Нормативные материалы для расчета элеваторов
Основные элементы элеваторов и их параметры. Тяговым элементом элеватора является лента (или ремень) или цепь (одна или две).
В качестве лент применяются: конвейерные резинотканевые ленты (ГОСТ 20—76); ремни приводные плоские резинотканевые (ГОСТ 23832—79).
Применяются главным образом тяговые пластинчатые цепи (ГОСТ 588—81). Скорость движения ковшей выбирается из ряда: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5 м/с (допускаемое отклонение ± 10%); номинальная производительность элеваторов — 1,6; 2,0; 3,2; 4; 5; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 320 м3/ч (допускаемое отклонение ± 10 %).
По СТ СЭВ 1335—78: а) ширина ковша: 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315, (320); 400; 500;630 (650); 800; 1000; 1250 мм (допускаемое отклонение ± 10%); б) номинальная скорость движения ковшей: 0,25; 0,315; 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 4,5; 5,0 м/с (допускаемое отклонение ± 10%); в) номинальная производительность: 3,15; 4; 5; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630 м3/с (допускаемое отклонение ± 10 %).
Число зубьев звездочек для пластинчатых цепей выбирается из ряда: 6; 7; 8; 10; 12; 13; 14; 15; 16; 18; 20; 22; 24; 25; 28; 30.
Диаметры барабанов (мм) должны соответствовать ГОСТ 2036—77 (табл. 12.3).
Типы элеваторов, ковшей и скорость ковшей выбираются в зависимости от характеристики транспортируемых грузов согласно данным табл. 12.5.
Ширина ковшей назначается по табл. 12.1 в зависимости от их вместимости [см. (12.2)]. При перемещении кусковых грузов проверяется вылет ковша по условию
| lmin > amax kк, | (12.1) |
где lmin — минимальный вылет ковша (табл. 12.1); amax - наибольший размер кусков транспортируемого груза; kк — коэффициент: дли рядовых грузов kк = 2…2,5; для сортированных — kк = 4...5.
Шаг пластинчатых цепей и число зубьев звездочек для цепных ковшовых элеваторов выбираются в зависимости от шага ковшей (табл. 12.6).
Натяжное устройство элеваторов бывает винтовое, пружинно-винтовое и грузовое (редко).
Ход натяжного устройства цепного элеватора выбирается в зависимости от шага ковшовой цепи по табл. 8.9. Ход натяжного устройства цепного элеватора принимается равным 0,03...0,05 высоты элеватора.
Табл. 12.2.Типы вертикальных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)
| Обозначение | Наименование | Тип тягового органа | Ковши | Способ разгрузки ковшей | ||
| обозначение типа. | способ крепления к тяговому органу | расположение на тяговом органе | ||||
| ЛГ | Ленточный быстроходный с расставленными глубокими ковшами | Лента или ремень | Г | Задней стенкой | Расставленные | Центробежный |
| ЛМ | Ленточный быстроходный с расставленными мелкими ковшами | М | ||||
| ЛО | Ленточный тихоходный с сомкнутыми остроугольными ковшами | О | Сомкнутые | Гравитационный | ||
| ЦГ | Цепной быстроходный с расставленными глубокими ковшами | Цепь | Г | Расставленные | Центробежный | |
| ЦМ | Цепной быстроходный с расставленными мелкими ковшами | М | ||||
| ЦО | Цепной тихоходный с сомкнутыми остроугольными ковшами | О | Сомкнутые | Гравитационный | ||
| ЦС | Цепной тихоходный с сомкнутыми скругленными ковшами | Цепь | С | Боковыми стенками | Гравитационный | |
| ЦГТ | Цепной тихоходный с расставленными специальными ковшами | — | Расставленные |
Примечание. Для элеваторов типа ЦГТ ковши не устанавливаются.
Необходимая вместимость ковша
| i0 = iпtк, | (12.2) |
где iп — необходимая погонная вместимость ковшей, л/м [см. (12.14)]; tк — шаг ковшей, м.
Вместимость ковшей и соответствующий шаг ковшей выбираются по табл. 12.7.
