Методические указния по решению задач 160-259

1. Решение задач 160-259 следует вести в следующей последовательности:

1.1. Выписать исходные данные из таблицы 1 и проверить размерность величин (необходимо, чтобы силовые единицы измерялись в Н (ньютонах))

1.2. Число несущих ветвей

Число наматываемых ветвей

1.3. Кратность полиспаста

1.4. Коэффициент полезного действия полиспаста с учетом потерь на блоках (карта 1)

1.5. Наибольшее усилие в одной ветви каната, Н

1.6. Расчетное разрывное усилие каната, Н

,

где К – коэффициент запаса прочности (карта 2)

1.7. Выбор каната (карты 3,4,5,6,7,8,9,10,11)

Техническая характеристика:

[ ]

согласно ГОСТ …….

1.8. Действительный коэффициент запаса прочности

1.9. Диаметр блоков и канатного барабана, мм

,

где e – коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины и режима ее работы (карта 2)

1.10. Шаг нарезки канавок на барабане, мм

1.11. Средний диаметр барабана, мм

1.12. Число рабочих витков

,

где Н – высота подъема, мм

Число витков, необходимых для крепления каната

1.14. Число запасных витков при нижнем положении груза

1.15. Суммарное число витков

1.16. Длина нарезной части барабана, мм

1.17. Длина гладкой (концевой) части барабана, мм

1.18. Расстояние между нарезками в случае сдвоенных полиспастов

мм

1.19. Полная длина барабана, мм

- при сдвоенном полиспасте

- при простом (одинарном) полиспасте

1.20. Толщина стенки барабана, мм

- для чугунного барабана

мм

- для стального барабана

1.21. Коэффициент полезного действия механизма подъема

где – коэффициент полезного действия полиспаста (см. пункт 1.4 данного расчета)

= 0.97 – коэффициент полезного действия барабана

=0.8÷0.85 – коэффициент полезного действия редуктора

1.22. Статическая мощность электродвигателя, кВт

1.23. Выбор конкретного электродвигателя по величине мощности, режиму работы и роду тока (карты 12,13,14,15).

Примечание. Мощность выбранного электродвигателя не должна превышать расчетную величину. Вполне допустимо выбирать двигатель с мощностью на 20-30% меньше, чем расчетная величина.

Техническая характеристика:

Тип

Частота вращения, мин

Мощность, кВт

ГОСТ

1.24. Частота вращения барабана

1.25. Передаточное число привода механизма подъема

1.26. Выбор редуктора, учитывая передаточное число механизма подъема (см. пункт 1.25), режим работы, передаваемую мощность (см. пункт 1.22) и частота вращения двигателя (см. пункт 1.23) по картам 16,17,18,19.

Примечание. Редуктор подбирается с таким расчетом, чтобы действительная скорость подъема не отличалась от заданной не более, чем на 10%. Если это условие не выполняется, то сохранить заданную скорость подъема груза можно путем изменения диаметра барабана.

Техническая характеристика:

Типоразмер

Номинальное передаточное число

Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н м

1.27. Действительная скорость подъема груза

1.28. Крутящий момент на валу электродвигателя, Н м

1.29. Тормозной момент

, Н м,

где К - коэффициент запаса торможения по нормам Госгортехнадзора:

Л – легкий режим - =1.5;

С – средний режим - =1.75;

Т – тяжелый режим - =2.0;

ВТ – весьма тяжелый режим - =2.5.

1.30. Выбор тормоза, судя по тормозному моменту и режиму работы по картам 20,21.

Примечание. Тормоз с большим тормозным моментом может вызвать резкое торможение и повышение динамической нагрузки.

Техническая характеристика:

Тип

Тормозной момент, Н м

Диаметр тормозного шкива, мм

1.31. Действительный запас торможения

Примечание. Действительный коэффициент запаса торможения не должен отличаться более чем на 10-15% от нормативного коэффициента. Если же он оказывается значительно больше, то на практике производят его регулировку путем изменения усилий пружин или перестановки груза.

