Расчет ленточного транспортера

3.2 Расчет ленточного транспортера

3.2.1 Определение исходных данных для расчета конвейера

Исходными данными для разработки ленточного транспортера являются: производительность- П, скорость ленты- υ, длина транспортера- L.

Производительность транспортера должна быть

П_тр≥ П_ф, (3.1)

где П_тр- производительность транспортера, пак./мин;

П_ф- производительность фасовочного станка, пак./мин.

Производительность фасующего станка П_ф=22 пак./мин, примем П_тр=22 пак./мин.

Определим длину транспортера. Расстояние от скатывающего устройства до транспортера коробок составляет 1750 мм. Примем длину транспортера с учетом щитков, которые исключают возможность падения пакета с ленты и с учетом, что другой конец транспортера будет находится над транспортером коробок, равным L=2150 мм.

Скорость ленты рассчитаем по формуле

υ=П_тр* L_р, (3.2)

где П_тр- производительность транспортера, пак./с;

 L_р- рабочая длина транспортера (расстояние от скатывающего устройства до транспортера коробок), м.

 υ=0,366 *1,75 =0,64 м/с.

3.2.2 Определение параметров ленты

Ширину ленты при транспортировании штучных грузов выбираем исходя из максимальных геометрических размеров пакета: для дозы 0,300 кг - 19*18,5. Ближайшее стандартное значение ширины ленты В = 300 мм. Лента должна иметь высокую прочность и гибкость в продольном и поперечном направлениях, малую гигроскопичность, хорошую сопротивляемость знакопеременным нагрузкам при многократных перегибах на барабанах и роликоопорах, высокую износостойкость на истирание об опорные устройства.

Тяговый каркас воспринимает растягивающие усилия в ленте, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги и механических повреждений. По типу тягового каркаса различают резинотканевую и резинотросовую ленты.

Тканевые прокладки изготавливают из капрона, онида, нейлона, лавсана и других материалов, обладающих высокой прочностью. Лента с двухсторонней резиновой обкладкой с прочностью ткани по основе К_р=65 Н/мм имеет 3 тканевые прокладки. Массу 1 м ленты q_л определяют по формуле

q_л=(10…15)*В, (3.3)

где В-ширина ленты, м.

q_л=10*0,3=3 кг.

В данном случае нужны нижние роликовые опоры. Выберем ролик со следующими параметрами: диаметр ролика D_р=83 мм, длина ролика l=450 мм, масса роликоопоры m=7,7 кг, масса вращающихся частей роликоопоры m_р=6,0 кг.

3.2.3 Тяговый расчет ленточного транспортера

Трасса, по которой движется тяговый элемент конвейера, как правило, состоит из чередующихся прямолинейных участков и поворотных пунктов, на них возникают сопротивления движению тягового элемента. Кроме того, сопротивления могут возникнуть в местах загрузки и разгрузки, на очищающих устройствах и т. п.

Тяговый расчет ленточного конвейера сводится к определению натяжений ленты. Контуры трассы конвейера разбивают на ряд участков, на которых определяют сопротивление движению тягового элемента.

Сопротивление перемещению на прямолинейных участках

W_пр=((q+q_л)+q_рх)*g*C_р*L+C_л*q^/_л, (3.4)

где q- масса перемещаемого груза на 1 м ленты, кг;

 q_л- масса 1 м ленты, кг;

 q_рх- масса роликовой опоры на 1 м холостой ветви, кг;

 q^/_л- масса ленты на1 м стальной пластины и тензовесов, кг;

 С_р- коэффициент сопротивления для стационарных роликовых опор (для помещений с отоплением, с незначительным содержанием абразивной пыли С_р=0,022);

 С_л- коэффициент трения резины о сталь.

q=m/L; (3.5)

q_рх=m_p/l_p; (3.6)

q^/_л=q_л*(3*l₁+2*l₂), (3.7)

где l_р- расстояние между роликоопорами, м;

 l₁- длина пластины, м;

 l₂- длина тензовесов, м.

q= 1/ 2,15= 0,465 кг;

q_рх= 6/ 0,55= 10,91 кг;

q^/_л=3* (3*1+2*0,7)= 13,2 кг;

W_пр=((0,465+ 0,3)+ 10,91)*9,8 * 0,022* 2,15+ 9,8* 0,29* 13,2= 44,18 Н.

Сопротивление движению на поворотных устройствах возникают на блоках, барабанах, роликах. Сопротивление на поворотных устройствах складываются из сопротивления вызванного жесткостью тягового элемента

W_пу=W_п+ W_ж, (3.8)

где W_п- сопротивление в подшипниках , Н;

 W_ж- сопротивление при изгибе тягового элемента на поворотном устройстве, Н.

W_п=2* S_нб* f* d/ D_б* sin (α / 2), (3.9)

где S_нб- текущее значение натяжения тягового элемента, Н;

 f- коэффициент трения в подшипниках вала;

 d- диаметр вала, м;

 D_б- диаметр поворотного устройства, м;

 α- угол обхвата, ˚С.

Сопротивление при изгибе тягового элемента на поворотном устройстве зависит от жесткости тягового элемента

W_ж= θ* S_нб, (3.10)

где θ- коэффициент жесткости тягового элемента, θ= (0,01…0,02).

Таким образом, суммарное сопротивление на поворотном устройстве будет равно

W_пу= S_нб*( 2* f*d/ D_б* sin (α /2)+θ); (3.11)

W_пу= S_нб*(2*0,1* 0,018/ 0,2* sin (180˚/2)+ 0,01)= S_нб*0,028.

Натяжение после поворота

S_сб= S_нб+ W_пу= ξ* S_нб, (3.12)

где ξ- коэффициент сопротивления поворотного устройства, при угле обхвата α= 180˚ ξ= 1,05…1,07.

S_сб= 1,05*S_нб.

Тяговое усилие находят методом последовательного определения натяжения тягового элемента в характерных точках трассы. Контур тягового элемента разбивают точками на участки с одинаковым видом сопротивления, причем разбивку и нумерацию участков начинают с точки сбегания тягового элемента с приводного барабана.

При расчете натяжений пользуются следующим правилом: натяжение S_i+1 в последующей точке трассы равно сумме натяжения S_i в последующей точке и силы сопротивления W_{i- (i+1)} на участке, расположенном между этими точками

S_i+1= S_i+ W_{i- (i+1)}. (3.13)

Аналогично определяются натяжения при расчете против движения тягового элемента

S_{i- 1}= S_i – W_{i- (i-1)}. (3.14)

Результаты сводятся в таблицу 3.1.

В результате тягового расчета конвейера получают уравнение, связывающее натяжение в точке набегания на приводной барабан с натяжением в точке сбегания тягового элемента с приводного барабана

S_нб=A₁*S_сб+B₁, (3.15)

где A₁ и B₁- численные коэффициенты, полученные в результате расчета.

S_нб= 0,7161* S_сб+ 246,736.

Таблица 3.1 – Расчет натяжений по трассе конвейера

Отсутствие проскальзывания ленты по барабану определяется из выражения

S_нб<= S_сб*е ^α*ƒ , (3.16)

где α- угол обхвата приводного барабана лентой, град;

 ƒ- коэффициент трения о барабан.

Для определения S_нб и S_сб решим систему уравнений

S_нб= 0,7161*S_сб+ 246,736;

S_нб= 2,56* S_сб.

Отсюда S_нб= 342,559 Н; S_сб= 133,812 Н.

Уточним число прокладок ленты

Z=S_max* n_л/ (B* K_р), (3.17)

где S_max - максимальное растягивающее усилие в ленте, Н;

 n_л- коэффициент запаса прочности на растяжение , n_л= (9…12);

 B- ширина лента, мм;

 К_р- прочность ткани на основе, Н/мм.

 Z= 491,82* 9/ (300* 65)= 0,22.

Массу 1 м прорезиненной ленты можно рассчитать по формуле

q_л=1,1*В*(а*Z+δ₁+δ₂), ( (3.18)

где а- толщина одного слоя тканевой прокладки, а=1,25 мм;

 δ₁ и δ₂- толщина обкладки на рабочей и нерабочей стороне ленты, δ₁=3…6 мм, δ₂=1,5…2 мм.

q_л= 1,1* 0,3* (1,25*1+ 3+ 1,5)= 1,9 кг/м.