КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т Ф

Работа добавлена на сайт samzan.net:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Т Ф. ГОРБАЧЕВА»

Кафедра стационарных и транспортных машин

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ МЕТОДОМ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММ НАТЯЖЕНИЯ ЛЕНТЫ

Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Транспортные машины» для студентов специальности 150402

«Горные машины и оборудование» всех форм обучения

Составитель Т. Ф. Подпорин

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 25 от 15.06.2011

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией

специальности 150402

Протокол № 11 от 30.06.2011

Электронная копия находится

в библиотеке КузГТУ

Кемерово 2011

ВВЕДЕНИЕ

Целевое назначение методических указаний – создать возможность студентам за одно лабораторное занятие (4 ч) освоить тяговый расчет ленточных конвейеров методом построения диаграмм натяжения ленты и полученные знания использовать в практической деятельности при выборе оптимальных прочностных параметров ленты и мощности приводных двигателей, как факторов экономической эффективности транспортных расходов, для работы конвейеров в различных условиях.

В методических указаниях представлены исходные данные (36 вариантов) для выполнения индивидуальных заданий на лабораторных занятиях, в том числе с применением вычислительных программ на персональном компьютере («Gamma», «Betta», «Alfa»), и для выполнения контрольной работы для студентов заочной формы обучения.

В методической разработке указаны типы конвейеров, выпускаемые в настоящее время машиностроительными заводами России.

Приведены сведения по конвейерным лентам: цельнотканым; равнопрочным резинотросовым; высокой прочности и с меньшим удлинением при рабочей нагрузке на основе импортной ткани ЕР. Рассмотрен вопрос определения суммарного тягового фактора многобарабанных приводных станций конвейерных установок. Приведено определение удельного расхода энергии на транспортирование и сведения о фактическом расходе энергии при транспортировании современными конвейерными установками. В основной литературе отсутствуют сведения по вопросам, связанные с обновлением.

Данные методических указаний могут быть использованы при написании разделов курсовых проектов и дипломных проектов.

При составлении методических указаний использовались Положения отраслевой методики расчета ленточных конвейеров (ОСТ 12.14.130-79) [1] и сведения из источников информации последних лет издания.

1. ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ МЕТОДОМ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММ НАПРЯЖЕНИЯ ЛЕНТЫ

Авторы ряда работ использовали диаграммы натяжения ленты с целью, чтобы наглядно показать характер изменения натяжения ленты в замкнутом контуре ленточного конвейера при различных условиях его работы.

В работе [2] предложено воспользоваться диаграммой натяжения ленты как методом расчета натяжения для прямолинейных в плане ленточных конвейеров. При дальнейшем развитии этот метод расчета натяжения ленты сформировался под названием «Тяговый расчет ленточного конвейера методом построения диаграмм натяжения ленты».

1.1. Достоинства тягового расчета

Тяговый расчет ленточного конвейера методом построения диаграмм натяжения ленты отличается простотой, наглядностью и позволяет избежать грубых ошибок при расчете сложных машин (бремсберговые конвейеры, конвейеры с несколькими приводами и др.). Этот метод применяется для расчета прямолинейных в плане ленточных конвейеров и обеспечивает достаточную для практических расчетов точность.

1.2. Положения, принятые при расчете

Исходные данные для выполнения тягового расчета ленточного конвейера, как правило, принимаются, из его технической характеристики. При отсутствии полной технической характеристики следует пользоваться рекомендациями, изложенными ниже.

1.2.1. Исходные данные, необходимые для выполнения тягового расчета, следует представлять в форме табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для тягового расчета ленточного конвейера

Показатели	Обозначение	Численные значения	Источник информации №__, с.___]
Максимальная производительность, т/ч
Приемная способность,
Длина конвейера, м
Угол наклона конвейера, град
Скорость движения ленты, м/с
Лента:
тип ленты
ширина, мм
число прокладок	i
Масса груза, приведенная к одному метру длины ленты, кг/м
Масса одного метра длины ленты, кг/м
Масса вращающихся частей роликоопор верхней ветви ленты, приведенная к одному метру длины ленты, кг/м
Масса вращающихся частей роликоопор нижней ветви ленты, приведенная к одному метру длины ленты, кг/м
Угол обхвата лентой первого по движению ленты приводного барабана, град
Угол обхвата лентой второго по движению ленты приводного барабана, град
Расстояние между роликоопорами верхней ветви ленты, м
Расстояние между роликоопорами нижней ветви ленты, м
Ускорение силы тяжести,		9,81

1.2.2. Значение массы груза  (кг/м), приведенной к одному метру длины ленты, определяют по формуле

                                                               (1)

Для людских и грузо-людских конвейеров принимают [1, с. 7]:

– при посадке на движущуюся ленту  = 20 кг/м;

− при посадке на неподвижную ленту

                                                                 (2)

1.2.3. Массу одного метра длины ленты принимают по данным: табл. 2, 3, 4, 5.

Таблица 2

Масса резинотросовых конвейерных лент для угольных шахт,

изготовляемых ЗАО «Курскрезинотехника» [3]

Условное обозначение ленты	Вид ленты	Расчетная масса одного квадратного метра ленты, кг	Диаметр троса, мм	Расчетная прочность  несущей ширины ленты, Н/мм
РТЛТВ-1000 (1РТЛТВ)-1000	трудновоспламеняющаяся	23,0	4,2	1000
РТЛШТС(ТГ)-1000 (1РТЛШТС(ТГ)-1000	трудносгораемая	23,0	4,2	1000
РТЛТВМ-1000 (1РТЛТВМ)-1000	трудновоспламеняющаяся морозостойкая	23,0	4,2	1000
РТЛТВ-1500-4,2 (1РТЛТВ)-1500-4,2	трудновоспламеняющаяся	28,0	4,2	1500
1РТЛШТС(ТГ)-1500-4,2 (1РТЛШТС(ТГ)-1500-4,2	трудносгораемая	28,0	4,2	1500
РТЛТВ-1500-6 (1РТЛТВ)-1500-6	трудновоспламеняющаяся	32,0	6,0	1500
РТЛШТС(ТГ)-150-6 (1РТЛШТС(ТГ)-1500-6	трудносгораемая	32,0	6,0	1500
Продолжение табл. 2
Условное обозначение ленты	Вид ленты	Расчетная масса одного квадратного метра ленты, кг	Диаметр троса, мм	Расчетная проч-ность  несущей ширины ленты, Н/мм
РТЛТВ-2500 (1РТЛТВ)-2500	трудновоспламеняющаяся	37,0	7,5	2500
РТЛШТС(ТГ)-2500 (1РТЛШТС(ТГ)-2500	трудносгораемая	37,0	7,25	2500
РТЛТВ-3150 (1РТЛТВ)-3150	трудновоспламеняющаяся	43,0	8,25	3150
РТЛШТС(ТГ)-3150 (1РТЛШТС(ТГ)-3150	трудносгораемая	43,0	8,25	3150
РТЛТВ-4000 (1РТЛТВ)-4000	трудновоспламеняющаяся	60,0	10,6	4000
РТЛШТС(ТГ)-4000 (1РТЛШТС(ТГ)-4000	трудносгораемая	60,0	10,6	4000
РТЛТВ-5000 (1РТЛТВ)-5000	трудновоспламеняющаяся	80,0	10,6	5000
РТЛШТС(ТГ)-5000 (1РТЛШТС(ТГ)-5000	трудносгораемая	80,0	10,6	5000

ЗАО «Курскрезинотехника» по заказу потребителя изготовляет резинотросовые конвейерные ленты для угольных шахт, как с использованием оцинкованных тросов, так и с использованием латунированных тросов. Расчетное расстояние от центра троса до борта ленты 25–40 мм. Трудносгораемые и трудновоспламеняющиеся ленты работоспособны при температуре окружающей среды от 25 до +60 С. Трудновоспламеняющаяся морозостойкая лента изготовляется предприятием для каждого типоразмера, указанного в табл. 2, и работоспособна при температуре окружающей среды от 60 до +60 С. Ленты типа 1 изготовляются с тканевыми прокладками, расположенными в толще защитных обкладок, а у лент бестканевой конструкции в обозначении типа ленты цифра отсутствует.

Резинотканевые конвейерные ленты, равнопрочные резинотросовым лентам, изготовляет для угольных шахт ОАО «Уральский завод резиновых технических изделий» 4.

