Тяговый расчет ленточного конвейера

Тяговый расчет выполняют методом обхода по контуру с учетом отдельных видов распределенных и сосредоточенных сопротивлений по трассе конвейера.

Предварительно определяют сопротивления грузовой W_г и порожняковой W_п , Н, ветвей ленты конвейера:

, (4.6)

, (4.7)

где q_г, q_л, q_р^’, q_р^” – массы соответственно груза, ленты, вращающихся частей роликоопор на верхней (рабочей) и нижней (порожняковой) ветвях ленты на 1м длины конвейера, кг/м;

L – длина конвейера (расстояние между осями концевых барабанов), м;

g – ускорение свободного падения, g=9,8 м/с²;

b- угол наклона конвейера, град;

w^’– коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты (для трехроликовой направляющей при L£100м w^’=0,025…0,045, при L ³100м w^’ =0,022…0,042);

w^” - коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты на прямых однороликовых опорах, w^” =0,022…0,04 (наибольшее значение принимают для тяжелых условий, а наименьшее - для средних условий работы).

Масса груза на 1м длины конвейера, кг/м

. (4.8)

Масса ленты на 1м длины конвейера, кг/м:

, (4.9)

где m_л- масса 1 м² ленты (кг) конвейера, зависит от типа ленты и конструктивных особенностей и определяется по каталожным данным (табл. 4.10 и 4.11).

Массу вращающихся частей верхних и нижних роликоопор на 1м длины конвейера, кг/м , определяют по формулам:

; , (4.10)

где m_в ,m_н – массы вращающихся частей соответственно верхней и нижней ро-ликоопоры , принимаются по данным завода-изготовителя (табл. 4.12);

l_в, l_н– расстояние соответственно между соседними верхними ролико-опорами и между соседними нижними роликоопорами, м ( по табл. 4.13).

Таблица 4.10. Технические данные резинотканевых лент

Лента	Прокладка	Толщина обкладки, мм	Число прокладок	Разрывное усилие отнесенное к 1мм ширины проклад-ки, Н	Масса, кг/м2
верхней	нижней
БКНЛ-65 БКНЛ-100 ТА-100 ТК-100 ТА-300 ТК-300 ТА-400 ТК-400	Лавсан Лавсан Анид Капрон Анид Капрон Анид Капрон	4,5…6 4,5…6 4,5…6 4,5 4,5…6 4,5…6	1,5 1,5	4…10 3…8 3…8 3…8 4…10 4…10 4…8 4…8		10…12 10,5…12,5 10…12 10,5…12,5 10…11 10…12,5 11…13 10…14

Таблица 4.11. Технические данные резинотросовых лент

Лента	Разрывное усилие, отнесенное к 1мм, Н	Ширина ленты, мм	Толщина резиновых обкладок, мм	Масса 1 м2 ленты, кг
рабочей	нерабочей
РТЛ 500 РТЛ 1000 РТЛ 1500 РТЛ 2500 РТЛ 3150 РТЛ 5000		800…1000 800…1200 1000…2000 1200…2400 1200…2400	4,5 5,5 4,5 4,5	2,5 5,5 4,5 4,5	20,5

Таблица 4.12. Вес вращающихся частей роликоопор для конвейеров с различной шириной ленты

Ширина ленты, мм	Желобчатая роликоопора	Прямая роликоопора
в нормальном исполнении	в тяжелом исполнении	диаметр ролика, мм	масса, кг
диаметр ролика, мм	масса, кг	диаметр ролика, мм	масса, кг
	-	11,5 12,5 8,5 -	- - - -	- - - -	-	6,0 7,5 10,5 7,7 19,0 21,5 -

Таблица 4.13. Расстояние между роликоопорами на грузовой ветви конвейера, м

Плотность транспортируемого груза, т/м3	Расстояние между роликоопорами при ширине ленты
400 мм	650 мм	800 мм	1000 мм	1400… 1600 мм	1800… 2000 мм
До 1,0 1,1…2,0 Более 2,0	1,5 1,4 1,3	1,4 1,3 1,2	1,4 1,3 1,2	1,3 1,2 1,1	1,2 1,1 1,0	1,1 1,0 0,9

Примечание. При транспортировании крупнокусковых грузов диаметром более 300 мм указанные в табл. 4.8 расстояния между роликоопорами уменьшаются на 20 %. Расстояние между роликоопорами порожняковой ветви берется в 2 раза больше расстояния между опорами в грузовой ветви, но не должно превышать 3 м.

