно

Определяем динамическое усилие по формуле (97)

Расчётная скорость цепи

Разрывное усилие цепи:

Так как разрывная нагрузка меньше, чем у выбранной цепи, то окончательно останавливаемся на тяговой цепи М450 (ГОСТ 588-81) с шагом t = 500мм.

8. Выбор тормоза

Для наклонных конвейеров тормоз необходимо предусматривать при условии:

g(qг+ q0)H>W0

Статический тормозной момент при самопроизвольном обратном ходе ходовой части при выключенном электродвигателе

где Ст- коэффициент возможного уменьшения сопротивления движению; Ст= 0,6…0,75; Dзв- диаметр начальной окружности звездочки, м; з - КПД привода.

Расчетный тормозной момент определяется по формуле

где Кт - коэффициент запаса торможения; Кт = 1,5…1,75.

Исходя из расчетного тормозного момента по каталогам выбирается

тормоз (см. прил. П4), согласно.

Отрицательное значение силы означает, что сила трения элементов конвейера выше силы скатывания груза, а следовательно нет необходимости в применении тормозного устройства.

10. Выбор муфт

Муфта для быстроходного вала

Для соединения двигателя с редуктором часто используют упругие втулочно-пальцевые МУВП, т.к. может потребоваться установочные тормоза с тормозным шкивом. Расчетно-тормозной момент определяется по формуле

Tрб=TзвK1K2,

где K1 - коэффициент безопасности, согласно K1=1,3

K2 - коэффициент режима работы, для среднего режима работы K2=1,2

Tрб=(955039,5/700) 1,31,2 = 841 Нм

Принимаем муфту со следующими параметрами (прил. П5.4) Dт=300мм, d=65мм, B=55мм, m=38кг, I=1,13кгм2, Tmax=1100 Нм

(У редуктора dб=50мм,а тут d=65мм;все параметры с d=65мм возьмем на заготовку и рассверливаем под dб=50мм.)

Эскиз муфты

Муфта для тихоходного вала

Для соединения выходного вала редуктора с валом приводной звездочки обычно используют зубчатую или цепную муфту. Применим зубчатую муфту со следующими параметрами

TT"=TрбUобщK1K2зобщ=841501,31,20,65 = 65,5 кНм

Принимаем:МЗ

D=445мм, d=220мм, l=1,4кгм2,мм, m=382кг, Tmax=71кНм

(У редуктора dт=110мм,а тут d=220мм;все параметры с d=220мм возьмем на заготовку и рассверливаем под dт=110мм.)

Эскиз муфты

Эскиз муфты

11.Натяжное устройство

Как правило, используют винтовое натяжное устройство.(согласно рекомендации)

1- Головка винта.

4-Опора (Ползун).

Рис 10.Схема натяжного винтового устройства.

Сводится к расчету передачи винт-гайка. Средний диаметр резьбы винта:

Согласно ().

где -осевая нагрузка на винт;-коэффициент высоты гайки;=1,5……2;-допускаемое давление в резьбе; для закаленной стали по бронзе =8….10;(стр. 94)

Высота гайки,остальные размеры гайки получаются конструктивно.

Список используемой литературы

3. «Проектирование подъемно-транспортных установок», Степыгин и др, 2005 год

5. «Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин», Марон, Кузьмин, 1990 год

7. «Расчеты грузоподъемных машин и транспортирующих машин»,Иванченко, 1985 год

11. «Транспортирующие машины», Спиваковский, 1983 год

14. «Справочник по расчетам ленточных конвейеров», Зеленский, 1986 год

15. «Машины непрерывного транспорта», Зенков, 1988 год

16. « Редукторы и мотор-редукторы. Каталог-справочник». Часть 1. - М.: НИИ информации по машиностроению, 1973 год

17. «Справочник конструктора-машиностроителя», Анурьев, 1980год

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчет пластинчатого конвейера, транспортирующего руду: определение ширины настила, максимального натяжения цепей, общего тягового усилия, мощности привода, статического тормозного момента, хода натяжного устройства, винта на сжатие, выбор подшипников.

курсовая работа , добавлен 28.07.2010


Расчет параметров горизонтального пластинчатого цепного конвейера. Выбор типа конвейера и типа настила. Определение нагрузок на транспортную цепь. Расчет и подбор редуктора. Расчет приводного вала, натяжного устройства, винта натяжного устройства.

курсовая работа , добавлен 13.08.2015


Проектирование наклонного ленточного конвейера, транспортирующего сортированный мелкокусковой щебень. Тяговый расчет конвейера. Выбор натяжного устройства привода, ширины ленты, двигателя, редуктора, тормоза, муфт. Определение диаметров барабанов.

курсовая работа , добавлен 18.01.2014


Скорость движения тягового органа конвейера. Выбор тележки и тягового элемента. Определение погонной нагрузки. Тяговый расчет конвейера по контуру. Расчет тягового усилия и мощности привода. Проверка прочности тягового органа и расчет механизма натяжения.

курсовая работа , добавлен 22.11.2009


Общее описание конструкции. Расчет пластинчатого конвейера: ширины полотна конвейера, а также нагрузок на транспортную цепь. Расчет и выбор электродвигателя, редуктора, тяговой цепи, натяжного устройства, подшипников, тормозного устройства, звездочек.

