Изучение устройства и определение параметров

ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

 

Цели работы: изучение устройства ленточного конвейера; определение основных параметров конвейера.

Оборудование и приборы: действующая модель ленточного конвейера с червячной и клиноременной передачей.

 

Теоретические сведения

Ленточными конвейерами перемещают сыпучие кусковые материалы, штучные грузы, а также пластичные смеси бетонов и растворов.

Их широко применяют для непрерывного транспортирования различных материалов в горизонтальном или наклонном направлениях. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тысяч тонн в час) и значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров). В строительстве используют передвижные и стационарные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния.

Основным транспортирующим и тяговым органом для строительства является бесконечная прорезиненная лента 4 ленточного конвейера (рисунок 4.1, а), огибающая два барабана: приводной 6 и натяжной 2. Поступательное движение ленты с грузом создаётся силами трения, действующими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение барабан получает от приводного электродвигателя 10 через редуктор 9. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол обхвата α.

Верхняя рабочая и нижняя холостая ветви поддерживаются верхними 5 и нижними 8 роликоопорами. В целях получения наибольшей производительности конвейеров их верхние роликоопоры делают желобчатой формы, при прохождении по которым лента той же ширины способна нести больше материала по сравнению с плоской (рисунок 3.1, б). Для предотвращения провисания ленты между роликоопорами, а также для увеличения тягового усилия лента предварительно натягивается посредствам винтового или грузового натяжного устройства 1.

Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через специальную воронку 3. Съём материала может производиться через приводной барабан или в промежуточных пунктах с помощью специальных сбрасывающих устройств. Для предотвращения самопроизвольного обратного хода ленты после остановки конвейера на валу приводного барабана устанавливают тормоз. Угол наклона конвейера зависит от подвижности транспортируемого материала и коэффициента трения в движении материала о транспортную ленту. Для таких материалов, как шлак, песок, щебень, он обычно составляет 16…20 град.

Для транспортирования строительных материалов применяют тканевые прорезиненные ленты, состоящие из нескольких слоёв (прокладок) ткани (бельтинга). Ширина и число прокладок ленты стандартизированы. Чтобы обеспечить нужное натяжение ленты, применяют винтовое или грузовое натяжное устройство. Ход натяжного устройства должен быть в пределах 1…1,5 % от полной длины конвейера. Натяжные устройства коротких конвейеров делают винтовыми, желательно подпружиненными, или грузовыми. При грузовом натяжном устройстве натяжной барабан устанавливают на тележке, натягиваемой грузом, или делают его в виде промежуточного блока с подвешенным к нему, иногда через полиспаст, грузом. Усилие натяжения ленты должно обеспечить не только необходимую силу трения между лентой и приводными барабанами, но и определённую стрелу провеса груженой ленты между роликовыми опорами.

Рис. 4.1 – Ленточный конвейер

 

Характеристика свойств насыпных грузов приведена в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 - Характеристика свойств насыпных грузов

Наименование груза	Объемная (насыпная) масса γ, т/м³	Угол φ естествен- ного откоса, град	Коэффициент трения в состоянии покоя	Группа абразив- ности
в покое	в дви-жении	по стали	по резине
Глина мелкокусковая сухая	0,7 – 1,5			0,75–1,0		В
Гравий рядовой	1,5 – 2,0			0,58–1		В
Камень: крупнокусковой мелкокусковой	1,8 – 2,2 1,31 – 1,5			0,6–0,8
Керамзит кусковой	0,5 – 0,7
Песок: сухой влажный	1,4 – 1,65 1,5 – 1,7			0,32–0,7 0,52–0,8	0,46 0,56	С
Уголь каменный кусковой	0,6 – 0,8	35–40		0,42	0,55	В
Цемент	1,0 – 1,8			0,3–0,65	0,64	П
Шлак: сухой влажный	0,6 – 1,0 0,62 – 0,71	35–50		0,4–1,19 0,4–0,6	0,46–0,6 0,46	С
Щебень сухой	1,2 – 1,8			0,47–0,5		Д

В – малоабразивные, С – среднеабразивные, Д – высокоабразивные; П – пылевидный.

 

Мокрые и вязкие материалы при транспортировании налипают на рабочую поверхность ленты, мешают прохождению холостой ветви через роликовые опоры и вспомогательные барабаны, к которым лента прилегает своей рабочей стороной. Кроме того, налипание материала увеличивает сопротивление и снижает производительность. Для очистки применяют скребки и щетки. Скребки устанавливают под разгрузочным барабаном. Снимаемый материал направляют по лотку к месту размещения основной массы материала.

Разгрузка материала с ленты производится тремя способами: через барабан, с помощью плужковых сбрасывателей и с помощью сбрасывающих тележек. Сбрасывающие тележки применяют только в стационарных конвейерах для сухих сыпучих материалов.

Ленты конвейерные выпускаются:

– резинотканевые с прокладками хлопчатобумажными (таблица 4.2, ГОСТ 20 – 85);

– резинотканевые с прокладками из синтетических тканей (из капрона – МРТУ 38-5-6057–65 и из лавсана с хлопком – МРТУ 6-07-6021–64);

– резинотросовые (МРТУ 6-07-6028–64);

– стальные.

 

Таблица 4.2 - Типы конструкций резинотканевых конвейерных лент

Тип	Наименование и характеристика	Область применения
	Ленты послойные с усиленным бортом и двухсторонней резиновой обкладкой	Транспортирование сильно истирающихся крупнокусковых материалов
	Ленты послойные с двухсторонней резиновой обкладкой	Транспортирование средне- и мелкокусковых и сыпучих материалов
2Р	Ленты послойные с двухсторонней резиновой обкладкой (разряженной тканью для амортизации ударов)	Транспортирование сильно истирающихся среднекусковых материалов в горнорудной промышленности
2У	Ленты послойные с двухсторонней резиновой обкладкой и с тканевой обкладкой бортов	Транспортирование рядового угля
	Ленты послойные с односторонней резиновой обкладкой	Транспортирование мелкокусковых, сыпучих и штучных материалов в отсутствии влаги и атмосферного воздействия

 

По ширине и числу прокладок, пределу прочности, температурному условию работы резинотканевые конвейерные ленты изготавливаются согласно данным таблицам 4.3 – 4.6.

 

Таблица 4.3 - Зависимость числа прокладок от ширины ленты

Ширина ленты, мм	Число прокладок в зависимости от типа ленты и применяемой ткани
тип 1	типы 2, 2Р, 2У	тип 3
ОРБ-5	ОПБ-12	Б-820	УШТ	Б-820
	– – – 3 – 5 3 – 6 4 – 8 5 – 9	3 – 4 3 – 5 3 – 6 3 – 7 4 – 8 5 – 10 6 – 10	– – – 3 – 5 3 – 6 4 – 8 5 – 9	3 – 4 3 – 4 3 – 4 3 – 5 3 – 5 – –

Окончание таблицы 4.3

 

Ширина ленты, мм	Число прокладок в зависимости от типа ленты и применяемой ткани
тип 1	типы 2, 2Р, 2У	тип 3
ОРБ-5	ОПБ-12	Б-820	УШТ	Б-820
	6 – 10 7 – 10 8 – 12 9 – 12	7 – 10 – – –	6 – 10 7 – 10 8 – 12 9 – 12	– – – –

 

 

Таблица 4.4 - Расчетная толщина прокладок резинотканевых лент

Наименование тканей	Толщина одной прокладки с резиновой прослойкой, мм
Бельтинг ОПБ-5, ОПБ-12 Бельтинг Б820 УШТ (уточная шнуровая ткань) Разреженная ткань (брекерная)	2,3 1,5 2,3 1,25

 

Таблица 4.5 - Расчетная толщина резиновых обкладок резинотканевых конвейерных лент

Типы лент	Толщина обкладки, мм
рабочая сторона	нерабочая сторона
2Р 2У		1,5 –

Таблица 4.6 - Предел прочности прокладки резинотканевых лент при разрыве (по основе)

Материал прокладки	Предел прочности на 1 см ширины одной прокладки в ленте, кгс/мм
Бельтинг ОПБ-5 ” ОПБ-12 ” Б-820 УШТ (уточная шнуровая ткань)

 

Пример условного обозначения конвейерной ленты общего назначения типа 2, шириной 500 мм, с тремя прокладками из бельтинга Б-820, с резиновой обкладкой толщиной 3 мм на рабочей поверхности 1 мм на нерабочей поверхности:

Лента Л2-500-3Б-820-3-1 ГОСТ 20 – 85.

При обозначении лент специального назначения к букве Л добавляются буквы: Т – теплостойкая; М – морозостойкая.

Порядок выполнения работы:

1 По плакатам и лабораторной установке ознакомиться с устройством, принципом действия и основными параметрами ленточного конвейера.

2 Нарисовать схему ленточного конвейера.

3 Сформировать исходные данные для расчета ленточного конвейера (таблица 4.7).

 

 

Таблица 4.7 - Исходные данные

Номер варианта	Транспор-тируемый Материал	Произво- дитель-ность,	Длина конвейера, м	Угол наклона конвейера, град	Высота подъема груза, м
	песок сухой
	Щебень			-
	камень сортированный				-
	песок сухой				-
	песок сухой			-
	песок сухой				-
	песок сухой			-
	Щебень				-
	Щебень				-
С 1 по 9 вариант транспортер установлен вне помещения. Разгрузка осуществляется через барабан
	песок влажный				-
	песок влажный				-
	песок влажный			-
	песок влажный				-
С 10 по 13 вариант транспортер установлен в закрытом неотапливаемом помещении. Разгрузка осуществляется плужковым сбрасывателем
	Цемент			-
	Цемент				-
	Цемент				-
	Цемент			-
	Цемент				-
	Цемент			-
	Цемент			-
С 14 по 20 вариант транспортер установлен в закрытом неотапливаемом помещении. Разгрузка осуществляется разгрузочной тележкой.
	Щебень				-
	песок сухой				-
	Щебень
	камень сортированный				-
	песок сухой				-
	Щебень			-
	песок сухой				-
	песок сухой				-
	Шлак			-
	Гравий			-
С 21 по 30 вариант транспортер установлен вне помещения. Разгрузка осуществляется через барабан

Примечание. Для всех вариантов: привод – в конце горизонтального участка

 

 

4 Определить основные параметры ленточного конвейера

 

Скорость v движения ленты (таблица 4.8).

 

Таблица 4.8 - Предельные скорости v ленты в при транспортировании насыпных грузов и разгрузке через барабан

Транспортируемый груз	Ширина ленты, мм
Неабразивный и непылящийся Малоабразивный Сильноабразивный и хрупкий Крупнокусковой Пылевидный	1,6 1,5   1,25 –	1,64 1,64   1,5 –	1,64 1,64   1,64 1,64	2,66 2,5   1,75	2,65 2,65	2,2 2,2	2,3 2,3	3,15 3,15	3,15 3,15

 

Предельные скорости ленты в :

а) при барабанной разгрузочной тележке – 2;

б) при плужковом разгрузчике для мелкозернистых материалов – 1,6;

в) при плужковом разгрузчике для кусковых материалов – 1,25.

Нормативные величины для ленточных конвейеров с прорезиненной лентой. Скорость ленты. Номинальная скорость ленты должна выбираться из ряда: 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3. При этом номинальная частота вращения приводного барабана должна соответствовать ряду: 4,75; 6; 7,5; 9,5; 11,8; 15; 19; 23,6; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236 об/мин. Допускается отклонение скорости и числа оборотов от указанных величин в пределах ±10%.

Угол естественного φ откоса материала (таблица 4.1).

Угол подъема β наклонного участка конвейера:

(4.1)

где Н – высота подъема груза;

L₁ – длина наклонного участка конвейера.

