Пример расчета подвесного толкающего конвейера

Рассчитать подвесной толкающий конвейер для транспортирования и сборки изделий. Исходные данные для расчета см. в параграфе 16.5.1.

В качестве тягового органа конвейера из табл. III. 1.13 предварительно выбираем тяговую разборную цепь Р2-100-220 ГОСТ 589—74 с шагом 100 мм, погонной массой цепи q_ц = 5,2 кг/м, разрушающей нагрузкой 220 кН.

Принимаем для выбранной цепи звездочку с числом зубьев z = 16 и диаметром делительной окружности D_o = 1025,7 мм (см. табл. 10.1).

В табл. 10.7 для внутрицехового транспортирования грузов массой до 100 кг с автоматизированной загрузкой и разгрузкой рекомендуется скорость цепи u = 0,3 м/с. Согласно ряду скоростей, приведенному в ГОСТ 5946—79 (см. 10.2), принимаем u = 0,32 м/с.

Из формулы (5.15) требуемый шаг подвесок с грузами, кареток и тележек t_г = T = t_к = 3600 u/Z = 3600×0,32/1500 = 0,768 м. Из условия (10.9) при шаге цепи t = 100 мм принимаем T = 2zt = 2×4×100 = = 800 мм.

При этом производительность конвейера по (5.15) Z = 3600×0,32/0,8 = = 1440 шт./ч, т.е. меньше заданной на 4%.

Из табл. 10.2 выбираем типовую каретку ЦПК-100Р с расчетной нагрузкой 5 кН, массой m_к = 5,5 кг. Примем ориентировочно массу четырехколесной тележки на грузовом пути m_т = 15 кг, подвески для груза m = 7,5 кг, комплекта толкателя m_т.к = 3 кг, приспособления для крепления каретки к цепи m_пр = 2 кг.

Погонная масса на тяговой ветви, согласно формуле (10.26), q_т = (m_к + m_пр) // t_к + q_ц + m_т.к / Т = (5,5 + 2)/0,8 + 5,2 + 3/0,8 = 18,32 кг/м;

на грузовой порожней ветви по формуле (10.27) q_х = (1,5 + 7,5)/0,8 = 28,12 кг/м;

на грузовой загруженной ветви по формуле (10.28) q_г = 28,12 + 40/(0,8×1) = = 78,12 кг/м. Груз размещен на одной подвеске (z_к = 1).

В соответствии с рекомендацией, приведенной в пояснениях к формуле (10.29), примем первоначальное натяжение цепи F_min = 1500 Н. Для определения натяжений в тяговом органе начнем обход трассы конвейера с точки 3, натяжение цепи в которой предположительно будет минимальным: F₃ = F_min = 1500 Н. Натяжение в последующих точках определим при следующих значениях коэффициентов сопротивления движению: w = 0,05 из табл. 10.8 при нагрузке на каретку F_к = (m_к + m_пр + m_тк + q_цt_к) g = (5,5 + 2 + 3 + 5,2×0,8) 9,81 = 144 Н; w₁ = 0,025 из табл. 10.12 для хороших условий работы при нагрузке на тележку F_т = (m_т + m_п + + m_г) g = (15 + 7,5 + 40) 9,81 = 613 Н.

Из табл. 10.9 w_{п 90} = 1,02; w_{п 180} = 1,03; w_в = 1,015 (при угле перегиба b = 25°).

Натяжение в точке 4 по формуле (10.30) F₄ = 1500+(0,05×18,32+0,025×28,12)´ ´ 25×9,81 = 1897 Н.

Натяжению в точке 5, согласно формуле (10.33) F₅ = w_{п 180} (F_н + F_с.к + F_с.т) = = 1,03 (1897+16 + 35) = 2006 Н.

Сопротивление движению [см. (10.34)] двухколесных кареток на повороте радиусом R = 0,5 D_о = 0,5 × 1025,7 » 513 мм » 0,5 м; F_с.к » 1,1 × 0,05 × 18,32 × 2 × 3,14´ ´ 0,5 × 180/360 × 9,81 = 16 Н; сопротивление движению четырехколесных грузовых тележек на повороте по формуле (10.35) F_с.т = w_тz g = 0,08 × 2 × 22,5 × 9,81 = 35 Н, где из табл. 10.13 для угла поворота 180° коэффициент сопротивления движению на повороте w_{т 180} = 0,08; суммарная масса частей, нагружающих тележку, для незагруженной ветви = m_т + m_п = 15 + 7,5 = 22,5 кг, количество тележек на повороте с углом a = 180° [см. (10.35)] z = 2×3,14×0,5×180/(360×0,8) » 1,96, т.е. z = 2.

Натяжение в точке 6 по формуле (10.30) F₆ = 2006 + (0,05×18,32 + 0,025´ ´ 28,12)×3×9,81 = 2054 Н.

Натяжение в точке 7, согласно формуле (10.33) F₇ = w_{п 90} (F₆ + F_с.к + F_с.т) = = 1,02 (2054 + 8 + 11) = 2115 Н, где F_с.к » 1,1×0,05×18,32×2×3,14×0,5(90/360)9,81 » 8 Н; F_с.т = w_т90z g = 0,05×1×22,5×9,81 = 11 Н; w_{п 90} = 0,05 из табл. 10.13 для угла поворота a = 90°; число тележек на повороте z = 1 (т.е. в два раза меньше, чем на повороте с углом a = 180°); = 22,5 кг.

Натяжение в точке 8 по формуле (10.30) F₈ = 2115 + (0,05×18,32 + 0,025´ ´ 78,12) 80×9,81 = 4367 Н.

Натяжение в точке 9, согласно формуле (10.33) F₉ = w_{п 90} (F₈ + F_с.к + F_с.т) = = 1,02 (4367 + 8 + 31) = 4494 H, где F_с.к = 8 Н (см. выше); F_с.т = w_т90z g = 0,05×1´ ´ 62,5×9,81 = 31 Н; z = 1; = m_т + m_п + m_г = 15 + 7,5 + 40 = 62,5 кг (для загруженной ветви).

Натяжение в точке 10 по формуле (10.30) F₁₀ = 4494 + (0,05×18,32 + 0,025´ ´ 72,12) 37 × 9,81 = 5535 Н.

Натяжение в точке 11, согласно формуле (10.38), F₁₁ = w_в [w_вF₁₀ + (wq_т + + w₁q_г) L₁₀g + (q_т + q_г) h₂g] = l,0l5 [l,015×5535 + (0,05×18,32 + 0,025×78,12) 15×9,81+ + (18,32 + 78,12) 7×9,81] = 12 853 Н.

Натяжение в точке 12 по формуле (10.30) F₁₂ = 12 853+ (0,05×18,32 + 0,025´ ´ 78,12) 45×9,81 = 14 120 Н.

Натяжение в точке 13, согласно формуле (10.33), F₁₃ = w_{п 90} (F₁₂ + F_с.к + F_с.т) = = 1,02 (14 120 + 8 + 31) = 14 442 Н.

Натяжение в точке 14 по формуле (10.30) F₁₄ = 14 442 + (0,05×18,32 + 0,025´ ´ 78,12) 81×9,81 = 16 722 Н.

Для определения натяжений в точках 1, 2 расчет будем вести против хода конвейера начиная от точки 3, где F₃ = 1500 Н. Из формулы (10.39) для незагруженного вертикального перегиба

Fi = .

Натяжение в точке 2

= = 4364 Н.

Натяжение в точке 1 по формуле (10.30) F₁ = 4364-(0,05×18,32 + 0,025´ ´ 78,12) 60×9,81 =2675 Н.

Максимальное натяжение цепи — в точке 14: F₁₄ = 16 722 H.

Допускаемая нагрузка на цепь по (10.15) F_доп = (220×0,85)/(3×3) = 20,778 кН = = 20 778 Н. Здесь расчетный запас прочности принят в соответствии с пояснениями к соотношению (10.15): k_н = 1,2×1,2×1,4×1,2×1,25 » 3; коэффициенты k_т.к = 0,85 и k_и = 3.

Таким образом, условие прочности цепи удовлетворяется, так как F_доп = 20 778 Н больше F_max = F₁₄ = 16 722 Н.

Окружное усилие на приводной звездочке, согласно (10.25), F₀ = (F₁₄-F₁) w_{п 90} = (16 722 – 2675) 1,02 = 14 328 Н.

Необходимая мощность электродвигателя по формуле (10.16) Р = (1,2×14 328×03) / (10³×0,9) = 5,73 кВт, где коэффициент неучтенных сопротивлений k_с = 1,2; общий КПД механизма привода h = 0,9.

Из табл. III.3.1 выбираем электродвигатель 4A132S4У3 мощностью 7,5 кВт с частотой вращения 1455 мин^-1.

Расчеты катков и подшипников кареток и тележек, а также выбор редуктора привода и натяжного устройства выполняются как и для грузонесущего конвейера (см. параграф. 16.5.1).