Расчет элеватора

Расчет элеватора начинаем с выбора цепи. Так как масса транспортируемых грузов невелика, а высота подъема несколько метров, то в качестве тягового органа можно принять втулочно-роликовую тяговую пластинчатую цепь с шагом от 40 до 80 мм (см. таблицу 2). Выбрав конкретную цепь, предварительно определяют по формуле (8) шаг люлек, а затем по формуле (9) уточняют его значение. После чего вычисляют погонные нагрузки: от цепи; от груза; от люльки. Масса одного погонного метра цепи приводится в таблице 3. Погонная нагрузка от цепи будет равна

, (Н/м) (10)

где – ускорение свободного падения, равно 9,81 м/с².

Погонная нагрузка от транспортируемого груза определяется так

, (Н/м) (11)

где – масса груза приведена в задании, кг.

По аналогичной формуле определяется погонная нагрузка от люльки

, (Н/м) , (12)

где – масса люльки в кг, для определения которой необходимо

выполнить эскиз люльки с основными размерами и задать материал,

из которого она изготовлена.

Эскиз люльки выполняется в зависимости от формы и размеров груза. Так, если груз – коробка с обувью с размерами L_Гр х B_Гр х H_{Гр ,} мм, то один из возможных вариантов люльки может быть таким, как изображенный на рисунке 7а. Размеры люльки для двух коробок: L_Л = 2L_Гр + 150;

B_Л = B_Гр + 100; H_Л = (2-3)Н_Гр. Длина люльки представленной на рисунке 7б для одной коробки составит L_Л = L_Гр + 100.

Люлька выполнена из стальной проволоки диаметром d_Пр . Общая длина проволоки l_Пр , необходимая для изготовления люльки, подсчитывается из эскиза.

Люлька включает две или одну втулку размером l_Вт х d_Вт = 40 х 20, мм, изготовленные из стали, на которых она шарнирно подвешивается на цепях.

Теперь можно определить массу люльки

, (13)

где k – количество втулок равно количеству цепей;

– плотность стали, равна 0,0078 г/мм³.

Погонная нагрузка от ходовой части рассчитывается по формуле

, (14)

где k – Количество цепей.

а)	б)
Рисунок 7 – Схемы люлек

Зная погонные нагрузки, переходят к тяговому расчету, т.е. к определению натяжения цепи в характерных точках трассы элеватора.

В данном примере (см. рисунок 1) трасса простейшая, имеет только 4 характерных точки и состоит из двух прямолинейных участков (1-2) и (3-4). В вертикальных трассах точка с минимальным натяжением тягового органа (S_min), находится на сбегающей ветви элеватора в самой низкой ее точке – это точка 2

S₂ = S _min = (1000-1500), H.

Используя правило обхода трассы по характерным точкам, находим натяжение во всех других точках.

Прежде всего определим натяжение в точке 1 с помощью выражения

S₁ = S₂ – W_{H, (1-2)} , (15)

где - W_{H, (1-2)} - Сопротивление на вертикальном перемещении не

нагруженной (холостой) ходовой части, движущейся вниз, которое

рассчитывается с помощью уравнения

, (16)

где Н - величина вертикального перемещения ходовой части, м.

В формулах (16) и (19) знак плюс ставится при движении ходовой части вверх, а минус при движении ходовой части вниз.

Определяем натяжение в точке 3. Так как участок (2-3) криволинейный, натяжение находим с помощью коэффициенты сопротивления на поворотах трассы

, (17)

Определяем натяжение в точке 4. Участок (3-4) рабочий (груженый), прямолинейный, вертикальный, ходовая часть движется вверх

, (18)

где W_{H, (3-4)} – величина силы сопротивления на участке (3-4).

, (19)

где Н – высота подъема груза, м.

7 ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ЦЕПИ

Определив натяжение в характерных точках трассы элеватора, убеждаемся, что максимальное натяжение S_max получилось в точке 4.

Зная S_max, определяют расчетное натяжение S_Р для одноцепного или для двухцепного элеватора. После этого вычисляют по формуле (3) коэффициент запаса прочности n. Если получится n = (10-20), то цепь выбрана правильно, если n > 20 – цепь недогружена, и для данного элеватора можно применить цепь с меньшей разрушающей нагрузкой, если такова имеется. Если n < 10, то цепь работает с перегрузкой, необходимо принять цепь с большей разрушающей нагрузкой или цепь с большим шагом и выполнить перерасчет элеватора.

8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ ПРИВОДНОЙ СТАНЦИИ

Для определения мощности электродвигателя вначале определяют окружное усилие F_t на валу ведущей звездочки (звездочек) элеватора

, Н (20)

Для трассы, представленной на рисунке 1

; .

