Расчет ковшового элеватора

Министерство образования и науки Украины ОНПУ Кафедра ПТ и РО Курсовая работа По машинам непрерывного транспорта На тему: «Расчет ковшового элеватора»

Выполнил: Студент гр КП — 043

Лесник С.Л.

Проверил: Рещенко И.А.

Одесса 2008

Исходные данные Расчетная производительность Q=351 т/час Угол наклона ковшового элеватора — вертикально.

Высота подъема Н = 15 м.

Транспортирующий груз — песок.

Введение

Одним из наиболее прогрессивных видов транспорта, обеспечивающих высокую производительность при больших грузопотоках, является транспортирующие машины. В современном производстве Т.М. являются неотъемлемой частью технологического процесса, они регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда, позволяют решать вопросы комплексной механизации транспортнотехнологических процессов. Непосредственная связь Т.М. с общим технологическим процессом производства предъявляет к ним особые требования в отношениях прочности и способности работать в автоматических режимах.

Вновь проектируемые Т.М. должны быть достаточно прочными, надежными, долговечными и экономичными в эксплуатации, а изготовление их следует осуществлять с наименьшими затратами труда и материалов. Конвейерный (элеваторный) транспорт имеет значительные преимущества перед традиционным автомобильным и ж/дорожным: работник не участвует в собственном транспортном процессе, а занят только обслуживанием механизмов, что обеспечивает более высокую производительность труда и его безопасность; требуется использование только электрической энергии, тогда как колесный транспорт потребляет в основном более дорогое натуральное органическое топливо.

Ковшовый элеватор — применяют для перемещения насыпных грузовпылевидных, зернистых и кусковых (например: цемента, химикатов, песка, зерна, муки, угля, торфа и т. д.) на предприятиях химической, металлургической и машиностроительной промышленности. Ковшовые элеваторы разделяют на стационарные и передвижные, транспортные и технологические, например обезвоживающие, у которых груз в процессе транспортирования освобождается от воды. Ковшовый элеватор имеет вертикально замкнутый тяговый элемент с жестко прикрепленными к нему грузонесущими элементамиковшами; тяговый элемент огибает верхний приводной и нижний натяжной барабаны (или звездочки).Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе, состоящим из верхней части (головки), средних секций и нижней части (башмак). Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода, а первоначальное натяжение создается натяжным устройством. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок (носок) нижней части элеватора, загружается в ковш, поднимается в них и разгружается на верхнем барабане (звездочке) в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства. К преимуществам ковшового элеватора относятся малые габаритные размеры в поперечном сечении, возможность подачи груза на значительную высоту (до 60−75 м) и большой диапазон производительности (5−500).

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 элеватора, а по направлению перемещения вертикальные и наклонные. 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. По расположению ковшей на тяговом элементе различают элеваторы с расставленными ковшами т. е. расположенными на некотором расстоянии друг от друга, и с сомкнутыми ковшами — 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.

Основные параметры стационарных ковшовых элеваторов общего назначения установлены ГОСТ 2036;77, а наклонные ГОСТ 12 864−69; диапазон скоростей движения ковшей 0,4−2,5 м/с. Специальные ковшовые элеваторы для вертикального транспортирования зерна и муки на мукомольных и комбикормовых предприятий и зернохранилищах имеют специфические конструктивные особенности; их параметры обусловлены ГОСТ 10 190–70 (максимальная скорость до 4 м/с, производительность 5−500 т /ч зерна, высота до 60 метров.)

1. Расчет ковшового элеватора Производительность ковшового элеватора:

кг/с = 351 т/ч (1.1)

гдевес груза в грейфере.

=30,77 c время цикла.

Материал — песок (=1,1…1,65=1,4 т/)

Согласно табл. принимаем элеватор ковшовый быстроходный с центробежной разгрузкой.

Тип ковша М.

Средний коефициент дополнения ковша — 0,6

Скорость цикла V=0,8…2=1,2 м/с.

По данным проф.Н. К. Фадеева диаметр начальной окружности звездочки.

м (1.2)

По Госту 592−75 для пластинчатой цепи с шагом t =200 мм принимаем звездочку z = 14 диаметром дилительной окружности.

мм Частоту вращения звездочки

об/мин (1.3)

Полюсное расстояние м (1.4)

При самотечной разгрузке должно соблюдаться условие Погонная емкость ковша

л/м (1.5)

где — объем ковша.

По табл. для 70 принимаем ковш с бортовыми направляющими.

