Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лента 4П – 500 – 2 – БКНЛ-65 – 2 – 1 – П ГОСТ 20-85. 5 страница




Загрузка ковшей. Загрузка ковшей материалом происходит в нижней части элева­тора и осуществляется или зачерпыванием его, или непосредствен­ной засыпкой материала в ковши.

Для штучных грузов, крупнокусковых и абразив­ных наполнение ковшей производится непосредственно засыпанием груза в ковш. Применение этого способа возможно только при непрерывном, сомкнутом расположении ковшей и пониженных скоростях движения ковшей (не более 1 м/с), так как при большой скорости ковши плохо заполняются и отбрасы­вают груз.

Ширина ковша Bк при транспортирова­нии кусковых грузов зависит от размеров частиц и обычно прини­мается по условию Bк > ka, где коэффициент k = 2÷2,5 – для рядо­вых грузов и k = 4÷5 – для сортированных грузов с максимальным размером куска, равным а.

 

4.4.2. Основы теории разгрузки ковшей

Характер разгрузки ковшей элеваторов зави­сит от скорости движения ковшей и диаметра при­водного барабана или звездочки элеватора [1, 4]. Разгрузка ковшей бывает центробежная (скорость бо­лее 1 м/с) и самотечная свободная через внутреннюю кромку ковша под действием силы тяжести (гравитационной) при пониженной скорости движения ковшей (скорость менее 0,6÷0,8 м/с). В последнем случае необходимо отклонить хо­лостую ветвь элеватора, чтобы мож­но было подставить под груз приемный лоток или же сделать элеватор наклонным. При необходи­мости высыпать груз на тихоходном элеваторе без отклонения ковшей при­меняют ковши с бортовы­ми направляющими, передняя стенка в которых служит желобом для груза, высы­паемого из следующего ковша. Ков­ши с бортовыми направляющимися применяют только при сомкнутом их расположении на тяговом элементе.

 

Для анализа способа разгрузки ковшового элеватора рассмотрим силы, действующие на материал, находящийся в ковше (рис. 36).

Ког­да ковш с грузом начина­ет поворачиваться вокруг барабана, то на груз кро­ме силы тяжести G = mg действует центробежная сила (рис. 36), где – скорость движе­ния центра тяжести гру­за в ковше, r – расстоя­ние от этого центра тя­жести до центра бараба­на.

При движении ковша вместе с барабаном равнодействующая B сил G и E изменяется по значению и направлению, но линия ее действия всегда проходит при данной скорости движения через одну и ту же точку А, называемую полюсом и расположенную на вертикали, проходящей через ось барабана, на расстоянии h от оси враще­ния, причем из подобия треугольников ADO и ABE имеем

,

Отсюда , т. е. полюсное расстояние h, м, зависит только от частоты вращения барабана n, об/мин, и с уменьшением частоты вращения увеличивается (здесь g = 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения).

Если полюсное расстояние h меньше или равно радиусу окружности барабана rвн, м, центробежная сила превышает силу тяжести и происходит сбрасывание груза (центробежная разгрузка). При полюсном расстоянии, большем радиуса rнар окружности, проведенной через наружные кромки ковшей, сила тяжести больше центробежной силы, и происходит высыпание груза (самотечная разгрузка). При rвн < h < rнар происходит смешенная разгрузка ковшей как отбрасыванием, так и высыпанием.

Центробежная разгрузка применяется для быстроходных (чаще всего ленточных) элеваторов с расставленными ковшами при транспортировании зернистых, мел­кокусковых и пылевидных легкосыпучих грузов.

 

4.4.3. Определение производительности конвейера

Производительность Q, т/ч, элеватора при скорости ,м/с и шаге установки ковшей на тяговом элементе, равном tк, м, равна

,

где ψ – 0,6÷0,8, меньшее значение принимают для кусковых грузов.

Обычно шаг ковшей tк = (2÷3) h (для ковшей с бортовыми на­правляющими tк = h), где h – высота ковша. Для цепных элеваторов шаг tк должен быть кратен шагу цепи.

Тип ковша, его наполнение, вид разгрузки и скорость перемещения ковшей выбирают в зависимости от характеристики транспортируемого груза.

В частности, для ковшового элеватора машины МТФ - 43 при уборке фре­зерного торфа коэффициент наполнения составляет 0,9.

При заданной производительности элеватора определяется линейная емкость ковшей:

.

Полученное значение погонной нагрузки округляют до ближайших величин по ГОСТ 2036-82 и уточняют скорость транспортирования груза.