Таблица 3

Масса резинотканевых конвейерных лент для угольных шахт,

равнопрочных резинотросовым 4

Тип ленты	Агрегатная прочность ленты, Н/мм	Вместо ленты	Расчетная масса одного квадратного метра ленты, кг	Ширина ленты, мм
2Ш (ткань ЕР-400, толщина обкладок 4,5/3,5, 4 прокладки)	1600	РТЛТВ-1500 (трудновоспламеняющаяся)	22,7	800–2000
1.2Ш (ткань ЕР-500, толщина обкладок 6/2, 5 прокладок)	2500	РТЛТВ-2500 (трудновоспламеняющаяся)	31,1	800–2000
2ШМ (ткань ЕР-400, толщина обкладок 4,5/3,5, 4 прокладки)	1600	РТЛТВ-1500 (трудновоспламеняющаяся)	22,7	800–2000
2ШТС (ткань ЕР-400, толщина обкладок 4,5/3,5, 4 прокладки)	1600	РТЛШТС-1500 (трудносгораемая)	24,8	800–2000
1ШТС (тканьЕР-500, толщина обкладок 6,0/3,5, 5 прокладок)	2500	РТЛШТС-2500 (трудносгораемая)	33,0	800–2000

Примечания. 1. Температура эксплуатации трудновоспламеняющейся ленты от 25 до +60 °С (ТУ38 305169-06).

2. Температура эксплуатации трудновоспламеняющейся морозостойкой  ленты от 45 до +60 °С (ТУ38 305169-06).

3. Трудносгораемую ленту 1ШТС производят по ОСТ 153-12.2-001-97.

Цельнотканые (однослойные) огнестойкие и антистатические конвейерные ленты изготовляет Фирма Fenner Dunlop (Великобритания.www.fennerdunlopturope.com) 5. В табл. 4 приведены их основные технические характеристики.

Таблица 4

Технические характеристики огнестойких и антистатических

цельнотканых (однослойных) конвейерных лент 5

Обозначение типа ленты	Предел прочности при растяжении 1 мм ширины ленты по основе , Н/мм	Толщина ленты, мм	Масса ленты, кг/	Минимальный диаметр барабанов, мм
400	400	5,5	7,3	250
500	500	7,7	10,1	315
580	500	8,0	10,3	355
630	630	8,1	10,5	400
710	710	8,3	11,0	400
800	800	8,5	11,0	500
875	875	8,8	11,2	500
1000	1000	9,4	11,9	630
1140	1140	9,5	12,0	630
1250	1250	10,4	12,2	750
1400	1400	10,5	13,2	750
1600	1600	11,9	14,8	800
1800	1800	12,9	16,1	800
2100	2100	13,9	17,6	1000
2625	2625	14,9	18,8	1250

Примечания. 1. Фирма Fenner Dunlop (Великобритания. www.fennerdunlopturope.com) может производить ленты любой ширины до 2100 мм по согласованию с заказчиком.

2. В табл. 4 показаны масса и толщина видов лент исходя из покрытия ПВХ толщиной 1 мм. При более толстых покрытиях следует добавлять 1,3  для покрытий из ПВХ и 1,4  для резиновых покрытий.

В табл. 5 приведены значения массы резинотканевых конвейерных лент для угольных шахт по данным работ [3; 4; 6, с. 54; 7, с. 222; 8, с. 106].

Таблица 5

Масса резинотканевых конвейерных лент для угольных шахт

Условное обозначение ленты	Толщина обкладок (мм): рабочей/нерабочей	Масса (расчетная) 1 м2 ленты при числе тканевых прокладок , кг/м2
		2	3	4	5	6
1ШТС (ТК-200-2)	6,0/3,5	–	15,8	17,2	18,6	–
1ШТС (ТЛК-400)	6,0/3,5	–	16,8	17,4	19,0	–
1ШТС (ТЛК-300)	6,0/3,5	–	17,1	19,0	20,4	–
1ШТС (ТЛК-400)	6,0/3,5	–	17,9	19,7	21,6	–
2ШТС (ЕР-200)	4,5/3,5	–	17,80	20,30	22,84	25,44
2ШТС (ЕР-300)	4,5/3,5	16,00	18,88	21,76	24,64	–
2ШТС (ЕР-400)	4,5/3,5	16,44	19,78	23,24	26,59	–
2ШТС (ЕР-500)	4,5/3,5	16,97	20,34	23,71	27,06	–
2ШТС (ЕР-600)	4,5/3,5	17,22	20,71	24,20	27,69	–
1.2Ш (ЕР-200)	6,0/3,5	–	20,16	22,68	25,20	27,80
1.2ШМ (ЕР-200)	6,0/3,5		20,16	22,68	25,20	27,80
2Ш (ЕР-200)	4,5/3,5	–	17,80	20,32	22,84	25,44
1.2Ш (ЕР-300)	6,0/3,5	15,28	21,24	24,12	27,00	29,88
1.2ШМ (ЕР-300)	6,0/3,5	–	21,24	24,12	27,00	29,88
2Ш (ЕР-300)	4,5/3,5	–	18,88	21,76	24,64	27,52
1.2Ш (ЕР-400)	6,0/3,5	–	22,11	25,60	28,95	–
1.2ШМ (ЕР-400)	6,0/3,5	–	22,11	25,60	28,95	–
2Ш (ЕР-400)	4,5/3,5	16,44	19,75	23,24	26,59	–
Продолжение табл. 5
Условное обозначение ленты	Толщина обкладок (мм): рабочей/нерабочей	Масса (расчетная) 1 м2 ленты при числе тканевых прокладок , кг/м2
		2	3	4	5	6
1.2Ш (ЕР-500)	6,0/3,5	19,33	22,70	26,07	–	–
1.2ШМ (ЕР-500)	6,0/3,5	19,33	22,70	26,07	–	–
2Ш (ЕР-500)	4,5/3,5	16,97	20,34	23,70	–	–

Примечания. 1. Масса  () лент из ткани ЕР определена по рекомендации работы [9]. При отсутствии данных о массе ленты следует воспользоваться методикой для ее определения, изложенной в [2, с. 109], или в [7, с. 242].

3. Информацию о лентах, изготовляемых предприятиями ЗАО «Курскрезинотехника» и ОАО «Уральский завод резиновых технических изделий» можно получить по сети Интернет соответственно сайты http://krti.do.ru и http://www.uralrti.ru.

1.2.4. Массу вращающихся частей роликоопор  (кг) принимают в соответствии с рекомендациями работ [6, с. 50; 7, с. 97; 10, с. 53; 11; 12].

При наличии заводских чертежей конвейеров масса вращающихся частей роликоопор принимается по чертежам. Массу вращающихся частей роликов, приведенную к одному метру длины ленты, определяют по формулам  

Расстояние между роликоопорами на нижней ветви обычно принимают в 23 раза больше, чем на верхней. На некоторых современных установках расстояние между роликоопорами принимается переменным, и по мере возрастания натяжения ленты увеличивается. Это дает удешевление установки и некоторое сокращение расхода энергии благодаря уменьшению числа роликов.

Значения массы вращающихся частей роликоопор серийных конвейеров приняты автором по данным работы [11], приведены в табл. 6.

Таблица 6

Масса вращающихся частей роликоопор серийных конвейеров [11]

Тип конвейера	Диаметр роликов , мм	Масса вращающихся частей роликоопоры m, кг
		грузовая ветвь	порожняковая ветвь
		желобчатая с тремя роликами , кг	прямая	желобчатая
			с одним роликом , кг	с двумя роликами , кг	с тремя роликами , кг
2ЛУ-160	159	54,9	46,7	–	–
2Л140**	159	49,8	41,9	–	49,8
2ПТ120**	127	29,0	–	28,0	29,0
2ЛТ100У**	127	25,0	–	29,0	25,0
1Л120 -02-3*	159	49,0	34,0	–	–
1Л120-03-3*	159	49,0	34,0	–	49,0
2Л120В* (2ЛУ-120А)	159	49,0	34,0	–	–
3Л120Б* (2ЛУ-120Б)	159	49,0	34,0	–	–
3Л120В* (2ЛУ-120В)	159	49,0	34,0	–	–
3ЛЛК1000А*	127	34,0	–	–	34,0
2ЛБ120М* (2ЛБ-20)	159	49,0	34,0	–	–
3ЛЛ1000А*	159	43,0	–	–	43,0
1ЛТ1000А*	108	22,0	–	–	22,0
1Л80У*	89	11,8	8,5	–	–
2ЛТ80У-01*	89	11,8	8,5	–	–
2Л80У*	89	11,8	8,5	–	–
2ЛТ80У*	89	11,8	8,5	–	–
2ЛТП80У*	89	11,8	–	10,7	11,8

Примечания. 1. По требованию заказчика конвейеры 2ПТ120 поставляются с роликами диаметром 159 мм.

2. Александровский машзавод изготовляет конвейеры, обозначенные в табл. 5 символом*, а ПО « Сибсельмаш»**.

1.2.5. Значение тягового фактора А однобарабанного привода определяется по формуле [1, с. 4]

                                             (3)

где  – коэффициент трения между поверхностью барабана и лентой; принимается значение  по табл. 7 в соответствии с рекомендациями работы [1]; – угол обхвата лентой барабанов, рад.

