В двухбарабанном приводе

где S_hб1 - нат5окение ветви ленты, набегающей на первый приводной ба­рабан, Н;

S_сб2 — натяжение ветви ленты, сбегающей со второго приводного ба­рабана, Н;

- коэффициенты трения ленты о поверхность первого и второго ба­рабанов;

- углы обхвата лентой 1-го и 2-го барабанов, рад.

Общая потребная мощность двигателей двухбарабанного привода определяет­ся по формуле (10) и распределяется между барабанами в соответствии с принятым коэффициентом соотношения мощностей

Р=Р_{1 +} Р₂,

где Кф - коэффициент соотношения мощностей электродвигателя на 1-м и 2-м барабанах; P_1d и P_2d - принимаем по каталогу.

Обычно принимают Кф =1-3 в зависимости от коэффициента полезного ис­пользования ленты Ф.

Общее суммарное тяговое усилие W, необходимое для преодоления всех со­противлений движению ленты на трассе конвейера распределяется на два окруж­ных усилия W₁ и W₂ создаваемых 1-ми 2-м барабанами.

w=w₁+w₂,

Расчетное натяжение ветви ленты, сбегающей со второго барабана

Натяжение ленты, набегающей на второй барабан и сбегающей с первого

Натяжение ленты, набегающей на первый барабан

.

Так как ,то тяговый фактор для первого

приводного барабана

По натяжению S_нб1 рассчитывают ленту на прочность.

Выбор диаметров барабанов

Диаметр барабана определяется его назначением, натяжением действующим на барабан, шириной и типом тягового каркаса ленты.

Для конвейеров с резинотканевыми лентами

D = K_aK₆i, (Ц)

где К_а - коэффициент, зависящий от типа прокладок, К_а = 125 – 200 м/шт, в за­
висимости от прочности ткани.

К_б - коэффициент, зависящий от назначения барабана:

- для барабана однобарабанного привода К_б = 1;

- для барабана двухбарабанного привода К_б = 1,1;

- для концевого, оборотного и натяжного барабана К_б = 0,8 - 0,85;

- для отклоняющего барабана К_б = 0,5

i- число прокладок основы тягового каркаса ленты. Для конвейеров с резииотросовыми лентами

D = D₆K₆, (12)

где D₆ - рекомендуемый диаметр приводного барабана для разного типораз­мера резинотросовых лент: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5 .и.

Полученный по формулам (11) и (12) диаметр барабана надо округлить до ближайшего большего или меньшего размера из нормального ряда размеров бара­банов по ГОСТ 44644-77.

Выбранный диаметр приводного барабана D₆ проверяют по действующему давлению ленты на поверхность барабана, которое не должно превышать допус­каемого

,

где В_л - ширина ленты, мм;

- угол обхвата, град;

[Р_л.д] ⁼0,2 - 0,3 [Мпа] - для резинотканевой ленты;

[Рл.д] = 0,35 - 0,55 [Мпа] - для резинотросовой ленты.

Длина барабана L₆ = В_л +(100 - 200) мм.

Расчетный крутящий момент на валу приводного барабана

Расчетный крутящий момент на валу приводного барабана, по которому выби­рают типоразмер барабана и редуктора

где К₃ - коэффициент запаса и неучтенных потерь К₃ = 1,1 - 1,2; W— окружное усилие на приводном барабане.

1 РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

1.1 Исходные данные

Для расчета основных составных частей ЛК должны быть заданы или выбраны следующие параметры:

- характеристика транспортного груза;

- средняя и максимальная производительность (объемная или массо­вая);

- схема трассы конвейера с основными размерами;

- условия размещения и эксплуатации;

- характер загрузки и разгрузки;

Могут быть заданы и другие дополнительные требования.

1.2 Определение ширины ленты

Оно производится по максимальной расчетной производительности и крупно­сти кусков транспортируемого груза, для штучных грузов по количеству и разме­рам.

