Методика расчета ленточного конвейера

1. Геометрическая схема конвейера

схема

2. Задача расчета

В задачу расчета входит выбор оборудования для конвейера

а) очиститель барабана; б) загрузочное устройство; в) плужок; г) скребок; д) сбрасыватель

3. Данные для расчета

Производительность, Q (т/ч)
Скорость движения ленты, V (м/с)
Транспортируемый материал:
Удельный вес транспортируемого материала, γ (т/м3)
Длина конвейера по ленте, м
Длина проекции конвейера, м
Ширина ленты, В (мм)
Угол наклона конвейера, град
Ускорение свободного падения, g (м/с2)

4. Условия расчета

4.1. Режим работы

Режим работы л с т вт
Число баллов до 10 11 – 25 26 – 45 св. 45
Время работы в сутки, ч 6 12 24
Число баллов 2 5 8
Абразивность н м а оа
Число баллов 0 2 5 8
Пыль, мг/м3 10 100 130 больше 150
Число баллов 2 5 8 10
Температура +5…+25 0…+30 ± 45
Число баллов 0 2 8
Осадки Помещение Навес Открытый воздух
Число баллов 0 10 20

4.2 Условия эксплуатации

Конвейер находится… Влажность, %
В отапливаемом помещении +10…+35° С 60
В неотапливаемом помещении -10…+35° С 80
Под навесом -45…+45° С 100
На открытом воздухе -45…+45° С 100

Категория пожароопасности Д

5. Расчет

5.1. Определение тягового усилия конвейера:

5.1.1. Определение расчетной линейной нагрузки от транспортируемого груза на 1 м ленты конвейера

1

где Kn – коэффициент непрерывности подачи груза
Непрерывная загрузка при помощи питателя или промежуточного загрузочного бункера Kn = 1,1…1,5
Периодическая загрузка Kn = 1,25…2
g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения
Q – производительность, (т/ч)
Кt = 0,8…0,95 – коэффициент использования конвейера по времени
Кг – коэффициент готовности
Для одного конвейера Кг = 0,9
Для системы конвейеров Кг = Кг1Кг2•… Кгn
V, (м/с) – скорость движения ленты

5.1.2. Определение расчетной линейной нагрузки от вращающихся частей верхних желобчатых роликоопор

qж = gmж/lр , где mж – масса вращающихся частей верхней роликоопоры
Для ленты В = 650 мм, mж = 12,5 кг
Для ленты В = 800 мм, mж = 22 кг
lр – шаг рабочих (грузовых) роликоопор
Рекомендуемый lр = 1200 мм

5.1.3 Определение расчетной линейной нагрузки от вращающихся частей нижней роликооопоры
qн = gmн/lх , где mн – масса вращающихся частей нижней роликоопоры
Для ленты В = 650 мм, mн = 10,5 кг
Для ленты В = 800 мм, mн = 18,5 кг
lх – шаг холостой ветви конвейера
lх=2 lр

5.1.4. Определение сопротивления передвижению ленты от трения материала о стенки лотка
Fб = fnh2γgnбLб, где
fn – коэффициент трения слоя груза о стенки борта
h = 0,1 м – высота груза у стенки борта
γ, кг/м3 – плотность груза
g = 9,81 м/с2
Lб – длина лотка; Lб = 1,55 м
nб – коэффициент бокового трения

2

где V, м/с – скорость ленты; fв – коэффициент внутреннего трения
Fб = 100…1000 Н

5.1.5. Определение сопротивления передвижению ленты от загрузочного устройства

3

hэ – геометрический коэффициент
hэ = 0,5 м при V ≤ 1 м/с; hэ = 0,65 м при V > 1 м/с
qгр, н/м – нагрузка от груза (п.5.1.1)
lв – длина загрузочной воронки; lв = 0,5…0,6 м
В, м – ширина ленты
µ – коэффициент сопротивления движению

Помещение µ
Чистое, сухое, без пыли 0,02
Пыль или сырое 0,022
Абразивная пыль 0,025
Отапливаемое 0,03
Открытый воздух 0,04
Все факторы сразу 0,06

Gа – давление груза на ленту, н
При падении кусков

4

При питании через воронку (бункер)
а) при прямоугольном окне (lв – длина воронки, bв – ширина воронки), (м)

5

б) при квадратном окне (а – ширина окна бункера), (м)
Gа = kα1,4k0γa3
к0 = 1,5 – бункер опорожняется полностью
к0 = 1 – бункер опорожняется частично
γ – кг/м3
kα – коэффициент, зависящий от наклона конвейера

6

fвн – коэффициент внутреннего трения (п.5.1.4)
Троганье с места, при загруженном конвейере G = 1,5Gа
F3 = 100…2000 н

5.1.6 Определение сопротивления очистных устройств

Fc = кочВ
коч = 300…500 – коэффициент сопротивления очистного устройства
В – ширина ленты (м)
Для ленты В = 650 мм – Fc = 195 н
Для ленты В = 800 мм – Fc = 240 н
Сопротивление плужкового сбрасывателя
Fп = кпqгрВ (н), где
кп = 2,7…3,6 – коэффициент сбрасывателя
qгр – (н/м) (п.5.1.1)
В (м) – ширина ленты

5.1.7 Определение натяжений ленты в отдельных точках схемы конвейера

5.1.7.1 Составление уравнений по точкам конвейера
Точка 2

точка 2
F2 = kζF1 + (qл + qн) – hqл + 2Fc

qл – нагрузка от погонного метра ленты при наибольшем числе прокладок
при В = 650 мм qл = 104 н/м
при В = 800 мм qл = 132,5 н/м
µ – коэффициент сопротивления движению (п.5.1.5)
l, h (м) – см. схему
kζ – коэффициент увеличения натяжения ленты на отклоняющем барабане

Режим работы л с т вт
kζ 1,02 1,02 1,03 1,04

Fc (н) – (п.5.1.6)
qн (н/м) – (п.5.1.3)

точка 3

точка3
F3 = k1F2 + Fc
K1 – коэффициент увеличения натяжения ленты при огибании барабана

Угол обхвата 30° – 90° 90° – 140° 140° – 180°
л 1,02 1,02 1,03
с 1,02 1,03 1,04
т 1,03 1,04 1,05
вт 1,04 1,05 1,06

Точка 4

точка4
F4 = F3 + (qл + qж + qгр) + (qл + qгр)h + Fб, где
qж (н/м) (п.5.1.2)
Fб (н) (п.5.1.4)
F3 (н) (п.5.1.5)

Точка 5

точка5
F5 = kлF4, где
kл – коэффициент увеличения натяжения на роликовой батарее

kл 5° – 15° 16° – 25°
л 1,02 1,03
с 1,03 1,04
т 1,04 1,05
вт 1,05 1,06

Точка 6

точка6
F6 = F5 + (qл + qж + qгр) + Fпл + 2Fc

5.1.7.2 Определение тягового фактора конвейера

Fт = F1 l µα
l µα – тяговый фактор
µ – коэффициент сцепления ленты барабана

Материал барабана Влажность µ l µα
Гладкий стальной Очень влажно (мокро) 0,1 1,37
Футированный дерево, резина Очень влажно (мокро) 0,15 1,6
Гладкий стальной влажно 0,2 1,87
Футированный дерево, резина влажно 0,125 2,2
Гладкий стальной сухо 0,3 2,56
Футированный дерево сухо 0,35 3
Футированный резина сухо 0,4 3,51

5.1.7.3 Определение натяжения ленты в точке 1

Решаем совместно систему уравнений
Fт = kxF1 + ky (п.5.1.7.1)
Fт = F1 l µα (п.5.1.7.2), откуда

7

5.1.7.4 Определение натяжения ленты в точках 2, 3…i
F2 = …
F3 = …
Fi = …

5.1.8 Определение тягового усилия на барабане
Fw = FiF1

5.2 Подбор оборудования

5.2.1 Выбор типа ленты

5.2.1.1 Определение числа прокладок

8

где Fmax – наибольшее усилие (н)
В – ширина ленты (мм)
[q] – максимально допустимое напряжение в ленте при угле наклона конвейера к горизонту (н/мм)

Угол наклона к горизонту Число прокладок ТК-200 ТК-100 БКНЛ-65
До10 До 5 25 12 7
До10 Свыше 5 22 12 6
Свыше 10 До 5 22 11 6
Свыше 10 Свыше 5 20 10 6,5

5.2.1.2 Наибольшая допустимая нагрузка
[Fq] = [q]Bz (н), где q – н/мм; В – мм

5.2.1.3 Определение запаса прочности ленты

9

5.2.2 Определение диаметров барабанов

5.2.2.1 Приводной барабан
Dпр = к1к2z, где
z– число прокладок
к1 – тип ткани ленты
БКНЛ 65 – к1 = 1,25
ТК 160 – к1 = 1,5
ТК 200 – к1 = 1,7
к2 – угол обхвата;   при 180°…200° – к2 = 100

5.2.2.2 Диаметр концевого барабана (барабана винтовой натяжки; барабана тележечной натяжки)

