Расчет ленточного конвейерного транспорта

Расчет конвейерного транспорта заключается в выборе типа конвейера и ленты, а также в определении скорости ленты, мощ­ности приводных двигателей, усилий натяжного устройства.

Исходными данными для расчета являются производительность, дальность и трасса транспортирования, характеристика перемеща­емого груза и эксплуатационные условия работы конвейера. Произ­водительность конвейера определяется требуемой производитель­ностью карьера по вскрышным работам или добыче полезного ис­копаемого. Основными параметрами производительности являют­ся скорость и ширина ленты.

Скорость движения ленты зависит от характеристики транспор­тируемого материала и производительности конвейера (табл. 21). Кроме того, она должна соответствовать следующему пара­метрическому ряду: 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8 м/с.

Ширина ленты рассчитывается по формуле (мм)

(3.1)

где Q — заданная производительность конвейера, т/ч; С — коэффи­циент формы поперечного сечения груза на ленте; V — скорость движения ленты, м/с; р — плотность насыпного груза, т/м³;

Kп — коэффициент уменьшения поперечного сечения груза на ленте на­клонных конвейеров.

Коэффициент С зависит от величины угла откоса груза, коли­чества роликов, соотношения длин среднего и боковых роликов, а также от угла их наклона. Значения этого коэффициента для одно- и трехроликовых опор ленточного конвейера приведены в табл. 3.

Коэффициент Kп в расчетах конвейеров с наклоном менее 12° можно принимать равным 1. При наклонах 12; 14; 16; 18; и 20° значение Kп соответственно равно 0,98; 0,96; 0,94; 0,92 и 0,9.

Таблица 3. Скорость ленты ленточных конвейеров (по А. О. Спиваковскому, M. Г- Потапову, Г. В. Приседскому)

Расчетная производи- тельность конвейеров, тыс. м/ч	Скорость ленты (м/с) для
рыхлых пород	скальных пород и руд
0,4.:. 0,8	2,0... 2,5	1,5...2,5
1... 2,5	2,5... 3,5	2,0... 3,0
2,5... 5	3,0... 4,5	2,5... 3,5
5... 8,	3,5... 5,5	2,5...3,5
8... 12	4,0... 6,0	3,0...4,0
>12	4,0... 6,5	3,0.'..4,5

Рассчитанную по формуле (4.5) ширину ленты проверяют на возможность транспортирования груза заданной кусковатости:

рядового

(3.2)

cортированного

(3.3)

Здесь а_тах, а_ср — максимальный и средний размер куска, мм.

По полученным значениям подбирают ширину ленты, вы­пускаемой промышленностью.

Силы сопротивления дви­жению конвейерной ленты делятся на распределенные по длине конвейера и сосре­доточенные в отдельных его пунктах. Первые из них отно­сятся к прямолинейным уча­сткам

конвейера. Сосредото­ченные — это сопротивления, возникающие при прохожде­нии ленты барабанов, погру­зочных и разгрузочных пунк­тов, батареи роликов, при изменении наклона конвей­ера и др.

Для грузовой ветви наклонного конвейера распределенное по­ длине сопротивление движению ленты

(3.4)

а для порожняковой ветви

(3.5)

где q, q_л — линейная сила тяжести груза и ленты, Н/м; β — угол наклона конвейера, град; q _Р._Г, q р.п — линейная сила тяжести вра­щающихся частей роликов на грузовой и порожняковой ветвях, Н/м; l _г, l п—длина грузовой и порожняковой ветвей, м; т — коэффициент сопротивления движению ленты по роликам; l _г._г, l _г.п — горизонталь­ная проекция длины грузовой и порожняковой ветвей, м; H _г, H _п — длина вертикальной проекции грузовой и порожняковой ветвей, м.

Сопротивление движению ленты для грузовой ветви горизон­тального конвейера

(3.6)

а для порожняковой

(3.7)

Линейная сила тяжести ленты

(3.8)

вращающихся частей роликов

(3.9)

((3.10)

Таблица 4. Расстояние между роликоопорами грузовой ветви, м

Насыпная плотность груза, т/м	Ширина ленты, м
0,8	1... 1,2	1,4.'.. 1.6	1,8... 2
<1 1...2 >2'	1.4 1.3 1.2	1,3 1,2 1,2	1.2 1.1 1,0	1.1 1,0 0,9

Здесь б — толщина ленты, мм; | (для резинотканевых она равна 1,1... 1,2 кг/дм³, для резинотросовых— 2 кг/дм³); G _г, G _п— сила тяжести роликов одной опоры грузовой- и порожняковой вет­вей, Н; /_г, /„ — расстояние между опорами грузовой и порожняковой ветвей, м.

Расстояние между опорами грузовой ветви конвейера принима­ют в зависимости от транспортируемого груза и ширины ленты (табл. 4).

Линейная сила тяжести груза на ленте при известной произ­водительности Q (т/ч) и скорости движения ленты v (м/с)

(3.11)

Общее уравнение, для сосредоточенного сопротивления движению ленты записывается следующим образом:

(3.12)

где F с.б, F н.б — натяжение ленты перед пунктом сосредоточенного сопротивления и после него, Н

Сопротивление при огибании лентой барабанов W _б (Н) зависит от трения в цапфах вала, жесткости ленты и ее натяжения

(3.13)

В этой формуле Кб — коэффициент, учитывающий сопротивление при огибании лентой барабанов (при углах обхвата 180, 90 и <90° oн принимается равным соответственно 1,04... 1,05; 1,03... 1,04 и 1,02... 1,03).

На погрузочном пункте сопротивление движению ленты (Н)

(3.14)

Здесь С_т=1,3... 1,5 — коэффициент, учитывающий сопротивление от трения груза о стенки воронки и борта; g — ускорение свободного падения, м/с²; v ₀— составляющая начальной скорости потока груза, направленная вдоль ленты, м/с; f _т—коэффициент трения груза о ленту; Н_п — высота падения груза на ленту, м.

Сопротивление на двухбарабанном разгрузочном устройстве W_р (Н) складывается из сопротивлений подъема груза g (Н) на высоту h_р (м) и огибания лентой двух барабанов. В данном слу­чае усилие в сбегающей ветви после разгрузочного устройства (Н)

(3.15)

На плужковом разгрузочном устройстве сопротивление

(3.16)

где С_п — коэффициент сопротивления (принимается 2,7...3,6 в зависимости от коэффициента трения груза о ленту, и стенки плужка).

Сопротивление при огиба­нии лентой батареи роликоопор при изменении угла наклона ленточного конвейера контуру конвейера зависит от центрального угла

криволинейного участка а и коэффициента сопротивления движе­нию ленты по роликоопорам w. При этом натяжение в сбегающей ветви после батареи роликов (Н)

(3.17)

Коэффициент w определяется по формуле

(3.18)

Здесь d_а — диаметр цапфы оси, мм; f _т— коэффициент трения в цапфах; d _р, r _р — радиус и наружный диаметр ролика, мм; К_р — коэффициент трения качения ленты по ролику.

Натяжение тягового органа в характерных точках устанавли­вают методом обхода контура. При этом контур, образованный лентой или другим тяговым органом, разбивают на участки: прямолинейные, криволинейные и с сосредоточенным сопротивлением. Точки сопряжения отдельных участков нумеруют. Первой обычно считают точку сбегания ленты с приводного барабана, последней точку набегания на него. Разность натяжений, набегающей и сбе­гающей ветвей лент приводного барабана равна тяговому усилию, которое должен реализовать привод.

При обходе контура натяжение тягового органа в каждой последующей по ходу точке Fi (Н) равно натяжению в предыдущей Fi-1 (Н) плюс сопротивление на участке между этими точками Wi-1, i (Н):

(3.19)

Рассмотрим этот метод на примере. Для точек 1 – 9 (рис. 1) запишем

(3.20)

где F1 — F9 натяжение в точках 1—9 от сбегающей с приводного барабана до набегающей на него ветви ленты, Н; W_0.б, W_п, W_н.б, W_г.н, W_п.п, W_гр W_р, W_г.н — сопротивления: при прохождении ленты по отклоняющему барабану, порожняковой ветви конвейера, натяжного барабана, участка грузовой ветви до загрузочного устройства в ненагруженном состоянии, погрузочного пункта, наг­руженного участка грузовой ветви, разгрузочного устройства, уча­стка грузовой ветви за разгрузочным устройством, Н.

При подстановке значений в формулы (3.20) последняя из них примет вид

(3.21)

Здесь А_к — коэффициент, характеризующий сопротивления по кон­туру ленты, пропорциональные ее натяжению; W — величина всех сопротивлений по контуру ленты,,не зависящих от ее натяже­ния, Н.

Применительно к рассматриваемым условиям уравнение передачи тягового усилия трением имеем:

(3.22)

Решая совместно уравнения (3.21) и (3.22), получим:

(3.23)

Подставив полученный результат в формулы (3.22), найдем величину натяжения ленты во всех девяти точках. Эти значения затем проверяются по допустимой стреле провеса f _max (м) в точке наименьшего натяжения ленты грузовой ветви, которая принимает­ся равной 1,25...2,5% расстояния между роликоопорами l (м), т. е.

(3.24)

При равномерно распределенной нагрузке для ленточного кон­вейера наибольшую стрелу провеса ленты f _max (м) находим по формуле

(3.25)

где f _min — наименьшее натяжение ленты на грузовой ветви кон­вейера, Н.

Совместное решение уравнений (3.24) и (3.25) позволяет опреде­лить наименьшее допустимое натяжение ленты

(3.26)

Большие значения f _minпринимают при транспортировании круп­ных кусков и высоких скоростях движения ленты.

Если приводные барабаны расположены в конце грузовой вет­ви, наименьшее натяжение наблюдается у загрузочного устрой­ства. Из двух значений натяжения, полученных по условиям передачи тягового усилия приводным, барабаном применительно к этому участку (точка F6 на рис. 1) и по формуле (3.26), бе­рется наибольшее. Если принимают величину, рассчитанную по формуле (3.26), выполняют перерасчет по формуле (3.20) ос­тальных значений натяжения ленты в характерных точках по ее контуру.

Рис. 1 Схема расположения точек по контуру конвеера

Развиваемое приводными барабанами конвейера тяговое усилие (Н)

(3.27)

В нашем примере

Необходимая мощность двигателей (кВт)

(3.28)

Здесь ŋ = 0,85... 0,9 — к.п.д. привода.

Прочностные размеры ленты определяют по максимальному статическому натяжению F _max (Н), которое принимают по дан­ным, полученным при обходе ее контура.

В расчетах на разрыв применяют расчетное сопротивление (Н)

(3.29)

где Кз.п — запас прочности (для резинотканевых лент он равен 10, а для резинотросовых— 9).

Для резинотканевых лент рассчитывают необходимое число про­кладок

(3.30)

В данной формуле K _р — разрывная прочность одной прокладки, Н/см; В — ширина ленты, см.

При расчете резинотросовой ленты находят необходимую проч­ность ленты в целом (Н/см)

(3.31)

В зависимости от значения K _р._т устанавливают тип ленты.

Необходимое усилие в натяжном устройстве равно сумме натя­жений ленты в точке набегания ее на натяжной барабан и точке сбегания. Для нашего примера оно равно (F₃ +F4), Н.

Диаметр приводного барабана (м) для резинотканевой ленты

(3.32)

Минимальное значение Кб принимают равным 0,15...0,2 м для лент с прокладками и разрывной прочностью 1...4 кН/см.

Для резинотросовой ленты диаметр приводного барабана ус­танавливается в зависимости от ее разрывной прочности K _рт:

Диаметр хвостовых барабанов d _х = 0,8 d_п, натяжных d_н = (0,65...0,8) d_п, отклоняющих d₀= (0,5...0,65) d_п.

Предпочтительный ряд диаметров приводных барабанов 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8 и 2 м, неприводных — 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,25; 1,4 и 1,6 м.

Ленточно-канатный конвейер рассчитывают аналогично ленточ­ному с учетом следующих основных особенностей. При определений ширины ленты по формуле (4.5) необходимо принимать во внимание, что коэффициент формы поперечного сечения зависит от угла откоса насыпного груза и прогиба рессор и не превыша­ет 350...370. Скорость движения ленты принимают 2...2,5 м/с в зависимости от транспортируемого груза и ширины ленты (0,9...1,1 м). Коэффициент сопротивления движению канатов по роликам равен 0,02. При расчете сопротивления движению ленты" дополнительно учитывают силу тяжести канатов.

Минимальное натяжение каждого из двух канатов на грузовой ветви определяют исходя из допустимой величины провеса ленты между опорами, равной 1...1,5% расстояния между ними:

(3.33)

где q _к—линейная сила тяжести каната,Н/м.

Дата добавления: 2015-09-06