Угол наклона конвейера β должен быть меньше наибольшего наклона конвейера для принятой ленты (таблица 4.9).

 

Таблица 4.9. − Наибольший угол β наклона стационарных ленточных конвейеров

Наименование груза	Допустимый угол β наклона конвейера к горизонту, град.
Глина мелкокусковая сухая Гравий рядовой Камень: крупнокусковой мелкокусковой Песок: сухой влажный Уголь каменный кусковой Цемент Шлак Щебень

 

5 Расчетная ширина В_р ленты конвейера:

(4.2)

где П – производительность конвейера, ;

V – скорость ленты, ;

К_П – коэффициент производительности:

 

для плоской ленты:

К_П = 576 К_β tg (0,35φ), (4.3)

для желобчатой ленты:

К_П = 160 [3,6 К_β tg(0,35φ) + 1], (4.4)

где К_β – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера к горизонту (таблица 4.10);

φ – угол естественного откоса транспортируемого материала в покое (таблица 4.1).

 

Таблица 4.10 − Значение коэффициента К_β

Угол наклона конвейера, β°	До 10
Кβ		0,97	0,95	0,92	0,89	0,85

 

Стандартную ширину ленты согласовать с учетом рекомендаций таблиц 4.3 – 4.6. Записать обозначение выбранной ленты согласно ГОСТ 20-85.

 

6 Погонная весовая нагрузка q_л от конвейерной резинотканевой ленты:

q_л = 1,1 · В · δ (4.5)

где В – ширина ленты, м;

δ – толщина ленты, мм.

Толщина ленты:

δ = δ_р + i·δ_пр + δ_н (4.6)

где δ_р – толщина резиновой обкладки рабочей стороны ленты (таблица 4.5);

i – количество прокладок в ленте;

δ_пр – толщина прокладки (таблица 4.4);

δ_н - толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты (таблица 4.5.).

Погонная нагрузка от массы груза (среднее количество на одном метре длины конвейера) при непрерывном потоке груза на конвейере:

q = 1000·F·γ (4.7)

где γ – объемная масса груза, т/м³;

F – площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м³:

– на плоской ленте F ≈ 0,05В²;

– на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 20° – F ≈ 0,11В²;

– на желобчатой ленте с углом наклона боковых роликов 30° – F ≈ 0,14В². В формулах В – ширина ленты.

 

7 Выбор роликоопор

В зависимости от насыпной массы транспортируемого груза рекомендуется применять роликоопоры:

а) особо легкие - при насыпной массе до 0,5 т/м³ ;

б) легкие - при насыпной массе до 1,0 т/м³ ;

в) нормальные - при насыпной массе до 2,0 т/м³ ;

г) тяжелые - при насыпной массе до 3,15 т/м³ ;

 

Ролики изготавливаются диаметром 60, 83, 102, 127, 159 и 194 мм.

При транспортировании сыпучих грузов диаметры роликов роликоопор принимают в зависимости от насыпной массы груза и ширины ленты (таблица 4.11).

 

Таблица 4.11. − Рекомендуемые диаметры роликов роликоопор ленточных конвейеров в зависимости от ширины конвейерной ленты

Ширина ленты, мм	Диаметр ролика в мм при насыпном весе груза, тс/м^3до
0,5	1,0	2,0	3,15
до 650 800 – 1200 1400 – 1600 1800 и более	–			–

 

Расстояние между роликоопорами принимают в зависимости от насыпной массы груза и ширины ленты (таблица 4.12).

 

Таблица 4.12 − Рекомендуемые расстояния между роликоопорами рабочей ветви ленточного конвейера

Насыпной вес груза, тс/м^3	Предельное расстояние между роликоопорами рабочей ветви (мм) при ширине ленты, мм
400 – 500	650 – 800	1000 – 1200	1400 – 1600
До 1 до 2 до 3,15

 

Расстояние между роликоопорами холостой ветви принимается от 2 до 3,5 м. Меньшее значение принимаются для более широких лент.

8 Погонная нагрузка q_к от движущейся частей конвейера:

q_к = 2·q_л + q_р + q_х; (4.8)

где q_л – погонная весовая нагрузка от конвейерной резинотканевой ленты;

q_р – погонная весовая нагрузка вращающихся частей рабочей роликоопоры (таблица 4.13);

q_х – погонная весовая нагрузка вращающихся частей холостой роликоопоры (таблица 4.13);

 

Таблица 4.13 − Ориентировочная масса вращающихся частей роликоопор

Ширина ленты, мм
Масса 1 пог. м вращающихся частей роликоопор: рабочей ветви холостой ветви	8,4 2,5	3,2	10,2 4,4	18,4 7,8	9,2	24,2 11,1	16,7	58,4 23,8	132,5 52,5

 

9 Тяговая W_о сила конвейера:

W_о = [ω L_г(q + q_к) ± q Н] m + W_п.р (4.9)

где ω – коэффициент сопротивления, равный 0,04;

L_г – длина проекции конвейера на горизонтальную плоскость;

q – погонная весовая нагрузка от груза;

q_к – погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера;

Н – высота подъема (знак плюс) или опускания (знак минус) груза, м;

m – коэффициент: m = m₁·m₂·m₃·m₄·m₅ = 1,1·1·1,08·1·1 = 1,188;

W_п.р – сопротивление плужкового разгрузчика, учитывается при его наличии:

W_п.р = (2,7 ÷ 3,6) q В, (4.10)

где В – ширина ленты.

 

 

Таблица 4.14 − Значение коэффициента ω сопротивления ленточных конвейеров

Тип опор роликов	Условия работы конвейера	ω для роликоопор
прямых	желобчатых
Подшипники качения	Чистое сухое помещение без пыли	0,018	0,02
Отапливаемое помещение, небольшое количество абразивной пыли, нормальная влажность воздуха	0,022	0,025
	Неотапливаемое помещение и работа вне помещения; большое количество 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

 

 

Таблица 4.15 − Значения коэффициентов m₁, m₂, m₃, m₄, m₅ для конвейеров с барабанами на подшипниках качения

Обозначение коэффициента	Отличительные признаки конвейера	Значение конвейера
m1	Длина конвейера до 15 м 15 – 30 м 30 – 150 м более 150 м	1,5 – 1,2 2,1 – 1,2 1,1 – 1,05 1,05
m2	Конвейер прямолинейный или имеющий изгиб трассы выпуклостью вниз Конвейер имеет перегиб трассы выпуклостью вверх: в головной части в средний части в хвостовой части	1,06 1,04 1,02
m3	Привод головной Привод промежуточный или хвостовой	1,05 – 1,08
m4	Натяжная станция хвостовая Натяжная станция промежуточная, имеющая z барабанов	1-0,02 z
m5	С разгрузкой через головной барабан С моторной разгрузочной тележкой при однобарабанном приводе конвейера	1,3

 

Максимальное статическое натяжение ленты прямолинейных конвейеров:

S_mаx = k_s·W_о (4.11)

где W_о – тяговая сила конвейера;

k_s – коэффициент (таблица 4.16);

μ – коэффициент сцепления барабана с лентой (таблица 4.17).

 

Таблица 4.16 − Значение коэффициента k_s

Значение коэффициента μ сцепления барабана с лентой	При угле α обхвата барабана с лентой
180°	200°	225°
0,15 0,25 0,35	1,5 1,85 2,65	1,42 1,73 2,46	1,35 1,61 2,26

 

 

Таблица 4.17 − Значение коэффициента μ сцепления между прорезиненной лентой и барабаном

Материал поверхности барабана	Влажность атмосферы	Коэффициент сцепления μ
Чугун, сталь	Очень влажная Влажная Сухая	0,1 0,2 0,3
Дерево, резина (футерованные барабаны)	Очень влажная Влажная Сухая	0,15 0,25 0,4

10 Число прокладок i прорезиненной конвейерной ленты выбирается по таблице 4.3 и проверяется i_р по формуле

i_р ≤ i,

; (4.12)

где S_mаx – максимальное статическое натяжение ленты;

n_о – номинальный запас прочности (таблица 3.18);

k_р – предел прочности прокладок (таблица 4.6);

В – ширина ленты.

 

Таблица 4.18. − Рекомендуемые номинальные запасы прочности n_о прорезиненных конвейерных лент

Число прокладок	До 4	5 – 8	9 – 11
Номинальный запас прочности			10,5

11 Требуемые диаметры приводного D_п.б. и натяжного D_н.б барабанов, длина барабанов:

D_п.б ≥ a·i; (4.13)

где а - коэффициент (таблица 4.19)

D_н.б = 0,8 D_п.б. (4.14)

Таблица 4.19 − Значение коэффициента а для определения диаметра приводного барабана

Наименование ткани прокладок прорезиненной ленты	а
Бельтинг Б - 820 Бельтинг ОПБ Уточная шнуровая ткань (УШТ) Синтетическая ткань с пределом прочности: 150 кгс/см 200 « 300 «	125 - 130 150 - 160 170 - 180   160 - 200 200 - 220 240 - 280

 

Диаметр приводного барабана должен соответствовать номинальному ряду ГОСТ22644-77.

Длина L_б барабанов принимается больше ширины ленты:

а) для лент шириной до 650 мм - на 100 мм;

б) для лент шириной 800 и 1000 мм - на 150 мм;

в) для лент шириной 1200 мм и более - на 200мм.

 

КПД η_бар. приводного барабана ленточного конвейера:

(4.15)

где ω_б – коэффициент сопротивления барабана ω_б = 0,03 – 0,05;

k_S – коэффициент (таблица 4.16)

 

12 Расчетная мощность N₀ на приводном валу конвейера:

(4.16)

где v – скорость ленты;

η_бар. – КПД приводного барабана.

 

 

Мощность двигателя для привода конвейера:

(4.17)

где k – коэффициент запаса k = 1,1 – 1,35;

η – КПД передачи от двигателя к приводному валу (0,9 – 0,96)

Выбрать тип электродвигателя (приложение А). Записать параметры двигателя: тип; мощность двигателя – Р_дв, кВт; число оборотов в минуту – n _{дв ,} об/мин;

13 Частота вращения приводного барабана конвейера:

(4.18)

где v – скорость ленты;

D_п.б. – диаметр приводного барабана.

 

Необходимое передаточное число i между валом двигателя и валом приводного барабана:

(4.19)

где n_дв. – частота вращения вала двигателя.

По каталогу (приложение Б) выбрать типоразмер редуктора по передаточному i_р числу, рассчитанного на мощность N и частоте вращения на быстроходном валу. По рассчитанному передаточному числу подобрать редуктор (приложение Б) и указать его параметры: тип, число оборотов ведущего вала, мощность, исполнение, передаточное число - i.

Уточнить скорость v_ф ленты:

(4.20)

Допускается отклонение скорости v_ф от заданной v не более чем на 10%.

Содержание отчета

- название лабоpатоpной pаботы;

- цели лабораторной pаботы;

- общие сведения по траспортирующим машинам;

- исходные данные для расчета параметров ленточного конвейера;

- схема заданного конвейера и роликоопор с указанием заданных и полученных размеров, с обозначением основных узлов;

- результаты pасчета параметров ленточного конвейера;

- выводы по выполненной лабораторной pаботе.

 

Контрольные вопросы

1) Из каких элементов состоит строительная лебедка?

2) Нарисуйте схему полиспаста одинарного и сдвоенного.

3) Приведите зависимости для выбора каната и мощности.

4) Состав и назначение основных элементов лебедки.

5) Как маркируются стальные канаты?

6) Как определить кратность полиспаста и КПД?

7) Зарисуйте кинематическую схему механизма подъема груза с применением электрореверсивной лебедки.