Значение тягового фактора A двухбарабанного привода с жесткой кинематической связью между барабанами определяют по формуле [1]

                                             (3)

где – суммарный угол обхвата лентой барабанов, рад.

Таблица 7

Значения коэффициента трения  между поверхностью

барабана и лентой 1

Условия применения конвейера	Наличие футеровки из негорючей резины	Расчетный коэффициент трения  при виде обкладки ленты
		негорючая резина	ПВХ
Выработки, примыкающие к очистным забоям	Нет Есть	0,15 0,25	0,10 0,15
Остальные выработки	Нет Есть	0,25 0,30	0,15 0,25

Значение тягового фактора  двухбарабанного привода с независимой связью между барабанами определяют по формуле [1, с. 5]

                                  (4)

где  – тяговый фактор второго барабана, расположенного в зоне меньшего натяжения ленты;  – коэффициент распределения тягового усилия между барабанами, значение которого принимается равным распределению установленной мощности между первым и вторым приводными барабанами.

Значение требуемого тягового фактора  первого барабана определяют по формуле [13, с. 99]

                                                  (5)

где  – суммарный тяговый фактор пары приводных барабанов равный значению .

Формулу (4) применяют и для определения тягового фактора многобарабанных приводных станций конвейерных установок [13, с. 102]. При этом рассматривают последовательно каждую пару приводов, причем один и тот же приводной барабан в одной паре считают первым (по ходу движения ленты), в соседней паре этот же барабан считают вторым.

С учетом изложенного значение общего тягового фактора  трехбарабанной приводной станции определяем в следующей последовательности (например, конвейер 1Л120-01).

1. Рассматривая первую пару барабанов (1П), определяем значение тягового фактора двух барабанов  по формуле (4):

                                   (6)

где  – коэффициент распределения установленной мощности в первой паре между вторым и третьим приводными барабанами; – тяговый фактор третьего барабана.

Значение тягового фактора привода в зависимости от угла обхвата  лентой барабана и расчетного коэффициента  между лентой и барабаном принимают по данным табл. 8 в соответствии с рекомендациями работы [6].

Таблица 8

Значение тягового фактора приводного барабана в зависимости

от угла обхвата  лентой барабана и расчетного коэффициента  между лентой и барабаном

Коэффициент трения	Значение тягового фактора приводного барабана   при углах обхвата , град / рад
	180 / 3,14	210 / 3,66	240 / 4,19	300 / 5,24	360 / 6,28	400 / 7,0	450 / 7,85	480 / 3,38
0,10	1,37	1,44	1,52	1,69	1,88	2,01	2,19	2,32
0,15	1,60	1,73	1,88	2,20	2,57	2,85	3,25	3,51
0,25	2,20	2,50	2,85	3,71	4,82	5,74	7,05	8,17
0,30	2,57	3,01	3,52	4,82	6,60	8,14	10,50	12,35

2. Рассматривая вторую пару барабанов (2П), определяем значение общего тягового фактора  трех барабанов

                                                 (7)

где  – коэффициент распределения установленной мощности во второй паре между первым приводным барабаном и суммарной мощностью второго и третьего приводных барабанов.

3. Значение требуемого тягового фактора  первого барабана определяем по формуле [13, с. 117]

                                                    (8)

где  – суммарный тяговый фактор второй пары приводных барабанов равный значению .

При определении значения общего тягового фактора  четырехбарабанной приводной станции, формулу (4) применяем в следующем порядке (например, конвейер 2Л120В).

1. Определяем значение тягового фактора двух барабанов  первой пары (1П)

                                         (9)

где  – коэффициент распределения установленной мощности между третьим и четвертым приводными барабанами; – тяговый фактор четвертого барабана.

2. Рассматривая вторую пару барабанов (2П), определяем значение общего тягового фактора  трех барабанов:

                                        (10)

где  – коэффициент распределения установленной мощности во второй паре барабанов между вторым приводным барабаном и суммарной мощностью третьего и четвертого приводных барабанов.

3. Рассматривая третью пару барабанов (3П), определяем значение общего тягового фактора  четырех барабанов:

                                          (11)

где  – коэффициент распределения установленной мощности в третьей паре барабанов между первым приводным барабаном и суммарной мощностью второго, третьего и четвертого приводных барабанов.

4. Значение требуемого тягового фактора  первого барабана определяем по формуле [13, с. 117]:

                                                   (12)

где  – суммарный тяговый фактор третьей пары приводных барабанов равный значению .

1.2.6. Расстояние между опорами рабочей ветви принимают в зависимости от ширины ленты и плотности транспортируемого груза из табл. 9, в соответствии с рекомендации работы [7, с. 97.

Таблица 9

Расстояние между роликоопорами  7

Наименование ветви ленты конвейера	Обозначения	Ширина ленты, мм
		800	1000	1200	1600
Грузовая рабочая ветвь		1,3	1,2	1,2	1,1
Порожняковая ветвь		2,6	2,4	2,4	2,2

Примечание. Расстояние между роликоопорами принимается при наличии заводских чертежей конвейеров по чертежам.

1.2.7. Силы сопротивления движению на характерных участках контура ленты конвейера определяют с использованием эквивалентного коэффициента сопротивления движению ленты по роликам  1. Значения сил сопротивления движению ветвей ленты незагруженной верхней  (Н), верхней загруженной  (Н) и нижней  (Н) определяют по формулам:

незагруженной верхней ветви

                      (13)

загруженной верхней ветви

         (14)

нижней ветви

                    (15)

При расчете по формулам (13), (14), (15) знак угла β принимается «+»  при движении ветви вверх, и «–»  при движении ветви вниз. В данном случае используется положение о том, что транспортирование с уклоном вниз совершается под отрицательным углом, а вверх  под положительным.

1.2.8. Значение эквивалентного коэффициента сопротивления движению ленты по роликам  принимают по данным табл. 10, в соответствии с рекомендациями работы [1].

Таблица 10

Значения эквивалентного коэффициента сопротивления

движению ленты  (отраслевой стандарт) 1

Ширина ленты В, м	Значения эквивалентного коэффициента сопротивления движению ленты  в зависимости от длины конвейера
	≤ 200 м	> 200 м
В = 0,8	0,050	0,040
В > 0,8	0,040	0,035

1.2.9. При наличии перегибов трассы, не влияющих на режим работы привода при неполной загрузке ленты по длине, тяговый расчет производят по среднему значению угла наклона β 1, с. 16, определяемому по формуле

                                    (16)

где Н – высота подъема или опускания груза, принимается по схеме трассы конвейера, м; L – длина трассы конвейера по горизонтали; принимается по схеме трассы конвейера, м.

1.2.10. При наличии нескольких пунктов погрузки и перегибов трассы, не меняющих режим работы привода при неполной загрузке ленты по длине, тяговый расчет ведется по приведённой массе груза [1, с. 17], определяемой по формуле

                             (17)

где , , …,  – приведенная масса груза (кг/м), поступающая на конвейер с каждого пункта погрузки; , , …,  – расстояния от каждого погрузочного пункта до разгрузочного барабана, м.

1.2.11. Значения сил сопротивления движению верхней и нижней ветвей ленты допускается определять и по формулам (18) и (19), представленными в работе [14, с. 273]. В этой работе ориентировочный тяговый расчет выполняют с использованием общего коэффициента сопротивления движению ленты по роликам. Величины коэффициентов  и К в формулах (18) и (19), принимают по рекомендациям этой же работы.

Для загруженной верхней ветви

        (18)

для нижней ветви

                     (19)

Коэффициент К учитывает дополнительные сопротивления на поворотных пунктах в зависимости от длины конвейера . С увеличением длины конвейера величина его убывает (табл. 11).

Таблица 11

Величина коэффициента

, м	10	20	50	100	200	300	600	850	1000 и более
	4,50	3,20	2,20	1,75	1,45	1,30	1,15	1,1	1,08

Значения коэффициентов сопротивления движению ленты  и  соответственно по роликоопорам грузовой и порожняковой ветвей принимают в зависимости от условий эксплуатации по табл. 12 [14, с. 274].

Таблица 12

Значения коэффициентов сопротивления движению

Условия работы	Грузовой ветви	Порожняковой ветви	Общий коэффициент сопротивления движению
Очень хорошее состояние конвейера, работа без загрязнений, стационарные мощные установки	0,020–0,025	0,025–0,035	0,025
Хорошее состояние конвейера, небольшие загрязнения ленты или абразивная пыль, стационарные установки	0,023–0,030	0,030–0,040	0,030
Хорошее состояние конвейера, сильное загрязнения ленты, полустационарные установки	0,030–0,035	0,035–0,045	0,035
Удовлетворительное состояние конвейера, сильное загрязнение и запыление атмосферы, передвижные установки	0,035–0,045	0,040–0,050	0,040

1.2.12. По заданию преподавателя студент выполняет уточненный тяговый расчет с учетом отдельных видов распределенных и сосредоточенных сопротивлений на трассе конвейера. Перечень сосредоточенных сопротивлений, принимаемых в расчете, согласовывает с преподавателем для конкретных условий эксплуатации и направленности проведения исследований. Сосредоточенные сопротивления (различного вида разгрузочных устройств, дополнительных неподвижных бортов, отклоняющих и поворотных барабанов и др.) определяют в соответствии с рекомендациями работ [2 и 14]. Ниже для определения некоторых видов сопротивлений, приведены эмпирические формулы [2, с. 111]:

для разгрузочной тележки

                                               (20)

для сбрасывающего плужка

                            (21)

при трении груза о борт, на который лента не опирается:

= 0,05  g, Н;                                     (22)

при трении о борт, на котором лежит лента:

                                   (23)

В формулах (22) и (23) обозначение – длина борта (м).

