Мусияченко Е.В. (рук.) Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта
Подождите немного. Документ загружается.
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.3. Расчет подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
51
1
φφ ω
nn
SSqqh
, (4.66)
где S
n
и S
n–1
– натяжение в конце и начале рассматриваемого участка, Н; q´ –
линейная нагрузка, Н/м (для загруженной ветви q´ = q, для обратной ветви
q´ = q
0
); ℓ – длина горизонтальной проекции участка трассы, м; h – разность
высотных отметок в конце и начале участка, м.
Знак «+» в формуле используется на участках подъема, знак «–» –
на участках спуска груза. Коэффициенты сопротивления для формул
(4.64
– 4.66) выбираем по табл. 4.10.
Выбор элементов привода.
Окружное усилие на приводных звездочках
W
о
= S
нб
S
сб
+ (S
нб
+ S
сб
)(
1). (4.67)
Необходимая мощность двигателя
Зо
1000η
vk W
P
, (4.68)
где k
з
= 1,1
1,35 – коэффициент запаса; W
о
– окружное усилие на приводных
звездочках, Н; = 0,9
КПД привода конвейера.
Выбираем двигатель с мощностью P, кВт, и частотой вращения n, мин
–1
(прил. 1
, табл. П.1.1).
Частота вращения приводного вала, мин
–1
:
пр
о
60
π
v
n
D
, (4.69)
где v – скорость тягового органа, м/с.
Требуемое передаточное число привода
пр
n
n
U
. (4.70)
По передаточному числу выбираем редуктор (прил. 2
, табл. П.2.1)
с учетом передачи мощности P
ред
P.
Выбираем муфту по наибольшему крутящему моменту (прил. 3,
табл. П.3.1
).
Выбор тормоза. Тормозной момент, Н·м,
т.ртт.с
Mk
М
, (4.71)
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.3. Расчет подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
52
где k
т
– коэффициент запаса торможения; k
т
= 1,5–1,75; М
т.с
– статический
тормозной момент, Н.
Статический тормозной момент
т.с
9550
P
М
n
. (4.72)
Выбираем тормоз по табл. П.4.1
прил. 4.
Выбор натяжного устройства. Усилие натяжного устройства
конвейера
нбн
2,1SW
, (4.73)
где
нб
S
– усилие в точке набегания цепи на натяжную звездочку.
Масса натяжного груза
зв
н
нзв
W
n
mk
g
, (4.74)
где k
зв
– коэффициент потерь на отклоняющих звездочках, k
зв
=1,05; n
зв
– чис-
ло отклоняющих звездочек.
Ход натяжного устройства конвейера, м (4.31
)
ц
Х 1, 6 2 t .
Устанавливаем винтовое, пружинно-винтовое, пневматическое, гид-
равлическое или грузовое натяжное устройство.
4
4
.
.
4
4
.
.
П
П
р
р
и
и
м
м
е
е
р
р
р
р
а
а
с
с
ч
ч
е
е
т
т
а
а
п
п
о
о
д
д
в
в
е
е
с
с
н
н
о
о
г
г
о
о
к
к
о
о
н
н
в
в
е
е
й
й
е
е
р
р
а
а
4
4
.
.
4
4
.
.
1
1
.
.
О
О
б
б
о
о
б
б
щ
щ
е
е
н
н
н
н
ы
ы
й
й
т
т
я
я
г
г
о
о
в
в
ы
ы
й
й
р
р
а
а
с
с
ч
ч
е
е
т
т
к
к
о
о
н
н
в
в
е
е
й
й
е
е
р
р
а
а
Задание: спроектировать подвесной грузонесущий конвейер с горизон-
тальной трассой для перемещения коробок на складе.
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
53
Рис. 4.12. Схема к расчету подвесного конвейера
Исходные данные для расчета:
общая длина трассы конвейера L = 200 м;
трасса состоит из 4-х участков, каждый длиной 50 м (рис. 4.12
);
плановая производительность конвейера Z
п
= 1200 шт;
скорость цепи конвейера v = 0,4 м/с;
загрузка подвесок – ручная;
разгрузка подвесок – ручная;
масса подвески m
п
= 10 кг;
число грузов на подвеске i = 1 шт;
масса груза m
г
= 25 кг;
размеры груза (высота h
г
= 0,3 м; ширина b
г
= 0,55 м; длина ℓ
г
= 0,55м);
режим работы конвейера – средний;
условия работы – средние.
Определение шага подвесок и кареток.
В качестве тягового элемента
конвейера принимаем предварительно пластинчатую втулочную безролико-
вую цепь типа М20–100 ГОСТ 588–81 (табл. 4.3
), имеющую параметры: шаг
звена
ц
100 ммt
; масса 1 м цепи
ц
0,93 кгm
; разрушающая нагрузка
разр
20 кНS
.