 

2. Решение задач 260-284 следует вести в такой последовательности:

2.1. Выписать исходные данные из таблицы 2 и проверить размерность величин

2.2. Выбор типа элеватора – карта 22

2.3. Средний коэффициент заполнения ковшей φ – карта 23

Скорость ленты (рекомендуемая) v, м/с – карта 23

2.4. Необходимая погонная вместимость ковшей, л/м

2.5. Необходимая вместимость, л – карта 24

Шаг ковшей , мм – карта 24

2.6. Объемная производительность элеватора, м/час

2.7. Ширина ковша , мм – карта 25

Ширина ленты , мм – карта 25

2.8. Выбор конвейерной ленты:

- тип - карта 26

- прочность ленты, Н/мм - карта 27

z – число прокладок - карта 27

- марка ткани ленты - карта 28

- максимально допустимая рабочая - карта 29

нагрузка тяговой прокладки ,Н/мм

2.9. Погонная масса груза, кГ/м

2.10. Толщина конвейерной ленты, мм

где z – количество тяговых тканевых прокладок – см. пункт 2.8

- толщина тяговой тканевой прокладки – карта 30

- толщина защитной тканевой прокладки (имеется только у лент типа 1): =3.2 мм;

- толщина резиновой обкладки рабочей поверхности конвейерной ленты – карта 31

- толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности конвейерной ленты – карта 31

2.11. Погонная масса ленты

,

где = 1100 кГ/ - плотность ленты

- ширина ленты, м - см. пункт 2.7

δ – толщина ленты, м - см. пункт 2.10

2.12. Погонная масса ковшей, кГ/м

,

где - масса одного ковша, кг - карта 32

- шаг ковшей, м - см. пункт 2.5

=1.14 – коэффициент массы крепежных деталей

2.13. Погонная масса ходовой части конвейера, кг/м

,

где - погонная масса ленты, кГ/м – см. пункт 2.11

- погонная масса ковшей, кГ/м – см. пункт 2.12

2.14. Сопротивление зачерпыванию груза, Н

где q – погонная масса транспортируемого груза, кГ/м - см. пункт 2.9

g – 9.81 м/ - ускорение свободного падения

- коэффициент зачерпывания - карта 33

2.15. Мощность на приводном валу элеватора, кВт

,

где Q – расчетная производительность, т/час

Н – высота подъема, м - см. исходные данные

2.16. Окружное усилие на приводном барабане, Н

,

где υ – скорость движения ленты, м/с - см. пункт 2.3

2.17. Максимальное усилие в ленте

,

где f – коэффициент сцепления между лентой и барабаном - карта 34

α – угол обхвата лентой барабана, рад

- тяговой фактор - карта 35

2.18. Необходимое число тяговых прокладок в ленте

,

где - максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки

– см. пункт 2.8

- ширина ленты, мм – см. пункт 2.7

= 0.9 – коэффициент ослабления ленты в местах крепления ковшей

2.19. Диаметр приводного барабана, мм D – карта 25

2.20. Проверка диаметра барабана по условию

2.21. Проверка условия обеспечения центробежной разгрузки ковшей

2.22. Уточненный тяговый расчет элеватора методом обхода по контуру, приняв наименьшее допустимое натяжение тягового органа.

Н

где F – окружное усилие на приводном барабане – см. пункт 2.16

2.22а. Натяжение в точке 1

2.22б. Натяжение в точке 2

где - коэффициент натяжения тягового органа от сопротивления на повороте:

при угле обхвата α=180° =1.05…1.07

при угле обхвата α=90° =1.03…1.05

- сопротивление зачерпыванию груза – см. пункт 2.14

2.22в. Натяжение в точке 3, Н

,

где q – погонная масса груза, кГ/м – см. пункт 2.9

q - погонная масса ходовой части конвейера – см. пункт 2.13

2.22г. Натяжение в точке 4, Н

2.22д. Во избежание скольжения ленты по барабану необходимо, чтобы

,

где - тяговый фактор – см. пункт 2.17

Определяем , выдерживая условие

2.23. Уточняем количество прокладок

,

где - максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки

– см. пункт 2.8

- ширина ленты, мм – см. пункт 2.7

= 0.9 – коэффициент ослабления ленты в местах крепления ковшей.

2.24. Тяговая сила на приводном барабане с учетом сопротивления на барабане

2.25. Проверка правильности выбора диаметра приводного барабана

,

где α – угол обхвата барабана, град;

f – коэффициент сцепления между лентой и барабаном – см. пункт 2.17

[ ρ ] = 10 …1.1 10 Па – допустимое среднее давление между лентой и барабаном.

2.26. Мощность на приводном валу элеватора, кВт

2.27. Мощность двигателя, кВт

где К = 1.1…1.35 – коэффициент запаса;

η – коэффициент полезного действия передач от двигателя к приводному валу - карта 36

2.28. выбор электродвигателя: - карты 11,12

- тип 13,14

- мощность , кВт 15

- частота вращения , мин

2.29. Частота вращения вала приводного барабана

,

где - диаметр приводного барабана – см. пункты 2.19, 2.21, 2.25.

