Иванченко Ф.К. и др. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Страница 4

Передаточное число редуктора привода элеватора
и — JL'_ ^ _ QQO
Up■ р “ «38 ~ 18,62 ~ ^
Для непрерывного режима работы по каталогу выбираем редуктор РМ-650-П-1Ц (ир = 40,17, номер схемы сборки — 1, конец тихоходного вала — цилиндрический).
Тормозной момент на приводном валу звездочки
м; = kTqH~° = 1,25-35 ■ 25^ = 286 кгс • м.
Тормозной момент на быстроходном валу „ МгПм 286 • 0,85
Максимальные усилия в цепи при пуске:
SL*= Sp + 5Л „ - 3337 + 161 =* =3498 кгс;
Рис. 155. Схема к определению начала разгрузки материала (гравитационная разгрузка)
о _*^тах_ 3498 «НУо ЛЛг0 2 . 0,85 ~ КГС’
ах ~2k~~ где 5Д. п — динамическое усилие при пу-ске, приближенно 397 . 0,5?26 • 73,15 • 0,85 = 161 кгс; • 40,17
тк = ky (2qx + ?) у = 0,9(2 . 69 + + 35) — = 397 кгс • с2/м; ky = 0,9 — коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей; ^п. ср ^ст. п
19,5— 11,6 73,15 рад/с2; бтш -
пр
Мп. ср = 1,45 • 975= 1,45 975 ~ = 19,5 кгс • м;
1516 • 0,5226 WoDa
= 11,6 кгс • м; ^СТ. п —
2«рг)м ~ 2 • 40,17 • 0,85 m„R2 / яг I «к* . о Л л-о. . 397 • 0.26132 л 1ЛО    , Jпр — б/р. м -) j — 1,2 • 0,0734 -Ь 4Q J72, о 85 —0) 108 кгс • м • с , upri»i ’ Jp. и = 0,0254 + 0,048 = 0,0734 кгс • м • с2. Время пуска элеватора Jnp<*    0,108 • 75,8 , по* _ ” “ ср-Мст. п “ 19,5- 11,6 -= ]*Udb С* Начало разгрузки насыпного груза, траекторию его свободного полета и место расположения разгрузочного патрубка определим графически (гл. VI, § 14). Траектории свободного полета частиц груза строят для нескольких положений ковша на пути его движения от начала до полной разгрузки (рис. 155). Получив кривые полета, ограничивающие поток груза, определим место расположения и размеры разгрузочного патрубка. РАСЧЕТЫ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН ВЕЗ ГИБКОГО ТЯГОВОГО ОРГАНА § 1. Расчет винтового конвейера Исходные данные винтового конвейера (рис. 156): производительность 35 тс/ч = 9,72 кгс/с; длина L — 20 м; угол наклона {5 = К = 10°, транспортируемый груз — цемент сухой, ур = 1,2 тс/м8. Для транспортирования цемента принимаем винт со сплошной поверхностью, однозаходный. Производительность винтового конвейера П = 60 ^    (540) где D — диаметр винта, D = 100...800 мм; t — шаг винта, мм; пв — частота вращения винта, мин-1; <]> — коэффициент наполнения поперечного сечения желоба; ср — коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера. Таблица 81 Рекомендуемая частота вращения винта пв, мин-1 Диаметр вни-та, мм Шаг винта выбирают в зависимости от свойств транспортируемого груза: t = (0,5... 1,0) D; большие значения шага — для легких материалов. Для транспортирования цемента, как трудно перемещаемого груза, принимаем шаг винта t = 0,8 D. Для предварительного расчета принимаем винт диаметром 600 мм или в первом приближении определяем по формуле (540) с шагом t = 0,8 • 600 = 480 мм (табл. 84). Рис. 156. Схема винтового конвейера: 1 — двигатель; 2 п 4 — муфтьг. 3 — редуктор; 5, ( и 10 — подшипниковые узлы; 6 — смотровой люк; 7 — желоб; 9 •. загрузочный патрубок; П — вал с винтом; /2 — промежуточный разгрузочный патрубок; /5 — разгрузочный патрубок Расчетные коэффициенты Примеры грузов Легкий и неабраэив-ный Легкий и малоабразивный Тяжелый и мало-абразивный Тяжелый, и абразивный Зерновые продукты, мука, древесные опилки Мел, угольная пыль, асбест, торф, сода Соль, кусковой уголь, глина сухая Цемент, зола, песок, глина сырая, дробленая руда, шлак Значение коэффициента ср Таблица 83 Угол наклона, ° Коэффициент с-. Таблица 84 Характеристика винтов Диаметр, мм Шаг, мм Диаметр, мм Шаг, мм 100... 125 125... 160 Частота вращения винта должна удовлетворять условию ?1в Яв. max-    (541) Наибольшую частоту вращения винта определяем по эмпирической формуле А    30 «в. max = у^= — ~ ^8,7 МИН-1,    (542) Принимаем пъ = 36 мин-1. Для цемента значения коэффициентов Л = 30 и ф = 0,125 берем из табл. 82. Результат, полученный по формуле (542), согласуется с рекомендациями табл. 81. Для угла наклона конвейера р == 10% = 0,8 (табл. 83). При принятых параметрах винтовой конвейер обеспечит производительность Я = 60 3,14 ^0,6* 0,48 • 36 • 1,2 . 0,125 • 0,8 = 35,2 тс/ч, таким образом, повторный расчет конвейера не требуется. Диаметр винта по крупности транспортируемого груза должен удовлетворять условию: 0^(10...12)-а'—для сортированных и (4...6)amax—для несортированных грузов. Мощность на валу винта tl П    1 о ос ЛГв = ^ (Lw0 ±Н) = (20- 4+3,48) = 9,55 кВт, (543) Пу = 1,2 — коэффициент запаса; ш0 = 4 — коэффициент сопротивления движению (табл. 82). Знаки «плюс» и «минус» — соответственно при подъеме и спуске груза. Мощность двигателя "р=ё=ш=п>2 квт- По каталогу выбираем электродвигатель типа АОП2-61-4; iV = 13 кВт, п= 1440 мин-1 (©=151 рад/с); Ур = = 0,0102 кгс • м • с2; ^ = 2,2; ^ = 1,8. тя    Н Передаточное число редуктора п 1440 лп “р- Тв - "36“ “ 40* Для непрерывного режима работы по каталогу выбираем редуктор РМ-650-П-1Ц, ыр = 40,17. Уточняем число оборотов винта „ _ я _ 1440 _«с о Пв~Гр-ШЛ7- Крутящий момент на валу винта п*ус 9.55 35,8 Мкр = 975 -* = 975 Iri = 260 кгс • м.
Действующая на винт осевая сила р _ М«у —_НЁ2_— Q09 кгс f544^ Иа ~ г0 tg (а + р) ~ 0,225 tg (18°48'+33°) ~ КГС’ ’ где r0 — радиус, на котором приложена осевая сила, г« = (0,7...0,8)| = 0,75 ^ = 0.225 м;    (545) а — угол подъема винтовой линии; *£а = 2лг0 ~ 2 3,14 0,225 = 0,34; а = 18°48'; р — приведенный угол трения перемещаемого груза о поверхность винта. Для цемента tgp = / = 0,65, откуда р = 33°. § 2. Расчет транспортирующей трубы Исходные данные для расчета винтовой транспортирующей трубы: производительность 63 тс/ч = 17,5 кгс/с; длина L = = 100 м; угол наклона р = 0°; транспортируемый груз — свинцовый агломерат, ур = 2 тс/м3. Производительность винтовой транспортирующей трубы П = 60 ~~ tnTypi\>, где D — внутренний диаметр трубы, принимаем £> = 0,63 м; t — шаг винтовой линии, t = 0,5 D = 0,5 • 0,63 = 0,315 м; ф = = 0,2...0,3 — коэффициент наполнения трубы; /гт — частота вращения трубы, /гт = (0,5...0,65)^| =    = 26,7...34,6 мин'1; (547) принимаем пт = 30 мин-1; П = .60^^р^0,315*30>2-0,2 = 70,7 тс/ч. Таким образом, конвейер обеспечит заданную производительность. Мощность двигателя Л, МкРп1 1941-30 ™ о ..г>_ р “ 975т)м 975- 0,86 — 70,3 кВт’ где Мкр — крутящий момент на оси трубы, MKp = Ga + 2P^^^= 11 100.0,1575+2.16200 X 2-0,05+0,02 12 0,7    /eto. X—jQ*---£- = 1941 кгс.м;    (548) G —вес груза в трубе, G = 9L= 111-100= 11 100 кгс; /

б-Ъ sS ч Рис. 157. Схема тпянспоптипуюшей грубы:
кО
Dp — 0,2 м — диаметр ролика; = 16200 кгс.
I — труба с винтовыми витками внутри; 2 — опоряыЯ ролик; 3 — упорный ролик; 4 — двигатель; 5 — редуктор; 6 — эубчатая пара
а =з 30° — половина центрального ками; Р _ И 100+17 000 2 cos 30°
a — расстояние от центра тяжести груза до вертикали, проходящей че|к-.« центр трубы, а%0 2Г) 0=0,25-0,63=0,1575 м;
DK — 0,7 м —диаметр кольца трубы;
Принимаем: (* = 0,05 см; / 0,02; d — 0,12 м (диаметр цапфы опорного ролика). По каталогу выбираем электродвигатель типа АОП94-4: N *=* 75 кВт; п = 1470 мин-1 (са = 154 рад/с); /р = = 0,232 кгс-м-с*; = 1,9; ^ = 2,6. тн    Н Общее передаточное число привода Принимаем редуктор с ир = 15,75 и открытую зубчатую передачу (рис. 157) и«- ир- 15,75 -'*’*• Для непрерывного режима работы по каталогу выбираем редуктор РМ-750Б-У1-1Ц (нр= 15,75). § 3. Расчет приводного роликового конвейера Рассчитать приводной роликовый конвейер длиной L — 25 м, расположенный под углом р = 5°, для транспортирования штучных грузов размером I xb xh — 5000 х500х500 мм, весом G = =» 3000 кгс, поступающих на конвейер с интервалом времени t = 22 с (рис. 158). Производительность конвейера (при поступлении на него грузов с интервалом t). п _ 3600 _ 360° t 22 Рис. 158. Схема роликового конвейера Скорость движения груза по конвейеру для обеспечения заданного интервала /г=10,1 м между грузами y = §goo=* 164 10,1 Л ла . -3600- = °-46 м/с* Число грузов, находящихся на конвейере, =2,47 шт. (549)
2 ~~ vt ~ 0,46-22 Принимаем ролики диаметром £) = 219 мм, длиной 1000 мм. Вес вращающейся части ролика Gp = 110 кгс (после эскизной проработки). Диаметр цапфы ролика 100 мм; / = 0,015; ц = = 0,05 см. Расстояние между роликами /р = ... 1)/ = (1... 1) 5000 = 1670* • • 1250 мм. (550) Принимаем 1Р = 1200 мм. Число роликов конвейера *i = т = т$ = 20.8; принимаем zx = 21. Сопротивление передвижению груза при установившемся движении по роликовому конвейеру ГУст = (zG + 2iGp)    ± zG sin p = (2,47-3000 + + 21-110) °'°’- ^+2 °’05 + 3000 • 2,47 sin 5° = 757 кгс. (551) Знаки «плюс» и «минус» — соответственно при подъеме и спуске груза. Расчетная мощность двигателя Установочная мощность N0 = nyNp = 1,2* 4,02 = 4,82 кВт. По каталогу выбираем электродвигатель типа А02-52-8: /V = 5,5 кВт; п = 725 мин-1 («о = 75,8 рад/с); /р =: 0,028 кгс-м* с2; ^max _ 1 -7, ^пуск , п М ~ ’ ’ М ~ ’ *Т1Я    *г,я Частота вращения роликов 60а 60 0,46 лп . р nD 3,14 0,219 40,1 МНИ . Передаточное число приводного механизма Расчетная мощность редуктора Л^ред = kpNp = 1,5 • 4,02 = 6,03 кВт (kp =1,5 — работа привода с умеренными толчками в течение 24 ч в сутки). По каталогу принимаем редуктор ЦДН-35-18, 5-1 (ир= 18,5). Время пуска 4    JnP О)    0,0794 75,8 . .. Ма.ср-Мст.п~ 10,7-5.42 “ *>14 С* где Мп. сР= 1,45-975^- = 1,45*975^= 10,7 кгс-м; Мст. п = 975 ^ = 975 ^ = 5,42 кгс • м; /пР = + б/р. ы = 7i5855.0'o°85- + 1 *25 • °’0387 = °-0794 кгс*м,с2; «рЛм    ’ Jp. U = 0,028 + 0,0107 = 0,0387 кгс-м - с2; тг = у = 3°°э>812'47 = 755 кгс - с2/м. Сопротивление передвижению груза в период пуска Гпуся = Wycr + +^7 = 757 +    + 1,25 0,11 21 66,5 j|c0 кгс    (552) + 0,1095- 18,5    W    1 где 0 ^    <%»•*? = 0,449 м/с; у = тр2 = ^-0,099* = 0,11 кгс-м - с*; ^п. ср ^ст. п 10,7 — 5,42 сс с „ /л.а да --7^-- "W94— = 66,5 РаД/С'* Условия отсутствия пробуксовки при пуске: бф COS Р ^ W пуск« где ТГпуск — сопротивление передвижению одного груза в период пуска, . то , ЬЗгКь оол , 306 0,449 , 1,25 0,11 21 139 _ Напуск = W'ycT + -77 + ~щ--+ 0,547 h 0,1095 18,5 ~ = 771 кгс;    (553) W7^T = (G + Gp21)/-^^ + Gsmp = (3000 + 21 ♦ 110) X X 0,015 ' 12°{^2 ' 0,05 + 3000 sin 5° = 322 кгс, (554) Время пуска конвейера с одним грузом , _ КР« _.0,061 75,8 _05 ? П~^п.ср-^.п Ю,7-2,25 U’°«' С> . mR* , ЛС Л лоо, , 306 ■ 0,1095® где /Пр — б/р. м + -5— — 1,25 • 0,0387 + J8 52 0g5 =< = 0,061 кгс • м • с2; Мст. п = 975^ = 975= 2,25 кгс • м; р' ^п. ср~^ст. п _ 10,7 — 2,25 «у, пяп/с2. _ Кр    0,061 ~    ’ , _ ^ст^.322 0,449 = 67 в “ 102т)и “ 102 0,85 1'0/ КВТ- При коэффициенте сцепления роликов с грузом ф = 0,3 получим Gtj) cos р = 3000 - 0,3 cos 5° = 897 > 771 = W’ny т. е. при пуске роликового конвейера пробуксовка отсутствует. § 4. Расчет качающихся инерционных конвейеров Вариант 1. Рассчитать качающийся конвейер с постоянным давлением груза на дно желоба для транспортирования горячей выбитой земли (^р = 1,3 тс/м3). Производительность конвейера Я = 50 тс/ч= 13,9 кгс/с, длина L = 40 м, угол наклона 0 = 0, коэффициент трения груза по желобу в движении / = 0,35. Для транспортирования горячей выбитой земли принимаем горизонтальный качающийся конвейер с двухкривошипным приводом (рис. 159). Предварительно принимаем радиус ведущего кривошипа г = 150 мм, частоту вращения ведущего вала (частоту колебаний) п = 1(Х> мин-1 (рекомендуемые пределы г --= 100 • • • 300 мм, п = 50 • • • 100 мин-1). Используя методы 5 -_ft - ^ t, t, t> Рис. 159. Схема качающегося конвейера с постоянным Давлением груза на дно желоба: а — общий вид; б — двухкривошипный привод: в — диаграмма скоростей желоба, груза к ускорения желоба; 1 — желоб; 2 — опорные катки; 3 — маховик; 4 — коленчатый вал; 5 — шатун; S —соединительная планка; 7 — кривошип; 4— двигатель; 9 — клнноременная передача теории механизмов и машин, строим диаграммы скоростей vж и ускорений аж желоба за один оборот ведущего вала кривошипа. На этом же рисунке строим диаграмму скорости груза tv. При прямом ходе в период времени tu когда сила трения больше или равна силе инерции, груз движется совместно с желобом, т. е. при условии, когда gf^ax. В период времени tz груз скользит относительно желоба вперед с начальной скоростью va (равной скорости желоба в точке А), так как сила инерции груза по абсолютной величине больше сил трения, т. е. gfi < a-ж • В точке В скорость груза становится равной нулю и затем меняет направление; в период времени t3 груз движется назад, проскальзывая относительно желоба. В точке С скорости груза и желоба выравниваются. В период времени tt груз движется назад совместно с желобом. Заштрихованная площадь АСДА диаграммы (с учетом масштаба) это путь движения груза за один оборот вала кривошипа, s = 0,102 м. Средняя скорость движения груза по горизонтальному желобу (555)
0,102 • 100 60 = 0,17 м/с. Для эффективного транспортирования высота слоя груза должна быть в пределах 50 • • • 100 мм. Принимаем Аг = Ю0 мм. Ширина прямоугольного желоба о__ П __5®    __(\ £(>(з „ ° ~ 3600ЛЛр?р - 3600 • 0,1 • 0,17 • 1,3 ~ ’ м’ Принимаем В = 630 мм. Высота борта прямоугольного желоба и К юо . ОГ1 Лб = ? = оЗВ=182 мм* где ф — коэффициент заполнения желоба, = 0,5...0,6. Принимаем &б = 180 мм. Мощность двигателя вычисляем по приближенной формуле: N = 0,0014(0К + Gr) = 0,0014(2200 + 3270) = 7,66 кВт, (556) где Gc — вес груза, находящегося на конвейере, кгс, /->    Г    Пт    50 Gf — qL = L — 3 6 . о,17 = 3270 кгс; Ок — общий вес движущихся частей конвейера, включая 2/3 веса шатуна и 1/4 веса опорных катков, кгс. Желоб изготовляем из листа толщиной 4 мм. После конструкторской проработки общий вес (приближенно) GK = 2200 кгс. По каталогу выбираем электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором серии MTKF312-8 N — 8,2 кВт, ПВ = = 100%, п = 710 мин"1. Клиноременную передачу проектируем с передаточным числом 710 _ , и — 1(Ю — 7,1. Вариант 2. Рассчитать качающийся инерционный конвейер с переменным давлением груза на дно желоба для транспортирования свинцового агломерата с ур = 2 тс/м3. Производительность конвейера Я = 63 тс/ч; длина коучейера L = 40 м; угол его наклона р = 0; коэффициент трения груза по желобу в движении = 0,35, в покое /=0,71; угол наклона упругих стоек Pj = 30°. Схема конвейера представлена на рис. 160. Предварительно принимаем амплитуду колебаний желоба, равную радиусу кривошипа а = 15 мм, число колебаний желоба (частота вращения кривошипа) п = 320 мин-1 (рекомендуемые пределы а=10...20 мм, о = 300...500 мин-1). Режим работы конвейера выбирается с такими параметрами, при которых груз движется вперед при прямом и обратном ходах желоба; при этом груз не должен отрываться от желоба и сила инерции груза при прямом ходе в период замедления должна быть больше У777Х77777. Рис. 160. Схема качающегося конвевера с переменным давлением груза на дно желоба: а — общий вид; б — привод: в — диаграмма скоростей желоба, груза а ускорения желоба; I — желоб; 2 — рама; 3 — рессора; 4 — маховик; 5 — кривошип; 6 — шатун; 7 — клиноременная передача; S — электродвигатель силы трения груза о желоб. Такой режим обеспечивается при соблюдении следующих условий: 90 sin Pi < g, l30°; fg
(558)
90
320» 0,015 90
= 17,1 >
= 13,6.
320* 0,015s.n 3QO = g>53 < 9 8l.
cos — / sin fix ’ 0,71 9,81
cos 30°—0,71 sin 30'
nza
>
90
Условия соблюдены. Среднюю скорость движения груза по горизонтальному желобу приближенно определяют по формуле vcp = 0,21 nah tg рх = 0,21 • 320 • 0,015 • 0,35 tg 30° = 0,204 м/с. Практически скорость движения груза по горизонтальному желобу составляет 0,15...0,2 м/с. Принимаем vcp = 0,2 м/с. Ширина прямоугольного желоба п    63    л = 0,437 м. 3600 • 0,1 • 0,2 2,0 3600ЛЛр?р
Принимаем В = 500 мм. Высота борта желоба Мощность приводного двигателя приближенно определяем по формуле 4«*gpi \    ^ ) JV:
4 . 10~4 • 63 . 40 0,85 tg 30э
По каталогу принимаем электродвигатель серии MTKF312-8 (см. предыдущий пример). Клиноременную передачу выбираем с передаточным числом и — — — 3 55 200— ’ § 5. Расчет вибрационных конвейеров Рассчитать двухмассовый уравновешенный вибрационный конвейер для транспортирования свинцового агломерата (vP = 2 тс/м3, максимальная крупность куска атах = 100 мм). Производительность конвейера П = 140 тс/ч = 39 кгс/с, длина 25 м, расположение горизонтальное. Для транспортирования свинцового агломерата принимаем двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейер (рис. 1§1) с эксцентриковым приводом, установленным на нижней трубе. Трубы шарнирно подвешены к коромыслам, которые установлены
-w—U-d— Рис. 161 Двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейер: а — схема общего вида; 6 — схема привода; в — расчет..ая схема на кронштейнах, прикрепленных к раме. Соединение коромысла с трубами и с опорным кронштейном осуществляется с помощью резинометаллических втулок. Кроме того, трубы соединены между собой пластинчатыми рессорами (или резинометаллическими- пакетами), имеющими жесткую заделку к ним. Колебательная система конвейера обладает жесткостью, создаваемой рессорами и резинометаллическими втулками в опорных узлах коромысел. Транспортирование груза по трубам позволяет изолировать его от окружающей среды. Такие конвейеры с эксцентриковым приводом обычно работают в резонансном режиме. Коэффициент режима работы конвейера принимаем Г = 2 (табл. 85), который в общем виде {32] записывают так: g COS р *    ' ' где а — амплитуда колебаний трубы, см; со — угловая скорость эксцентрикового вала, рад/с; Р— угол наклона конвейера, р = 0; Рл — угол направления колебаний (угол между коромыслом и перпендикуляром к трубе), |51 = 20...25° при ^ 1000 мин-1; р1 = 30...35° при ю< 1000 мин-1, в среднем = 30°. Таблица 85 Ориентировочные значения коэффициента режима работы Г вибрационных конвейеров Конвейеры Конструктивны* особенности Привод Коэффициент Г для транспортирования грузов пылевидных и порошкообразных кусковых Однотрубные (одножелобча Легкого и среднего типов (при Л< < 50 тс/ч) подвесной и опорной конструкции Центробежный или электромагнитный З.О..ДЗ Тяжелого типа (при Я > 50 тс/ч) Двухтрубные и однотрубные уравновешенные Легкого и среднего типов (при П < << 50 тс/ч и L < < 20 м) Эксцентри ковый Тяжелого типа (при Л > 50 тс/ч и L > 20 м) Ориентировочные величины амплитуды и частоты колебаний вибрационных конвейеров Привод Частота, мин—1 Амплитуда колебаний для грузов, мм пылевидных и порошкообразных кусковых Электрома гн итн ы й Электромеханический: центробежный дебалансный Центробежный направленного действия Эксцентриковый 1500.. .1000 800...450 0,75...1,2 0,8... 1,2 0,75... 1,0 0,8... 1,0 1,5...2,5 Согласно рекомендациям (табл. 86) и опыту эксплуатации экспериментальных виброконвейеров подобного типа принимаем амплитуду колебаний трубы а = 4,0 мм. Радиус эксцентрика г = = 4,0 мм. Из формулы (561) вычисляем угловую скорость /Ге cos В l/"2 • 9,81 -1 nn , , ~ — у л-, ■ ■■ = 99,1 рад/с. asinfj г 0,4 sin 30° ’ г Л Частота вращения эксцентрикового вала ЗОш 30 • 99,1 n.T _t п = - =    • = 947 МИН \ я    0,14 Скорость транспортирования груза приближенно может быть вычислена по формуле [23] v = (kL + sin §) a© cos | f 1 — ,    (562) где kt и kt — опытные коэффициенты, учитывающие физико-механические ’Свойства транспортируемых грузов (табл. 87), kx = 0,9; кг = 1,5. Таблица 87 Ориентировочные величины опытных коэффициентов fci и kt (по ВНИИПТмаш) Насыпной груз Размер частиц, Влажность, Кусковой Зернистый Порошкообразный Пылевидный 5...200 0,5...5 0,1...0,5 менее 0,1 0,5... 10 0,5...5 0,8...5 0,9... 1,1 0,8.. .1,0 0,4...0,5 0,2...0,5 1.8...3.0 2...5 Знакн «минус» и «плюс» соответственно для конвейеров, работающих на подъем и спуск. Для горизонтального конвейера
v = kjfld) cos Pi \ — ~ = 0,9 • 0,0040 х Рис. 162. Эксперимен- X 99,1 COS 30° 1 — оа = 0,268 м/с. тальный график К в зависимости от коэффи- Производительность двухтрубного виб-циента режима работы рационного конвейера вибрационного конвейера П = 2 • 3600Ft^p\|>, (563) где F — площадь сечения в свету одной трубы, ма; ф—коэффициент наполнения трубы, ф = 0,5...0,6. Принимаем ф = 0,5. Из формулы (563) внутренний диаметр трубы п
2 7200 • 3,14 • 0,268 • 2 • 0,5 — 0,304 М* Принимаем трубу с внутренним диаметром d = 300 мм и толщиной стенки 6 = 3 мм. Общая масса колеблющейся части (одной трубы) конвейера Ст+ЛОг 850 + 0,15 . 1814 = 1,14 кгс • с2/см, (564) т ■
981
где GT — вес одной трубы с прикрепленными к ней узлами, GT = = 850 кгс; Gr — вес груза, находящегося в одной трубе, Gr = qL = — П L = 140,25 = 1814 кгс* 2 .3,6» 2 • 3,6 • 0,268 X— опытный коэффициент, учитывающий влияние массы транспортируемого груза на собственную частоту колебаний конвейера и зависящий от режима его работы; А. определяют по экспериментальному графику (исследование института ВНИИПТмаш); принимаем К = 0,15 (рис. 162). Круговую собственную частоту колебаний, с-1, загруженного конвейера определяют по формуле (565)
%
-Vi-
Для обеспечения резонансного режима работы конвейера необходимо, чтобы
Жесткость упругой системы вибрационного конвейера С = та? = 1,14 • 99,12 = 11200 кгс/см, С = Ci -}- С2 4* С3,    (566) где Ct — жесткость рессор, кгс/см; С2 — приведенная жесткость больших резинометаллических шарниров, кгс/см; С3 — приведенная жесткость малых резинометаллических шарниров, кгс/см; С2 = С'2п = 40 • 32 = 1280 кгс/см; С'г — приведенная жесткость одного большого резинометаллического шарнира; по результатам экспериментов С'г = 40 кгс'см; п — число больших резинометаллических шарниров, принимаем я = 32; С, = С3п = 10 • 64 = 640 кгс/см, С3 — приведенная жесткость одного малого резинометаллического шарнира, С3 = 10 кгс'см; tii — число малых резинометаллических шарниров, = 64; Сх = С — Сг — С3 = 11200 — 1280 — 640 = 9280 кгс/см. Жесткость одной рессоры С, 9280 0- 0 , С, = — = -zzr = 36,3 кгс/см, 1 яр 256 ’    ’ где пр — количество рессор, пр = 256. Жесткость рессоры где b = 10 см — ширина рессоры; I = 37 см — длина рабочей (свободной) части рессоры; Oi — коэффициент увеличения рабочей длины рессоры; по результатам эксперимента аг = 1,05. Толщина рессоры 8 - V й-1 •05 •37 у'гтйто = °'6 Нормальные напряжения от изгиба в рессоре у заделки 3EbAkt _ 3 • 2 » 10». 0,5 • 2 . 0,4 • 0,68 ° I%    87*    “ *= 1190 кгс/см2 < {o_iJ bs 1200 кгс/см2,    (568) где А = 2а — размах колебаний, см; k3 — коэффициент, учитывающий жесткость заделки; по результатам экспериментов k3 0,96 при креплении рессор с металлическими прокладками между ними; k3 = 0,68 — с резиновыми прокладками между рессорами; [0_2] — допускаемое напряжение при знакопеременной цик- личной нагрузке; для рессор из стали 55С2, 60С2 и 60С2Н2А принимают [а_х] = 1000... 1200 кгс/см2. где тт — масса колеблющейся части конвейера без присоединен-
ной массы транспортируемого груза,
/пт = ggj = 0,866 кгс • с2/см.
При жесткости упругой системы С = 11 200 кгс/см собственная частота колебаний конвейера Усилие в шатуне при установившемся (резонансном) режиме работы конвейера = 896 кгс,    (569) где цо — суммарный коэффициент сопротивлений, учитывающий внутреннее трение в упругих элементах, трение в подшипниках привода и перемещение груза, цо = 0,1—для стальных упругих связей; ц0 = 0,25...0,3 — для резиновых связей. Для рассчитываемого случая принимаем = = 0,20. Усилие в шатуне в начальный период пуска Рш. п = 0,4 • 11 200 |/ (l-^f + O^2 = 4570 кгс. Мощность электродвигателя (типа АОП) с повышенным пусковым моментом определяем по формулам, рекомендуемым институтом ВНИИПТмаш. Для конвейеров длиной 10 м длиной 10 м где Н — высота подъема груза, м; Пм = 0,85...0,97 — к. п. д. приводного механизма; k3 и &4 — коэффициенты удельной затраты мощности, Вт, при транспортировании 1 тс груза на длину 1 м (табл. 88); ст — коэффициент транспортабельности груза; ст = 1 — для зернистых и кусковых грузов (например, песка, угля, шлака, зерна); ст=1,5...2,0— для порошкообразных и пылевидных насыпных грузов (например, цемента, апатита, огарков). Мощность электродвигателя
Таблица 88 Ориентировочные значения коэффициентов кг и kt Вибрационный конвейер Расчетная производи тельность конвейера, Коэффициенты Подвесной одномассовый с центробежным приводом 5,0.„50 более 50 Опорный одномассовый с направляющими наклонными стойками — рессорами с центробежным приводом 5...50 более 50 5...6 3,5...4 Двухтрубный и однотрубный двухмассовый уравновешенный с эксцентриковым приводом с жесткими шатунами 10...12 8...10 5,0...50 более 50 с упругим шатуном 4,5...5 3,5...4 4...5 3...3,5 N = Tsrrsh[ 10 • 4>5 -w25 ~ 10) 3’51 = 14,4 кВт- Одномассовые вибрационные конвейеры рассчитывают аналогично двухмассовым; при расчете учитывают колеблющуюся массу одной трубы (желоба), прикрепленных узлов, присоединенного транспортируемого груза и вибратора. Для работы одномассового виброконвейера с центробежным приводом в зарезонансном режиме необходимо, чтобы общая масса дебалансов где гд — расстояние между центром тяжести дебалансов и осью вращения, см. В гидротранспортных установках для транспортирования насыпного груза применяют пульпонасосы или шламовые насосы (рис. 163, в) и водяные насосы (рис. 163, б). При наличии необходимого уклона применяют самотечные гидротранспортные установки. Рассчитать гидравлическую транспортирующую установку при следующих исходных данных: транспортируемый груз — антрацит (у = 1500 кгс/м3, крупность атах ^ 80 мм); производительность (по твердому материалу) Я = 180 тс/ч = 50 кгс/с или V = 120 м3/ч; протяженность трубопровода L = 2000 м; высота подачи Н = 15 м. Объемная концентрация гидросмеси s = 0,25 (при транспортировании кусковых грузов s принимают не более 0,2...0,25, а при транспортировании тонкодисперсных грузов s — в пределах от 0,2...0,25 до 0,5). Производительность транспортной установки: по гидросмеси = Т = = 480 м3/ч;    <573) по воде уж = Vr — V = 480 — 120 = 360 м3/ч. Рис. 163. Схемы гидротранспортных установок: а —с пульпоиасосом (/—резервуар для пульпы; 2 — пульпонасос; 3 — водопровод; 4 — грохот для водоотделения; Л «г резервуар для воды; 6 — насос для воды; 7 — пульпопр вод); б — с водяным насосом (/ ■*- насос для воды; 2 — бункер о питателем; 3-~ пульпопровод 4 — резервуар для пульпы; $ — резервуар вля воды) * - Vjr^L - ”' ‘Sri ig~ - - 1 И» »*V. (574) где 7* = 1000 кгс/м3 — удельный вес воды. Проверим, соответствует ли объемная концентрация ранее заданной: ?п-У. 1125— 1000 . 0 ?.    /с75\ У — Уж 1500— 1000 ’    * * Предварительно принимаем диаметр трубопровода <ЪР = 0,28 м. Критическую скорость (при которой в трубе отсутствуют завалы) гидросмеси с кусковыми грузами определяем по формуле икр = «I \rfagsdrр == 9 ]/0,15 • 0,5 ♦ 9,81 - 0,25 • 0,28 = = 2,03 м/с,    (576) где п1 = 8,5...9,5 — опытная константа; ?г-У 1500 1000 — ф -а — у — 1000 — «V>,    (о//) / — приведенный коэффициент трения о нижнюю стенку трубы (табл. 89), принимаем /=0,15. Таблица 89 Значения обобщенного коэффициента трения / Материал f для насыпных грузов после дробления окатанных Каменный уголь 0,25...0,15 Антрацит Песчаник 0,55...0,5 0,5...0,45 Известняк 0,45...0,4 0,4. ..0,35 Сланец 0,4...0,35 0,36...0,3 Г равий 0,4...0,35 Крепкая руда 0,65...0,75 Скорость движения гидросмеси в трубопроводе v„ должна быть больше критической скорости vKp, т. е. 4У    Л *ЛЛ Vn = 3600ju^p = 3600 • 3,14 • 0,28а = 2>17 М^С > V*p ~ М^С- ^7^ Диаметр трубопровода должен отвечать условию dtp > Зотах = 3 • 80 = 240 мм.    (579) Окончательно принимаем трубопровод dip = 0,28 м. Полный расчетный напор Рр = p'L + Рв + Р„ = 0,0269 • 2000 + 16,9 + 3,77 = 74,5 м, (580) где р' — удельные потери напора при движении гидросмеси, Р' = ЛхРо( 1 +as)= 1,15-0,0206(1 +0,5-0,25) = = 0,0268 м вод. ст. на 1 м;    (581) = 1,1...1,15— коэффициент, учитывающий степень перемешивания гидросмеси; Ро — удельные потери напора при движении чистой воды со скоростью, равной скорости гидросмеси, 0 019 . 9 172 . 1 Рв =    = ~~оЖ-~9,8Г " = °»0206 м В°Д- ст- на 1 м* (582) X — коэффициент гидравлических сопротивлений, для гладких труб К = 0,012; Рв — потеря давления гидросмеси на вертикальном участке, Рв = Нвуп = 15 - 1,125 = 16,9 м;    (583) Ри — потеря давления гидросмеси от местных сопротивлений, ры = (0,05...0,10) p'L = 0,07 - 0,0269 - 2000 = 3,77 м. (584) Мощность приводного двигателя насосов А, карРКУп 1,15 - 74.5 - 480 - 1,125 1 0Л п N = 367rj = -367 T0j-= 180 КВТ’    <585> где k3 = 1,15 — коэффициент запаса; т) = 0,7 — к. п. д. насоса. При транспортировании тонкодисперсных (с размером частиц 0,15...0,2 мм) грузов критическая скорость Укр = п Vagbp =1,15 V0,5 • 9,81 - 0,28 = 1,35 м/с, (586) где п = 1,0... 1,5 — коэффициент, учитывающий влияние степени перемешивания смеси. Дальше расчет производят так же, как и при транспортировании гидросмеси с кусковыми грузами. § 7. Расчет пневмотранспортной установки Вариант 1. Рассчитать пневматическую транспортирующую установку при следующих исходных данных: транспортируемый груз— цемент (-ур = 2,6 тс/м3); производительность по цементу Яг = = 100 тс/ч = 27,8 кгс/с или W = 38,5 м3/ч; схема трубопровода включает горизонтальные участки Lr = 200 м, вертикальный участок Яв = 18 м, три колена под углом 90° и два двухходовых затвора. Плотность воздуха y„ = 1,2 кгс/м3. Принимаем коэффициент концентрации смеси ц = 25. Коэффициент ц ^ 1 в аспира-ционных (вентиляционных) системах; значение 1 < ц<5в системах с повышенным вакуумом; ц = 8...25 — для пневмосистем различного давления в трубопроводе; (.1=60... 150 — при транспортировании грузов аэрированными потоками. Производительность пневмоустановки по воздуху ^в = = з,б • 25 = кгс/с>    (587) = ЩГУВ = 3,6 -25 • 1,2 = 0,926 М^С* Производительность пневмоустановки (по цементу и воздуху V = VB + Vr = 0,926 • 3600 + 38,5 = 3370 м3/ч. Для предварительного расчета принимаем диаметр трубопровода dTp = 0,18M. Критическая скорость движения аэросмеси определяется по формуле о*,, = п2ViHagdTp = 0,1 У25. 2170 • 9,81 • 0,18 = 31 м/с, (589) где п2 — опытная константа, п2 — 0,1 — для пылевидных, легко-аэрируемых грузов, п2 до 0,25 — для пылевидных, склонных к слеживанию грузов, п2 до 0,3 — для зернистых грузов, п2 до 0,35—для кусковых грузов, для рассчитываемого примера п2 = 0,1; а =    1,2 = 2170 кгс/м3.    (590) Скорость движения аэросмеси в трубопроводе 4V    4 - 3370    ос _ . Va 36003600 - 3,14 - 0,18? ~ 36,7 М/С- Для нормальной работы установки скорость движения аэросмеси в трубопроводе должна быть больше критической скорости, т. е. 36,7= va >укр = 31.    (592) При г>кр > уа необходимо задаться другим значением диаметра трубопровода и произвести повторный расчет. Суммарные потери давления в пневмосистеме Рс = ри + Ра + Рв + рз = 1,61 + 0,152 + 0,056 + 0,25 = = 2,07 кгс/см2 (ати),    (593) Где Р н — потери давления в трубопроводе с эквивалентной длиной Lnp, учитывающей прямолинейные участки, закругления и двухходовые затворы, n п (л , „ agd*p\ п 01 /1 , Л1 ос 2170 • 9,18 • 0,!8\ Рн — Pol 1 -Ь п3ц —^2~) — 0,21 ^1 +0,1 • 25-jt j ш = 1,61 кгс/сма;    (594) Р9 — потери давления в том же трубопроводе при движении чис* того воздуха (изотермическое течение воздуха при перепадах давления более 1 кгс/см2), = V1,0^г — * = °*21 кгс/смг, (595) Пв= 1,11 кгс/с — расход воздуха; R = 29,3 — газовая постоянная; T = 290° К — абсолютная температура окружающей среды; % — коэффициент сопротивления, К = 0,016 — 0,02; 0,015—0,018 и 0,014—0,016 соответственно для новых и коррозированных труб диаметром drP = = 150; 175 и 200 мм; для рассчитываемого примера К = 0,015; Lnp = Lr + Яв + L3K + L33 = 200 + 18 + 30 + 16 = 264 м, (596) Lsk — длина, эквивалентная коленам, L3K = 3 • 10 = 30 м (табл. 90); Таблица 90 Длины трубопроводов, эквивалентных коленам Насыпной груз Значения LK, м, при соотношении -3— Пылевидный Зернистый однородный Мелкокусковой неоднородный Крупнокусковой неоднородный I I 1Г 00 6...10 12...16 8...10 16.. .20 Примечание. RK — радиус кривизны; dTp — внутренний диаметр трубы» Z-эз — длина, эквивалентная двухходовым затворам, L33 = 2 • 8 = = 16 м (двухходовой переключатель принимают эквивалентным трубопроводу длиной 8 м (рис. 164); Рис. 164. Схемы пневмотранспортных установок: а — всасывающей {I — сопло; 2—гибкий трубопровод; 3—трубопровод; 4.— отделитель; б — фильтры; 6 — вакуум-насос; 7 — шлюзовой затвор); б — нагнетательной (/ —компрессор; 2 — воздухосборник; 3— влагоотделитель; 4 — загрузочное устройство; 5 — трубопровод; 6 — двухходовой переключатель; 7 — отделитель; Ь — фильтры; 9 — шлюзовой затвор) F — поперечное сечение трубопровода, м2, F - = ЩфЯ _ 0,0254 м>; Рк = 1,06 кгс/см2 — давление в конце трубопровода; п3= 0,1...0,075 — опытная константа; Рд — динамические потери давления (на разгон груза), = 2g    ^ ТО* ~ 2 • 9,81 ^0 + 0,7 ‘ 25) -jQi = = 0,152 кгс/см2,    (597)' Р = 0,35...0,85— показатель относительной скорости движения частиц, р = 0,6...0,85— для пылевидных грузов; Рв —потери давления в коротких вертикальных трубопроводах, Рв = (1 + ц)УвНвЮ~* = (1 + 25) 1,2 • 18^ = 0,056 кгс/см2. (598) Потери давления в загрузочном устройстве Р3 эквивалентны длине отрезка, имеющего закругление на 90°. В питателях без дозирующего устройства они равны 0,2...0,3 кгс/см2. Принимаем Р3 = 0,25 кгс/см2. Расход воздуха на выходе из воздуходувной машины Ко-в = (1,1—1,15) Кв = 1,15 • 0,926 = 1,064 М3/с. (599) Мощность двигателя воздуходувной машины Я, ЧУо.а 1,1.11219 . 1,064 ,71 с ,,D.    ,САЛЧ N = ~тг = —т~ш— = 171 *6 кВт’ <600> где k = 1,1 — коэффициент запаса; Аы — работа воздуходувной машины, отнесенная к 1 м3 засасываемого воздуха при изотермическом сжатии, А„ = 23030 lg ^ = 23030 lg ^ = 11219 кгс • м/м3; (601) Г1 — к. п. д. воздуходувной машины; Р0 = 1 кгс/см2 — атмосферное давление; Ри = 3,07 кгс/см2 — конечное давление сжатия. Вариант 2. Рассчитать пневмотранспортную установку по исходным данным предыдущей задачи для транспортирования цемента в плотной фазе с концентрацией смеси ц = 60. Производительность пневмоустановки по воздуху ^в = 1Щ1 = 3,6 • 60 = 0.462 кгс/с, Т/    А ООС Ч/ в ^    — 3,6 • 60 • 1,2 — ’ М Iе' Производительность пневмоустановки по цементу и воздуху V = VT + FB = 38,5 + 0,385 • 3600 = 1425 м3/ч. Задаемся диаметром трубопровода dTp — 0,15 м. Суммарные потери давления в пневмосистеме Рс = Р,« + Рд + Рв + Рз = 2,53 + 0,110 + 0,132 + 0,127 = = 2,90 кгс/см2 (ати),    (602) I f 0,462? • 29,3 . 290 . 1,07 - 264 . . 2 . _ У 0,0176* . 9,81 • 0,15 . Ю8 + *’1 I = 2,53 кгс/см2 (ати),    (603) — коэффициент сопротивления аэросмеси, Л* = ку3 — 0,015 • 71 = = 1,07; ¥а — плотность аэросмеси, V,\ + VrYr 1390. 1,2 + 38,5 - 2600    , , V. = V.+ y, --1390 + 3в:э-“ 71 кгс/м ; 4    4 Рк= 1,1 кгс/см3—давление в конце трубопровода. Динамические потери давления 2 ~ ~2g ^ ^10* = 2 • 9,81 * (1 + 0,7 • 60) jQ4 = = 0,110 кгс/см2,    (604) где ок —скорость движения аэросмеси в конце трубопровода, 4 VP0    4 . 1425 . 1    ол л г °К 3600Ркя4р ~ 3600 ’ 1,1 * 3,14 * 0,152 Потери давления в коротких вертикальных трубопроводах Рв = (1 + ц) увНв10~* = (1 + 60) 1,2 • 18 у^-4 = 0,132 кгс/см2. (605) Потери давления в загрузочном устройстве и в подводящих каналах Р3 0,05Pi( = 0,05 • 2,53 = 0,127 кгс/см2.    (606) Скорость воздушного потока в начале трубопровода у„ должна быть больше эффективной скорости уЭф (табл. 91): 5,75 = ун > Уэф = 5,5 м/с, .. _ 4КР0    4 • 1425. 1    е <7С 3600Рмя4 ~ 3600 • 3>90 ’ 3-14 * °-15? ~ Рк = Рс Ро- Таблица 91 Параметры ®Эф, м/с, и р для аэрированных потоков Материал (плотность, кг/м*) Основные фракции, Горизонтальные трубы Вертикальные трубы "эф "эф Уголь (1300) Глинозем (1800) Бокситы (2600) Цемент (2600) Фосфаты (2500)


1 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я