Подъемно-транспортные машины

     Цепные  тяговые органы выполняют из пластинчатых втулочных и втулочно-роликовых  цепей по ГОСТ 588 - 74 или из овальнозвенных сварных цепей по ГОСТ 2319 - 70.

     По  назначению элеваторы делят на стационарные, передвижные и встроенные. Последние  являются частью другой машины, комбайна, зерносушилки и т.д. На ковшовые, полочные и люлечные элеваторы делят по конструкции рабочего органа. По способу  разгрузки и разгрузки элеваторы  бывают тихоходные и быстроходные.

     Ковшовые  элеваторы для перемещения грузов на зерноперерабатывающих предприятиях имеют некоторые параметры, отличные от элеваторов общего назначения (скорость ленты, диапазон производительности и  др.). Их называют нориями.

     Поскольку ковшовый конвейер работает в системе  перегрузочного узла перерабатывающего  предприятия, то принимают высоту подъема  материала элеватором равной высоте подъема материала ленточным  конвейером. Обычно в этих системах элеваторы устанавливают вертикально, при этом L_э = Н. Элеватор может также занимать и наклонное положение с углом наклона к вертикали β = 20^о ÷ 25^о. Большие углы наклона элеватора резко уменьшают коэффициент наполнения ковша.

     Схема ковшового конвейера показана на рисунке 4.

       

     1 – тяговый орган (лента или  цепь); 2 – ковши; 3 – кожух элеватора; 4 – приводной барабан (или  звездочка); 5 – натяжной барабан; 6 – натяжное устройство

     Рисунок 4 – Схема вертикального ковшового  конвейера

     При наклонном элеваторе определяют его длину L_э (расстояние между осями натяжного и приводного барабанов, или звездочек) и длину транспортирования по горизонтали L_г.э.

           L_э = , м и L_г.э = L∙sinβ, м (24)

     где Н – высота подъема материала, м;

     β – угол наклона к вертикали, град.

     В нашем случае элеватор устанавливается  вертикально. Таким образом, L_э = Н = 30 м.

     Различают элеваторы быстроходные (ленточные) со скоростью движения тягового органа 1,25-2 м/с и тихоходные (цепные) со скоростью 0,4-1 м/с. Для норий: тип I, скорость ленты 1-1,5 м/с; тина II, скорость ленты 2,2-3,6 м/с.

     Так как по заданию скорость движения тягового органа составляет 1,0 м/с, элеватор является тихоходным (цепным). 

     2.1 Выбор типа и шага ковшей  элеватора

     Ковши применяют трех типов:

     - глубокие — для хорошо сыпучих материалов (зерно, сухой песок), их изготавливают емкостью от 0,6 до 15 л;

     - мелкие — для плохо сыпучих  материалов, влажных и слеживающихся  (мука, мелкая соль), их изготовляют  емкостью от 0,75 до 14,5 л;

     -остроугольные  – для средне- и крупнокусковых  материалов (кукуруза в початках, бобовые и др.), их изготовляют  емкостью от 1,5 до 130 л.

     Форма ковша определяется основными параметрами: углом черпания, углом среза, шириной, вылетом и глубиной. Размеры ковшей и их емкость для элеваторов общего назначения устанавливаются по ГОСТ 2086 - 66, а элеваторов специального назначения для зерна и продуктов его переработки вместимостью от 0,81 до 11 л - по ГОСТ 4592 - 65.

     Ковши элеваторов делают из листовой стали  и резины или пластмассы для предохранения материала от повреждения и сетчатыми для обезвоживания груза.

     Тип ковша (рисунок 5) выбирают исходя из того, какой материал необходимо транспортировать.

     Так как емкость по заданию составляет 14,5 л, принимаем глубокий тип ковша.

     В зависимости от размеров ковшей шаг  размещения мелких и глубоких ковшей на тяговом органе составляет 300, 400, 500 и 600мм.

     Основные  характеристики ковшей элеваторов по ГОСТ 2036-66 приведены в таблице 6 [1].

     а – мелкие полукруглые; б – глубокие полукруглые; в – остроугольные (чешуйчатые)

     Рисунок 5 – Ковши элеваторов

       

     Таблица 6 – Основные характеристики ковшей элеваторов 

         

     В соответствии с таблицей 6 [1] подбираем  шаг и ширину ковшей. Так как емкость ковша 7 л, шаг будет равен 500 мм, а ширина ковша 350 мм.

