Реферат: Методические рекомендации к расчетному заданию

Федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»


Бийский технологический институт (филиал)


М.С. Дунин, Н.М. Климонова, Е.К. Булыгина


ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА


Методические рекомендации к расчетному заданию

курсового проекта по курсу «Подъемно-транспортные устройства»

для студентов специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых

производств» дневной и заочной форм обучения


Бийск

2006

УДК 621.86


Дунин, М.С. Подъемно-транспортные устройства: методические рекомендации к расчетному заданию курсового проекта по курсу «Подъемно-транспортные устройства» для студентов специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых производств» дневной и заочной форм обучения / М.С. Дунин, Н.М. Климонова, Е.К. Булыгина.


Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.

Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2006. – 38 с.


В настоящих методических рекомендациях представлены задания на курсовой проект по курсу «Подъемно-транспортные устройства», а также последовательность расчета для каждого задания с изложением основных расчетных формул.


Рассмотрены и одобрены на

заседании кафедры

технической механики.

Протокол № 108 от 25.05.2004 г.


Рецензент: к.т.н. Чащилов Д.В. (БТИ АлтГТУ)


 БТИ АлтГТУ, 2006
^ 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

По курсу «Подъёмно-транспортные машины» студенты должны выполнить курсовую работу. Она заключается в определении основных конструктивных параметров заданной машины и подробном прочностном расчете одного из ее узлов. На основании полученных данных производится конструктивная разработка указанного узла. Объем графической части 1-2 листа формата А1 (в зависимости от выбранного масштаба и чертежной техники студента).

Курсовая работа является заключительным этапом изучения курса «Подъемно-транс-портные машины».

В процессе ее выполнения студент должен получить навыки в применении теоретических знаний для решения конкретных практических задач, научиться работать со справочной литературой и стандартами. Проверить и закрепить свои знания не только по курсу «Подъемно-транспортные машины», но и по предшествующим дисциплинам: деталям машин, сопротивлению материалов, технологии металлов, машиностроительному черчению и т.д.

После выбора номера задания студенту следует внимательно с ним ознакомиться и разобраться, какие узлы машины подлежат расчету и конструированию.

При этом рекомендуется ознакомиться с существующими конструкциями аналогичных узлов и машин, путем критической оценки выбрать наилучшее решение для заданного варианта, используя достижения техники и личный запас знаний, полученных в результате обучения в вузе.

Приступая к расчету и проектированию механизма, следует помнить, что к его конструкции предъявляются следующие требования: все детали и узлы должны обладать достаточной прочностью и надежностью в работе, быть технологичными, экономичными и при изготовлении, и в эксплуатации.

Поэтому выбор конструкции узлов, выбор расчетных параметров, материала деталей должен сопровождаться убедительным обоснованием.

Поскольку на долговечность деталей механизма оказывает влияние правильный выбор смазки, этот вопрос также должен быть освещен в расчетно-пояснительной записке.

Графическая часть курсовой работы выполняется карандашом в объеме одного-двух листов формата А1 в зависимости от размера узла и выбранного масштаба.

Заданный узел должен изображаться на чертеже не менее чем в двух проекциях, с раз-резами вдоль осей и валов и по всем конструктивным соединениям. Для громоздких конструкций (грузовые тележечные натяжные станции) допускается выполнение проекций в малом масштабе, но разрезы должны вычерчиваться крупным планом.

Чертеж должен сопровождаться спецификацией по установленной форме для сборочных чертежей.

На чертеже должны указываться размеры габаритные, соединительные и установочные.

^ 2 СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Содержание расчетно-пояснительной записки определяется заданием на курсовую работу, поэтому ниже приводится примерная последовательность общих расчетов для каждого из основных типов заданий.

На первой странице записки: задание, схема рассчитываемой конструкции и исходные данные для расчета.

Правила оформления записки и записи расчетных формул согласно литературе [14].


^ 3 ОСНОВЫ РАСЧЕТА КОНВЕЙЕРОВ


Рабочими органами механических транспортирующих машин являются чаще всего ленты (прорезиненные или стальные), цепи, винты и др. В связи с этим конвейеры имеют соответствующие названия: ленточные, цепные, шнековые и т.д. Если груз перемещается с помощью цепи, на которую укреплены скребки, конвейер называется скребковым.