Емкость ковша л, шаг сомкнутых ковшей, а = 400 мм, ширина ковшей мм.

Внутренние размеры ковшей Высота h=385 мм.

Вылет, А = 270 мм.

Радиус закругления R=100мм.

В качестве шагового органа принимаем (ширина ковша > 200мм) две пластинчатые втулочно-роликовые цепи с шагом t =200 мм.

Погонный вес ковшей и цепей (приблизительно)

Н (1.6)

Значение коэффициента К = 1,1 (таблица) принимаем для двухцепного элеватора со скругленными ковшами таким же, как и для такого же элеватора с остроугольными ковшами.

Погонная нагрузка от поднимаемого груза.

Н/м (1.7)

Погонная нагрузка на рабочей ветви.

Н/м (1.8)

2. Тяговый расчет При вращении приводной звездочки по часовой стрелки минимальное натяжение в цепях в точке 2, определяемая из условия нормального зачерпывания груза.

Н (1.9)

Рис. 1. Схема цепного ковшового элеватора (а) и диаграмма натяжений в цепях (б)

Натяжение цепей в точке 1

Н (1.10)

Натяжение в точке 3

Н (1.11)

коэффициент увеличения натяжения в цепи огибании звездочки

=1,1

Усилие зачерпывания груза

Н (1.12)

где — коэффициент для песка.

Натяжение в точке 4

Н (1.13)

Расчетное шаговое усилие в цепях

Н (1.14)

где динамическое усилие в цепях, приближенно.

Н (1.15)

где G — вес ходовой части элеватора насыпаемого груза (движущихся неравномерно).

Н/м (1.16)

где с — коэффициент уменьшения веса приведенной ходовой части элеватора.

Расчетное усилие в одной цепи

Н (1.17)

где — коэффициент неравномерности нагрузки цепей;

при двух цепях =0,85.

Разрывное усилие цепи:

ковшовый элеватор ковш тяговой

Н (1.18)

где nкоэффициент запаса цепи; n=10.

Выбираем цепь тяговую пластинчатую M450 с разгружающей нагрузкой Н, шагом t = 200 мм Тяговое усилие на приводном валу звездочки

(1.19)

Установочная мощность двигателя

кВт (1.20)

По каталогу выбираем электродвигатель УА 250 М8У3,

Мощность 45 кВт и частотой вращения n = 740 об/мин.

кг

рад/с (1.21)

Передаточное число редуктора привода элеватора

(1.22)

Для непрерывного режима работы по каталогу выбираем редуктор РМ -500.

31,5 и максимально действующий кратковременный момент

= 250 000 Нм Тормозной момент на тихоходном валу

Нм (1.23)

Тормозной момент на приводном валу звездочки

Нм (1.24)

где — к.п.д. механизма подъема, принимаемого в зависимости от поднимаемого груза.

Максимальное усилие в цепи при пуске

Н (1.25)

Н (1.26)

где — динамическое усилие при пуске.

Н (1.27)

Н (1.28)

где — масса поступательно движущихся частей элеватора и насыпаемого груза.

где q — погонная нагрузка от поднимаемого груза.

где = 0,9 — коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей;

рад/ (1.29)

где — угловое ускорение вала двигателя.

— статический момент на валу двигателя при подъеме или опускании груза.

— статический пусковой момент.

Нм (1.30)

Нм (1.31)

кг/ (1.32)

где — момент инерции движущихся масс приведенный, к валу двигателя, при подъеме или опускании груза.

где — коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее, чем вал двигателя.

кг/

Время пуска элеватора

с (1.33)

где — коэффициент сопротивления движения ходовой части элеватора.

Рис. 2. Схема к определению начала разгрузки материала (гравитационная разгрузка)

1. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций. Учебник пособие для вузов. Под ред. Д-ра техн. наук М. П. Александров. М.,

" Машиностроение", 1973, 256 с.

2. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Под ред.

Иванченко Ф.К. и др. Киев, «высшая школа», 1978, 576 с.

3. Анурьев В. И. справочник конструктора — машиностроителя.

М.: «Машиностроение», 1979, Т.1, 728 с.

4. Анурьев В. И. справочник конструктора — машиностроителя.

М.: «Машиностроение», 1980, Т.2, 560 с.

5. А. О. Спиваковский. Транспортирующие машины. Учебник.

М.: «Машиностроение», 1983, Т.3, 487 с.

6. Атлас конструкций транспортирующих машин. А. О. Спиваковский.

М.: «Машиностроение», 1969р.