1.2.13. В основу тягового расчета методом построения диаграмм натяжения ленты положено равенство сил:

=  – = Δ,                        (24)

где – сила сопротивления движению ленты на участке между точками n и , нумеруемыми от точки сбегания ленты с приводного барабана в возрастающем порядке по ходу ее движения;  и  – натяжения ленты в точках  и n контура ленты; Δ – приращение натяжения ленты на участке между точками n и .

Равенство (24) в целом выражает понятие о том, что натяжение в каждой последующей точке изменяется на величину сопротивления на участке между этими точками.

1.3. Последовательность выполнения действий

при тяговом расчете

В качестве примера принят уклонный ленточный конвейер с жестким натяжным устройством, конструктивная схема которого изображена на рис. 1.

Рис. 1. Конструктивная схема уклонного ленточного конвейера:

1, 2 – барабаны приводные; 3,4 – барабаны отклоняющие; 5 – барабан концевой (натяжной); 6 – загрузочное устройство; 7, 8 – очистные устройства; 9 –  натяжное устройство

1.3.1. Составить расчетную схему конвейера (рис. 2). Для этого схему ленточного конвейера, содержащую барабаны различного назначения (приводные, направляющие, концевой), загрузочное устройство, очистные устройства, заменить  предельно упрощенной схемой. Приводную станцию, независимо от ее сложности изобразить одним кружком, отклоняющие барабаны оставить в минимальном количестве, необходимом для вычерчивания схемы, места загрузки и разгрузки сдвинуть к концам конвейера (если они близко к ним расположены). Точку сбегания ленты с приводного барабана на расчетной схеме обозначить цифрой 1. Начиная от точки 1, обходя замкнутый контур ленты по ходу ее движения, выделить участки, на которых сопротивление изменяется по определенному закону (прямолинейные участки в контуре конвейера), и произвести  последовательную нумерацию точек всего замкнутого контура. В окончательном виде на рис. 2 представлена расчетная схема уклонного конвейера. При построении диаграмм натяжения ленты условно принят угол наклона конвейера β  10.

Рис. 2. Расчетная схема уклонного ленточного конвейера,

изображенного на рис. 1

1.3.2. Построить диаграмму изменения натяжения ленты в приращениях натяжения ленты на выделенных участках контура (без местоположения оси абсцисс рис. 3).

1.3.2.1. Определить силы сопротивления движению ленты на выделенных прямолинейных участках, располагая их длинами, по формулам (13), (14) и (15).

1.3.2.2. Провести слева листа вертикальную прямую линию и промасштабировать ее в единицах силы (Н, кН). Это будущая ось ординат S системы координат S – L, на которой строится диаграмма натяжения ленты. На ней произвольно нанести точку 1 с расчетной схемы, изображенной на рис. 2. Через точку 1 провести горизонтальную вспомогательную линию (тонкую) и промасштабировать ее в единицах длины (м), как это указано на рис. 3.

1.3.2.3. Отложить, соблюдая масштаб, на вспомогательной горизонтальной линии, начиная от точки 1, длины прямолинейных участков контура   и нанести граничные точки. Через эти точки провести вспомогательные вертикальные прямые линии (тонкие) и промасштабировать их в тех же единицах силы, что и ось S.

1.3.2.4. Отложить на вертикальной линии, проведенной через точку на границе первого и второго прямолинейных участков, начиная от горизонтальной вспомогательной линии, проходящей через точку 1, величину

Δ =  = ,                                    (25)

где Δ – приращение натяжения ленты на прямолинейном участке между точками 1 и 2 нижней ветви конвейера. Приращение численно равное силе сопротивления движению нижней ветви ленты и имеет тот же знак, что и сила . Применительно для уклонного ленточного конвейера при угле наклона β = 10° величина  отрицательна. Соответственно приращение натяжения Δ величина также отрицательная. Так как величина Δ  отрицательна, то ее следует отложить ниже горизонтальной вспомогательной линии, проходящей через точку 1, и обозначить цифрами (2,3) на рис. 3.

1.3.2.5. Соединить точку 1 прямой жирной линией с точкой (2,3). Эта линия характеризует закон изменения натяжения ленты на длине участка между точками 1 и 2 в строгом соответствии с формулой (15) (сила сопротивления движению пропорционально длине конвейера) и равенством (25).

1.3.2.6. Провести через точку (2,3) вспомогательную горизонтальную линию в сторону обхода контура до пересечения с вертикальной линией, проведенной на расстоянии L3-4 от первой, и от точки пересечения, соблюдая принятое правило о знаках перед ΔS, отложить величину

Δ =  = ,                                    (26)

где Δ – приращение натяжения ленты на прямолинейном участке между точками 3 и 4 верхней ветви при номинальной загруженности конвейера.

Для уклонного ленточного конвейера (рис.1) величина  имеете положительный знак. При этом имеет место равенство  = = Δ. Так величина Δ имеет положительный знак, то ее следует отложить вверх от точки пересечения и обозначить цифрой 4.

Рис. 3. Диаграмма изменения натяжения ленты в приращениях

натяжения на выделенных участках контура ленты конвейера

1.3.2.7. Соединить точку (2,3) прямой жирной линией с точкой 4. Эта линия характеризует закон изменения натяжения ленты при номинальной загруженности конвейера на длине участка между точками 3 и 4 в строгом соответствии с формулой (14) (сила сопротивления движению пропорциональна длине конвейера) и равенством (26).

В результате выше проделанных действий получена (рис. 3) диаграмма изменения натяжения ленты в приращениях натяжения ленты на выделенных участках контура без местоположения оси абсцисс. В дальнейшем диаграмму изменения натяжения ленты в приращениях, изображенную на рис. 3, будем называть недостроенной.

1.3.2.8. Провести анализ недостроенной диаграммы (рис. 3). По недостроенной диаграмме представляется возможным:

1. Оценить характер изменения натяжения ленты в замкнутом контуре ленты конвейера.

2. Определить точку с максимальной и минимальной величинами натяжения ленты.

3. Определить графически величину разницы натяжения ленты между любыми точками в замкнутом контуре ленты.

4. Определить тяговое усилие  привода конвейера графически, как приращение натяжения ленты между натяжением ленты  в точке 4 (в которой лента набегает на приводной барабан), и натяжением ленты  в точке 1 (в которой лента сбегает с приводного барабана):

= Δ =  –  =  – ,                        (27)

где  и  – величины натяжения ленты в точках 4 и 1.

Правомерность выше принятого приема для определения величины  поясняется дополнительно следующими соображениями. При установившемся движении ленты развиваемое приводом тяговое усилие  полностью расходуется на преодоление сил сопротивления движению , возникающих при работе конвейера. При этом имеет место равенство

=  = ∆,                                   (28)

где ∆ – приращение натяжения ленты в контуре между точками 4 и 1.

5. Определить тяговое усилие привода  как алгебраическую сумму приращений натяжения ленты на участках замкнутого контура:

= Δ  Δ+ Δ.                          (29)

Сравнить величины , полученные графическим путем по диаграмме и расчетом по формуле (29). По результатам сравнения сделать вывод.

6. Доказать невозможность определения абсолютного значения натяжения ленты в характерных точках контура, из-за отсутствия оси абсцисс, от которой проводится отсчет величин натяжений ленты.

1.3.3. Построить диаграмму натяжения ленты конвейера в системе координат S – L с осью абсцисс (рис. 4).

   

Рис. 4. Диаграмма натяжения ленты уклонного конвейера,

построенная по расчетной схеме, изображенной на рис. 2

1.3.3.1. Достроить недостроенную диаграмму (рис. 3). Достроить диаграмму  это значит найти местоположение оси абсцисс системы координат S – L. При определении местоположения оси абсцисс следует учитывать два условия, выполнение которых обеспечивает нормальную работу ленточного конвейера:

1) первое условие – отсутствие пробуксовки ленты на приводных барабанах;

2) второе условие – отсутствие чрезмерного провеса ленты между роликоопорами; излишний провес приводит к потере каркасности ленты, повышенным изгибным напряжениям, увеличению сопротивления движению ленты.