курсовая работа , добавлен 16.12.2014


Определение основных параметров наклонного пластинчатого конвейера и расчет его конструкционных параметров. Анализ прочности наиболее ответственных элементов конвейера, оценка нагрузок на валы, выбор двигателя и редуктора и проект натяжного устройства.

курсовая работа , добавлен 03.11.2010


Определение параметров конвейера и расчетной производительности. Выбор ленты и расчет ее характеристик. Определение параметров роликовых опор. Тяговый расчет ленточного конвейера. Провисание ленты и ее напряжение на барабане. Выбор двигателя, редуктора.

реферат , добавлен 28.12.2012


Исследование условий и режимов работы конвейера. Выбор вида тягового органа, направляющих и поддерживающих устройств конвейера. Определение угла наклона конвейера и длины горизонтальной проекции трассы. Тяговый расчет методом обхода трассы по контуру.

курсовая работа , добавлен 17.02.2014


Расчет параметров ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза. Описание конструкции конвейера. Проверка возможности транспортирования груза. Определение ширины и выбор ленты. Тяговый расчет конвейера, его приводной и натяжной станций.

курсовая работа , добавлен 23.07.2013


Годовая производительность, временной ресурс машины. Определение мощности привода и тягового усилия, выбор цепи. Вращающие моменты на входе и выходе редуктора. Подбор подшипников для приводного вала. Компоновка привода конвейера. Выбор и расчет муфт.

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 ГОСТ 22281-92 выбирается тип конвейера и тип настила. Настил применяется трех типов:

• - легкий - при насыпной плотности транспортируемого груза с
• - средний - при с= 1-2 т/м 3;
• - тяжелый - при с> 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. 2), выбранный угол наклона конвейера должен удовлетворять условию в?ц1-(7-10°), где ц1 - угол естественного откоса груза в движении.

Угол трения груза о настил

На настиле без бортов насыпной груз располагается по треугольнику (рис. 3) так же, как на ленточном конвейере с прямыми роликоопорами; В - ширина настила, b = 0,85В , ц - угол естественного откоса груза в покое (угол естественного откоса груза в движенииц1=0,4ц).

Рис. 3.

Площадь сечения насыпного груза на настиле без бортов

где h1 - высота треугольника;

с 2 - коэффициент, учитывающий уменьшение площади на наклонном конвейере (табл. 3).

Производительность конвейера

Qn=3600F1сv =648c2v сtgц1, (2)

где с - плотность груза, т/м 3;

v - скорость конвейера, м/с;

В п - ширина настила без бортов.

Таблица 3. Значения коэффициента с 2

Ширина настила без бортов

Производительность при настиле с бортами (рис. 4)

Qб=3600Fv с. (4)

Рис. 4. Типы бортовых настилов:

а - с подвижными бортами; б - с неподвижными бортами

Площадь сечения груза на настиле с бортами

F=F2+F3=0,25kвtgц1+Bбhш, (5)

где В б - ширина настила с бортами, м;

ш= 0,65-0,8 - коэффициент наполнения сечения настила.

Полученную ширину настила проверяют по условию кусковатости B?X2a+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

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, (9)

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

P=УW=Sст-S0, (10)

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

где Q - производительность, т/ч;

L г - горизонтальная проекция длины, м;

щ0 - 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.

Введение

Пластинчатые конвейеры предназначены для перемещения в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35 град) тяжелых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в т.ч. острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до высокой температуры. Пластинчатые конвейеры, стационарные или передвижные имеют те же основные узлы, что и ленточные.

Грузонесущий орган - металлический, реже деревянный, пластмассовый настил-полотно, состоящий из отдельных пластин, прикрепленных к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-роликовым). Настил может быть плоским, волнистым или коробчатого сечения, без бортов или с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звездочки, установленные на концах рамы. Различают пластинчатые конвейеры общего назначения (основной тип) и специальные Для увеличения производительности конвейеры с плоским настилом дополняют неподвижными бортами. Типовые пластинчатые конвейеры имеют производительностью до 2000 т/ч. Отдельный вид пластинчатых конвейеров, получивший наибольшее распространение в России в последние 15-20 лет, это конвейер с модульной лентой. Лента может быть как пластиковой, так и стальной. Широкий спектр выпускаемых лент определяет и большой диапазон их применения: от межоперационного транспорта и подачи продукта непосредственно до станка, до применения в пищевой промышленности, а также в сфере торговли.

1. Описание конструкции

Рисунок 1. Схема проектируемого конвейера:

Oсновные сборочные единицы пластинчатого конвейера: пластинчатое полотно, ходовые ролики, тяговый орган и натяжное устройство. Пластины полотна, имеющие в поперечном сечении прямоугольную или трапецеидальную форму, выполняют штампованными; толщина пластин для транспортирования угля 3-4 мм, для крупнокусковой скальной горной породы массы 6-8 мм. Xодовые ролики крепят к пластинам c помощью коротких консольных или сквозных осей. B качестве тягового органа, на котором закреплены пластины, применяют 1 или 2 пластинчатые или круглозвенные цепи. Изгибающийся конвейер имеет одну круглозвенную цепь. Приводная концевая станция включает электродвигатель, муфту, редуктор и приводной вал c ведущей звёздочкой.