При транспортировании кусковых материалов выбранные параметры ковша проверяют по наибольшему размеру типичных кусков аmax:

,

где А – вылет ковша, м (расстояние от передней кромки до задней стенки); χ = 2,0÷2,05 для рядовых грузов и χ = 4,0÷5,0 – для сортированных.

 

4.4.4.Тяговый расчет элеватора

Порядок тягового расчета вертикального ковшового элева­тора с лентой аналогичен расчету ленточного конвейера (опреде­ление натяжения ленты конвейера методом обхода контура по точкам), если учесть, что в элеваторе груз поднимается только на высоту Н.

Погонные объемная и массовая нагрузки определятся из (3.7) и (3.8).

Тяговый расчет элеватора производится так­же методом обхода по контуру. Разбивку контура трассы конвейера на участки начинают с точки сбегания с приводного барабана S1 = Sсб. Тогда в точке 2 – точке набегания ленты на натяжной барабан S2 = S1 + W1-2, где W1-2 – сопротивление на порожнем участке вертикального элеватора. Далее следует учесть сопротивление на поворотном пункте (3.30) и определить сопротивление в месте загрузки – сопротивление зачерпыванию груза ковшами.

Это сопротивление зависит от многих факто­ров, плохо поддающихся расчету: физико-механических свойств транспортируемого груза, скорости движения ковшей, типа и шага ковшей, степени заполнения ковша грузом. Поэтому значение коэф­фициента сопротивления при зачерпывании Kзач в формуле силы сопротивления Wзач = Kзач qгр принимается по экспериментальным данным. Коэффициент численно равен работе, совершаемой при зачерпывании груза массой 1 кг: для скорости ковшей 1÷1,25 м/с при транспортировании порошковых и мелкокусковых гру­зов Kзач = 15÷20 Нм/кг и при транспортировании среднекусковых – грузов Kзач = 20÷50 Нм/кг.

Следующая точка контура – точка набегания на приводной барабан, для определения которой необходимо учесть сопротивления на грузовой ветви (3.25).

Для ленточных элеваторов величины Sнб и Sсб определяются с помощью уравнения Эйлера (4.4).

По полученным величинам наибольшего натяжения Sнб тягового элемента ведется расчет цепи или ленты на прочность.

Стопорное устройство рассчитывается по тормозному моменту (4.33). Мощность двигателя определяют по формуле (4.24).

Приводные устройства элеваторов обычно располагают в верхней части, где натяжение тягового элемента максимально и где обеспечивается наибольшая сила сцепления с приводным бара­баном. Натяжные устройства располагают в нижней части элева­тора, что позволяет использовать силу тяжести самого тягового элемента и нижнего барабана для создания необходимого натяже­ния.

Устройства безопасности. Для предохранения элеватора любого типа от самопроизвольного обратного движения под действием ве­са груза при выключении двигателя привод снабжают стопорным устройством, допускающим движение только в одном направлении. Чаще всего для этой цели используют роликовые или храповые остановы. Иногда элеваторы снабжают электромагнитными сто­порными тормозами.

Чтобы не повредить ходовую часть элеватора и кожух при об­рыве тягового элемента, на цепных элеваторах применяют специальные ловители цепи, а на ленточных элеваторах ковши по боко­вым стенкам соединяются стальными канатами, идущими без на­тяжения и удерживающими ковши от падения при обрыве лепты. Одновременно с этим на натяжных барабанах (звездочках) уста­навливают реле скорости, выключающее электродвигатель при об­рыве тягового элемента.

5. ВИНТОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

 

5.1.Устройство и области применения

Винтовые конвейеры наш­ли широкое применение в различных отраслях промышленности: химической, пищевой, металлургической, при производстве строительных матери­алов, в сельскохозяйственном производстве и машиностроении [5, 6, 8]. Винтовые конвейеры и питатели используются в качестве рабочего органа в раз­личных пробоотборниках, винтовых прессах, в дорожных машинах; в шнекороторном снегоочистителе, в подметально-уборочной машине и др.

На предприятиях по переработке торфа винтовые конвейеры ис­пользуются как распределительные в подготовительном, сушильном и прессовом отделениях брикетных заводов, для транспортирования горячей пыля­щей сушенки из сушильного в прессовое отделение ТБЗ. Шнеки являют­ся рабочим органом смесителей при производстве субстратных блоков и гранулированных удобрений, а также винтового подпрессовывателя бри­кетных прессов.