Dк = 0,85 Dпр

5.2.2.3 Диаметр отклоняющего и оборотных барабанов

Dо = 0,6 Dпр

Проверка барабана на сжатие

10

где Fw (н) – тяговое усилие
В (м) – ширина ленты
α – угол обхвата барабана
µ – коэффициент сцепления ленты с барабаном
Р = 100000…110000, н/м2 – среднее удельное давление

5.2.3 Выбор натяжки

5.2.3.1 Определение хода натяжки
lн = кFкнεl + ксВ (м), где кF – коэффициент использования ленты (п.5.1.7.4; п.5.2.1.2)

11

кн – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера
до 10° – кн = 0,85
свыше 10° – кн = 0,65
ε = 0,035 – нормируемый показатель удлинения ленты по основе при нагрузке составляющей 10% от номинальной прочности образца
кс – коэффициент, зависящий от типа натяжки
винтовая натяжка кс = 0,3…0,5
грузовая натяжка кс = 1
В – м
l, м – расстояние по осям между барабанами

5.2.3.2 Усилие натяжки

Fн = Fнаб + Fсбег
Число грузов n = (FнGн)/Gгр , где
Gн – вес натяжки
Gгр – вес одного груза (900 н)

5.2.4 Определение длины и толщины ленты

5.2.4.1 Определение толщины ленты

δл = δр + δн + 0,
где δр – толщина резиновой обкладки рабочей поверхности ленты
δн – толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности ленты
δ0 – толщина прокладки
z – число прокладок

5.2.4.2 Определение длины ленты

Lл = Lп + zclc (м), где
Lп – длина ленты по периметру конвейера
Lп = 2 Lк + π/2 (Dпр + Dк) (м)
Lк – длина конвейера по ленте
zc – число стыков; zc = Lп/75
lc – длина ленты, приходящаяся на 1 стык;  lc = 1…2В

5.3.1 Выбор двигателя

5.3.1.1 Определение мощности двигателя

13

Fw – тяговое усилие (н)
V – скорость ленты, м/с
η = 0,9 – к.п.д. привода
кдв = 1,15…1,25 – запас мощности

5.3.1.2 Определение угловой скорости двигателя

14, рад/с, где n – число оборотов двигателя; S – скольжение

5.3.2 Выбор редуктора

5.3.2.1 Определение крутящего момента на тихоходном валу редуктора

15, где Fw (н); D (м)

5.3.2.2 Определение передаточного отношения редуктора

16, где ω – рад/с; D – м; V – м/с

5.3.3 Определение фактической скорости ленты

17

5.3.4 Определение фактической производительности конвейера

Qфакт = 0,504 В2103 (т/ч)
В – м; V – м/с

5.3.5 Выбор тормоза

Тормоз устанавливается при наклоне конвейера больше 6 градусов
Необходимость установки
5,2• 10-3 Qн > FwV
Определение тормозного момента

18

Fw – тяговое усилие, н
D – диаметр приводного барабана, м
u – передаточное отношение редуктора
η = 0,9 – к.п.д. привода
ηб – к.п.д. барабана

6. Заключение

Оборудование удовлетворяет заданным требованиям к конвейеру
Скорость ленты меньше (больше) заданной …%, что составляет менее 10%
Мощность двигателя …кВт, при необходимой по расчету …кВт

Металлоконструкции конвейера

Секции (под крепление роликоопор) рекомендуется изготавливать из швеллера № 10, связи – из уголка 50х50х5. Длина секции ориентировочно кратна двойному шагу нижних роликоопор, связи через 1,2 м

Стойки, растяжки и раскосы к ним изготавливаются из уголка 50х50х5, кронштейны под крепление секций – уголок 75х75х6

Рама под винтовую натяжку – рамная конструкция из уголков 75х75х6, углы связаны косынками (лист 6), раскосы и растяжки – уголок 50х50х5. Необходимая жесткость обеспечивается связыванием рамы осями инерции уголков

Рама под приводной барабан и привод – коробчатая конструкция, выполняется в зависимости от мощности привода и заданных условий расположения. Необходимая жесткость обеспечивается связыванием рамы осями инерции. Косынки, стяжки и раскосы необходимы.
Во избежании биения, для обеспечения соосности линии осей – барабан, редуктор, двигатель, необходимо заложить компенсирующие прокладки.
При высоте рамы более 1,5 м, лестницу, ведущую на площадку обслуживания, необходимо снабдить ограждением.
Муфты и другие вращающиеся части, необходимо закрыть кожухами

Все металлоконструкции крепятся к полу фундаментными болтами