Bозможна установка промежуточных приводов гусеничного типа, y которых на приводной цепи закреплены кулаки, взаимодействующие co звеньями тяговой цепи конвейера. Hатяжное устройство, обычно расположено в хвостовой части конвейера. Достоинства пластинчатого конвейера: возможность транспортирования абразивной горной массы по криволинейной трассе с малыми радиусами закруглений; меньшие сопротивления перемещению и расход энергии, чем в скребковых конвейерах; возможность установки промежуточных приводов, что позволяет увеличить длину конвейера в одном составе.

Недостатки: высокая металлоёмкость, сложная конструкция пластинчатого полотна и трудность его очистки от остатков влажной и липкой горной массы, деформация пластин в процессе эксплуатации, что вызывает просыпание мелких фракций.

2. Расчет пластинчатого конвейера

2.1 Определение ширины конвейера

Для расчета принимаем конвейер с волнистым полотном с бортами.

Ширину конвейера определяем по формуле:

где Q = 850 т/час - производительность конвейера;

1,5 м/с - скорость движения полотна;

2,7 т/м 3 - плотность транспортируемого груза;

K в =0,95 - коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера;

45 о - угол естественного откоса груза в покое;

h = 0.16 м - высота бортов полотна, выбираем из номинального ряда;

0.7 - коэффициент использования высоты бортов

Коэффициент K в определяем по формуле:

10 о - угол наклона конвейера.

Подставляем полученные значения в формулу (1.1)

Для транспортируемого материала, содержащего крупные куски до 10%

общего груза должно выполняться условие:

a max = 80 мм - наибольший размер крупных кусков.

Условие выполняется.

Окончательно выбираем ширину полотна из номинального ряда B = 400 мм

2.2 Определение нагрузок на транспортную цепь

Предварительно принимаем в качестве тягового органа конвейера

пластинчатую цепь типа ПВК (ГОСТ 588-81).

Погонную нагрузку от транспортируемого груза определяем по формуле:

Погонную нагрузку от собственного веса движущихся частей (полотна с цепями) определяем по формуле:

A = 50 - коэффициент, принимаемый в зависимости от ширины полотна вида груза

Минимальное натяжение цепей для данного конвейера может быть в точках 1 или 3 (рис. 1). Минимальное натяжение будет в точке 3 если будет соблюдаться условие:

0.08 - коэффициент сопротивления движению ходовой части на

прямолинейных участках

Условие не выполняется, следовательно минимальное натяжение будет в точке 1.

Принимаем минимальное натяжение цепей S min = S 1 = 1500 Н. Методом обхода по контуру по ходу полотна определяем натяжения в точках 1..6 (рис. 1) по методике, аналогичной .

k = 1.06 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании звездочки

Рисунок 2. Диаграмма натяжения тягового органа

3. Расчет элементов конвейера

3.1 Расчет и подбор электродвигателя

Тяговое усилие привода определяю по формуле:

где k = 1.06 - коэффициент увеличения натяжения цепи при огибании

звездочки

Установочную мощность электродвигателя определяю по формуле:

где = 0.95 - КПД привода

k з = 1.1 - коэффициент запаса мощности

Принимаем электродвигатель с повышенным пусковым моментом серии 4А

тип двигателя - 4АР200L6УЗ;

мощность N = 30 кВт;

частота вращения n дв = 975 об/мин;

маховый момент GD 2 = 1.81 кг м 2 ;

масса m = 280 кг.

присоединительный диаметр вала d = 55 мм.

3.2 Расчет и выбор редуктора

Делительный диаметр приводных звездочек определяем по формуле:

где t - шаг приводной цепи;

z - число зубьев звездочки;

Предварительно принимаем t = 0.2 м и z = 6.

Частоту вращения звездочек определяем по формуле:

об/мин. (3.4)

Передаточное число редуктора определяем по формуле:

Крутящий момент на выходном валу редуктора определяем по формуле:

Исходя из выше определенных величин принимаем двухступенчатый цилиндрический редуктор

тип редуктора - 1Ц2У-250;

передаточное число u = 25;

номинальный крутящий момент на выходном валу при тяжелом режиме M кр = 6300 Нм;

масса m = 320 кг.

Входной и выходной валы имеют конические присоединительные концы под муфты (рис. 3), их основные размеры приведены в таблице 1.

Рисунок 3. Схема насаживания деталей на вал.

Таблица 1. Геометрические параметры валов

3.3 Расчет и подбор тяговой цепи

Расчетное усилие в цепи определяем по формуле:

Динамическую нагрузку на цепи определяем по формуле:

где = 1.0 - коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера, выбирается согласно при L > 60 м.

Подставляя найденные значения в формулу (3.7) получаем:

Разрывное усилие цепи определяем по формуле:

Исходя из выше определенных величин принимаем пластинчатую цепь

тип цепи - М450 (ГОСТ 588-81);

шаг цепи t = 200 мм;

разрывное усилие S разр. = 450 кН.