2.30. Передаточное число привода (между валом двигателя и приводным валом элеватора)

2.31. Выбор редуктора: карты 16,17,

- тип 18,19,

- передаточное число 19а

- мощность , кВт

2.32. Уточненная скорость ленты, м/с

,

где - частота вращения выходного конца электродвигателя, мин

- см. пункт 2.28

- передаточное число редуктора - см. пункт 2.31

Примечание. Найденный параметр должен соответствовать требованиям СТ СЭВ 1335-78: номинальная скорость 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.

2.33. Уточненная производительность элеватора

,

где - вместимость ковша, л - см. пункт 2.5

- фактическая скорость, м/с - см. пункт 2.32

- коэффициент заполнения ковша - см. пункт 2.3

- плотность груза, Т/м - см. условие

- шаг ковшей, м - см. пункт 2.5 Допускается отклонение от заданной производительности 10%.

 

3. Решение задач 285-323 следует вести в следующей последовательности:

3.1. Выписать исходные данные из таблиц 3 и 4 и проверить размерность величин.

3.2. В качестве тягового органа конвейера ПРЕДВАРИТЕЛЬНО принимают тяговую разборную цепь Р2-100-220 ГОСТ 589-74 с шагом t=100 мм, массой 1м 5.2 кГ/м и разрушающей нагрузкой F =220 кН.

3.3. Звездочка для тяговой разборной цепи

- число зубьев - карта 37

- диаметр делительной окружности - карта 37

3.4. Максимальный угол наклона конвейера на вертикальных перегибах

,

где i, j – порядковые номера горизонтальных и вертикальных участков.

3.5. Минимальный зазор между грузами =0.1…0.15 м. Конкретно принимаем

 

3.6. Наибольшая длина груза - см.условие

наибольшая высота груза - см.условие

3.7. Минимальный допустимый шаг подвесок из условия свободного

прохода грузов на наклонных участках

на вертикальных участках

3.8. Расчетный шаг Т подвесок принимается равным или большим шага, определенного из условий свободного прохода грузов по трассе. Кроме того, он должен быть кратным двум шагам цепи

где x = 1; 2; 3; 4... - любое целое натуральное число.

3.9. Возможность свободного прохода грузов на горизонтальных поворотах тягового органа проверяется графическим построением

3.10. Скорость цепи при условии, что на каждой подвеске будет располагаться по одной детали

3.11. Выбор типовой каретки конвейера

- масса – карта 38

- расчетная (предельная) нагрузка на каретку, кН, не менее – карта 38

3.12. Проверка удовлетворения полученной скорости требованиям ГОСТ 5946-79

3.13. Масса одной подвески

3.14. Шаг кареток Т (мм) выбирается в соответствии с ГОСТ 5946-79 из ряда при шаге цепи t = 80 мм.

=160; 320; 480; 640; 800

при шаге цепи t = 100 мм

=200; 400; 600; 800; 1000

при шаге цепи t = 160 мм

=320; 640; 960; 1280

Примечание. Шаг кареток для конвейеров с пространственной трассой принимается не более 960 мм. Шаг подвесок согласовывается с шагом кареток. Если шаг подвесок больше максимального шага кареток, для ограничения чрезмерного провисания цепи между рабочими каретками устанавливают холостые каретки.

3.15. Погонная масса холостой ветви

– погонная масса тягового органа, кГ/м - см. пункт 3.2

Т – шаг подвески, м - см. пункт 3.8

Т – шаг каретки, м - см. пункт 3.14

– масса каретки, кг - см. пункт 3.11

– масса подвески, кг - см. пункт 3.13

3.16. Погонная масса загруженной ветви

,

где - масса груза, кг - см. условие

3.17. Минимальное натяжение цепи =500…1000Н

Конкретно принимаем .

