z g b y j k i m [ e b d b ; e z j m k v ; ? e h j m k k d b c g : p b h g … · 2020. 7. 13. · 3...
TRANSCRIPT
Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра laquoГорные машиныraquo
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСУ
ГОРНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
И ПОДЪЕМНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Минск
БНТУ
2015
УДК 622002001
ББК
Г 69
Составители
НИ Березовский АВ Нагорский ГИ Лютко ЛТ Михальков
Рецензенты
СГ Оника ПП Капуста
В методических указаниях изложены основные расчеты ленточных и
винтовых конвейеров широко применяемых как на открытых горных разра-
ботках так и на заводах по переработке полезных ископаемых
Пособие предназначено для практических занятий со студентами специ-
альности 1-36 10 01 laquoГорные машины и оборудованиеraquo 1-36 13 01 laquoТехнология
и оборудование торфяного производстваraquo и 1-51 02 01 laquoРазработка месторож-
дений полезных ископаемыхraquo
copyБНТУ 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
I Винтовые конвейеры 4
1 Выбор типа транспортирующих машин 4
2 Основные свойства насыпных грузов 4
3 Расчет винтового конвейера 7
II Ленточные конвейеры 13
1 Параметры конвейеров 13
2 Схема трассы 13
3 Определение теоретической производительности конвейеров 14
4 Определение ширины ленты 14
5 Определение параметров роликоопор 16
6 Определение параметров резинотканевой ленты 17
7 Определение распределенных масс 17
8 Выбор коэффициента сопротивлений движению
и определение сопротивления в пункте загрузки 18
9 Тяговый расчет ленточного конвейера 20
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана 24
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабана 24
12 Расчет привода 25
13 Расчет натяжных устройства 26
14 Проверка конвейера на самоторможениие 27
15 Расчет вала приводного барабана 28
16 Расчет оси натяжного барабана 32
17 Расчет подшипников вала и оси 35
Литература 37
Приложение 38
3
Введение
Одним из прогрессивных видов основного транспорта применяемого
при подземном и открытом способах разработки месторождений полезных
ископаемых является конвейерный транспорт (доставочные забойные и пере-
грузочные штрековые скребковые конвейеры доставочные штрековые лен-
точные конвейеры)
Ленточные конвейеры предназначены для частичной или комплексной
механизации основных и вспомогательных процессов горного производства
как на подземных так и на открытых горных работах Они позволяют повы-
сить производительность труда снизить себестоимость добычи полезных ис-
копаемых освободить горного рабочего от тяжелых и трудоемких операций
повысить механо- и энерговооруженность его труда
Шнековые конвейеры предназначены для транспортирования сы-
пучих мелкокусковых вязких и тестообразных материалов на расстоя-
нии до 30-40 м Они состоят из винта с опорами в качестве рабочего
органа желоба загрузочного и разгрузочного устройств Привод вин-
та осуществляется от электродвигателя через редуктор Винты по кон-
струкции бывают
а) сплошные ndash для перемещения неслеживающихся мелкозерни-
стых и порошковообразных грузов
б) ленточные ndash для транспортирования мелкокусковых грузов
в) фигурные и лопастные ndash для транспортирования тестообразных
грузов с одновременным интенсивным перемешиванием груза
По направлению вращения винты бывают правыми (обычные) и
левыми Вал винта располагается в концевых и промежуточных под-
шипниках Расстояние между опорами вала принимается не более 25-3
м
Данные учебно-методического указания составлены в помощь студен-
там при выполнении курсовых проектов темой которых является расчет
транспортных машин
Методические указания содержат расчет ленточных и винтовых конвей-
еров Расчетные соотношения приведенные в тексте взяты из литературы [1-
6]
4
I Винтовые конвейеры
1 Выбор типа транспортирующей машины
Выбор типа транспортирующей машины зависит от свойств перемеща-
емых грузов заданной производительности схемы и размеров трассы транс-
портирования
Конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающи-
ми и направляющими элементами ведущего (приводного) и ведомого бара-
банов натяжного устройства загрузочного и разгрузочного устройств и рамы
В ленточном конвейере тяговый орган выполняет функцию несущего органа
Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через ре-
дуктор
При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз
или останов) Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализован-
ных узлов и деталей
Расчет конвейера состоит в определении его основных параметров вы-
боре и расчете рабочего органа определении мощности и выборе двигателя
2 Основные свойства насыпных грузов
Основными свойствами насыпных грузов являются
гранулометрический состав (кусковатость)
влажность
насыпная плотность
угол естественного откоса
абразивность
слеживаемость
Гранулометрическим составом называется количественное распределе-
ние частиц вещества по крупности
Коэффициент однородности размеров частиц вещества
max0
min
a
Ra
(11)
где max
a - наибольший размер куска
min
a - наименьший размер куска
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
УДК 622002001
ББК
Г 69
Составители
НИ Березовский АВ Нагорский ГИ Лютко ЛТ Михальков
Рецензенты
СГ Оника ПП Капуста
В методических указаниях изложены основные расчеты ленточных и
винтовых конвейеров широко применяемых как на открытых горных разра-
ботках так и на заводах по переработке полезных ископаемых
Пособие предназначено для практических занятий со студентами специ-
альности 1-36 10 01 laquoГорные машины и оборудованиеraquo 1-36 13 01 laquoТехнология
и оборудование торфяного производстваraquo и 1-51 02 01 laquoРазработка месторож-
дений полезных ископаемыхraquo
copyБНТУ 2013
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
I Винтовые конвейеры 4
1 Выбор типа транспортирующих машин 4
2 Основные свойства насыпных грузов 4
3 Расчет винтового конвейера 7
II Ленточные конвейеры 13
1 Параметры конвейеров 13
2 Схема трассы 13
3 Определение теоретической производительности конвейеров 14
4 Определение ширины ленты 14
5 Определение параметров роликоопор 16
6 Определение параметров резинотканевой ленты 17
7 Определение распределенных масс 17
8 Выбор коэффициента сопротивлений движению
и определение сопротивления в пункте загрузки 18
9 Тяговый расчет ленточного конвейера 20
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана 24
