Проект ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза в условиях металлургического предприятия

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины Государственное высшее учебное заведение Донецкий национальный технический университет Факультет ФИММ Кафедра МОЗЧМ Курсовой проект по дисциплине Подъемно-транспортные машины на тему Проект ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза в условиях металлургического предприятия Выполнил: ст. гр. МЕХ-08б Нестеренко Д.Е.

Руководитель: асс. Ошовская Е.В.

Консультант:

асс. Ошовская Е.В.

Донецк 2011.

РЕФЕРАТ Курсовой проект содержит: 47 страницы, 6 рисунков, 10 источников, 4 приложения.

Объект исследования — ленточный конвейер для транспортировки насыпного груза.

Цель исследования — рассчитать параметры ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза, проверить возможность транспортирования груза, определить ширину ленты и выбрать ленту, провести тяговый расчет конвейера методом обхода по контуру, проверить непровисание ленты на роликоопорах, проверить приводной барабан на прочность, определить мощность и выбрать двигатель, определить передаточное число и выбрать редуктор, проверить двигатель при пуске и на перегрузку, выбрать тормоз, произвести расчёт натяжной станции и роликоопор, рассчитать основные элементы конвейера на прочность, а также выбрать загрузочное устройство и определить его параметры.

привод, барабан, редуктор, лента, конвейер, плотность, скорость транспортирования.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОНВЕЙЕРА
• 2. ПРОВЕРКА ВОЗМОЖНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗА
• 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ И ВЫБОР ЛЕНТЫ
• 4. ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ КОНВЕЙЕРА
• 4.1 Определение погонных масс груза, ленты, роликоопор
• 4.2 Расчёт сил сопротивления движению ленты
• 4.3 Определение натяжений в ленте методом обхода по контуру_Toc295001511
• 4.4 Проверка непровисания ленты на роликоопорах
• 4.5 Проверка приводного барабана на прочность
• 5. РАСЧЕТ ПРИВОДНОЙ СТАНЦИИ КОНВЕЙЕРА
• 5.1 Определение мощности и выбор двигателя
• 5.2 Определение передаточного числа и выбор редуктора
• 5.3 Проверка двигателя при пуске и на перегрузку
• 5.4 Выбор муфт
• 5.5 Определение тормозного момента и выбор тормозного устройства
• 5.6 Составление компоновочной схемы
• 6. РАСЧЁТ НАТЯЖНОЙ СТАНЦИИ
• 6.1 Обоснование типа натяжного устройства, описание его конструкции
• 6.2 Расчет основных элементов натяжного устройства
• 7. РАСЧЕТЫ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНВЕЙЕРА НА ПРОЧНОСТЬ
• 7.1 Расчет вала приводного барабана (с применением пакета APM WinMachine)
• 7.2 Выбор подшипников приводного барабана
• 7.3 Расчет роликоопор, выбор подшипников
• 8. ВЫБОР ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ПАРАМЕТРОВ1
• ВЫВОДЫ
• СПИСОК ИСОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ, А — Расчет вала в среде «APM WinMachine»
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б — Спецификация на чертеж общего вида
• ПРИЛОЖЕНИЕ В — Спецификация на чертеж приводной станции
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г — Спецификация на чертеж узел роликоопоры грузовой ветви
• ВВЕДЕНИЕ
• Технологический процесс любого производства неразрывно связан с перемещением огромного количества грузов, начиная от подачи сырья до выдачи готовой продукции. В осуществлении грузовых потоков на предприятиях и комплексной механизации процессов труда основную роль играют системы подъемно — транспортных машин и оборудования.
• Для транспортирования груза, в основном применяются ленточные конвейеры, которые широко применяются в металлургической, угольной и других промышленностях для транспортирования грузов.
• В данном курсовом проекте рассчитывается ленточный конвейер для транспортировки среднекусковой железной руды. Необходимо проверить возможность транспортирования груза, определить ширину ленты и выбрать ленту, сделать тяговый расчет конвейера методом обхода по контуру, проверить приводной барабан на прочность, определить передаточное число и выбрать редуктор, рассчитать приводную и натяжную станции конвейера, рассчитать основные элементы конвейера на прочность, выбрать загрузочное устройство и определить его параметры.
