Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования в горизонтальном и наклонном направлениях различных насыпных и штучных грузов в металлургической, химической, угольной, энергетической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности, а также для перемещения изделий от одного рабочего места к другому по технологическому процессу при поточном производстве. Преимуществами пластинчатых конвейеров являются возможность транспортирования тяжелых крупнокусковых и горячих грузов при больших производительности (до 2000м3/ч и более) и длине перемещения (до 2 км) вследствие высокой прочности тяговых цепей и возможности применения промежуточных приводов.

В данной работе приводится расчет пластинчатого конвейера, транспортирующего руду и имеющего производительность 210 т/ч.

1. Обобщенный расчет

Расчет пластинчатого конвейера проводят в два этапа: первый -предварительное определение основных параметров конвейера и его ходовой части; второй - поверочный расчет.

1.1 Исходные данные

Производительность конвейера Q=210 т/ч; угол наклона ? = 18°;

l1=24 м; l2=25 м; l3=40 м;

транспортируемый груз - руда;

скорость движения полотна ?=05 м/с;

плотность груза ?=2,5 т/м3;

режим работы - тяжелый.

1.2 Определение ширины настила

(1.1)

гдеQ=210 т/ч - производительность конвейера;

?=0,5 м/с - скорость движения полотна;

?=2,5 т/м3- плотность груза;

hб=0,125м - высота борта;

?=0,65…0,8 - коэффициент, характеризующий степень использования

высоты борта;

к? =0,95 - коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.

Принимаем ширину настила B=1400 мм;

Проверяем на кусковатость:

,(1.2)

Условие выполняется, оставляем выбранную ширину ленты.

1.3 Максимальное натяжение цепей

Максимальное натяжение цепей определяют по приближенной формуле:

,(1.3)

гдеS0 - начальное натяжение цепей (обычно S0 = 1000?3000 Н);

LB - горизонтальная проекция полной длины загруженной ветви конвейера, м;

LH - горизонтальная проекция полной длины незагруженной ветви, м;

qo - линейная нагрузка от ходовой части конвейера, Н/м;

qГ - линейная нагрузка от насыпного груза, Н/м;

? - коэффициент сопротивления движению ходовой части на прямолинейных участках.

Для металлического настила линейная нагрузка от ходовой части:

,(1.4)

гдеА=80 - эмпирический коэффициент /1, стр. 163/,

Коэффициент ? =0,11 - для катков на подшипниках качения;

Линейная нагрузка от насыпного груза:

(1.5)

По полученному значению Smax выбираем цепи.

В качестве тягового органа принимаем две цепи пластинчатые с гладкими катками по ГОСТ 588-81 М20 с разрушающей нагрузкой 12 кН и шагом 0,5м.

1.4 Поверочный расчет

После выбора цепи производится поверочный расчет, в котором выполняют подробные вычисления сил сопротивления движению на всех участках трассы на основе предварительного расчета.

Сопротивление на линейных горизонтальных участках для загруженной ветви

,(1.6)

для незагруженной ветви:

,(1.7)

Сопротивление на прямолинейных наклонных участках для загруженной ветви

,(1.8)

для незагруженной ветви:

,(1.9)

Где ?=0,011 - коэффициент сопротивления движению на прямолинейных участках .

Общее тяговое усилие:

,(1.11)

Наибольшее статическое натяжение тяговых цепей:

,(1,12)

Где Sст. - статическое натяжение тяговых цепей, Н;

So - начальное натяжение цепей, Н,

Динамические нагрузки, возникающие от неравномерного движения цепей

,(1.13)

гдеjmax - ускорение движущихся масс ходовой части и груза, возникающее из-за неравномерности движения цепей, м/с2;

,(1.14)

Где qГ и q0 - линейные нагрузки от груза и ходовой части конвейера, Н/м;

z=6 - число зубьев звездочки;

tц - шаг тяговой цепи, м;

? - скорость движения ходовой части, м/с;

kП - коэффициент уменьшения приведенной массы ходовой части в зависимости от длины конвейера (kП = 1 при L >60м),

Максимальное натяжение тяговых цепей:

Расчетное усилие одной цепи: Sрасч=Smax. По величине Spacч, полученной поверочным расчетом, проверяют принятые цепи по условию Spaзр ?Spacч•к, где Spaзр - разрушающая нагрузка одной цепи (табл. 3.10-3.17 [1]); к - для наклонных - к = 8?10).

Выбираем цепь М160 по ГОСТ 588-81. Разрушающая нагрузка не менее 160 кН, шаг цепи t=100 мм.

, (1.15)

,(1.16)

2. Тяговый расчет

Тяговый расчет начинают с точки наименьшего натяжения цепи. В конвейерах, имеющих наклонный участок, минимальное натяжение цепи (Smin=1?2 кН) находится в точке набегания цепи на криволинейный участок после спуска с наклонного участка (рис. 2.1.), поэтому обход по контуру начинают именно с этой точки.