Расчетный шаг подвесок определяем по (4.32
):
п
3600 3600 0,4 1
1, 2
1200
vi
t
Z
м.
Шаг подвесок t проверяем на проходимость груза при огибании звездо-
чек по условиям (4.33
), (4.34) и (4.35):
t ≥ t
min
;
t
min
= 2R
о
т
=
2 0,513 1,08 1,1м
;
П НУ
l
7–8
l
6–7
l
4
–
5
l
2–3
l
1–2
l
9
–
10
109
8
7
6
5
4
3
2
1
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
54
п
т
01
1,5Δ 0,55 1,5 0,1
tgα 1,86
2 2 0,513 0,325
b
Rk
,
т
α 1, 08 рад
,
где b
п
– ширина подвески с грузом вдоль оси цепи, b
л
= 0,55м; – минималь-
ный зазор между грузами, исключающий возможность их столкновения,
= 0,1м; k
1
– расстояние от края подвески до оси цепи, k
1
= 0,325м.
Условие проходимости подвесок выполняется. Принимаем t
min
= 1,2 м.
Принимаем предварительно каретку (табл. 4.6
), имеющую параметры:
предельная грузоподъемность
5 кНN
; масса каретки
к
5,5 кгm
; каток-
подшипник № 260805. Для выбранной каретки ходовой путь изготовлен из
балки двутаврового сечения № 14 ГОСТ 8239–72.
Принимаем шаг кареток t
к
= 600 мм по нормальному ряду в соответст-
вии с ГОСТ 5946–79.
В качестве поворотного и приводного устройств принимаем звездочку
(табл. 4.4
), имеющую параметры: число зубьев
16
z
; диаметр делительной
окружности
о
1025,7 ммD
.
Определение погонных нагрузок. Определяем погонную нагрузку от
массы холостой (обратной) ветви без учета пропуска неразгруженных подве-
сок по (4.39
):
пк
хц
к
10 5,5
0,93 9,81 180,8
1,2 0,6
mm
qmg
tt
Н/м,
где m
п
– масса подвески, кг; m
к
– масса каретки, кг; m
ц
– масса цепи, кг.
Определяем погонную нагрузку от массы холостой ветви с учетом про-
пуска на обратную ветвь неразгруженных подвесок по (4.40
):
ххпрг
180,8 0,12 204,34 205,32
/
qqkq
Н/м
где k
пр
= 0,12 – коэффициент пропуска неразгруженных подвесок на обрат-
ную ветвь; q
г
– погонная нагрузка от массы транспортируемого груза;
м/Н34,204
2,1
81,925
г
г
t
gm
q
,
где m
г
– масса груза, кг.
Определяем погонную нагрузка от массы груженой ветви по (4.42
):
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
55
хг
180,8 204,32 385,12 Н / мqq q
.
Максимальное и минимальное натяжение цепей. Определяем
максимальное натяжение тяговой цепи (4.43
)
max 0 мгххкмг
1 H 1000 1,104
0,026 385,12 100 180,8 100 1 0,3 1,104 3062,72 Н,
SSkcqLqL kkq
где S
0
– первоначальное натяжение цепи, S
0
= 1000 Н; k
м
– суммарный коэф-
фициент местных сопротивлений; с = 0,026 – коэффициент сопротивления
движению кареток на прямолинейном участке трассы конвейера;
гх
иLL
–
горизонтальные проекции длины загруженной и холостой ветви соответст-
венно, м;
к
0,3k
– коэффициент концентрации местных сопротивлений,
меньшее значение принимается для конвейеров, имеющих более пяти пово-
ротов;
yx
м
ξk
= 1·1,025
4
·1 = 1,104,
где
1, 1, 025, 1
– соответственно коэффициенты сопротивления дви-
жению каретки на вертикальном повороте, горизонтальном повороте на звез-
дочке или блоке и на роликовой батарее;
,,θ
x
y
– количество вертикальных
поворотов, горизонтальных поворотов на звездочке или блоке и на ролико-
вой батарее соответственно; Н – общая высота подъема груза на трассе
конвейера, м.
Проведем проверку правильности выбора типоразмера ходовой части.
Полученная величина
max
3062,72 НS
показывает, что цепь выбрана
правильно, так как для принятой цепи допускаемое натяжение по долговеч-
ности (табл. 4.11
) при скорости
0, 4 м / сv
, средних условиях и среднем
режиме работы составляет
10000 НS
;
max
3062,72 10000 НSS
.