• 1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОНВЕЙЕРА
• Ленточные конвейеры — наиболее производительный вид непрерывного транспорта, используемый для транспортирования сыпучих и штучных грузов с различной производительностью и скоростью движения конвейерной ленты. Расстояние транспортирования ленточными конвейерами достигает нескольких километров, а их трасса может иметь различную схему, что позволяет приспосабливать конвейеры к условиям производства и местности.
• Условия эксплуатации ленточных конвейеров отличаются большим разнообразием: от жаркого климата до работы на открытом воздухе при минусовых температурах.
• Ленточный конвейер условно можно разбить на три основные части: головную, среднюю и хвостовую. В качестве несущего (транспортирующего) и тягового органа применяются резинотканевые ленты с гладкой поверхностью. Верхняя ветвь ленты, в большинстве случаев, имеет желобчатость за счет применения желобчатых роликоопор. Загрузка верхней ветви ленты производится загрузочным устройством (или несколькими устройствами), расположенным в хвостовой части конвейера. Разгрузка конвейера чаще всего производится через приводной (головной) барабан. В ряде случаев необходима промежуточная разгрузка конвейера в средней его части, тогда применяется барабанная разгрузочная тележка или плужковый сбрасыватель.
• В движение конвейерная лента приводится фрикционным приводом. Привод конвейера состоит из приводного барабана и приводного механизма, соединенных между собой тихоходной муфтой. Приводной механизм состоит из двигателя, редуктора и соединяющих их муфты, которые устанавливаются на своей раме.
• Конвейерная лента располагается на роликоопорах: верхняя ветвь ленты на верхних (желобчатых или прямых), нижняя ветвь на нижних прямых.
• Обеспечение фрикционной связи приводного барабана с лентой осуществляется путем натяжения ленты натяжным устройством. Натяжные устройства могут быть винтовые, тележечные и вертикальные. Кроме того, на ленточном конвейере имеются средства автоматизации его работы: центрирующие роликоопоры, устройства против схода и пореза ленты и др.
• Приводной барабан и натяжное устройство устанавливаются на свои опоры, а роликоопоры на секции, которые сами устанавливаются на стойки средней части. В ряде случаев, целесообразно нижнюю ветвь ленты поддерживать прямыми верхними роликоопорами, которые устанавливаются на стойках с кронштейном.
• Рисунок 1 — Принципиальная схема стационарного наклонного ленточного конвейера
• 1 — приводной барабан; 2 — очистной барабан; 3 — отклоняющая роликоопора; 4 — сбрасывающее устройство; 5 — желобчатые роликоопоры рабочей ветви; 6 — роликовые батареи; 7 — прямые роликоопоры холостой ветви; 8 — загрузочное устройство; 9 — контргруз; 10 — натяжной барабан; 11 — натяжное устройство; 12 — резинотканевая лента.

2. ПРОВЕРКА ВОЗМОЖНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУЗА Для заданного материала, щебня, — выпишем основные характеристики [3, c.365; 5, c.384; 1, c.551]:

· насыпная плотность? = 2,1…3,5 т/м³;

· угол естественного откоса в покое ?₀ = 30…50^o;

· угол естественного откоса в движении ?_д = 28^o;

· коэффициент трения по резине f_р = 1;

· коэффициент трения по стали f_ст = 1,2;

· максимальный размер куска a_max = 160 мм.

Проверим условие транспортирования груза конвейером:

откоса груза в движении.

В соответствии со схемой конвейера рассчитаем угол наклона:

.

.

По результатам расчета условие транспортировки груза выполнятся надежно:

.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ И ВЫБОР ЛЕНТЫ.

Предварительно определим ширину ленты по гранулометрическому составу (крупности) груза.

Для насыпного груза определим ширину ленты из условия обеспечения заданной производительности [1, c. 289]:

.

