ПРИМЕР РАСЧЕТА КОВШОВОГО ЭЛЕВАТОРА

Рассчитать вертикальный ковшовый элеватор (см. рис. 12.3, а) для транспортирования фрезерного торфа насыпной плотностью r = 0,5 т/м³. Расчетная производительность элеватора Q = 20 т/ч. Высота подъема груза H = 20 м. Работа трехсменная.

По табл. 12.2 и 12.5 рекомендуется для данного случая ленточный быстроходный элеватор типа ЛГ с расставленными глубокими ковшами и центробежной разгрузкой. Средний коэффициент заполнения ковшей y = 0,8, рекомендуемая скорость ленты u = 1,25...2,0 м/с, принимаем u = 1,75 м/с.

Необходимая погонная вместимость ковшей [(12.14)] i_n = 20/(3,6×1,75×0,8 ´ ´ 0,5) = 7,94 л/м.

Из табл. 12.7 выбираем глубокий ковш вместимостью i₀ = 4 л и шаг ковшей 500 мм.

При объемной производительности элеватора V = Q/r = 20/0,5 = 40 м³/ч и в соответствии с шагом ковшей из табл. 12.3 выбираем ширину ковшей B_к = 400 мм и ширину ленты B_л = 500 мм.

Из табл. 4.3 выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 3 с тремя тяговыми прокладками прочностью 55 Н/мм (см. табл. 4.5), что соответствует (см. табл. 4.6) марке ткани прокладок БКНЛ-65. Максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки (см. табл. 4.5) k_р = 6 Н/мм.

Погонная масса груза из формулы (5.12)

Толщина конвейерной ленты [см. (4.12)] d = 3×1,15 + 3 = 6,45 мм при d_п.т = 1,15 мм (см. табл. 4.7); d_п.з = О; d_р = 3 мм и d_н = 0 (см. табл. 4.9).

Погонная масса ленты [см. (4.11)] q_л = 1100×0,5×0,00645 = 3,55 кг/м.

Погонная масса ковшей [см. (12.6)] q_ков = (9/0,5) × 1,14 = 20,52 кг/м, где m_ков = 9 кг (см. табл. 12.8).

Погонная масса ходовой части конвейера [см. (12.4)] q_к = 3,55 + 20,52 = = 24,07 кг/м.

Сопротивление зачерпыванию груза [см. (12.13)] F_зач = 3,17×9,81×3 = 93,3 Н.

Мощность на приводном валу элеватора [см. (12.15)]

Р = 0,0027 × 20 × 20 = 1,24 кВт.

Окружное усилие на приводном барабане [см. (12.16)]

F = = 710 Н.

Максимальное усилие в ленте [формула (12.17)] F_max = 710×1,37/(1,37-1) = = 2628 Н, при f = 0,1 (см. табл. 6.7); a = 180° = p; e^fa = 2,718^0,1p = 1,37 (см. табл. 12.11).

Необходимое число тяговых прокладок в ленте [см. (12.18)] z ³ 2628 / / (6×500×0,9) = 0,97. В расчете принято число тяговых прокладок z = 3 (минимальное для выбранного типа ленты).

Согласно табл. 12.3, принимаем диаметр приводного барабана D_п.б = 630 мм и проверяем его по условию (12.19): 3 < 10×0,63 = 6,3, т.е. условие соблюдается. Проверяем выполнение условия обеспечения центробежной разгрузки ковшей (12.9): D_п.б £ 0,204×1,75² = 0,62 м, что незначительно отличается от принятого диаметра приводного барабана. Можно считать условие (12.9) соблюденным.

Выполним уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру. Обход начинаем от точки 1 (см. рис. 12.3, б), где натяжение F₁ = F_min.

Натяжение в точке 2 [см. (12.23)] F₂ = k_пF₁ + F_зач = 1,05F₁ + 93,3 Н, где К_п = 1,05 [см. (5.26)]; F_зач — см. выше.

Натяжение в точке 3 [см. (12.24)] F₃ = 1,05F₁ + 93,3+(3,17 + 24,7)×9,81×20 = = 1,05F₁ + 5561 Н.

Натяжение в точке 4 [см. (12.25)] F₄ = F₁ + 24,7×9,81×20 = F₁ + 4846 Н.

Решая совместно уравнения для F₃ и F₄, из формулы (12.26) получим: F₃ £ l,37F₄; 1,05F₁ + 5561 £ 1,37 (F₁+ 4846); F₁ = -3369 Н. С учетом условия (5.33) принимаем F₁ = F_min = 1000 Н. При этом F₂ = 1,05 F₁ + 93,3 = 1,05×1000 + 93,3 = = 1143,3 Н; F₃ = 1,05F₁ + 5561 = 1,05×1000 + 5561 = 6611 Н; F₄ = F₁ + 4846 = 1000 + + 4846 = 5846 Н.

Наибольшее натяжение в ленте F₃ = 6611 Н, что больше предварительно определенного значения F_max = 2628 H. Уточняем необходимое количество прокладок [см. (12.18)]:

z = 6611/6×500×0,9 = 2,44 < 3.

Тяговая сила на приводном барабане [см. (12.28)] F₀ = l,05×6611-5846 = = 1095 Н.

Мощность на приводном валу элеватора [см. (6.19)] Р = 10^-3×1095×1,75 = = 1,92 кВт.

Необходимая мощность двигателя [см. (6.21)] Р = (1,2×1,92)/0,96 = 2,4 кВт при КПД двухступенчатого зубчатого редуктора (см. табл. 5.1) h = 0,96.

Из табл. III.3.1 принимаем двигатель типа 4А112МА6УЗ мощностью Р = 3 кВт с частотой вращения п = 953 мин^-1. Кратность пускового момента y_п = 2. Момент инерции ротора I_р = 1,75 × 10^{-2 кг}×м².

Частота вращения приводного барабана [см. (6.22)] п_п.б = 60×1,75/(3,14×0,63) = = 53 мин^-1.

Требуемое передаточное число привода [см. (6.23)] и = 953/53 = 17,98.

Из табл. Ш.4.2 выбираем ближайший больший по мощности редуктор типа Ц2-250 с передаточным числом и_р = 16,3 и мощностью на быстроходном валу Р_р = 8,2 кВт [с учетом пояснений к формуле (1.101), из которых следует, что для машин непрерывного действия коэффициент k_р = 1].

Исходя из принятого передаточного числа, уточняем скорость ленты [см. (6.24)]: 3,14×0,63×953/(60×16,3) = 1,93 м/с, что соответствует требованиям, изложенным в параграфе 12.2.

По формуле (12.29) уточняем производительность конвейера Q_ф = 3,6×4×1,93´ ´ 0,8×0,5×1/0,5 = 22,2 т/ч, что больше заданной производительности в допустимых пределах.

Для выбора соединительной муфты между двигателем и редуктором определяем номинальный крутящий момент двигателя: Т_ном = 9550 Р_ном/п = 9550 × 3/953 = = 29,6 Н×м.

С учетом кратности пускового момента выбранного двигателя y_п = 2 принимаем расчетный момент муфты

Т = Т yп = 29,6 × 2 = 59,2 Н × м.

Из табл. III.5.6 выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту с номинальным крутящим моментом Т_м = 63 Н × м, наибольшим диаметром D = 100 мм. Согласно табл. 1.36, момент инерции муфты I_р = 2,0×10^{-3 кг}×м².

Необходимый тормозной момент для случая, если тормозное устройство устанавливается на валу двигателя (при установке тормозного устройства на другом валу следует сделать соответствующий перерасчет с учетом фактической частоты вращения тормозного вала), определяется по формуле (5.50). Аналогичный расчет выполнен в параграфе 16.1.

Проверка достаточности пускового момента двигателя и перегрузки тягового органа при пуске также выполняется аналогично расчету, приведенному в параграфе 16.1.