Выбор типоразмера цепи должен удовлетворять условию (4.45
)
S
разр
≥ S
max
n
п
= 3062,72·4,69 = 14364 Н,
где S
разр
– разрушающая нагрузка цепи, Н; S
max
– максимальное расчетное
натяжение, Н; n
п
– коэффициент запаса прочности на растяжение цепи:
/
п.ном
п
p тодин
3
4,69
110,8 0,8
n
n
kkkk
,
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
56
где n
´
п.ном
= 5 – номинальный коэффициент запаса прочности для цепи с тер-
мообработанными деталями: k
р
= 1 – коэффициент режима работы конвейера;
k
т
= 1 – коэффициент конфигурации трассы конвейера; k
о
= 0,8 – коэффици-
ент ослабления расчетного сечения деталей цепи; k
дин
= 0,8 – коэффициент
динамических нагрузок.
Принятая предварительно цепь М20-100 ГОСТ 588–81 удовлетворяет
условиям долговечности.
Определяем расчетную статическую нагрузку на каретку по (4.48
):
max
pзк ц к
0
3062,72
0,6 0,93 9,81 5,5 9,81 3642,6
0,51285
S
Pt qgmg
R
Н.
Каретка выбрана правильно, так как
рз
3642,6 5000 НPP
.
4
4
.
.
4
4
.
.
2
2
.
.
П
П
о
о
в
в
е
е
р
р
о
о
ч
ч
н
н
ы
ы
й
й
р
р
а
а
с
с
ч
ч
е
е
т
т
Выполняем подробные вычисления сопротивлений движению на всех
участках трассы на основе предварительного расчета.
Сопротивление ходовых катков по (4.50
):
к
385,12 200 0,026 2002,62WqLc
Н.
Сопротивление подшипников отклоняющих звездочек по (4.51
):
п
п.оз max б
α 90
2,15 ω sin 2,15 3062,72 0,002 sin 9,31
22
WS
Н,
где
б
= 0,002 – коэффициент сопротивления подшипников звездочек, при
подшипниках качения;
п
= 90°– угол перегиба цепи.
Сопротивление подшипников приводной звездочки по (4.52
):
п
пр max 0 б
90
sin 3062,72 1000 0,002 sin 2,92 Н
22
WSS
.
Сопротивление отклоняющих звездочек по (4.53
):
озв 0max
ω 003 306272 6188Н
.
WS, ,,
,
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
57
где
о
= 0,003 – условный коэффициент сопротивления.
Сопротивление приводной звездочки по (4.54
):
пр.зв 0max 0
0,03 3062,72 1000 121,88 НWSS
Сопротивление от перегиба цепи на отклоняющей звездочке по (4.55
):
22max
о.из
0
2,1 2,1 0,2 0,006 3062,72
7,52 Н
1,0257
fdS
W
D
,
где f
2
= 0,2 – коэффициент трения в шарнирах;
2
d
= 0,006 м – диаметр вали-
ка цепи; D
о
– диаметр начальной окружности звездочек или номинальный
диаметр блоков, м.
Определяем окружное усилие на приводной звездочке по (4.56
):
i
WP
0
,
где
i
W
– сумма сопротивлений конвейера по (4.57);
копро.зв пр.зв о.из пр.из
33 3
i
WW WW W W W W
,
2002,62 3 9,31 2,92 3 61,88 121,88 3 7,52 4,75 2368,3 Н
i
W
0
2368,3P
Н.
Уточнение производительности конвейера.
Штучную расчетную
производительность определяем по формуле (4.58
):
Z
р
= Пk
рз
/ (k
в
k
г
) = 1200·1,1/0,9·0,96 = 1527 шт./ч,
где П – плановая программа выпуска грузов-изделий, шт./ч; k
рз
=1,1 – коэф-
фициент резерва и неравномерности загрузки конвейера; k
в
= 0,9 – коэффи-
циент использования конвейера по времени; k
г
= 0,96 – коэффициент готов-
ности конвейера.
По вычисленной расчетной производительности окончательно устанав-
ливаем шаг подвесок и скорость их движения (4.60
), (4.61):
t = 3600 iv / Z
р
= 3600·1·0,4/1527 = 0,9 м;
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
58
v = Z
р
t / (3600i) = 1527·1,2/3600 = 0,5 м/с.
Уточненный тяговый расчет. Уточненный тяговый расчет выполня-
ют методом последовательного суммирования сил сопротивлений на трассе
конвейера.
Разбиваем трассу на отдельные расчетные участки и нумеруем их по
направлению движения (рис. 4.13
), начиная с точки минимального натяжения
min
S
. Минимальное натяжение цепи
min
S
находится в точке сбегания цепи
с натяжного устройства и принимается
min 0
1000 НSS
.
Определяем натяжения тяговой цепи по всему контуру трассы путем
последовательного суммирования сил сопротивлений движению на отдель-
ных участках трассы конвейера начиная с точки минимального натяжения
min
S
до привода.