где k_? — коэффициент, учитывающий снижение производительности конвейера в зависимости от его угла наклона, k_в = 0,95 [1, с. 289];

С — коэффициент производительности, зависящий от формы роликоопоры и угла естественного откоса груза, С = 550 [1, с. 288].

мм, Согласно ГОСТ 20–76 выберем B = 400 мм.

3.1 Выбор ленты Принимаем, что в качестве тягового органа в конвейере используется резинотканевая лента. Тогда, кроме ширины ленты, для выбора резинотканевой ленты необходимо определить число прокладок в ней.

Для этого вначале предварительно рассчитываем мощность привода:

.

где ?₀ — обобщенный коэффициент сопротивления движению, зависит от типа конвейера, свойств груза и условий работы, ?₀ = 0,035 [1, с. 293];

знак «+» — при перемещении груза вверх, «-» — вниз.

кВт.

По мощности предварительно определим тяговое усилие на приводном барабане:

.

Н.

Определим максимальное усилие в ленте, соответствующее усилию в набегающей ветви приводного барабана:

.

где? — коэффициент трения между лентой и барабаном,? = 0,3;

? — угол обхвата лентой приводного барабана,?? = 3,66 рад.

Н.

По максимальному усилию в ленте определим число прокладок:

.

где K_л — допускаемая нагрузка на 1 мм ширины одной прокладки ленты, рассчитывается исходя их прочности ткани K_пр [3, c. 374] по ширине одной прокладки:

.

где n — коэффициент запаса прочности, n = 7.10 [3, c. 374].

Принимаем материал прокладок лент — с основой и утком из комбинированных нитей БКНЛ-65.

Н/мм.

Принимаем =7,22 Н/мм.

.

Принимаем i = 5.

Таким образом, выберем резинотканевую ленту с параметрами:

· тип 1;

· ширина B = 400 мм;

· толщина прокладок? = 1,15 мм;

· толщина верхней резиновой обкладки ?₁ =6 мм;

· нижней резиновой обкладки ?₂ =2 мм;

· материал прокладок — комбинированные нити.

3.2 Выбор конструкции и определение диаметров барабанов и роликоопор По ширине ленты выберем диаметры [1, с. 555]:

· приводного барабана мм;

· натяжного барабана мм;

· отклоняющего барабана мм.

Выберем конструкцию и диаметры роликоопор [1, с. 291]:

· рабочей ветви — трёхроликовая желобчатая, диаметр d_р.р = 102 мм;

· холостой ветви — прямая, диаметр d_p.x = 102 мм.

конвейер насыпной роликоопора барабан.

4. ТЯГОВЫЙ РАСЧЁТ КОНВЕЙЕРА Целью тягового расчета является определение натяжений в ленте. Для расчета натяжений в конвейерах с гибким тяговым органом применяют универсальный метод обхода по контуру..

4.1 Определение погонных масс груза, ленты, роликоопор Определим погонные массы:

груза.

.

?кг/м;

ленты.

.

кг/м;

роликоопор

кг/м, где m_p — масса роликоопоры, для рабочей ветви m'_p =11,5 кг, для холостой ветви m''_p =7,5 кг [1, с. 291];

l_p — расстояние между роликоопорами, для рабочей ветви l'_p =1,4 м [1, с. 290], для холостой ветви:

l''_p = (2 … 2.5) l'_p,.

l''_p = м.

Получив значение шагов, определим погонные массы роликоопор:

— для рабочей ветви — q'_p кг/м;

— для холостой ветви — q''_p кг/м.

4.2 Расчёт сил сопротивления движению ленты Определим силы сопротивления движению ленты на участках:

· холостой ветви:

где:

?'' - коэффициент сопротивления движению ленты на участке холостой ветви, ?'' = 0,035 [1, с. 293];

знак «+» — при перемещении груза вверх, «-» — вниз.

Холостой участок находится между точками 2 и 3, т. е.:

Н;

Холостой участок находится между точками 4 и 5, т. е.:

Н;

· рабочей ветви:

.

где ?' - коэффициент сопротивления движению ленты на рабочей ветви, ?' = 0,4 [1, с. 293];

знак «+» — при перемещении груза вверх, «-» — вниз.

Рабочий участок находится между точками 7 и 8, т. е.:

Н;

Рабочий участок находится между точками 9 и 10, т. е.:

Н;

Рабочий участок выгрузки находится между точками 10 и 11, т. е.:

Н;

· загрузки материала.

.

где? — скорость ленты;

?₀ — составляющая скорости груза вдоль ленты, ?₀ = 0,7? = 1,26 м/с;

f_л — коэффицицент трения между грузом и лентой f_л = f_р = 0,7;

h — высота падения груза на ленту, h=2 м.

Нагружаемый участок находится между точками 6 и 7, т. е.:

Н.

4.3 Определение натяжений в ленте методом обхода по контуру и расчет тягового усилия Расчет натяжений в ленте начнём с точки минимального натяжения сбегающей ненагруженной ветви — т.1. Натяжение в этой точке S₁.

Составим уравнения для расчета натяжений в характерных точках трасы конвейера по следующим принципам:

S_i+1 = kS_i,.

где k — коэффициент увеличения натяжения в ленте при огибании барабана (1, с. 292);

i — номер характерной точки на трассе конвейера;

S_i+1 = S_i + W_i,i+1.

Для определения натяжения S₁ необходимо составить и решить систему уравнений. Для этого выразим все натяжения через S₁ и перепишем все уравнения с учетом значений сил сопротивления и коэффициента k.

где k₁=1,03, k₂=1,05.

Затем используем связь натяжений из условия отсутствия пробуксовки ленты на барабане согласно формуле Эйлера:

S_нб.п = S_сб.пe^?? ,.

где S_нб.п — натяжение набегающей ветви, Н,.

S_сб.п — натяжение сбегающей ветви, Н.

После нахождения усилий уточним тяговое усилие:

T = (1,1 … 1,2)(S_нб.п — S_сб.п) = (1,1 … 1,2)(S₁₁ — S₁).

Т=(1,1…1,2)(17 501−5830,63)=12 837,4…14 004,4 Н.

Принимаем Т = 13 420 Н.

4.4 Проверка непровисания ленты на роликоопорах.

Проверим условие непровисания ленты на роликах:

.

где — допускаемое провисание ленты, м;

q_c — суммарная погонная масса, действующая на ролики, кг/м;

S_min — минимальное натяжение в ленте, Н.

Для роликоопор рабочей ветви:

кг/м;

S_min= S₆ = 6525,86 Н;

;

м.

Проверим выполнение условия:

< [y]'=0,028.0,047 м.

Для роликоопор холостой ветви:

q_c = q_л=6,05 кг/м;

S_min= S₃ = 5750,54 Н;

[y]'' = (1/50 … 1/30)l''_p;

[y]'' =(1/50…1/30) 3 = 0,06…0,1 м.

Проверим выполнение условия:

< [y]''=0,06.0,1 м.

4.5 Проверка приводного барабана на прочность Проверим условие прочности барабана по давлению на поверхности барабана от натяжения ленты:

.

где? = 210 — угол обхвата лентой барабана в град.;

[p] - допускаемое давление, для резинотканевых лент [p]=0,2…0,3 МПа.

В результате расчета барабан соответствует условию прочности.

5. РАСЧЕТ ПРИВОДНОЙ СТАНЦИИ.

5.1 Определение мощности и выбор двигателя.

Определим мощность двигателя:

k_з,.

где k_з — коэффициент запаса и неучтенных потерь, k_з = 1,1 … 1,2;

?_мех — КПД механизма,.

?_мех = ?_б ?^?_муфт ?_ред,.

где ?_б — КПД барабана; на подшипниках качения — ?_б = 0,99;

?_м — КПД муфт; зубчатые муфты, МУВП — ?_м = 0,95…0,98;

???_р — КПД редуктора; ?_р=0,93…0,94 — двухступенчатый;

?_мех = 0,990,96² 0,93=0,84,.

кВт.

По найденному значению мощности выберем двигатель ближайшей большей мощности с параметрами:

тип двигателя 4А225М6У3:

номинальная мощность Р_ном = 37 кВт;

номинальная частота вращения n_ном =980 об/мин.;

момент инерции ротора J_p =0,7375 кгм²;

минимальная кратность пускового момента ?_min=1,2;

максимальная кратность пускового момента ш_max = 2,3.

Определим номинальный момент двигателя:

.

Н· м.

Определим среднюю кратность пускового момента двигателя:

.

.

Определим средний пусковой момент двигателя:

М_ср.п = ?_ср.п М_н ,.

М_ср.п = 1,75 360,561 = 630,9 Н· м.

Определим угловую скорость вращения двигателя:

.

рад/с.

Определим угловую скорость вращения приводного барабана:

.

рад/с.

5.2 Определение передаточного числа и выбор редуктора.

Определим необходимое передаточное число редуктора:

.

.

Выберем редуктор Ц2−400 с передаточным числом u_р.ф =12,41.

Расхождение между необходимым и фактическим передаточным числом редуктора:

.

Уточним фактическую угловую скорость вращения барабана:

.

рад/с.

Определим фактическую скорость транспортирования груза:

.

м/с.

5.3 Проверка двигателя при пуске и на перегрузку Выбранный двигатель проверим на перегрузку в режиме пуска груженого конвейера:

M_max 1,5M_ст ,.

где M_max — максимальный момент двигателя в период пуска;

M_ст — статический момент сил сопротивления, приведенный к валу двигателя.

Определим максимальный момент двигателя в период пуска:

.

Нм.

Определим статический момент сил сопротивления:

.

Нм,.

.

По результатам расчета условие проверки двигателя на перегрузку выполнятся.

Кроме того при пуске груженого конвейера не должно быть пробуксовки приводного барабана и просыпания груза, для этого проверим условие:

j_п [j_п] ,.

где j_п — ускорение ленты при пуске конвейера,.

.

где ?_ф — фактическая скорость транспортировки груза,.

?_п — время пуска конвейера;

[j_п] - допускаемое ускорение при пуске,.

[j_п] = g (f_внcos? — sin?) ,.

где f_вн — коэффициент трения в движении для груза, f_вн = tg?_д .

[j_п] = м/с²,.

Время пуска двигателя.

.

где М_ср.п — среднепусковой момент двигателя;

J_пр — момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя;

Момент инерции вращающихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя:

.

где J_p — момент инерции ротора двигателя;

m_пр — масса вращающихся частей конвейера, приведенная к валу двигателя.

.

где k_уп — коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты, в результате чего не все массы конвейера приходят в движение одновременно, k_уп=0,5 … 0,7;

k_c — коэффициент, учитывающий, что окружная скорость части движущихся масс меньше, чем скорость транспортирования ?, k_c=0,7…0,9;

L — длина трассы конвейера:

.

м;

кг;

кг/м² ;

с;

j_п =м/с².

По результатам расчета условия проверки при пуске выполняется:

5.4 Выбор муфт Выберем муфту, соединяющую тихоходный вал редуктора с валом приводного барабана.

Для редуктора Ц2−400 диаметр тихоходного вала d_т.в.=95 мм.

Для барабана D_бар=400 мм диаметр вала d_в=95 мм.

,.

где Т_н — максимальный момент, действующий на валу:

,.

;.

К₁ — коэффициент ответственности, К₁ =1[6, с. 6];

К₂ — коэффициент условий работы, К₂ =1[6, с. 6];

К₃ — коэффициент углового смещения, К₃=1,5[6, с. 6].

[T] =16 000.

Выбираем муфту зубчатую с [Т] =16 000 Нм; посадочные отверстия выполнены диаметрами: 95 мм, 95 мм. (Делаю вал d_в=95 мм) Выберем муфту, соединяющую вал двигателя с быстроходным валом редуктора.

Для редуктора Ц2−400 диаметр быстроходного вала: d_б.в=50 мм, а для двигателя 4А225М6У3 диаметр вала: d_д =65 мм.

Выбираем муфту KMSD2 с [Т] =3125 Нм; посадочные отверстия выполнены диаметрами: 55 мм, 65 мм. Выбираем муфту KMSD2 фирмы Stieber с [Т] =3125Нм, d=65 мм; посадочные отверстия выполнены диаметрами: 65 мм, 50 мм.

,.

где.

Выбираем муфту зубчатую с [Т] =1600 Нм;

5.5 Определение тормозного момента и выбор тормозного устройства Тормоз выберем в зависимости от тормозного момента на валу двигателя.

Для наклонного конвейера:

Нм где с_т — коэффициент повышения трения, с_т = 1,5.

Нм.

Так как тормозной момент на валу двигателя отрицателен, сделаем вывод: Конвейер самотормозящий, в установке тормоза не нуждается.

5.6 Составление компоновочной схемы После проведения расчётов составим компоновочную схему привода, в которую входят:

1 — двигатель;

2 — тормозная муфта;

3 — муфта;

4 — редуктор;

5 — приводной барабан;

6 — отклоняющий барабан.

7 — лента.

6. РАСЧЁТ НАТЯЖНОЙ СТАНЦИИ.

6.1 Расчёт хода натяжного устройства Определим монтажный ход для стыков лент, выполненных механическим способом (скобы, шарниры).

где L_н1 — ленточный ход натяжного устройства:

Принимаем L_н1= 0,5 м.

L_н2 — рабочий ход натяжного устройства:

— относительное удлинение ленты; для резинотканевых лент =0,015.

— коэффициент угла наклона конвейера: при >5° =0,65;

.

.

.

Принимаем L_н2= 0,7 м.

6.2 Расчет основных элементов натяжного устройства Определим натяжное усилие:

.

где k_н — коэффициент повышения натяжения,.

k_н = 1,5;

Р_п — усилие перемещения тележки натяжного устройства:

.

где m_т — масса натяжной тележки для В = 400 мм, m_т = 190 кг;

в — угол наклона конвейера, в = 5^о;

щ_т — коэффициент сопротивления, щ_т = 0,05,.

.

Масса натяжного груза тележечного натяжного устройства:

Выбор каната для удержания груза Максимальное усилие в канате:

Выбор каната выполняется по условию:

.

где k_з — коэффициент запаса, k_з = 5;

S_разр — разрывное усилие.

Из условия S_р = 184,19 < S_разр = 194,17 кН выберем канат стальной (ГОСТ 7665−69) двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 625(1+6; 6+12)+1о.с., с диаметром 19,5 мм, с разрывным усилием 194,17 кН.

Найдем массу одного грузика.

Принимаем, что груз имеет вид пластинки, и задаемся ее размерами: высота h = 250 мм, ширина b = 500 мм, толщина д = 50 мм.

Определим объем 1-го грузика:

Определим массу 1-го грузика:

где с — плотность стали, с = 7800 кг/м³;

Определим количество грузиков:

Принимаем количество грузиков n_шт = 78 шт.

7. РАСЧЕТЫ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНВЕЙЕРА НА ПРОЧНОСТЬ.

7.1 Расчет вала приводного барабана (с применением пакета APM WinMachine).

Конструируем вал приводного барабана, используя данные из компоновочной схемы, а также атласа транспортирующих машин (рис. 7) [8,c. 11].

Рисунок 3 — Геометрические параметры узла приводного барабана Определим максимальный крутящий момент на валу приводного барабана:

где Т — тяговое усилие на приводном барабане, Н;

D_бар — диаметр приводного барабана, м.

Определим силу реакции со стороны полумуфты:

где — диаметр муфты, на котором расположены элементы, передающие вращающий момент (для зубчатой муфты это делительный диаметр зубчатой втулки), =0,25 м;

Определим силу, обусловленную тяговым усилием:

Расчеты реакций, а также построение эпюр проводилось в пакете APM WinMachine, и приведены в приложении Б. Материал вала — сталь 45.

