Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 13
|
ПО МАШИНАМ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА
Методические указания
Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» Кафедра подъемно-транспортных, тяговых машин и гидропривода ПО МАШИНАМ НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА Методические указания Составитель Ю.В. Ремизович Омск СибАДИ 2009 УДК 621.867.1/.3 ББК 33.93 Рецензент
канд. техн. наук, доц. Ю.А.Федотенко (СибАДИ) Работа одобрена НМСС в качестве методических указаний по выполнению курсовой работы для студентов специальности 190205. по машинам непрерывного транспорта
: Методические указания / СибАДИ; сост. Ю.В.Ремизович. – Омск: СибАДИ, 2009. – 38 с. Приведены рекомендации по выполнению курсовой работы по машинам непрерывного транспорта, а также справочные материалы для студентов специальности 190205 всех форм обучения. Табл.17. Ил. 13. Библиогр.: 12 назв. © ГОУ «СибАДИ», 2009 Введение Курсовое проектирование машин непрерывного транспорта (МНТ) способствует обобщению и закреплению теоретических знаний студентов и прививает им навыки самостоятельного решения инженерных задач при разработке конструкций сборочных единиц и машин. При выполнении курсовой работы по МНТ студент использует ГОСТы, справочную литературу, изучает и применяет современные конструкции машин и лучшие достижения в области отечественного и зарубежного машиностроения. Дальнейшее развитие получают навыки выполнения чертежей, расчетов и составления текстовых конструкторских документов. Объектами проектирования являются машины непрерывного транспорта, далее – конвейеры. Объем курсовой работы: один лист чертежей формата A1, пояснительная записка 10…15 страниц. Задания на проектирование выдаются преподавателем индивидуально по списку группы. Единицы измерения физических величин должны соответствовать международной системе (СИ), а также временно допустимым к применению некоторым единицам упраздненных систем по состоянию, соответствующему периоду проектирования. 1 Общие вопросы Особенность проектирования конвейеров состоит в том, что конструирование ведется на базе готовых нормализованных узлов (двигателей, редукторов, соединительных муфт и т.д.). Главными задачами студента являются: расчет конвейера, выбор на основе этих расчетов нормализованных и стандартных сборочных единиц, их рациональная компоновка. Разработка привода должна выполняться с учетом размещения на металлических конструкциях конвейера. Машины должны удовлетворять требованиям надежности, удобства монтажа и демонтажа, обслуживания, безопасности. Наиболее полно методы расчета конвейеров изложены в работах [1…6]. 2 Порядок выполнения курсовой работы При выполнении курсовой работы рекомендуется следующая последовательность работ. Получив задание, студент должен по литературным источникам ознакомиться с конструктивными разновидностями конвейеров [10…12] , подобных заданному, критически их оценить и выбрать наиболее удачную и современную конструкцию. Затем студент выполняет расчеты привода. Определение расчетных нагрузок, действующих на проектируемую машину, и мест их приложения производится по рекомендациям соответствующих литературных источников, конспекта лекций и по аналогии с конструктивно близкими машинами. Основные параметры конвейера, указанные в задании, должны быть выдержаны. Конструктивная схема конвейера может быть изменена или дополнена при согласовании с консультантом проекта. Далее разрабатывают сборочный чертеж машины. 3 Последовательность расчета конвейера При всем многообразии конвейеров для их характеристики используют ряд параметров, общих для всех машин, но определяемых по разным вариантам одних и тех же, по сути, формул. Расчет конвейеров выполняют, как правило, в два этапа: - предварительный; - уточненный с построением тяговой диаграммы. Далее изложена последовательность предварительного расчета. Принятые обозначения: Q
– массовая производительность конвейера, т/ч; L
г
– горизонтальная проекция длины конвейера (или его участка), м; ν