Расположение насыпного груза на ленте определяется профилем сечения рабо­чей ветви ленты. На ленте с прямыми роликоопорами груз располагается по равно­бедренному треугольнику (рис. а), площадь которого

^, (1)

где b = 0,95 B- 0,05 - грузонесущая ширина ленты, м, принимается меньше В, чтобы груз не просыпался;

h = - высота слоя груза, м;

- коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере (по

табл. 4.10), зависит от недвижности частиц груза и угла наклона конвейера;

- угол свободного расположения груза в поперечном сечении движу­щейся ленты (угол естественного откоса в движении);

- угол естественного откоса в покое;

- угол наклона боковых роликов.

На ленте, придерживаемой желобчатыми роликоопорами, общая площадь се­чения насыпного груза складывается из суммы площадей треугольника и трапеции.

Для трехроликовой .

Расчетная максимальная производительность конвейера с учетом коэффици­ента неравномерной загрузки и использования конвейера во времени.

Q_p.м. = 3600FV = K_nV b² (1.2)

где V — скорость движения ленты, м/с;

- плотность груза, т/м³;

К_п = 3600F/b² - коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте

(табл. 4.11), зависит от типа роликоопор, угла наклона боковых роликов а_ж и под­вижности груза.

К_{п прямая} 158 - 328, К_{п желоб} 390 - 550.

Необходимая ширина ленты:

(1.3)

Выбранная ширина ленты (при транспортировании кусковых грузов) проверя­ется на кусковатости груза по формуле

В_к =Х*a + 200,

где В_к - ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм;

Х- коэффициент крупности груза (для сортированного X = 3,5, для рядо­вого Х= 2,5);

а - максимальный линейный размер типичных кусков груза, мм;

Если В_к >В, то ширину ленты принимают В=В_К и затем выбирают из нормаль­ного ряда по ГОСТ 22644-77 ближайшую большую ширину ленты.

Скорость ленты выбирается (табл. 4.12) в зависимости от вида транспортного груза, ширины ленты. ГОСТом 22644-77 рекомендуется нормальный ряд скоро­стей.

Для конвейеров, имеющих промежуточную разгрузку при помощи барабанных разгружателей скорость ленты принимают не более 2 м/с, плужковых - не более 1-1,6 м/с.

С увеличением ширины ленты можно увеличивать скорость ленты, т.к. при этом повышается устойчивость ленты и ее центрирование, и снижается просыпь груза.

1.3 Приближенное определение натяжения ленты

Общее сопротивление при установившемся движении ленты по всей трассе за­груженного конвейера, равное тяговому усилию привода определяется по формуле:

(1.3)

где К_Д - обобщенный коэффициент местных сопротивлений на оборотных ба­рабанах, в местах загрузки и разгрузки; зависит от длины конвейера, например при L_ковн=50 м, К_Д = 2,4; L_конв. = 100 м, К_Д = 1,7; L_конв. > =1000, К_Д = 1,1.

L_г - длина горизонтальной проекции между осями концевых барабанов конвейера, м;

q_г, q_л, q_р._в. ,q_р._н. - линейные силы тяжести груза, ленты, вращающихся час­тей роликоопор на верхней и нижней ветвях ленты, Н/м;

w_в, w_H - коэффициент сопротивления движению верхней и нижней ветви ленты; при ее движении по плоскому настилу из стали или дерева w_в = 0,35-0,6.

При движении ленты на желобчатых трехроликовых опорах в зависимости от условий работы и длины конвейера принимают по таблице

w_в= w_H = 0,018 для хороших условий;

w_в=w_H = 0,022 для средних;

w_в=w_H = 0,032 для тяжелых (летом);

w_в= w_H= 0,042 для тяжелых (зимой).

Знак «+» при подъеме груза, а «-» - при спуске

Н - высота подъема груза, м.

