146924 (Вантажопідйомна транспортуюча техніка), страница 3

Тяговим органом є пластинчасті втулочно-коткові ланцюги.

Жолоб може бути металевий, кам’яний бетонний або дерев’яний

Розрахунок

Площа заповнення

А = ВhψК_в м²/год

В-ширина жолоба

h – висота жолоба

ψ – коефіцієнт заповнення. ψ = 0,05…0,06 сипкі вантажі; ψ = 0,7…0,8 кускові вантажі

К_в – коефіцієнт, що враховує зменшення об’єму матеріалу перед скрипком при збільшенні кута β. К_в= 0,55 β=10⁰; К_в= 0,5 β=40⁰

Продуктивність

П = 3600ВhψК_вυЅ: т/год

В-ширина шолобу

, м

Висота скрибка

h_ск = h + (25…50 мм)

крок скрибка

Р_с = (2…4) h_ск

Перевіряємо параметри на відповідність розміру куска

Р_с ≥ 1,5 а_max

В К_к а_max

К_к – коефіцієнт конструкції конвеєра

К_к= (3…4) дволанцюгові матеріали сортовані

К_к= (5…7) одноланцюгові матеріали сортовані

К_к= (3…3,5) одноланцюгові несортовано

Тяговий розрахунок виконується універсальним методом обходу за контуром опір переміщенню вантажа і робочих органів

W = (qω_ж + q₁ω₁) L cosβ ± (q + q₁) L sinβ

ω₁ – коефіцієнт опору руху ланцюга з ходовими катками

ω_ж – коефіцієнт опору руху матеріалу в жолобі

f_ж – коефіцієнт тертя вантажа по жолобу;

h_ср – середня висота вантажу;

п_б – коефіцієнт бокового тиску вантажу

К_б – коефіцієнт, що залежить від конструкції конвеєра

К_б = 1 стаціонарні; К_б = 1,1…1,2 – пересувні

f₁ = 0,3…0,95 коефіцієнт внутрішнього тертя матеріалу.

Мінімальний допустимий натяг, який забезпечує відхилення скрибка на кут α = 2,3⁰ визначається:

h₁ – плече сили

р – крок ланцюга

Визначаємо потужність двигуна

Конвеєри суцільного волочіння і трубчасті див. Иванченка ст. 334–335

Ківшеві конвеєри

Застосовуються для транспортування вантажів по складній замкненій трасі з можливим розвантаженням в декількох пунктах.

1) натяжна зірочка; 2) розвантажувальний пристрій; 3) приводна зірочка; 4) ковші; 5) ланцюги; 6) натяжний; 7) напрямні; 8) завантажувальний пристрій.

П – до 400 т/год, υ = 0,4 м/с

Переміщають вапняк, кокс, вугілля, цемент

Переваги: безперевантажувальне пересування по складній трасі, нема подрібнення, простота навантаження і розвантаження можливість автоматизації.

Недоліки: велика маса рухаючих частин, висока вартість

Підвісні конвеєри

Використовуються на підприємствах серійного і масового виробництва для безперевантажувального перевантаження вантажів протягом всього циклу. Приводи бувають з зірочками або гусеничні

1) привод; 2) ланцюг; 3) каретки з підвісками; 4) замкнута колія;

5) натяжний механізм.

Підвісні конвеєри залежно від способу руху поділяють на вантажотягнучі (рис. 179 а), вантажоштовхаючі (рис. 179 б) і вантажоведучі (рис. 179 в).

1) вантаж; 2) підвіска; 3) ланцюг; 4) підвісна колія; 5) каретки; 6) упор; 7) каретки; 8) візок; 9) штанги

Каретки бувають одинарні і спарені (рис. 181)

Приводи бувають: кутові і гусеничні (рис. 182)

Елеватори

Елеваторами називають машини безперервної дії для вертикального або крутопохилого (більше 60⁰) переміщення насипних або поштучних вантажів.

Класифікація

Елеватори класифікують за ознаками:

– За типом робочого органу:

1. ківшеві

2. поличні

3. колискові

– За типом тягового органу:

1. стрічкові

2. ланцюгові

– За кутом встановлення:

1. вертикальні

2. похилі

– За швидкістю руху ковшів:

1. тихохідні до 1,25 м/с

2. швидкохідні до 4 м/с

3. спеціальні до 7 м/с

– За розміщенням ковшів

1. з розставленими ковшами

2. з зімкнутими ковшами

Технічні показники

Продуктивність до 600м³/год

Висота підйому – до 60 м

Переваги: невеликі габаритні розміри в перерізі і плані, велика висота підйому, простота і можливість герметизації.

Умовами роботи елеватора є правильний вибір параметрів ковшів, швидкості руху, розміру барабанів і зірочок, форми і розмірів верхньої і нижньої (башмак) частин елеватора.