1.3.3.2. Определить величину  при выполнении первого условия. Для двухбарабанного привода с самостоятельными двигателями это условие выполняется, если минимальная величина натяжения ленты  в точке сбегания со второго приводного барабана при положительной величине  удовлетворяет условию (30). Можно и определять по условию срыва сцепления на одном втором барабане по формуле (31) 2, с. 69.

                                          (30)

                                      (31)

где  доля второго барабана в передаче общего тягового усилия;   угол обхвата лентой второго барабана, рад.

В формулах (30), (31) принимают значение коэффициента запаса тяговой способности привода  = 1,3–1,4 [2, с. 67, 68].

1.3.3.3. Определить величину  при выполнении второго условия. Исходя из допустимой величины стрелы провеса ленты минимальная величина ее натяжения  в точке наименьшего натяжения на грузовой ветви, в соответствии с рекомендациями работы [1], должна быть не менее, чем определенная по формуле

≥ 8 g ( + ).                                 (32)

1.3.3.4. Построить ось сцепления и ось повсеместного растяжения. Определив по формулам (30) и (32) минимально допустимые численные значения натяжения  и , отложить их на недостроенной диаграмме следующим образом. Величину  отложить от точки 1 по оси S вниз. Через найденную точку провести  горизонтальную линию и обозначить ее на чертеже как ось сцепления. Величину  отложить вниз от точки (2,3), имеющей наименьшее натяжение ленты на грузовой ветви. Через найденную точку провести горизонтальную линию и обозначить ее как ось повсеместного растяжения.

1.3.3.5. Выбрать местоположение оси абсцисс. Принять нижнюю ось из проведенных за ось отсчета, так как при этом выполняются одновременно оба условия о минимально допустимом натяжении ленты в контуре конвейера, и исключается появление точек в контуре с отрицательной величиной натяжения. Натяжение ленты в любой точке контура ленты должно быть только положительным. Обозначить точку пересечения оси отсчета с осью S цифрой 0, и ось отсчета считать осью абсцисс. На этом заканчивается построение диаграммы натяжения ленты конвейера.

1.3.3.6. Определить графически по диаграмме максимальную величину натяжения ленты , проводя отсчет от оси абсцисс.

Определить величину  как алгебраическую сумму приращений натяжения ленты на участках контура

=  + Δ + Δ.                            (33)

Сравнить величины , полученные графическим путем по диаграмме и расчетом по формуле (33). По результатам сравнения сделать вывод.

1.3.4. Рассчитать прочностные параметры конвейерной ленты, располагая величиной   по формулам (34) и (35):

для резинотканевых лент

                                   (34)

для резинотросовых лент и цельнотканых (однослойных)

                                 (35)

где  – коэффициент запаса прочности ленты, принимают из табл. 13 в соответствии с рекомендациями работы [1, с. 6];  – предел прочности на разрыв 1 см ширины прокладки для резинотканевых лент и на 1 мм ширины ленты для резинотросовых лент и цельнотканых (однослойных), принимается соответственно из табл. 2, 4, 14.

Таблица 13

Коэффициент запаса прочности ленты

(отраслевой стандарт) 1

Тип конвейера	Тип ленты	Угол наклона конвейера , град
		до 10	свыше 10
Грузовой	резинотросовая тканевая	7,0 8,5	8,5 9,0
Грузо-людской или людской	резинотросовая тканевая	8,5 9,5	9,5 10,0

Таблица 14

Предел прочности на разрыв резинотканевых лент [3, 4]

Условное обозначение ленты (вид ткани)	Ширина ленты, мм	Количество прокладок	Предел прочности на разрыв 1 см ширины прокладки по основе , Н/см	Агрегатная прочность, кН/м
1ШТС (ТК-200-2)	600-2000	3-5	2000	–
1ШТС (ТЛК-200)	600-2000	3-5	2000	–
1ШТС (ТЛК-300)	600-2000	3-5	3000	–
1ШТС (ТЛК-400)	600-2000	3-5	4000	–
2ШТС (ЕР-200)	600-2000	3-5	2000	600-1000
2ШТС (ЕР-300)	600-2000	3-5	3000	900-1500
2ШТС (ЕР-400)	600-2000	2-5	4000	800-2000
2ШТС (ЕР-500)	600-2000	2-5	5000	1000-2500
2ШТС (ЕР-600)	600-2000	2-5	6000	1200-3000
1.2Ш(ЕР-200)	800-1000 1200-1400 1600-2000	3-6 4-6 5-6	2000	600-1200 800-1200 1000-1200
1.2ШМ(ЕР-200)	800-1000 1200-1400 1600-2000	3-6 4-6 5-6	2000	600-1200 800-1200 1000-1200
2Ш (ЕР-200)	800 1000-1200 1400 1600-2000	2-6 3-6 4-6 5-6	2000	400-1200 600-1200 800-1200 1000-1200
1.2Ш(ЕР-300)	800-1200 1400-2000	3-6 4-6	3000	900-1800 1200-1800
1.2ШМ(ЕР-300)	800-1200 1400-2000	3-6 4-6	3000	900-1800 1200-1800
Продолжение табл. 14
Условное обозначение ленты (вид ткани)	Ширина ленты, мм	Количество прокладок	Предел прочности на разрыв 1 см ширины прокладки по основе , Н/см	Агрегатная прочность, кН/м
2Ш (ЕР-300)	800-1200 1200 1400 1600-2000	3-6 3-6 4-6 3-6	3000	900-1800 900-1800 1200-1800 900-1800
1.2Ш (ЕР-400)	800-1200 1400-2000	3-5 4-5	4000	1200-2000 1600-2000
1.2ШМ (ЕР-400)	800-1200 1400-2000	3-5 4-5	4000	1200-2000 1600-2000
2Ш (ЕР-400)	800-1200	2-5	4000	800-2000
1.2Ш (ЕР-500)	800-2000	2-4	5000	1000-2000
1.2ШМ (ЕР-500)	800-1200	2-4	5000	1000-2000
2Ш (ЕР-500)	800-2000	2-4	5000	1000-2000

Примечания. 1. Импортная ткань ЕР содержит в основе нить из полиэфирного волокна, в утке нить из полиамидного волокна. На Уральском заводе РТИ освоено производство конвейерных лент из тканей ЕР-200, 300, 400, 500, 600 взамен традиционно применяемых тканей ТК и ТЛК отечественного производства [4].

2. Применение ткани ЕР обеспечивает конвейерным лентам более высокую прочность и меньшее удлинение при рабочей нагрузке (1,5 % вместо 3,5 % при ткани ТК (капроновой) [4]).

1.3.5. Проверить прочностные параметры конвейерной ленты путем сравнения расчетных величин  и  с соответствующими параметрами ленты, масса  которой учитывалась в расчете. При сравнении должны выполняться условия: для резинотканевой ленты   ; для резинотросовой и цельнотканой ленты . 

Если окажется, что  >  или  > , то следует проделать следующие действия. Принять число прокладок +1 для резинотканевой ленты, а для резинотросовой и цельнотканой ленты принять значение  из технической характеристики лент, ближайшее большее по сравнению с . Определить массу ленты  и выполнить расчет повторно. После проведенного расчета определить значение коэффициента запаса прочности ленты (расчетное) по формуле

                                (36)

где  номинальная (расчетная) прочность ленты, Н; для резинотканевой ленты =  для резинотросовой и цельнотканой лент  =  В ряде случаев необходимо производить расчет несколько раз.

При числе прокладок  <  и    следует произвести повторный расчет, приняв  резинотканевой ленты с числом прокладок ( − 1);  резинотросовой и цельнотканой ленты, имеющей предел прочности на разрыв ближайшей меньший, чем . После  расчета необходимо определить запас прочности ленты по формуле (36). Учитывая, что лента является наиболее дорогостоящим и наименее долговечным элементом, то экономически целесообразно не допускать завышенные значения коэффициента запаса прочности ленты относительно установленного стандартом (табл. 13).

1.3.6. Определить мощность приводной станции N (кВт), приведенной к валу двигателей, по статическому тяговому усилию . Так как уклонный конвейер работает только в двигательном режиме независимо от загруженности, то мощность привода определяют по формуле

                                      (37)

где  – КПД передачи от двигателя к приводному барабану, принимается по рекомендациям завода-изготовителя; при отсутствии данных можно принимать:  = 0,85 – при скорости движения ленты 2,0 м/с и выше;  = 0,80 – при скорости движения ленты меньше 2,0 м/с 6.

Установленную мощность  (кВт) определяют по формуле

                                      (37)

где  – коэффициент запаса установленной мощности двигателя привода, принимается в соответствии с рекомендациями работы [1].

