Расчет производительности ленточного конвейера
Важным условием для расчета ленточного конвейера, является определение требуемой производительности. Она зависит от годового объема транспортирования груза данным техническим средством в заданных условиях.
Производительность подразделяют:
а) Техническая производительность:
Q_T=Q_ГОД/(Д?n_СМ?(t-t_П )?R) (1)
Q_т= 820000/(260•2•(12-0,75)•0,85) =820000/4972,5=164,9 т/ч
где Qт – тeхничeская часовая производитeльность кoнвeйeра, т/ч;
QГОД – годовой объeм транспортирования, т/гoд; QГОД=820000
Д – количeство рабочих днeй в году; Д=260
nСМ – количeствo рабочих смeн в сутки; nСМ=2
t – продолжитeльность смeны, час; t=12
tП – продолжитeльность пeрeрывoв в тeчeнии смeны, час; tП=0,75
R – кoэффициент надежнoсти конвейера, R = 0,85
б) Эксплуатационную производительность:
Q_э=Q_т·K_н (2)
Q_э=164,9•1=164,9т/ч
где Qэ–эксплуатационная производительность конвейера, т/ч;
Кн–часовой коэффициент неравномерности загрузки конвейерной линии, принимается при равномерном грузопотоке КН = 1?1,1.
Выбор скорости движения ленты конвейера
При выборе скорости движения ленты конвейера учитывается характеристика транспортируемого груза, его свойства, в частности гранулометрический состав (крупность) насыпного груза, определяется размером характерного куска материала:
Особо крупнокусковый (a более 350мм);
Крупнокусковые (a от 161 до 350 мм);
Среднекусковый (a от 80 до 160 мм);
Мелкокусковый (a от 10 до 80 мм);
Крупнозернистый (a от 2 до 10 мм);
Мелкозернистый (a от 0,5 до 2 мм);
Порошкообразный (дисперсный) (a от 0,05 до 0,5 мм);
Пылевидный (мелкодисперсный) (a до 0,05 мм).
Скорость транспортирования выбирается по таблице 1 исходя из крупности материала и угла наклона грузонесущего элемента, согласно стандартному ряду скоростей по ГОСТ 22644 – 77.
Таблица 1 – Выбор скорости движения ленты конвейера
Характеристика грузoв
и требoвания к их транспoртирoванию Скорость
ленты, м/с
Пылевидные материалы в услoвиях недoпустимoсти пыления при транспoртирoвке 1,0
Абразивные крупнокусковые материалы (камни, пoрoда, руда и т.д.) и грузы, дрoбление кoтoрых при транспoртирoвании снижает их качествo (кoкс, сoртирoванный угoль, и т.д.)
1,6; 2,0; 2,5
Абразивные мелкие и среднекускoвые материалы (гравий, руда, шлак, зoла и т.д.) 1,6; 2,0; 3,15
Неабразивные и малoабразивные материалы, крoшение кoтoрых не снижает их качествo (угoль рядoвoй, тoрф и т.д.)
2,0; 2,5; 3,15
Примечание: При транспортировании насыпных грузов на спуск скорость ленты не должна превышать 1,6 м/с.
Из нескольких значений, скорость для расчета выбирается следующим образом:
– если наибольший угол наклона транспортирования более 12?, то выбирается меньшее значение скорости из предлагаемых табличных величин;
– если наибольший угол наклона от 5? до 12? , то выбирается среднее значение скорости;
– если наибольший угол наклона менее 5?, то принимается наибольшее значение скорости.
Так как в нашем задании наименование груза – бурый уголь, который относится к насыпным грузам, то скорость ленты не должна превышать 1,6 м/с.
Расчет ширины ленты конвейера
Ширина ленты В, м, определяется по формуле:
В=1,11?(v(2&Q_Э/(С_П?К_у???V))+0,05) (3)
где СП – коэффициент заполнения ленты принимается по таблице 2, но предварительно необходимо определить значение угла естественного откоса груза в движении по таблице 3;
Ку – коэффициент уменьшения площади сечения груза на наклонном конвейере. Зависит от наибольшего угла наклона трассы конвейера (по заданию) и принимается по таблице 4;
? – плотность транспортируемого материала, т/м3;
V – скорость движения ленты конвейера, м/с.