У вертикальних елеваторах використовуються ковші: 1) глибокі; 2) а. з циліндричним днищем для сипких сухих вантажів, б. гострокутові в. скруглені для важких абразивних вантажів, г) спеціальні для великих швидкостей. Мілкі з циліндричним днищем для вологих малосипких вантажів.

Параметри ковшів

Ємкість від 0,2 до 45 літрів (до 130 л), ширина від 0,1 м до 1 м. Ø приводного барабана стрічкового елеватора.

Д_б = (1,25…150)і і – кількість прокладок

Завантаження і розвантаження елеваторів

Сухі, дрібні, пороховидні, зернисті матеріали завантажуються зебперервним потоком (швидкість подачі ковшів до 1 м/с). Продуктивність елеватора залежить від способу розвантаження.

Розвантаження буває відцентрове (137 а), самопливне вільне, самопливне спрямоване відцентрове розвантаження використовується для дрібносипких матеріалів.

Самопливне вимагає відхиляючих роликів і швидкості руху ковшів 0,6–08 м/с (для поганосипких навантаження у ковші на прямолінійній ділянці діє сила вати mg), а на криволінійній ділянці додається відцентрова сила.

і рівнодійна

Змінюється за модулем і напрямом але в любому відрізку напрям сили F перетинається з вертикаллю, яка проходить через центр барабану в одній і тій самій точці е, яка називається полюсом подібності.

∆ОАС±∆FF_в4А маємо

звідки

Із збільшенням l швидкість зменшується, при цьому зменшується відцентрова сила, що діє на барабан l ≤r_б

Відцентрова сила F_б4>>mg, що є умовою відцентрового розвантаження при l = r_к. mg значно більша F_б4 розвантаження самоплинне при r_б<l<r_к – розвантаження змішане.

Вантаж у ковші розміщується під кутом природного укосу до паралелі, проведеної до лінії АС і його вільна поверхня є логарифмічною спіраллю рівняння якої

Де R – змінний радіус вектор;

R₀ – початковий радіус;

φ – змінний полярний кут;

t₁ – коефіцієнт внутрішнього тертя матеріалу.

Логарифмічна спіраль визначає ту частину вантажу, яка залишиться в спіралі (відсічена спіраллю).

При відцентрованому розвантаженні, коли ≤ 1

Ø_бор = 0,204υ²

При самопливному розвантаженні >3

Ø_бор = 0,6υ²

Вибір основних параметрів елеватора

Продуктивність П = 3,6 т/год

і_к – ємність ковша;

р – крок ковша;

υ – швидкість;

ρ – густина;

ψ – коефіцієнт заповнення.

За заданою продуктивністю визначаємо лінійну місткість ковшів.

Параметри ковша перевіряємо на відповідність максимальному куску

А = КQ_max

К = 2…2,5 для рядових вантажів, К = 4…5 для сортованих сипких.

Тяговий розрахунок виконується методом обхода контура визначивши натяги стрічки S_зб і S_нб в точках 1.4 з урахуванням опору зачерпування ковшами.

F_заг = П(К₁υ₂ + К₂)

К₁ і К₂ – коефіцієнти, які залежать від крупності кусків матеріалу

К₁ = 1,5…3

К₂ = 1,5…3 Для кусків малої і середньої крупності

К₁ = 0,2…1,2

К₂ = 1…2 Для зернистих матеріалів

Тягове зусилля на приводному барабані або зірочці

F₀ = S_нб – S_зб (К' – 1) (S_нб – S_зб)

К' – коефіцієнт, що враховує опір обертанню приводного барабана або зірочки.

Статична потужність двигуна

К₃ – коефіцієнт запасу

В подальшому визначається потужність з урахуванням динамічних навантажень і гальмівний момент привода, який виключає зворотній рух довантажувального елеватора. Иванченко 5.13…5.14

Гвинтові конвеєри

Застосовуються на невеликі відстані пороховидних, зернистих, тістоподібних і в’язких матеріалів в горизонтальному, похилому або вертикальному напрямках.

Переваги: простота конструкції, невеликі розміри, просте обслуговування, герметичність.

Недоліки: підвищена енергоємкість, подрібнення матеріалу, мала довжина транспортування на один привод, невелика продуктивність.

Будова

1) редуктор; 2) опори; 3) кришка; 4) проміжки; 5) завантажувальний отвір; 6) опори; 7) жолоби; 8) вал; 9) спіраль; 10,11) розвантажувальні воронки.

– За кількістю спіралей гвинти бувають: 1, 2, 3-західні, праві і ліві.

Гвинти бувають: а) суцільні; б) стрічкові; в) фасонні; г) лопатеві

Ø гвинта 100–300 мм

Продуктивність

П = 3600

υ – швидкість пересування матеріалу;

ψ – коефіцієнт заповнення

ρ – густина матеріалу

С_в – коефіцієнт зменшення продуктивності похилого конвеєра залежно від кута нахилу.

	0	8	10	18	20
Св	1	0,9	0,8	0,7	0,6

Швидкість переміщення вантажу

р – крок;

n₂ – частота обертання гвинта

Для термальної роботи конвеєра

n₂=

К = 65…60 – для легких, неабразивних матеріалів;

К = 45 – важкі неабразивні;

К = 30 – важкі абразивні;

n₂ – до 150 легких сипких до 100 кускових, до 50 – важкі і тістоподібні

П = 47D³EnρC_в

D ≥ (10…12) α_max – сортований вантаж

D ≥ (4…6) α_max – рядового, сипкового.

Потужність

Р =

L_г – горизонтальна проекція;

К_з – коефіцієнт запасу;

ω₀ – коефіцієнт опору руху. ω₀ = 4 важкі абразивні матеріали; ω₀ = 2,5 сіль, вугілля; ω₀ = 1,2…1,6 липкі, насипні матеріали.

Опори переміщення

– Зусилля на горизонтальне переміщення

W₁ = qLr sinβ

– Сила тертя матеріал-жолоб

W₂ = qLf_ж cosβ

– Сила тертя гвинт-жолоб

W₃ =(W₁ +W₂) f_г

– Сила моменту тертя в підвісних підшипниках

W₄ =К₄LD³/p К₄ = 1500 н/м³

– Зусилля від моменту в упорних підшипниках

W₅ = (W₁+W₂)

– Сила від внутрішнього тертя в матеріалі

W₆ = (1-К₂) qLnDf/p К₂ = (0,6…0,7) враховує реальну швидкість

– Потужність двигуна

P = К₃ = 1,15–1,25

Довжина до 250 м

Застосовується як технологічне обладнання

Переваги: суміщення технологічних і транспортних операцій, висока продуктивність, герметичність, простота та надійність.

Недоліки: великі габарити, підвищена енергоємкість, невеликий строк служби.

Продуктивність П = 3600 , ψ = 0,2…0,3. D – внутрішній діаметр труби.

Частота обертання

n = ; D₁ – зовнішній діаметр

Швидкість переміщення

υ= ; р = 0,5D

ω – кутова швидкість

– Обертальний момент

M₁ = RZ_pD_бω

D_б – діаметр бандажа;

Z_p – кількість роликових опор;

R – реакція на ролику;

G – G₀ – силові та вантажні труби,

– Моменти сил тертя

M₂ =

F_т = Gfв cosαв

– Потужність двигуна

Р = (М₁ + М₂)ω ±

Інерційні конвеєри

Вони бувають, вібраційні, хитні, нетальні машини

У віброконвеєрах чистота коливань 450–3000 коливань/хв. Амплітуда – 10–150 мм.

Використовується у хімічній промисловості в виробництві будівельних матеріалів.

Переваги: мале спрацювання, мала енергоємкість, можливість врівнювання системи, герметичність.

Конвеєри бувають горизонтальні, похилі, вертикальні.

Продуктивність до 400 м³/год

L_г – до 100 м; υ_max 0,6 м/с кускові, 0,2 м/с порошковидні.

– По конструкції підвіски

1. на підвісці

2. на опорах

Особливість конструкції – наявність амортизаторів

В якості привода використовуються вібратори:

1. інерційні

2. ексцентри

3. електромагнітні

4. поршневі

В вібраторах діє збуджувальна сила

F_i = m₀ω²r;

m – маси дебалансу;

r – радіус інерції;

ω – кутова швидкість двигуна.

Крани

Вантажопідйомні машини

Основні характеристики машин

1. вантажопідйомність Q (т) (0,01–1250) т;

2. проліт крана L_к, виліт стріли L;

3. висота підйому h₁;

4. вантажний момент М = QL M = ;

5. швидкості механізмів (м/с); υ₁ підйому, υ₂ пересування візка, υ₃ – крана, ω – кутова швидкість повороту;

6. маса крана m_к;

7. загальна потужність двигунів;

8. режими роботи механізмів;

9. продуктивність

П = 3600Q т/год

t_ц – тривалість цикла;

К_в – коефіцієнт використання вантажопідйомності;

К_ч – коефіцієнт використання за часом;

Коефіцієнт використання вантажопідйомності К_в = 0,5…1

К_в =

Q – мінімальна вантажопідйомність.

Для порівняння техніко-економічних характеристик однотипних машин визначають питомі показники металомісткості енергоємності, вартості.

К_G= Кр =

1. стандартизація;

2. уніфікація – зведення до конструктивної одноманітності машин;

3. блочність.

Матеріали для виготовлення кранів

Вуглецеві, леговані та низьколеговані сталі, легкі сплави, полімери, композиційні матеріали: текстоліт, пінопласт, гума, асбест

Режими роботи механізмів і машин

Режим роботи – комплексна характеристика режиму або машини, яка враховує характер навантаження та їхню тривалість, він є основою для розрахунків електросилових параметрів.

Залежно від режиму роботи визначають потужність двигуна, розраховують гальма, канати міцності захоплюючих пристроїв редукторів, визначають строк служби крана.

Нормами передбачено п’ять режимів:

Р – ручний, Л – легкий, С – середній, В-важкий, ДВ – дуже важкий.

Вони визначаються сукупністю коефіцієнта К_в

К_р = – річного використання

D_р – кількість робочих днів протягом року

К_D = – денного використання

Відносна тривалість вмикання

Т_В =

t_р – тривалість роботи механізму за весь цикл;

Т_ц – тривалість циклу;

Т_ц ≤ 1 год;

Для двигунів повторно-короткочасного режиму Т_ц = 10 хв, якщо Т_ц > 10 хв, то Т_В = 100%.

Т_В =16, 40, 60, 100

В залежності від умов експлуатації передбачено шість груп режимів роботи механізмів, які визначаються сполученням класів використання (10) від С₀ до С₉ і навантаження і Q₀ до Q₄

Q = 0,6:1

Клас використання визначається загальним числом циклів роботи крана за весь строк його служби. Клас навантаження характеризується коефіцієнтом навантаження.

К_н = Е( )³

Q_i – маса вантажу, який перевищує кран при числі циклів Сі;

Q_н – номінальна вантажопідйомність;

С_с – число циклів за строк служби крана.

Під часом роботи механізму розуміють той час, протягом якого механізм перебуває в русі.

Т = 365К_р24К_D

h = (6…12) років строк служби крана

Навантаження підйомних машин

Навантаженням, що діють на кран, поділяються на:

1. корисні сили технологічного опору

2. вагові навантаження крана та його елементів

3. сили шкідливих опорів (тертя, динамічні, вплив нахилів)

4. навантаження від зовнішніх впливів (вітер, сніг, крига, землетрус)

Навантаження поділяються на: нормативні, випадкові (пульсація). Корисними силами технологічного опору вважають:

1. вага вантажу

2. вага захоплюючих пристроїв

Вагові параметри кранів (Иванченко ст. 127)

Вітрові навантаження

Їх вплив враховують як суму статистичних і динамічних сил. Статистична сила вітру F_в = рА

р – розподілене вітрове навантаження на даній висоті;

А – площа металоконструкції.

Площа конструкції

А = К_суцА_г

А_г – площа ферми

К_суц= 0,2…0,6 – прокат (кутники), 0,2…0,4 – труби.

Розподілена сила вітру

Р = qpСК

q=ρ – динамічний тиск на висоті 10 м.

ρ=1,23 кг/м³ – густина повітря

υ – швидкість вітру м/с

С – аеродинамічний коефіцієнт, С = 0,8…1,2 – труби, С = 1,2 – коробчасті конструкції, С = (1,5…1,6) – для балок з поясами.

n – коефіцієнт навантаження, n = (1…0,1)

К – коефіцієнт, що враховує зміну динамічного тиску вітру на висорі.

Розрізняють вітрове навантаження робочого стану, і неробочого стану 125 Па.

Для неробочого стану q = 250 м 450 Па. Для гірських і морських q = 750 м 1000 Па.

Снігове навантаження – добуток тиску від снігу (500–2000 Па) на проекції горизонтальної проекції.

Сейсмічні навантаження.

Динамічні навантаження виникають в кранах в період пуску і розрізняють динамічні навантаження від сил інерції руху мас і навантаження коливального характеру внаслідок пружності елементів машин.

Під дією зовнішніх навантажень (технологічного опору) пружні елементми деформуються, а зосереджені маси машини крім основного руху

здійснюють малі коливання. Моменти і сили в цей період значно перевищують статичні та інерційні навантаження. Динамічні навантаження мають вирішальне значення при розрахунку на міцність в деяких машинах до 90% випадків до руйнування деталей, пов’язаних з втомленістю. Визначення динамічних навантажень складається з таких етапів:

1. визначення мас і жорсткості валків;

2. визначення навантажень та характеру їх дій;

3. складання диференціальних рівнянь руху маси системи;

4. визначення частот коливань прухних швидкостей в елементах механізмів

Приводи машин

Розділ №12

Привод складається: з двигуна (електро, пневмо, гідродвигун ДВЗ), механічних передач (для перетворення швидкості моментів шляху, і напрямку руху) та обладнання для керування.

Електродвигуни.

В механізмах підйомних машин використовують двигуни з різними характеристиками:

1) з жорсткими прямолінійними двигуни постійного струму з незалежним і паралельним збудженням