В торфяных машинах винтовые конвейеры применяются как для транспортирования фрезерного торфа (пневмовалкователь ПВП, комбайн ФКМ), так и для перемещения и переработки торфа-сырца (МТК-12, МТК-16, стилочная машина). Кроме того, шнеки, применяемые в торфяных машинах, используются в качестве основного рабочего органа машины для захвата, экскавации и перемещения торфа (МТП-52, РК-1А) [9].

Широкое применение винтовые конвейеры получили благодаря про­стоте конструкции и эксплуатации, небольшим габаритам, возможности транспортирования горячих, пылящих и остропахнущих грузов, удобству промежуточной загрузки и разгрузки. Кроме этого, при использовании шнека легко совместить транспортирование материала с технологичес­кими операциями, например, перемешиванием, охлаждением, сушкой.

Перемещение материала в винтовом конвейере происходит воло­ком по неподвижному желобу при вращении винта. Отсюда высокие уде­льные энергозатраты на транспортирование груза и повышенный износ винта и желоба, вероятность заклинивания частиц твердых материа­лов между винтом и желобом, налипания вязких материалов на поверх­ности винта. Поэтому винтовые конвейеры не рекомендуется применять для транспортирования липких, вязких, а также абразивных грузов. К недостаткам винтовых конвейеров относятся также скопление груза у промежуточных опор и связанные с этим перегрузки привода.

Винтовые конвейеры подразделяются на горизонтальные, наклон­ные и вертикальные. Наклонные винтовые конвейеры, в свою очередь, делятся на пологонаклонные, у которых угол наклона конвейера β не превышает угла естественного откоса транспортируемого материа­ла φ, и крутонаклонные, имеющие β > φ.

По принципу действия пологонаклонные винтовые конвейеры подобны горизонтальным, а крутонаклонные – вертикальным.

В вертикальном винтовом конвейере винт имеет повышенную частоту вращения. Центробежной силой материал прижимается к стен­кам желоба, и возникающая при этом сила трений между материалом и стенками препятствует совместному его вращению с винтом, вследст­вие чего груз проталкивается наклонной винтовой поверхностью вверх вдоль оси конвейера.

Винтовой конвейер состоит из винта 1 (рис. 37), желоба 2, загрузочного 3 и разгрузочного 4 устройств. Вал винта опирается на концевые 5 и промежуточные подвесные подшипники 6. В качестве опор использованы подшипники качения. Для уменьшения габаритов промежуточных опор в них устанавливают подшипники скольжения.

Один из концевых подшипников, чаще со стороны разгрузочного отверстия, делают упорным. При таком расположении упорного подшипника вал винта работает на растяжение.

Смазка подшипников происходит по трубкам от пресс-масленок, закрепленных на верхних поперечинах же­лоба, винт конвейера обычно имеет полый вал и состоит из отдельных секций длиной 1,5÷3,5 м, которые соединяются между собой пальцами (рис. 38 а).

При длине конвейера более 3 м в месте соединения секций устанавливают промежуточные опоры. Промежуточные опоры частично перекрывают поперечное сечение желоба. Поэтому, чтобы не происходило забивания материала у проме­жуточных опор, коэффициент использования поперечного сечения же­лоба у винтовых конвейеров меньше, чем в других транспортирующих машинах. На ТВЗ "Усяж" дли подачи сушенки из сушильного отделения в прессовое последовательно установлено два винтовых конвейера длиной каждый по 9,5 м. Вместо жело­ба использована тру­ба стандартной длины. Винт закреплен на двух концевых опорах. Отсутствие промежуточных опор позволило повысить наполнение желоба и соответственно про­изводительность конвейеров.

Винт выполнен со сплошной поверх­ностью в виде лен­ты, закрепленной на спицах (рис. 38), или отдельных лопас­тей, расположенных по винтовой линии. Сплошные винты используются для перемещения сухих порошковых или мелкозернистых материалов, не склонных к слеживанию, лопастные и ленточные винты применяются при транспортировании слеживающихся грузов или для обеспечения перемешивания материала в процессе его передвижения.

Винтовая поверхность сплошного винта создается из отдельных витков, которые изготавливают из стальной плоской кольцевой заго­товки толщиной 1÷1,5 мм с радиальным вырезом (рис. 38 в). При изги­бе заготовки получается виток.

Размеры заготовки (рис. 38 в) определяют по формулам [9]:

наружный диаметр

,

внутренний диаметр

,

угол выреза

,

где D и d – соответственно – наружный и внутренний диаметры винта; S – шаг винта.

