Расчет основных параметров ленточного конвейера.

Задание.

Согласно заданной производительности рассчитать и выбрать необходимую ленту и определить потребную мощность двигателя ленточного конвейера (рис.3).

Данные для расчета приведены в табл. 3.5.

Последовательность выполнения упражнения.

1. Рассчитать требуемую для заданной производительности ширину ленты.

2. Определить потребную мощность двигателя привода конвейера.

3. Рассчитать максимальное усилие натяжения ленты и необходимое количество прокладок в ней.

4. Определить размеры приводного и натяжного барабанов.

Методика расчета

1. Требуемую для заданной производительности конвейера ширину ленты В (М) определяют из выражения

В= , (3.1)

где - производительность конвейера, т/ч; - скорость движения ленты конвейера, м/с; - насыпная плотность материала, кг/ м³; с – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера (табл.3.1).

Таблица 3.1

Величина коэффициента с

Угол наклона конвейера, град	6…10	11…15	16…18
Коэффициент с	0,95	0,9	0,85

Кроме того, при выборе ширины ленты конвейера необходимо учитывать крупность кусков транспортируемого материала. при этом должны соблюдаться следующие требования:

- для сортированного материала ширина ленты

В 3,3а' + 0,2; (3.2)

- для рядового материала

В 2а + 0,2, (3.3)

где а' – максимальный размер кусков, м; а – размер среднего куска транспортируемого материала, м.

Для дальнейших расчетов и выбора ширины ленты принимают наибольшее значение, полученное по формулам (3.1), (3.2) или (3.3).

Расчетное значение ширины ленты округляют до ближайшего значения по стандарту (табл. 3.2).

Таблица 3.2

размеры прорезиненной ленты согласно стандарту

Ширина, м	0,3	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2	1,4
Количество прокладок	3…5	3…8	3…9	3…10	3…11	3…11	3…12	3…12

2. Потребную мощность двигателя привода конвейера (кВт) определяют с учетом ее расхода на перемещение материала и на сопротивление движению ленты на холостом ходу :

N = (N₁+N₂)K_q, (3.4)

где K_q - коэффициент, учитывающий длину конвейера, принимают при L>40 м K_q=1; приL=15…40 м K_q =1,1; при L>15 м K_q =1,25.

 

 

Рис. 3. Схема ленточного конвейера

Мощность, потребная на перемещение материала (кВт), складывается из мощности N'₁, потребной мощности для подъема материала на высоту Н,

N'₁ = , (3.5)

и мощности N''₁, необходимой для перемещения материала по горизонтальному пути L_г – горизонтальной проекции всей длины конвейера,

N''₁= , (3.6)

где L_г – горизонтальная проекция конвейера (рис. 3), м,

L_г= L₁+ ; (3.7)

- общий коэффициент сопротивления движению груженой ленты, принимают для роликовых опор на подшипниках качения равным 0,035…0,04.

Таким образом,

= . (3.8)

Мощность, потребляемую для преодоления сопротивления движению ленты на холостом ходу (кВт), определяют по формуле

= , (3.9)

где - приведенный коэффициент сопротивления, зависящий от ширины ленты (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Значения коэффициента сопротивления для роликов на подшипниках качения

Ширина ленты, м	0,4	0,5	0,65	0,8	1,0	1,2	1,4
Коэффициент	0,012	0,015	0,02	0,024	0,03	0,035	0,04

 

Общая потребная мощность двигателя привода конвейера , с учетом КПД привода η=0,75…0,8, будет определяться из соотношения

= . (3.10)

3. Для расчета максимального усилия натяжения ленты (Н) определяют тяговое усилие на приводном барабане конвейера:

. (3.11)

Согласно формуле Эйлера, максимальное натяжение ленты (Н) определяют из выражения

, (3.12)

где - основание натурального логарифма; α – угол охвата лентой приводного барабана; μ – коэффициент трения между барабаном и лентой, зависящий от вида барабана и атмосферных условий. Значения μ и принимают по табл. 3.4.