При тяговом расчете методом обхода по контуру обход контура конвейера начинают от точки сбегания ленты с приводного барабана или от точки наименьшего натяжения ленты.

Натяжение ленты в каждой последующей по ходу точке контура равно натяжению в предыдущей плюс сумма сопротивлений на участках между этими точками, Н:

. (4.11)

Рис. 4.10. Расчетная схема замкнутого тягового органа, работающего в уклоне

Например, для конвейера (рис. 4.10), устанавливаемого на уклоне:

S₂=S₁+W_1-2;

S₃=1,05S₂;

S₄=S3+W_3-4 .

Передаваемое ленте от барабанов тяговое усилие равно разности натяжения набегающей S_нби сбегающейS_сб ветви ленты, Н

W₀=S_нб- S_сб . (4.12)

Сила трения между барабаном и лентой должна быть не менее тягового усилия W₀, в противном случае будет иметь место скольжение (буксование) ленты по барабану.

Условие отсутствия скольжения выражается формулой Эйлера

, (4.13)

где e^ma - тяговый фактор, берется из табл. 4.14;

m - коэффициент трения ленты о барабан;

a - угол обхвата лентой барабана, радиан (в двухбарабанных проводах a=a₁+a₂ , т.е. сумма углов обхвата на 2-х барабанах);

е – основание натурального логарифма, е=2,72.

Учитывая , что S₄=S₁e^ma, и решая систему уравнений, определяют S_1, а затем натяжение во всех остальных точках.

Тяговое усилие на окружности приводного барабана, Н

W₀=S_нб- S_сб= S₄ – S₁=S_сб( e^ma-1) . (4.14)

Таблица 4.14. Значения тягового фактора e^ma

Род барабана и атмосферные ус-ловия	Коэф. сце-пления, m	Угол обхвата a, град
Обточенный барабан и очень влажная атмосфера	0,1	1,37	1,44	1,52	1,60	1,69	1,78	1,88	1,94	2,01	2,32
Футерованный резиной барабан и очень влажная атмосфера	0,15	1,60	1,73	1,88	2,03	2,20	2,38	2,57	2,71	2,85	3,51
Обточенный барабан и влажная атмосфера	0,2	1,88	2,08	2,31	2,57	2,85	3,17	3,52	3,78	4,05	5,34
Футерованный резиной барабан и влажная атмосфера	0,25	2,20	2,50	2,85	3,25	3,71	4,23	4,83	5,26	5,74	8,17
Обточенный барабан и сухая атмосфера	0,3	2,57	3,01	3,52	4,12	4,82	5,64	6,60	7,33	8,14	12,35
Обточенный барабан и сухая чистая атмосфера	0,35	3,01	3,61	4,34	5,22	6,29	7,53	9,05	10,12	11,55	18,78
Барабан футерованный резиной и сухая атмосфера	0,4	3,52	4,34	5,35	6,60	8,14	10,04	12,39	14,25	16,38	28,56

Приближенное (без учета местных сопротивлений) значение тягового (окружного) усилия W₀=W_г+W_п, при W₀>0 режим работы двигательный, W₀<0 - тормозной, установка самодействующая, работает в режиме асинхронного генератора.

Минимальное необходимое (из условий отсутствия проскальзывания на барабане) натяжение ленты в точке сбегания:

При двигательном режиме ,

При двигательном режиме .

где К_т – запас тяговой (тормозной) способности привода, 1,2…1,3;

е^µα – тяговый фактор привода.

Более уточненный тяговый расчет ленточного конвейера основан на определении всех видов сопротивлений по контуру ленты, начиная с точки сбегания ленты с приводного барабана.