Табл. 12.3.Основные параметры ленточных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)
| Типоразмеры элеваторов | Ширина ковша В, мм | Шаг ковшей tк, мм | Ширина ленты или ремня, мм | Диаметр приводного барабана, мм | Скорость движения ковшей, м/с | Производительность, м3/ч, не менее | |
| 1-й ряд | 2-й ряд | ||||||
| ЛГ-100 | — | 1,00...2,00 | 3,2 | ||||
| ЛГ-125 | |||||||
| ЛГ-160 | — | ||||||
| ЛГ-200 | — | ||||||
| ЛГ-250 | |||||||
| ЛГ-320 | 1,25...2,50 | ||||||
| ЛГ-400 | |||||||
| ЛГ-500 | |||||||
| ЛГ-650 | — | ||||||
| ЛМ-100 | — | 1,00...2,00 | 1,6 | ||||
| ЛМ-125 | |||||||
| ЛМ-160 | — | 3,2 | |||||
| ЛМ-200 | — | ||||||
| ЛМ-250 | |||||||
| ЛМ-320 | 1,25...2,50 | ||||||
| ЛМ-400 | |||||||
| ЛМ-500 | |||||||
| ЛМ-650 | — | ||||||
| ЛО-160 | — | 0,40...0,62 | 6,3 | ||||
| ЛО-200 | — | ||||||
| ЛО-250 | |||||||
| ЛО-320 | |||||||
| ЛО-400 |
Примечания: 1. Диаметр указан для нефутерованного приводного барабана, для футерованного он должен быть увеличен на удвоенную толщину футеровки.
2. Ширина ленты или ремня по первому ряду является предпочтительной.
Табл. 12.4.Основные параметры цепных ковшовых элеваторов (ГОСТ 2036—77)
| Типоразмеры элеваторов | Ширина ковшей В, мм | Шаг ковшей tк, ми | Количество цепей | Скорость движения ковшей, м/с | Производительность, м3/ч, не менее | |
| тяговых пластинчатых | тяговых сварных круглозвенных | |||||
| ЦГ-100 | — | 1,00...2,00 | 3,2 | |||
| ЦГ-125 | 4,0 | |||||
| ЦГ-160 | ||||||
| ЦГ-200 | ||||||
| ЦГ-250 | ||||||
| ЦГ-320 | 1,25...2,50 | |||||
| ЦГ-400 | ||||||
| ЦГ-500 | — | |||||
| ЦГ-650 | ||||||
| ЦМ-100 | — | 1,00...2,00 | 1,6 | |||
| ЦМ-125 | ||||||
| ЦМ-160 | 3,2 | |||||
| ЦМ-200 | ||||||
| ЦМ-250 | ||||||
| ЦМ-320 | 1,25...2,50 | |||||
| ЦМ-400 | ||||||
| ЦМ-500 | — | |||||
| ЦМ-650 | ||||||
| ЦО-160 | — | 0,40...0,63 | 6,3 | |||
| ЦО-200 | ||||||
| ЦО-250 | ||||||
| ЦО-320 | ||||||
| ЦО-400 | ||||||
| ЦС-320 | ||||||
| ЦС-400 | ||||||
| ЦС-500 | ||||||
| ЦС-650 | ||||||
| ЦС-800 | ||||||
| ЦС-1000 |
Окончание
| ЦГТ-200 ЦГТ-250 | ||||||
| ЦГТ-320 ЦГТ-400 | ||||||
| ЦГТ-500 ЦГТ-650 | ||||||
| ЦГТ-800 ЦГТ-1000 |
Примечания: 1. В таблице приведены номинальные значения шагов ковшей. Фактические значения шагов должны приниматься кратными шагам применяемых цепей.
2. Производительность элеваторов типа ЦГТ в каждом отдельном случае определяется в зависимости от формы и размеров принятого ковша.
Погонная масса (кг/м) транспортируемого груза
| q = iпyr, | (12.3) |
где y — коэффициент заполнения ковшей; r — насыпная плотность груза (см. табл. 4.1), т/м3.
Погонная масса ходовой части элеватора:
ленточного
| qк= qл+ qков, | (12.4) |
где qл — погонная масса ленты [см. (4.11)]; qков — погонная масса ковшей [см. (12.6)];
цепного
| qк= qц+ qков, | (12.5) |
где qц — погонная масса цепей, кг/м (см. табл. III.1.11).
Погонная масса ковшей (кг/м)
qков =  kк, | (12.6) |
где тков — масса одного ковша, кг (табл. 12.8); tк — шаг ковшей, м; kк — коэффициент, учитывающий массу крепежных деталей: kк » 1,14.
Для ориентировочных расчетов погонная масса (кг/м) ходовой части элеватора может быть принята
| qк » Qk, | (12.7) |
где Q — расчетная производительность элеватора, т/ч; k — коэффициент (табл. 12.9).