– скорость груза (грузонесущего элемента), м/с; w
– коэффициент удельного сопротивления; 3.1 Свойства насыпных грузов В задании на курсовую работу указана насыпная плотность Таблица 3.1 – Характеристика свойств насыпных грузов Наименование груза Насыпная плотность, т/м3
Угол естественного откоса, град Коэффициент трения в состоянии покоя Группа абразив-ности в покое в движении по стали по резине 1 2 3 4 5 6 7 Агломерат железной руды 1,7….2 45 0,8…1 D
Алебастр молотый 1,2…1,3 Бетон: - со щебнем - с гравием и песком 1,8…2,2 2,2 Гравий рядовой 1,5…2,0 45 30 0,58…1 В
Зола сухая 0,4…0,72 50 40 0,6…0,85 D
Таблица 3.1 Окончание 1 2 3 4 5 6 7 Известняк: - мелкокусковой - порошкообразный 1,47…2,22 1,57 45 40 30 30 0,66…0,76 В Керамзит 0,5…0,7 Кокс среднекусковой 0,48…0,53 35 0,84 D Мел молотый (порошок) 0,95…1,2 Опилки древесные сухие 0,16…0,32 39 0,39…0,83 0,51… 0,65 А Пемза в порошке 0,3…0,75 Песок сухой 1,4…1,65 45 30 0,32…0,7 0,46 С Руда железная мелко- и среднекусковая 2,1…3,5 30…50 1,2 D
Стружка древесная 0,2…0,88 Торф фрезерный сухой 0,33…0,4 45 32 0,27…0,75 А Уголь бурый (воздушно-сухой) 0,6..0,78 35…50 0,84 Цемент 1,0…1,8 40 30 0,8…0,65 0,64 С Уголь каменный: - кусковой рядовой - мелкокусковой сортированный 0,6…0,8 0,8…1,0 35…40 0,42…0,6 0,55 В Щебень сухой 1,2…1,8 45 35 0,47…0,53 D Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов называется свойство их частиц истирать во время движения соприкасающиеся с ними поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы: А
– неабразивные; В
– малоабразивные; С
– среднеабразивные; D
– высокоабразивные. 3.2 Тяговые элементы конвейеров Основными тяговыми элементами конвейеров являются ленты конвейерные и цепи тяговые. Ленты конвейерные. Применяют резинотканевые (ГОСТ 20-93, ГОСТ 23383-79), резинотросовые (ТУ 38-105841- 75) и стальные (ТУ-14-1-525-73) ленты. Сведения о резинотканевых конвейерных лентах приведены в таблице 3.2. Условное обозначение резинотканевой конвейерной ленты содержит наименование изделия («лента»), буквенные и цифровые индексы, обозначающие тип и вид ленты, ее ширину (мм), количество тканевых тяговых прокладок, сокращенное наименование ткани, толщину резиновых обкладок на рабочей и нерабочей сторонах ленты (мм), класс обкладочной резины и обозначение стандарта на ленты. Например, лента конвейерная типа 2, теплостойкая, шириной 1000 мм, с восемью тяговыми прокладками из ткани типа БКНЛ-150, с рабочей обкладкой толщиной 4,5 мм и нерабочей – 2 мм из резины класса С обозначается: Лента 2Т – 1000 – 8 – БКНЛ – 150 – 4,5 – 2 – С ГОСТ 20 – 93. Таблица 3.2 – Резинотканевые конвейерные ленты (ГОСТ 20-93) Тип Назначение Вид Условное обозначение Класс прочности резины наружных обкладок Температура транспортируемого материала и окружающего воздуха, 0
С от до 1 2 3 4 5 6 7 … 2 Транспортирование абразивных, малоабразивных и неабразивных средне- и мелкокусковых грузов (куски размером до 150 мм). Общего назначения Морозостойкая Повышенной теплостойкости 2 2М 2ПТ Б,В С В С - 45 - 25 - 60 60 60 60 Не более 200 Таблица 3.2 Окончание 1 2 3 4 5 6 7
Транспортирование среднекусковых частиц угля (куски размером до 500 мм) и породы (куски размером до 300 мм) подземными конвейерами угольных шахт Теплостойкая Пищевая Негорючая для угольных шахт 2Т 2П 2Ш С С Г,С - 25 - 25 Не более 100 60 60 3 Транспортирование малоабразивных и неабразивных мелкокусковых (куски размером до 80 мм), сыпучих и штучных грузов Общего назначения Пищевая 3 3П В С С - 45 - 25 - 25 60 60 60 Цепи тяговые. Основные параметры тяговых цепей: разрушающая нагрузка, шаг цепи, погонная масса. Применяются тяговые цепи: пластинчатые (ГОСТ 588 – 81), разборные (ГОСТ 589 – 74). Стандарт устанавливает следующие типы тяговых пластинчатых цепей: 1 – втулочные; 2 – роликовые; 3 – катковые гладкие: рисунок 3.1. По конструкции предусмотрены тяговые пластинчатые цепи каждого типа следующих исполнений: 1 – неразборная цепь со сплошными валиками (индекс М); 2 – разборная цепь со сплошными валиками (индекс М); 3 – неразборная цепь с полыми валиками (индекс МС).
Рисунок 3.1 – Цепь пластинчатая катковая (ПВК): 1 – полый валик; 2 – каток Например, тяговая пластинчатая цепь М с разрушающей нагрузкой 112 кН типа 2 с шагом 100 мм исполнения 1, с присоединительными элементами типа 1.1 исполнения 0, с односторонним их расположением (1) и чередованием через три шага обозначается: Цепь М112 – 2 – 100 – 1- 1.1 – 0 – 1- 3 ГОСТ 588 – 81 3.3 Определение погонных масс 3.3.1 Погонная масса груза Погонная масса q
груза (средняя масса груза на 1 м длины загруженного участка рабочей ветви конвейера) при непрерывном потоке груза на конвейере (кг/м)
где А
– площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м2
. Для ленточных конвейеров (рисунок 3.2): а) на плоской ленте А ≈
0,05 В
2
; б) на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 20о
( А ≈
0,11 В
2
; в) на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 30о
А ≈
0,14 В
2
, где В
– ширина ленты, м.
Рисунок 3.2 – Типы роликоопор: а – плоская; б – желобчатая Для пластинчатых конвейеров: а) на настиле без бортов
б) на настиле с бортами
(при крупнокусковом грузе Для винтовых конвейеров
где D
– диаметр винта, м; ψ
– коэффициент заполнения желоба; ψ
=
0,125…0,40 – для тяжелых абразивных грузов (цемент, песок) – меньшие значения, для легких неабразивных грузов (древесные опилки) – большие. Погонная масса груза при перемещении его отдельными порциями в ковшах (кг/м)
где i
– вместимость ковша, м3
; ψ
– коэффициент наполнения ковша (ψ
=0,8…0,9); t
k
– шаг ковшей, м. 3.3.2 Погонные массы конвейера Ленточный конвейер [8]
где q
k
– погонная масса конвейера;
где q
л
– погонная масса ленты;
где
где m
p
– масса роликоопоры, кг;
Пластинчатый конвейер Предварительно погонную массу ходовой части
где В
– ширина настила, м; К
– условный коэффициент (таблица 3.3). Таблица 3.3 – Значения коэффициента К
Характеристика груза по плотности, ρ, т/м3
Ширина настила без бортов, м Ширина настила с бортами, м 0,4; 0,5 0,65; 0,8 1,0 и более 0,4; 0,5 0,65; 0,8 1,0 и более Легкий, ρ<1 35 45 60 40 50 70 Средний, ρ=1…2 50 60 90 60 70 100 Тяжелый, ρ>2 70 100 130 80 110 150 Элеваторы ленточные и цепные Погонная масса (кг/м) груза
где Погонная масса ходовой части элеватора: ленточного
где q
л
– погонная масса ленты; q
ков
– погонная масса ковшей (рисунок 3.3). цепного
где q
ц
– погонная масса цепи (цепей), кг/м. Погонная масса ковшей (кг/м)
где m
ков
– масса одного ковша, кг (таблица 3.4); Для ориентировочных расчетов погонная масса (кг/м) ходовой части элеватора может быть принята q
к
≈ Qk
, где Q
– производительность элеватора, т/ч; k
– условный коэффициент (таблица 3.5).