1.3.1 Линейные силы тяжести

Линейные силы тяжести ленты и роликоопор первоначально принимают при­ближенно, а затем уточняют после окончательного выбора типоразмера ленты и оборудования. При больших расхождениях расчет корректируют.

1 Линейная сила тяжести:
насыпного груза

(Н/м)

где Q - расчетная средняя производительность конвейера, т/ч;

для штучных грузов q_г.ш. = gm_г / ,

где т_г - масса одного наиболее тяжелого груза, кг;

- расстояние между отдельными грузами, м.

2 Линейная сила тяжести для вращающихся роликоопор:
на верхней (рабочей) ветви:

на нижней (холостой) ветви

где т_рв., т_рн, - массы вращающихся частей верхней и нижней роликоопоры, кг;

р.в., р.н. - расстояния между роликоопорами верхней и нижней ветвях лен­ты, м.

3 Линейная сила тяжести для ленты

где т_л - масса 1 м² ленты, кг (принимается по ГОСТ 20-85 или ТУ завода-изготовителя)

В - ширина ленты, м.

По рассчитанному по формуле (1.3) сопротивлению движению ленты и вы­бранному типу привода определяют:

1) Натяжение ленты в сбегающей и набегающей ветвях

K_з - коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном.

2) Мощность привода Р = , где V - скорость ленты, м/с.

3) Крутящий момент на валу приводного барабана М_кр, = 0,5 • K₃W • D_б.

1.4 Тяговый расчет конвейера

Подробный тяговый расчет предусматривает определенные напряжения тяго­вого элемента во всех точках трассы конвейера. Для его выполнения, контур всей трассы конвейера по ходу движения ленты разделяют на отдельные участки по ви­ду сопротивлений: прямолинейные, подъемы, спуски, повороты, узлы загрузки и разгрузки и т.д. Каждая точка, ограничивающая эти участки, нумеруется. Нумера­ция (как и расчет) начитается с точки наименьшего натяжения (или с точки сбега-ния тягового элемента с приводного барабана) и продолжается по всему контуру трассы конвейера до конечной точки набегания ленты на приводной барабан.

В начальной точке принимают определенное первоначальное натяжение S_Cб, величина которого зависит от типа конвейера.

Тяговый расчет производится методом последовательного суммирования со­противлений на отдельных участках контура трассы конвейера от первого до по­следнего. Натяжение в конце каждого участка S_n+1 определяется как сумма натяже­ния в начале участка S_n и сопротивления движению на этом участке.

Определим сопротивление движению ленты на различных участках

1.4.1 На прямолинейных участках

а) на нижней (холостой) ветви

,

б) на верхней (рабочей) ветви

где и - горизонтальная и вертикальная проекции длины рассматриваемого прямолинейного участка;

h = 0 - для горизонтального участка;

q_г =0 - для незагруженной ветви;

знак «+» принимается для участков подъема ленты и груза;

знак «-» принимается для участков спуска ленты и груза.

Натяжение ленты, сбегающей с отклоняющего или оборотного
барабана

где S₂ и S₁ - натяжения ленты, сбегающей и набегающей на отклоняющий или оборотный барабан;

К_б = 1,02-1,06 - коэффициент сопротивления движению ленты на барабане

(зависит от угла обхвата и условий работы).

Натяжение ленты сбегающей с роликовой батареи

где - коэффициент сопротивления движению ленты на роликовой батарее

= 1,02-1,06 (зависит от угла отклонения ленты и условий работы конвейе­ра).

Сопротивление движению ленты в месте загрузки

а) W₃._y. - сопротивление, возникающее от сообщения грузу необходимого ус­корения при подаче его на ленту и неизбежного при этом трения частиц груза о
ленту.

,

где q_г - Н/м, - м/с; ₀ - проекция скорости движения частицы груза при по­ступления его на ленту из загрузочной воронки.

Обычно изменяется от 2 м²/с² при высоте наклонной стенки во­ронки h_в = 1м до 10 м²/с² при h_в = 6м.

