Ковшовый элеватор

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Архитектурно-строительный факультет Кафедра технологии строительного производства Пояснительная записка к курсовому проекту на тему:

Ковшовый элеватор Оренбург — 2014

• Содержание
• Введение
• 1. Описание установки
• 2. Расчет конструктивно-технологической части
• 3. Описание спроектированного ковшового элеватора
• 4. Специальное задание
• 5. Техника безопасности
• Список использованных источников

Транспортирующие машины предназначаются для перемещения сыпучих, мелкокусковых, штучных, а также грунта и бетонной смеси.

По принципу действия подъёмно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъёмные краны всех типов: лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины; а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) — конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины периодического действия характеризуются периодической подачей грузов, перемещением их отдельными порциями, обусловленными грузоподъёмностью машины. При этом загрузка и разгрузка производятся при остановке машины и лишь иногда на ходу, во время перемещения груза.

Цикл работы машины периодического действия состоит из: остановки для захвата (подъёма) груза, движения с грузом, остановки для освобождения от груза и обратного движения без груза т. е. из попеременно возвратных движений с остановками.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины — ленте или полотне, или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других ёмкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения, грузонесущего элемента машины, происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками. Например, современный ленточный конвейер на открытых разработках угля может транспортировать до 30 000 тон в час вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 минуту.

Основное назначение машин непрерывного действия — перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса.

Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, желоба и т. п.

Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса, они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции.

1. Описание установки

Ковшовый элеватор (рис. 1.1) имеет вертикально замкнутый тяговый элемент 1 с жестко прикрепленными к нему грузонесущими элементами — ковшами 2; тяговый элемент огибает верхний приводной 5 и нижний натяжной 9 барабаны (или звездочки). Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе, состоящем из верхней части «головки» 6, средних секций 4 и нижней части «башмака» 10. Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода 12, а первоначальное натяжение создается натяжным устройством 8. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок (носок) нижней части элеватора, загружается в ковши, поднимается в них и разгружается на верхнем барабане (звездочке) в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом 11 для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства 7.

К преимуществам ковшовых элеваторов относятся малые габаритные размеры в поперечном сечении, возможность подачи груза на значительную высоту (до 60−75 м) и большой диапазон производительности (5−500 м³/ч и выше). Недостатками являются возможность отрыва ковшей при перегрузке и необходимость равномерной подачи груза.

По типу тягового элемента различают ленточные и цепные с одной или двумя цепями (известны конструкции с четырьмя параллельными цепями) элеваторы, а по направлению перемещения—вертикальные и наклонные. Последние имеют обратную ветвь, свободно свисающую или поддерживаемую.

У наклонных ленточных элеваторов рабочая ветвь движется по опорным роликам, у цепных элеваторов — по направляющим путям, по которым перемещаются звенья цепи или их катки (наиболее распространенный случай); имеются конструкции цепных элеваторов, у которых рабочая ветвь движется по опорным роликам.

Рисунок 1.1 — Вертикальный ленточный ковшовый елеватор

По способу загрузки и разгрузки ковшей элеваторы разделяют на быстроходные с разгрузкой главным образом под действием центробежной силы и тихоходные с разгрузкой ковшей в основном под действием силы тяжести груза. Разгрузочный патрубок элеватора может иметь боковое и центральное расположение; последнее возможно только у двухцепных элеваторов (применяется редко).

По расположению ковшей на тяговом элементе различают элеваторы с расставленными ковшами, т. е. расположенными на некотором расстоянии друг от друга, и с сомкнутыми ковшами, т. е. расположенными вплотную друг к другу. К ленте ковш всегда прилегает и крепится задней стенкой. Выбор того или иного способа расположения ковшей обусловливается главным образом характеристикой транспортируемых грузов и предопределяет способ загрузки и разгрузки ковшей.

В элеваторах используют ковши двух типов: с цилиндрическим днищем и остроугольные с бортовыми направляющими. Первые бывают глубокие и мелкие. Глубокие ковши емкостью 0,75—14,5 литров применяют для транспортирования сухих и хорошо высыпающихся грузов, мелкие ковши емкостью 0,65—15 л — для транспортирования влажных, плохо высыпающихся и слеживающихся грузов (влажный песок, цемент, молотые гипс и известь и т. д.). Расположение глубоких и мелких ковшей на тяговом органе применяют расставленное, с шагом ковшей t > h, где h — глубина ковша.

Остроугольные ковши с бортовыми направляющими емкостью 1,5—130 л применяют для транспортирования кусковых и абразивных насыпных грузов. Расположение ковшей на тяговом органе применяют сомкнутое, т. е. когда шаг ковшей t < h

Основные параметры стационарных вертикальных и наклонных ковшовых элеваторов общего назначения установлены в ГОСТах, диапазон скоростей движения ковшей 0,4—2,5 м/с.

2. Расчет конструктивно-технологической части

Вид тягового элемента — лента

Материал — глина

Производительность (Q) — 28т/ч

Плотность материала (p) — 1550 кг/м3

Скорость транспортирования (v) — 1,5 м/с

Тип ковшей — глубокий с цилиндрическим днищем.

Тип элеватора — Быстроходный с центробежной разгрузкой.

Коэффициент заполнения ковша () — 0,8

Коэффициент (k) — 0.45

Высота (H) — 18 м

Согласно рекомендации проф. Н. К. Фадеева, для быстроходных элеваторов с центробежной разгрузкой диаметр барабана:

* v²=0,459 м

Принимаем диаметр приводного барабана 400 мм.

Полюсное расстояние

Погонная емкость ковшей:

R=45

I₀₌2.0 л

Ширина ленты (B) 300 мм.

Число прокладок:

Погонный вес ленты:

Погонный вес ленты с ковшами:

Погонный вес ходовой части:

Погонная нагрузка от поднимаемого груза:

Погонная нагрузка на рабочей ветви:

При вращении приводного барабана по часовой стрелки, минимальное натяжение S₂ будет в точке 2.

Натяжение в точке 3:

Минимальное натяжение в ленте из условия нормального зачерпывания груза должно удовлетворять условию:

Натяжение в точке 1:

Принимаем S₂ = 26кгс

Затем строим диаграмму натяжения в ленте:

ковшовый элеватор натяжной барабан

Усилие натяжения, прикладываемое к концевому барабану:

Тяговое усилие на приводном валу барабана (с учётом усилий, затрачиваемых на собственное вращение барабана)

Расчетная мощность двигателя:

Принимаем двигатель МТН 311−6, частота вращения (n)=965мин^-1, максимальный момент — 32 кгс*м², маховой момент ротора 0,9 кгс*м², момент инерции ротора J_p=0,0229 кгс*м², вес двигателя 170кгс.

Передаточное число редуктора привода элеватора

Для непрерывного режима работы выбираем редуктор Ц₂ — 400П. Передаточное число U_p=

Тормозной момент на быстроходном валу:

Выбираем стопорное устройство ТКТГ 500 м

Статический момент при пуске, приведенный к валу двигателя:

Средний пусковой момент:

Продолжительность пуска элеватора:

Максимальное усилие в ленте при пуске:

Коэффициент перегрузки ленты:

Момент на быстроходном валу редуктора:

Коэффициент перегрузки:

[1]

3. Описание спроектированного ковшового элеватора

Ковшовый элеватор тихоходный с самотечной направленной разгрузкой производительностью 500 т/ч материала (бутовый камень). Тип ковшей — остроугольные с бортовыми направляющими емкостью 148 л, шаг расставленных ковшей, а = 800 мм, ширина ковша В_к = 1000 мм. Вылет ковша, А = 435 мм, высота ковша 615 мм. В качестве тягового органа принимаем резинотросовую ленту. Скорость движения ленты принимаем v — 0,6 м/с. Диаметр приводного барабана 0,250 м. Механизм приводится в действие электродвигателем типа MTН 713−10, мощностью N = 100кВт. Передача крутящего момента осуществляется через цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2−400П, с передаточным числом Uр = 12,8

4. Специальное задание

Натяжные станции предназначены для создания на ленте натяжения, необходимого для передачи трения приводным барабаном тягового усилия. Станция должна обеспечивать предварительное натяжение ленты, исключающую пробуксовку. В задачу натяжных станций входит поддержание натяжения ленты пропорционально тяговому усилию привода, причем повышенного при пуске и нормального при установившемся движении. Натяжение ленты также необходимо для ограничения провеса ее между роликоопорами. Натяжные станции, как правило, располагаются в противоположном от приводной станции конце конвейера, но также могут быть размещены в любом удобном месте на холостой ветви.

Натяжные устройства по способу действия и конструкции классифицируют на механические; пневматические; гидравлические; грузовые; грузолебедочные; лебедочные.

Преимущества механических натяжных устройств: простота конструкции; малые габаритные размеры; компактность. Недостатки механических натяжных устройств: переменное значение натяжения и возможность чрезмерного натяжения тягового элемента; жесткость крепления и отсутствие подвижности при случайных перегрузках; необходимость периодического наблюдения и подтягивания.

Пневматические и гидравлические натяжные устройства имеют малые габаритные размеры, но требуют установки специального оборудования для подачи под постоянным давлением воздуха или масла.

Преимущества грузового натяжного устройства: приводится под действием свободно висящего груза; автоматически обеспечивает постоянное усилие натяжения; компенсирует изменения длины тягового элемента; уменьшает пиковые нагрузки при перегрузках.

Недостатки грузового натяжного устройства: большие габаритные размеры; большая масса груза для мощных и длинных ленточных конвейеров.

Для снижения массы груза применяют рычаги, полиспасты, приводные лебедки. Ход натяжного устройства выбирается в зависимости от длины и конфигурации трассы и типа тягового элемента, ход натяжного устройства должен обеспечивать компенсацию удлинения тягового элемента и выполнение монтажных работ.