В соответствии с рекомендацией  = К1К2К3  1,5; принимают К1 = 1,2 для углов наклона конвейера от –3 до +18°; К1 = 1,5 – для углов наклона конвейера от –16 до –3°; К2 = 1,1 – для конвейеров с суммарной мощностью привода менее 120 кВт; К2 = 1,0 – для конвейеров с суммарной мощностью привода более 120 кВт; – для приводов с числом двигателей более одного; К3 = 1,0 – для однодвигательного привода.

По величине установленной мощности по каталогу принять двигатель (двигатели).

1.3.7. Определить часовой удельный расход энергии, приведенный к валу двигателя  (кВтч/ткм) (отнесенный к 1 ткм транспортной работы). Этот показатель характеризует энергоемкость конвейерного транспорта и служит для сопоставления с другими видами транспорта. Определяют расход энергии  при работе конвейера в двигательном режиме по формуле

                                    (38)

1.3.8. Сравнить полученный удельный расход с данными о фактическом расходе в производственных условиях и сделать соответствующий вывод. Фактический расход энергии при транспортировании ленточными конвейерами зависит от угла наклона и полноты загрузки. По данным немецких и американских практик расход электроэнергии современными конвейерными установками колеблется от 0,100 до 0,300 кВтч/ткм 15.

1.3.9. Определить усилие P натяжения натяжного барабана в соответствии с рис. 5.

Рис. 5. Расчетная схема к определению усилия натяжения P 

натяжного барабана конвейера, изображенного на рис. 1

Усилие Р, создаваемое натяжным барабаном, уравновешивает натяжение обеих ветвей ленты  Определяем значение по Р по формуле

                                     (39)

где   коэффициент, учитывающий сопротивление движению ленты на барабане; принимают значение  = 1,011,02 2, с. 31.

На конвейерных установках грузовое натяжное устройство может располагаться на расстоянии  от привода на нижней ветви, как указано на рис. 6. Например, на конвейерах наклонных и горизонтальных, расположенных в галереях технологических комплексов на поверхности шахт.

Рис. 6. Расчетная схема к определению усилия P натяжного

барабана при расположении грузового натяжного устройства

на нижней ветви конвейера

В этом случае значение P определяют по формуле

P = 2,                                    (39)

где  – натяжение ленты в точке A, удаленной на расстоянии  от точки 1, определенное по диаграмме натяжения ленты.

1.4. Особенность расчета бремсберговых конвейеров (рис. 7)

На рис. 7, а приведена расчетная схема полустационарного бремсбергового конвейера типа 2ПТ 120 с расположением приводной станции и жесткого натяжного устройства в нижней части става. Приводная станция имеет два приводных барабана с независимой связью между барабанами. Мощности двигателей приводных блоков барабанов равны. Углы обхвата лентой барабанов также равны. Диаграммы натяжения ленты строят отдельно для работы конвейера при холостом ходе и для работы  загруженного конвейера. Мощность двигателя N, максимальную величину натяжения ленты  и усилие натяжения P натяжного барабана определяют, как для холостого хода, так и  загруженного конвейера. Наибольшие из полученных значений N,   и P принимают за расчетные.

При транспортировании бремсберговым конвейером неуравновешенная продольная составляющая веса груза на ленте направлена в сторону движения, способствует ее движению и создает движущий момент в системе конвейера. Наибольшего значения достигает неуравновешенная составляющая при номинальной загруженности конвейера  (кг), определяемой по формуле

где   удельная номинальная загруженность ленты (кг/м) конвейера, определяемая по формуле (1) по максимальной производительности конвейера  (т/ч).

По физическому смыслу номинальная загруженность конвейера  (кг) равна массе груза на всей длине конвейера, равномерно распределенной по длине конвейера с загруженностью ленты равной  (кг/м). В общем случае, при работе конвейера в реальных условиях загруженность конвейера  изменяется в интервале от нуля (при холостом ходе  = 0) до номинального значения ( = ).

При отрицательном угле наклона конвейера  больше угла постоянной мощности , режим работы конвейера определяется его загруженностью. В процессе загрузки конвейера, по мере поступления на движущуюся ленту грузопотока, соответствующего максимальной производительности конвейера , текущая загруженность конвейера  увеличивается. Значение текущей загруженности можно определить по формуле

где  текущее время, отсчитываемое от начала процесса загрузки, с;   участок длины конвейера, загруженный за время , м.

Из анализа формулы следует, что значение текущей загруженности конвейера является функцией времени . Процесс загрузки конвейера завершается при времени , где   время процесса загрузки всей длины конвейера, определяемое по формуле

.

1.4.1. Построить диаграмму натяжения ленты для работы конвейера при холостом ходе (рис. 7, б). При холостом ходе конвейер работает в двигательном режиме, как и уклонный. Последовательность выполнения действий при построении диаграммы, аналогична последовательности вышеизложенной при построении для уклонного конвейера. При построении следует использовать формулы (4), (5), (13), (15), (29), (30), (36) и формулу (32), записанную для нижней ветви в виде

                              (40)

1.4.2. Определить мощность приводной станции  (кВт), приведенной к валу двигателей при работе конвейера в режиме холостого хода, по статическому тяговому усилию . Так как конвейер при холостом ходе работает только в двигательном режиме, то мощность определяют по формуле

1.4.3. Построить диаграмму натяжения ленты для работы конвейера при номинальной загруженности (рис. 7, в). Условно принято, что угол наклона конвейера   4. При этом угле при номинальной загруженности, конвейер работает в тормозном режиме, а двигатели приводной станции  в генераторном режиме. При построении диаграммы натяжения ленты следует соблюдать указанную выше последовательность, использовать формулы (4), (5), (14), (15), (29), (32), (41), (44). Формулы (4), (5) при использовании записывать в виде (42), (43).

При номинальной загруженности конвейера величина тягового усилия   отрицательная. При этом минимальная величина натяжения ленты в контуре находится в точке 4, в которой лента набегает на приводной барабан. Для исключения пробуксовки ленты на приводных барабанах значение  определяем по формуле

                                (41)

                                    (42)

где  – тяговый фактор первого барабана, расположенного в зоне меньшего натяжения ленты;  – коэффициент распределения тягового усилия между барабанами, который принимают равным  распределению установленной мощности между первым и вторым приводными барабанами 1, с. 12.

Значение требуемого тягового фактора  второго барабана определяют по формуле

                                                  (43)

где  – суммарный тяговый фактор пары приводных барабанов равный значению .

Рис. 7. Расчетная схема (а) и диаграммы натяжения ленты (б, в)

ленточного бремсбергового конвейера:

б – при работе в режиме холостого хода; в – при расчетной загруженности

1.4.4. Определить мощность приводной станции  (кВт), приведенной к валу двигателей при работе конвейера в тормозном режиме, по статическому тормозному усилию . Для тормозного режима работы конвейера мощность двигателей приводной станции определяют по формуле

                                (44)

где   скорость конвейера при работе в тормозном режиме, м/с.

Установленную мощность привода  (кВт) определяют по формуле

                                     (44)

1.4.5. Определить энергоемкость транспортирования. Энергоемкость транспортирования бремсберговым конвейером зависит от угла наклона конвейера и его загруженности 16.

1. При отрицательном угле наклона конвейера  равном углу постоянной мощности , конвейер работает в двигательном режиме не зависимо от загруженности. При этом мощность на валу двигателя привода остается постоянной, как при холостом ходе, так и во время работы конвейера при номинальной загруженности.

2. При отрицательном угле наклона конвейера  равном углу нулевой мощности , конвейер работает в двигательном режиме в диапазоне изменения загруженности, от нуля (холостой ход) до номинальной. При достижении загруженности, равной номинальной, двигатели привода начинают работать в режиме идеального холостого хода, при котором ротор двигателя вращается с синхронной угловой скоростью. При этом момент на валу двигателя равен нулю, и соответственно мощность на валу двигателя привода также равна нулю.

3. При отрицательном угле наклона конвейера  равном углу равной мощности  и удельной номинальной загруженности ленты  (кг/м), конвейер работает в двигательном режиме в диапазоне изменения загруженности от  = 0 (при холостом ходе), до загруженности  =  (кг), соответствующей синхронной угловой скорости двигателя, которую будем называть «синхронной» загруженностью конвейера. Длина загруженного участка конвейера  (м), соответствующая «синхронной» загруженности , определяется из выражения

При дальнейшем увеличении загруженности конвейера
(кг), под действием неуравновешенной составляющей веса груза на ленте, двигатель переходит в генераторный режим работы параллельно с сетью. При вращении ротора с угловой скоростью, выше синхронной угловой скорости, двигатель создает тормозной момент и рекуперирует в электрическую сеть активную мощность, потребляя при этом реактивную мощность для возбуждения. При достижении конвейером загруженности, равной номинальной  двигатель привода отдает в электрическую сеть активную мощность, равную по величине активной мощности, потребляемой из сети при холостом ходе. В реальных условиях эксплуатации при случайном характере горных грузопотоков режим работы конвейерной установки меняется, и соответственно, конвейер, то потребляет мощность из сети, то отдает ее в электрическую сеть.