Исходные данные для расчета конвейеров: расчетная производительность Qр, характеристики транспортируемого груза, схема трасс, режим работы.

3.1 Производительность

Основными понятиями, определяющими производительность Qр , являются среднее количество груза, находящегося на единице длины грузонесущего органа, и его скорости.

3.1.1 При перемещении груза непрерывным потоком, равномерно расположенным по длине конвейера, с массой груза q (кг/м), со скоростью v (м/с) расчетная часовая массовая производительность Qрм (т/ч):

Qрм = ,

(3.1)




где .


(3.2)

Если известна площадь сечения груза А (м2) и насыпная плотность (т/м3), то объёмная производительность Qpo (м3/ч) равна

Qpo =.


(3.3)

Соотношения между массовой производительностью по формуле (3.1) и объёмной по выражению (3.3)

= .


(3.4)

3.1.2 При перемещении груза отдельными порциями, расположенными с шагом tгр, при вместимости ковша io (м3), коэффициенте заполнения его грузом масса груза на единице длины конвейера равна :

,


(3.5)


поэтому расчетная массовая производительность, т/ч:

.


(3.6)

Расчетная объёмная производительность , м3/ч:

.


(3.7)

Соотношение между ними . (3.8)

3.1.3 При перемещении штучных грузов массой mгр, расположенных с шагом tг , масса груза на единице длины конвейера равна




(3.9)

и массовая производительность

, (т/ч).


(3.10)

При интервале времени между единичными грузами

, с


(3.11)

штучная производительность , шт/ч равна

=.


(3.12)

^ 3.2 Тяговой расчет

Этот расчет выполняют для определения натяжений тягового органа на всей длине трассы конвейера. Для этого трассу разбивают на участки, характерные по виду сопротивлений: прямолинейные, криволинейные, огибания барабанов (звездочек) места загрузки и разгрузки, очистительные устройства. При расчете находят сопротивления на граничных точках указанных участков. В результате тягового расчета строят диаграмму натяжений на всех участках и определяют тяговое усилие на приводном барабане (звездочке) и усилие натяжного устройства.

3.2.1 Сопротивление передвижению грузонесущего органа

Определяется на характерных участках трассы с учетом нагрузки на 1м длины (линейная сила тяжести) в зависимости от массы груза q и массы грузонесущего органа qо.

На наклонном прямолинейном груженом участке длиной L и высотой h основными сопротивлениями являются составляющие от массы груза и грузонесущего органа:

;

(3.13)

сопротивление от трения в опорах элементов грузонесущего органа

,

(3.14)

где гр – сопротивление от трения, Н;

– угол наклона участка грузонесущего органа к горизонту, (о );

q0 – масса единицы длины грузонесущего органа, кг;

g = 9, 81 – ускорение свободного падения, м/с2;

h – высота подъёма груза, м;

LГ – проекция пути перемещения на горизонталь, м;

о = 0,1…4,2 обобщенный коэффициент сопротивления, зависящий от типа конвейера и его параметров, определяется экспериментально: меньшие значения относятся к конвейерам, несущим груз (ленточные, пластинчатые и т.п.), большие – к конвейерам, волочащим груз (скребковые, винтовые и т.п.).

3.2.2 Мощность привода

При транспортировании груза мощность привода расходуется на преодоление основных сопротивлений, определяемых по формулам (3.13), (3.14), и дополнительных. В предварительных расчетах учитываются основные сопротивления от массы транспортируемого груза

.



(3.15)

При этом мощность на рабочем органе барабане, звездочке Р, кВт

,


(3.16)

где знак «плюс» – при подъёме груза, а знак «минус» – при опускании груза.

Двигатель выбирается по установочной мощности Руст, кВт

,


(3.17)

где Кз = 1,1…1,3 – коэффициент запаса, учитывающий возможные перегрузки конвейера,

= 0,9 – общий КПД привода.

Если известно тяговое условие Fо, на рабочем органе, то установочная мощность двигателя Руст, кВт

Pуст = .


(3.18)


^ 4 ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ


В заданиях на курсовую работу определены исходные данные для расчета конвейера: производительность Q, скорость ленты v, профиль трассы.

Необходимо с учетом задания рассчитать остальные параметры конвейера.

^ 4.1 Выбор ленты и определение её ширины

Тип ленты принимают в зависимости от вида транспортируемого груза и условий работы конвейера.