3.18. Коэффициенты, учитывающие сопротивления движению на криволинейных участках подвесных конвейеров при работе в отапливаемых помещениях

- на поворотных звездочках и блоках - карта 40

- на роликовых перегибах - карта 40

- на вертикальных перегибах - карта 40

3.19. Число вертикальных перегибов x – по схеме трассы

3.20. Число горизонтальных поворотов с углом 90º - по схеме трассы

3.21. Количество горизонтальных поворотов с углом 180º - по схеме трассы

3.22. Суммарный коэффициент, учитывающий местные сопротивления по всей трассве

3.23. Нагрузка на каретки нагруженной ветви

,

где - погонная масса загруженной ветви, кГ/м - см. пункт 3.16

Т – шаг подвески, м - см. пункт 3.8

g = 9.81 м/с - ускорение свободного падения

3.24. Нагрузка на каретки холостой ветви

,

где - погонная масса холостой ветви, кГ/м - см. пункт 3.15

3.25. Условия работы конвейера - карта 41

3.26. Коэффициент сопротивления движению ω - карта 42

3.27. Общая длина горизонтальных проекций загруженных участков конвейера, м

3.28. Общая длина горизонтальных проекций порожних участков конвейера, м

3.29. Коэффициент концентрации местных сопротивлений, зависящих от количества перегибов и поворотов и их расположения на трассе конвейера:

= 0.5 при

= 0.35 при

3.30. Наибольшая высота подъема груза на трассе конвейера

, м

3.31. Предварительное значение максимального натяжения цепи конвейера

 

3.32. Допускаемая нагрузка на цепь по ее несущей способности

,

где - разрушающая нагрузка цепи см. пункт 3.2

коэффициент, учитывающий свойства материала цепи (меньшие значения для незакаленных сталей, большие – для закаленных)

К = - расчетный запас прочности по несущей способности цепи

- коэффициент безопасности

= 1.2 – для конвейеров с пространственной трассой при массе транспортируемого груза до 125 кг

= 1.5 – для конвейеров с пространственной трассой при массе транспортируемого груза свыше 125 кг

= 1.4…1.8 – коэффициент ответственности конвейера

= 1.4…1.8 – коэффициент возможности износа цепи (большие значения – при больших сроках службы конвейера и напряженном режиме его работы)

= 1.2…1.3 – коэффициент достоверности расчетных и нагрузочных данных

- коэффициент динамических нагрузок:

= 1 при v = 0.083 м/с

= 1.5 при v = 0.083..0.27 м/с

= 1.25 при v > 0.27 м/с

= 1.5...5 – коэффициент, учитывающий напряженное состояние звена цепи (в среднем =3)

3.33. Типоразмер цепи выбран правильно, если

Если условие не удовлетворяется, следует изменить типоразмер цепи и шаг подвесок и кареток и повторить расчет

3.34. Допускаемое усилие в тяговой цепи [ ]

<[ ] карта 43

3.35. Расчет усилия напряжения

В точке 17 принимаем минимальное значение напряжения

, Н см. пункт 3.17

В точке 16 напряжение равно

, Н

В точке 15 натяжение равно

, Н

где - см. пункт 3.18

- см. пункт 3.26

- см. пункт 3.15

- см. пункт 3.16

3.36. Тяговое усилие на приводной звездочке, Н

,

где

- см. пункт 3.18

3.37. Окружное усилие на приводной звездочке, Н

- см. пункт 3.18

3.38. Мощность электродвигателя, кВт

N=

где =1.1...1.2 – коэффициент неучтенных сопротивлений

ν – cкорость конвейера, м/с - см. пункт 3.10

η = 0.75…0.8 – общий коэффициент полезного действия механизма привода

3.39. Выбор электродвигателя:

- тип - карты 11,12

- мощность , кВт 13,14

- частота вращения , мин 15

3.40. Частота вращения приводной звездочки

,

где - число зубьев звездочки - см. пункт 3.3

t – шаг цепи, м - см. пункт 3.2

- см. пункт 3.33

v – скорость цепи, м/с - см. пункт 3.10

3.41. Передаточное число привода

3.42. Выбор редуктора:

- тип - карты 16, 17

- передаточное число 18,19

- мощность , кВт 19а

3.43. Фактическая частота вращения звездочки

3.44. Фактическая скорость цепи

,

где - диаметр делительной окружности, м - см. пункт 3.3

3.45. Фактическая производительность конвейера

,

где Т – шаг подвесок, м

3.46. Отклонение от заданной производительности

%

При необходимости строгого обеспечения заданной производительности следует предусмотреть в приводе дополнительную передачу.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

«Гродненский государственный политехнический колледж»

 

Контрольная работа

 

по дисциплине: «Подъемно-транспортное оборудование»

 

 

Вариант № ____

 

учащегося _________________________________________________________

^{(Фамилия, имя, отчество )}

____________ курса группы _______________

 

специальности: 2-36 01 03 «Техническое обслуживание

технологического оборудования»

Шифр учащегося _______________

 

Преподаватель: _________________________

(фамилия, инициалы)

 

Рецензия:

Босацкая Н.А.