Таблица 3.4

Значение коэффициента трения ленты о барабан μ и

Вид барабана и атмосферные условия	μ	Для углов обхвата α, град
Чугунный или стальной барабан; очень влажная атмосфера	0,1	1,37	1,44	1,52	1,65	1,87
С деревянной или резиновой футеровкой; очень влажная атмосфера	0,15	1,60	1,73	1,87	2,19	2,57
Чугунный или стальной барабан; сухая атмосфера	0,30	2,56	3,0	3,51	4,81	6,59
Барабан с деревянной футеровкой; сухая атмосфера	0,35	3,0	3,61	4,33	6,25	9,02
Барабан с резиновой футеровкой; сухая атмосфера	0,4	3,51	4,33	5,34	8,12	12,35

 

Количество прокладок в ленте определяют по формуле

, (3.13)

где В – ширина ленты, м; р – допускаемая нагрузка на 1 м ширины одной прокладки, Н/м; для бельтинга Б-820 нагрузка р=5000Н/м.

Расчетное количество прокладок должно находиться в пределах, приведенных в табл. 3.2.

4. Для определения размеров приводного и натяжного барабанов (мм) используют следующие эмпирические зависимости:

- диаметр проводного барабана

; (3.14)

- длина приводного барабана

; (3.15)

- диаметр натяжного барабана

; (3.16)

 

Задание

Согласно заданной производительности рассчитать и выбрать необходимую ленту и определить потребную мощность двигателя ленточного конвейера.

Таблица 3.5

Варианты заданий к упражнению

Показатели	Варианты
Производительность конвейера ,т/ч
Длина горизонтального участка конвейера Lг,м
Угол наклона β, град
Высота подъема Н,м
Перемещаемый материал	Щебень, ρ=1800 кг/ м3
Максимальный размер кусков а',мм
Угол обхвата приводного барабана α,град.
Скорость υ, м/с	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
Футеровка барабана	резиновая	деревянная	стальная
Атмосфера, в которой работает конвейер	Очень влажная	сухая	Очень влажная

 

Показатели	Варианты
Производительность конвейера ,т/ч
Длина горизонтального участка конвейера Lг,м
Угол наклона β, град
Высота подъема Н,м
Перемещаемый материал	Гравий, ρ=1900 кг/ м3
Максимальный размер кусков а',мм
Угол обхвата приводного барабана α,град.
Скорость υ, м/с	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
Футеровка барабана	стальная	деревянная	резиновая
Атмосфера, в которой работает конвейер	Очень влажная	Очень влажная	сухая

 

 

Показатели	Варианты
Производительность конвейера ,т/ч
Длина горизонтального участка конвейера Lг,м
Угол наклона β, град
Высота подъема Н,м
Перемещаемый материал	Щебень, ρ=2000 кг/ м3
Максимальный размер кусков а',мм
Угол обхвата приводного барабана α,град.
Скорость υ, м/с	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
Футеровка барабана	резиновая	Чугунная	резиновая
Атмосфера, в которой работает конвейер	сухая	сухая	сухая

 

 

Показатели	Варианты
Производительность конвейера ,т/ч
Длина горизонтального участка конвейера Lг,м
Угол наклона β, град
Высота подъема Н,м
Перемещаемый материал	Гравий, ρ=1800 кг/ м3
Максимальный размер кусков а',мм
Угол обхвата приводного барабана α,град.
Скорость υ,м/с	1,2	1,3	1,4	1,5
Футеровка барабана	деревянная
Атмосфера, в которой работает конвейер	Очень влажная

 

_{Практическое занятие №4.}

_{Погрузочно-разгрузочные машины.}

Различают погрузчики:

1. периодического и непрерывного действия;

2. гусеничные (на базе гусеничных тракторов) и пневмоколесные (на базе двухосных тягачей и самоходных шасси);

3. с двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями постоянного тока с питанием от аккумуляторных батарей;

4. с гидравлическим и механическим приводом рабочего оборудования.