4. При отрицательных углах наклона  в интервале изменения угла, от угла  по  (допустимый угол наклона), конвейер работает в тормозном режиме и рекуперирует энергию в сеть в широком диапазоне изменения загруженности.

1.4.6. Определить годовой расход энергии Э (кВтч), потребляемой из электрической сети, с учетом КПД электродвигателя и сети 16, с. 108, 17. Этот пункт студент выполняет только по специальному заданию преподавателя после собеседования.

На полустационарных бремсберговых конвейерах с систематическим сокращением става (с телескопическим устройством) приводную станцию и натяжное устройство, как правило, устанавливают в нижней части става конвейера (в конце верхней (грузовой) ветви конвейера).

На стационарных бремсберговых конвейерных установках при углах наклона   10 приводную станцию следует располагать в верхней части става (в начале верхней (грузовой) ветви конвейера) с целью обеспечения наибольших силы сцепления ленты с приводными барабанами и динамического тормозного усилия при торможении, а натяжную станцию устанавливать в нижней части става.

1.5. Особенность расчета многоприводных конвейеров

[2, с. 115]

Особенность тягового расчёта многоприводных конвейеров методом построения диаграмм натяжения ленты состоит в том, что сначала строят диаграмму натяжения в предположении наличия одного привода (пунктирная линия на рис. 8,б). Полученное общее тяговое усилие привода конвейера  разбивают между приводами пропорционально их мощности. Долю  каждого привода в общем тяговом усилии  принимают или  = 0,66, а , или  (в рассматриваемом случае  разбито пополам на тяговое усилие первого привода  и тяговое усилие второго привода ). Затем перестраивают диаграмму натяжения для фактического количества приводов (сплошная линия) и наносят ось абсцисс системы координат S  L. При этом по формуле (45) определяют величину  для первого привода и откладывают ее от точки 1 вниз по оси S. Через полученную точку проводят горизонтальную линию  ось сцепления (I). По формуле (45) соответственно определяют величину  для второго привода.

Рис. 8. Расчетная схема (а) и диаграмма натяжения ленты (б)

конвейера с двумя приводами

Величину  откладывают от точки 3 вниз по вертикальной вспомогательной линии. Через полученную точку проводят горизонтальную линию  ось сцепления (II).

                                       (45)

где – доля первого привода в общем тяговом усилии.

Определяют величину  по формуле (32), записанной в виде

                         (46)

Откладывают значение  от точки 3 (точка с наименьшим натяжением в контуре) и проводят через нее ось повсеместного растяжения. Из трех осей окончательно принимают за ось абсцисс самую нижнюю.

1.6. Контрольные вопросы

1. В чем состоит достоинство тягового расчета ленточного конвейера методом построения диаграмм натяжения ленты?

2. Какие величины могут быть определены по недостроенной диаграмме натяжения ленты (без местоположения оси абсцисс) и можно ли по ней оценить характер изменения натяжения ленты в контуре?

3. С какой целью достраивается диаграмма натяжения ленты, т.е. определяется местоположение оси абсцисс?

4. Зачем строятся две диаграммы натяжения ленты при тяговом расчете бремсбергового конвейера?

5. Правомерность приема определения Fн-с по недостроенной диаграмме натяжения ленты.

6. Правомерность приема приятия нижней оси за ось абсцисс.

7. Физический смысл критериев минимального натяжения ленты  и .

8. Цель, преследуемая при оптимизации прочностных параметров ленты.

2. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО

ВЫПОЛНЕНИЯ (табл. 15, 16, 17, 18)

Студент выполняет свой вариант задания, полагая, что специфические местные сопротивления отсутствуют, трасса конвейера не имеет перегибов, пункт  загрузки располагается в хвостовой части конвейера. В ряде случаев практический интерес представляет учет специфических сопротивлений, нескольких пунктов погрузки и перегибов трассы. В этом случае преподаватель указывает дополнительно особые условия работы конвейера. Вариант с установкой одного привода в головной, а второго в хвостовой части конвейера указывается дополнительно преподавателем. Привод бремсберговых стационарных конвейеров при углах наклона β > −10° располагать только в верхней части.

Машиностроительный завод ПО «Сибсельмаш» (г. Новосибирск) изготавливает ленточные конвейеры 2ЛТ100У, 2ПТ120, 2Л140.

ОАО «Александровский машиностроительный завод» изготавливает ленточные конвейеры типа1Л80У, 2Л80У, 2ЛТ80У, 2ЛТ80У-01, 2ЛТП80У, 1ЛТ100А, 3ЛЛ1000А, 3ЛЛК1000А, 1Л120-02-3, 1Л120-03-3,2Л120В, 3Л120Б, 3Л120В, 2ЛБ120М. Конвейеры 3ЛН1000А-01 и 3ЛН1000А завод изготовляет только по специальным заказам (г. Александровск Пермской области).

Конвейеры типа 3ЛН1000А-01, 3ЛН1000А, 2Л120В, 3Л120Б, 3Л120В, 2ЛБ120М не имеют турбомуфт. Для обеспечения плавного запуска конвейера необходимо предусмотреть в проекте соответствующую аппаратуру. Выбирать аппаратуру для плавного запуска ленточных конвейеров следует, используя источники информации последних лет издания и систему Интернет. При выборе отдавать предпочтение аппаратуре, которая автоматически обеспечивает распределение тягового усилия между приводными барабанами.

Таблица 15

Варианты заданий

Исходные показатели	№ варианта задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Тип конвейера
	1Л80У*	2ЛТ80У-01	2ЛТ80У	2ЛТП80У**
т/ч	420           520	420           520	420            520	420        520         520
Число приводных барабанов	2	2	2	2
м	600           330	150         1500	300         1200	300        1000       300
β, град	−3            +6	+18             −3	+9             −9	−10          −5        +10
V, м/с	2,0             2,5	2,0             2,5	2,0              2,5	2,0          2,5         2,5
Тип ленты	2ШТС (ЕР-200-4,5-3,5)	2ШТС (ЕР-200-4,5-3,5)	2ШТС (ЕР-200-4,5-3,5)	2ШТС (ЕР-200-4,5-3,5)
B, мм	800	800	800	800
Число прокладок ленты i	4	4	4	4
кг/м	рассчитать	Рассчитать	рассчитать	рассчитать
кг/м	16,24	16,24	16,24	16,24
, кг/м	8,4	8,4	8,4	8,4
, кг/м	3,1	3,1	3,1	4,2
град	210	210	210	210
град	210	210	210	210
, м	1,4	1,4	1,4	1,4
, м	2,8	2,8	2,8	2,8
кВт	55	55  3	55  2	55  2
Турбомуфта привода	ГПЭ-400У	ГПЭ-400У	ГПЭ-400У	ГПЭ-400У
Футеровка приводного барабана	Не предусмотрена	Не предусмот-рена	Не предусмотрена	Не предусмотрена

* – привод с жесткой кинематической связью барабанов.

** – предназначен для работы с проходческими комбайнами и комплексами, оборудованными маслостанциями.

Таблица 16

Варианты заданий

Исходные показатели	№ варианта задания
	10	11	12	13	14	15	16	17	18
	Тип конвейера
	2ЛТ100У**	2ЛТ100У**	3ЛН1000А-01*	3ЛН1000А*
т/ч	850	850	620	620
Число приводных барабанов	2	2	2	2
м	500             500	300               300	700              500	500   600    700
β, град	–10           +16	–10               +16	–18             –25	+25   +20    +18
V, м/с	2,5	2,5	2,0	2,0
Тип ленты	1ШТС (ТК-200-2-6-3,5)	1ШТС (ТК-200-2-6-3,5)	РИФ РТЛШТС (ТГ)-2500	РИФ РТЛШТС (ТГ)-2500
B, мм	1000	1000	1000	1000
Число прокладок ленты i	5	5	–	–
кг/м	рассчитать	рассчитать	рассчитать	рассчитать
кг/м	18,6	18,6	37,0	37,0
, кг/м	16,56	16,56	20,4	20,4
, кг/м	8,28	8,28	10,2	10,2
град	210	210	210	210
град	210	210	210	210
	1,25	1,25	1,2	1,2
	,50	2,50	2,4	2,4
кВт	3  110	2  110	2  250	2  250
Турбомуфта привода	ГП-480	ГП-480	–	–
Футеровка приводного барабана	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями

* – лента с рифленой рабочей поверхностью.