Ширина ленты B,м определяется




(4.1)

где Qрм – расчетная массовая производительность, т/ч;

v – скорость ленты;

– насыпная (объёмная) плотность груза, т/м3;

– коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера , причём

= 1,01 при = 0о…10о;

= 0,95 при = 10о …15о;

= 0,9 при = 15о …18о;

= 0,85 при = 20о…22о.

Ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм

,

(4.2)

где k = 2…3,3 – коэффициент, учитывающий размер кусков;

a – максимальный линейный размер кусков груза, мм (таблица 1).


Таблица 1 – Характеристика грузов

Форма груза

a

Материалы

Особо крупные

a >320

Камни, уголь

Мелко кусковые

60a

Соль, щебень

Крупнозернистые

10a

Мелкий гравий

Мелкозернистые

2a0,5

Песок крупный

Порошкообразные

0,5a0,05

Песок мелкий

Полученная ширина ленты округляется до стандартной величины по таблице 2.


Таблица 2 – Стандартные значения ширины ленты

Ширина ленты, мм


400


500


650


800


1000


1200


1400


1600


1800


2000

^ 4.2 Выбор роликоопор

Диаметры роликов Dр выбирают в зависимости от ширины ленты В, насыпной плотности груза и скорости движения ленты v из рекомендуемых значений по таблице 3.


Таблица 3 – Значения диаметров роликов Dр, мм


Ширина

ленты

В, мм

Насыпная плотность груза ,т/м3

До 1,6

2,0

3,5

Максимальная скорость ленты v, м/с

До 1,6

2,0

2,5

2,5

3,2

400-650

< 89

800

< 63…89













1000







102

127




1200







108

133

152

1400-2000













159


Расстояние между роликами lр выбирается из рекомендованных значений по таблице 4.


Таблица 4 – Значения расстояний между роликами lр, мм

Насыпная плотность

груза , т/м3

Ширина ленты В, мм


400-500


650-800


1000-1200


1400-1600


2000

До 1,0

1500

1400

1300

1200

1100

Св. 1,0 до 2,0

1400

1300

1200

1100

1000

Св.2,0 до 3,5

1300

1200

1100

1000

900


4.3 Предварительное определение мощности и натяжений ленты на приводном

барабане

4.3.1 Мощность определяется по формуле

,

(4.3)

где Qрм, L, h определяются условиями задания и компоновочными решениями:

Qрм– производительность, т/ч;

L – длина транспортера, м;

h – высота наклонного участка, м;

0 – обобщенный коэффициент сопротивления, выбирается по таблице 5.


Таблица 5 – Обобщенный коэффициент сопротивления 0


Длина L, м

Производительность Qрм, т/ч

10

20

30

100

200

400

10

2

1,4

0,92

0,67

0,50

0,37

50

0,51

0,39

0,28

0,21

0,17

0,14

125

0,29

0,23

0,18

0,14

0,12

0,10

250

0,12

0,11

0,09

0,07

0,06

0,04


4.3.2 Обязательным условием работоспособности привода является создание в ленте предварительного натяжения для прижатия её к барабану. Зависимость между натяжениями набегающей на барабан ленты SНБ (Н) и сбегающей с барабана S СБ (H) определяется формулой Эйлера

,

(4.4)

где е = 2,72 – основание натурального логарифма;

f = 0,3 – коэффициент трения между лентой и барабаном;

– угол обхвата барабана лентой, рад.

4.3.3 Наибольшее тяговое усилие, которое может быть передано барабаном (Н):

.

(4.5)

4.3.4 Для исключения пробуксовывания ленты во всех возможных режимах работы конвейера натяжение набегающей ветви ленты должно быть

.

(4.6)




,

(4.7)

где Р в кВт, v в м/с , Кз=1,3…1,4 коэффициент запаса.


^ 4.4 Предварительное определение числа прокладок ленты и её характеристик


,

(4.8)

где Smax=SНБ – максимальное натяжение набегающей ветви;

– коэффициент запаса прочности;

= 10 для наклонных конвейеров, = 8 – для горизонтальных;

= 65-200 Н/мм – удельная прочность ленты.

Толщина ленты считается по формуле

,

(4.9)

где = 1,2 … 2 мм – толщина тканевых прокладок;

= 3 … 6 мм – толщина рабочей обкладки;

= 1 … 3 мм – толщина нерабочей обкладки.

