Проектирование наклонного скребкового конвейера

Аннотация Целью данного курсового проекта является проектирование наклонного скребкового конвейера производительностью 160т/ч, длиной 90 м, углом наклона в = 6°. Конвейер транспортирует шлак горячий при тяжелом режиме работы.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. В расчетно-пояснительной записке изложены проектировочные и проверочные расчеты по данному конвейеру. Графическая часть включает 4 листа формата А1. На первом листе изображены общий вид скребкового конвейера, на втором листе — натяжная станция данного конвейера, на третьем листе показана рама натяжной станции, на четвертом — вал в сборе.

Введение

Эффективность эксплуатации оборудования современного предприятия, предназначенного для транспортирования и переработки насыпных грузов, во многом определяется надежностью, работоспособностью и экономическими показателями транспортных систем, основу которых составляют конвейерные линии.

Скребковые конвейеры являются наиболее распространенным видом непрерывного транспорта, благодаря ряду технико-экономических показателей: герметичность, перемещение горячих и токсичных грузов, возможность промежуточной загрузки и разгрузки, реализация трасс с большими углами наклона (до 40о), возможность полной автоматизации управления работой конвейера.

Скребковые конвейеры со сплошными скребками используются для транспортирования и охлаждения горячих грузов — золы, шлака и различных грузов химической и металлургической промышленности. Большое распространение получили конвейеры в угольных шахтах, на обогатительных фабриках, предприятиях химической и пищевой промышленности.

Конвейеры с низкими скребками в разнообразных конструктивных модификациях являются в настоящее время основными агрегатами для подземного транспортирования угля в шахтах.

1. Анализ исходных данных Транспортируемый груз — среднекусковый рядовой шлак горячий. По схеме трассы конвейер является наклонным с углом наклона в = 6°. Режим работы конвейера — тяжелый. Производительность составляет 160т/ч, длина конвейера — 90 м.

Крупность частиц мелкокусковой рядовой грунтовой земли 60

2. Общее устройство конвейера Скребковый конвейер со сплошными низкими скребками состоит из открытого желоба, вдоль которого движутся две вертикально замкнутых тяговых цепи с укрепленными на них скребками, огибающих концевые (приводную и натяжную) звездочки. Движение тяговая цепь получает от привода, а первоначальное натяжение — от натяжного устройства. Транспортируемый груз засыпается в желоб конвейера в любом месте по eго длине и проталкивается скребком по желобу. Разгрузка конвейера может производиться в любом месте по его длине через отверстия в дне желоба, перекрываемые шиберными задвижками или затворами. Груз транспортируется по нижней ветви. По профилю трассы конвейер является наклонным, прямолинейным.

3. Определение параметров желоба Производительность скребкового конвейера в основном зависит от поперечных размеров желоба и скорости движения скребков. Ширина и высота желоба, являются основными параметрами, определяющим производительность скребкового конвейера. Сечение желоба имеет форму скребка, которая может быть прямоугольной, трапецеидальной, полукруглой.

В работе форма скребка принимается прямоугольно.

Ширина желоба (м) для обеспечения производительности определяется по формуле:

Где Q =160 т/ч — производительность конвейера

V = 0,5…1,5м/с — скорость конвейера с = 0,8 т/м3 — насыпная плотность груза ш = 0,675 — коэффициент заполнения желоба

kh = 3,5 — коэффициент заполнения желоба Подставляя в выражения числовые значения коэффициентов, производительности и стандартные значения находим необходимую ширину желоба:

Принимаем ширину желоба Bж = 0,5 м и скорость движения тяговой цепи V = 1,15 м/с.

Проверяем ширину желоба в соответствии с размерами кусков груза:

Где kk = 3 — коэффициент кусковатости груза аmax =160 мм — максимальный размер типичных кусков Условие выполняется.

Высота желоба hж определяется по формуле:

Проверочный расчет производительности конвейера:

Производительность больше заданной на 1.2% что удовлетворяет условию.

4. Определение расчетных распределенных масс Распределенная масса груза определяется по формуле:

Распределенная масса скребкового полотна:

Где коэффициент для двухцепного конвейера.

5. Тяговый расчет Первоначальное натяжение цепи проверяется из условия устойчивости скребка. Минимальное натяжение тягового элемента принимаем

щж — коэффициент перемещения груза скребком по желобу, учитывающий сопротивление от трения груза о дно и стенки стального желоба кc = 1- коэффициент стационарности

f = 0,81- коэффициент внутреннего трения груза (Зенков Р.Л. стр.13)

fв = 0,75 — коэффициент внешнего трения

h = 0,675• hж = 0,675•0,125 = 0,08 — усредненная высота слоя груза в желобе Из условия предотвращения поворота скребков принимаем Smin=3(кН) Для подробного тягового расчета разбиваем трассу конвейера на отдельные участки.

H

=58 356 H

Окружное тяговое усилие на приводной звездочке:

=19 582 Н

=

=53 556 H

6. Определение расчетного натяжения цепи и ее выбор Расчетная нагрузка, действующая на цепь:

Где ku = 1,5 — коэффициент, учитывающий интерференцию упругих волн

k' = 1- коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза (Зенков Р. Л стр. 168 2.88)

k'' = 0,75 — коэффициент участия в колебательном процессе массы ходовой части конвейера

tц = 0,5м — шаг цепи

Zзв =6 — число зубьев на приводной звездочке

mг — масса груза на конвейере

mx — масса ходовой части

mx=q0*L=19,6*180=3528 (кг) Динамическая нагрузка будет равна:

По каталогу выбираем цепь высокопрочную для горного оборудования

ГОСТ 125 996–83 Qр.в.=380 000Н

Цепь подходит.