2.1 Мощность привода конвейера

Определяется по формуле:

(2.1) .

Окружное усилие на звездочке:

По таблице III 3.1 принимаем электродвигатель 4A160M8У3 мощностью 5,6 кВт, nдв=730 мин-1.

Частота вращения приводной звёздочки:

(2.2)

гдеDзв=0,38 - диаметр приводной звёздочки при tц =100 мм

Передаточное отношение редуктора:

(2.3)

По таблице III 4. 13 принимаем редуктор типа КЦ2 - 1300 с передаточным отношением 28,3.

2.2 Статический тормозной момент

Определяется для наклонных конвейеров (для предотвращения самопроизвольного обратного хода при выключенном электродвигателе).

(2.2)

гдеН=8,1 - высота наклонного участка, м;

Р=22606,5 - окружное усилие, Н;

?=0,96- кпд привода;

Dзв=0,38 - диаметр начальной окружности звездочки, м, значения которого выбираются по табл. 2.1.

2.3 Расчетный тормозной момент

Мт.р.=kТ•Мт.с,(2.6)

гдеkТ - коэффициент запаса торможения (kТ = 1,5 + 1,75).

2.4 Ход натяжного устройства

1н.у.=(1,6?20)•tцили1н.у.=160?2000 мм.

2.5 Уточненный тяговый расчет

Производится методом обхода по контуру. Для этого всю трассу конвейера разбивают на отдельные участки. Наименьшее натяжение цепи возможно в точках 1 и 5. Натяжения в точках 1 - 4 определяют в обратном порядке, т.к. S1=Smin, принимаем S1=1000 Н.

Рисунок 2.1 - Схема конвейера для подробного тягового расчета

Данные расчета сведены в таблице 2.2

№	Формула для расчета
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

По полученным данным строят диаграмму натяжения цепей.

Рисунок 2.2 - Диаграмма натяжения цепей

Если минимальное натяжение цепей, полученное обобщенным и тяговым расчетом Smin<S , то перерасчета натяжений не требуется.

3. Прочностной расчет

3.1 Расчет приводного вала

Рисунок 3.1- Расчетная схема приводного вала

Равнодействующая от нагрузки на вал:

(3.1)

гдеP - окружное усилие на звездочке

Нагрузка на опору А

(3.2)

Нагрузка на опору В

(3.3)

Нагрузка на ступицу D

(3.4)

Нагрузка на ступицу С

(3.5)

Изгибающие моменты:

в точке D (середина левой ступицы)

(3.6)

в точке С (середина правой ступицы)

(3.7)

Принятый материал - углеродистая конструкционная сталь марки 45 табл. II [3]. Предел прочности--sт--=--355--МПа,--s-1--=--255 Мпа.

Размеры оси предварительно определяют исходя из напряжений, для симметричного цикла.

(3.8)

где[n] - допускаемый запас прочности для тяжелого режима работы [n] = 2,0; k'0 = 2,0 - 2,8.

Необходимый диаметр оси в сечении D-D

(3.9)

принимаем d = 200 мм. Этот же диаметр по техническим соображениям принят и для сечения С - С.

Диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника d = 200 мм.

3.2. Расчет винта на сжатие

Усилие, действующее на винт P = 162254 Н

(3.10)

где[?] - допускаемое натяжение ([?] = 500МПа)

(3.11)

Принимаем диаметр винта d = 20 мм.

3.3 Расчет подшипников

Выбираем подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный по ГОСТ 28428-90.

Для диаметра оси в опоре А (см. рисунок 3.1) d=200 мм предварительно выбираем подшипник №1222 для него значение базовой статической радиальной грузоподъемности равно COr=52000 Н. Для диаметра оси в опоре В d=200 мм выбираем подшипник №1222 для него это значение равно COr=52000 Н.

При расчете на статическую грузоподъемность проверяют не будет ли радиальная Fr нагрузка на подшипник превосходить статическую грузоподъемность, указанную в каталоге:

, (3.13)

Найдем радиальные силы в точках А и В:

, (3.14)

где RA=162254 - нагрузка на опору А, Н;

, (3.15)

где RВ=162254 - нагрузка на опору В, Н;

Выбранные ранее подшипники удовлетворяют условию по формуле (3.13), оставляем "Подшипник 1222 ГОСТ 28428-90" для опоры А, и "Подшипник 1222 ГОСТ 28428-90" для опоры В.

Список используемых источников

1. МНТ. Расчет и проектирование конвейеров: Метод. Указания по практическим занятиям / Сост. Е. В. Мусияченко. Красноярск: КГТУ, 2003. 60 с.

2. Конвейеры: Справочник / Р. А. Волков, А. Н. Гнутов, В. К. Дьячков и др.; Под общ. ред. Ю. А. Пертена. Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1984. 367 с.

3. Спиваковский, А. С. Транспортирующие машины: Учеб. пособие для машиностроительных вузов / А. С, Спиваковский, В. К. Дьячков. 3 - е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1983. 487 с.