Вычислив F_t по формуле (20) и взяв уточненную скорость транспортирования, можно определить мощность на приводном валу

v , (Вт) , (21)

где, F_t – в Н ; v – в м/с.

Далее определяют расчетную мощность электродвигателя

, (22)

где – КПД приводной станции.

Так как структура приводной станции еще неизвестна, ее КПД можно принимать ориентировочно 0,8. Определив , переходят непосредственно к подбору электродвигателя. Для приводных станций конвейеров и элеваторов рекомендуется применять трехфазные асинхронные электродвигатели. Подбор электродвигателя осуществляется по каталогу, в котором указывается номинальная мощность электродвигателя Р_Эд соблюдая условие

, (23)

В каталоге на электродвигатели указывается частота вращения вала электродвигателя n_Эд , которую рекомендуется принимать в пределах от 1000 до 1500 об/мин.

Выбрав электродвигатель, по формуле (1) определяют передаточное отношение приводной станции элеватора – u_ПС

Частоту вращения звездочки n_зв можно определить по формуле

, (24)

где v – Уточненная скорость транспортирования в м/с;

– Диаметр делительной окружности звездочки в м,

определяют по формулам, приведенным в подразделе 2.4.

9 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1) Ознакомиться с макетом элеватора, устройством его основных узлов и деталей, и принципом работы.

2) Составить эскиз общего вида элеватора (два вида).

3) Вычертить эскиз ходовой части элеватора, показать характер соединения люльки с цепями.

4) По указанию преподавателя выбирается один из вариантов задания (см. раздел 3) для выполнения тягового расчета элеватора.

5) Начертить расчетную схему трассы элеватора (см. рисунок 1).

6) Начертить эскиз люльки (см. рисунок 7) и рассчитать ее массу (см. раздел 4).

7) Определить погонные нагрузки и натяжения цепи во всех характерных точках трассы (см. раздел 4).

8) Проверить правильность выбора цепи.

9) Определить расчетную мощность электродвигателя (см. раздел 6). Выбрать по каталогу электродвигатель, вычислить передаточное отношение приводной станции.

10) Оформить отчет по лабораторной работе.

10 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1) Какие различают типы элеваторов по конструкции грузонесущего органа?

2) Чем отличается элеватор от конвейера?

3) Для чего предназначена и из каких основных элементов состоит приводная станция?

4) Назначение и виды натяжных устройств.

5) Назовите основные характеристики тяговых цепей.

6) В чем заключается методика подбора цепи (цепей) по разрушающей нагрузке?

7) Из каких участков состоит трасса элеватора?

8) Где на трассе располагается точка с минимальным натяжением цепи?

9) Как рассчитываются силы сопротивления на различных участках трассы конвейера?

10) Как рассчитываются силы натяжения тягового органа в характерных точках, и для чего это делается?

11) Как определяется передаточное отношение приводной станции?

12) Почему шаг люлек должен быть кратен двойному шагу цепи?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Дамаскин Б.И. Подъемно-транспортные устройства в обувной, швейной и кожевенной промышленности: Учебное пособие для студентов вузов / Б.И. Дамаскин, Л.В. Кузнецов. – М.: Легкая индустрия, 1970. – 296 с.

2. Эрлих В.Д. Подъемно-транспортные устройства в легкой промыш- ленности / В.Д. Эрлих. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 232 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.3.- М.: Машиностроение, 1978. 557 с.

4. Андреенков Е.В. Транспортирующие машины легкой промышленности. – М.: Колос, 2005.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ ………………………………………..…………….……… 3

2 ОБОРУДОВАНИЕ ….…………………………………….………….….….. 3

3 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛЮЛЕЧНЫХ ЭЛЕВАТОРАХ………………….. 3

4 ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛЮЛЕЧНОГО ЭЛЕВАТОРА,

ИХ УСТРОЙСТВО И НАЗНАЧЕНИЕ ……………………………….…… 4

4.1 Приводная станция…………………………………………………… 4

4.2 Натяжная станция…………………………………………………….. 6

4.3. Тяговой орган………………………………………………………… 7

4.4 Звездочки……………………………………………………………… 11

4.5 Люльки………………………..…………………….…….…………… 12

5 ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВОГО

РАСЧЕТА ЭЛЕВАТОРА….……………………………………….….….… 13

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГОННЫХ НАГРУЗОК И ТЯГОВЫЙ

РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА……….…………………………………………….. 14

7 ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБОРА ЦЕПИ….….…………………. 17

8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И

ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ ПРИВОДНОЙ СТАНЦИИ…..….… 17

9 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ……..……………………………… 19

10 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ………….…………………………………… 19

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ….…….……………… 20