Табл. 12.5.Рекомендации [17] по выбору типа элеватора, типа и скорости движения ковшей
| Характеристика насыпных грузов | Примеры характерных грузов | Рекомендуемый тип элеватора | Тип ковшов (см. табл. 12.1) | Средний коэффициент заполнения ковша | Скорость, м/с | |
| ленты | цепи | |||||
| Пылевидные сухие | Угольная пыль | Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой | Г | 0,85 | — | 0,63...0,8 |
| Цемент, мука фосфоритная | Быстроходный с центробежной разгрузкой | Г | 0,8 | 1,25...2,0 | — | |
| Пищевые продукты помола зерна (мука, комбикорма) | Быстроходный с центро-бежносамотечной разгрузной | М | 0,85 | 1...1,4 | — | |
| Пылевидные и зернистые влажные плохосыпучие | Земля, песок, мел в порошке химикаты | Быстроходный с центробежной разгрузкой | М | 0,6 | 1...2 | 0,8...2,0 |
| Зернистые и мелкокусковые, малоабразивные | Древесные опилки, щепа, сухая глина в комках; торф фрезерный, мелкий уголь | Быстроходный с центробежной разгрузкой | Г | 0,8 | 1,25...2,0 | 1,0....1,6 |
| Шламовая известь, сажа | Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой | Г | 0,8 (боковое крепление цепей) | — | 0,4...1,0 | |
| Зернистые и мелкокусковые, абразивные | Гравий, руда, шлаки | Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой | О; С | 0,8 | 0,4...0,8 | 0,4...0,63 |
| Песок, зола, земля, порода | Быстроходный с центробежной разгрузкой | Г | 0,8 | 1...2 | — | |
| Средне- и крупнокусковые (a ³ 60 мм), малоабразивные | Каменный уголь | Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой | О; С | 0,6...0,8 | — | 0,4...0,63 |
| Кусковой торф | Быстроходный с центробежной разгрузкой | Г | 0,6...0,7 | — | 0,8...1,6 | |
| То же, сильно абразивные | Камень, руда, шлаки | Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой | О; С | 0,6...0,8 | — | 0,4...0,63 |
| Кусковые хрупкие, не допускающие крошения | Древесный уголь, кокс | То же | О; С | 0,6 | 0,4...0,63 | 0,4...0,63 |
Разгрузка ковшей бывает (рис. 12.2): центробежная — при l £ rб; самотечная — при l > rб; смешанная — при rб < l £ ra. Полюсное расстояние (м)
где n Диаметр (м) приводного барабана (начальной окружности звездочки) рекомендуется принимать: а) для быстроходного элеватора с центробежной разгрузкой
б) для быстроходного элеватора со смешанной разгрузкой
|    | ||||||
| Рис. 12.2. Схемы разгрузки ковшей: а — центробежная; б — самотечная; в — смешанная; В — полюс; l — полюсное расстояние; r, rа, rб — расстояние от центра барабана (звездочки) соответственно до центра тяжести груза в ковше, до наружной кромки ковша, до внутренней стенки ковша; Fm и Fr — соответственно сила тяжести и центробежная сила массы груза в ковше, F — равнодействующая сил Fm и Fr | |||||||
, 
— частота вращения ведущего барабана (или ведущих звездочек), мин-1.Табл. 12.6. Рекомендуемый шаг пластинчатых цепей и число зубьев звездочек в зависимости от расположения и шага ковшей элеваторов
| Параметры | Расположение | ||||||||||||||||||||
| расставленное | сомкнутое | ||||||||||||||||||||
| Шаг ковшей, мм | |||||||||||||||||||||
| Шаг цепей, мм | |||||||||||||||||||||
| Число зубьев приводной звездочки | |||||||||||||||||||||
| Число зубьев натяжной звездочки |
Табл. 12.7. Вместимость и рекомендуемый шаг ковшей
| Тип ковшей | Шаг ковшей, мм | |||||||
| глубокий | мелкий | остроугольный | скругленный | |||||
i  | i  | iп | i0 | iп | i0 | iп | i0 | |
| — | — | — | — | 4,06 | 0,65 | — | — | |
| 0,2 | 0,5 | 0,1 | 6,5 | 1,3 | — | — | ||
| — | — | — | — | — | — | |||
| — | — | — | — | 25,6 | 6,4 | |||
| 1,3 | 0,4 | 0,66 | 0,2 | 24,4 | 7,8 | 43,7 | ||
| 0,6 | 1,17 | 0,35 | — | — | — | — | ||
| 3,24 | 1,3 | 1,87 | 0,75 | |||||
| 3,5 | 1,4 | — | — | — | — | |||
| 5,4 | 2,7 | — | — | |||||
| 12,6 | 6,3 | 8,4 | 4,2 | — | — | — | — | |
| — | — | — | — | |||||
| — | — | — | — | — | — | |||
* Погонная вместимость ковшей, л/м;