Линейная масса ленты qл, кг/м

.

(4.10)


^ 4.5 Определение размеров барабанов

4.5.1 Диаметры барабанов определяются с учетом принятого числа прокладок и они должны соответствовать нормальному ряду диаметров

,

(4.11)

где К1 – коэффициент, учитывающий прочность тканевых прокладок ленты в зависимости от прочности ;

=50,100,150, 200 соответственно К1=1,25; 1,4; 1,6; 1,8;

К2 – коэффициент, учитывающий усилие в ленте и угол обхвата барабана (таблица 6).


Таблица 6 – Значения коэффициента К2

Угол обхвата барабана лентой ,о


Усилие ленты Sл в месте установки барабана, % от Smax


Угол обхвата

барабана лентой, ,0


Усилие ленты Sл в месте установки барабана, % от Smax


100


75


50


25


100


75


50


25

180-240

100

80

63

50

15-30

63

50

40

32

90-110

-

63

50

40

менее 15

50

40

32

25



4.5.2 Среднее давление ленты на барабане проверяется по формуле

,

(4.12)

где = 0,2 … 0,3 МПа для резинотканевых прокладок;

= 0,35…0,55 МПа для резинотросовых прокладок.

4.5.3 Диаметр натяжного барабана, мм

Dбн0,8 Dб (4.13)

и округляется до ближайшего размера из нормального ряда.

4.5.4 Длина барабана, м

Lб=В+150. (4.14)

4.5.5 Стрела выпуклости, м

. (4.15)

^ 4.6 Тяговой расчет конвейера

Этот расчет выполняют для определения натяжений ленты на всех участках трассы конвейера, проверки принятых натяжений SНБ и SCБ и определения места установки натяжного устройства. Для тягового расчета необходимо определить сопротивления движению ленты на отдельных участках конвейера. С этой целью принятую трассу разбивают на участки – прямолинейные, горизонтальные и наклонные, криволинейные и т.д.

Точки сопряжения соседних участков нумеруют последовательно в направлении движения ленты, начиная с точки сбегания ленты с приводного барабана. Натяжение в начальной точке принимают равным напряжению SCБ, увеличенному на 20 %.

^ 4.7 По результатам расчетов следует вычертить эпюру натяжений по контуру транспортера.

4.8 Уточняется расчетное натяжение ленты с учетом угла обхвата, коэффициента трения ленты о поверхности барабана и сравнивается с допускаемым для выбранного типа ленты.

В случае превышения усилия натяжения над допустимым, выбирается более прочная лента. Вычерчивается кинематическая схема привода.

^ 4.9 Определяется число оборотов барабана nб, об/мин

.

(4.16)

^ 4.10 Общее передаточное число привода

,

(4.17)

где – число оборотов электродвигателя.

^ 4.11 Крутящий момент на тихоходном валу привода (барабана) Т,

, (4.18)

где =1,1 – коэффициент запаса;

F0– предварительное натяжение ленты, Н;

Dб – диаметр натяжного барабана, м.


^ 5 ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПЛАСТИНЧАТЫХ ТРАНСПОРТЕРОВ


Исходные данные для расчета конвейеров: расчетная производительность , скорость перемещения v, характеристики транспортируемого груза, схема трассы.


^ 5.1 Необходимая ширина настила B, мм

,

(5.1)

где – плотность груза, т/м3.

Полученную ширину округляют до ближайших стандартных значений по ГОСТ 22281-76.

5.2 Выбор тягового органа – пластинчатая втулочная катковая цепь типа ВКГ проводится по ширине настила (таблица 7)


Таблица 7 – Параметры пластинчатого транспортера

Ширина

настила, мм


400


500


650


800


1000


1200


1400


1600

Шаг цепи, мм

250

320

400

400

500

500

630

630

Разрушающая нагрузка, тс


30


50-70


100

Диаметр

валика, мм


20


24


30


44

^ 5.3 Масса груза на единицу длины конвейера q, Н/м

.

(5.2)

^ 5.4 Масса ходовой части конвейера на единицу длины qк, Н/м

,

(5.3)

где А принимается в зависимости от типа настила и его ширины (В, м) (таблица 8).