Желоб винтового конвейера делают из листовой стали толщи­ной 3÷6 мм. Зазор между винтом и желобом должен составлять 8÷10 мм. Сверху желоб закрывается съемными крышками. Выпускные отверстия перекрываются шиберными затворами и имеют размеры по ширине и длине не менее диаметра винта.

 

5.2. Расчет производительности и мощности привода

винтового конвейера

Произ­водительность винтового конвейера определяют по формуле

, (5.1)

откуда диаметр винта

, (5.2)

где ψ – коэффициент наполнения желоба (табл. 32) [9]; c – коэффициент, учитывающий снижение производительности у наклонных конвейеров, На каждые 5° наклона конвейера (при транспортировании материала вверх) происходит уменьшение производительности на 10%; n – частота вращения винта, с-1.

Шаг винта для горизонтальных конвейеров S = D, для на­клонных конвейеров при β > 8° S = 0,8 D.

Вводя соотношение между диаметром и шагом винта ks, т. е. S = ks D, и подставляя величину S в (5.1), получим диаметр винта

. (5.3)

Частоту вращения винта принимают в зависимости от физико-механических свойств материала (табл. 32). Наибольшую допустимую частоту вращения (с-1) определяют по формуле

, (5.4)

где A – коэффициент, зависящий от физико-механических свойств материала (табл. 32).

Таблица 32

  Грузы     Расчетные коэффици­енты Частота вращения винта n, с-1    
ψ A w
Легкие и неабразивные (зер­новые продукты, мука, древес­ные опилки) Легкие и малоабразивные (мел, угольная пыль, торф, асбест) Тяжелые и малоабразивные (соль, кусковой уголь, глина сухая) Тяжелые и абразивные (цемент, зола, песок, шлак, дробленая руда) Влажные, слеживающиеся (сырая глина), хлопьеобразные, волок­нистые (торфяные очесы)   0,4   0,3   0,25   0,125     0,125               1,2   1,6   2,5   4,0     4,0   А 0,84-2,0   0,84-2,0   0,65-1,5   0,65-1,5     0,35-1,0  

Скорость транспортирования, м/c

.

При перемещении кусковых материалов производится проверка на кусковатость:

для сортированных грузов

, (5.5)

для несортированных грузов

.

Расчет производительности винтовых конвейеров заключается в определении диаметра винта при заданной производительности кон­вейера по формулам (5.2) и (5.3) с учетом физико-механических свойств материала и размеров кусков (5.5). Вычисленный диаметр шнека округляют до ближайшего значения по ГОСТ 2037-82: 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,65, 0,8 м и уточ­няют частоту вращения винта n.

Мощность привода винтовых конвейеров можно определить по формуле (3.18) с учетом общего коэффициента сопротивления движе­нию w (табл. 32), зависящего от свойств перемещаемого груза. При уточненном определении мощности привода следует вычислить от­дельные составляющие сопротивления перемещению груза: W1 – уси­лие вдоль винта для подъема груза; W2 – силу трения груза о дно желоба; W3 – силу трения между винтом и материалом; силу трения в подшипниках; силу внутреннего трения в материале.

Усилие вдоль винта для подъема груза

, (5.6)

где qгр – погонная нагрузка, кг/м, определяемая с помощью форму­лы (3.1),

.

Сила трения груза о дно желоба

. (5.7)

 

Для преодоления сил W1 и W2, направленных вдоль оси конвейеpa, со стороны винта на материал передается усилие P, направ­ленное перпендикулярно к плоскости винта.

, (5.8)

где α B – угол наклона винтовой линии;

.

Сила трения при проскальзывании винта относительно груза

, (5.9)

где – коэффициент трения груза о винт.

Мощность на преодоление сил внутреннего трения и в подшип­никах вала винта можно учесть с помощью коэффициента запаса к3 = 1,15÷1,25.

Тогда мощность привода винтового конвейера

, (5.10)

где υокр – окружная скорость винта.

При выполнении рекомендации по заполнению желоба материалом и правил эксплуатации расход энергии в винтовых конвейерах по ГОСТ 2037-82 не должен превышать 0,02 кВт ч/т. Крутящий момент (Нм) на валу винта

.

Наибольшая действующая на винт продольная сила (Н)

,

где r – радиус, на котором действует сила W, ориентировоч­но r =(0,7÷0,8) D /2; φ В – угол трения груза о поверх­ность винта, tgφ В = f.