Погрузчики периодического действия разделяются на одноковшовые и вилочные. Первые применяются для погрузки- разгрузки, перемещения и складирования насыпных мелкокусковых материалов и штучных грузов, а также для экскавации и погрузки в автосамосвалы неслежавшихся грунтов I – II групп и естественного грунта III группы.

Вилочные погрузчики предназначены для погрузочно-разгрузочных работ на открытых строительных площадках с естественным твердым покрытием. они оснащены комплектом сменных рабочих органов:

1) вилами и специальными захватами;

2) ковшами;

3) грузовыми стрелами (грузоподъемность может достигать 5 т и обеспечивать подъем груза на высоту Н до 4 м.)

Автомобили-самопогрузчики наряду с выполнениями транспортных функций могут осуществлять погрузку-разгрузку перевозимых тарных грузов, перегружать грузы на рядом расположенные автомобили и прицепы с помощью гидравлических погрузочно-разгрузочных устройств, установленных на самом автомобиле.

Погрузчики непрерывного действия, чаще всего многоковшовые, предназначены для механической погрузки в транспортные средства сыпучих и мелкокусковых материалов: песка, гравия, щебня и шлака.

Гидроподъемник автопогрузчика состоит из направляющей рамы 1, вильчатого захвата 2 с грузом 3, каретки 4, телескопической рамы 5, грузоподъемной цепи 6, поперечины 7, подвижных

 

Рис. 5. Схема к определению

устойчивости автопогрузчиков

 

 

Рис. 4. Схема гидроподъемника

автопогрузчика

 

звездочек 8, плунжера 9 и гидравлического цилиндра 10.

Две параллельно расположенные цепи, с одной стороны закрепленные на раме, огибают подвижные звездочки. С другой стороны они прикреплены к каретке. Подвижные звездочки с цепями образуют полиспаст, обеспечивающий выигрыш в скорости и проигрыш в силе, так как за время перемещения осей звездочек вместе с плунжером на высоту Н₁ груз переместится на высоту h₂=2h₁.

Плунжер (от англ. «скалка») – поршень, имеющий длину значительно превышающую d. (Плунжерный насос – поршневой насос с плунжером, применяющийся для дозированной подачи жидкости под высоким давлением.)

Полиспаст (от греч. «натягиваемый многими веревками») – грузоподъемное устройство, состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом или цепью. Он позволяет получить выигрыш в силе.

1. Усилие (Н) на плунжере погрузчика:

P= , (4.1)

где G – вес поднимаемого груза, Н;

G₀ – вес вил (или других захватных устройств, каретки и плунжера (G₀=2G); ί – кратность полиспаста (ί=2);

η – КПД полиспаста и механизма каретки, зависящий от степени износа и качества смазки трущихся поверхностей (0,8-0,9).

2. Усилие (Н) на плунжере погрузчика зависит от удельного давления Р =[Н/ м²] (Р=(5-7)*10⁶ Н/ м²) и от d плунжера D (м), т. е.

, (4.2)

(4.3)

3. Скорость подъема груза зависит от d плунжера, кратности полиспаста и производительности насоса. При заданной скорости производительность насоса можно определить по формуле:

П= , [ м³/с] (4.4)

где D – диаметр плунжера, м; υ – скорость подъема груза, м/с;

ί – кратность полиспаста.

4. Мощность двигателя насоса равна

N= , (4.5)

где П – производительность насоса, м³/с; p – удельное давление, развиваемое насосом, Н/ м²; η – КПД насоса (η=0,5).

