Вибір типу стрічки, матеріалу і кількості прокладок у ній

Конвеєрні стрічки, відповідно до ГОСТ 20-85, випускають чотирьох типів, кожний з яких може мати 2...12 видів, призначених для різних умов експлуатації. Подібна ж класифікація передбачена і для більшості стрічок, що випускаються за галузевими технічними умовами.

На підприємствах будматеріалів іноді використовують стрічки першого типу (види1.2 – загального призначення і 1.2М – морозостійка) – для кар’єрів під час транспортування крупних і середніх кусків абразивного матеріалу за важких умов експлуатації. Ширина таких стрічок – 1200мм і більше.

Найчастіше застосовують стрічки типу 2:

- вид 2.1 – при транспортуванні високоабразивних та абразивних середньо- і дрібнокускових вантажів в середніх умовах експлуатації; прокладки у таких стрічках – із тканини типу ТК-200, ТК-100;

- вид 2.2 – ті ж середні умови експлуатації, але транспортуються дрібноабразивні вантажі (вугілля, глина, щебінь, цегла, земля, клінкер, пісок, гравій, шлак і т.ін.);

- вид 2Л – під час транспортування дрібних неабразивних і малоабразив-них матеріалів; ці стрічки – з прокладками типу ТА (ТК) - 100,200 і БКНЛ – 65.

Позначення стрічки включає:

- тип і вид стрічки;

- ширину, мм;

- кількість прокладок;

- товщину робочої обкладки;

- товщину неробочої обкладки;

- клас гуми.

Матеріал прокладок – тканина типу ТА (ТК) на основі синтетичних поліамідних волокон; комбінації ниток з поліефірних (по основі) і поліамідних (по утку) волокон – тип ТЛК, ТЛА-МА; тканина, що містить комбіновані нитки з поліамідного волокна і бавовни – тип БКНЛ.

Межа міцності прокладок на розтягування, виміряна в ньютонах на міліметр ширини прокладки, s_П: для ТА(ТК) - 100, 200, 300, 400 Н/мм; для БКНЛ – 65, 100 Н/мм.

Кількість прокладок у стрічці залежить від її типу, виду й ширини, а також матеріалу прокладок. Наприклад, для широко вживаної стрічки типу 2 і виду 2.2 за ГОСТ 20-85 кількість прокладок у стрічці може бути визначена з табл.3.7.

Таблиця 3.7 - Дані щодо кількості прокладок у стрічках

Залежно від типу стрічки товщина робочої обкладки становить від 3 до 10 мм, товщина неробочої обкладки – 1...3,5 мм.

Існує 12 класів гуми для стрічок. Найчастіше використовуються класи Б,И.

Приклад умовного позначення стрічки: 2Л-800-4-ТК-100´3´1´Б ГОСТ 20-85 – стрічка типу 2Л шириною 800 мм, із чотирма прокладками з тканини типу ТК-100, з товщиною верхньої обкладки 3 мм, нижньої обкладки - 1мм, із гуми класу Б.

Потрібна кількість прокладок визначається їх міцністю і максимальним зусиллям у стрічці. Вибравши попередньо тип стрічки та матеріал прокладки, кількість прокладок Z_Пвизначають за формулою:

(3.15)

де S_max – максимальний натяг стрічки, Н (для схеми, поданої на рис.3.1 S_max = S_нб = S₆); К_З.М – коефіцієнт запасу міцності, для конвеєрів з кутом нахилу до 10⁰ К_З.М = 8...9, якщо кут нахилу більший, то К_З.М = 9...10; s_п – межа міцності вибраної прокладки на розтягування, виміряна в ньютонах на міліметр ширини прокладки, Н/мм.

Одержаний результат округляють до найближчого більшого цілого числа. Якщо розрахована кількість прокладок більша за вказану в табл.3.7, то треба замінити матеріал прокладок на більш міцний.

Приклад. Попередньо приймаємо для використання у стрічці широко розповсюджені й відносно дешеві прокладки типу БКНЛ-65 (s_п =65Н/мм), які до того ж менше розтягуються порівняно з чисто синтетичними. При S_max= S_нб =S₆ =11700 Н, К_З.М =10 потрібну кількість прокладок визначаємо по (3.15): Z_П =11700×10/(65× 650)=2,78 » 3 прокладки. Як свідчать дані табл.3.7, існують серійні стрічки з такою кількістю прокладок, тому використання стрічки з міцнішими прокладками у прикладі недоцільне. Остаточно приймаємо для використання стрічку 2Л-650-3-БКНЛ-65´3´1´Б ГОСТ 20-85.

Вибір барабанів

Тривалий термін служби стрічки (48 місяців і довше) забезпечується тільки під час її роботи з барабанами певних діаметрів. Потрібний діаметр барабанів D_б визначається за кількістю і матеріалом прокладок:

D_б ³ К_б × z_п , (3.16)

де К_б – коефіцієнт, що залежить від призначення барабана та матеріалу прокладок у стрічці. Значення К_б наведені в табл. 3.8.

Діаметри барабанів: привідного – D_бп ³ К_бп×z_п;кінцевого–D_бк ³ К_бк×z_п;відхиляючого – D_бв ³ К_бв×z_п .

Таблиця 3.8 - Значення коефіцієнта К_б

Приклад. На вибраній схемі конвеєра необхідно визначити параметри двох барабанів – привідного і кінцевого, який одночасно є натяжним. Із табл. 3.8 при межі міцності прокладки до 100 Н/м вибираємо коефіцієнти: К_бп=150...160 для привідного барабана, К_бк=120...130 – для кінцевого. Потрібні діаметри за (3.16) становлять: привідного барабана – D_бп ³ (150...160)×3= =450…480 мм, натяжного – D_бп ³ (120...130) × 3=360…390 мм. Із табл. 3.9 вибираємо для стрічки В=650 мм: привідний барабан діаметром D_бп=500 мм, довжиною 750 мм, із масою обертових частин m_БП=115 кг; натяжний барабан діаметром D_бн=400 мм, тієї самої довжини, із масою обертових частин m_БН=78 кг.

Розміри барабанів та маси обертових частин привідного (m_БП), натяжного(m_БН) і відхиляючого (m_БВ) барабаніввибирають з табл.3.9.

Таблиця 3.9 - Розміри й маса обертових частин барабанів

Шири-на стрічки, мм	Довжина бара-бана, мм	Привідний барабан	Непривідний барабан
діаметр, мм	маса оберто- вих частин, mБП , кг	діаметр, мм	маса обертових частин, mБН , або mБВ, кг
400     650		1290*)   1290*) 1640*)   1290*) 1640*)

^*) Діаметр футерованого привідного барабана

Вибір приводу

Кінематична схема

Типовий привід (рис.3.2,а,б,в,г) містить розміщені на окремій рамі двигун і редуктор, поєднані муфтою МУВП або пасовою передачею. Барабан поєднують із вихідним валом редуктора муфтою ланцюговою або з проміжним елементом – стальним або гумовим. Найбільш поширені схеми, що мають редуктор циліндричний двоступінчастий типу Ц2 (рис.3.2,а,б, г).

Рисунок 3.2 – Кінематичні схеми приводів стрічкового конвеєра

Схема 3.2,в із конічно-циліндричним редуктором дозволяє зменшити габарити приводу, схема 3.2,г із ланцюговою та пасовою передачами – знизити вимоги до точності монтажу і зручніше розмістити привід у скрутних умовах. Останнім часом у приводах стрічкових конвеєрів, як і в приводах інших машин, все ширше застосовують спеціальні редуктори, які мають два порожнисті вали: вихідним вони надіваються на вал барабана, а до вхідного входить вал двигуна. Такий безрамний привід порівняно з традиційним забезпечує вищий рівень точності під час монтажу й не потребує при цьому високої кваліфікації слюсарів, а також має меншу металоємність.

Гальмов приводі крутопохилих конвеєрів установлюють в разі необхідності запобігання зворотного ходу стрічки під дією складової ваги вантажу. На швидкохідних горизонтальних конвеєрах гальмо іноді використовують для обмеження шляху зупинки. Гальмо розміщують або на муфті поєднання двигуна з редуктором (одну з напівмуфт виконують у вигляді гальмівного шківа), або на не зайнятому муфтою другому вхідному валі редуктора. В приводи стрічкових конвеєрів, звичайно, встановлюють асинхронні короткозамкнені двигуни єдиної серії АИР. На потужних, наприклад, кар’єрних конвеєрах використовують двигуни з фазним ротором для забезпечення плавного запуску.

Вибір двигуна

Двигун вибирають за статичною потужністю, кВт:

, (3.17)

де W– тягове зусилля привідного барабана, яке дорівнює сумарній силі опорів рухові стрічки, Н:

W= S_нб - S_зб ; (3.18)

h = h_б ×h_р×h_пер » 0,8¸0,85 - ККД приводу ( h_р = 0,97² » 0,94 – ККД редуктора; h_б » 0,9...0,96 – ККД барабана; h_пер – ККД передач).

Для схеми конвеєра, наведеної на рис.3.1, W= S₆ – S₁.

Орієнтовно необхідну для вибору двигуна потужність стрічкового конвеєра N, кВт, можна визначити без досить трудомісткого розрахунку натягів стрічки методом обходу по контуру, користуючись формулою [19]:

N=(0,003×П×h+0,00015×П×l_Г +0,03×В×V×l_Г) ×К₁×К₂/h, (3.19)

де h, l_Г – висота, на яку передбачено транспортування матеріалу, й горизонтальна проекція конвеєра, м; К₁=1,0¸1,25 – коефіцієнт, що враховує сили опору на барабанах (К₁ = 1,25 при L£15 м, К₁=1,1 при L³50 м); К₂ - коефіцієнт, що враховує силу опору на пристрої розвантаження, якщо він є (під час розвантаження з привідного барабана К₂=1,0; під час використання одного плужкового скидача К₂ = 1,1; двох або більшої кількості скидачів, а також двохбарабанного візка – К₂=1,2¸1,3).

За потужністю вибирають асинхронний короткозамкнений двигун єдиної серії АИР, користуючись табл. В6 додатка В. При виборі двигуна треба віддавати перевагу найбільш поширеним і дешевим двигунам із синхронною частотою обертання 1500 об/хв. З таблиць виписують такі дані: тип, номінальну потужність двигуна N_дв, кВт; номінальну частоту обертання n_дв, об/хв; кратність пускового моменту M_пуск/ M_ном = К_пуск; кратність макси- мального моменту M_max / M_ном = К_max ; момент інерції ротора двигуна J_P, кг×м².

Приклад. Тягове зусилля привідного барабана, яке дорівнює сумарній силі опорів рухові стрічки, знаходимо з використанням знайдених натягів у характерних точках за (3.18): W = 11700 - 5000 = 6700 Н. Статична потужність при ККД привода h » 0,8 (з урахуванням ККД привідного барабана) за (3.17): N_CТ = 6700 × 0,63/(1000 × 0,8) » 5,3 кВт.

Визначимо для порівняння необхідну для вибору двигуна потужність стрічкового конвеєра за (3.19), прийнявши коефіцієнти К₁=1,1 та К₂=1,0: N = (0,003 × 80 × 11+0,00015× 80 × 38,5 + 0,03 × 0,65 × 0,63 × 38,5 )×1,1×1,0/0,8 =

= (2,64+0,46+ 0,47)× 1,1× 1,0/0,8 » 4,9 кВт. Розрахована потужність близька до значення, отриманого в результаті використання натягів S₁ та S₆ , знайдених методом обходу по контуру.

За потужністю, користуючись табл.В.6, вибираємо двигун типу АИР112M4: номінальна потужність N_дв= 5,5 кВт; номінальна частота обер-тання n_дв= 1430 об/хв; кратність пускового моменту M_пуск /M_ном = К_пуск= 2,0; кратність максимального моменту M_max /M_ном = К_max=2,5; момент інерції ротора двигуна J_P=0,016 кг×м², маса – 49 кг.

3.5.3 Вибір редуктора та передач.Визначення фактичної продуктивності

Методика вибору редуктора та ж сама, що й у попередніх розрахунках. Редуктор обирають за передаточним числом і крутним моментом на тихохідному валі з урахуванням, при необхідності, радіальних навантажень на валах. Загальне потрібне передаточне числоприводу:

u_п.п =w_дв /w_б., (3.20)

де w_дв » 0,1× n_дв – кутова швидкість двигуна, с^-1; w_б.п = V / R – потрібна кутова швидкість барабана, с^-1; R = D_бп / 2000 - радіус привідного барабана, м.

Якщо отримане u_п.п не більше 40÷50, то, як правило, у приводі використовують тільки двоступінчастий редуктор, без додаткових передач, тобто u_пер = 1. Отже потрібне передаточне число редуктора: u_р.п = u_п.п.

Якщо отримане u_п.п>40÷50, то можна:

– обрати двигун із меншою частотою обертання (1000 або 750 об/хв);

– обрати триступінчастий редуктор типу 2Ц3 –…Н за табл. Д.7 додатка або інший редуктор із достатньо великим передаточним числом;

– доповнити двоступінчастий редуктор пасовою передачею із передаточним числом u_{пер п} =1,5÷2,5 ( схему “б” замість “а” – рис.3.2) В окремих випадках, за конструктивними міркуваннями, додатково до пасової може бути використана ще й ланцюгова передача з передаточним числом u_{пер л} =2÷3 (схема “г”– рис.3.2). В разі використання двох передач їх загальне передаточне число u_пер = u_{пер п} × u_{пер л} ;

– збільшити швидкість стрічки конвеєра і здійснити перерахунок.

Обґрунтовано обрати кращий із варіантів можна тільки після проведення техніко-економічного аналізу, який виходить за межі завдань, що розглядаються. Найбільш розповсюдженим є варіант із пасовою передачею. Для його реалізації треба визначити потрібне передаточне число редуктора, задавшись передаточним числом передач: u_р.п = u_п.п / u_пер.

Величина крутного моменту на тихохідному валі редуктора, кН×м:

М_тих = W×R / (h_б×1000). (3.21)

Редуктор обирають за значеннями передаточного числа і крутного моменту на тихохідному валіз таблиць додатка Д. Перевагу слід віддавати редукторам 2Ц2 …Н з табл. Д4.1.

Після вибору редуктора слід визначити фактичну швидкість стрічки, м/с: V_Ф= w_б.ф ×R,

де w_б.ф – фактична кутова швидкість привідного барабана, с^-1:

w_б.ф=w_дв/u_п.ф, (3.22)

(u_п.ф = u_р.ф ×u_пер – фактичне передаточне число приводу).

На базі V_Ф слід визначити фактичну продуктивність конвеєра, т/год:

П_Ф=С_П×V_Ф×g×(В/1000)². (3.23)

Якщо значення фактичної продуктивності виявиться меншим за задане, то треба обрати редуктор із меншим передаточним числом. Можливе корегування продуктивності зміною u_пер, якщо передача передбачена в приводі.

Приклад. Оберемо попередньо найбільш поширену типову кінематичну схему приводу, що має редуктор циліндричний двохступінчастий типу Ц2, поєднаний із двигуном муфтою МУВП (рис.3.2,а). Пасова передача відсутня, u_пер = 1. Кутова швидкість вибраного двигуна w_дв=3,14× 1430/30 ≈150 с^-1; радіус привідного барабана – R = 500 / 2000 = 0,25 м; потрібна кутова швидкість барабана – w_б.п = 0,63/0,25= 2,52 с^-1. Загальне потрібне передаточне числоприводу і редуктора за (3.20): u_п.п =u_р.п=150/2,52=59,5. Величина крутного моменту на тихохідному валі редуктора при ККД барабана h_б »0,95: М_тих = 6700×0,25/ (0,85×1000)=1,763»1,8 кН×м. Як свідчать дані табл. Д4.1, двохступінчастий редуктор 2Ц2-160Н, який підходить за крутним моментом на тихохідному валі (М_{тих ф}=2,0 кН×м> М_тих=1,8 кН×м), найбільшим є передаточне число u_р.ф = 31,5, тобто значно менше за потрібне. Далі можна обрати один із перелічених вище варіантів: схему з пасовою передачею ( схему “б” замість “а” – рис.3.2); триступінчастий (2Ц3-160Н) редуктор із передаточним числом u_р.ф=63; вибрати двигун із меншою частотою обертання. Вибираємо варіант, наведений на рис.3.2, б, у якому додатково до редуктора встановлено пасову передачу. Попередньо приймемо передаточне число передачі u_пер = 2, тоді потрібне передаточне число редуктора u_р.п=59,5/2=29,75»30. За табл. Д4.1 вибираємо редуктор.

Таблиця 3.10 -Результати вибору редуктора

Розшифровка умовного позначення редуктора: редуктор етапу модернізації (2), циліндричний (Ц), двоступінчастий (2), горизонтальний, із міжосьовою відстанню вихідної ступені 160 мм, зубчастими передачами Новикова, номінальним передаточним числом 31,5, варіантом збирання 12 (вали виходять на різні боки редуктора), кліматичним виконанням У, категорією розміщення 3.

Фактичне передаточне число приводу u_п.ф = 31,5×2=63, фактична куто-ва швидкість привідного барабана за (3.22) – w_б.ф=150/63=2,38 с^-1, фактична швидкість стрічки за (3.21):V_Ф=2,38 ×0,25 » 0,6 м/с.Фактична продуктив-ність конвеєра по (3.23): П_Ф=250× 0,6×1,5× (650/1000)²=96 т/год > П=80 т/год, тобто вибрані передаточні числа елементів приводу забезпечують із запасом потрібну продуктивність конвеєра.

Поиск по сайту: