16.4. Пример расчета скребкового конвейера

Рассчитать скребковый конвейер (рис. 16.3) для транспортирования каменного угля насыпной плотностью  = 0,8 т/м³ на расстояние L = 60 м под углом 6° к горизонту. Производительность конвейера Q = 60 т/ч, максимальный размер кусков рядового (несортированного) груза a_max = 200 мм. Работа круглосуточная при постоянной нагрузке.

Выбираем конвейер с высокими сплошными скребками (см. параграф 9.2). При этом полагаем, что возможное крошение угля в процессе транспортирования не снижает его качества.

В соответствии с пояснениями к формуле (9.1) примем: коэффициент k = 2, коэффициент заполнения желоба  = 0,7; скорость транспортирования  = 0,5 м/с; коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера k₂ = 1 (табл. 9.4).

По формуле (9.2) найдем рабочую высоту желоба:

hж = = 0,172 м.

Требуемая ширина желоба В_ж = kh_ж = 2  0,172 = 0,345 м. Конструктивную высоту скребка h_с принимаем на 25 мм больше рабочей высоты желоба, т.е. h_с = 172 + 25 = 197 мм.

Ориентируясь на данные табл. 9.2, примем высоту скребка равной 200 мм, ширину — 400 мм. Соответствующий конвейер имеет шаг скребков tс = 500 мм, шаг звеньев цепи — 250 мм, количество тяговых цепей — 2, объемную производительность V = 100 м3/ч, скорость транспортирования — 0,5 м/с. Производительность этого конвейера Q = V = = 1000,8 = 80 т/ч, т.е. больше требуемой.
	Рис. 16.3. Схема скребкового конвейера примеру расчета — параграф 16.4)

По рекомендациям параграфа 9.2 зазор между скребком и желобом, должен быть равным 5...15 мм с каждой стороны. Приняв его равным 10 мм, получим окончательно ширину желоба В_ж = 400 + 210 = 420 мм.

Проверим размеры желоба при а' = a_max [см. (4.3)] по условию (9.3): В_ж = 420 > 2200 = 400 мм, t_с = 500 > 1,5200 = 300 мм.

Из формулы (5.12) определяем погонную массу груза: q = Q/(3,6) = = 60/(3,60,5) = 33,33 кг/м.

Погонная масса q_ц ходовой части (цепей и скребков) двухцепного конвейера при k_ц = 0,7 [см. пояснения к формуле (9.6)] q_ц = 0,733,33  23,3 кг/м.

Для выполнения тягового расчета разобьем конвейер на отдельные участки (рис. 16.3) и определим натяжение в отдельных точках цепи методом обхода по контуру. Минимальное натяжение тяговой цепи в точке 1 примем равным F₁ = 3000 H (см. параграф 9.3). Предварительно выберем в качестве тягового органа две катковые цепи типа 4 (с ребордами на катках) по ГОСТ 588—81 (М224) с шагом t_ц = 250 мм, разрушающей нагрузкой 224 кН (цепь с таким шагом рекомендует и табл. 9.2 для выбранного нами конвейера).

Коэффициент трения [см. табл. 4.1 и (4.7)] рядового кускового каменного угля по стальному желобу f_д = 0,54. Из табл. 9.5 коэффициент сопротивления движению груза по желобу _г = 1,1 f_д = 1,1  0,54  0,6, коэффициент сопротивления движению тяговой цепи с катками _ц = 0,12.

Длина горизонтальной проекции конвейера [см. (5.19)]

L = 60 cos 6° = 59,67 м.

Высота подъема груза по формуле (5.20) Н^г = 60 sin 6° = 6,27 м.

Сопротивление на прямолинейном загруженном участке конвейера согласно формуле (9.6)

F3-4 = (qг + qцц) L g + (q + qц) Нгg = (33,33  0,6 + 23,33  0,12)  59,67  9,81 + + (33,33 + 23,3) 6,27  9,81 = 16 826 Н.

Сопротивление на прямолинейном холостом участке конвейера получим из формулы (9.6) при q = 0. Поскольку холостая ветвь движется вниз, перед вторым слагаемым этой формулы должен быть знак «минус»:

F_1-2 = q_цg (_цL  Н^x) = 23,3  9,81 (0,12  59,67  6,27) = 203 Н.

Натяжение цепей в точке 2, согласно формуле (5.35), F₂ = F₁ + F_1-2 = 3000 + + 203 = 3203 Н.

Сопротивление на участке 2 (на звездочках) определим согласно формуле (5.26), приняв коэффициент k_п = 1,06: F_2-3 = F₂ (k_п  1) = 3203 (1,061) = 192 Н.

Натяжение цепей в точке 3, согласно формуле (5.35), F₃ = F₂ + F_2-3 = 3203 + + 192 = 3395 Н.

Натяжение цепей в точке 4 F₄ = F₃ + F_3-4 = 3395 +16 826 = 20 220 Н.

Натяжение в набегающих на приводные звездочки тяговых цепях с учетом сопротивлений на поворотном пункте 4 (на приводных звездочках) F_наб = F₄ + + F₄ (k_п  1) = k_пF₄ = 1,06  20 220 = 21 433 Н.

Тяговая сила конвейера по формуле (5.37) F₀ = 21 433  3000 = 18 433 Н.

Необходимая мощность двигателя конвейера по формуле (5.38) Р = 18 433  0,5 / (10³  0,96) = 9,6 кВт. Здесь КПД привода конвейера (см. табл. 5.1)  = 0,96.

Из табл. Ш.3.2 выбираем двигатель 4АР16ОМ8УЗ с повышенным пусковым моментом мощностью 11 кВт и частотой вращения n = 730 мин^-1.

Частота вращения приводного вала конвейера по формуле (8.15) n_п.в = 600,5/(70,25) = 17,14 мин^-1.

Здесь принято число зубьев звездочки z = 7 (см. табл. 8.2).

Требуемое передаточное число привода [см. (6.23)] и = 730/17,14 = 42,59.

Согласно пояснениям к формуле (1.101), расчетная мощность на быстроходном валу редуктора для машин непрерывного действия принимается равной наибольшей статической мощности: Р_р = Р = 9,6 кВт.

Из табл. III.4.2 выбираем редуктор типа Ц2-400 с передаточным числом и_р = 41,34, с мощностью на быстроходном валу при тяжелом режиме работы 11,1 кВт.

Проверка двигателя на достаточность пускового момента и определение коэффициента перегрузки тягового органа при пуске конвейера выполняется аналогично расчету, изложенному в параграфе 16.1.