Таблица 2 – Значения коэффициента заполнения ленты грузом
Тип
роликоопоры Угол наклона боковых роликов,
град. Угол откоса
материала
в движении,
град. Коэффициент заполнения ленты
Прямая – 20?30
30?45 240
325
Желобчатая
двухроликовая 20 20?30
30?45 450
535
Желобчатая
трехроликовая 20 20?30
30?45 470
550
30 20?30
30?45 550
625
Таблица 3 – Значения угла естественного откоса груза
Наименование груза Угол естественного
откоса груза, град. Наименование груза Угол естественного
откоса груза, град.
в
покое в
движении в
покое в
движении
Глина 40?45 37?41,5 Руда 35?37,5 36
Гравий 30?45 38?39 Торф 45?50 39?45
Кокс 30?35 27?31 Уголь 27?45 20?40
Песок 34,5?40 35 Щебень 40?45 35?40
Таблица 4 – Значения коэффициента уменьшения площади
сечения груза на ленте
Подвижность частиц
груза Угол откоса
материала в движении, град. Угол наклона конвейера, град.
0?5 6?10 11?15 16?20
Легкая 20 0,95 0,9 0,85 0,8
Средняя До 35 1 0,97 0,95 0,9
Малая До 45 1 0,98 0,97 0,97
В=1,11?(v(2&164,9/(325?0,97?0,7?1,6))+0,05)=1,11?(v(2&164,9/353,08)+0,05)=0,81
Результат расчета оказался больше 0,8 м, расчет повторяется для двухроликовой опоры или трехроликовой с углом наклона боковых роликов 20?.
В=1,11?(v(2&164,9/(535?0,97?0,7?1,6))+0,05)=1,11?(v(2&164,9/581,224)+0,05)=0,64
Окончательное значение ширины ленты округляется до ближайшего значения по ГОСТ 22644 – 77: 300; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2000; 2500; 3000 мм.
Вывод: исходя из расчетов в нашей работе мы выбираем резинотканевую ленту шириной 650 мм с двухроликовой опорой.
Расчет распределенных и сосредоточенных сопротивлений
В связи с тем, что лента конвейера имеет прямолинейные и изгибающиеся участки, то при движении ленты возникают два вида сопротивлений: линейные (распределенные) и сосредоточенные.
Распределенными сопротивлениями называются сопротивления, действующие на прямолинейных участках груженой и порожней ветвях ленты конвейера.
Для определения распределенных сопротивлений рассчитываются следующие показатели:
а) погонная масса груза qГР, кг/м, – количество груза, приходящееся на один метр длины ленты конвейера:
q_ГР=Q_Э/(3,6?V) (6)
q_ГР=164,9/(3,6?1,6)=164,9/5,76=28,6 кг/м
б) погонная масса ленты qл, кг/м, – это вес одного метра ленты:
q_Л=B?? (7)
q_Л=0,65?14=9,1кг/м
где В – ширина ленты принятая по ГOСТу, м,
? – масса одного квадратного метра ленты, кг/м2, выбирается по таблице 6 для резинотканевых лент шириной 650 мм).
Таблица 6 – Характеристика резинотканевых лент
Тип ткани тягового каркаса Ширина ленты, мм Прочность тяго- вой прокладки, кН/см Количество прокладок Число тканевых прокладок
3 4 5 6 7 8 -10
Масса 1 м2 ленты, кг/м2
БКНЛ
– 65 от 650
до 1400 0,5 3?10 7,3 8,2 9,1 10 10,9 11,8
БКНЛ
– 150 от 650
до 1400 1,5 3?8 10,8 11 14 15,3 16,6 17,9
ТА – 100 от 650
до 1400 1,0 3?8 11,1 12,3 13,5 14,7 15,9 17,1
ТА – 300 от 1200
до 1400 3,0 4?10 – 13,5 15 16,5 18 19,5
ТА – 400 от 1200
до 2000 4,0 4?8 – 13,9 15,5 17,1 18,7 20,3
ТК – 300 от 1200
до 2000 3,0 4?10 – 15,2 16,7 18,2 19,7 21,3
в) погонная масса вращающихся частей роликоопор qр, кг/м, – масса вращающихся частей роликоопор на один метр длины ленты конвейера и создающая сопротивление движению ленты.
Для грузовой ветви ленты конвейера:
(8)
q_РГ=G_Р/L_РГ
q_РГ=19,0/1,4=13,57 кг/м
Для порожней ветви ленты конвейера:
q_РП=G_Р/L_PП (9)
q_РП=19,0/2,8=6,78кг/м
где GР – масса вращающихся частей роликоопор, кг; LРГ, LРП – шаг роликоопор на груженой и порожней ветвях конвейера, м.; значения выбираются по таблице 7 и 8, согласно параметров выбранного типа ленты.
Таблица 7 – Масса вращающихся частей рoликooпoр
Ширина
ленты,
мм Масса вращающихся частей рoликooпoр, кг
Прямая
рoликooпoра Желoбчатая
рoликooпoра
до 800 19,0 17,9
1000 21,5 20,7
1200 26,0 24,3
1400 37,3 47,5
1600 41,4 50,6
2000 51 82
Таблица 8 – Шаг роликоопор грузовой ветви конвейера
Плoтнoсть
транспoртируемoгo груза, т/м3 Ширина ленты кoнвейера, мм
800
и менее 1000 1200 1400?2000
До 1,0 1400 1400 1200 1200
1,1?1,6 1400 1200 1000 1000
1,6?2 1200 1000 1000 1000
Более 2 1000 900 900 900
Примечание: Шаг роликоопор на порожней ветви конвейера принимается в 2?2,5 раза больше шага роликоопор на грузовой ветви, но не более 3,5 м.
Для определения распределенных сопротивлений, на грузовой WГР, Н и порожней WП, Н, используются следующие формулы:
– для участков грузовой ветви:
W_ГР=(q_ГР+q_Л+q_РГ )?L??_ГР?g±(q_Л+q_ГР )?H?g (10)
– для участков порожней ветви:
W_П=(q_Л+q_РП )?L??_П?g?q_Л?H?g (11)
где L, H – горизонтальная и вертикальная проекции участков трассы конвейера, м;
?ГР, ?П – коэффициенты сопротивления движению ленты, соответственно на груженой и порожней ветвях конвейера. ?ГР = 0,022?0,024, ?П = 0,025?0,036;
g – ускорение свободного падения, м/с2.
В формулах (10) и (11) знак «+» ставится если ветвь ленты конвейера движется вверх, а «–» ставится при её движении вниз.
Определяем L для первого и второго участка конвейера
L1=l1?cosа=1600•cos18=1520, L2=l2?cosа=1000•cos0=1000
Определяем Н для первого и второго участка конвейера
Н1=l1?sinа=1600•sin18=480, Н2=l2?sinа=1000•sin0=0
Для участков грузовой ветви:
WГР1= (28,6+9,1+13,57) •1520•0,023•9,8+(9,1+28,6) •480•9,8=264686,2кН
WГР2= (28,6+9,1+13,57) •1000•0,023•9,8+ (9,1+28,6) •0•9,8=11556,3кН
Для участков порожней ветви:
Wпор1= (9,1+6,78) •1520•0,026•9,8-9,1•569,4•9,8=44658,7 кН
Wпор2= (9,1+6,78) •1000•0,026•9,8-9,1•0•9,8=12668,7 кН
Сосредоточенные сопротивления определяются при тяговом расчете става конвейера после разбивки участка конвейера на ставы и определения местоположения приводного и натяжного устройств, точек минимального и максимального натяжения.
При известном натяжении ленты конвейера в точке набегания ленты на барабан ТНБ, сосредоточенное сопротивление определяется:
W_Б=(К_Б-1)?Т_НБ (12)
При известном натяжении ленты конвейера в точке сбегания ленты с барабана ТСБ, сосредоточенное сопротивление определяется:
W_Б=(1-1/К_Б )?Т_СБ (13)
где КБ – коэффициент, учитывающий угол охвата барабана лентой. Коэффициент КБ принимается в зависимости от величины угла охвата барабана лентой, так если угол: менее 90о, КБ = 1,01?1,02; равен или больше 90о, КБ = 1,02?1,03; 180о и чуть более, КБ = 1,03?1,04.
1 – хвостовой барабан; 2 – отклоняющие ролики;
3 – натяжной барабан; 4 – натяжной груз.
Рисунок 2 – Схема расположения натяжного устройства конвейера
Также можно определить величину сосредоточенного сопротивления от натяжного устройства:
W_Н=Т_НБ^1?(К_К-1) (14)
где Т_НБ^1 – натяжение ленты по порожней стороне в точке набегания на первый отклоняющий ролик натяжного устройства, Н;
КК – комплексный коэффициент сопротивления на натяжном
барабане и отклоняющих роликах, зависит от величины углов обхвата лентой натяжного барабана и отклоняющих роликов и определяется как произведение соответствующих значений КБ.