Для уменьшения W₃._у. необходимо проектировать воронку так, чтобы скорость поступления груза была близка к скорости движения ленты. При 1) W_з.y.=0;

б) сопротивление трению частиц груза о неподвижные борта направляющего
лотка воронки

,

где - коэффициент трения частиц груза о стенку борта ленты;i = 0,8-0,9 для камня и руды;

= 0,7 для песка, щебня, цемента;

= 0,4 для угля;

- высота груза у бортов лотка, м;

- длина бортов лотка, м;

- коэффициент бокового давления = 0,6-0,9.

в)сопротивление трению уплотнительных полос загрузочного лотка о ленту

где К_пл. — удельное сопротивление трению; для конвейеров с лентой

В < = 1000мм ,К_пл. = 30-50 Н/м, а если В > 1000мм, то К_пл. = 60-100 Н/м.

1.4.6 Сопротивление движению ленты в месте разгрузки

а) при помощи плужкового разгружателя

где К_с.п. - коэффициент удельного сопротивления; К_с.п. = 2,7 - для пылевидных и зернистых;

К_с.п. = 3,6 - для мелкокусковых;

1.4.7 Определение окружного (тягового) усилия и мощности привода

В фрикционном барабанном приводе натяжение ветви ленты, сбегающей с приводного барабана S_cб зависит от необходимого тягового усилия, равного сумме всех сопротивлений движению ленты на трассе конвейера и тягового фактора привода, определяемого углом обхвата и коэффициентом трения ленты о поверх­ность барабана.

1-е уравнение

(1.4.6),

где S_i - натяжение ленты на отдельных участках, Н;

W_лi - сопротивление движению ленты на горизонтальных и наклонных уча­стках, независящих от натяжения ленты, Н;

К_м> 1 - общий коэффициент местных сопротивлений.

2-е уравнение - из теории фрикционного барабанного привода

(1.4.7),

где — для однобарабанного привода;

- для 2-х барабанного привода.

Задавшись типом привода и выбрав , определяем .

Из решения уравнений (1.4.6) и (1.4.7) получим формулы для нахождения S_Cб и S_hб с учетом коэффициента запаса К_з

откуда К_з =1,1 –1,2.

Натяжение S_hб = S_c6 , по величине S_Hб определяют прочность ленты

конвейера.

Окружное усилие на тяговом барабане

.

Потребная мощность электродвигателя привода

Выполненный тяговый расчет необходимо проверить по минимальному натя­жению ленты S_min, которое обуславливается допускаемым провесом её между роли-коопорами.

- для верхней загруженной ветви для насыпных грузов

,

где К_е - коэффициент, зависящий от длины и сложности трассы К = 5.. 10;

- угол наклона трассы;

- для штучных грузов

, где т_г - масса одного груза;

— для нижней ветви

1.5 Определение дополнительных усилий при пуске конвейера

(см. Спиваковский и Дьячков «Транспортирующие машины» стр. 134-135)

1.6 Определение тормозного момента

Необходимо выполнять тогда, когда имеются наклонные участки трассы. В случае, если в приводном механизме устанавливают тормоз

где - составляющая силы тяжести наклонных участков при наиболь­шей нагрузке;

- сопротивление движения ленты на всех участках.

Расчетный тормозной момент на валу приводного барабана

,

где q_г.max и q_г- линейные силы тяжести транспортируемого груза при макси­мальной и номинальной загрузках ленты, Н/м;

- суммарная высота подъема груза на конвейере, м;

К_тр = 0,5..0,6 - коэффициент возможного уменьшения сопротивления на трас­се;

W_o - окружное усилие на приварном барабане.

Время торможения

,

где J_np._т. - момент инерции всех движущихся частей конвейера;

п (об/мин) - номинальная частота вращения двигателя;

М_ст — статический момент сил сопротивления, приведенный к валу двига­теля.