Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 21.5.2024

КАФЕДРА МАШИН МЕТАЛлУРГическОГО КОМПЛЕКСа и ПРИКЛАДНОй МЕХАНиКИ

Методические уКАЗанИя

к самостоятельному изучению и выполнению
контрольной работы по дисциплине
"подъёмно–транспортные машины"
(для студентов специальности 6.090218 "Металлургическое оборудование")

Затверджено

на засіданні кафедри ММК та ПМ

Протокол № 13 від 09.04.2002

Рекомендовано

на засіданні методичної ради ДГМІ

Протокол № 7 від 12.04.2002

Алчевськ, 2002


УДК 669.02:621.865.8

Методичні вказівки до самостійного вивчення та виконання контрольної роботи з дисципліни "Основи промислової робототехніки в галузі" (для студентів спеціальності 6.090218 "Металургійне обладнання") /Укл.: Ю.В. Ізюмов. – Алчевськ: ДГМІ, 2002. – 9 с.

Вміщують основні матеріали для самостійного вивчення питань класифікації, конструктивного призначення і функціональних можливостей маніпуляторів і промислових роботів, що використовуються в металургії.

Укладач:

Ю.В. Ізюмов, доц.

Відповідальний за випуск

В.Н. Ульяницький, проф.

Відповідальний редактор

В.Н. Ульяницький, проф.


ВВЕДЕНИЕ

Современные поточные технологические и автоматизированные линии, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные операции требуют применения разнообразных типов подъемно-транспортных машин и механизмов, обеспечивающих ритмичность и непрерывность производственных процессов.

Именно поэтому подъемно-транспортное оборудование в настоящее время все больше перестает играть вспомогательную роль в производственном процессе и превращается в один из решающих факторов, определяющих возможности современного производства. Например, в основных цехах (аглофабрика, мартеновский, прокатные) металлургических предприятий подъемно-транспортные и транспортирующие машины составляют до 60% от массы всего технологического оборудования.

Выполнение контрольных работ, а также курсового проекта по подъемно-транспортным машинам (ПТМ) способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами по фундаментальным дисциплинам, а также по машиностроительному делу, черчению, технологии конструкционных материалов, теоретической механике, материаловедению, сопротивлению материалов, теории механизмов и машин, по основам конструирования и деталям машин.

Изучение типов, конструкций и методов расчета ПТМ – насущная необходимость для инженеров-механиков специальности 6.090218 "Металлургическое оборудование".

  1.  КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основной формой изучения курса является систематическая самостоятельная работа над рекомендованной литературой.

Лекции, предусмотренные учебным планом как установочные, по своему объему и назначению позволяют лишь в принципе ознакомить студентов с основными положениями курса, который им предстоит изучить в процессе самостоятельной работы над литературой.

Изучение теоретического материала необходимо сочетать с выполнением контрольных работ и последующего курсового проекта.

Изучать литературные источники лучше всего в порядке, рекомендованном методическими указаниями, с которыми нужно внимательно ознакомиться.

После переработки соответствующей темы рекомендуется ответить на вопросы самопроверки

  1.  Введение. История развития ПТМ.

Назначение и роль подъемно-транспортных машин в производственных процессах. Краткий исторический обзор развития подъемно-транспортных машин. Современные достижения отечественного и зарубежного подъемно-транспортного машиностроения в области механизации тяжелых и трудоемких процессов производства. Современные направления при проектировании подъемно-транспортных машин. Разделение подъемно-транспортных машин на грузоподъемные и транспортирующие.

Методические указания

При изучении этой темы необходимо, прежде всего, обратить внимание на назначение подъемно-транспортных машин. Нужно ясно представить себе, какие из подъемно-транспортных машин относятся к грузоподъемным, а какие – к транспортирующим. Знать современные направления проектирования и производства подъемно-транспортных машин.

Вопросы для самопроверки

1. Основные этапы развития подъемно-транспортной техники (историческая справка).

2. Охарактеризуйте состояние подъемно-транспортной техники в дореволюционной России.

3. Охарактеризуйте современное состояние подъемно-транспортной техники, ее назначение и роль в современном хозяйстве, тенденции в совершенствовании подъемно-транспортного машиностроения.

4. Какие преимущества дает применение в подъемно-транспортных машинах блочных конструкций?

5. Назовите унифицированные узлы (блоки) грузоподъемных машин.

6. Назовите организации, занимающиеся проектированием и конструированием ПТМ.

7. Какие вам известны предприятия, изготавливающие ПТМ?

  1.  Классификация ГПМ. Основные параметры,
    характеристики. Режим работы

Классификация грузоподъемных машин. Области их применения. Основные элементы и механизмы грузоподъемных машин, их назначение. Основные характеристики и параметры электромостовых кранов. Их соответствие ГОСТам. Ряды грузоподъемностей. Особенности работы в повторно-кратковременном режиме. Характеристики режимов работы. Классификация сочетаний расчетных нагрузок.

Методические указания

Необходимо ознакомиться с классификацией грузоподъемных машин и характеристикой их работы, а также обратить внимание на особенности работы грузоподъемных машин при повторно-кратковременном режиме. Студент должен четко уяснить сущность повторно-кратковременного режима и уметь использовать его при расчетах механизмов и элементов грузоподъемной машины.

Вопросы для самопроверки

1. Какие различают виды грузоподъемных машин по назначению, принципу действия?

2. Приведите схемы и описание основных типов грузоподъемных машин (домкрата, лебедки, тали, подъемники, разновидности кранов)

3. Приведите нормы и правила Госгортехнадзора в отношении грузоподъемных машин.

4. Что такое относительная продолжительность включения (ПВ, %)?

5. Какие известны режимы эксплуатации грузоподъемных машин?

6. Особенности работы грузоподъемных машин при повторно-кратковременном режиме.

7. Как учитывается режим работы при определении расчетных нагрузок?

8. Назовите известные вам грузоподъемные краны металлургических предприятий.

  1.  Грузозахватные приспособления кранов. Гибкие элементы, блоки, барабаны

Универсальные и специализированные грузозахватные приспособления, влияние их на производительность. Крюки однорогие и двурогие: материал, область применения, расчет. Подъемные магниты: конструкция, область применения. Пневмозахваты.

Грузозахватные приспособления для насыпных грузов: грейферы, ковши, бадьи. Принцип действия. Схемы.

Стальные проволочные канаты: материал и конструкция, методика выбора каната по правилам Госнадзорохрантруда Украины. Цепи сварные и пластинчатые: материал и конструкция, области применения.

Блоки: подвижные и неподвижные, КПД. Барабаны для стальных канатов: определение диаметра по нормам Госнадзорохрантруда Украины, материалы и конструкции, расчет барабана на прочность, способы закрепления концов каната на барабане.

Методические указания

Необходимо изучить разновидности скоб, крюков, клещевых захватов, грейферов, ковшей, подъемных электромагнитов, области применения грузозахватных приспособлений, материалы крюков и скоб; расчет крюков и скоб на прочность.

При изучении гибких органов надо усвоить: разновидности канатов и цепей, их конструкции и область применения, выбор их по ГОСТу; нормы Госнадзорохрантруда Украины при расчете канатов и цепей.

При изучении блоков, барабанов необходимо овладеть знаниями по следующим вопросам: устройство и области применения блоков, барабанов; материал; способы закрепления концов каната на барабане; определение диаметра барабана по правилам Госнадзорохрантруда Украины; геометрические размеры барабанов, блоков, расчет стенок барабана на прочность. Перспективные конструкции барабанов.

Вопросы для самопроверки

1. При каких условиях применяют универсальные и специальные грузозахватные приспособления?

2. Опишите однорогие и двурогие грузовые крюки, их очертания, конструкции материал, технологию изготовления.

3. Пластинчатые крюки: материал, технология изготовления, область применения.

4. Как подбираются крюки по ГОСТу?

5. Опишите устройство и принцип действия клещевых захватов для штучных грузов.

6. Приведите схемы грейферов, опишите их устройство и принцип действия.

7. Опишите устройство, принцип действия и область применения электромагнитов.

8. Опишите конструкцию, современные структурные разновидности проволочных канатов. ГОСТ на стальные проволочные канаты.

9. Приведите методику расчета проволочных канатов и выбор их по правилам Госнадзорохрантруда Украины.

10. Опишите конструкцию шарнирных грузовых цепей. Преимущества и недостатки грузовых цепей

11. Как определяют номинальный диаметр блока и барабана с учетом типа крана, режима его работы и диаметра каната?

12. Изобразите профиль ручья канатного блока и барабана.

13. Напишите формулу для определения КПД блока.

14. Опишите конструкцию барабана.

15. В чем преимущества барабана с винтовой нарезкой?

16. Как определяется длина барабана?

17. Опишите конструкции крепления конца каната к барабану.

18. Изобразите принципиальную схему пневмозахвата и назовите примеры использования их в металлургии.

19. В чем состоит принцип определения силы захвата (удержания) груза пневмозахватом?

  1.  Полиспасты. Крюковые подвески. Расчет деталей крюковой подвески на прочность

Полиспасты: назначение, схемы, расчетные зависимости для определения натяжения гибких органов. Влияние схемы и кратности полиспаста на параметры механизма подъема.