Рис. 1 — Натяжные устройства: а — хвостовое грузовое; б — промежуточное грузовое; в — гидравлическое; г — винтовое; д — пружинно-винтовое

Рис. 2 — Схемы натяжных устройств: а, б — винтовые; в — тележечное грузовое; г — пневматическое (гидравлическое); д — пружинно-винтовое; 1 — поворотное устройство; 2 — тяговый элемент; 3 — ось поворотного устройства; 4 — ползуны; 5 — натяжной механизм

Натяжное устройство обычно устанавливается на одном из поворотных устройств (барабане, блоке, звездочке), расположенном на участке малого натяжения тягового элемента.

Наибольшее натяжение должно быть в период пуска конвейера, при установившемся режиме оно должно автоматически уменьшаться (лебедочные и грузолебедочные натяжные устройства с автоматическим управлением, с датчиком контроля натяжения). На грузовых натяжных устройствах в крайних положениях натяжной тележки устанавливают конечные выключатели.

5. Техника безопасности

Современные строительные объекты оснащены разнообразными машинами, оборудованием и механизированным инструментом. Из года в год они совершенствуются, появляются новые машины с лучшими эксплуатационными свойствами, однако обеспечение безопасности машин остается неизменно важнейшей проблемой. Большинство строительных машин по своим техническим и эксплуатационным свойствам можно отнести к средствам повышенной опасности. В первую очередь к таким средствам относятся подъемно-транспортные, землеройные и дорожно-строительные машины.

Техника безопасности обеспечивается соблюдением следующего:

— элеваторы, транспортирующие сухие пылящие продукты, необходимо закрывать плотными кожухами по всей длине. Места загрузки и разгрузки должны быть оборудованы плотными укрытиями. Для контроля рабочих органов механизмов в кожухах элеваторов должны предусматриваться смотровые окна (лючки) с плотно закрывающимися крышками. Интервал между смотровыми окнами — не более 4,0 м.

— крышки смотровых окон элеватора должны иметь автоматическую блокировку с приводом элеватора, исключающую включение элеватора при открытой крышке.

— кожух элеватора по высоте должен быть подвижно закреплен к перекрытиям для предотвращения его раскачивания.

— расстояние от площадки обслуживания головки элеватора до потолка (перекрытия) помещения должно быть не менее 1,8 м.

— для обслуживания натяжного устройства вокруг башмаков элеватора должна предусматриваться рабочая площадка шириной с трех сторон не менее 1,0 м, а с четвертой стороны — не менее 0,8 м.

— при расположении башмака элеватора ниже уровня пола (в приямке) расстояние от стен приямка до кожуха элеватора с трех сторон должно быть не менее 1,2 м, а с четвертой стороны — не менее 0,8 м. Для спуска в приямок должна быть устроена лестница. Приямок должен иметь сплошное перекрытие с люком.

— механизм для регулирования натяжения цепи (ленты) элеватора должен быть расположен на расстоянии 0,7−1,2 м от уровня пола (площадки).

— все элеваторы должны быть оборудованы тормозными устройствами, исключающими обратный ход ковшовой цепи (ленты), и сигнальными устройствами, оповещающими об обрыве.

— элеваторы должны иметь аварийные выключатели как у места расположения башмака, так и у головки элеватора. Включение элеватора должно производиться из одного места.

— остановка привода ковшового элеватора должна производиться только после отключения загрузочного устройства и разгрузки всех ковшей, за исключением аварийных случаев. Отключающее устройство элеватора должно быть сблокировано с пусковым устройством загрузочного механизма.

— во время работы элеватора запрещается: регулировать натяжение цепей (лент), несущих ковши; производить какой-либо ремонт элеватора или очистку ковшей от налипшего материала. Подвесные конвейеры

— приводные и поворотные блоки цепного подвесного конвейера, расположенного на высоте менее 2,0 м от уровня пола (планировочной отметки) со стороны движения цепи к блокам, должны быть оборудованы неподвижно закрепленными ограждениями.

— конструкция захвата цепных подвесных конвейеров должна исключать возможность падения перемещаемого груза при транспортировании.

— монорельсовый конвейер должен быть оборудован блокировкой, отключающей электродвигатель при обрыве цепи, и устройством, улавливающим цепь. Монорельсы должны быть оборудованы автоматическими ограничителями хода.

Список использованных источников

1. Иванченко, Ф. К. Расчет грузоподъемных и транспортирующих машин / Ю. К. Иванченко — Киев: Вища школа, 1978. — 576 с.

2. Александров, М.П. Подъемно-транспортные машины / М. П. Александров — Высшая школа, 1985. — 285 с.

3. Балашов, В. П. Грузоподъемные и транспортирующие машины на заводах строительных материалов / В. П. Балашов — М.: Высшая школа, 1987. — 353с

4. Спиваковский А. О., Дьячков В. К., Транспортирующие машины, 2 изд., М., 1968;

5. Пчелинцев В. А. Охрана труда в строительстве: Учебник для строительных ВУЗов и факультетов. — М.: Высш. шк., 1991.-272 с.