5. Коэффициент запаса продольной статической устойчивости вилочных погрузчиков определяют по формуле

(4.6)

где - удерживающий момент, Н*м; - опрокидывающий момент, Н*м; – вес погрузчика без груза, Н; - вес погрузчика (без груза), приходящийся на задний мост (определяется взвешиванием на автомобильных весах), Н; - вес груза, размещенного на вилочном захвате, Н; - расстояние от проекции на горизонтальную плоскость центра тяжести погрузчика до точки опрокидывания, м; ℓ - расстояние от проекции на горизонтальную плоскость центра тяжести груза до точки опрокидывания, м; А – продольная база погрузчика, м.

6. Максимальная грузоподъемность погрузчика из условия устойчивости:

, [Н] (4.7)

7. Эксплуатационная производительность погрузчика при работе со штучными грузами составляет:

, [т/ч] (4.8)

где G – средняя масса поднимаемого груза, т; -коэффициент использования погрузчика, зависящий от квалификации водителя и организации работ ( =0,4 – 0,8); - время цикла, с.

Задание

1. Определить усилия на плунжере грузоподъемника.

2. Определить производительность насоса с грузом П₁ и без груза П_2.

3. Определить D плунжера грузоподъемника автопогрузчика.

Варианты заданий к упражнению

№ варианта	Вес,% от max грузоподъемности	КПД полиспаста	Марка погрузчика	Диаметр плунжера D,мм	Скорость холостого перемещения погрузчика υ, м/мин	Скорость рабочего перемещ. погрузчика , м/мин	Грузопод. автопогрузчика G, кН	Удельное давление p, МН/ м2	Марка погрузчика
		0,81	4046М			6,5		6,2	4046М
		0,85	4043М			7,9		6,7	4043М
		0,82	4045М			8,4		6,1	4045М
		0,84				9,6		6,8
		0,83	4046М			6,8		6,6	4046М
		0,87	4043М			7,4		6,3	4043М
		0,89	4045М			7,6		6,5	4045М
		0,81				8,4		6,1
		0,85	4046М			8,2		6,7	4046М
		0,82	4043М			6,5		6,2	4043М
		0,84	4045М			7,9		6,7	4045М
		0,83				8,4		6,1
		0,87	4046М			9,6		6,8	4046М
		0,89	4043М			6,8		6,6	4043М
		0,81	4045М			7,4		6,3	4045М
		0,85				7,6		6,5
		0,82	4046М			6,5		6,3	4046М
		0,84	4043М			7,9		6,5	4043М
		0,83	4045М			8,4		6,1	4045М
		0,87				9,6		6,7
		0,89	4046М			6,8		6,9	4046М

 

Характеристики автопогрузчиков

Показатели	Марка погрузчика
4043М	4045М	4046М
Грузоподъемность на вилах, Н
Грузоподъемность при работе с крюком, кН
наибольшая
наименьшая				-
Вылет крюка, мм
наименьший
наибольший				-
Емкость ковша, м3	0,57	0,57	0,57	2,5
Наибольшая высота подъема груза на вилах или в ковше, м
Наибольшая высота подъема крюка над дорогой, мм
Скорость подъема груза на вилах, в ковше и на крюке, м/мин				6,5
Скорость, м/мин
подъема каретки без груза				-
опускания груза		14,1	14,1	-
опускание каретки без груза				-
Расстояние от оси передних колес, мм
до спинки вил
до центра тяжести груза на вилах
от центра тяжести груза до спинки вил
Продольная база колес А, мм
Давление на мост, кН
- передний (без груза)		21,9	37,5	60,0
- задний (без груза)	27,6	34,6	40,8	73,0
- передний (с рузом)	69,7	96,9	117,3	218,0
- задний (с грузом)	7,9	9,6	11,0	15,0
Скорость движения на передачах, км/ч
Вперед
	8,3	8,55	8,55	-
	18,8	17,1	17,1	-
	36,4	33,0	33,0	-
	52,5	47,7	47,7
Назад
	6,7	6,9	6,9	-
	15,3	13,9	13,9	-
	29,6	26,8	26,8
Вес (сила тяжести) автопогрузчика с вилами (без груза), кН	47,6	56,5	78,3

_{Практическое занятие №5.}