5.3. Порядок расчета винтовых конвейеров

Для расчета необходимы исходные данные такие же, как и для ленточного конвейера.

1.Расчет производительности винтовых конвейеров заключает­ся в определении диаметра винта D (5.2, 5.3) с учетом допускае­мой частоты его вращения nmax (5.4). При транспортировании кусковых материалов необходима проверка по гранулометрическому составу (5.5). Большее значение диаметра винта округляют до ближайшего по ГОСТ 2037-82 и уточняют частоту вращения n.

2.В ориентировочных расчетах мощность двигателя Nдв оп­ределяют по формуле (3.18) с использованием общего коэффициента сопротивления движению w (табл. 32).

3.При уточненных расчетах мощность двигателя Nдв вы­числяют по формуле (5.10) с учетом преодоления сопротивлений, свя­занных с подъемом груза на заданную высоту (5.6), сил трения груза о дно желоба (5.7), сил трения при проскальзывании винта относительно груза W3 (5.8, 5.9).

4.Рекомендации по подбору электродвигателя и редуктора та­кие же, как и для ленточного конвейера.

 

При перемещении кусковых материалов производится проверка на кусковатость:

для сортированных грузов

, (5.5)

для несортированных грузов

.

Расчет производительности винтовых конвейеров заключается в определении диаметра винта при заданной производительности кон­вейера по формулам (5.2) и (5.3) с учетом физико-механических свойств материала и размеров кусков (5.5). Вычисленный диаметр шнека округляют до ближайшего значения по ГОСТ 2037-82: 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,65, 0,8 м и уточ­няют частоту вращения винта n.

Мощность привода винтовых конвейеров можно определить по формуле (3.18) с учетом общего коэффициента сопротивления движе­нию w (табл. 32), зависящего от свойств перемещаемого груза. При уточненном определении мощности привода следует вычислить от­дельные составляющие сопротивления перемещению груза: W1 – уси­лие вдоль винта для подъема груза; W2 – силу трения груза о дно желоба; W3 – силу трения между винтом и материалом; силу трения в подшипниках; силу внутреннего трения в материале.

Усилие вдоль винта для подъема груза

, (5.6)

где qгр – погонная нагрузка, кг/м, определяемая с помощью форму­лы (3.1),

.

Сила трения груза о дно желоба

. (5.7)

 

Для преодоления сил W1 и W2, направленных вдоль оси конвейеpa, со стороны винта на материал передается усилие P, направ­ленное перпендикулярно к плоскости винта.

, (5.8)

где α B – угол наклона винтовой линии;

.

Сила трения при проскальзывании винта относительно груза

, (5.9)

где – коэффициент трения груза о винт.

Мощность на преодоление сил внутреннего трения и в подшип­никах вала винта можно учесть с помощью коэффициента запаса к3 = 1,15÷1,25.

Тогда мощность привода винтового конвейера

, (5.10)

где υокр – окружная скорость винта.

При выполнении рекомендации по заполнению желоба материалом и правил эксплуатации расход энергии в винтовых конвейерах по ГОСТ 2037-82 не должен превышать 0,02 кВт ч/т. Крутящий момент (Нм) на валу винта

.

Наибольшая действующая на винт продольная сила (Н)

,

где r – радиус, на котором действует сила W, ориентировоч­но r =(0,7÷0,8) D /2; φ В – угол трения груза о поверх­ность винта, tgφ В = f.

5.3. Порядок расчета винтовых конвейеров

Для расчета необходимы исходные данные такие же, как и для ленточного конвейера.

1.Расчет производительности винтовых конвейеров заключает­ся в определении диаметра винта D (5.2, 5.3) с учетом допускае­мой частоты его вращения nmax (5.4). При транспортировании кусковых материалов необходима проверка по гранулометрическому составу (5.5). Большее значение диаметра винта округляют до ближайшего по ГОСТ 2037-82 и уточняют частоту вращения n.

2.В ориентировочных расчетах мощность двигателя Nдв оп­ределяют по формуле (3.18) с использованием общего коэффициента сопротивления движению w (табл. 32).

3.При уточненных расчетах мощность двигателя Nдв вы­числяют по формуле (5.10) с учетом преодоления сопротивлений, свя­занных с подъемом груза на заданную высоту (5.6), сил трения груза о дно желоба (5.7), сил трения при проскальзывании винта относительно груза W3 (5.8, 5.9).

4.Рекомендации по подбору электродвигателя и редуктора та­кие же, как и для ленточного конвейера.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-11-08; Просмотров: 555; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.092 сек.