Привод конвейера Привод скребкового конвейера служит для приведения в движение тяговых пластинчатых цепей. Привод состоит из приводных звездочек, закрепленных на горизонтальном валу, установленному на подшипниках качения в разъемных опорах, горизонтального редуктора, муфты МУВП и при необходимости тормоза.

7. Выбор электродвигателя Потребляемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

где kз = 1,15…1,25 — коэффициент запаса зм = 0,85 — КПД привода конвейера Получаем:

Выбираем двигатель асинхронный трехфазный 4А280S4.

Его параметры:

Мощность Nдв = 110кВт Частота вращения nдв = 1500об/мин

8. Выбор редуктора Диаметр звездочки:

Число оборотов звездочки:

Угловая скорость звездочки:

Угловая скорость двигателя:

Необходимое передаточное число редуктора:

Выбираем редуктор типа Ц2−750. Его параметры:

Передаточное число Uр = 31,5

Мощность N=116 кВт Номинальный крутящий момент М=23 000 Н*м Диаметр тихоходного вала dтих = 180 мм Диаметр быстроходного вала dбыстр = 140 мм Фактическое число оборотов Скорость цепи:

Номинальный момент двигателя:

Максимальный момент двигателя:

Расчетный крутящий момент:

Номинальный крутящий момент на быстроходном валу:

Номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Следовательно, редуктор соответствует требованиям кинематики и прочности механизма.

9. Выбор соединительных муфт Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем зубчатую муфту ГОСТ 50 895−96. Диаметр быстроходного вала редуктора dбыстр=140мм. Крутящий момент, передаваемый муфтой Тmin=1180нм Для соединения вала редуктора и вала с приводными звездочками выбираем зубчатую муфту по ГОСТ 50 895−56. Диаметры концов вала редуктора dтих=180мм. Крутящий момент, передаваемый муфтой Тmin=200 000нм.

Расточки в муфтах выполняют по заказу.

10. Определение тормозного момента Статический тормозной момент определяется по формуле:

СТ = 0,6 — коэффициент возможного уменьшения сопротивления движению.

Так как момент отрицательный, то тормоз не нужен.

11. Выбор натяжного устройства В проектируемом конвейере целесообразно установить винтовое натяжное устройство, которое приводится в движение при помощи натяжных винтов. К преимуществам винтового устройства относятся простота конструкции, малые габаритные размеры и компактность. Выбор типоразмера натяжного устройства производят по условию натяжки:

12. Конструкция и установка приводных звездочек Звездочки устанавливаются на опорах качения в разъемных корпусах.

13. Расчет сборочных единиц Расчет оси приводных звездочек.

Определим реакции в опорах:

Изгибающий момент под ступицами:

Принимаем материал вала сталь 45 ГОСТ 1050–74: ув = 598 МПа, уу=257 МПа, [ф] = 40 МПа.

Допускаемое напряжение изгиба:

k0 = 2,5 — коэффициент конструкции оси

[n] = 1,4 — коэффициент запаса режима Принимаем предварительный диаметр оси по крутящему моменту:

Принимаем диаметр выходного конца вала: dв = 140 мм Диаметр под подшипниками: dпод = 150 мм Диаметр под ступицами: dст = 160 мм Определяем эквивалентный момент от воздействия крутящего и изгибающего момента:

Напряжение изгиба в сечении:

Запас прочности от сопротивления:

kу — коэффициент концентрации в данном сечении ед — масштабный фактор при изгибе в — коэффициент упрочнения

kд — коэффициент долговечности Прочность в сечении обеспечена.

14. Выбор подшипника По статической нагрузке и диаметру вала выбираем подшипник шариковый упорный однорядный ГОСТ 7872–89.

Параметры:

d = 160 ммСr = 124 кН

D = 200 ммС0 = 79 кН

B = 31 мм Rп = 22 159

Проверяем его по эквивалентной нагрузке:

Где kу = 1,3 — коэффициент безопасности

kt = 1,05 — температурный коэффициент

kv = 1 — при вращении внутреннего кольца Номинальная долговечность подшипника:

Подшипник выбран верно.

15. Приводные звездочки Приводные звездочки цепных конвейеров изготавливаются стальным литьем 35Л по ГОСТ 977–75.

Диаметр делительной окружности:

Радиус впадин зубьев:

d1 = 100 мм — диаметр катка Делительный диаметр мм

K-коэффициент высоты зуба

Заключение

скребковый конвейер редуктор В данном курсовом проекте производится расчет скребкового конвейера, производительностью 160 т/ч, длиной 90 м для транспортировки грунтовой земли.

Для него был выбран асинхронный двигатель 4А280S4, редуктор Ц2−750.

Список используемой литературы

1. Зенков Р. И., Ивашков И. И. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение, 1987. 431 с.

2. Спиваковский А. О., Дьячков В. К. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение, 1983. 487 с.

3. Пертен Ю. А. Конвейере справочник. М.: Машиностроение, 1984. с.367

4. Логвинов А. С., Иванов Б. Ф., Ерейский В. Д. Методические указания к курсовому проекту по расчету и проектированию конвейеров. Новочеркасск, 2001.29 с.

5. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя т.1. М.: Машиностроение, 1980

6. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя т.2. М.: Машиностроение, 1980

7. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя т.3. М.: Машиностроение, 1980

8. Спиваковский А. О. Транспортирующие машины. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1971. 115 с.

9. Васильченко В. А. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Машины непрерывного транспорта», 2009. 48 с.