Крюковые подвески: типы, конструкции, назначение. Расчет деталей на прочность.

Методические указания

Изучая полиспасты, необходимо овладеть знаниями по их устройству, разновидностям и областям применения. Четко представлять, как определяется кратность полиспаста.

При изучении крюковых подвесок важно разобраться в их устройстве, усвоить методику расчета деталей на прочность.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое полиспаст?

2. Какие бывают полиспасты?

3. Как определяется кратность полиспаста?

4. Приведите наиболее распространенные схемы полиспастов.

5. Преимущества и недостатки сдвоенных полиспастов по сравнению с одинарными.

6. Назначение крюковых подвесок.

7. Отличие нормальной крюковой подвески от укороченной.

8. Приведите схемы наиболее распространенных крюковых подвесок.

9. Как рассчитывают диаметр цапфы траверсы?

10. Почему подшипник крюка выбирается по статической грузоподъемности?

11. Напишите расчетную формулу для определения нагрузок на подшипники блоков.

12. Какие крюковые подвески применяют на разливочных кранах?

  1.  Привод грузоподъемных машин. Тормоза. Выбор электродвигателя, редуктора, тормоза

Классификация и характерные особенности различных типов привода. Крановые электродвигатели. Проверка выбора двигателя на нагрев по среднеквадратичному моменту. Влияние режима работы на номинальную мощность двигателя.

Тормоза: назначение, классификация по назначению и конструктивному выполнению рабочих элементов, по принципу действия. Тормоза колодочные, ленточные.

Фрикционные материалы, применяемые в тормозах грузоподъемных машин. Расчет тормозного момента и выбор тормоза.

Схемы соединения барабана с редуктором.

Методические указания

При изучении привода грузоподъемных машин нужно обратить внимание на то, что для специфических условий крановой работы (частые пуски и остановки, короткие периоды включения) применяют специальные электродвигатели кранового типа, а не двигатели общего назначения, предназначенные для длительной работы на более или менее установившемся режиме.

При выборе электродвигателей по таблицам важно учитывать изменение мощности одного и того же двигателя в зависимости от продолжительности его включения (ПВ, %), при которой будет работать этот двигатель в проектируемом механизме.

Следует усвоить методику определения динамических моментов, действующих на валах механизмов в период неустановившегося движения, и методику приведения этих моментов к валу двигателя.

При изучении тормозов и остановов необходимо изучить конструкции, области применения и расчеты остановов и тормозов.

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды приводов имеют преимущественное распространение в грузоподъемных машинах?

2. Почему для грузоподъемных кранов применяют специальные электродвигатели?

3. Укажите типы крановых электродвигателей и приведите их характеристики.

4. Как определяют мощность двигателя механизма подъема груза и как подбирают электродвигатель по каталогу?

5. Как производят проверку выбранного по каталогу электродвигателя на нагрев?

6. Как определяют передаточное число редукторов?

7. Как соединяют барабаны с редуктором?

8. В зависимости от каких факторов назначается скорость подъема груза?

9. Для чего служат остановы?

10. Опишите область применения и принцип работы остановов.

11. Охарактеризуйте устройство храпового механизма.

12. Приведите общее определение тормозов, их назначение.

13. Опишите конструкцию простого колодочного тормоза.

14. Какие материалы применяют для рабочей поверхности колодки, их коэффициент трения?

15. Опишите конструкцию простого и дифференциального ленточных тормозов.

16. Приведите формулу определения расчетного тормозного момента.

17. Что понимается под коэффициентом запаса тормозного момента?

18. Укажите нормы коэффициентов запаса тормозного момента для разливочных режимов работы крана по правилам Госнадзорохрантруда Украины.

19. Как подбирается тормоз по каталогу?

  1.  Механизмы передвижения. Металлоконструкции.

Схемы механизмов передвижения с приводными колесами с ручным и механическим приводом. Области применения. Конструкции, материал и расчет ходовых колес. Сопротивлению передвижению. Анализ процессов установившегося и неустановившегося движения. Понятие о силе сцепления и запасе сцепления ходовых колес с рельсом. Определение максимально допустимой величины ускорения при пуске и замедления при торможении. Методика выбора двигателя и определения тормозного момента для механизма передвижения. Области применения и особенности расчета механизмов с раздельным приводом.

Металлоконструкции. Материалы. Расчетные нагрузки и допускаемые напряжения. Мосты кранов. Выбор сечения главной балки моста крана. Проверка жесткости.

Методические указания

Необходимо изучить: схемы механизмов передвижения мостов кранов и крановых тележек; области их применения; конструкции; материал и расчет ходовых колес; рельсы, их разновидности, материал; сопротивлению передвижению и определение пускового и тормозного моментов; определяющие мощности и выбор двигателя, передаточного числа механизма передвижения; области применения и особенности расчета механизмов передвижения с раздельным приводом.

При изучении металлоконструкций грузоподъемных машин следует ознакомиться с материалами, схемами мостов кранов, расчетными нагрузками, выбором сечения главной балки моста крана, определением жесткости моста крана.

Вопросы для самопроверки

1. Какие различают схемы механизмов передвижения мостовых кранов и крановых тележек?

2. Опишите устройство ходовых колес.

3. Из какого материала изготавливаются ходовые колеса?

4. Какие различают типы рельсовых путей грузоподъемных машин?

5. Опишите схемы контактов ходовых колес с рельсами.

6. Как определяют момент сил сопротивления передвижению грузоподъемных машин и какие при этом учитываются сопротивления?

7. Как вычисляют мощность электродвигателя механизма передвижения?

8. Как определяют передаточное число механизма передвижения?

9. Когда применяют механизмы передвижения с раздельным приводом?

10. Какие материалы  применяются в металлоконструкциях грузоподъемных машин?

11. Как определяют основные размеры главной балки моста крана?

12. Что такое жесткость моста крана?

  1.  Транспортирующие машины

Характерные особенности работы транспортирующих машин. Разделение на транспортирующие машины с гибким тяговым элементом и без такового.

Общие сведения: назначение, основные параметры, определение производительности, понятие о насыпной плотности груза и угле естественного откоса его.

Ленточные конвейеры: конструкции, области применения, загрузка и разгрузка, сопротивления, определение мощности привода и нагрузок методом обхода по контуру.

Конвейеры с тяговой цепью: классификация, типы применяемых цепей; конструкции; сопротивление передвижению тяговой цепи. Определение мощности привода.

Транспортирующие машины без тягового элемента: гравитационные, рольганги приводные и неприводные, вибрационные и винтовые конвейеры, транспортирующие трубы, пневматический и гидравлический транспорт.

Методические указания

При изучении транспортирующих машин необходимо ознакомиться с их классификацией и характерными особенностями работы.

Следует усвоить: назначение транспортирующих машин с гибким тяговым элементом, основные параметры этих машин, определение их производительности.

Изучая ленточные конвейеры студентам важно знать: схемы и область применения ленточных конвейеров; загрузочных, разгрузочных и натяжных устройств; конструкции барабанов и поддерживающих роликов; определение ширины ленты; методику расчета усилий и мощности двигателя.

При изучении конвейеров с тяговой цепью нужно усвоить: схемы, устройство и область применения пластинчатых, ковшовых, грузоведущих и тележечных конвейеров; разновидности, области применения конвейерных цепей; конструкции звездочек и поддерживающих роликов; определение производительности конвейеров; методику определения усилий в ветвях цепи и мощности привода.

Изучение элеваторов даст сведения о схемах ковшовых, люлечных и полочных элеваторов, областях их применения, конструкциях ковшей, полок и люлек; облегчит определение их производительности и освоение методики тягового расчета и определение мощности привода.

При изучении транспортирующих машин без тягового элемента необходимо изучить классификацию, области применения, конструктивные схемы, основные расчеты зависимости, определение производительности винтовых, инерционных, роликовых, шагающих, гравитационных, штанговых конвейеров, транспортирующих труб.

При ознакомлении с пневматическими и гидравлическими транспортными устройствами полезно изучить области их применения, конструктивные схемы, преимущества и недостатки.

Вопросы для самопроверки

1. На какие основные виды подразделяются транспортирующие машины?

2. Каковы характерные особенности работы транспортирующих машин?

3. Какие вы знаете транспортирующие машины с гибким тяговым элементом?

4. Как определяется объемная и весовая производительность транспортирующих машин с гибким тяговым элементом?

5. Что представляет собой угол естественного откоса груза?

6. Из каких основных частей состоит ленточный конвейер?

7. Как устроены конвейерные ленты: текстильные, из искусственной ткани, прорезиненные, со стальными канатами и проволочно-сетчатые? Где их применяют?

8. Как определяют необходимую ширину ленты?

9. Как устроены роликоопоры?

10. Как вычисляют диаметр и длину барабана?

11. Какие существуют способы увеличения сцепления ленты с приводным барабаном?

12. Для чего служат и какие различают виды натяжных устройств?

13. Как определяют сопротивление движению ленты на отдельных участках конвейера?

14. Какова методика определения  сил сопротивления передвижению ленты?

15. Как рассчитывают тяговое усилие на приводном барабане и мощность электродвигателя для ленточного конвейера?

16. Каковы достоинства и недостатки конвейеров с тяговой цепью? Где их применяют?

17. Классификация транспортирующих машин с тяговой цепью.

18. Какие скорости применяют в конвейерах с тяговой цепью?

19. Что представляет собой грузонесущий элемент пластинчатого конвейера?

20. Как определяют тяговое усилие на приводных звездочках конвейеров с тяговой цепью? Какие при этом учитываются сопротивления?

21. Виды конвейерных цепей.

22. Устройство и принцип работы скребкового конвейера.

23. Устройство и принцип работы ковшовых конвейеров.

24. Устройство, классификация, назначение и принцип работы подвесных конвейеров.

25. Как устроены ковши, полки и люльки элеваторов и от каких факторов зависит их форма?

26. Назначение, классификация и устройство элеваторов.

27. Какие существуют схемы загрузки и выгрузки элеваторов?

28. Как определяют производительность элеватора?

29. Виды гравитационных устройств. Какова их конструкция и где их применяют?

30. Назначение, устройство и классификация роликовых конвейеров.

31. Как устроен инерционный конвейер?

32. Как устроен винтовой конвейер и в каких случаях его применяют?

33. Как устроены транспортирующие трубы?

34. Опишите основные схемы устройств пневматического транспорта.

35. Охарактеризуйте схемы устройств гидравлического транспорта.

  1.  КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
    1.  Задание на контрольную работу

В соответствии с учебным графиком по данному курсу студенты заочной форы обучения выполняют две контрольные работы. Каждая работа выполняется в отдельной тетради с полями.

Расчетная часть должна иметь все необходимые основания. Формулы сначала записываются в общем виде с расшифровкой всех входящих в них буквенных символов и ссылкой на литературный источник в случае необходимости.

В конце работы студенту нужно привести список использованной литературы, поставить дату выполнения и свою личную подпись. В тетради необходимо оставить чистые листы для рецензии и внесения исправлений по замечаниям рецензента.

Студенты выбирают номер задачи и вариант по двум последним цифрам своего шифра (номер зачетной книжки). При этом номер задачи выбирают по табл. 1, а вариант – по последней цифре шифра по табл. 2–6.

Таблица 1

Последние цифры шифра

00–09
50–59

10–19
60–69

20–29
70–79

30–39
80–89

40–49
90–99

Номер варианта

1

2

3

4

5

Задача 1

Таблица 2

Если последняя цифра "0", то это значит, что нужно выполнить 10-й вариант задачи.

Например: студент, имеющий шифр 057248, выполняет восьмой вариант задачи пять; студент, имеющий шифр 057250, выполняет десятый вариант задачи 1 и т.д.

Условие задачи для всех пяти вариантов одинаковое.

Рассчитать механизм подъема электромостового крана по исходным данным:

масса поднимаемого груза, скорость подъема груза, высота подъема груза, относительная продолжительность включения, режим работы механизма подъема.

Работа должна содержать:

Выбор и обоснование типа и кратности полиспаста, схему полиспаста; определение максимального натяжения каната; выбор его по ГОСТ; расчет и выбор диаметров блоков и барабана, определение основных размеров барабана; расчет барабана на прочность; выбор и обоснование типа крюковой подвески; выбор крюка по ГОСТ; расчет и выбор подшипника для крюка; расчет и выбор электродвигателя и редуктора механизма подъема; проверку выбранного электродвигателя на время разгона; расчет и выбор тормоза; выводы; библиографический список.

  1.  Пример выполнения контрольной работы № 1
    1.  Исходные данные к расчету

Рассчитать механизм подъема электромостового крана общего назначения при следующих исходных данных:

грузоподъемность ,

скорость подъема груза ,

высота подъема ,

режим работы – тяжелый,

относительная продолжительность включения .

  1.  Выбор полиспаста, каната

В механизмах подъема с непосредственной навивкой каната на барабан применяют сдвоенный полиспаст, при использовании которого обеспечиваются: вертикальное перемещение груза, постоянная нагрузка на опоры барабана и на ходовые колеса тележки независимо от высоты подъема груза.

Для крана грузоподъемностью  принимаем сдвоенный полиспаст (число ветвей, навиваемых на барабан ) кратностью  /2, табл. 10/.

При проектировании мостового крана общего назначения предпочтение можно отдать кинематической схеме механизма подъема груза, в которой двигатель соединен с редуктором при помощи зубчатой муфты с промежуточным валом; роль тормозного шкива выполняет одна из полумуфт, насаженная на входной вал редуктора; концы быстроходного и тихоходного валов редуктора входят в одну сторону. Выбранная схема механизма подъема приведена на рис. 1.

1 – электродвигатель, 2 – соединительная муфта, 3 – промежуточный вал, 4 – тормоз, 5 – редуктор, 6 – барабан, 7 – верхние (неподвижные) блоки, 8 – канат, 9 – нижние блоки, 10 – серьга, 11– траверса, 12 – крюк, 13 – упорный подшипник.

Рисунок . – Схема механизма подъема.

Максимальное натяжение в канате, набегающем на барабан, при подъеме груза определяется по формуле [2]:

,

где  – номинальный вес груза:

;

 – КПД полиспаста:

,

где  – КПД блока (для блока на подшипниках качения ).

Принимаем =0,97.

,

.

Канат выбираем по разрывному усилию, согласно правилам Госнадзорохрантруда Украины:

.

Выбираем тип каната ЛК–Р 619 Э(1+6+6/6)+1 ос ГОСТ 2688–80, имеющий линейное касание проволок и различные диаметры проволок в верхнем слое пряди.

Из таблицы /4, табл. II.2.1/ выбираем типоразмер каната.

Канат 24–Г–1–Н–1578 ГОСТ 2688–80 имеет параметры: ; ; назначение каната – грузовое; марка проволоки – первая; сочетание направлений свивки элементов – крестовое; способ свивки кантата – нераскручивающийся; маркировочная группа – 1578 МПа /8/.

Фактический коэффициент запаса прочности выбранного каната:

.

  1.  Расчет и выбор диаметров блоков и барабана

Диаметры блоков и барабана по центру навиваемого каната, согласно правилам Госнадзорохрантруда Украины, определяется по формуле /2/:

,

где  – коэффициент, зависящий от режима работы и типа грузоподъемной машины /2, табл. 12/. Для тяжелого режима работы .

Диаметры блоков и барабана по дну канавки:

.

Окончательно диаметр блока по дну канавки принимаем ближайший больший из ряда диаметров блоков, использованных в стандартных крюковых подвесках.

В укороченных крюковых подвесках, разработанных ВНИИПТмаш /2, прил. XI/ используются блоки с диаметрами по дну канавки: 320, 460, 450, 560 и 670 мм. В нормальных крюковых подвесках (ОСТ 24.191.08–81) /4, табл. II. 1.1/ используются блоки с диаметрами по дну канавки, равными: 336, 406, 500, 610, 710, 810 и 960 мм.

Для рассчитываемого механизма подъема с учетом его режима работы для нормальной крюковой подвески принимаем .

Для барабана стандартным является диаметр по дну канавки из нормального ряда диаметров: 160, 200, 250, 320, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900 и 1000 мм /4/.

Принимаем . При этом расчетный диаметр барабана (по средней линии навитого каната):

.

Для рассматриваемого примера барабан и блоки принимаем /4, табл. 3.1/ изготовленными из чугуна СЧ–18 ГОСТ 1412–85.

  1.  Расчет узла барабана

Полная длина барабана зависит от номинальной высоты подъема груза, диаметра каната, диаметра барабана и определяется по формуле /2/:

,

где  – длина нарезки на одной половине барабана;

 – длина участка с каждой стороны барабана, используемая для закрепления каната;

 – длина участка барабана между левой и правой нарезками.

Длину нарезки на одной половине барабана находим по формуле /2/:

,

где  – число витков нарезки на одной половине барабана, определяемое из выражения:

,

где 1,5…2,0 – число запасных витков каната на барабане;

 – длина каната, наматываемого на одну половину барабана.

.

.

 – шаг нарезки барабана, выбираемый из /2, прил. XIV/.

Для каната

Длину барабана, свободную от нарезки, вычисляем по формуле:

,

где  – расстояние между осью барабана и осью подвижных блоков в крайнем верхнем положении груза. Определение величины  представляет определенные затруднения, обусловленные конструктивными особенностями механизма подъема различных кранов:

,

где  – тормозной путь:

.

где  – предварительное время торможения, с;

  – скорость подъема груза, м/с;

,

,

где  – допустимый угол отклонения, набегающий на барабан ветви каната от вертикального положения;

 – расстояние между осями ручьев блоков, с которых сбегают ветви каната, навиваемые на барабан.

При выборе параметра  ориентируемся на размеры стандартных крюковых подвесок укороченных /2, прил. XI/ и нормальных /4, табл. II.I/.

Для рассматриваемого случая принимаем .

Тогда

.

Тогда полная длина барабана:

.

Толщину стенки барабана определяют из расчета на сжатие:

,

где  – допускаемое напряжение сжатия /4, табл. 5.1/ для чугуна. Для чугуна СЧ–18 при тяжелом режиме работы .

.

Из условий технологии изготовленных литых барабанов толщина стенки их должна быть не менее 12 мм.

Принимаем толщину стенки . Следует иметь в виду, что эта величина измеряется по дну нарезки.

Кроме сжатия стенка барабана испытывает напряжения изгиба и кручения.

Крутящий момент, передаваемый барабаном:

Изгибающий момент определяют для случая, когда крюковая подвеска находится в самом верхнем положении (расстояние между навиваемыми канатами ).

Расстояние от точки приложения усилия  до середины торцевого диска барабана определяют из соотношения:

.

.

Сложное напряжение от изгиба и кручения определяем по формуле:

,

где  – экваториальный момент сопротивления сечения барабана:

.

 – коэффициент приведения напряжений.

.

Напряжения от изгиба и кручения в стенке барабана (при длине барабана менее трех его диаметров) не превышают 15% от напряжения сжатия.

,

.

  1.  Выбор типа крюковой подвески и крюка

В общем случае при четной кратности полиспаста  можно принимать как нормальную, так и укороченную крюковую подвеску. Предпочтительны укороченные крюковые подвески, позволяющие осуществлять подъем груза на несколько большую высоту.

Однако по нормам ВНИИПТмаш /2, прил. XI/ укороченные крюковые подвески для механизмов подъема с тяжелым режимом работы используются только при . Нормальные же крюковые подвески (ОСТ, 24.191.08–81) рекомендованы к использованию при любой грузоподъемности  и любом режиме работы механизма подъема /5/.

Окончательно принимаем нормальную крюковую подвеску.

Для номинальной грузоподъемности и режиму работы для заданного механизма из прил. VII /2/ выбираем заготовку крюка 23А ГОСТ 6627–74.

Основные размеры крюков приведены в прил. VI /2/.

На рис. 3 показана схема хвостовика выбранного крюка и приведены размеры, которые необходимы для проектирования траверсы, гайки и упорного подшипника.

  1.  Расчет и выбор подшипника крюка

Для крюка выбираем упорный однорядный шарикоподшипник. Расчетная нагрузка на подшипник должна быть равна или меньше его статической грузоподъемности:

,

где  – коэффициент безопасности /2, прил. Х/.

Шейка заготовки крюка может быть обточена под подшипники разных размеров. В рассматриваемом случае диаметр шейки крюка под подшипник может изменяться в пределах 130–150 мм.

Принимая диаметр шейки 140 мм, выбираем подшипник легкой серии 8228 с размерами . Статическая грузоподъемность  /2, прил. IX/.

  1.  Расчет и выбор электродвигателя и редуктора механизма подъема

Требуемая расчетная статическая мощность электродвигателя при подъеме номинального груза определяется по формуле:

,

где  – номинальный (максимальный, проектный) вес груза, кН;

 – скорость подъема груза, м/с;

 – КПД механизма подъема /2, прил. XXXIII/.

.

Так как фактическая (заданная) относительная продолжительность включения не совпадает со стандартным значением  крановых электродвигателей, приводимых в каталогах, то необходим пересчет требуемой мощности на номинальное значение при стандартном :

.

Предварительно по каталогу выбираем двигатель мощностью (при тяжелом режиме работы) на 5–10% меньше расчетной, при стандартном , так как не все время механизм подъема крана работает с номинальным грузом, т.е. . Из табл. II.I.I3 /5, т.1/ выбираем электродвигатель переменного тока с фазным ротором типа МТН 711–10 мощностью  (при ) с частотой вращения ротора  максимальным моментом , моментом инерции ротора .

Передаточное отношение редуктора:

,

где  – частота вращения барабана, определяемая из выражения:

.

Редуктор механизма подъема выбираем с учетом вращающего момента на тихоходном валу редуктора, частоты вращения его быстроходного вала, расчетного передаточного отношения, заданного режима работы механизма и допускаемой консольной нагрузки на выходном валу. Из табл. V.I.43 /5/ выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый крановый типоразмера Ц2–750–24,90–4М (суммарное межосевое расстояние , передаточное отношение , схема сборки 4, вал тихоходный с концом под зубчатую муфту). Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

.

Частота вращения быстроходного вала редуктора:

.

Фактическая частота вращения барабана:

.

Фактическая скорость подъема груза:

.

  1.  Проверка двигателя на время разгона

Двигатель должен разгонять механизм за достаточно короткое время, иначе уменьшится производительность крана. С другой стороны, если оно будет слишком мало, то разгон будет сопровождаться большим ускорением, что скажется на прочности элементов, устойчивости груза и т.д.

Время разгона механизма подъема принимают 1–2 с, хотя есть другие рекомендации /4, с. 85/.

Для механизма подъема наибольшее время разгона получается при разгоне на подъем. Его можно определить по формуле /5/:

,

где  – приведенный к валу двигателя момент инерции при разгоне всех движущихся частей механизма, ;

 – угловая скорость двигателя, рад/с;

 – средний пусковой момент двигателя, ;

 – момент статических сопротивлений при разгоне, приведенный к валу двигателя, .

,

где  – моменты инерции соответственно ротора электродвигателя, муфты с тормозным шкивом и муфты без тормозного шкива (см. рис. 1), ;

 – коэффициент, учитывающий момент инерции масс деталей, вращающихся медленнее, чем вал двигателя;

 – масса поднимаемого груза, кг;

 – КПД механизма. Выбирается по прил. XXXIII /2/.

Соединительную муфту выбирают по расчетному моменту:

,

где  – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма /2, прил. LIV/;

 – коэффициент, учитывающий режим работы механизма /2, прил. LIV/.

Статический момент на валу электродвигателя при подъеме груза определяется по формуле:

.

Тогда

.

Предварительно из /2, прил. LIV/ выбираем ближайшую по требуемому вращающему моменту муфту МЗП–3 с наибольшим передаваемым крутящим моментом 3150 . Момент инерции муфты .

Зубчатую муфту с тормозным шкивом выбираем из прил. XIVII /2/, учитывая не только передаваемый крутящий момент, но и диаметр тормозного шкива, известный из процедуры выбора тормоза. В рассматриваемом случае выбрана зубчатая муфта с тормозным шкивом , наибольшим крутящим моментом 8600  и моментом инерции .

Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем тип муфты – зубчатую с промежуточным валом МЗП–5 ГОСТ 5006–55 /2, прил. IXV/. Такая муфта хорошо компенсирует возможные неточности монтажа и может передавать большие крутящие моменты.

Номер муфты выбран с учетом диаметра вала двигателя  и максимального диаметра посадочного отверстия полумуфты со стороны двигателя . Номинальный вращающий момент , момент инерции муфты .

Угловая скорость вала двигателя:

.

Приведенный к валу двигателя момент инерции механизма:

Средний момент электродвигателя в период пуска:

,

где

.

Время разгона двигателя при пуске:

.

Среднее ускорение груза при разгоне механизма:

,

где  – допускаемое ускорение для механизмов подъема кранов, обслуживающих металлургические цехи /1, с. 233/.

  1.  Расчет и выбор тормоза

Выбираем для механизма подъема тормоз нормально замкнутого типа. Местом установки тормоза является быстроходный вал механизма с наименьшим крутящим моментом. В качестве тормозного шкива обычно используется одна из полумуфт муфты, соединяющей электродвигатель и редуктор.

Расчетный тормозной момент:

,

где  – коэффициент запаса торможения, по правилам Госнадзорохрантруда Украины для тяжелого режима работы механизма  /2, табл. 18/.

 – статический момент на валу двигателя при торможении:

,

где  – общее передаточное отношение механизма подъема:

.

Тогда

.

Из табл. V.2.23 /5/ выбираем тормоз ТКГ–500 с наибольшим тормозным моментом .

  1.  КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Рассчитать ленточный конвейер для перемещения груза при условии, что заданы: вид насыпного груза и его плотность ; часовая производительность ; скорость движения ленты при транспортировании груза ; длины участков конвейера  и ; угол наклона конвейера ; режим работы (РР).

Работа должна содержать: расчетную схему с исходными данными для расчета; выбора способа разгрузки материала транспортируемого; определение ширины лен ты; определение погонных нагрузок груза, ленты и роликов; выбор типа роликоопор; выбор числа прокладок ленты; расчет максимального статического натяжения; определение диаметра приводного барабана и округление его до стандартной величины согласно ГОСТ 22644–77; определение сопротивлению движения и натяжения ленты на всех участках конвейера методом обхода по контуру; схему разбивки трассы конвейера на участки и схему сопротивлений; график натяжений ленты; проверку прочности ленты и правильности выбора диаметра приводного барабана; определение мощности электродвигателя и выбор его по каталогу; определение передаточного числа привода; выбор редуктора, муфты; определение диаметров отклоняющих и натяжного барабанов.

Определение номера задачи и схемы конвейера производится по табл. 7 и рис. 4–6 и варианта этой задачи по табл. 8–12 аналогично, как и при выполнении первой контрольной работы. Например, студент, имеющий шифр 8830277, должен решить задачу номер 8, схему конвейера для расчета взять согласно рис. 5, а вариант седьмой, данные которого приведены в табл. 10.

Таблица 7

Последние цифры шифра

00–09
50–59

10–19
60–69

20–29
70–79

30–39
80–89

40–49
90–99

Номер задачи

6

7

8

9

10

Номер рисунка схемы конвейера

4

6

5

6

5

ЗАДАЧА 6

Таблица 8

Вариант

Транспортируемый материал

Параметры

, т/ч

, т/ч3

, м/с

, м

, м

, град

РР

1

Камень

820

2,2

1,7

280

22

Т

2

Шлак

200

0,8

1,4

400

18

С

3

Руда железная

360

2,4

2,0

300

21

С

4

Гравий

520

1,5

2,5

240

17

Т

5

Суперфосфат

170

1,0

1,2

320

15

Л

6

Земля формовочная

260

1,4

1,8

200

14

Л

7

Уголь рядовой

430

0,9

1,5

480

10

С

8

Песок влажный

560

2,0

1,7

350

12

С

9

Глина влажная

300

1,8

1,6

150

20

С

10

Цемент

180

1,7

0,5

100

13

Л

ЗАДАЧА 7

Таблица 9

Вариант

Транспортируемый материал

Параметры

, т/ч

, т/ч3

, м/с

, м

, м

, град

РР

1

Зола сухая

70

0,6

0,4

18

60

14

Л

2

Соль

300

1,0

1,6

70

70

16

С

3

Цемент

200

1,2

0,7

10

90

10

С

4

Песок сухой

600

1,5

2,5

40

100

18

Т

5

Гравий

400

1,8

2,7

20

60

15

Т

6

Торф сухой

150

0,4

1,9

45

120

21

Л

7

Уголь рядовой

500

0,9

0,7

50

140

24

С

8

Суперфосфат

260

1,7

1,2

30

80

13

С

9

Глина сухая

390

1,4

2,2

18

110

19

Г

10

Известняк мелкокусковой

180

1,2

0,8

25

75

17

С

ЗАДАЧА 8

Таблица 10

Вариант

Транспортируемый материал

Параметры

, т/ч

, т/ч3

, м/с

, м

, м

, град

РР

1

Глина сырая

800

1,4

2,8

100

40

20

Т

2

Шлак сухой

520

0,9

2,3

70

20

10

Т

3

Апатит

370

1,7

1,5

60

30

18

Т

4

Кокс

300

0,5

1,6

150

10

12

С

5

Руда железная

420

2,5

1,5

120

50

25

Т

6

Уголь каменный

260

1,8

1,7

90

60

16

С

7

Цемент

200

1,6

0,5

80

40

8

С

8

Песок влажный

470

1,4

2,7

120

30

12

С

9

Соль

320

0,8

0,8

130

30

9

Л

10

Щебень

400

1,7

1,4

140

70

13

С

ЗАДАЧА 9

Таблица 11

Вариант

Транспортируемый материал

Параметры

, т/ч

, т/ч3

, м/с

, м

, м

, град

РР

1

Известняк мелкокусковой

280

1,3

1,8

75

300

13

С

2

Зерно

120

0,8

1,0

60

250

10

Л

3

Земля формовочная

250

1,5

1,7

50

200

8

Л

4

Гравий

550

1,7

2,0

30

180

17

С

5

Глина сухая

260

1,4

2,3

20

240

20

С

6

Песок влажный

300

1,6

1,9

40

320

22

Т

7

Соль

230

0,9

1,4

25

240

19

С

8

Гипс

150

1,0

1,2

50

180

12

Л

9

Уголь каменный

320

0,8

1,8

65

400

17

Т

10

Опилки

260

0,25

0,4

10

300

8

Л

ЗАДАЧА 10

Таблица 12

Вариант

Транспортируемый материал

Параметры

, т/ч

, т/ч3

, м/с

, м

, м

, град

РР

1

Шлак сухой

200

0,9

2,3

70

20

15

С

2

Торф

100

0,6

1,1

105

20

8

Л

3

Зола

40

0,4

0,4

100

10

5

Л

4

Антрацит

600

1,2

1,5

80

30

20

Т

5

Мел

100

1,0

0,7

140

40

10

Л

6

Кокс

300

0,7

1,4

200

50

12

Л

7

Глина сухая

250

1,5

2,0

180

60

18

С

8

Апатит

500

1,7

1,7

280

100

14

Т

9

Соль

170

0,8

1,0

150

20

17

С

10

Земля формовочная

380

1,3

1,3

340

80

16

С

  1.  Пример выполнения контрольной работы № 2
    1.  Исходные данные к расчету

Рассчитать ленточный конвейер (рис. 7) для транспортирования кокса по следующим данным:

производительность ,

угол наклона конвейера ,

плотность материала ,

скорость движения ленты при транспортировании кокса ,

длина наклонного участка трассы конвейера ,

длина горизонтального участка трассы конвейера ,

режим работы – средний.

Необходимую ширину конвейерной ленты (м) определяем по формуле /8/:

,

где  – производительность конвейера, т/ч;

 – скорость ленты, м/с;

 – насыпная плотность груза, т/м3;

 – коэффициент, зависящий от угла естественного откоса насыпного груза на ленте; в движении;

 – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.

Примем для рабочей ветви ленты конвейера желобчатую трехроликовую опору (табл. 13) с углом наклона боковых роликов 20 (табл. 14). Согласно /8, табл. 6.11/ угол наклона бокового ролика можно принимать: 10, 15, 20, 30. Углы наклона бокового ролика 45 и 60 допускаются при транспортировании легких сыпучих грузов (зерна, опилок, золы и др.). Принимаем угол наклона роликов 20.

Таблица 13 – Рекомендуемое количество роликов в роликоопоре

Ширина ленты, мм

Количество роликов в роликоопоре

рабочей ветви

холостой ветви

До 300

1

1

400…500

2 или 3

1

650 и более

3

1 или 2

Таблица 14 – Значение коэффициента

Форма ленты

Угол наклона боковых роликов, град

Угол откоса насыпного груза на ленте, град

15

20

Плоская

240

325

Желобчатая на двухроликовой опоре

15

450

535

Желобчатая на трехроликовой опоре

20

470

550

30

550

625

36

585

655

Угол естественного откоса насыпного груза в движении определяем по табл. 15. Для кокса .

Таблица 15 – Характеристика свойств насыпных грузов

Наименование груза

Насыпная плотность, т/м3

Угол естественного откоса, град

в покое

в движении

Руда железная

2,1–3,5

30–50

20

Гравий

1,6–1,9

40

20

Шлак

0,6–0,9

35–40

20

Суперфосфат

1,0–20

35–40

15–20

Камень

1,8–2,2

40

20

Земля формовочная

1,25–1,3

30–45

15–20

Уголь рядовой

0,85–0,90

30–40

15–20

Песок:

сухой

1,40–1,65

30–40

20

влажный

1,6…1,7

50

25

Глина:

сухая

1,0–1,5

50

25

влажная

1,9–2,0

45

20–22

Цемент

1,0–1,3

30–40

15

Зола сухая

0,40,6

40–50

20–25

Соль

0,72–1,85

30–40

15–20

Торф сухой

0,33–0,50

32–45

15–20

Известняк мелкокусковой

1,2–1,5

40–45

20

Апатит

1,3–1,7

30–40

15–20

Уголь каменный

0,65–0,80

30–45

15–22

Щебень

1,2–1,8

35–40

20

Кокс

0,48–0,53

30–35

15

Зерно

0,7–0,9

22

11

Опилки

0,16–0,32

39

20

Гипс

1,2–1,4

40

20

Антрацит

0,80–0,95

45

22

Мел

0,95–1,2

30–40

15–20

С учетом найденного значения  и выбранной формы ленты по табл. 14 определяем коэффициент .

Значение коэффициента  находим в зависимости от угла наклона конвейера  по табл. 16. Для нашего примера .

Таблица 16 – Значения коэффициента

Угол наклона конвейера , град

Угол наклона конвейера , град

До 10

1

16

0,92

До 12

0,97

18

0,89

До 14

0,95

20

0,85

Тогда

.

Выбираем резинотканевую конвейерную ленту общего назначения типа 2 стандартной шириной  (табл. 17), количество тяговых прокладок резинотканевой конвейерной ленты принимаем 6.

Таблица 17 –

По табл. 18 выбираем материал ленты БКНЛ–150.

Таблица 18 – Ткани, применяемые для изготовления конвейерных лент (ГОСТ 20–85)

Прочность ткани по основе, Н/мм

Марка ткани из нитей

комбинированных

полиамидных

65

БКНЛ–65; БКНЛ–65–2

100

БКНЛ–100

ТК–100; ТА–100

150

БКНЛ–150

ТК–150; ТА–150

200

ТК–200

300

ТК–300; ТА–300

400

ТК–400; ТА–400

Примечание: БКНЛ – бельтинг из комбинированных нитей с лавсаном, Т – ткань, К – капроновая, А – анидная.

Максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки определяется по табл. 19. В нашем случае .

Таблица 19 – Максимальная допустимая рабочая нагрузка тяговых тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20–85)

Вид ленты

Угол установки конвейера, град

Число тяговых прокладок

Максимальная допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки при номинальной прочности прокладки, Н/мм

400

300

200

150

100

55

Общего назначения, морозостойкая, пищевая, негорючая для угольных шахт

До 10

До 5

50

36

25

18

12

7

Более 5

45

32

22

16

11

6

Более 10

До 5

45

32

22

16

11

6

Более 5

40

30

20

15

10

5,5

Теплостойкая

Любой

Любое

30

20

15

10

5,5

Повышенной теплостойкости

Любой

Любое

15

10

7,5

5

2,8

Согласно ГОСТ 20–85 толщину резиновых обкладок, предварительно выбрав класс прочности Б по табл. 20, принимаем согласно табл. 21 равными:

рабочей поверхности – ;

нерабочей поверхности – .

Обозначение выбранной ленты

Лента 2–1200–6 БКНЛ–150–6–2–Б ГОСТ 20–85, которое расшифровывается следующим образом: резинотканевая конвейерная лента типа 2, шириной 1200 мм, с шестью прокладками, маркой ткани БКНЛ, прочностью прокладок 150 Н/мм, толщиной рабочей поверхности 6 мм и нерабочей поверхности 2 мм, класса прочности Б по ГОСТ 20–85.

Таблица 20 – Прочность резины наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20–85)

Класс прочности

Предел прочности при растяжении, МПа

А

25

Б

20

В

15

Г

12

Таблица 21 – Толщина наружных обкладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20–85), мм

Толщина обкладок рабочих поверхностей

Условное обозначение ленты

Класс прочности резины

А

Б

В

Г

1

6; 4,5

8; 6; 4,5

6; 4,5

6; 4,5

8; 6; 4,5

6; 4,5

2

8; 6; 4,5; 3

6; 4,5; 3

3

2

4

Толщина обкладок нерабочих поверхностей 

4,5 и более

2

3 и менее

1

Погонная масса ленты определяется по формуле /8/:

,

где , плотность ленты;

 – соответственно ширина и толщина ленты, м.

Толщину ленты находим по формуле /8/:

,

где  – количество тяговых тканевых прокладок;

 – толщина тяговой тканевой прокладки; по табл. 22 находим ;

тогда

,

.

Таблица 22 – Толщина тканевых прокладок резинотканевых конвейерных лент (ГОСТ 20–85), мм

Номинальная прочность прокладки, Н/мм

Тяговые прокладки с резиновой прослойкой

Тяговые прокладки без резиновой прослойки, из комбинированных нитей

из синтетических нитей

из комбинированных нитей

400

2,0

300

1,9

200

1,4

150

1,3

1,9

1,6

100

1,2

1,6

1,3

55

1,15

Диаметр роликов роликоопор принимаем согласно рекомендациям табл. 23, .

Таблица 23 – Данные для выбора диаметра роликов роликоопоры рабочей ветви резинотканевой конвейерной ленты

Диаметр ролика , мм

Ширина ленты , мм

Насыпная плотность транспортируемого материала, т/м3, не более

Скорость движения ленты , м/с, не более

63

300…800

1,00

1,25

89

400...650

1,60

2,00

800

2,50

108

400...650

2,00

800...1200

1,60

133

800...1200

2,00

159

800...1200

3,15

4,00

1400

2,00

3,15

1600...2000

1,25

194

1400

3,15

4,00

1600...2000

6,30

Погонную массу вращающихся частей роликов определяем по табл. 24:

рабочей ветви ;

холостой ветви .

Таблица 24 – Ориентировочная погонная масса вращающихся частей роликоопор

Ветвь
конвейера

Погонная масса вращающихся частей
роликоопор кг/м, при ширине ленты, мм

400

500

650

800

1000

1200

1400

1800

2000

Рабочая

8,4

10

10,2

18,4

21

24,2

42

58,4

135,6

Холостая

2,5

3,2

4,4

7,8

9,2

11,1

16,7

23,8

52,5

Погонная масса движущихся частей конвейера /8/:

,

где

,

,

.

Для предварительного расчета определим тяговую силу конвейера по формуле /8/:

,

где коэффициент сопротивления, определяем его по табл. 25, принимая, что роликоопоры установлены на подшипниках качения и условия работы характеризуются небольшим содержанием абразивной пыли, ;

 – длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость. Так как в нашем случае трасса конвейера состоит из горизонтального и наклонного участков, то:

;

 – погонная масса груза, определяется исходя из данной производительности конвейера,

,

;

 – высота подъема (знак плюс) или опускания (знак минус) груза, м. Для заданной трассы конвейера:

;

 – коэффициент, учитывающий геометрические и конструктивные особенности конвейера:

.

Таблица 25 – Значения коэффициента сопротивления  для ленточных конвейеров

Тип опор роликов

Условия работы конвейера

для роликоопор

прямых

желобчатых

Подшипники качения

Чистое сухое помещение без пыли

0,018

0,02

Отапливаемое помещение, небольшое содержание абразивной пыли, нормальная влажность воздуха

0,022

0,025

Неотапливаемое помещение и работа вне помещения, большое содержание абразивной пыли, повышенная влажность воздуха

0,035

0,04

Подшипники скольжения

Очень тяжелые условия работы

0,04

0,06

Средние условия работы

0,06

0,065

Значения входящих в эту формулу коэффициентов находим по табл. 26, принимая, что барабаны конвейера установлены на подшипниках качения. Так как у нас конвейер длиной 75 м, то значение .

Таблица 26 – Значения коэффициентов  для конвейеров с барабанами на подшипниках качения

Обозначение коэффициента

Отличительные признаки конвейера

Значение коэффициента

Конвейер длиной до 15 м

1,5…1,2*

Конвейер длиной 15…30 м

2,1…1,2*

Конвейер длиной 30…150 м

1,1…1,05*

Конвейер длиной более 150 м

1,05

Конвейер прямолинейный или имеющий перегиб трассы выпуклостью вниз

1,0

Конвейер имеет перегиб трассы выпуклостью вверх:

в головной части

1,05

в средней части

1,04

в хвостовой части

1,02

Привод головной

1,0

Привод промежуточный или хвостовой

1,05…1,08*

Натяжная станция промежуточная, имеющая  барабанов

С разгрузкой через головной барабан

1,0

С разгрузочной тележкой при однобарабанном приводе конвейера

1,3

Примечание: * – меньшие значения – для легких условий работы.

Для конвейера выпуклостью вниз коэффициент .

Так как привод расположен в головной части и разгрузка через приводной барабан, то .

Коэффициент  определяем по формуле:

,

где  – количество барабанов натяжной станции. В данной схеме один натяжной барабан:

.

Так как разгрузка производится через головной барабан, то .

Тогда

.

Тяговая сила конвейера:

.

Максимальное статистическое натяжение ленты:

,

где  – коэффициент, зависящий от угла обхвата барабана лентой и коэффициента сцепления барабана с лентой . Угол обхвата барабана лентой принимаем , так как имеется отклоняющий барабан и поэтому по табл. 27 при сухом чугунном барабане . По табл. 28 находим .

.

Таблица 27 – Значения коэффициента сцепления между прорезиненной лентой и барабаном

Материал наружного слоя барабана

Влажность окружающего воздуха

Коэффициент сцепления

Чугун, сталь

Очень влажный

0,1

Влажный

0,2

Сухой

0,3

Дерево, резина (футерованные барабаны)

Очень влажный

0,15

Влажный

0,25

Сухой

0,35

Таблица 28 – Значения коэффициента

Коэффициент сцепления барабана с лентой

Значения коэффициента  при угле обхвата барабана лентой

180

200

225

0,15

1,5

1,42

1,35

0,25

1,85

1,73

1,61

0,35

2,65

2,46

2,26

Число прокладок резинотканевой ленты должно удовлетворять условию:

,

где  – максимальная допустимая рабочая нагрузка прокладок. Ранее определено ;

 – ширина ленты.

,

.

Наименьший диаметр приводного барабана определяем по формуле /8/:

,

где  – коэффициент, зависящий от типа ткани тяговых прокладок прорезиненной ленты. По табл. 29 .

Таблица 29 – Наименьшие значения коэффициента  для определения диаметра приводного барабана и угле обхвата барабана лентой 180…240

Наименование ткани тяговых прокладок прорезиненной ленты

БКНЛ–65; БКНЛ–65–2

125

БКНЛ–100; ТА–100; ТК–100

140

БКНЛ–150; ТА–150; ТК–150

150

ТК–200; ТЛК–200

160

ТА–300; ТК–300; ТЛК–300; МЛК–300

200

ТА–400; ТК–400; МК–400/120; МЛК–400/120

250

.

Диаметры барабанов (мм) должны соответствовать ряду по ГОСТ 22644–77: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 2000, 2500.

Принимаем .

Определим тяговое усилие конвейера методом обхода его по контуру.

Разобьем трассу конвейера на отдельные участки (рис. 8).

Обход начинаем с точки 1 сбегания ленты с приводного барабана, натяжение ленты в которой обозначим:

.

Натяжение в точке 2:

,

где  – сопротивление на отклоняющем барабане:

,

где  – коэффициент увеличения натяжения тягового элемента от сопротивления на поворотном пункте.

При угле обхвата тяговым элементом барабана:

 

 .

Принимая угол обхвата лентой отклоняющего барабана около 90, находим .

.

Натяжение в точке 3:

,

где  – сопротивление на горизонтальном участке холостой ветви конвейера:

,

где

.

.

.

Натяжение в точке 4:

,

где  – сопротивление на криволинейном участке:

,

.

Натяжение в точке 5:

,

,

где  – горизонтальная проекция наклонного участка трассы конвейера:

.

.

,

.

Натяжение в точке 6:

.

Натяжение в точке 7:

,

где  – сопротивление натяжного барабана при угле обхвата лентой .

Тогда .

.

Натяжение в точке 8:

,

где  – сопротивление на загрузочном пункте от сообщения грузу скорости тягового элемента;

.

.

Натяжение в точке 9:

,

где  – сопротивление на наклонном загруженном участке рабочей ветви конвейера:

,

где  – длина горизонтальной проекции загрузочного участка конвейера:

.

Значение всех остальных величин определены выше:

.

.

Натяжение в точке 10:

,

где  – сопротивление на криволинейном участке, где расположен отклоняющий барабан:

,

.

Натяжение в точке 11:

,

где  – сопротивление на прямолинейном участке конвейера:

.

.

Натяжение в набегающей ветви ленты (точка 11) согласно формуле Эйлера:

,

где  – натяжение в сбегающей с приводного барабана ветви ленты ;

 – коэффициент сцепления между лентой и барабаном приводным;

– угол обхвата лентой приводного барабана.

Ранее уже было определено: ; .

Значение тягового фактора  в зависимости от коэффициента сцепления между лентой и барабаном и принятого угла обхвата лентой приводного барабана можно выбирать из прил. LXXXI.

Решим систему уравнений:

,

.

Тогда получим:

,

.

Определяем натяжение конвейерной ленты в остальных точках трассы:

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Строим график натяжений ленты (рис. 9).

Так как расчетное натяжение в набегающей ветви конвейера оказалось меньше максимального, определенного предварительным расчетом, то проверку прочности ленты и правильность выбора диаметра приводного барабана не производим.

.

Мощность на приводном валу конвейера определяем по формуле:

.

Необходимая мощность двигателя:

,

где  – коэффициент запаса, выбирается в пределах . Принимаем .

 – КПД передач от двигателя к приводному валу.

По табл. 30 принимаем , предполагая, что в приводе будет установлен двухступенчатый редуктор:

.

Таблица 30 – КПД звеньев передач

Звенья передач

КПД при подшипниках

качения

скольжения

Передаточный вал с обработанными зубчатыми колесами, расположенными в масляной ванне

0,98

0,96

Передаточный вал с обработанными открытыми зубчатыми колесами

0,97

0,85

Передаточный вал с необработанными зубчатыми колесами

0,93

Редуктор зубчатый:

Одноступенчатый

0,97

0,94

Двухступенчатый

0,96

0,90

Трехступенчатый

0,94

0,85

По табл. 31 выбираем электродвигатель типа 4А225М8У3 номинальной мощность  при частоте вращения . Кратность максимального момента .

Таблица 31 – Двигатели серии 4А

Типоразмер двигателя

Мощность, кВт

Частота вращения, мин-1

Двигатели закрытые обдуваемые

Синхронная частота вращения 1500 мин-1

4A90L4У3

2,2

1425

2,2

4А112М4У3

5,5

1445

2,2

4А132S4У3

7.5

1455

2,2

4А132М4У3

11

1460

2,2

4А150S4У3

15

1465

2,2

4А160М4У3

18,5

1465

2,2

4А180S4У3

22

1470

2,2

4А180М4У3

30

1470

2,2

4А200М4У3

37

1475

2,2

4А225М4У3

55

1480

2,2

4А250S4У3

75

1480

2,2

4А250М4У3

90

1480

2,2

4А280S4У3

110

1470

2,0

Синхронная частота вращения 1000 мин-1

4А100L6У3

2,2

950

2,2

4А112МА6У3

3,0

955

2,2

4А112МВ6У3

4,0

950

2,2

4А132S6У3

5,5

965

2,2

4А132М6У3

7,5

870

2,2

4А160S6У3

11

975

2,0

4А160М6У3

15

975

2,0

4А180М6У3

18,5

975

2,0

4А200М6У3

22

975

2,0

4А200L6У3

30

980

2,0

4А225М6У3

37

980

2,0

4А250S6У3

45

985

2,0

4А250М6У3

55

985

2,0

4А280S6У3

75

985

1,9

4А280М6У3

90

985

1,9

4А315S6У3

110

985

1,9

Синхронная частота вращения 750 мин-1

4А112МА8У3

2,2

700

2,2

4А112МВ8У3

3,0

700

2,2

4А132S8У3

4,0

720

2,2

4А132М8У3

5,5

720

2,2

4А160S8У3

7,5

730

2,2

4А160М8У3

11

730

2,2

4А180М8У3

15

730

2,0

4А200М8У3

18,5

735

2,0

4А200L8У3

22

730

2,0

4А225М8У3

30

735

2,0

4А250S8У3

37

735

2,0

4А250М8У3

45

740

2,0

4А280S8У3

55

735

1,9

4А280М8У3

75

735

1,9

4А315S8У3

90

740

1,9

4А315М8У3

110

740

1,9

Синхронная частота вращения 600 мин-1

4А250S10У3

30

590

1,9

4А250М10У3

37

590

1,9

4А280S10У3

37

590

1,8

4А280М10У3

45

590

1,8

4А315S10У3

55

590

1,8

4А315М10У3

75

590

1,8

4А355S10У3

90

590

1,8

4А355М10У3

110

590

1,8

Двигатели защищенные

Синхронная частота вращения 1500 мин-1

4АН160S4У3

18,5

1450

2,1

4АН160М4У3

22

1458

2,1

4АН180S4У3

30

1465

2,2

4АН180М4У3

37

1470

2,2

4АН200М4У3

45

1475

2,2

4АН200L4У3

55

1475

2,2

4АН225М4У3

75

1475

2,2

4АН250S4У3

90

1480

2,2

4АН250М4У3

110

1475

2,2

4АН280S4У3

132

1470

2,0

4АН280М4У3

160

1470

2,0

4АН315S4У3

200

1475

2,0

Синхронная частота вращения 1000 мин-1

4АН180S6У3

18,3

975

2,0

4АН180М6У3

22

975

2,0

4АН200М6У3

30

975

2,0

4АН200L6У3

37

280

2,0

4АН225М6У3

45

680

2,0

4АН250S6У3

55

985

2,0

4АН250М6У3

75

985

2,0

4АН280S6У3

90

980

2,0

4АН280М6У3

110

980

2,0

4АН315S6У3

132

985

1,9

4АН315М6У3

160

985

1,9

Синхронная частота вращения 750 мин-1

4АН180S8У3

15

730

1,9

4АН180М8У3

18,5

730

1,9

4АН200М8У3

22

430

1,9

4АН200L8У3

30

730

1,9

4АН225М8У3

37

735

1,9

4АН250S8У3

45

770

1,9

4АН250М8У3

55

735

1,9

4АН280S8У3

75

735

1,9

4АН280М8У3

90

735

1,9

4АН315S8У3

110

735

1,9

4АН315М8У3

132

735

1,9

4АН355S8У3

160

740

1,9

4АН355М8У3

200

740

1,9

Синхронная частота вращения 600 мин-1

4АН280S10У3

45

585

1,8

4АН280М10У3

55,0

585

1,8

4АН315S10У3

75,0

590

1,8

4АН315М10У3

90,0

590

1,8

4АН355S10У3

110

590

1,8

4АН355М10У3

132

590

1,8

Частота вращения приводного барабана:

,

где  – заданная скорость конвейера;

 – диаметр приводного барабана.

.

Передаточное число привода:

.

Расчетная мощность на быстроходном валу редуктора для машин непрерывного действия принимается равной наибольшей статической мощности. В нашем случае .

Выбираем редуктор с ближайшим стандартным значением передаточного числа  и в соответствии с данным режимом работы (средний) и расчетной мощностью  (по табл. 34) Ц2–400 с .

Для выбора муфты соединительной между двигателем и редуктором определяем номинальный крутящий момент двигателя /8/:

.

С учетом коэффициента кратности максимального момента двигателя примем расчетный момент муфты:

.

Предполагая, что для предотвращения обратного движения загруженной конвейерной ленты необходим тормоз, устанавливаем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом.

По табл. 32 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с тормозным шкивом с наибольшим передаваемым крутящим моментом .

Таблица 32 – Муфты упругие втулочно-пальцевые с тормозными шкивами

Наибольший передаваемый крутящий момент,

Диаметр тормозного шкива , мм

Число пальцев

250

200

6

500

200

1000

300

2000

400

4000

400

10

8000

500 и 600

Определяем диаметр барабанов:

натяжного . Согласно ГОСТ 22644–77 принимаем .

отклоняющих . Принимаем .

Шаг роликоопор на рабочей ветви конвейера находим по табл. 33.

Таблица 33 – Предельные расстояния между роликоопорами рабочей ветви резинотканевой ленты ленточного конвейера

Насыпная плотность груза,

Предельные расстояния между роликоопорами рабочей ветви при ширине ленты, мм

400; 500

650; 800

1000; 1200

1400; 1600

2000

До 1

1500

1400

1300

1200

1100

До 2

1400

1300

1200

1100

1000

До 3,15

1300

1200

1100

1000

900

Для заданного конвейера .

Шаг роликоопор холостой ветви конвейера определяют по формуле /8/:

,

.

В месте загрузки шаг роликоопор уменьшаем до 650 мм. Нормальная работа ленточного конвейера будет обеспечена при условии, что максимальный прогиб ленты должен удовлетворять условиям: для рабочей ветви при :

,

где  – погонная масса транспортируемого материала, ранее определено, что ;

 – погонная масса ленты, которая определяется в зависимости от ширины ленты, числа прокладок ленты, толщины одной текстильной прокладки, толщины верхней и нижней резиновой обкладки. Ранее было определено, что ;

 – шаг роликоопор на рабочей ветви конвейера;

 – минимальное натяжение груженой ветви ленты, определяем по диаграмме (рис. 9) натяжения ленты конвейера (точки 7–11). Наименьшее натяжение берем в точке 9, т.к. в точке 8 загрузочный пункт, где шаг роликов принят 650 мм.

,

,

;

Для холостой ветви при :

,

где  – минимальное натяжение холостой ветви ленты, определяем по диаграмме (рис. 9) натяжения ленты конвейера (точки 2–6). Наименьшее натяжение будет в точке 5.

,

,

.

Прогибы ленты при минимальном ее натяжении находятся в допустимой норме.

Таблица 34 – Редукторы цилиндрические горизонтальные двухступенчатые типа Ц2. Техническая характеристика

Типоразмер редуктора

Ц2–250

Ц2–300

Ц2–350

Ц2–400

Ц2–500

Передаточное число

Частота вращения быстроходного вала, мин-1

Режим работы

Мощность на быстроходном валу, кВт

номинальное

фактическое

50

50,94

750

Л

6,3

9,9

15

29,2

50

С

4,2

7,4

11,1

19,4

37

Т

2,42

3,9

5,9

7,9

18,75

ВТ

1,67

2,63

3,96

7,7

13,5

100

Л

8,2

12,5

20

39

67,2

С

5,66

9,5

14,2

19,3

45,5

Т

2,87

4,75

7,25

9,6

22,9

ВТ

2,2

3,52

4,86

10,3

13,9

1500

Л

11,5

18,5

27,5

54,5

94

С

7,66

11,2

18,4

25,7

59,6

Т

3,8

7,6

9,2

13,6

32,2

С

8,1

14,6

21,8

28,1

64

Т

4

7,8

12,4

14,2

32,3

ВТ

3,54

5,67

8,31

14,55

28

1500

Л

17

27,5

40

61,6

139

С

10,3

19,3

30,2

31,4

77

Т

5,7

13,5

16,7

16,8

43

ВТ

4,45

6,88

9,5

18,6

34,8

25

24,9

750

Л

12,5

19

30

60

С

9,25

16,1

22,4

35

Т

5,6

9,7

13,5

17,5

ВТ

3,36

5,3

7,95

15,6

1000

Л

14

20

36

70,5

С

11,7

18,3

27,1

42,2

Т

6,15

9,3

14,5

21,1

ВТ

4,05

6,36

9,53

18,75

1500

Л

11,5

33

54

96

С

16,3

21,2

39,5

45

Т

8,2

16,2

19,4

27,8

ВТ

2,6

4,22

6,17

12,1

21,2

40

41,34

750

Л

7,5

11,5

18,4

36,2

62

С

5,6

8,3

13,4

23,2

42,2

Т

2,85

4,5

6,8

11,1

22,4

ВТ

2

3,19

4,77

9,25

16,1

1000

Л

9,8

14

22

43,5

75

С

6,95

11,2

16,3

28,1

55

Т

3,43

5,9

8,2

14,2

27,5

ВТ

2,39

3,81

5,56

11,1

19,4

1500

Л

13

21

31,5

62

107

С

8,85

12,3

22,5

31,4

70,2

Т

4,5

8,9

10,7

16,8

35,8

ВТ

3,02

4,72

7,15

14

23,6

31,5

32,42

750

Л

10,5

14,5

20

48,5

83

С

6,62

10,4

16,6

23,2

52,7

Т

3,6

6,4

10,3

11,1

26,3

ВТ

2,94

4,46

6,95

11

23,4

1000

Л

11,5

18

27,5

54

100

ВТ

5,72

9,12

12,5

23,9

20

19,8

750

Л

15

24

36

71,5

С

11,1

17,8

26,9

46,5

Т

5,9

9,3

14

24,1

ВТ

3,94

5,2

9,25

18,1

1000

Л

17

29

43,5

77

С

14

20,6

33,5

49,4

Т

7,8

11,2

16,9

25

ВТ

4,08

7,57

11,3

20

1500

Л

27,5

40

59,5

116

С

16,6

26,5

43,7

58,2

Т

9,7

20

20,4

38,7

ВТ

7,18

10,4

15,4

29,9

16

16,3

750

Л

18,5

29

44

86,5

С

13,5

21,6

32

53,6

Т

6,7

10,7

15,9

31,3

ВТ

4,46

7,04

10,5

20,3

1000

Л

20

31,5

47

92

С

18,3

25

37,1

54,3

Т

8,2

11,8

19,7

32,2

ВТ

5,83

8,25

12,7

24,4

1500

Л

32,5

43

71

138

С

21,4

31,6

50,5

73,6

Т

9,95

20,6

23

45,2

ВТ

7,9

12,6

18,8

36,6

12,5

12,41

750

Л

25,5

33,5

55

91

С

15,9

25

43,5

53,6

Т

9,9

15,9

23,4

31,3

ВТ

6,53

10,5

14,1

27,7

1000

Л

25

35,5

62

107,5

С

19,6

31,2

50,7

54,5

Т

11,2

16,3

26,3

32,2

ВТ

8,25

12,25

18,6

31,2

1500

Л

40,5

53

96,5

152,3

С

22,1

29,8

70

81

Т

13,3

28,9

34,7

65,2

ВТ

11,75

18,65

27,7

49,7

10

9,8

750

Л

30,5

40

65

94

С

18,9

35,7

52

58,8

Т

11,7

18,7

25,4

35,2

ВТ

8,2

11,8

17,8

36,6

1000

Л

30,5

43

78

127

С

20,2

39,7

61,2

68,5

Т

12,5

19,4

31,4

48,2

ВТ

9,72

15,5

22,9

44,2

1500

Л

49,5

62,5

11,75

178

С

27

48,2

84,7

91,3

Т

16,9

33,6

40

61

ВТ

14,8

23,6

35,2

58,4

8

8,32

750

Л

33

46

76

С

23

40,3

61

Т

13,4

21,1

28,8

ВТ

8,8

13,9

24,5

1000

Л

37

49

80

С

23,4

44,2

58,6

Т

14,3

21,2

34,9

ВТ

11,7

18,3

27,6

1500

Л

56,5

68,5

134

С

31

55

96,5

Т

20,3

39,6

47,2

ВТ

17,6

28

41,8


СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Александров В.П. Подъемно-транспортные машины. – М.: Высш. шк., 1985. – 570 с.

2. Иванченко Ф.К. и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. – Киев: Вища шк., 1978. 576 с.

3. Иванченко Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин. – Киев: Вища шк., 1988. – 424 с.

4. Курсовое проектирование грузоподъемных машин /Под ред. С.А. Козака. – М.: Высш. шк., 1989. – 320 с.

5. Справочник по кранам: в 2 т. /Под ред. М.М. Гохберга. – Л.: Машиностроение, 1988. – Т.1 и 2.

6. Ряховский О.А. и др. Справочник по муфтам. – Л.: Политехника, 1991. – 384 с.

7. Тормозные устройства. Справочник /Под ред. М.П. Александрова. –М.: Машиностроение, 1985. – 270 с.

8. Кузьмин А.В. и др. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. – Минск: Высш. шк., 1983. – 350 с.

9. Спиваковский А.О. и др. Транспортирующие машины. – М.: Машиностроение, 1983. – 487 с.

10. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций /Под ред. М.П. Александрова и Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1987. – 210 с.




1. заданием типов данных.1
2. на тему Аборт как социальноантропологическое явление Выполнила студентка 3 курса Ф
3. Передумова державного відродження України - а Причини та суть кризових явищ в економічному та
4. тема- Система главного корня стержневая
5. 092011 року Відповідно до вимог Доручення Президента України від 01
6. а демократичні вибори Бперші альтернативні вибори у Верховну Раду УРСР
7. Wht re you to tlk bout 2. We hve just to tlk bout it.html
8. технического назначения
9. Тематика контрольных вопросов по курсу Этика делового общения
10. механическое устройство предназначенное для перевода графической информации в цифровой вид для ее редакти
11. Социальные индикаторы безопасности Социальные индикаторы характеризуют сложившиеся тенденции развития
12. Курсовая работа- Выборочное наблюдение
13. I. Модель динамики инфляции и процентной ставки в России в 1995 году с учетом эффекта ликвидности на рынке ГКОО
14. Об утверждении Перечня олимпиад и иных конкурсных мероприятий по итогам которых присуждаются премии для по
15. Информационные технологии в образовании
16. Анализ работы по управлению качеством на предприятии Характеристика вашего предприятия 35 страниц 1
17. ТЕМА 1 Поняття і сутність менеджменту Еволюція поглядів на сутність менеджменту Організація як
18. . Растровая графикаОсновным наименьшим элементом растрового изображения является точка.
19. Алмазы на предприятиях Москвы
20. Экспериментальная и теоретическая физика ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ЗВУКА В ВОЗДУХЕ МЕТОДОМ СТО