Рисунок 3.3 – Эскиз ковша (тип Г) Таблица 3.4 – Ориентировочная масса ковшей вертикальных элеваторов, кг Ширина В
ковша, мм Толщина стенки ковша, мм Тип ковшей глубокие (Г) мелкие (М) остро-угольные (О) скругленные (С) 160 250 320 400 500 650 2 3 3 4 4 5 0,9 3,0 4,4 9,0 -- -- 0,7 2,0 4,1 9,0 -- -- 1,2 3,0 4,4 9,5 14,7 -- -- -- -- 15,3 24,7 45,5 Таблица 3.5 – Значения коэффициента k
Производительность элеватора, т/ч Тип ковшей ленточный (Л) одноцепной (Ц) двухцепной (Ц) ЛГ ЛМ ЦГ, ЦМ ЦО ЦГ, ЦМ ЦО, ЦС До 10 10…25 25…50 50…100 Свыше 100 0,6 0,5 0,45 0,4 0,35 -- -- 0,6 0,55 0,5 1,1 0,8 0,6 0,5 -- -- 1,1 0,85 0,7 -- -- 1,2 1,0 0,8 0,6 -- -- -- 1,1 0,9 Погонные массы q
л
и q
ц
принимают по прототипу с учетом того, что ширина В
ленты меньше ширины ковша на 50 мм. 3.4 Определение сил сопротивления Мощность двигателя машины расходуется на преодоление сопротивления движения элементов конвейера и груза. Часть сопротивления преодолевается по длине конвейера (распределенные сопротивления) и часть – в отдельных его пунктах: барабан (звездочка), погрузочное, разгрузочное, очистное устройства (сосредоточенные сопротивления). При предварительных расчетах силы сопротивления определяют в обобщенной форме. 3.4.1 Ленточный конвейер [8] Определение тяговой силы
где Остальное – см. п. 3.3. 3.4.2 Цепной (пластинчатый) конвейер Расчетная схема – рисунок 3.4. Поперечные сечения конвейера – рисунок 3.5.
Рисунок 3.4 – Расчетная схема пластинчатого конвейера
(НУ – натяжное устройство;
Рисунок 3.5 – Типы пластинчатых конвейеров : а – тип ПР – плоский разомкнутый для штучных грузов; б – тип ПС – плоский сомкнутый для насыпных грузов; В
– ширина настила; t
– шаг цепи Тяговая сила F
0
конвейера F
0
где F
min
– наименьшее натяжение цепей (F
min
=3 kH); Остальное – см. п. 3.3. Таблица 3.6 – Значения коэффициента сопротивления конвейеров Тип цепи конвейера по ГОСТ 588-81 Обозна- чение цепи Диаметр валика цепи, мм Условия работы конвейера**
хорошие средние тяжелые Втулочная Роликовая Катковая с гладкими катками Катковая с ребордами на катках 1 2 3 4 До 20 Более20 До 20 Более 20 0,2…0,25*
0,2…0,25*
0,07 0,06 0,08 0,07 0,3…0,35*
0,3…0,35*
0,09 0,08 0,10 0,09 0,4…0,45*
0,4…0,45*
0,11 0,10 0,13 0,12 * Большие значения принимать при путях с центрирующими устройствами, предохраняющими цепь от сдвига. ** При работе в зимних условиях в неотапливаемом помещении или на открытом воздухе приведенные значения увеличивать в 1,5 раза. Предпочтение следует отдавать цепям типа ПВК – катковая с гладкими катками (см. рисунок 3.1); среднее значение 3.4.3 Элеватор Окружное усилие F
на приводном барабане (на делительной окружности звездочки)
где Р
– мощность на приводном валу, кВт; Р=
0,0027 QH
(
1+
k
зач
/Н),
где k
зач
– коэффициент зачерпывания (таблица 3.7). Таблица 3.7 – Ориентировочные значения коэффициента k
зач
Вид груза Тип элеватора ленточный и одноцепной двухцепной при скорости движения ковшей, м/с 0,5 0,75 1,0 1,25 1,6 0,5 0,75 1,0 1,25 1,6 Пылевидный, порошкообразный, зернистый, мелкозернистый 1,5 2,0 2,0 2,5 3,0 1,0 1,2 1,3 1,5 2,0 Средне- и крупнокусковой 2,5 3,0 3,0 4,0 5,0 1,5 1,7 1,7 2,5 3,0 3.5 Определение размеров тягового и грузонесущего элементов 3.5.1 Ленточный конвейер Ширина В
(м) ленты при перемещении насыпных грузов
где Остальное – см. п. 3. Таблица 3.8 – Значения коэффициента Форма ленты Угол наклона боковых роликов, град
Угол 35 40…45 Плоская Желобчатая на двухроликовой опоре Желобчатая на трехроликовой опоре -- 15 20 30 240 450 470 550 325 535 550 625 В курсовой работе принимать Размер В
принимать ближайшим большим по ГОСТ 20-93 из ряда 300, 400, 500, 650, 800, 1000 мм. Толщину
где z
– количество тканевых прокладок толщиной
где
где Натяжение ленты
где При угле При Таблица 3.9 – Ткани, применяемые для изготовления конвейерных лент Прочность ткани по основе, Н/мм Марка ткани из нитей комбинированных полиамидных 65 100 150 200 300 400 БКНЛ-65; БКЛН-65-2 БКНЛ-100 БКНЛ-150 --- --- --- --- ТК-100; ТА-100 ТК-150; ТА -150 ТК-200 ТК-300; ТА-300 ТК-400; ТА-400 Примечание. БКНЛ – бельтинг из комбинированных нитей с лавсаном; Т – ткань; К – капроновая; А – анидная. По размерам В и 3.5.2 Цепной пластинчатый конвейер Ширина В
настила без бортов (м) при транспортировании насыпных грузов
где Q
– производительность конвейера, т/ч; Ширину настила округлять до ближайшего большего (таблица 3.10). Максимальное статическое натяжение
Таблица 3.10 – Основные размеры пластинчатых конвейеров (ГОСТ 22281-76) Ширина В
настила ходовой части, мм Высота h
борта, мм Шаг t
тяговой цепи, мм Количество зубьев z звездочек 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 355; 400; 500 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800 6; 8; 10; 12 Динамическая нагрузка
где При скорости полотна до 0,2 м/с динамические нагрузки на цепи можно не учитывать. Расчетное натяжение
Если тяговый орган двухцепной, расчетное натяжение
Для одноцепного тягового органа Разрушающая нагрузка
где По разрушающей нагрузке выбирают конкретный типоразмер цепи с учетом рекомендаций п. 3.2 [7]. Диаметр
где 3.5.3 Элеватор ковшовый С учетом пункта 3.3.2 и данных таблицы 3.4 выбирают конкретный типоразмер ковша (рисунок 3.3) с учетом данных таблицы 3.11. Таблица 3.11 – Типы, обозначения и основные размеры ковшей элеватора (ГОСТ 2036–07) Тип ковшей Обозначение ковшей Внутренние размеры ковшей, мм Вместимость ковша на линии х
–
х,
л B
h
r
1 2 3 4 5 6 7 Глубокие Г 100 75 80 25 0,2 125 90 95 30 0,4 160 105 110 35 0,6 200 125 135 40 1,3 250 140 150 45 2,0 320 175 190 55 4,0 400 195 210 60 6,3 500 235 255 75 12,0 650 250 265 85 16,8 Таблица 3.11 – Окончание Мелкие М 100 50 65 25 0,1 125 65 85 30 0,2 160 75 100 35 0,35 200 95 130 40 0,75 250 120 160 55 1,4 320 145 190 70 2,7 400 170 220 85 4,2 500 195 250 100 6,8 Дополнительные рекомендации по выбору ковшей указаны в таблицах 3.12 и 3.13. Таблица 3.12 – Данные по типу ковшей Характеристика насыпных грузов Примеры характерных грузов Рекомендуемый тип элеватора Тип ковша Средний коэффициент заполнения ковша Скорость, м/с цепи ленты 1 2 3 4 5 6 7 Пылевидные сухие Угольная пыль Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой Г 0,85 – 0,63… 0,8 Цемент, мука фосфоритная Быстроходный с центробежной разгрузкой Г 0,8 1,25…2,0 – Пищевые продукты помола зерна (мука, комбикорма) Быстроходный с центробежносамотечной разгрузкой М 0,85 1…1,4 – Пылевидные и зернистые влажные, плохосыпучие Грунт, песок, мел в порошке, химикаты Быстроходный с центробежной разгрузкой М 0,6 1…2 0,8… 2,0 Таблица 3.12.Окончание 1 2 3 4 5 6 7 Зернистые и мелкокусковые, малоабразивные Древесные опилки, щепа, сухая глина в комках, торф фрезерный, мелкий уголь Быстроходный с центробежной разгрузкой Г 0,8 1,25…2,0 1,0…1,6 Таблица 3.13 – Вместимость (л) и рекомендуемый шаг ковшей Тип ковшей Шаг ковшей, мм глубокий мелкий остроугольный скругленный
– – – – 4,06 0,65 – – 160
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||