** Вместимость ковша, л.
Табл. 12.8. Ориентировочная масса ковшей вертикальных элеваторов, кг
| Ширина ковша, мм | Толщина ковша, мм | Тип ковшей | |||
| глубокие | мелкие | остроугольные | скругленные | ||
| 0,9 | 0,7 | 1,2 | — | ||
| 3,0 | 2,0 | 3,0 | — | ||
| 4,4 | 4,1 | 4,4 | — | ||
| 9,0 | 9,0 | 9,5 | 15,3 | ||
| — | — | 14,7 | 24,7 | ||
| — | — | — | 45,5 |
Табл. 12.9.Значения коэффициента k [к формуле (12.7)]
| Расчетная производительность элеватора, т/ч | Тип элеватора (см. табл. 12.2) | |||||
| ленточный | одноцепной | двухцепной | ||||
| ЛГ; М | ЛО | ЦГ; ЦМ | ЦО | ЦГ; ЦМ | ЦО; ЦС | |
| До 10 | 0,6 | — | 1,1 | — | — | — |
| 10...25 | 0,5 | — | 0,8 | 1,1 | 1,2 | — |
| 25...50 | 0,45 | 0,6 | 0,6 | 0,85 | 1,0 | — |
| 50...100 | 0,4 | 0,55 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 1,1 |
| Свыше 100 | 0,35 | 0,5 | — | — | 0,6 | 0,9 |
Табл. 12.10.Ориентировочное значение коэффициента kзач
| Вид груза | Тип конвейера | |||||||||
| ленточный и одноцепной | двухцепной | |||||||||
| при скорости движения ковшей, м/с | ||||||||||
| 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,25 | 1,6 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,25 | 1,6 | |
| Пылевидный, порошкообразный, зернистый, мелкозернистый | 1,5 | 2,5 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | |||||
| Средне- и крупнокусковой | 2,5 | 1,5 | 1,7 | 1,7 | 2,5 |
в) для среднескоростного элеватора со смешанной разгрузкой
| Dп.б =0,306u2; | (12.11) |
г) для тихоходного элеватора с самотечной разгрузкой
| Dп.б ³0,6u2, | (12.12) |
где u — скорость тягового элемента, м/с.
Сопротивление зачерпыванию груза (Н)
| Fзач = qgkзач, | (12.13) |
где Fзач — коэффициент зачерпывания (табл. 12.10)
Условное обозначение элеватора (ГОСТ 2036—77). Условное обозначение вертикального элеватора содержит наименование изделия («элеватор»), обозначение типа элеватора, ширину ковша и обозначение стандарта. Например, цепной элеватор типа ЦГ с ковшом шириной В = 250 мм обозначается:
Элеватор ЦГ-250 ГОСТ 2036—77.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРА
Необходимая погонная вместимость ковшей (л/м)
iп =  , | (12.14) |
где Q —расчетная производительность элеватора, т/ч [см. (5.1)]; u — скорость движения ковшей (см. табл. 12.5), м/с; y — коэффициент заполнения ковшей (табл. 12.5); r - насыпная плотность груза (табл. 4.1), т/м3.
Необходимая вместимость ковша определяется по формуле (12.2).
Требуемая мощность на приводном валу для работы элеватора (кВт)
| Р = 0,0027QН (1 + kзач/Н), | (12.15) |
где Н — высота подъема груза, м; kзач - см. формулу (12.13)
Окружное усилие (Н) на приводном барабане (на начальной окружности звездочки)
| F = 103 Р/u, | (12.16) |
Усилие для предварительного выбора ленты
Fтах = F  , | (12.17) |
где efa —тяговый фактор (табл. 12.11); f — коэффициент сцепления между лентой и барабаном (см. табл. 6.7); a — угол обхвата лентой барабана, рад.
Необходимое число прокладок в ленте
z ³  , | (12.18) |
где Fmах — наибольшее расчетное усилие в ленте, Н; kp, В — см. формулу (6.16); k0 — коэффициент, учитывающий ослабление ленты в местах крепления ковшей: k0 » 0,9.
Табл. 12.11.Значения efa при a = p
| f | efa | f | efa |
| 0,1 | 1,37 | 0,25 | 2,18 |
| 0,12 | 1,46 | 0,30 | 2,56 |
| 0,15 | 1,60 | 0,35 | 3,01 |
| 0,20 | 1,87 | 0,40 | 3,51 |
При этом требуется, чтобы
| z £ 10 Dп.б, | (12.19) |
где Dп.б — диаметр приводного барабана [см. (12.9)...(12.12)], м.
Предварительный выбор тяговой цепи одноцепного элеватора производится по разрывному усилию
| Fразр = (15…17,5) Ft, | (12.20) |
где Ft — окружное усилие на начальной окружности приводной звездочки.
Предварительный выбор тяговой цепи двухцепного элеватора производится по разрывному усилию
F  = 0,6 Fразр, | (12.21) |