1381-metallurgicheskie-pod-emno-transportnye-mashiny-konveyery-2mb

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Рассмотрим наиболее распространенные на металлургических за- водах конвейеры для перемещения насыпных грузов.

Исходными данными для определения основных параметров кон- вейера являются: характеристики транспортируемого груза, произво- дительность и условия эксплуатации, особенности загрузки и раз- грузки конвейера.

5.1. Расчет ширины ленты

Для обеспечения заданной массовой производительности (т/ч) пло- щадь поперечного сечения груза (м2) должна быть (см. формулу (3.2)):

Для предотвращения просыпания груза его размещают не по всей ширине ленты, а по грузонесущей ширине b (м), которую принимают равной

где В – ширина ленты, м.

Тогда поперечное сечение материала, транспортируемого на плоской ленте, можно представить в виде треугольника с осно- ванием b и высотой h = (b/2) tg ϕд, где ϕд – угол естественного откоса груза при движении (см. рис. 4.4, а), а для ленты желоб- чатой формы – в виде суммы треугольника и трапеции (см. рис. 4.4, в). Так как в этих случаях площадь поперечного сечения гру- за A пропорциональна b2, то выражение для определения А мож- но записать в таком виде:

где Kпл – коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, зависящий от формы ленты и подвижности груза (табл. 5.1).

40

Приравнивая правые части формул (5.1) и (5.3), получим выраже- ние для определения искомой ширины ленты:

груза на наклонном конвейере вследствие его частичного осыпания (табл. 5.2); для большинства инженерных расчетов можно принять Kβ = 1 при β < 16° и Kβ = 0,85 при β ≥ 16°.

Таблица 5.2

Значение коэффициента Kβ уменьшения площади поперечного сечения груза на наклонном конвейере с гладкой рабочей поверхностью ленты

При транспортировании средне- и крупнокусковых грузов шири- ну ленты, полученную по формуле (5.4), проверяют на возможность размещения крупных кусков груза, т.е. по условию кусковости:

где атип – типичный размер кусков груза, под которым понимают размер самых больших кусков груза, количество которых по массе превышает 10 % общего количества груза, мм.

Если В < Вкус, то принимают В = Вкус и округляют его до ближай- шего большего стандартного значения (см. п. 4.2).

41

5.2. Выбор скорости движения ленты

Скорость движения ленты υ является одним из основных пара- метров конвейера, существенно влияющим на его технико-экономи- ческие показатели. При заданной производительности конвейера с увеличением υ уменьшаются ширина ленты и, следовательно, попе- речные размеры и металлоемкость конвейера. Однако увеличение скорости ленты приводит к повышению потерь при транспортировке пылевидных грузов, росту динамических нагрузок при перемещении крупнокусковых грузов и, кроме того, требует более качественного изготовления и монтажа оборудования (роликоопор, барабанов, цен- трирующих устройств и др.).

Скорость ленты зависит от ее ширины, транспортируемого груза и способа его разгрузки. Нормальный ряд значений скорости в соот-

ветствии с ГОСТ 22644–77 следующий: 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0 м/с.

При разгрузке ленты через концевой барабан значения υ можно выбирать по табл. 5.3; при разгрузке с помощью барабанного раз- гружателя указанные в табл. 5.3 значения υ уменьшаются на 25 %.

Таблица 5.3

Рекомендуемые скорости ленты при разгрузке через концевой барабан

При использовании плужкового сбрасывателя принимают

υ= 1...2 м/с.

5.3.Мощность, необходимая для перемещения

груза

В общем случае мощность привода (кВт) ленточного конвейера расходуется на перемещение груза по горизонтали и вертикали. Предварительно ее можно оценить по формуле

Рпр = Рвер + Ргор.

42

Мощность (кВт), необходимая для подъема груза на высоту Н (м) при массовой производительности наклонного конвейера ПМ (т/ч),

где g – ускорение свободного падения.

Мощность Ргор, требуемая для перемещения груза по горизонтали, расходуется на преодоление различных сил сопротивления движению.

Для ее оценки вводится понятие коэффициента сопротивления движе-

нию w, под которым понимается отношение сил сопротивления R, воз- никающих при перемещении груза, к его весу G, т.е. w = R/G.

Тогда сила R (H) сопротивления движению груза с погонной мас- сой ρL (кг/м) на горизонтальном участке длиной l (м), будет равна

R = G w = g ρL l w 10 ρL l w.

Исходя из этого, мощность (кВт) при скорости ленты (м/c) можно определить по выражению

Таким образом, потребную мощность привода ленточного кон- вейера можно определить следующим образом:

Величина Н может быть положительной (при подъеме груза), от- рицательной (при опускании груза) и равной нулю (при перемеще- нии груза по горизонтали). В частности, если при транспортировании груза вниз |H| > l w, конвейер является самодействующим. На пред- варительном этапе проектирования ленточного конвейера значение суммарного коэффициента сопротивления движению в формуле (5.8) можно принимать равным w 0,053.

Общую силу сопротивления движению при установившемся дви- жении ленты можно определить по формуле

43

Обычно коэффициенты сопротивления движению рабочей и хо- лостой ветвей ленты принимаются одинаковыми и равными:

для хороших условий работы wp = wx = 0,018...0,020; для средних условий работы wp = wx = 0,022...0,025; для тяжелых условий работы wp = wx = 0,035…0,045.

5.4. Расчет тяговой силы на барабане

При отсутствии скольжения между лентой и поверхностью привод- ного барабана (см. рис. 4.8, а) связь между натяжением набегающей Fнб и сбегающей Fсб ветвей ленты определяется формулой Эйлера:

Величина тяговой (движущей) силы, которую приводной барабан

44

Из этой формулы следует, что тяговое усилие возрастает с увели- чением коэффициента трения f, угла обхвата α и натяжения ленты Fнат. Величина еf α называется тяговым фактором, значения которого приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6

Величина коэффициента трения f зависит от материала и состоя- ния соприкасающихся поверхностей; для его увеличения поверх- ность барабана футеруют рифленой резиновой лентой или другим фрикционным материалом.

Угол обхвата α зависит от схемы огибания лентой приводного барана: при параллельных набегающей и сбегающей ветвях ленты угол

α = 180°;

при использовании однобарабанного привода (см. рис. 4.8, а) его можно увеличить до значения αmax = 270° в результате установки от- клоняющего барабана;

при использовании двухбарабанного привода (см. рис. 4.8, б) угол можно увеличить до значения αmax = 540°.

Повысить тяговое усилие можно также с помощью специальных устройств, прижимающих ленту к поверхности приводного барабана (прижимного ролика, прижимной ленты или присасывающего бараба- на). На металлургических предприятиях подобные устройства широко- го распространения не получили из-за сложности их конструкции.

5.5. Мощность приводного двигателя

Необходимая мощность (кВт) на валу приводного барабана

45

υ– скорость ленты, м/с.

Тогда потребная мощность приводного электродвигателя будет

Рпотр = Рбп /η,

где η – КПД привода, η = 0,8...0,9.

5.6. Мощности, расходуемые на преодоление сопротивлений в местах загрузки и разгрузки

Мощности, расходуемые на преодоление сопротивления движению ленты в местах загрузки конвейера через загрузочный лоток (Рзаг) и раз- грузки с помощью плужкового (Рплж) или барабанного (Рбар) разгружа- телей, можно определить по следующим эмпирическим формулам:

46

6.ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Воснове тягового расчета лежит определение натяжений по дли- не трассы ленточного конвейера, которое выполняется методом об- хода контура, для чего трассу разбивают на характерные участки, разделенные точками, и последовательно находят натяжение ленты Fj в каждой j-й точке трассы по формуле

Fj = Fj–1 + Rj–1, j,

где Fj–1 – натяжение в предыдущей точке трассы конвейера; Rj–1, j – сопротивление движению ленты на участке конвейера

между j-й и (j – 1)-й точками.

Отметим, что при опускании груза сила R может быть отрица- тельной.

Нумерацию точек, разделяющих трассу конвейера на характерные участки, и тяговый расчет, как правило, начинают от точки сбегания ленты c приводного барабана (точка 1) и заканчивают в точке набе- гания ленты на приводной барабан (точка n).

Сопротивления движению ленты в зависимости от характера дей- ствия делятся на распределенные и сосредоточенные.

Распределенные сопротивления действуют на всех участках трас-

сы конвейера и обусловлены сопротивлением движению ленты по роликоопорам: при перегибе ленты, при ее качении по роликам и трении в подшипниках роликов, а на наклонных участках дополни- тельно под действием веса ленты и расположенного на ней груза.

Сосредоточенные сопротивления возникают только в определен-

ных местах трассы конвейера: на барабанах, в пунктах загрузки и разгрузки, на очистных устройствах и др.

Далее приводятся формулы для определения сопротивлений дви- жению ленты на характерных участках трассы конвейера.

Сопротивление на прямолинейном участке рабочей ветви (рис. 6.1)

47

Сопротивление на приводном барабане

где wбп – коэффициент сопротивления движению на приводном ба- рабане; принимается равным wбп = 0,03...0,05, т.е. несколь- ко меньшим, чем на отклоняющем барабане, поскольку в данном случае потери на трение в подшипниках не влияют на натяжение ленты.

Сопротивление на роликовой батарее Rбат вычисляется по форму-

ле (6.4).

Сопротивление на натяжном барабане Rбн вычисляется также по формуле (6.4).

Сопротивление плужкового разгружателя (см. рис. 4.17)

где меньшее значение числового коэффициента принимается для пы- левидных и зернистых, а большее – для кусковых грузов. При этом погонная сила тяжести груза qг имеет размерность Н/м, а ширина ленты В – метры.

Сопротивление барабанного разгружателя (см. рис. 4.18) опреде- ляется по формуле

где меньшие значения числового коэффициента, имеющего размер- ность Н/м, принимают для сухих грузов, а большие – для влажных и липких грузов; В – ширина ленты, м.

После определения сопротивлений движению на всех участках трассы конвейера находят натяжение набегающей ветви ленты на приводном барабане Fп = Fнб, которое выражается через неизвест- ную величину натяжения F1 = Fсб сбегающей ветви ленты в сле- дующем виде:

49