     Мелкие  и глубокие ковши расставляют  на тяговом органе на определенном расстоянии друг от друга с тем, чтобы  обеспечить полное высыпание материала  из ковша при центробежной разгрузке:

           t_к ≈ (2,5÷3)∙h,                                                                      (25)

     где t_к – шаг ковшей, м;

     h – высота задней стенки ковша, м;

     Зная  шаг ковша, можно найти высоту задней стенки ковша, руководствуясь формулой (25):

     h = = = 0,16 м=160мм

     В знаменателе стоит число 2,8, т.к. принято  среднее значение между 2,5 и 3 (25). 

     2.2 Определение производительности  ковшового конвейера (элеватора) 

     Производительность  ковшового элеватора определяется по формуле:

           П_э = , т/ч                                         (26)

     где q_э – емкость одного ковша, л; принимается по заданию;

     ν_э – скорость тягового органа, м/с; принимается по заданию;

     t_к – шаг ковшей, м; принимается по таблице 6 [1];

     γ – объемная масса материала, т/м³ (см. таблица 1 [1]);

     К_н – коэффициент наполнения ковшей, принимаемый 0,6 для мелких ковшей, 0,8 для глубоких ковшей и 0,7 для остроугольных ковшей.

     Подставляем данные в формулу (27): 

     П_э = = 13,2 т/ч                                                     (27) 

     2.3 Определение потребной мощности  на валу приводного органа  элеватора 

     В общем случае, когда элеватор установлен с углом наклона к горизонту, необходимую мощность привода можно  определить по формуле: 

           N = (1+ ), кВт                                (28) 

     С учетом сопротивлений на зачерпывание материала формулу мощности можно  представить в следующем виде: 

           N = 0,003П_эН[1+ωctgβ₁+ кВт  (29) 

     где П_э – производительность элеватора, т/ч;

       Н – заданная высота подъема  материала, м;

       ω – приведенный коэффициент  сопротивления перемещению движущихся  частей элеватора, принимаемый  для цепных элеваторов 0,11;

       q_т – погонная масса ленты или цепей с ковшами, q_т ≈ 0,9 для двуцепных элеваторов;

       β₁ – угол наклона элеватора к горизонту, град, в нашем случае равен 0⁰.

       А – коэффициент, учитывающий  потери на терние в перегибах  цепи или ленты, вызванных консольным  расположением центра тяжести  ковша с грузом относительно  оси тягового органа, принимается  по таблице 7 [1];

       С – коэффициент, характеризующий  потери на зачерпывание материала,  принимается по таблице 7 [1].

     В соответствии с таблицей 7 [1] коэффициент, учитывающий потери на терние в перегибах  цепи или ленты, вызванных консольным расположением центра тяжести ковша  с грузом относительно оси тягового органа, принимаем равным 1,1.

     Коэффициент, характеризующий потери на зачерпывание материала, в соответствии с этой же таблицей принимаем равным 0,25. 

     Таблица 7 – Значения коэффициентов А  и С 

         

     Таким образом, мощность привода будет  равна:

     N =

     =0,003∙13,2∙30 =1,24 кВт 

     2.4 Определение необходимой мощности  двигателя 

           N_дв = , кВт                                                             (30)

     где η_мех – КПД механизма, принимаемый 0,9.

     N_дв = = 3,5 кВт.

     Параметры электродвигателя подбирают по таблицам (приложения 2 [1] и 3 [1]):

     - марка АО51 – 4;

     - N = 9 кВт;

     - n = 1420 мин^-1;

     - масса = 37 кг. 

     2.5 Определение хода натяжного устройства 

     Натяжное  устройство в ленточных элеваторах применяют только винтового типа и устанавливают в нижнем башмаке. 

     Ход натяжного устройства составляет 0,2 – 0,5 м или 1 – 1,5 шага цепи в цепном элеваторе и 1,0 – 1,5% высоты в ленточном элеваторе.

     Следовательно, ход винта для цепных элеваторов составит:

     -  l_в = (1÷1,5)∙t_ц,                                                                       (31)

     где – l- ход винта натяжного устройства, м;

       t_ц – шаг цепи, м (таблица 6 [1]);

       Н – высота элеватора или полная длина его между центрами ведущего и натяжного органов, м.

     l_в = 1,5∙0,5 = 0,75

     2.6 Определение размеров приводного  барабана 

     Диаметр барабана определяем по формуле (17):

     D_б = к∙i, мм,

     где i – число прокладок в ленте;

       к – коэффициент, зависящий  от числа прокладок, к = 125 при  I = 2÷6.

     В нашем случае прокладок 3, поэтому  к = 125.

     D_б = 3∙125 = 375 мм. 

<