Реакции в опорах:

На основании полученных эпюр, можно сделать вывод, что наиболее опасное сечение вала располагается на участке крепления его к раме барабана, со стороны муфты. В этом месте моменты изгиба составляют Проверку вала на прочность будем проводить по этому сечению (d=135 мм). Также опасное сечение в данной конфигурации располагается на правом краю шпоночного паза.

Определим момент сопротивления кручения поперечного сечения вала:

где d_в — диаметр вала, м.

Определим момент сопротивления изгибу поперечного сечения вала:

Определим напряжения, возникающие в опасном сечении вала:

где М_и — момент изгиба в опасном сечении,.

Определим эквивалентное напряжение, возникающее в опасном сечении:

Проверим условие по эквивалентным напряжениям:

Исходя из полученных данных программы «WinMachine» можно сделать вывод, что опасное сечение находится на максимальных значениях эквивалентного напряжения на участке в 19 МПа и 18 МПа.

7.2 Выбор подшипников приводного барабана Определим нагрузку на подшипник:

.

где V — коэффициент кольца, для наружного кольца, V = 1;

X — коэффициент, X = 1;

k_б — коэффициент, k_б = 1,2;

k_t — коэффициент, k_t = 1;

R_max — максимальная реакция в опоре, R_max = 8536,82 Н;

Определим долговечность:

где L_n — 36 000 ч (при трёхсменном режиме работы).

n — частота вращения барабана:

.

где щ_б.ф — угловая скорость вращения барабана щ_б.ф = 9 с^-1.

По рассчитанной грузоподъемности выбираем подшипник роликовый радиально сферический двухрядный. 3524 ГОСТ 5721 (рис. 8) с параметрами [9, c. 346]:

· диаметр внутреннего кольца d = 120 мм;

· диаметр наружного кольца D = 215 мм;

· ширина подшипника В = 58 мм;

· статическая грузоподъемность С = 325 000 Н;

· динамическая грузоподъемность С₀=415 000 Н.

Рисунок 4 — Подшипник роликовый радиально сферический двухрядный.

7.3 Расчет роликоопор, выбор подшипников Определим силы, действующие на роликоопоры верхней желобчатой ветви ленты:

Сила, действующая на роликоопоры нижней ветви ленты:

Проверим нагрузки, действующие на роликоопоры, с учетом условий долговечности и условий эксплуатации. Для верхней ветви ленты:

где — допустимые наибольшие силы, воспринимаемые роликоопорами в зависимости от ширины ленты, назначения роликоопоры и ее типоразмера Н, H [10];

— коэффициент, зависящий от скорости ленты, =0,84 [10];

— коэффициент, зависящий от долговечности подшипников роликоопоры, =0,97 [10];

— коэффициент, зависящий от разряда условий работы роликоопоры и диаметра ее роликов, =1 [10];

— коэффициент, зависящий от наибольших кусков груза, =0,7.

Для нижней ветви ленты:

Выберем подшипники для роликоопор.

Нагрузка на подшипник среднего ролика желобчатой роликоопоры:

где G_r, С_л, G_р — сила тяжести груза, ленты и части ролика, приходящаяся на подшипник среднего ролика;

G₆ — сила, вызванная давлением со стороны боковых роликов;

б — угол наклона боковых роликов роликоопоры.

Эквивалентная нагрузка на подшипник, учитывающая динамические явления (удары, толчки):

где — коэффициент динамичности. Для среднекускового груза = 1,5.

Определим долговечность:

где L_n — 216 000 ч (при трёхсменном трёхгодовом режиме работы),.

.

Выберем подшипник 1 000 807 с параметрами:

· диаметр внутреннего кольца d=35 мм;

· диаметр наружного кольца D=40 мм;

· ширина подшипника В=12 мм;

· статическая грузоподъемность С= 3000 Н;

· динамическая грузоподъемность С₀= 4030 Н.

· .

Рисунок 5 Шариковый радиальный однорядный подшипник.