Таблица 8 – Значение А, в зависимости от ширины настила и его типа


Тип настила

Ширина настила, м

0,4; 0,5

0,65; 0,8

1,0 и более

Легкий

350

450

600

Средний

500

600

900

Тяжелый

700

1000

1300


Легкий настил применяется для перемещения грузов с насыпной массой < 1 т/м3, средний – от 1 до 2 т/м3, тяжелый – 2 т/м3.

^ 5.5 Вычерчивается схема транспортера и выполняется разделение его на участки с одинаковым характером сопротивления

5.6 Тяговый расчет конвейера

5.6.1 Сопротивление перемещению груза (тяговая сила конвейера) W0, Н

,

(5.4)

где = 1 … 3 наименьшее допустимое натяжение цепи, кН;

= 0,09 коэффициент сопротивления движения, при диаметре валика цепи более 20 мм;

L – длина конвейера, м.

В формуле (5.4) знак «плюс» применяется для участков подъёма, знак «минус» – для участков спуска.

5.6.2 Динамическая нагрузка на цепи Sдин, Н

,

(5.5)

где v – скорость полотна, м/с;

z – число зубьев звездочек, выбирается из ряда 5,6,7,8;

t – шаг цепи, м;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

k1– коэффициент: при L< 25 м, k1 =2,

L< 25 …60 м, k1 =1,5,

L< 60 м, k1 =1,0.

5.6.3 Сопротивление на участке холостой ветви конвейера Wx, Н

.

(5.6)

5.6.4 Сопротивление нагруженной ветви WГР, Н

.

(5.7)

5.6.5 Натяжение цепей в точке набегания цепи на натяжные звездочки, Н

,

(5.8)

где =выбирается от 1 до 3 кН.

5.6.6 Сопротивление на натяжных звездочках, Н

,

(5.9)

где SН = S2;

кП – коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на повороте.

При угле обхвата тяговым органом звездочки: = 90окП =1,03 …1,05,

= 180окП =1,05 …1,07.

5.6.7 Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек,

.

(5.10)

5.6.8 Натяжение в точке набегания груженых ветвей цепи на приводные звездочки

.

(5.11)

5.6.9 Уточненная величина тяговой силы конвейера,

.

(5.12)

5.6.10 Максимальное статическое натяжение цепи,

.

(5.13)

5.6.11 Расчетное натяжение одной цепи,

).

(5.14)

5.6.12 Разрушающая нагрузка цепи должна быть,

, (5.15)

где k – коэффициент запаса прочности:

k = 6…8 для горизонтальных конвейеров;

k = 8…10 для конвейеров с наклонными участками.

5.6.13 Мощность электродвигателя Р,

,

(5.16)

где КМ = 1…1,35 – коэффициент запаса,

v – скорость цепи, м/с.

= 0,75…0,85 – общий КПД передачи от двигателя к приводному валу,

5.6.14 Число оборотов приводного вала конвейера (звездочки), об/мин.

.

(5.17)

5.6.15 Общее передаточное число привода

,

(5.18)

где nэ – число оборотов выбранного электродвигателя.

5.6.16 Вращающий момент на тихоходном валу привода,

.

(5.19)

^ 6 ОСНОВЫ РАСЧЕТА СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ


Тяговым органом конвейера являются пластинчатые или сварные цепи, к которым крепятся рабочие элементы – скребки: прямоугольные, дисковые и т.п. Материал транспортируется скребком по желобу и выгружается в конце конвейера или на промежуточных участках через люки.

^ 6.1 Площадь поперечного сечения желоба F, м2

,

(6.1)

где из таблицы 9;

– расчетная производительность, т/ч;

v – скорость движения скребков, м/с;

– насыпная плотность материала, т/м3;

– коэффициент заполнения желоба, равный 0,5…0,6 для мелких хорошо сыпучих грузов и 0,7…0,9 для тяжелых кусковых грузов;

– коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера.

Таблица 9 – Значение коэффициента от угла наклона и характеристики груза

Характеристика транспортируемого груза


Коэффициент при угле наклона, град.

0

10

20

30

35

40

Легкосыпучий,

пылевидный

мелкокусковой груз


1


0,85


0,65


0,5


-


-

Плохосыпучий, средне- и крупнокусковой груз


1


1


0,85


0,75


0,6


0,5

^ 6.2 Выбор размера скребка

Таблица 10 – Предварительный выбор размеров скребка

Размеры скребка, мм

Площадь

скребка, мм2


Шаг цепи, мм

Масса цепей со скребками, кг/м

Ширина, В

Высота, h

450

200

0,09

250

49

600

250

0,15

320

64

800

250

0,20

320

72

1000

320

0,32

320

105

1200

400

0,48

320

190

^ 6.3 Проверка ширины скребка на кусковатость материала

Для рядового материала ширина скребка В, мм

,

(6.2)

где a– максимальный размер куска материала, мм.