Рис. 4.13. Схема трассы подвесного конвейера для уточненного тягового расчета
По направлению движения
1min
1000SS
Н;
21 х 12
1000 0,026 180,8 3 1014,1SScq
Н;
32 23
1014,1 0,026 385,12 46 1474,7SScq
Н;
П НУ
l
7–8
l
6–7
l
4–5
l
2–3
l
1–2
l
9–10
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
59
43
1,025 1474,7 1511,57SS
Н;
54 45
1511,57 0,026 385,12 49 2002, 21SScq
Н;
65
1,025 2002,21 2052,26SS
Н;
76 67
2052,26 0,026 385,12 3 2082,3SScq
Н;
/
87 х 78
2082,3 0,026 205,302 46 2327,86SScq
Н;
Против направления движения
10 1
1000 / 1,025 975,61SS/
Н;
910 х 910
975,61 0,026 180,8 49 745, 27SS cq
Н.
Расхождение от предварительного значения
max
3062,72 НS
составля-
ет 24 %.
Таким образом, подробный тяговый расчет подтверждает правильность
выбора типоразмера тяговой цепи.
Выбор элементов привода. Определяем окружное усилие на привод-
ной звездочке по (4.56
):
0
2327,86 745,27 2327,86 745,27 1,025 1 1659,42P
Н.
Расхождение от предварительного окружного усилия
0
2368,3P
Н
составило 30 %.
Определяем мощность приводного электродвигателя по (4.68
):
з 0
1,1 2327,86 0,4
1,07
1000 1000 0,95
vk W
P
кВт,
где k
з
= 1,1 – коэффициент запаса; = 0,95 – КПД передаточного механизма
от двигателя к приводному органу с учетом КПД приводной звездочки.
Выбираем мотор-редуктор 3МВ-160-204 ГОСТ 26218–94, имеющий
параметры: номинальная мощность двигателя P
дв
= 1,1 кВт; передаточное
число u
р
= 204; частота вращения выходного вала n
вых
= 7,1 об/мин; масса
m
м-р
= 60 кг; диаметр выходного вала d
вых
= 55мм.
Выбираем муфту по наибольшему крутящему моменту (прил. 3,
табл. П.3.1
).
4. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
4.4. Пример расчета подвесного конвейера
Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Пособие по курсовому проектированию
60
Выбор натяжного устройства. Определяем усилие натяжного устрой-
ства конвейера по (4.73
):
ннб
2,1 2,1 975,61 2048,78WS
Н,
где S
нб
= 975,61 Н – усилие в точке набегания цепи на натяжную звездочку.
Устанавливаем грузовое натяжное устройство. Определяем массу на-
тяжного груза по (4.74
):
4
н
зв
нзв
2048,78
1,05 253,85
9,81
n
W
mk
g
кг,
где k
зв
= 1,05 – коэффициент потерь на отклоняющих звездочках; n
зв
– число
отклоняющих звездочек;
Принимаем m
н
= 255 кг.
Определяем ход натяжного устройства конвейера по (4.31
):
Х 16 2 Х 16 2 01 016 0 2м,,,,,
.
Принимаем
Х 0,2 м
.
4
4
.
.
5
5
.
.
Р
Р
а
а
с
с
ч
ч
е
е
т
т
к
к
о
о
в
в
ш
ш
о
о
в
в
о
о
г
г
о
о
э
э
л
л
е
е
в
в
а
а
т
т
о
о
р
р
а
а
4
4
.
.
5
5
.
.
1
1
.
.
О
О
с
с
н
н
о
о
в
в
н
н
ы
ы
е
е
р
р
е
е
к
к
о
о
м
м
е
е
н
н
д
д
а
а
ц
ц
и
и
и
и
п
п
о
о
в
в
ы
ы
б
б
о
о
р
р
у
у
т
т
и
и
п
п
а
а
э
э
л
л
е
е
в
в
а
а
т
т
о
о
р
р
а
а
Надежная работа элеватора обеспечивается правильным выбором его
типа, который зависит от физико-механических свойств и гранулометриче-
ского состава груза.
При выборе типа элеватора необходимо решить следующие вопросы:
цепной или ленточный элеватор с центробежной или гравитационной (само-
течной) разгрузкой, сомкнутыми или расставленными ковшами, тип (форма)
ковшей.
Имеющийся опыт эксплуатации элеваторов позволяет сделать не
кото-
рые рекомендации по выбору типа элеватора, представленные в табл. 4.1
4.
Однако необходимо учитывать, что каждый тип элеватора имеет свои осо-
бенности, преимущества и недостатки.
Наиболее рациональным типом элеватора считается ленточный быст-
роходный элеватор с центробежной разгрузкой. Такие элеваторы использу-
ются при транспортировании хорошо сыпучих пылевидных, порошкообраз-
ных и мелкозернистых материалов. Влажные, липкие, слеживающиеся грузы
при большой скорости не успевают высыпаться из ков
ша, большие куски мо-