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабана 24
12 Расчет привода 25
13 Расчет натяжных устройства 26
14 Проверка конвейера на самоторможениие 27
15 Расчет вала приводного барабана 28
16 Расчет оси натяжного барабана 32
17 Расчет подшипников вала и оси 35
Литература 37
Приложение 38
3
Введение
Одним из прогрессивных видов основного транспорта применяемого
при подземном и открытом способах разработки месторождений полезных
ископаемых является конвейерный транспорт (доставочные забойные и пере-
грузочные штрековые скребковые конвейеры доставочные штрековые лен-
точные конвейеры)
Ленточные конвейеры предназначены для частичной или комплексной
механизации основных и вспомогательных процессов горного производства
как на подземных так и на открытых горных работах Они позволяют повы-
сить производительность труда снизить себестоимость добычи полезных ис-
копаемых освободить горного рабочего от тяжелых и трудоемких операций
повысить механо- и энерговооруженность его труда
Шнековые конвейеры предназначены для транспортирования сы-
пучих мелкокусковых вязких и тестообразных материалов на расстоя-
нии до 30-40 м Они состоят из винта с опорами в качестве рабочего
органа желоба загрузочного и разгрузочного устройств Привод вин-
та осуществляется от электродвигателя через редуктор Винты по кон-
струкции бывают
а) сплошные ndash для перемещения неслеживающихся мелкозерни-
стых и порошковообразных грузов
б) ленточные ndash для транспортирования мелкокусковых грузов
в) фигурные и лопастные ndash для транспортирования тестообразных
грузов с одновременным интенсивным перемешиванием груза
По направлению вращения винты бывают правыми (обычные) и
левыми Вал винта располагается в концевых и промежуточных под-
шипниках Расстояние между опорами вала принимается не более 25-3
м
Данные учебно-методического указания составлены в помощь студен-
там при выполнении курсовых проектов темой которых является расчет
транспортных машин
Методические указания содержат расчет ленточных и винтовых конвей-
еров Расчетные соотношения приведенные в тексте взяты из литературы [1-
6]
4
I Винтовые конвейеры
1 Выбор типа транспортирующей машины
Выбор типа транспортирующей машины зависит от свойств перемеща-
емых грузов заданной производительности схемы и размеров трассы транс-
портирования
Конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающи-
ми и направляющими элементами ведущего (приводного) и ведомого бара-
банов натяжного устройства загрузочного и разгрузочного устройств и рамы
В ленточном конвейере тяговый орган выполняет функцию несущего органа
Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через ре-
дуктор
При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз
или останов) Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализован-
ных узлов и деталей
Расчет конвейера состоит в определении его основных параметров вы-
боре и расчете рабочего органа определении мощности и выборе двигателя
2 Основные свойства насыпных грузов
Основными свойствами насыпных грузов являются
гранулометрический состав (кусковатость)
влажность
насыпная плотность
угол естественного откоса
абразивность
слеживаемость
Гранулометрическим составом называется количественное распределе-
ние частиц вещества по крупности
Коэффициент однородности размеров частиц вещества
max0
min
a
Ra
(11)
где max
a - наибольший размер куска
min
a - наименьший размер куска
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
I Винтовые конвейеры 4
1 Выбор типа транспортирующих машин 4
2 Основные свойства насыпных грузов 4
3 Расчет винтового конвейера 7
II Ленточные конвейеры 13
1 Параметры конвейеров 13
2 Схема трассы 13
3 Определение теоретической производительности конвейеров 14
4 Определение ширины ленты 14
5 Определение параметров роликоопор 16
6 Определение параметров резинотканевой ленты 17
7 Определение распределенных масс 17
8 Выбор коэффициента сопротивлений движению
и определение сопротивления в пункте загрузки 18
9 Тяговый расчет ленточного конвейера 20
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана 24
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабана 24
12 Расчет привода 25
13 Расчет натяжных устройства 26
14 Проверка конвейера на самоторможениие 27
15 Расчет вала приводного барабана 28
16 Расчет оси натяжного барабана 32
17 Расчет подшипников вала и оси 35
Литература 37
Приложение 38
3
Введение
Одним из прогрессивных видов основного транспорта применяемого
при подземном и открытом способах разработки месторождений полезных
ископаемых является конвейерный транспорт (доставочные забойные и пере-
грузочные штрековые скребковые конвейеры доставочные штрековые лен-
точные конвейеры)
Ленточные конвейеры предназначены для частичной или комплексной
механизации основных и вспомогательных процессов горного производства
как на подземных так и на открытых горных работах Они позволяют повы-
сить производительность труда снизить себестоимость добычи полезных ис-
копаемых освободить горного рабочего от тяжелых и трудоемких операций
повысить механо- и энерговооруженность его труда
Шнековые конвейеры предназначены для транспортирования сы-
пучих мелкокусковых вязких и тестообразных материалов на расстоя-
нии до 30-40 м Они состоят из винта с опорами в качестве рабочего
органа желоба загрузочного и разгрузочного устройств Привод вин-
та осуществляется от электродвигателя через редуктор Винты по кон-
струкции бывают
а) сплошные ndash для перемещения неслеживающихся мелкозерни-
стых и порошковообразных грузов
б) ленточные ndash для транспортирования мелкокусковых грузов
в) фигурные и лопастные ndash для транспортирования тестообразных
грузов с одновременным интенсивным перемешиванием груза
По направлению вращения винты бывают правыми (обычные) и
левыми Вал винта располагается в концевых и промежуточных под-
шипниках Расстояние между опорами вала принимается не более 25-3
м
Данные учебно-методического указания составлены в помощь студен-
там при выполнении курсовых проектов темой которых является расчет
транспортных машин
Методические указания содержат расчет ленточных и винтовых конвей-
еров Расчетные соотношения приведенные в тексте взяты из литературы [1-
6]
4
I Винтовые конвейеры
1 Выбор типа транспортирующей машины
Выбор типа транспортирующей машины зависит от свойств перемеща-
емых грузов заданной производительности схемы и размеров трассы транс-
портирования
Конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающи-
ми и направляющими элементами ведущего (приводного) и ведомого бара-
банов натяжного устройства загрузочного и разгрузочного устройств и рамы
В ленточном конвейере тяговый орган выполняет функцию несущего органа
Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через ре-
дуктор
При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз
или останов) Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализован-
ных узлов и деталей
Расчет конвейера состоит в определении его основных параметров вы-
боре и расчете рабочего органа определении мощности и выборе двигателя
2 Основные свойства насыпных грузов
Основными свойствами насыпных грузов являются
гранулометрический состав (кусковатость)
влажность
насыпная плотность
угол естественного откоса
абразивность
слеживаемость
Гранулометрическим составом называется количественное распределе-
ние частиц вещества по крупности
Коэффициент однородности размеров частиц вещества
max0
min
a
Ra
(11)
где max
a - наибольший размер куска
min
a - наименьший размер куска
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
3
Введение
Одним из прогрессивных видов основного транспорта применяемого
при подземном и открытом способах разработки месторождений полезных
ископаемых является конвейерный транспорт (доставочные забойные и пере-
грузочные штрековые скребковые конвейеры доставочные штрековые лен-
точные конвейеры)
Ленточные конвейеры предназначены для частичной или комплексной
механизации основных и вспомогательных процессов горного производства
как на подземных так и на открытых горных работах Они позволяют повы-
сить производительность труда снизить себестоимость добычи полезных ис-
копаемых освободить горного рабочего от тяжелых и трудоемких операций
повысить механо- и энерговооруженность его труда
Шнековые конвейеры предназначены для транспортирования сы-
пучих мелкокусковых вязких и тестообразных материалов на расстоя-
нии до 30-40 м Они состоят из винта с опорами в качестве рабочего
органа желоба загрузочного и разгрузочного устройств Привод вин-
та осуществляется от электродвигателя через редуктор Винты по кон-
струкции бывают
а) сплошные ndash для перемещения неслеживающихся мелкозерни-
стых и порошковообразных грузов
б) ленточные ndash для транспортирования мелкокусковых грузов
в) фигурные и лопастные ndash для транспортирования тестообразных
грузов с одновременным интенсивным перемешиванием груза
По направлению вращения винты бывают правыми (обычные) и
левыми Вал винта располагается в концевых и промежуточных под-
шипниках Расстояние между опорами вала принимается не более 25-3
м
Данные учебно-методического указания составлены в помощь студен-
там при выполнении курсовых проектов темой которых является расчет
транспортных машин
Методические указания содержат расчет ленточных и винтовых конвей-
еров Расчетные соотношения приведенные в тексте взяты из литературы [1-
6]
4
I Винтовые конвейеры
1 Выбор типа транспортирующей машины
Выбор типа транспортирующей машины зависит от свойств перемеща-
емых грузов заданной производительности схемы и размеров трассы транс-
портирования
Конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающи-
ми и направляющими элементами ведущего (приводного) и ведомого бара-
банов натяжного устройства загрузочного и разгрузочного устройств и рамы
В ленточном конвейере тяговый орган выполняет функцию несущего органа
Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через ре-
дуктор
При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз
или останов) Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализован-
ных узлов и деталей
Расчет конвейера состоит в определении его основных параметров вы-
боре и расчете рабочего органа определении мощности и выборе двигателя
2 Основные свойства насыпных грузов
Основными свойствами насыпных грузов являются
гранулометрический состав (кусковатость)
влажность
насыпная плотность
угол естественного откоса
абразивность
слеживаемость
Гранулометрическим составом называется количественное распределе-
ние частиц вещества по крупности
Коэффициент однородности размеров частиц вещества
max0
min
a
Ra
(11)
где max
a - наибольший размер куска
min
a - наименьший размер куска
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
4
I Винтовые конвейеры
1 Выбор типа транспортирующей машины
Выбор типа транспортирующей машины зависит от свойств перемеща-
емых грузов заданной производительности схемы и размеров трассы транс-
портирования
Конвейеры состоят из тягового и несущего органов с поддерживающи-
ми и направляющими элементами ведущего (приводного) и ведомого бара-
банов натяжного устройства загрузочного и разгрузочного устройств и рамы
В ленточном конвейере тяговый орган выполняет функцию несущего органа
Привод наиболее часто осуществляется от электродвигателя через ре-
дуктор
При необходимости в приводе имеется и тормозное устройство (тормоз
или останов) Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализован-
ных узлов и деталей
Расчет конвейера состоит в определении его основных параметров вы-
боре и расчете рабочего органа определении мощности и выборе двигателя
2 Основные свойства насыпных грузов
Основными свойствами насыпных грузов являются
гранулометрический состав (кусковатость)
влажность
насыпная плотность
угол естественного откоса
абразивность
слеживаемость
Гранулометрическим составом называется количественное распределе-
ние частиц вещества по крупности
Коэффициент однородности размеров частиц вещества
max0
min
a
Ra
(11)
где max
a - наибольший размер куска
min
a - наименьший размер куска
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
5
При 0
K gt 25 груз считается рядовым При0
K lt25 груз считается
сортированным Куски груза размером от 08 max
a до min
a составляют группу
наибольших кусков
Размер типичного куска принимается равным
а) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков менее 10
80 max
aa 12)
б) для рядового материала при концентрации наибольших кус-
ков более 10
max
aa (13)
в) для сортированного материала
(14)
По величине насыпной плотности сыпучие материалы классифи-
цируются на легкие - при насыпной плотности менее 600 кгм3 средние
- 600 кгм3 тяжелые - 1200 - 2000 кгм3 весьма тяжелые - более 2000
кгм3
Углом естественного откоса насыпного груза называется угол
между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонталь-
ной плоскостью Различают углы естественного откоса насыпного груза
в состоянии а) покоя груза Ln б) движения груза L
Приближенно принимается L= 07Ln
Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц гру-
за
Истирающей способностью (абразивностью) насыпных грузов
называется свойство их частиц истирать во время движения соприкаса-
ющиеся с ними поверхности По степени абразивности насыпные грузы
делятся на группы
А - неабразивные
В - малоабразивные
С - среднеабразивные
2
minmax aaa
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
6
Д - высокоабразивные
Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих
грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении
этих грузов в покое
Таблица 11 - Характеристика свойств насыпных грузов
Наименование груза Насыпная
плотность
Угол есте-
ственного от-
коса град в
покое
Угол есте-
ственного от-
коса град в
движении
Группа
абразивности
Галька круглая 147-18 30 С
Известняк
мелкокусковой 147-222 45 30 В
порошкообразный 157 40 30 А
Известь
гашеная в порошке
обоженная
032-081
10-11 30-50 30-40 15-25 В В
Камень
крупнокусковой
средне- и мелкокусковой
18-22
131-
15
45 45 30 30 В В
Мрамор кусковой и
зернистый 152-159 39 Д
Мел
молотый в порошок
средне- и мелкокусковой
095-
12 14-
25
39 39 В
Д
Таблица 12 - Классификация насыпных грузов по крупности
Наименование Размер типичных кусков мм
Особо крупнокусковые a gt320
Крупнокусковые 320a gt 160
Среднекусковые 160a gt 60
Мелкокусковые 60a gt 10
Крупнозернистые 10a gt 2
Мелкозернистые 2a gt 05
Порошкообразные 05a gt 005
Пылевидные 005a
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
7
3 Расчет винтового конвейера
Основными исходными данными для расчета конвейеров являются
а) характеристика транспортируемого материала
б) производительность
в) режим и условия работы
г) параметры трассы перемещения груза
Определяем необходимый диаметр винта по формуле
2750 RnE
QAuml
iacute (35)
где Д ndash диаметр винта м
Q ndash расчетная производительность конвейера тч
Е - отношение шага винта к диаметру винта
для абразивных материалов Е=08 для неабразивных ndash Е=10
n ndash частота вращения винта обмин
ρн - насыпная плотность груза тм
Rβ - коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера выбирается по таблице 33
φ- коэффициент заполнения желоба (таблице 35)
Таблица 33 - Значения коэффициента Rβ
β 0 5 10 15 20
Rβ 10 09 08 07 06
β- угол наклона конвейера
Частота вращения вала предварительно принимается по табл4 за-
тем проверяется по формуле
n le nmax
При этом nmax рассчитывается по уравнению
max A
nД
(36)
где А ndash коэффициент (табл35)
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
8
Таблица 34 - Рекомендуемая частота вращения винта шнекового кон-
вейера
Наименование груза Размер груза мм Частота вращения
винта обмин
Гипс известь мел песок сухой менее 60 50-120
Глина сухая гравий известняк менее 60 40-100
Глина сухая шлак кусковой более 60 40-80
Песок сырой менее 60 40-80
Глина сырая менее 60 30-60
Таблица 35 - Значения коэффициентов А φ ω
Группа грузов А φ ω
Легкие неабразивные 65 04 12
Легкие малоабразивные 50 032 16
Тяжелые малоабразивные 45 025 25
Тяжелые абразивные 30 0125 40
После этих расчетов диаметр проверяется по формуле
Д ge аmax К (37)
где аmax ndash наибольший размер кусков груза мм
К ndash коэффициент для рядового груза К =4
для сортированного К =12
Кроме того диаметр винта согласуется с таблицей 36
Таблица 36 - Диаметр и шаг винта
Диаметр
мм 100 125 160 200 250 320 400 500 650 800
Шаг мм 100
80
125
100
160
125
200
160
250
200
320
250
400
320
500
400
650
500
800
650
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
9
Затем определяется мощность на валу винта
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0 (38)
где N0- мощность на валу винта кВт
Lг- горизонтальная проекция длины конвейера м
Н- высота подъема (+) или опускания (-) груза м
ω- коэффициент сопротивления перемещению груза (таблице
35)
R=02- коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gк - погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
gк=80Д (39)
υ- осевая скорость движения груза υ= Sn
S- шаг винта м выбирается по таблице 36 при чем для
хорошо сыпучих материалов из первого ряда а для вязких ndash из второго
ωв- коэффициент сопротивления движению вращающихся
частей конвейера при подшипниках качения ωв = 001
при подшипниках скольжения ωв=016
Мощность двигателя для привода винтового конвейера определя-
ется по формуле (310) При этом коэффициент запаса принимается
К=125
0
K NN
(310)
Пример расчета винтового конвейера
Рассчитаем винтовой конвейер для перемещения порошкообразно-
го материала Насыпная плотность ρн=1570 кгм3 Длина конвейера
L=5м Производительность Q=800 тсутки Угол наклона конвейера
φ=+5deg
Пусть транспортируемый материал ndash сухой и неабразивный (груп-
па А) например порошкообразный известняк (ρн=157тм3)
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
10
Определение диаметра винта
Необходимый диаметр винта определяется по формуле (35)
2750 RnE
QAuml
iacute
где Д- диаметр винта м
Q=800 тсутки=80024=333 тч (при непрерывной круглосуточной
работе)
Е- отношение шага винта к его диаметру (для неабразивных грузов
Е=10)
n- частота вращения винта обмин
ρн=1570 кгм3=157тм3- насыпная плотность груза
Rβ- коэффициент уменьшения производительности от наклона
конвейера
φ- коэффициент заполнения желоба
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных и неабразивных гру-
зов φ=025
По таблице 33 при φ=+5 находим Rβ= 09 По таблице 34 для из-
вестняка с размером кусков менее 60 принимаем n=60 обмин
Отсюда находим
3330275 0432
16002515709Д м
Частоту вращения проверяем по формуле (36)
max max A
n nД
По таблице 35 коэффициент А=45 (тяжелые малоабразивные гру-
зы)
Отсюда
max
45685
0432n об мин
Следовательно частота выбрана допустимая Далее проверяем
диаметр винта по формуле (37)
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
11
Д le amax k
где amax - наибольший размер кусков мм
k - коэффициент (для рядового груза k=4) Для порошкооб-
разного материала amax= 05 мм Откуда amax k = 05 4 =2 мм lt Д=432
мм далее из стандартного ряда по таблице 36 выбираем диаметр Д=500
мм и шаг S=500 мм (как для хорошо сыпучих материалов) винта
Затем уточняем частоту оборотов
3330275 0275 519
10502515709Н
Qn об мин
E Д R
Проверяем частоту 45
636 05
An об мин
Д
Таким образом n=519 обмин ndash допустимая частота вращения
винта
Определение мощности на валу винта
Мощность на валу винта определяется по формуле (38)
eГКГ LgRHLQ
N 020)(367
0
где N0 - мощность на валу винта кВт
Lг - горизонтальная проекция длины конвейера м
Н - высота подъема мм
w ndash коэффициент сопротивления перемещению груза
К=02 ndash коэффициент учитывающий характер перемещения
винта
gК- погонная масса вращающихся частей конвейера кгм
υ- осевая скорость движения груза ммин
wВ- коэффициент сопротивления движению вращающихся ча-
стей конвейера Для подшипников скольжения wВ=016
L=Lcos5deg= 5cos5=4981м
Н=Lsin5deg=5sin5deg=0436м
По таблице 35 для тяжелых малоабразивных грузов w=25 gК
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
12
=80Д= 80middot05= 40 кгм
Осевая скорость движения груза υ = Smiddotn = 05middot519 = 2595ммин =
04325мс
Откуда мощность на валу винта
0
333498125 0436 00202404981016 13
367N кВт
Определение мощности двигателя для привода винтового
конвейера
Мощность двигателя определяется
0
K NN
где К- коэффициент запаса мощности
η- КПД привода (06-085)
Для приводов шнеков принимают К=125
Примем η=085
Тогда мощность двигателя 12513
191 085
N кВт
Параметры рассчитанного конвейера
Производительность конвейера ndash 800 тсутки (333 тч)
винт - однозаходный
число подшипниковых опор ndash 3 (2 концевые и 1 промежуточная)
тип подшипников ndash подшипники скольжения
длина конвейера- 5м
угол наклона- +5deg
расстояние между опорами вала ndash 25м
диаметр винта ndash 500 мм
шаг винта ndash 500 мм
частота вращения винта ndash 519 обмин
осевая скорость движения груза ndash 04325мс
высота подъема ndash 436 мм
мощность на валу винта ndash 13кВт
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
13
требуемая мощность приводного двигателя ndash 191 кВт
характер работы конвейера ndash круглосуточно
II ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
1 Параметры конвейера и транспортируемого груза
транспортируемый груз ndash гравий
производительность
насыпная плотность =18
размер типичного куска
коэффициент трения по резине
коэффициент трения по стальным бортам
угол естественного откоса
условия эксплуатации ndash тяжёлые
2 Схема трассы
Рис 1 1 ndash приводной барабан 2 ndash обводной барабан 3 ndash загру-
зочное устройство 4 ndash роликовая батарея 5 ndash отклоняющий ролик 6 ndash
роликоопоры рабочей ветви 7 ndash лента 8 ndash роликоопоры холостой ветви
9 ndash натяжное устройство
Q=300 тч
3т м
max 60 мма
085лf
08бf
35
0
1 2 345 20 90 12L м L м L м
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
14
3 Определение теоретической производительности конвейера
В процессе работы конвейера могут происходить остановки для
выполнения регламентных и ремонтных работ Кроме того подача гру-
за на ленту из загрузочного устройства может быть не равномерной
Эти факторы необходимо учитывать при расчёте конвейера поэтому
где =14 ndash коэффициент неравномерности загрузки
=085 ndash коэффициент использования машинного времени
4 Определение ширины ленты
Для реализации заданной производительности следует иметь в
виду что скорость и ширина ленты ndash два взаимосвязанных параметра
чем меньше ширина ленты тем больше скорость при заданной произво-
дительности поэтому для определения ширины ленты скорость прини-
мают с учётом опыта эксплуатации существующих машин по [1]
Ширина ленты определяется
где - коэффициент использования ширины ленты
- угол насыпки груза на ленте
- эмпирические коэффициенты
нт
м
kQ =Q [тч]
k
нk
мk
т
12Q =300 494 тч
09
1 2
1
1
( )
т
B Q Q н
QB
k A B c tg V
09Bk
075н
Q QA B
sin 033sin 3300
1 cos
б бQ
б
A
2sin15
667sin 05
б
Q
б
B
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
15
- угол наклона боковых роликов
- коэффициент учитывающий наличие наклонного участка
Для крупнокусковых абразивных грузов [1]
Расчетное значение ширины ленты проверяется по гранулометри-
ческому составу груза где для рядовых грузов имеем
Из двух полученных значений ширины ленты берём большее
и округляем до стандартного По ГОСТ 20-85 выбираем
B=500 мм Следует учесть разницу в значениях между и и уточ-
нить фактически необходимую скорость движения ленты
Значение скорости округляем до ближайшего стандартного
значения
По ГОСТ 22644-77 выбираем
Уточнение коэффициента использования ширины ленты
30б
2
1H
tgc
tg
25 63 V м с
sin 30 033sin 90300 3643
1 cos30QA
2sin 45
667 4862sin15
QB
20
0
181 016
28
tgc
tg
1
1 4940467
081 (3643 4862 016 053)25 18B м
1 33 200 33 60 200 398B a мм
1 497B мм
1B B
2 2
112 2
049725 247
05ф
BV V м с
B
фV
25 V м с
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
16
те ширина ленты используется рационально перерасчет ширины
ленты не требуется
5 Определение параметров роликоопор
Шаг установки роликоопор принимается постоянным за исключе-
нием загрузочного устройства и роликовых батарей и зависит от шири-
ны ленты В и насыпной плотности груза
Для рабочей ветви шаг установки роликоопор равен по
[1]
Для холостой ветви шаг установки роликоопор равен
Диаметр роликов выбирается в зависимости от B V и В целях
унификации для рабочей и холостой ветви принимают ролики одного
типоразмера Следовательно по [1 с129
табл22]
Масса вращающихся частей трёхроликовой опоры рабочей ветви
где и - эмпирические коэффициенты выбираются в зави-
симости от типа роликоопор [1 c 130] Для роликов тяжелого класса
имеем
Масса вращающихся частей однороликовой опоры холостой вет-
ви
005 00509 09 08 075
05Bk
B
1400рl мм
2 2800х рl l мм
108рD мм 108х рD D мм
2 410 [ ]04р рт тm D кгA Б B
тA тБ
15тA 12тБ
2 4108 10 128310 10 05 04рm кг
4 2 410 108 10 8636 14 04 6 14 05 04хm кгВ
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
17
6 Определение параметров резинотканевой ленты
Число прокладок при В=500 мм Примем (рис 2)
выберем ленту типа 3 из ткани ТК-100 из полиамидных нитей (по осно-
ве и утку) для которой толщина одной тяговой прокладки
прочность на разрыв тягового каркаса Для среднекусковых
грузов толщина рабочей обкладки толщина нерабочей обклад-
ки по [1 с94-97]
Расчетная толщина ленты
Рис2 1 ndash прокладка(тяговый каркас) 2 ndash рабочая обкладка 3 ndash
нижняя нерабочая обкладка 4 ndash боковая обкладка
7 Определение распределённых масс
Распределённая масса транспортируемого груза
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор рабочей
ветви
15пi 2пi
11п мм
100р
Hk
мм
1 3мм
2 0мм
1 2 3 0 2 11 52л п пi мм
d
2
d
1
d
л
d
п
1 2
3
4
494549
36 36 25
тQ кгq
V м
1283916
14
р
р
р
m кгq
l м
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
18
Распределённая масса вращающихся частей роликоопор холостой
ветви
Распределённая масса резинотканевой ленты
8 Выбор коэффициентов сопротивлений движению и опреде-
ление сопротивления в пункте загрузки
Рисунок 3- Выбор коэффициентов сопротивлений движению и
определение сопротивления в пункте загрузки
Коэффициенты сопротивления движению на рядовых роликоопо-
рах [1 с133 табл24]
Рабочая ветвь
Холостая ветвь
Коэффициент сопротивления движению на отклоняющем бара-
бане установленном на перегибе холостой ветви
863308
28
xx
x
m кгq
l м
3 3
0
1113 10 113 10 500 52 294
2л
кгq B
м
0025р
0022х
2 01П
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
19
Коэффициенты сопротивления движению на отклоняющем ролике
у приводного барабана
Коэффициент сопротивления движению на натяжном барабане с
углом поворота ленты на 180
Коэффициент сопротивления движению на роликовой батарее
где - подставляется в радианах
Сопротивление движению в пункте загрузки
коэффициент внешнего трения по резинотканевой лен-
те [1]
коэффициент внешнего трения груза по стальным бор-
там [1]
мс ndash проекция составляющей средней скорости
струи материала на направление движения ленты
м
мс
1 005П
3 007П
0025 021 0005вып р
1( )
36( )
T лзу
л б б
Q f V VW
f tg K f
085лf
08бf
1 05 125V V
2 2
4970332
3600 3600 035 1875 18
cp Tб
cp cp cp
h QK
b b V
07 07 05 035cpb B
1 47251875
2 2cp
V VV
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
20
Н
9 Тяговый расчет ленточного конвейера
Трасса конвейера разбивается на характерные участки начиная с
точки схода ленты с приводного барабана (рис 4) Тяговый расчет вы-
полняется методом обхода по контуру начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви путем суммирования сопротивлений
движению на характерных участках трассы
Рис4 - Трасса конвейера
Определение точки с минимальным натяжением на холостой вет-
ви
Для рабочей ветви точка с минимальным натяжением находиться
при сходе ленты с натяжного барабана Для конвейеров имеющих
наклонный участок минимальное натяжение в ленте может находиться в
точке схода с приводного барабана или в конце наклонного участка
Если выполняется неравенство
то точка с минимальным натяжением находится в точке схода
ленты с приводного барабана(точка 1) Если неравенство не выполняет-
494 085 (25 125)549
36(085 032 0332 08)зуW
0
0 1 2
gtx
x
q H
q q L L
2 13H tg L м
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
21
ся то точка с минимальным натяжением находится в конце наклонного
участка (точка 13)
следовательно точка с минимальным натяже-
нием находиться в конце наклонного участка (точка 13)
Значения минимально допустимых натяжений в ленте для рабочей
и холостой ветви определяются по формулам
Определение сил натяжения ленты в характерных точках трассы
Натяжение рассчитывается начиная с точки с минимальным
натяжением на холостой ветви (точка 13) и выполняется методом обхо-
да по контуру (в данном случае по часовой стрелке)
следовательно
Тк натяжение в 13 точке мы взяли равным то
необходимо произвести перерасчет применив метод обхода против
контура начиная с точки 15 (рис4)
294 425gt 0018
(294+308) 110x
x 0018 0022
min 010 10 294 549 981 14 7944р рS q q g l H
min 010 10 294 981 28 80756x хS q g l H
13 min 80756xS S H
14 13 13 2 2474 2474 01 2722пS S S H
15 14 14 3 min2722 2722 008 2940 4316n PS S S H S H
15 4316S H
16 15 4316 203 4519зуS S W Н
17 16 0( ) 6070p pS S q q q gL H
18 17 0 0( ) ( ) 11079p pS S q q q gL q q gH H
19 18 18 11079 11079 001 11190выпS S S H
20 19 0( ) 11965нб p pS S S q q q gL H
13 min 2474xS S H
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
22
Фактически необходимое число прокладок в ленте по результатам
расчетов для данного конвейера
где - запас прочности ленты при наличии наклонного участ-
ка
- предел прочности для ткани ленты (см п7 с5)
на предварительном этапе число прокладок бы-
ло выбрано и это оказалось верным следовательно прочность лен-
ты обеспечена
Таблица 21 Диаграмма натяжений
6157 6157 6403 6461 6784 6687 7021 7136 7424 7424
7944 8493 9775 12515 12565 13304
14 15 3 (1 ) 12515пS S H
13 14 0( ) 9775х хS S q q gL H
12 13 13 2 7944 549 8493nS S S H
11 12 0 0( ) 7944х хS S q q gL q gH H
10S S
9 10 0( ) 962х хS S q q gL H
8 7 9 11 3( 2) 3775 3775 004 916nS S S S H
6 5 7 7 3 3624 3624 008 761nS S S S H
4 5 5 3( 2) 840 294 308 0022 866nS S S H
3 4 0( ) 840х хS S q q gL H
2 1 3 3 1 80756сб nS S S S S
max ппф
р
S ci
k B
9пc
рk
11965 8147
100 650пфi
2пi
1S H2 S H 3S H
4 S H 5 S H 6 S H 7 S H 8 S H 9 S H 10 S H
11S H 12 S H 13S H14 S H 15S H 16 S H
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
23
Рисунок 24 ndash Диаграмма натяжений
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
24
10 Определение необходимого угла обхвата лентой
приводного барабана
Тяговое усилие равно
Значение полного тягового коэффициента определяется по фор-
муле
где - коэффициент запаса привода по сцеплению
- коэффициент сцепления ленты с поверхностью барабана
(барабан футерован резиной)
Необходимый угол обхвата для данного конвейера
Согласно исходным данным фактически необходимо
следовательно данный привод имеет значительный запас по
сцеплению
11 Выбор параметров приводного и натяжного барабанов
Диаметр приводного барабана
Выбираем стандартное значение по ГОСТ 22644-77 [1]
Диаметр натяжного барабана
11965 2831 9134нб сбF S S H
0 1сц
сб
F ke
S
135сцk
0 04
9134 135ln 1 ln 12831
419 22004 04
сц
сб
ф
F k
S
0300
0220
125 160 320пб пфD i мм
400бD мм
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
25
Длина обечайки барабана
12 Расчет привода
Рисунок 25 - Схема привода 1 ndash электродвигатель 2 ndash соедини-
тельные муфты 3 ndash редуктор 4 ndash приводной барабан 5 ndash тормоз
Требуемая мощность двигателя привода конвейера равна
где - КПД передач привода
- КПД приводного барабана
Установочная мощность электродвигателя равна
085 400нб пбD D мм
150 200 150 500 650обl B мм
01000пр
б
F VN
0 09
094б
7147 252112
1000 09 094трN кВт
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
26
где - коэффициент запаса привода по мощности
Частота вращения приводного барабана равна
Выберем электродвигатель АИР 180М4 мощностью 30 кВт и ча-
стотой вращения Передаточное число редуктора
округлим в большую сторону до стандартного значения
В качестве передаточных механизмов на конвейерах в зависимо-
сти от передаточного числа и мощности применяются редукторы типа
Ц-2 КЦ-2 ЦТН и другие
13 Расчёт натяжного устройства
Для обеспечения необходимого прижатия ленты к приводному
барабану компенсации вытяжки и исключении недопустимого прови-
сания ленты все ленточные конвейеры снабжаются натяжным устрой-
ством которое может быть винтовым или грузовым Винтовые устрой-
ства применяются только на коротких конвейерах (до 50 м) на осталь-
ных грузовые
Натяжное усилие определяется по формуле
125 2112 264у трN k N кВт
12уk
60 60 25119
314 0401б
б ст
Vn об мин
D
1460 бn об мин
1460122
119б
nU
n
U
125U
3334 3624 6958H НБ СБP S S H
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
27
где - усилия в ленте в точках набегания и сбегания на
натяжном устройстве
Вес груза определяется по формуле
где - сопротивление передвижению - КПД бло-
ков где n ndash число блоков
14 Проверка конвейера на самоторможение
В некоторых случаях при отключении привода и остановке кон-
вейера возможно самопроизвольное обратное движение ленты под дей-
ствием веса груза на наклонных участках В этом случае привод должен
снабжаться тормозом
Для проверки берется наиболее неблагоприятный случай когда
груз имеется только на наклонном участке Тогда усилие стремящееся
сдвинуть ленту вниз будет равно а сопротивление препятствую-
щее обратному движению ленты составит
Если ( - коэффициент возможного
уменьшения сопротивления движению) то тормоз не нужен В против-
ном случае ndash ставят тормоз 3055gt176 следовательно тормоз нужен
Тормозной момент необходимый для удержания барабана от об-
ратного вращения определяется по формуле
Тормоз устанавливается на быстроходном валу и выбирается по
НБ СБS S
1 1( ) (6958 40) 7366
095H H T n
БЛ
G P W Н
(30 50)TW H n
БЛ
qH
0 0 2( ) ( )обр P p X X pW q q L q q L qL
(97 162) 160 004 (97 42) 160 003 235 40 004 271обрW кг
T обрqH G W 055 065TG
( ) 2602
б БT T обр
DM qH G W g Н м
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
28
расчетному тормозному моменту на этом валу
где - передаточное число редуктора - КПД привода
- коэффициент запаса торможения при рабочем движении груза
на наклонном участке вверх Примем тормоз типа ТКТ
15 Расчет вала приводного барабана
Расчет валов ведется обычно в два этапа На первом этапе по рас-
четным нагрузкам определяются основные размеры вала Такой расчёт
называют проектным Он в свою очередь может быть ориентировочным
или приближенным
Вал приводного барабана (рис 9б) испытывает изгиб от попереч-
ных нагрузок создаваемых натяжением ленты (весом барабана мож-
но пренебречь) и кручение от момента передаваемого на вал при-
водом Из рис 9г видно что суммарная поперечная нагрузка на вале
равна
0 234б
Д ТT ЗТ
P
MM k H м
i
10Pi 0 09
1ЗТk
1P
KM
НБ СБP S S
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
29
Поскольку эта нагрузка передается на вал через ступицы то
Крутящий момент на барабане (см рис 9г) будет равен
где - окружное (тяговое) усилие на барабане -
диаметр барабана
Эпюра изгибающих и крутящих моментов показана на рис 9в
Максимальный изгибающий момент равен
1
11965 28317398
2 2 2
НБ СБS SPP H
2393 5662 182682 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
НБ СБ oS S W БD
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
30
где - расстояние от центра опоры до середины
ступицы ориентировочно можно принять
Изгибающий момент в сечении перед ступицей равен
На этапе проектного расчета требуется определить диаметр сту-
пицы и диаметр цапфы Согласно формулам они соответственно
будут равны
Основным материалом для изготовления валов считают сталь 45
нормализованную или улучшенную Для предварительного расчета
можно принять для стали 45 -
По результатам расчета получили минимально допустимые диа-
метры валов и но из конструктивных соображений
примем и
Уточненный расчет заключается в определении фактического ко-
эффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
max 1 18495AM R l Hм
1 7398AR P H 1l
2 0 1 205( ) 0125 2 025бl l l м l l м
1 2 92475AM R l Hм
CTd Цd
2 2
max3
1
07575
[ ]
K
CT
И
М Md
2 2
13
1
07565
[ ]
K
Ц
И
М Md
1[ ] 55 65И МПа
35CTd мм 30Цd мм
70CTd мм 60Цd мм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
31
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Коэффициенты запаса по нормальным т касательным напряжени-
ям равны (таблицы [5])
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
и a a
maxmax 54
10a
MМПа
W
max 13 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 453
1953
076a
nk
1 2002 143
16313
076a
nk
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
32
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
16 Расчет оси натяжного барабана
Расчетная схема оси может быть представлена в виде простой
шарнирно опорной балки (рис11 а б) Длины участков можно принять
из табл 15 [5] уменьшив по сравнению с табличными на 100мм
2 2 2 2
453 14313 [ ]
453 143
n nn n
n n
13 [ ] 15 25n
0l
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
33
Расчет оси ведется аналогично расчету вала только без учета кру-
чения В этом случае на этапе проектного расчета диаметр оси опреде-
ляется по формуле
где
3
1
0041[ ]
И
И
Md м
1 522И AM R l Hм
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
34
По результатам расчета получили минимально допустимый диа-
метр вала но из конструктивных соображений примем
Эпюра изгибающих моментов представлена на рис 11в Попереч-
ные нагрузки на ось создаются усилиями которые равны
где - усилия в ленте соответственно в точках набегания
и сбегания с натяжного барабана
Крутящий момент на барабане будет равен
Как уже отмечалось уточненный расчет заключается в определе-
нии фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении
где - коэффициент запаса по нормальным напряжениям -
коэффициент запаса по касательным напряжениям [n] ndash допускаемый
коэффициент запаса прочности принимается в пределах 15 ndash 25
В свою очередь для симметричного цикла
где - пределы выносливости соответственно при изгибе и
41d мм
72d мм
2P
2
7684
2
НБ CБS SP H
НБ CБS и S
2 2
Б БK НБ СБ
D DM S S Нм
2 2[ ]
n nn n
n n
n n
1
a
nk
1
a
nk
1 1 и
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
35
кручении МПа - амплитуды колебаний цикла при изгибе и
кручении
( - моменты сопротивлений сечения соответственно изгибу
и кручению) - эффективные коэффициенты концентрации
напряжения при изгибе и кручении для рассматриваемого сечения вала
- масштабный фактор учитывающий изменение пределов выносливо-
сти при изгибе и кручении вследствие влияния абсолютных размеров
вала
Обращаясь к таблицам [5] коэффициенты запаса по нормальным т
касательным напряжениям равны
Фактический коэффициент запаса прочности в опасном сечении
вала
верно
17 Расчет подшипников вала и оси
Расчет подшипников вала
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
и a a
maxmax 14
10a
MМПа
W
max 39 2 20
Кa
Р
MМПа
W
P и WW
k и k
1 3002 1714
1914
076a
nk
1 2002 476
16339
076a
nk
2 2 2 2
1714 476147 [ ]
1714 476
n nn n
n n
147 [ ] 15 25n
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
36
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
=19461 ( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн
оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения вала обмин
что удовлетворяет требованиям
Расчет подшипников оси
Расчет подшипников ведут по динамической грузоподъёмности
где - эквивалентная нагрузка на подшипник для конвейеров
( см рис 9) L ndash долговечность подшипника млн оборотов
где - долговечность подшипника в часах равная соответствен-
но 1000 3500 и 5000 часов для хороших средних и тяжелых условий
эксплуатации - частота вращения оси обмин
что удовлетворяет требованиям
3 26314ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
60696
10
hn LL млн об
hL
n
26314 51000rC кН С
3 12375ЭКВC P L кН
ЭКВP
maxЭКВP P AR
6
6045
10
hn LL млн об
hL
n
12375 81900rC кН С
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
37
ЛИТЕРАТУРА
1 Спиваковский АО Транспортирующие машины АО Спиваков-
ский ВК Дьячков - М 1983- 487с
2 Марон ФП Справочник по расчетам механизмов подъемно-
транспортных машин ФП Марон АВ Кузьмин - Минск 1977- 271с
3 Тетеревков АИ Оборудование заводов неорганических веществ и
основы проектирования АИ Тетеревков ВВ Печковский - Минск
1981- 335с
4 Процессы и аппараты химической промышленности ПГ Рома-
нов [и др] - М 1989- 559с
5 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский АВ Нагорский ДА Ширяев ndash Минск
БНТУ 2011 ndash 43 С
6 Березовский НИ Горно-транспортные машины и подъемные
механизмы НИ Березовский ГИ Лютко СГ Оника ndash Минск
БНТУ 2012 ndash 42 С
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
38
Приложение
Допустимые значения скоростей движения ленты мс
Наименование перемещаемого груза Ширина
ленты м
Допустимое
значение мс
Крупнокусковые абразивные грузы
(руда) 08hellip20 16hellip315
Среднекусковые абразивные грузы
(камень щебень соль) 05hellip20 16hellip4
Малоабразивные среднекусковые грузы
(кокс уголь) 05hellip20 16hellip5
Мелкокусковые абразивные и зерни-
стые грузы (песок гравий грунт) 05hellip20 25hellip63
Пылевидные грузы (мука цемент) 05hellip10 08hellip125
Зернистые грузы (рожь пшеница) 05hellip10 2hellip4
Углы естественного откоса и коэффициенты трения различных
материалов
Материал Угол естественного откоса
град
Коэффициент трения по
стали
в покое в движении для покоя для движения
Антрацит 45 27 084 029
Гравий 45 30 100 058
Глина 50 40 075 -
Земля 45 30 10 085
Кокс 50 35 10 075
Пшеница 35 25 085 036
Песок 45 30 080 05
Железная
руда 50 30 12 085
Фрезерный
торф 45 40 075 06
Бурый
уголь 50 35 10 058
Шлак 50 35 12 07
Щебень 45 35 063 -
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
39
Полученное значение ширины ленты (В) следует округлить до
ближайшего большего размера по Стандарту в котором приведены ши-
рина ленты и число прокладок
В=500hellip650 мм (П=3hellip5)
В=800 мм (3hellip6)
В=1000 мм (4hellip8)
В=1200 мм (4hellip8)
В=1400 мм (6hellip10)
В=1600 мм (7hellip10)
В=1800 мм (8hellip12)
В=2000 мм (10hellip12)
Значение угла наклона
Транспортируемый груз Угол наклона
Каменный уголь дробленый уголь известняк 18
Бурый рядовой уголь железная руда 18hellip20
Каменная соль 18hellip23
Влажная земля 20hellip24
Апатит 20
Сырая глина 16hellip20
Цемент 10hellip12
Каменноугольный кокс 17hellip20
Значение расстояний между роликовыми опорами
Ширина ленты 05 065 08 10 12 14hellip16
Максимальной рассто-
яние между ролико-
опорами рабочей ветви
конвейеров груженой
сыпучими материалом
с объемной массой
тм3
до 1 1500 1400 1400 1300 1300 1200
12 1400 1300 1300 1200 1200 1100
более 2 1300 1200 1200 1100 1100 1000
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
40
Диаметр роликоопор Dр (мм) принимают в зависимости от шири-
ны ленты
При ширине ленты В=500hellip600 мм 102
Для желобчатых нормального исполнения и плоских при
В=800 1000 1200 мм 127
При В=1400hellip1600 мм 159
Для желобчатых тяжелого исполнения
при В=800 1000 1200 мм 159
при В=1400hellip1600 мм 194
при В=2000 мм 219
Коэффициент сопротивления
Условия работы Характеристика условий работы
Хорошие
Чистое сухое отапливаемое бес-
пыльное хорошо освященное по-
мещение удобный доступ для об-
служивания
002
Средние
Отапливаемое помещение но пыль-
ное и сырое средняя освященность
и удобный доступ для обслуживания
0025
Тяжелые
Работа в неотапливаемом помеще-
нии и на открытом воздухе плохая
освещенность и удобный доступ для
обслуживания
003hellip004
Очень тяжелые
Наличие всех указанных выше фак-
торов вредно влияющих на работу
конвейера
004hellip006
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
Параметры лент
Предел
прочности
Нмм2
Ткань резинотканных
лент по ГОСТу 20-76 Из по-
ли-
эфир-
ных
нитей
Резино-
троссо-
вые
ленты
Толщина прокладки мм
Ширина
ленты В
мм
Число
про-
кла-
док vп
Модуль
упругости
Нмм2
Минималь-
ный диа-
метр при-
водного ба-
рабана мм
из комби-
нирован-
ных нитей
(полиэфир
хлопок)
из поли-
амидных
нитей
с резиновой
прослойкой
без резиновой
просл
из синтетиче-
ских волокон
из комбиниро-
ванных нитей
65 БКНЛ-65 - - - 14 115 100-2000 3-8 300
БКНЛ-65-2
100 БКНЛ-100 ТА-100 - - 12 16 13 100-3000 3-8
ТК-100
150 БКНЛ-150 ТА-150 - - 13 19 15 650-3000 3-8 750
ТК-150
200 ТК-200-2 ТЛК-
200
14 - - 3-8
300 ТА-300 ТЛК-
300
19 - 800-3000 3-8
А-10-2-3Т
К-10-2-3Т
400 ТА-400 МЛК-
400120
- 20 - 1000-3000 3-10 - -
1500 РТЛ-
1500
630
2500 РТЛ-
2500
1000
3150 РТЛ-
1150
1250
5000 РТЛ-
5000
1600
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500
Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа
прокладок по условию обеспечения достаточной долговечности ленты
для лент из хлопчатобумажных тканей Dпб=(100hellip150)iп
для лент из синтетических тканей Dпб=(150hellip300)iп
диаметр разгрузочного барабана принимается равным Dпб
длина барабана Bб=(150hellip200)+В мм
Выбранные диаметры согласуются по ГОСТу 22644-77 из ряда
630 800 1000 1250 1600 2000 2500