При несоблюдении неравенства (6.2), уточняется ширина по таблице 10.

^ 6.4 Масса груза на единицу длины конвейера определяется по формуле (4.18)

6.5 Сопротивление на холостой ветви WХ, Н

,

(6.3)

где – масса одного метра грузонесущего органа (цепь со скребками), кг;

= 0,1…0,13 – коэффициент сопротивления движению цепи.

^ 6.6 Наименьшее усилие натяжения SH, Н

,

(6.4)

где = 3…10 кН – наименьшее усилие на сбегающей ветви.


^ 6.7 Сила сопротивления на ведомых звездочках

.

(6.5)

^ 6.8 Сила сопротивления нагруженной ветви, Н

,

(6.6)

где = 0,6…1,2 – коэффициент трения материала по желобу;

– горизонтальная длина конвейера, м;

– высота подъёма груза, м.

^ 6.9 Тяговое усилие на валу приводных звездочек, Н

,

(6.7)

где = 1,1…1,15 – коэффициент сопротивления на звездочках.

^ 6.10 Мощность электродвигателя Р

,

(6.8)

где = 1,2….1,25 – коэффициент запаса мощности,

= 0,75…0,85 – общее КПД передачи от двигателя.

Выбираем двигатель по каталогу.

^ 6.11 Число оборотов ведущей звездочки определяется по формуле (5.15)

где = 5, 6, 7, 8 – число зубьев ведущей звездочки,

– шаг цепи (мм), выбирается по таблице 10.

6.12 Передаточное число привода определяем по формуле (5.18)


^ 7 РАСЧЕТ КОВШОВЫХ ЭЛЕВАТОРОВ


В зависимости от вида транспортируемого груза элеваторы (нории) подразделяют на ковшовые, полочные и люлечные; в зависимости от вида тягового элемента – на ленточные и цепные. В соответствии с этими различиями расчет элеваторов каждой конструкции имеет свои особенности. Ниже приведен расчет ковшовых элеваторов.

7.1 В соответствии с видом груза выбирается тип ковшей и вид тягового органа по рекомендациям и таблицам 11 и 12

Таблица 11 – Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036-77



Ширина

ковша

В, мм


Ширина ленты Вл (для ленточных элеваторов), мм


Шаг расставленных ковшей tk, мм

Ковши

глубокие,

типа Г

Ковши мелкие, типа М



Шаг сом-кнутых

ковшей,

мм


Ковши с бортовыми

направляющими



io, л


, л/м



io, л


, л/м

остроугольные, типа О

скругленные, типа С


io, л

, л/м


io, л

, л/м

первый

ряд

второй

ряд

100

125

-

200

0,2

1

0,1

0,5

-

-

-

-

-

125

160

150

320

0,4

1,3

0,2

0,66

-

-

-

-

-

160

200

-

320

0,6

2

0,35

1,17

160

0,65

4,06

-

-

200

250

-

400

1,3

3,24

0,75

1,87

200

1,3

6,5

-

-

250

300

315

400

2,0

5

1,4

3,5

200

2

10

-

-

320

370

400

500

4,0

8

2,7

5,4

250

4

16

6,4

25,6

400

450

500

500

6,3

12,6

4,2

8,4

320

7,8

24,4

14

43,7

500

550

600

630

12

19

6,8

10,8

400

-

-

28

70

650

700

-

630

16,8

26,6

11,5

18,2

500

-

-

60

120

800

-

-

-

-

-

-

-

630

-

-

118

187

1000

-

-

-

-

-

-

-

630

-

-

148

235

Таблица 12 – Рекомендации по выбору типа ковшовых элеваторов


Насыпные

грузы


Примеры

характерных грузов


Тип

элеватора


Тип

ковшей

Средний коэффициент заполнения ковшей

Скорость, м/с


ленты


цепи



Пылевидные

сухие

Угольная пыль

Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой


Г


0,85


-


0,6 – 0,8

Цемент, мука фосфоритная

Быстроходный с центробежной разгрузкой

Г

0,8

1,25 – 2,0

-

Пищевые продукты помола зерна (мука, комбикорм)


Быстроходный с центробежно-самотечной разгрузкой


М


0,85


1 – 1,6


-

Пылевидные

и зернистые, влажные

плохосыпучие


Земля, песок, мел в порошке; химикаты


Быстроходный с центробежной разгрузкой


М


0,6


1 – 2


0,8 – 2,0



Зернистые и мелкокусковые, малоабразивные

Пищевое

зерно

Быстроходный с центробежной нагрузкой

Г

0,75

2,0 – 3,2




Древесные опилки, щепа, сухая глина в комках; торф фрезерный, мелкий уголь



То же



Г


0,8


1,25 – 2,0


1,0 – 1,6

Шламовая известь, сажа

Тихоходный с самотечной разгрузкой

Г

0,8

-

0,4 – 1,0


Зернистые и мелкокусковые, сильно

абразивные


Гравий, руда, шлаки

Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой


О

С


0,8


0,4 – 0,8


0,4 – 0,63

Песок, зола, земля, порода

Быстроходный с центробежной разгрузкой

Г

0,8

1 – 2

-


Средне-кусковые

(а=60 мм),

малоабразивные


Каменный уголь

Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой

О

С


0,7

-


0,4 – 0,63

Кусковой торф

Быстроходный с центробежной разгрузкой

Г

0,65

-

0,8 – 1,6

Средне-кусковые, сильно абразивные

Камень, руда,

шлаки

Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой

О

С


0,7


-


0,4 – 0,63

Кусковые хрупкие, не допускающие крошения

Древесный уголь


Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой


О

С


0,6


0,4 – 0,63


0,4 – 0,63

П р и м е ч а н и е – Типы ковшей: Г – глубокий; М – мелкий; О – остроугольный с бортовыми направляющими; С – со скругленным дном, с бортовыми направляющими

^ 7.2 Требуемый объем ковшей и шаг их установки определяется, используя зависимость производительности ковшовых элеваторов от конструктивных параметров QP, т/ч

, (7.1)

где i – объём ковшей, л;

tk– шаг ковшей, м;

J – скорость, м/с;

– насыпная плотность груза, т/м3;

– коэффициент заполнения ковшей.

7.2.1 Объем ковшей для ленточных элеваторов i0, л

(7.2)

На основании расчетных данных выбирают размер ковшей и корректируют значение t или (при необходимости).

Для цепных элеваторов шаг ковшей выбирается кратным шагу или двум шагам цепи.

7.2.2 Линейный объём ковшей элеваторов, л/м, определятся из формулы

(7.3)

и по его значению подбирают конкретные размеры ковшей, скорость перемещения, соответствующую объему ковшей и заданной производительности.

7.2.3 При транспортировке кусковых грузов выполняют проверку ковша по наиболь-

шему размеру кусков по формуле

,

(7.4)

где – вылет ковша, м;

– наибольший размер типичных кусков, м;

= 2…5 – коэффициент сортировки.

^ 7.3 Выбор размеров тягового органа

7.3.1 Ширина ленты выбирается в соответствии с шириной ковшей, количество прокладок принимают ориентировочно, согласуясь с диапазоном числа прокладок для выбранной ширины ленты.

7.3.2 Вид цепи, шаг цепи должны быть равными или кратными шагу расстановки ковшей.

^ 7.4 Определяются линейные нагрузки от груза и движущихся элементов элеватора

7.5 Тяговый расчет элеватора

Расчет начинают с точки, имеющей наименьшее натяжение (точка 2 на рисунке 1), исходя из величины силы давления на натяжном устройстве Smin = 500… 3000 Н.

Максимальное натяжение:

Smax = Smin+ S2 ; (7.5)

S2 = q0 × × H , (7.6)

где q0 – линейная масса материала в ковшах, кг/м;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

H – высота подъёма груза, м.




Рисунок 1 – Схема ковшового элеватора


После определения величины S maxвыполняется тяговый расчет элеватора по контуру обычным методом, с учетом всех сопротивлений на участках элеватора, вычерчивается эпюра натяжений.

Определив натяжение во всех точках контура, проверяют надежность сцепления ленты с барабаном по формуле Эйлера:

S max£ × efa , (7.8)

где f – коэффициент трения ленты о барабан, f = 0,3;

a – угол обхвата, a =180о = p рад.

^ 7.6 Окончательный выбор размеров тягового органа

7.6.1 По величине максимального натяжения ленты определяются характеристики ленты по формуле (4.6) при запасе прочности =10 или цепи по формуле (5.13) при К=10.

7.6.2 После окончательного выбора размеров ленты рекомендуется проверить её прочность по опасному сечению (ослабленному отверстиями для крепежных болтов).

^ 7.7 Размеры барабанов (звездочек)

7.8 По тяговому усилию подсчитывается мощность на приводном валу и подбирается электродвигатель по аналогии с расчетом ленточных, цепных конвейеров

Для приводов ковшовых элеваторов рекомендуется применять электродвигатели общепромышленного назначения с повышенным пусковым моментом серии АОП.

Ввиду того, что элеваторы в ряде случаев пускаются в ход под нагрузкой, следует проверить электродвигатель по пусковому моменту с учетом допускаемой потери напряжения в питающей сети.

Проверка электродвигателя выполняется в соответствии с неравенством:

, (7.9)

где – номинальный момент выбранного электродвигателя,

– кратность его пускового момента;

– момент трогания нагруженного элеватора, приведенный к валу электродвигателя,

, (7.10)

где – производительность элеватора, м/ч;

– высота подъема, м;

– радиус приводного барабана (звездочки), м;

J – скорость тягового органа, м/с;

– передаточное отношение привода;

– КПД привода.

^ 7.9 Дальнейшие расчеты выполняются аналогично разделу 3

7.10 Проверяется характер разгрузки элеватора по соотношению между полюсным расстоянием и радиусом барабана (звездочки):

,

(7.11)

где = 895 – полюсное расстояние;

= – радиус барабана (звездочки).

Рекомендуется для быстроходных элеваторов Б1;

для среднескоростных Б=1,5…3; для тихоходных Б>3.


^ 8 РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗОВ


8.1 Вычерчивается расчетная схема механизма подъёма, выбирается тип полиспаста

8.2 Рассчитывается максимальное натяжение каната Smax,

,

(8.1)

где – вес груза, Н;

– вес грузозахватного устройства, Н;

– число одинарных полиспастов;

– КПД блоков,

– кратность полиспаста:

,

(8.2)

где – число канатов, на которые подвешен груз,

– число канатов, набегающих на барабан.

^ 8.3 Максимальное усилие на приводном барабане Sр,

, (8.3)

где = 3,5…6,0 – минимальный коэффициент запаса прочности;

– разрывное усилие каната по стандарту, Н.

^ 8.4 Определяются размеры барабана с учетом выбранного типа каната

8.4.1 Диаметр барабана по центру оси каната D0 , м



(8.4)

где – диаметр каната, м;

– коэффициент, учитывающий режим работы.


Таблица 13 – Наименьшие значения коэффициента е


Грузоподъёмная

машина и механизм


Привод

механизмов

Группа

режима

работы

Коэффициент

е


Механизм подъёма

кранов всех типов,

за исключением стреловых

ручной

1М

18


машинный

1М, 2М, 3М

20

4М

25

5М

30

6М

35

Стреловой кран:

а) механизм подъёма груза и стрелы

ручной

1М

16


машинный

1М, 2М, 3М

16

4М

20

5М

20

6М

25

б) механизм для

монтажа крана

машинный

-

16

Электрические тали

машинный

-

22

Грейферные лебедки:

а) для кранов всех

типов, за исключением стреловых


машинный


-


30

б) для стреловых кранов

машинный

-

20

Блоки грейферов

-

-

18

Лебёдки для подъёма:

а) груза

ручной

-

12

машинный

-

20

б) людей

ручной

-

16

машинный

-

25

8.4.2 Длина нарезанной части барабана L1, м


,

(8.5)

где h – высота подъёма, м;

t =1,1dk – шаг нарезки: t = dk – для гладких барабанов, м.

8.4.3 Толщина стенки барабана

,

(8.6)

где – допускаемое напряжение сжатия, Па:

для чугунных барабанов = 90…170 Па;

для стальных барабанов = 110…260 Па.

^ 8.5 Определяются параметры привода

8.5.1 Частота вращения барабана nб, об/мин

,

(8.7)

где – скорость подъём