Общее сопротивление движению ленты складывается из суммы сопротивлений, возникающих по всей трассе конвейера:

W₀=W_г+W_п+W_б+W_кр+W_заг+W_раз+W_оч , (4.15)

где W_г,W_п– сопротивления движению ленты на прямолинейных участках соответственно грузовой и порожниковой ветвей, Н;

W_б – сопротивление на отклоняющих или поворотных барабанах, Н;

W_кр – сопротивление движению ленты на криволинейных участках, Н;

W_заг – сопротивление в месте загрузки ленты транспортируемым грузом, Н;

W_раз – сопротивления, возникающие от разгрузки ленты, Н;

W_оч – сопротивления очистных устройств, Н.

Сопротивление движению при огибании отклоняющего или поворотного барабанов, Н

W_б=S_н (k₄ -1) , (4.16)

где S_н - натяжение набегающей ветви, Н;

k₄ - обобщенный коэффициент сопротивления (принимается по табл. 4.15).

Таблица 4.15. Значения коэффициентов k₄ и k₅

Коэффициент	Угол обхвата барабана или отклонения роликопор, град	Значение коэффициентов для условий работы
тяжелых	очень тяжелых
k4	< 90	1,03 1,04 1,05	1,04 1,05 1,06
k5	< 15 15…30	1,05 1,05	1,05 1,06

Сопротивление движению при отклонении ленты роликовой батареей выпуклостью вверх, Н

W_кр= S_н (k₅ –1) , (4.17)

где k₅ - обобщающий коэффициент сопротивления (см. табл. 4.10).

Сопротивление движению в месте разгрузки конвейера, Н:

, (4.18)

где f – коэффициент трения груза о стенки металлических бортов (для угля – 0,35…0,40, сухой породы – 0,5..0,6, влажной породы – 0,8…0,9);

l_б – длина загрузочных бортов, м;

k₆ – коэффициент бокового давления k₆ =0,6…0,9;

k₇– удельное сопротивление трению уплотнительных резиновых полос о ленту (при В<1000 мм k₇ =30…50 кН/м; при В>1000 мм k₇ =60…100 кН/м );

u₀ – скорость транспортирования, м/с;

u₁ – проекция скорости движения груза на направление движения ленты, м/с;

h_б – высота борта, м.

В практических расчетах значение (u₀²-u₁²) можно принимать 2…10 м²/с² при высоте наклонной стенки воронки соответственно 1…10 м.

Сопротивление движению в месте очистительного устройства, Н:

- скребкового типа (скрепки и плужки)

W_оч=p_сВ , (4.19)

где p_с - удельное сопротивление очистки, p_с=300…500 Н/м (меньшее значение для неабразивного сухого груза, большее значение для влажного абразивного груза);

- щеточного типа с собственным приводом

W_оч=0,2p_щu_щВ , (4.20)

где p_щ– удельное сопротивление очистителя (для сухих и влажных, но не липких грузов – 200…250 Н/м; для влажных и липких – 300…350 Н/м);

u_щ – скорость очистителя, м/с.

Определив сумму сосредоточенных и распределенных сопротивлений на трассе конвейера, находят натяжение набегающей и сбегающей ветвей ленты у привода S_нбиS_сб.

При заданном угле обхвата лентой барабана a и коэффициенте сцепления между лентой и барабаном m натяжения набегающей S_нб ветви ленты будет равно, Н

. (4.21)

Натяжения сбегающейS_сб ветви ленты, Н:

S_сб =S_нб- W₀. (4.22)

Для предотвращения недопустимого провеса ленты между роликоопорами полученные при тяговом расчете минимальные значения натяжения S_minна грузовой и порожняковой ветвях, ни в одной точке наименьшего натяжения контура ленты не должны быть меньше расчетной допустимой стрелы провеса, Н:

, (4.23)

. (4.24)

Если условия не соблюдаются, пересчитывают натяжение ленты, предварительно определяя значения S_г.minи S_п.min.

Мощность приводного двигателя определяется из выражения, кВт:

- для двигательного режима

, (4.25)

где k_зап– коэффициент запаса мощности _, k_зап =1,1…1,2;

h- КПД привода, h= 0,8…0,85;

- для генераторного режима

. (4.26)