Проверочный расчет элеватора

1. Выполняется уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру.

Примерный порядок тягового расчета:

1) натяжение (Н) в точке 1 (рис. 10.3)

F₁ = F_min, (10.22)

где F_min — натяжное усилие, Н;

2) натяжение (Н) в точке 2

F₂ = k_пF₁ + F_зач, (10.23)

где k_п — коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте - см. (5.26) [1];

F_зач — сопротивле­ние зачерпыванию груза [см. (10.13)], Н;

3) натяжение (Н) в точке 3

F₃ = F_нa6 = F₂ + (q + q_к)gH, (10.24)

где F_нaб — усилие набегающей ветви в точке 3, Н;

q — погонная масса транспортируемого груза, кгДм;

q_к— погонная масса ходовой части [см. (10.4) и (10.5)], кг/м;

Н — высота подъема груза, м;

4) натяжение (Н) в точке 4

F₄ = F_с6 = F₁ + q_кgH, (10.25)

где F_с6 — усилие в сбегающей ветви в точке 4, Н;

5) для ленточного элеватора во избежание скольжения ленты по барабану необходимо, чтобы

F₃ ≤ Fe^fα, (10.26)

где е^fα — см. формулу (10.17).

Из формул (10.22) ...(10.25) определяется необходимое натяж­ное усилие F_min, которое должно удовлетворять условиям формул – см. (5.33) и (5.34) [1].

2. По наибольшему уси­лию в тяговом органе F_max = Р₃ делается уточнен­ный расчет на прочность ленты [по формуле (10.18)] или тяговой цепи - по формулам(8.12)...(8.14) [1]. При этом динамическая нагрузка (Н) на тяговый орган цепного элеватора

(10.27)

3. Определяется тяговая сила на барабане (звездоч­ке) с учетом сопротивлений на барабане (звездочке)

F₀ = k_пF₃ – F₄. (10.28)

Рисунок 10.3. Расчетная схема (а) и диаграм­ма натяжений (б) тягового органа верти­кального элеватора

4. Проверяется правильность выбора диаметра приводного ба­рабана (для ленточного элеватора) по среднему давлению [см. (8.6)].

5. Определяется мощность на приводном валу элеватора [см. (8.9)].

6. Определяется мощность двигателя для привода элеватора [см. (9.10)]. При этом коэффициент запаса k=1,25.

7. Определяется частота вращения приводного вала элеватора: ленточного — по формуле (8.22); цепного — по формуле (9.11).

8. Определяется необходимое передаточное число между валом двигателя и приводным валом элеватора [см. (8.23)].

9. Из конструктивных соображений составляется кинемати­ческая схема привода элеватора. При редукторной схеме по катало­гу выбирается редуктор (см. табл. III.4 [1]).

10. Уточняется скорость движения ковшей исходя из фактического передаточного числа привода: для ленточного элеватора — по формуле (8.24); для цепного элеватора по формуле

, (10.28а)

где – фактическое общее передаточное число привода конвейера.

11. Уточняется производительность элеватора (т/ч):

Q_ф = 3,6i0vфψρ/ t_к, (10.29)

где i₀ — вместимость ковша, л;

v— фактическая скорость ковшей, м/с;

ψ— коэффициент заполнения ковшей (см. табл. 12.5);

ρ — на­сыпная плотность груза (см. табл. 4.1), т/м³;

t_к — шаг ковшей, м.

Допускается отклонение от заданной производительности ±10 %.

12. Проверяется двигатель на достаточность пускового момен­та по продолжительности пуска (разгона) согласно условию

Время пуска (разгона) конвейера (с)

(10.30)

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты). δ = 1,1…1,25;

I – суммарный момент инерции ротора двигателя и соединительной муфты, кг∙м²;

n – частота вращения вала двигателя, мин^-1;

T_ср.п – средний пусковой момент двигателя, Нм;

T_c – момент статических сопротивлений на валу двигате­ля, Нм;

k_у – коэф­фициент, учитывающий упругость тягового органа, благодаря кото­рой не все элементы конвейера приходят в движение одновременно: для резинотканевых лент k_y — 0,5...0,7, для резинотросовых лент - 0,85...0,95; для цепей k_y = 0,85 ... 0,95 (меньшие значения — для конвейеров длиной более 100 м; большие — для коротких кон­вейеров);

m_б – масса вращающихся барабанов конвейера, кг;

k_c – коэффициент, учитывающий уменьшение скорости вращающихся час­тей конвейера относительно скорости тягового органа: для ленточ­ных конвейеров k_c — 0,7...0,9; для цепных конвейеров k_c — 0,5... 0,7;

v – скорость транспортирования, м/с.

13. Определяется усилие в набегающей на приводной барабан (приводные звездочки) ветви тягового органа конвейера при пуске конвейера и определяется коэффициент сниже­ния прочности тягового органа при пуске:

Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при пуске конвейера

T_ин = T_ср.п - T_c. (10.31)

Т_с = Т_св (10.32)

где и — передаточное число привода;

Т_св — момент статических сопротивлений на приводном валу конвейера, Нм.

Т_св = 0,5F_oD, (10.33)

где D — диаметр приводного барабана или приводной звездочки конвейера, м.

Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при пуске кон­вейера

Т_ин.в= Т_иниη. (10.34)

Момент от сил инерции и статических сопротивлений на при­водном валу (Нм) при пуске (разгоне) конвейера

Т_пуск = Т_ин.в + Т_св. (10.35)

Окружное усилие (Н) на приводном барабане (звездочке) при пуске конвейера

F_nycк = (2Т_пуск)/D. (10.36)

Усилие (Н) в набегающей на приводной барабан ветви ленты конвейера при пуске

(10.37)

где

.

Усилие (Н) в набегающей на приводные звездочки ветви цепно­го тягового органа при пуске

(10.38)

где F_дни — динамическая нагрузка на цепи;

F_cб — на­тяжение ветви тягового органа, сбегающей с приводной звездочки;

F_cб = F_rnin.

Коэффициент перегрузки тягового органа при пуске конвейера

(10.39)

где F_доп — допускаемая нагрузка на тяговый орган.

14. Определяется расчетный тормозной момент и выбирается тормозное устройство:

Момент сил инерции на валу двигателя (Нм) при торможении

(10.40)

где t_т — время торможения конвейера, определяемое в предполо­жении линейного изменения во времени скорости v до полной оста­новки, с.

Максимальный путь торможения конвейера l_т, работающего в технологической цепи (во избежание засыпки грузом узла пере­грузки), можно принять равным 2...3 м. При этом время торможе­ния (с) конвейера

t_т = (2l_т)/v. (5.41)

Момент сил инерции на приводном валу (Нм) при торможе­нии конвейера

(10.42)

Расчетный тормозной момент (Нм) на валу двигателя кон­вейера, работающего в технологической цепи:

где — момент статических сопротивлений конвейера на валу двигателя при торможении, Нм:

(10.43)

Расчетный тормозной момент на приводном валу (Нм) кон­вейера в этом случае

(10.44)

Необходимый тормозной момент на валу двигателя для пре­дотвращения самопроизвольного обратного движения ходовой части конвейера при случайном выключении двигателя и полностью за­груженной рабочей ветви тягового органа конвейера определяется по формуле (5.39), правая часть которой должна быть умножена на коэффициент запаса торможения k_T= 1,25. Если Тс.в ≤ 0, тормоз не требуется.

Тормозное устройство (тормоз или останов) выбирается по большему из определенных выше тормозных моментов.

Тема 11. Расчет винтового конвейера (3 ч)