Для проверки цепи на прочность произведём расчет нагрузки на цепь в момент пуска конвейера.

Максимальное усилие в цепи при пуске конвейера определяем по формуле:

где S д.п - динамическое усилие цепи при пуске.

Динамическое усилие цепи при пуске определяем по формуле

где m k - приведенная масса движущихся частей конвейера;

Угловое ускорение вала электродвигателя.

Приведенную массу движущихся частей конвейера определяю по формуле

где k y = 0.9 - коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей

k u = 0.6 - коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости

вращающихся масс по сравнению со средней скоростью.

Gu = 1500 кгс - вес вращающихся частей конвейера (без привода), принимаем согласно

Угловое ускорение вала электродвигателя определяем по формуле:

рад/с 2 , (3.13)

где I пр - момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя.

M п.ср - определяется по формуле:

M п.ст - определяется по формуле:

Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя определяем по формуле:

H м с 2 , (3.16)

где I р.м - момент инерции ротора электродвигателя и втулочно-пальцевой муфты, определяется по формуле:

H м с 2 , (3.17)

где I м = 0.0675 - момент инерции втулочно-пальцевой муфты.

Подставляя значения в формулы 3.10… 3.17 получаем максимальное усилие в цепи при пуске конвейера.

3.4 Расчет натяжного устройства

Принимаем натяжное устройство винтового типа.

Величина хода натяжного устройства зависит от шага цепи и определяется по формуле

Общую длину винта принимаем L об = L+0.4 = 0.8 м.

Принимаем материал для винта - сталь 45 с допускаемым напряжением на срез у ср = 100 Н/мм 2 и пределом текучести Т = 320 Н/мм 2 . Тип резьбы выбираю прямоугольный (ГОСТ 10177-82).

Принимаем материал для гайки - бронзу Бр. АЖ9-4 с допускаемым напряжением на срез у ср = 30 Н/мм 2 , на смятие у см = 60 Н/мм 2 , на разрыв Р = 48 Н/мм 2 . Тип резьбы тот же.

Средний диаметр резьбы винта определяем по формуле:

где = 2 - отношение высоты гайки к среднему диаметру

[p] = 10 Н/мм 2 - допускаемое напряжение в резьбе, зависящее от трущихся материалов, при трении стали по бронзе [p] = 8…12 Н/мм 2 ;

K = 1.3 - коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки натяжных витков

Внутренний диаметр резьбы определяем по формуле:

Учитывая, что длина винта большая и требуется большая устойчивость, принимаем d 1 = 36 мм.

Шаг резьбы определяем по формуле:

Уточненное значение среднего диаметра резьбы определяем по формуле:

Наружный диаметр резьбы определяем по формуле:

Угол подъема резьбы определяем по формуле:

Производим проверку надежности самоторможения, для чего должно выполняться условие:

где f = 0.1 - коэффициент трения стали по бронзе.

Условие выполняется.

Производим проверку на устойчивость.

где - коэффициент скольжения допускаемых напряжений сжатия, при расчете на устойчивость определяется как функция гибкости винта ().

[ -1 P ] - допускаемое напряжение сжатия.

Допускаемое напряжение сжатия определяем по формуле:

Н/мм 2 , (3.27)

Гибкость винта определяем по формуле:

где =2 - коэффициент приведенной длины

По известной гибкости винта нахожу = 0.22. Подставляем полученные данные в условие 2.26:

Условие выполняется.

Так как винт работает на растяжение, то проверку на устойчивость производить не обязательно.

Производим проверку винта на прочность, условие прочности:

где (определено выше);

M 1 - момент трения в резьбе (Н мм);

M 2 - момент трения в пяте (упоре) (Н мм)

Момент трения в резьбе определяем по формуле:

Момент трения в пяте определяю по формуле:

где d n = 20 мм - диаметр пяты, принимается меньше d 1 .

Подставляем полученные данные в условие 3.29:

Условие выполняется.

Высоту гайки определяем по формуле:

Количество витков резьбы в гайке определяем по формуле:

Производим проверку прочности резьбы гайки на срез, условие прочности:

Условие выполняется

3.5 Расчет валов

Приводной вал

В качестве материала вала принимаем сталь 45, предел прочности

В = 730 Н/мм 2 , пределы выносливости: - 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 - 1 = 182 Н/мм 2

Ориентировочный минимальный диаметр вала определяю из расчета только на кручение по формуле:

где M = 5085 Нм - крутящий момент на валу

25 Н/мм 2 - допускаемое напряжение на кручение для стали 45

Из стандартного ряда (ГОСТ 6636-69 R40) выбираем ближайшее значение диаметра d пв = 100 мм. Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 120 мм. Ширину ступицы приводной звездочки определяем исходя из необходимой длины шпонки для передачи вращающего момента.

Длину шпонки определяем из условия смятия и прочности:

где l - длина шпонки, мм;

d - диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

h, b, t 1 , - размеры поперечного сечения шпонки, мм

См - допустимое напряжение смятия, для стальных ступиц 100-120 Н/мм 2 .

Также, исходя из условия 3.35 определяем параметры шпонки для присоединительного конца вала, диаметр которого принимаем d = 95 мм и длину l = 115 мм. Значения всех геометрических размеров шпонок заносим в таблицу 2.

Таблица 2. Геометрические параметры валов

* Применяем две шпонки, расположенные под углом 180 о.

Исходя из длины шпонок под приводные звездочки, длину ступиц последних выбираем l ст = 200 мм.

Расчетная схема приводного вала и эпюра изгибающих моментов имеет вид

Рисунок 4.эпюры моментов

где R 1 и R 2 - реакции опор в подшипниках, Н;

P - нагрузка на звездочки, определяется по формуле:

В связи с симметричностью схемы и нагрузок реакции опор

R 1 = R 2 = P = 13495 Н.

Вал натяжного устройства

Расчет производим аналогично п. 2.5.1.

В качестве материала вала принимаем сталь 45 (диаметр заготовки более 100 мм), предел прочности В = 730 Н/мм 2 , пределы выносливости: - 1 = 0.43 B = 314 Н/мм 2 , -1 = 0.58 - 1 = 182 Н/мм 2

Диаметр вала конструктивно принимаем 0.8 от диаметра приводного вала d = 80 мм

Расчетная схема вала аналогична рис. 4.

Принимаем этот диаметр под подшипники. Под крепление приводных звездочек принимаем диаметр d = 100 мм. Ширину ступицы приводной звездочки принимаем конструктивно.

3.6 Выбор подшипников

Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираем шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1320 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:

d = 100 мм (внутренний диаметр)

D = 215 мм (наружный диаметр)

B = 47 мм (ширина)

C = 113 кН (Динамическая грузоподъемность)

Проверяем подшипники по долговечности, которую определяю по формуле:

где n = 39 об/мин - частота вращения вала;

P э - эквивалентная нагрузка на подшипник, при условии отсутствия осевых нагрузок определяется по формуле:

где V = 1 - коэффициент, учитывающий вращение колец

K T = 1 - температурный коэффициент

K = 2.0 - коэффициент нагрузки

ч. Долговечность достаточна

Так как при монтаже на раме конвейера отдельно стоящих корпусов подшипников имеет место нарушение их соосности и перекос вала выбираю шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные 1218 (ГОСТ 5720-75 и 8545-75) со следующими параметрами:

d = 800 мм (внутренний диаметр)

D = 160 мм (наружный диаметр)

B = 30 мм (ширина)

C = 44.7 кН (Динамическая грузоподъемность)

ч. Долговечность достаточная.

По произведённым расчётам определяем, что подшипники будут работать в течении всего срока эксплуатации.

3.7 Расчет и выбор тормозного устройства и муфт

При отключении конвейера в нагруженном состоянии из за наклона части конвейера вес груза создаст усилие, направленное в сторону противоположную движению полотна. Это усилие определяем по формуле

Отрицательный значение силы означает, что сила трения элементов конвейера выше силы скатывания груза, а следовательно нет необходимости в применении тормозного устройства.

Для передачи момента от электродвигателя ко входному валу редуктора принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту типа МУВП (ГОСТ 21424-75) с расточками полумуфт под вал двигателя (d дв = 55 мм) и под входной вал редуктора (конусная расточка d р1 = 40 мм).

Момент подводимый к валу электродвигателя равен отношению момента на выходном валу редуктора к передаточному числу редуктора M дв = 203.4 Нм.

С учетом запаса и габаритных размеров принимаем муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 500 Нм, при этом максимальный (габаритный) диаметр муфты D = 170 мм, максимальная длинна L = 225 мм, количество пальцев n = 8, длинна пальца l = 66 мм, присоединительная резьба пальца М10.

Для передачи момента от выходного вала редуктора к приводному валу принимаю зубчатую муфту типа МЗ (ГОСТ 5006-83) с конусной расточкой (исполнение К d р2 = 90 мм) для присоединения к выходному валу редуктора. Расточка муфты для присоединения к приводному валу цилиндрическая d = 95 мм с двумя шпоночными канавками.

Выбираем муфту с номинальным крутящим моментом M кр = 19000 Нм.

3.8 Расчет звездочек

Известные данные для расчёта:

делительный диаметр звездочек d e = 400 мм;

количество зубьев z = 6;

шаг зубьев t = 200 мм.

диаметр роликов цепи D ц = 120 мм.

Диаметр наружной окружности определяем по формуле:

где К=0.7 - коэффициент высоты зуба

Диаметр окружности впадин определяем по формуле:

Смещение центров дуг впадин определяем по формуле:

e = 0.01. 0.05 t = 8 мм. (3.42)

Радиус впадин зубьев определяем по формуле:

r = 0.5 (D ц - 0.05t) = 50 мм. (3.44)

Радиус закругления головки зуба определяем по формуле:

Высоту прямолинейного участка профиля зуба определяю по формуле:

Ширину зуба определяю по формуле:

b f = 0.9 (50 - 10) - 1 = 35 мм. (3.47)

Ширину вершины зуба определяю по формуле:

b = 0.6b f = 21 мм. (3.48)

Диаметр венца определяю по формуле:

где d 5 = 150 мм - диаметр реборды катка цепи;

h = 70 мм - ширина пластины цепи.

3.9 Расчет конструктивных элементов конвейера

В качестве несущей опоры для катков цепи выбираем швеллер 12 по ГОСТ 8240-89 с моментом сопротивления изгибу W x = 8.52 см 3 . Несущий швеллер опирается на сварные рамы, определяем расстояние между рамами:

Максимально допустимый изгибающий момент для швеллера 12 определяем по формуле:

С учетом того, что вся нагрузка распределяется на два швеллера максимальную длину пролета определяем по формуле

Радиус изгиба на переходе конвейера из наклонного участка в горизонтальный, исходя из шага цепи, принимаем R = 3 м.

Заключение

пластинчатый конвейер подшипник электродвигатель

Выполнив курсовой проект мы спроектировали цепной, пластинчатый конвейер со следующими параметрами:

Производительность Q =850 т/час;

Скорость движения полотна = 1,5 м/с;

Длина конвейера l = 90 м;

Длина горизонтального участка l г = 25 м;

Угол наклона конвейера в = 10 o ;

Плотность транспортируемого груза = 2,7 т/м 3

Также рассчитали его основные элементы, проверили их на прочность и на долговечность.

Библиографический список

1. Барышев А.И., Стеблянко В.Г., Хомичук В.А. Механизация ПРТС работ. Курсовое и дипломное проектирование транспортирующих машин: Учебное пособие/ Под общей редакцией А.И. Барышева - Донецк: ДонГУЭТ, 2003 - 471 с., ил.

2. Барышев А.И., Механизация погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ в пищевой промышленности. Часть 2. Транспортирующие машины. - Донецк: ДонГУЭТ, 2000 - 145 с.

3. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин, М.: Машиностроение, 1979. - 351 с.

4. Ануфриев В.И. Справочник конструктора - машиностроителя в трех томах, М.: Машиностроение, 2001.

5. Яблоков Б.В., Белов С.В Методические указания к курсовому проекту по подъемно-транспортным устройствам (пластинчатые конвейеры), Иваново, 2002 г.

Подобные документы

Расчет параметров горизонтального пластинчатого цепного конвейера. Выбор типа конвейера и типа настила. Определение нагрузок на транспортную цепь. Расчет и подбор редуктора. Расчет приводного вала, натяжного устройства, винта натяжного устройства.

курсовая работа , добавлен 13.08.2015


Проектирование привода пластинчатого конвейера по заданным параметрам. Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя и редуктора. Расчет открытой зубчатой передачи. Компоновка вала приводных звездочек. Расчет комбинированной муфты.

курсовая работа , добавлен 22.10.2011


Расчет пластинчатого конвейера, транспортирующего руду: определение ширины настила, максимального натяжения цепей, общего тягового усилия, мощности привода, статического тормозного момента, хода натяжного устройства, винта на сжатие, выбор подшипников.

курсовая работа , добавлен 28.07.2010


Конструктивные размеры корпуса редуктора. Прочностной расчет валов. Расчет привода пластинчатого конвейера, состоящего из электродвигателя, цилиндрического редуктора и цепной передачи. Проверка прочности шпоночных соединений. Посадка деталей редуктора.

курсовая работа , добавлен 20.12.2014


Определение основных параметров конвейера. Выбор типа настила и определение его ширины. Определение мощности и выбор двигателя. Приближенный тяговый расчет. Определение расчётного натяжения тягового элемента. Выбор тормоза, муфт и натяжного устройства.

курсовая работа , добавлен 20.05.2015


Проектирование привода пластинчатого конвейера, составление его кинематической и принципиальной схемы, выбор подходящего электродвигателя. Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням. Расчет ступеней редуктора и цепной передачи.

курсовая работа , добавлен 26.07.2009


Определение основных параметров наклонного пластинчатого конвейера и расчет его конструкционных параметров. Анализ прочности наиболее ответственных элементов конвейера, оценка нагрузок на валы, выбор двигателя и редуктора и проект натяжного устройства.

курсовая работа , добавлен 03.11.2010


Проектирование привода пластинчатого конвейера для транспортировки сырья со склада фабрики в цех, состоящего из электродвигателя, клиноременной передачи, цилиндрического прямозубого редуктора, зубчатой муфты, приводного вала и приводных звездочек.

курсовая работа , добавлен 09.08.2010


Подъемно-транспортные установки в промышленности. Описание работы ленточного конвейера, основные характеристики, производительность. Расчет ленточного конвейера, расчет вала приводного барабана, винта натяжного устройства на растяжение, тяговый расчет.

курсовая работа , добавлен 10.01.2010


Применение пластинчатых конвейеров. Подробный анализ составляющих на примере горизонтального пластинчатого конвейера. Расчет пластинчатого конвейера. Сопротивление движению ходовых катков по направляющим. Величина тягового усилия, выбор электродвигателя.

В зависимости от конструкции настила и тяговой цепи и конфигурации трассы (рис. 4.1) различают пластинчатые конвейеры общего назначения (вертикально замкнутые); изгибающиеся (с пространственной трассой) и специального назначения (разливочные машины, эскалаторы, пассажирские, конвейеры с настилом сложного профиля).

Рис. 4.1. Схемы трасс пластинчатых конвейеров:

а – горизонтальная; б – горизонтально-наклонная; г – наклонная;

д – наклонно-горизонтальная; в , е , ж – сложная

Наиболее широкое применение получили пластинчатые стационарные, вертикально замкнутые конвейеры с прямолинейными трассами, которые являются конвейерами общего назначения. В металлургической промышленности их используют для подачи крупнокусковой руды и горячего агломерата; на химических заводах и при производстве строительных материалов – для перемещения крупнокусковых нерудных материалов; на тепловых электростанциях – при подаче угля; в машиностроении – для транспортирования горячих поковок, отливок, опок, отходов штамповочного производства; на поточных линиях сборки, охлаждения, сушки, сортирования и химической обработки.

Передвижные пластинчатые конвейеры используют на складах, погрузочно-разгрузочных, сортировочных и упаковочных пунктах для перемещения тарно-штучных грузов.

Специальные пластинчатые конвейеры, в том числе и изгибающиеся с пространственной трассой, используют в горно-рудной и угольной промышленности для транспортирования на дальние расстояния руды и угля.

4.1.1.1 Общее устройство, назначение и области применения

К преимуществам пластинчатых конвейеров по сравнению с ленточными относятся: возможность транспортирования тяжелых крупнокусковых, острокромочных и горячих грузов; спокойный и бесшумный ход; возможность загрузки без применения питателей; большая продолжительность трассы с наклонными участками и малыми радиусами переходов и обеспечение бесперегрузочного транспортирования; возможность установки промежуточных приводов; высокая производительность при небольшой скорости движения; возможность использования конвейеров в технологических процессах и поточных линиях при высоких и низких температурах.

Недостатками пластинчатых конвейеров являются: большая масса настила и цепей и их высокая стоимость; наличие большого количества шарниров цепей, требующих дополнительного обслуживания; сложность замены изношенных катков тяговых цепей; большие сопротивления движению.

Пластинчатый конвейер (рис. 5.2) имеет станину, на концах которой установлены две звездочки – приводная 3 с приводом и натяжная с натяжным устройством 4. Бесконечный настил 1, состоящий из отдельных пластин, закрепляется к ходовой части, состоящей из одной или двух тяговых цепей 2, которые огибают концевые звездочки и находятся в зацеплении с их зубьями.

Вертикально замкнутые тяговые цепи движутся вместе с настилом по направляющим путям станины вдоль продольной оси конвейера. Конвейер загружается через одну или несколько воронок 5 в любом месте трассы, а разгружается через концевую звездочку и воронку. Промежуточная разгрузка возможна только для пластинчатых конвейеров с безбортовым плоским настилом. Скорость их движения составляет до 1,25 м/с.

Рис. 4.2. Пластинчатый конвейер:

1 – настил; 2 – тяговая цепь; 3 – приводная звездочка;

4 – натяжное устройство; 5 – загрузочный бункер

Основные параметры пластинчатых конвейеров общего назначения установлены ГОСТ 22281-92: ширина настила: 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600 мм; число зубьев звездочек: 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12; 13; скорость движения: 0,01; 0,016; 0,025; 0,04; 0,05; 0,063; 0,08; 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0 м/с.

Угол наклона полотна пластинчатого конвейера обычно составляет 35–60º и зависит от характеристики транспортируемого груза и типа настила. При транспортировании штучных грузов и наличии на настиле поперечных грузоудерживающих планок угол наклона конвейера может быть увеличен.

4.1.1.2 Элементы пластинчатых конвейеров

Тяговым элементом обычно служат пластинчатые цепи:

ПВ – пластинчатые втулочные;

ПВР – пластинчатые втулочно-роликовые;

ПВК – пластинчатые втулочно-катковые с гладкими катками;

ПВКГ – пластинчатые втулочно-катковые с гребнями на катках;

ПВКП – пластинчатые втулочно-катковые с подшипниками качения у катков

В качестве тягового элемента могут быть использованы втулочные, роликовые и круглозвенные цепи. Конвейеры с шириной настила более 400 мм имеют две тяговые цепи, легкие конвейеры (с шириной настила менее 400 мм) – одну цепь.

Опорными элементами у пластинчатых втулочно-катковых цепей являются ходовые катки, передающие нагрузку от настила и транспортируемого груза на направляющие пути (на конвейерах тяжелых типов применяют катки на подшипниках качения).

В конвейерах с втулочными и роликовыми цепями и гладким настилом опорными элементами служат стационарные роликовые опоры, закрепленные на станине конвейера. В конвейерах легкого типа с шириной настила 80–200 мм цепь могут объединять с настилом, скользящим по направляющим металлическим или пластмассовым путям.

Настил является грузонесущим элементом конвейера. Настил выполняется с бортами и без бортов и имеет различную конструкцию в зависимости от характеристики транспортируемого груза (табл. 4.1) .

Таблица 4.1

Типы настилов пластинчатых конвейеров

Окончание табл. 4.1

Плоский настил изготавливают из деревянных планок, стальных или полиуретановых пластин; для обеспечения надежного положения груза настил снабжают фасонными накладками или упорами. Волнистый настил обеспечивает надежное перекрытие соседних пластин, увеличивает жесткость и прочность полотна, повышает сцепление грузов с поверхностью конвейера, уменьшает их просыпание между пластинами и обеспечивает перемещение грузов под большими углами наклона.

Швеллерный настил применяется для транспортирования крупных горячих отливок и штамповок, обеспечивает прочность и жесткость полотна и облегчает его очистку. Настил изготавливают методом штамповки и сварки стальных листов толщиной 4–10 мм. Пластины настила крепят на болтах, заклепках или приваривают к специальным уголкам, которые крепятся к пластинам тяговых цепей.

Основными размерами настила являются его ширина В и высота бортов h . Нормальный ряд ширины настила: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 мм; высота бортов: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450 и 500 мм.

Привод пластинчатого конвейера – угловой или прямолинейный (гусеничный) (разд. 2.4), состоит из приводных звездочек, передаточного механизма (редуктора или редуктора с дополнительной передачей) и электродвигателя. На конвейерах, имеющих наклонный участок трассы, устанавливают стопорное устройство или электромагнитный тормоз. Передаточным механизмом привода служит один редуктор или редуктор с зубчатой или цепной передачей. Мощные конвейеры большой производительности и длины имеют несколько приводов.

Натяжные устройства. На пластинчатых конвейерах устанавливаютсявинтовые (наибольшее распространение) или пружинно-винтовые натяжные устройства (на тяжело нагруженных конвейерах значительной длины со скоростями более 0,25 м/с). НУ устанавливаются на концевых звездочках и имеют ход равный не менее 1,6–2 шага цепи, Х = 320–2000 мм.

Одна из звездочек НУ закрепляется на валу на шпонке, другая – свободно для возможности самоустановки по положению шарниров цепи.

Станина пластинчатого конвейера изготавливается из угловой или швеллерной стали. Концевые части выполняют в виде отдельных рам для привода и НУ, среднюю часть – в виде отдельных секций металлоконструкции длиной 4–6 м.

4.1.1.3 Расчет пластинчатых конвейеров

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. 4.3) 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).

Рис. 4.3. 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. 4.3).

Производительность конвейера

где ρ – плотность груза, т/м 3 ;

v – скорость конвейера, м/с;

В п – ширина настила без бортов.

Таблица 4.3

Значения коэффициента с 2

Ширина настила без бортов

Производительность при настиле с бортами (рис. 4.4)

. (4.4)

Рис. 4.4. Типы бортовых настилов:

а – с подвижными бортами; б – с неподвижными бортами

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 , (4.6)

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, (4.9)

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 , (4.10)

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, (4.11)

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.

4.1.1.4 Монтаж пластинчатых конвейеров.

Последовательность этапов монтажа пластинчатого конвейера :

· разбивка осей и установка средней части става конвейера;

· установка опорных конструкций или рельсов (для катков цепи) при обеспечении допусков не более 1–2 мм;

· установка привода и натяжной станции при обеспечении горизонтальности и перпендикулярности осей конвейера и приводного вала;

· по приводному валу ориентируют другие элементы привода (открытые передачи, редуктор и электродвигатель), обеспечивая строгую соосность валов;

· тщательной проверке подлежит ходовая часть;

· опробование начинают продвиганием ходовой части на 5–10 м вручную или от электродвигателя;

· обкатка конвейера вхолостую в течение 3–4 часов:

– конвейер должен работать плавно, без стуков, ударов и вибраций;

– зацепление цепи должно быть плавным;

– соседние пластины должны свободно проворачиваться на звездочках и криволинейных участках;

– температура нагрева редуктора и подшипников скольжения должна быть не более 70º, нагрева подшипников качения не должно быть;

· обкатка под нагрузкой (в течение 12 часов)

– производят те же проверки, что и при обкатке вхолостую;

– регулируют расположение загрузочного устройства;

– устраняют просыпание грузов на рабочие поверхности рельсов и в зазоры между пластинами;

– регулируют работу НУ для предотвращения смещения полотна

4.1.1.5 Технический осмотр и ремонт элементов пластинчатых конвейеров.

Технический осмотр (ТО) тяговых цепей предусматривает их систематический осмотр, текущий ремонт, очистку и смазку. В процессе осмотра выявляют: состояние деталей, посадок в соединениях; подвижность роликов и катков .

Невращающиеся ролики и катки с лысками на поверхности качения подлежат замене, ослабленные болтовые соединения звеньев и креплений рабочих органов должны быть затянуты.

ТО звездочек выявляет износ по боковым поверхностям зубьев: звездочка подвергается ремонту или замене; устраняется сбег полотна.

ТО грузонесущих элементов предусматривает их осмотр и устранение повреждений, затрудняющих эксплуатацию: выявляют наличие остаточных деформаций, надежности крепления к тяговому органу, износ; деформированные пластины исправляют или заменяют, регулируют зазоры между ними, ослабленные соединения подтягивают.

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.