** – с унифицированными роликоопорами типа гирлянда на обеих ветвях.

Таблица 17

Варианты заданий

Исходные показатели	№ варианта задания
	19	20	21	22	23	24	25	26	27
	Тип конвейера
	3ЛЛК1000А	3ЛЛ1000А	2Л140	2ПТ120
т/ч	800           1100	750	2040         3210	1200     1600      2400
Q,	16,5           21,0	14,0	32              40	25           30         37,5
Число приводных барабанов	2	2	3	2
м	1600            250	500       1600	1000        1100	1000      2000       980
β, град	−3             +18	+10       −3	−10           +10	−10         −3        +10
V, м/с	2,5             3,15	2,0	2,5           3,15	2,56       3,15       4,15
Тип ленты	РТЛШТС (ТГ)-2500	РТЛШТС (ТГ)-1500	РТЛШТС (ТГ)-3150	1ШТС (ТК-200-2-6-3,5)
B, мм	1000	1000	1400	1200
кг/м	рассчитать	рассчитать	рассчитать	рассчитать
кг/м	37	32	60,2	22,3*
, кг/м	20,4	20,4	48,0	27,2
, кг/м	3,6	3,6	24,0	11,2
град	210	210	210	210
град	210	210	210	210
град	−	−	210	−
	1,25	1,25	1,2	1,25
	2,50	2,50	2,4	2,50
кВт	2  250	2  250	3  400	2  250             2  250                      3  250
Турбомуфта привода	ГПП 550	ГПП 550	ГПП-620	ГПП 550
Футеровка приводного барабана	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями

*  масса ленты с пятью прокладками

Таблица 18

Варианты заданий

Исходные показатели	№ варианта задания
	28	29	30	31	32	33	34	35	36
	Тип конвейера
	2Л120В	3Л120Б	2ЛБ120М	3Л120В
т/ч	1590	1590	1500	1500
м	3000        1000       350	2300           400	1000           2500	2500      350
β, град	–3            +10        +18	–3                 +18	–16                –3	–3         +18
V, м/с	3,15	3,15	3,15	3,15
Тип ленты	РТЛШТС (ТГ)-2500	РТЛШТС (ТГ)-3150	РТЛШТС (ТГ)-2500	РТЛШТС (ТГ)-2500
B, мм	1200	1200	1200	1200
Число приводных барабанов	4	3	2	2
кг/м	рассчитать	рассчитать	Рассчитать	рассчитать
кг/м	44,4	51,6	44,4	44,4
кг/м	43,2	43,2	43,2	43,2
, кг/м	13,6	13,6	13,6	13,6
град	210	210	210	210
град	210	210	210	210
град	210	210	–	–
град	210	–	–	–
	1,2	1,2	1,2	1,2
	2,4	2,4	2,4	2,4
кВт	4  250	3  500	2  315	2  500
Турбомуфта привода	–	–	–	–
Футеровка приводного барабана	Резина с рифлениями	Резина с рифлениями	Съемные резиновые листы	Съемные резиновые листы

Примечание. α1 , α2 , α3 , α4 – углы обхвата лентой ведущих барабанов приводной станции соответственно первого, второго, третьего, четвертого по ходу движения ленты.

В работе [10, с. 237] авторы утверждают, что чем плавней пуск, тем меньше значение коэффициента запаса тяговой способности привода (формула 30) и тем меньше величина натяжения контура ленты, создаваемого натяжным устройством конвейера. Плавный запуск обеспечивает снижение динамических нагрузок в системе конвейера, что приводит к повышению срока службы механических узлов привода и ленты; устранение пробуксовки между лентой и приводным барабаном, что приводит к стабильной работе конвейерной установки и повышению уровня ее безопасной эксплуатации; снижение нагрузки на электрическую сеть за счет ограничения пускового тока. Например, пускатель электромагнитный взрывобезопасный регулируемого запуска типа EZSO1 PO4.1 (Софтстарт) служит для управления плавным пуском, плавным выбегом и динамической системой торможения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором Сайт: www.ohr.cz.

При выполнении лабораторных и контрольных работ с применением вычислительных программ и использовании в качестве исходных данных, приведенные в табл. 1518, необходимо использовать работы 18, 19. Без применения вычислительных программ невозможно решать вопросы, связанные с проведением параметрической оптимизации и многовариантного анализа.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОСТ 12.14.130-79. МУП. Конвейеры ленточные шахтные. Методика расчета / Минуглепром СССР; введ. 1981.01.2001. – М.: 1980. – 71 с.

2. Транспорт на горных предприятиях: учеб. для вузов / под общей ред. Б. А. Кузнецова. – М.: Недра, 1976. – 552 с.

3. Каталог выпускаемой продукции ЗАО «Курскрезинотехника».  Курск: ООО «ПОЛСТАР», 2008. – 40 с.

4. Каталог продукции ОАО «Уральский завод резиновых технических изделий». – Екатеринбург: ОАО «РТИ», 2008. – 28 с.

5. Мировой лидер в производстве конвейерных лент. FENNER DUNLOP. Marfleet, Hull, England HU9 5RA, 2011.  14 c.

6. Инструкция по применению ОСТ 12.14.130-79. Конвейеры ленточные шахтные подземные. Методика расчета. – М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1982. – 60 с.

7. Подземный транспорт шахт и рудников: справочник / под общей ред. Г. Я. Пейсаховича, И. П. Ремизова. – М.: Недра, 1985. – 565 с.

8. Руководство по эксплуатации подземных ленточных конвейеров в угольных и сланцевых шахтах. – М.: ИГД им. А. А. Скочинского, 1995. – 252 с.

9. Ленты конвейерные резинотканевые трудносгораемые GTP (ТГ). FTT WOLBROM. POLAND, 2008. − 4 c.

10. Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий / В. И. Галкин, В. Г. Дмитриев, В. П. Дьяченко, И. В. Запенин, Е. Е. Шешко. − М.: Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2005. − 543 с.

11. Номенклатурный каталог ОАО «Александровский машиностроительный завод». – Александровск: ОАО «АМЗ», 2002. – 76 с.

12. Справочник по проектированию ленточных конвейеров / О. В. Зелинский, А. С. Петров. – М.: Недра, 1986. – 224 с.

13. Шахмейстер, Л. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров / Л. Г. Шахмейстер, В. Г. Дмитриев. – М.: Машиностроение, 1987. – 336 с.

14. Шахмейстер, Л. Г. Подземные конвейерные установки / Л. Г. Шахмейстер, Г. И. Солод. – М.: Недра, 1976.– 432 с.

15. Васильев, М. В. Современный карьерный транспорт.  М.: Госгортехиздат, 1962. – 319 с.

16. Подпорин, Т. Ф. Определение энергетических затрат горных транспортных машин: учеб. пособие / ГУ КузГТУ.  Кемерово, 2005.  120 с.

17. Галкин, В. И. Транспортные машины / В. И. Галкин, Е. Е. Шешко.  М.: Недра, 2010.  588 с.

18. Подпорин, Т. Ф. Моделирование переходных режимов ленточных конвейеров: учеб. пособие: в 2 ч. / ГУ КузГТУ.  Кемерово, 2002.  Ч. 1: Моделирование процессов изменения натяжения ленты при разгрузке и загрузке конвейеров.  164 с.

19. Подпорин, Т. Ф. Моделирование переходных режимов ленточных конвейеров: учеб. пособие: в 2 ч. / ГУ КузГТУ.  Кемерово, 2002.  Ч. 2: Моделирование процесса выбега ленточных конвейеров.  99 с.

Составитель

Подпорин Тимофей Федосеевич

ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ МЕТОДОМ ПОСТРОЕНИЯ ДИАГРАММ НАТЯЖЕНИЯ ЛЕНТЫ

Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине «Транспортные машины» для студентов специальности 150402

«Горные машины и оборудование» всех форм обучения

Рецензент С. В. Пешков

Печатается в авторской редакции

Подписана в печать 07.09.2011. Формат 6084/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,8.

Тираж 140 экз. Заказ___

КузГТУ. 650000. Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография КузГТУ. 650000, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

1. О санитарноэпидемиологическом благополучии населения
2. составная часть экономической теории изучающая экономические взаимоотношения между людьми и определяющая
3. Маленький принц Le Petit Prince Антуан де СентЭкзюпери 19432 Приключения Чиполино Il Romnzo di Cipollino Джанни Родари
4. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата філологічних наук Харків
5. Всемирная история библиографии
6. Проблеми розмежування функцій і завдань центральних і місцевих органів влади та їхнього партнерства у сфері надання державних і громадських послуг
7. . Тире между подлежащим и сказуемым ставится- при нулевой связке т
8. Ледовая и снежная скульптура
9. задание. Задача 1 httphcxl
10. Лекция 1 Аспекты представления информации
11. Лекция Архейраннепротерозойский карельский этап геологической истории Земли
12. тематики и физики Подготовили- Лисунова Надежда Владимировна учитель математики и информатик
13. МОДУЛЬ IV Днепропетровск 2010
14. на тему лидерства
15. Менталитет англичан
16. Марко Вовчок
17. О социальной защите инвалидов в Российской Федерации
18. Источники правового регулирования банковской деятельности1
19. . Понятие экономического анализа.
20. Античная философия

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе