Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 12
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский Государственный Архитектурно-строительный
Университет.
Кафедра строительных машин,
автоматики и электротехники
Курсовая работа
По дисциплине «транспортное оборудование»
Тема:
«Ковшовый элеватор»
Выполнил: студент гр 461-з
Гончаров И. М.
Проверил: Дедов А.С.
Новосибирск 2010
1.Выбор типа и типоразмера ковшей, способов загрузки и разгрузки ковшей, определение конструктивно-кинематических параметров элеватора.
Выбор типа элеватора, типа ковшей, способов загрузки и разгрузки ковшей осуществляется в зависимости от характеристик транспортируемого груза (в данном случае - цемент).
Тип элеватора- быстроходный, с расставленными ковшами
С центробежной разгрузкой со скоростью 0,8-4,0 м/с при транспортировании неабразивных и абразивных пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых грузов малой и средней плотности.
Тип ковшей- глубокие с цилиндрическим днищем (тип Г; емкость 0,2-16,8 л) используются для транспортирования сухих легкосыпучих малоабразивных, пылевидных, средне- и крупнокусковых материалов (песок, зола, земля, гранулированный шлак, мелкий каменный уголь, каменноугольная пыль, сухая комковая глина, керамзит).
Тип тягового органа - лента
применяется при транспортировании неабразивных и абразивных пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых грузов малой и средней плотности.
Загрузка ковшей осуществляется зачерпыванием груза из нижней части кожуха элеватора или засыпанием груза непосредственно в ковши. Практически загрузка осуществляется обоими способами при преимущественном преобладании одного из способов.
Способ загрузки – зачерпывание
Загрузку зачерпыванием применяют для таких грузов, которые не создают значительного сопротивления зачерпыванию. Используют в ленточных и цепных элеваторах с расставленными ковшами (глубокие и мелкие) при транспортировании сухих легкосыпучих пылевидных и мелкокусковых грузов и скорости движения ковшей 0,8-4,0 м/с.
Принятое значение скорости движения тягового органа элеватора должно соответствовать нормальному ряду скоростей (м/с): 0,4; 4,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0.
В зависимости от скорости движения тягового органа, частоты вращения и диаметра барабана (звездочки), соотношения полюсного расстояния (расстояние от центра вращения до полюса) и радиуса барабана (звездочки) определяется способ разгрузки ковшей.
Способ разгрузки ковшей – центробежная разгрузка .
Реализуется в высокоскоростных (u > 3,2 м/с) и быстроходных (u > 0,8-1,6 м/с)
Ленточных элеваторах с расставленными глубокими и мелкими ковшами при транспортировании легкосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых материалов.
Характер разгрузки ковшей элеваторов зависит от скорости движения ковшей и диаметра приводного барабана или звездочки элеватора. Когда ковш с грузом начинает поворачиваться вокруг барабана, то на груз кроме силы тяжести G=mg действует центробежная сила C=mv2/r где v-скорость движения центра тяжести груза в ковше, r-расстояние от этого центра тяжести до центра барабана. При движении ковша вмести с барабаном равнодействующая R сил G и C изменяется по значению и направлению, но линия её действия всегда проходит при данной скорости движения через одну и ту же точку А, называемую полюсом и расположенную на вертикали, проходящей через ось барабана, на расстоянии l от оси вращения, причем:
Отсюда l=gr2/v2=895/n2, т.е. полюсное расстояние l, м. зависит только от частоты вращения барабана n, об/мин, и с уменьшением частоты вращения увеличивается. Если полюсное расстояние l меньше или равно радиусу окружности барабана ra м, центробежная сила превышает силу тяжести и происходит выбрасывание груза (центробежная разгрузка). При полюсном расстоянии большем радиуса ra окружности, проведенной через наружные кромки ковшей, сила тяжести больше центробежной силы и происходит высыпание груза (самотечная разгрузка). При
происходит смешанная разгрузка ковшей как выбрасыванием, так и высыпанием. Масса груза, находящегося в одном ковше, G=Vρφ, где V-объем ковша; ρ-насыпная плотность груза; φ- коэффициент заполнения ковша (в зависимости от вида груза φ=0,6-0,9: меньшие значения принимают для кусковых грузов). Производительность Q, т/ч, элеватора при скорости v, м/с, и шаге установки ковшей на тяговом элементе, равном t, м, равна
Q=3,6(G / t)v = 3,6 * ((0,6 * 1,8) / 0,32) * 2,62 = 31,83 т/ч
Типоразмер ковша устанавливается по таблице П.2. в зависимости от линейной емкости ковшей, л/м:
iл=Vk/tk ≥ Qчас/kв3,6uρψ
iл=Vk/tk ≥ 3,77/u
Vk- емкость ковша, л; tk- шаг установки ковшей, м; производительность элеватора, т/час; ρ – средняя плотность транспортируемого груза, т/м3; kв коэффициент использования по времени; ψ - средний коэффициент заполнения ковшей (для принятых ковшей по табл. П.2 ψ=1,0).
При определении линейной емкости ковшей iл коэффициент их заполнения не учитывается, т.к. в таблице П.2 характеристики ковшей приведены с фактической (а не полной геометрической) емкостью с уровнем насыпного груза по линии x-x.
Исходя из нормального ряда скоростей движения тягового органа (лента) определяем скорость u для диапазона скоростей быстроходных элеваторов u=1,6-3,2 м/с (центробежная разгрузка).
iл=Vk/tk ≥ 3,77/2,5
iл=Vk/tk ≥ 1,508
подбираем ближайшее большее значение линейной емкости ковшей iл по таблице П.2.
iл=Vk/tk =1.875
основные параметры ковшей
Таблица П.2
| Обозна- чение | Эскиз | Внутренние размеры ковша | Объем ковша по оси х-х | Шаг ковшей tk мм | Vk/tk л/м | |||
| b | l | h | r | |||||
| Г | l  | 160 | 105 | 110 | 35 | 0,60 | 320 | 1.875 |
Линейная сила тяжести ковша, Н/м:
qk=1,5gVk/tk
qk=1,5*9,81*1.875=27,6 Н/м
где Vk объем ковша, л; g=9,81 м/с2; tk- принятый шаг установки ковшей, м;
| Тип элеватора, способы Загрузки и разгрузки ковшей | ковш | Скорость м/с | |||
| тип | Vk, л | tk мм | qk Н/м | ||
| Быстроходный Загрузка - зачерпывание Разгрузка – центробежная | Г | 0,6 | 320 | 27,6 | 2,5 |
Выбор типоразмера тягового органа
Для рядовых ленточных элеваторов в качестве тягового органа используются резинотканевые ленты
Ширина ленты, мм:
Вл ≈ b + (20…150) мм,
Где b-ширина ковша, мм.
Окончательно ширина ленты принимается в соответствии с нормальным размерным рядом.
Ширина ковша b=160мм.
В соответствии с нормальным размерным рядом ближайший больший размер ширины ленты, мм:
Вл ≈ b +40 мм ≈ 200мм
Диаметр приводного барабана D (мм) при использовании резинотканевых лент:
D=125*i=125*3=375
i-число прокладок резинотканевой ленты; предварительно рекомендуется принимать i=3-5
Окончательное значение – ближайшее наибольшее – 400 мм.
Длина барабана, мм
Lб = Вл + 50мм=200 + 50=250мм
Линейная сила тяжести ленты (для резинотканевых лент):
при Вл=250мм
qт=18 Н/м
Характеристика тягового органа
| Параметр | Величина |
| Тип ленты Марка ленты Ширина ленты Вл мм Число прокладок i Прочность ткани, Н/мм ширины Линейная сила тяжести qт Н/м Диаметр барабана D, мм Длина барабана Lб мм | резинотканевая БКНЛ – 65 200 3 65 18 400 250 |
Частота вращения барабана, об/мин:
n = 60u/( π D) = 60*2,5/ (3,14* 0,4) = 119,43
где u – скорость тягового органа, м/с; D – диаметр барабана, м.
полюсное расстояние , м:
Lp =895,5/ n2=0,063
Соотношение между полюсным расстоянием и радиусом барабана:
Б=2 Lp/ D=0,315
Соотношение Б определяет быстроходность элеватора и способ разгрузки ковшей:
Б=0,315
Б ≤ 1следовательно, элеватор высокоскоростной с центробежной разгрузкой, как и было принято ранее.
2.2 Тяговый расчёт
Тяговый расчет элеватора выполняется путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках контура трассы с учетом сопротивления зачерпыванию груза в нижней части кожуха элеватора.
Линейная сила тяжести груза, Н/м:
gгр=g*Qчас/(3,6 u)= 9,81*22/3,6*2,5=23,98 Н/м
где Qчас – производительность элеватора, т/ч; g=9,81 м/с2; u – принятая скорость движения тягового органа , м/с.
Минимальное усилие тягового органа будет в нижней точке холостой ветви элеватора
, соответствующей предварительному натяжению ленты – S0. Все усилия в точках контура трассы при тяговом расчете выражаются через величину S0 .
Усилие в точке «1», Н:
S1 = S0
Сопротивление зачерпыванию груза, Н:
Wзач=kз* gгр* Азач
Wзач=1*23,98*1,2=28,78
Где kз – коэффициент, учитывающий процент объема груза, попадающий в ковши зачерпыванием: для элеваторов с расставленными ковшами – kз= 1,0
gгр - линейная сила тяжести груза, Н; Азач – удельная работа, затрачиваемая на зачерпывание груза, Н*м/Н; для пылевидных и порошкообразных грузов – 1,2…1,5 Н*м/Н.
усилие в точке «2», Н:
S2=ξ* S1+ Wзач+ Wгр
S2=1,07 S1+28,78=1,07 S0+28,78
Для элеваторов с расставленными ковшами Wгр≈ 0
ξ – коэффициент сопротивления при огибании тяговым органом барабана; ξ=1,06…1,08.
Усилие в точке «3», Н:
Для ленточных элеваторов:
S3= S2+ W2/3 = S0 +( qт+ qk + qгр) Нв
S3= S0+( 18+ 27,6 + 23,98)*15= S0+1043,7
Где W2/3 – сопротивление на участке «2-3», Н; qт , qk , qгр – линейные силы тяжести, соответственно, тягового органа, ковшей и груза, Н/м; Нв – высота подъема груза, м ;
Усилие в точке 4 при отсчете против движения тягового органа, Н:
S4= S1+ W1/4= S1+( qт+ qk) Нв
S4= S0+( qт+ qk) Нв= S0+( 18+ 27,6) 15= S0+684
Для ленточных элеваторов величина S0 определяется из выражения, Н:
S3 ≤ S4 * еµα
S0+1043,7 ≤ (S0+684) * еµα
S0+1043,7 ≤ 1,87 S0 +1279
-0,87 S0 ≤ 235,3
S0 ≥ -270,5
|S0| ≥ 270,5
Где α – угол обхвата лентой приводного барабана, рад; α = π(1800); µ - коэффициент трения между лентой и приводным барабаном; µ = 0,20
Полученное из выражений численное значение увеличиваем для обеспечения запаса по сцеплению на 40%. После установления численного значения определяем численные значения усилий во всех точках расчетного контура и строим диаграмму натяжения тягового органа элеватора .
S0 + 0,4 S0 = 270,5 + 0,4 * 270,5 = 378,5
S4 = S0+684 = 1062,5
S3= S0+1043,7 = 1422,2
S2= 1,07 S0+28,78 = 1,07 * 378,5 + 28,78 = 433,78
S1 = S0 = 378,5
ДИАГРАММА НАТЯЖЕНИЯ ТЯГОВОГО ОРГАНА