Расчет ленточного конвейера (рабочий пример)

1. Геометрическая схема конвейера

схема конвейера_1

2. Задача расчета

2.1 Задачей расчета является определение необходимых данных для выбора оборудования конвейера

3. Данные для расчета

Производительность, Q (т/ч)…160
Скорость движения ленты, V (м/с)…1
Транспортируемый материал…щебень
Удельный вес транспортируемого материала, γ (т/м³)…1,6
Длина конвейера по ленте, м…23,6
Длина проекции конвейера, м…22,6
Ширина ленты, В (мм)…650
Угол наклона конвейера, …16°31´
Ускорение свободного падения, g (м/с²)

4. Определение тягового усилия на приводном барабане

4.1 Шаг роликоопор рабочей ветви конвейера принимаем
l_р = 1200 мм

4.2 Шаг роликоопор холостой ветви
l_х = 2400 мм

4.3 Нагрузка на 1 п.м. конвейера:
4.3.1 Нагрузка от транспортируемого груза

4.3.2 Нагрузка от 1 п.м. ленты В = 650 мм из ткани типа ТК-100
q_л = 10,6 кг/м = 106н/м

4.3.3 Масса вращающихся частей желобчатой и прямой роликоопор
q_вр.ж. = 12,5 кг = 125 н
q_вр.п. = 10,5 кг = 105 н

4.3.4 Погонная нагрузка от вращающихся частей желобчатых и прямых роликоопор

4.4 Коэффициенты сопротивления роликоопор принимаем
к_пр = 0,022
к_ж = 0,025

4.5 Коэффициенты увеличения натяжения ленты при огибании барабанов
При 180° к₁ = 1,05
При 90° к₂ = 1,04

4.6 Коэффициент сцепления ленты с барабаном µ и тяговый фактор l^µα
µ = 0,3; l^µα = 2,56

4.7 Коэффициент сопротивления на отклоняющем барабане
ε = 1,02

4.8 Сопротивление бортов лотка

f₁ = 0,8 – коэффициент трения груза о стенки лотка
h_б = 0,1 м – высота слоя груза у бортов
γ = 1600 кг/м³ – объемный вес груза
L_i = 2,4 м – длина лотка
n_б – коэффициент бокового давления

где f_в = 0,7 – коэффициент внутреннего трения груза

W_борт = 0,8•0,1²•1600•1,1•2,4 = 33,8 кг = 338 н

4.9 Сопротивление загрузочного устройства

где l_в = 0,5 м – длина загрузочной воронки
В_в = 0,5 м – ширина воронки
h_э´ = 0,5 – коэффициент, имеющий размерность длины
G — сила давления груза на ленту

h₁ = 0,5 м – высота падения груза

4.10 Определение сопротивлений движению и натяжению ленты
S₁ = S _сб
S₂ = S₁ • ε + (q_л + q_п.н)• l • к_пр + 2W_скр + W_пл – q_л • H
Wскр = Wпл = 30В = 30 • 0,65 = 19,5 кг = 195 н
S₂ = 1, 02S₁ + (10,6 + 4,4)• 22,6 • 0,022 + 2 • 19,5 + 19,5 – 10,6 • 6,65 = 1, 02S₁ – 4,5
S₃ = S₂ • к₁ = (1, 02S₁ – 4,5)1,05 = 1, 07S₁ – 4,7
S₄ = S₃ + (q_гр + q_л + q_пж) • l • к_ж + (q_гр + q_л) • Н + W_загр + W_борт + W_скр
S₄ = (1, 07S₁ – 4,7) + (44,4 + 10,6 + 10,4)22,6 • 0,025 + (44,4 + 10,6) • 6,65 + 22,5 + 33,8 + 19,5 = 1, 07S₁ + 473,8
S₄ = S_наб
S_наб = S_сб • l^µα
1, 07S₁ + 473,8 = S₁ • 2,56
S₁ = 317, 98 кг = 3179, 8 н
S₂ = 319, 84 кг = 3198,4 н
S₃ = 335,54 кг = 3355,4 н
S₄ = 814 кг = 8140 н

Тяговое усилие на приводном барабане
W_б = S_наб — S_сб
W_б = 8140 – 3180 = 4960 н

5. Подбор оборудования

5.1 Подбор ленты

5.1.1 Количество прокладок в ленте

где S_max = 8140 н – максимальное статическое натяжение ленты
к_р = 220 н/см – максимально допустимая рабочая нагрузка
В = 65 см – ширина ленты

Принимаем 3 прокладки

5.1.2 Толщина ленты
δ_л = δ_п + δ₁ + δ₂, где
δ_п = 3,3 мм – толщина резинотканевого каркаса
δ₁ = 6 мм – толщина резиновой обкладки рабочей поверхности ленты
δ₂ = 2 мм – толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты
δ_л = 3,3 + 6 + 2 = 11,3 мм

5.1.3 Длина ленты конвейера
L₀ = L + l₂ • a‘, где
L = 47 м – длина конвейера по схеме трассы конвейера
l₂ = 2 • В – длина стыка
а‘ = L/75 — количество стыков; а‘ = 47/75 = 0,63
принимаем а’ = 1
L₀ = 47 + 2•0,65•1 = 48,3 м
Принимаем длину ленты 49 м

По данным параметрам выбираем ленту конвейерную типа:
Лента 2.1-650-3-ТК100-2-6-2-Б РБ ГОСТ 20-85

5.2 Подбор барабанов

5.2.1 Диаметр приводного барабана принимается пропорционально числу прокладок в ленте
D_п.б. > к_б • i, мм, где
к_б = 125…150 – коэффициент, зависящий от типа ленты
D _п.б. > 150 • 3 = 450
Принимаем D _п.б. = 500 мм

5.2.2 Диаметр натяжного барабана
D _н.б. = 0,85 • D _п.б. = 0,85 • 500 = 425 мм
Принимаем D _н.б. = 400 мм

5.2.3 Диаметр отклоняющего барабана
D_отк.б. = 0,6 • D _п.б. = 0,6 • 500 = 300 мм
Принимаем D_отк.б. = 315 мм

5.2.4 Правильность выбора приводного барабана

где Рср = 10000 кг/м² – допускаемая величина среднего удельного давления
W_б = 496 кг – тяговое усилие на приводном барабане
α = 210° — угол обхвата
µ = 0,3 – коэффициент сцепления ленты с барабаном

условие выполнено: 500 > 140

5.2.5 Ход натяжного устройства
Х = Х_м + Х_р, где
Х_м – монтажный ход
Х_р – рабочий ход
Х_м = к_с • В, где к_с = 0,5 – для винтовых натяжек
Х_м = 0,5 • 0,65 = 0,325 м
Х_р = к_у • к_s • ε₀ • L, где
к_у = 0,65 – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера
ε₀ = 0,035 – нормируемый показатель удлинения ленты на основе при нагрузке, составляющей 10% номинальной прочности образца
L = 23,6 м – длина конвейера по ленте

р = 1,2 кг/мм – рабочая нагрузка (max) прокладки

Х_р = 0,65 • 0,35 • 0,035 • 23,6 = 0,19 м
Х = 0,325 + 0,19 = 0,515 м
Принимаем натяжку с ходом 500 мм

5.3 Подбор привода

5.3.1 Подбор двигателя
Потребная мощность двигателя

где v = 1 м/с – скорость движения ленты
к = 1,25 – коэффициент запаса мощности
η = 0,9 – к.п.д. привода

Мощность на валу приводного барабана
N_б = N • 0,9 = 6,75 • 0,9 = 6,1 кВт
Частота вращения приводного барабана

Крутящий момент на оси приводного барабана

Принимаем двигатель АИР 132М6У3
N = 7,5 кВт; n = 1000 об/мин = 16,7 с^-1

5.3.2 Подбор редуктора
Передаточное число редуктора

По i и Мкр на тихоходном валу принимаем редуктор типа 1Ц2У-200-25-12-УХЛ4

5.3.3 Выбор муфт
Принимаем для соединения приводного барабана с редуктором муфту кулачково-дисковую
Для соединения редуктора с двигателем – муфту втулочно-пальцевую

5.3.4 Необходимость установки тормоза
Угол наклона конвейера 16°31′, что требует установки тормоза

5.4 Расчет тормоза

Тормозной момент на валу привода конвейера, препятствующий самопроизвольному движению ленты под действием веса груза при включенном питании

где S_нб = 814 кг – усилие в ленте в точке набегания на приводной барабан
S_сб = 318 кг – усилие в ленте в точке сбегания с приводного барабана
δ_л = 11,3 – толщина ленты
i_р = 25 – передаточное число редуктора
η_пр = 0,9 – к.п.д. привода
D _п.б. = 500 мм – диаметр приводного барабана