8. ВЫБОР ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ПАРАМЕТРОВ Для подачи груза на движущуюся ленту применяют загрузочные устройства (рис.5). От работы натяжного устройства зависят обеспечение расчетной производительности конвейера и долговечность ленты. Загрузочное устройство должно удовлетворять требованиям наименьшего износа ленты, возможно малого местного сопротивления ее движению, равномерной подачи и центрирования груза.

В пункте загрузки или перегрузки с одного конвейера на другой материал по наклонному желобу воронки скатывается вниз и падает на ленту конвейера с некоторой усредненной для всего потока скоростью.

Для предотвращения падения отдельных кусков груза с ленты предусмотрены бортовые направляющие, установленные с небольшим расширением по ходу движения в плоскости ленты снизу вверх. В нижней части борта выполнены с прикрепленными резиновыми продольными полосками, соприкасающимися с лентой. Для предохранения холостой ветви ленты от возможной просыпи бортовые направляющие в верхней части могут иметь широкие отогнутые закраины.

Рисунок 6 — Загрузочное устройство Днище лотка, воспринимающего удары струи загружаемого груза и направляющего его на ленту, устанавливается наклонно к ленте под углом на 8−15 градусов больше угла трения груза о поверхность лотка. Вдоль ленты лоток продолжается наклонными направляющими бортами, опирающимися на ленту через вертикально расположенное к ленте уплотнение из мягкой износостойкой резины.

Длина бортков направляющего лотка в зависимости от ширины ленты и скорости её движения равна =1,2 м, минимальная высота бортков лотка=0,2 м [7, c. 161].

Ширина направляющих бортков равна:

.

.

где В — ширина ленты, В=0,4 м.

м, м.

Разгрузка конвейера осуществляется с концевого (приводного) барабана.

ВЫВОДЫ В курсовом проекте был спроектирован ленточный конвейер для транспортирования сыпучих материалов среднекусковой железной руды. В ходе расчётов были определены: ширина ленты (В=400мм), произведён расчёт конвейера методом обхода по контуру, проведена проверка непровисания ленты на роликоопорах, определена мощность 37 кВт и выбран двигатель серии 4А250М6У3, двигатель проверен при пуске и на перегрузку, выбран редуктор Ц2−400, произведён расчёт натяжной станции, проверены основные элементы на прочность.

В результате по полученным расчётам был сконструирован конвейер в целом и отдельные его элементы.

В расчетах использовались программы «KOMPAS 3D-V10», а также «APM WinMachine».

СПИСОК ИСОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Иванченко Ф. К. и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. — К., 1978. — 576 с.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х томах: Т.2. — 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестоковой. — М.: Машиностроение, 2001. — 912 с.: ил.

3. Курсовое проектирование грузоподъемных машин: Учеб. пособие для студентов машиностр. спец. Вузов / С. А. Казак, В. Е. Дусье, Е. С. Кузнецов и др.: Под ред. С. А. Казака. — М.: Высш. шк., 1989. — 319 с.: ил.

4. Приводы машин: Справочник/В.В. Длоугий, Т. И. Муха, А. П. Цупиков, Б. В. Януш; Под общ. ред. В. В. Длоугого. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, Ленинг. отд-ние, 1982. — 383 с., ил.

5. Александров М. П. Подъемно-транспортные машины. — М.: Высш.шк., 1985. — 520 с.

6. Конвейеры: Справочник/Р.В. Волков, А. Н. Гнутов, В. К. Дьячков и др. Под общ. ред. Ю. А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 367 с., с ил.

7. Методичні вказівки до виконання курсового проекту з деталей машин.

Розділ 4. «Конструювання муфт і корпусів» (для студентів напрямку «Інженерна механіка») / Сост.: В.С. Ісадченко, П. М. Матеко, В.О. Голдобін. — Донецьк: ДонНТУ, 2005. — 40 с.

8. Атлас подъемно-трансопртных машин. — 225 с.

9. Общий каталог SKF. -1129 с.

10. Конспект лекций по дисциплине «Подъемно-транспорнтые машины».