16.8. Пример расчета винтового конвейера

Рассчитать винтовой горизонтальный конвейер для перемещения сырого песка насыпной плотностью 1,6 т/м³. Расчетная производительность Q = 40 т/ч, длина конвейера L = 20 м.

Принимаем отношение шага винта к его диаметру k_D = 0,8 (для абразивных материалов) согласно пояснению к формуле (13.3). В соответствии с ГОСТ 2037—82 и рекомендациями табл. 13.2 принимаем частоту вращения винта п_в = 40 мин^-1. Из табл. 13.3 коэффициент заполнения желоба  = 0,125.

Необходимый диаметр винта [см. (13.3)]

D = 0,275 = 508 м,

принимаем k_β = 1, так как конвейер горизонтальный (табл. 13.5).

По данным табл. 13.1 назначаем диаметр винта D = 500 мм, шаг винта S = 400 мм (винт однозаходный).

По условию (13.2) максимально допустимая частота вращения винта

n = = 42,4 мин-1,

т.е. п_в = 40 меньше n = 42,4 мин^-1. Коэффициент k = 30 принят по табл. 13.3.

Мощность на валу винта, потребляемая при работе конвейера [см. (13.4)], Р₀ = 0,002740204 = 8,64 кВт, где  — коэффициент сопротивления движению груза, по табл. 13.3 принят  = 4.

Мощность двигателя для привода конвейера [см. (6.21)] Р = (1,258,64)/0,96 = = 11,25 кВт, где  = 0,96 (см. табл. 5.1), предполагая, что в приводе будет использован двухступенчатый редуктор.

По табл. III.3.2 выбираем электродвигатель с повышенным пусковым моментом типа 4AP160S6У3 с номинальной мощностью 11 кВт при частоте вращения п = 975 мин^-1 (табл. III.3.1).

Необходимое передаточное число привода [см. (6.23)] и = 975/40 = 24,37. Из табл. Ш.4.2 выбираем редуктор типоразмера Ц2-250 с передаточным числом и_р = 24,9.

Фактическая частота вращения винта п_в.ф = 975/24,9 = 39,15 мин^-1, т.е. отличается от номинальной на 2%, что допустимо.

Фактическая производительность конвейера [см. (13.6)] Q_ф = 470,5²0,4  0,12539,151,6 = 36,7 т/ч, т.е. отличается от расчетной в допустимых пределах.

Вращающий момент на валу винта [см. (13.7)] Т₀ = (95508,64) / 39,15 = = 2107 Нм.

Тангенс угла подъема винтовой линии (по наружному диаметру винта) tg = =  = 0,4/(3,14  0,5) = 0,255, при этом  = 14°17'.

Приняв из табл. 4.2 коэффициент трения влажного песка по стали (в состоянии покоя) f₀ = 0,6, найдем из соотношения (4.7) коэффициент трения в состоянии относительного движения груза f_д = 0,8 f₀ = 0,80,6 = 0,48, а из соотношения (4.8) угол трения  = arctg f_д = arctg 0,48 = 25°40'.

Осевое усилие на винте из формулы (13.8)

Fос = = 14 367 Н, Fос используется при выборе подшипников.

16.9. Пример расчета роликового конвейера

Рассчитать гравитационный роликовый конвейер (см. рис. 14.1, б) с прямолинейной трассой для транспортирования металлических контейнеров массой т = 200 кг со скоростью  = 0,5 м/с. Длина контейнера l = 1,8 м, ширина — 0,6 м. Производительность конвейера Z = 250 шт./ч, длина конвейера L = 30 м. Условия работы средние.

Из формулы (14.2) производительность конвейера Q = mZ  10^-3 = 200  250   10^-3 = 50 т/ч.

Из формулы (14.1) расстояние между грузами

tг = = 7,2 м.

Из табл. 14.1 выбираем угол наклона конвейера 2°. Шаг роликов не должен превышать 0,45 длины груза, т.е. 810 мм, принимаем шаг роликов t_р = 630 мм (см. параграф 14.2). Ширина конвейера (длина ролика) принимается (см. параграф 14.2) на 50...100 мм больше ширины груза. Примем ширину конвейера 650 мм.

Число роликов, на которых лежит груз, по формуле (14.5) z' = 1,8/0,63 = 2,86. Принимаем z' = l

Средняя нагрузка на один ролик (см. табл. 14.3) F_р = 0,52009,81 = 981 Н.

Из табл. 14.2 при нагрузке, приходящейся на один ролик, 981 Н  980 Н и длине ролика 650 мм выбираем диаметр необработанного ролика D = 60 мм.

Из табл. 14.4 масса одного ролика m_р = 4,8 кг. Диаметр цапфы ролика принимаем d = (0,2...0,25) D = (0,2...0,25)60 = 12...15 мм [см. пояснения к формуле (14.4)]. Принимаем d = 12 мм. Число роликов в конвейере z = L/t_р = 30/0,63 = 48.

Принимаем коэффициент трения качения груза по роликам  = 510^-4 м [см. пояснения к формуле (14.4)]. Из табл. 14.5 коэффициент трения в цапфах роликов примем для средних условий работы f = 0,04 (ролики на подшипниках качения).

Сопротивление движению одного груза определяем по формуле (14.4):

F = + 0,85 = 51 Н.

Коэффициент сопротивления движению груза на конвейере по формуле (14.6)  = 51/(2009,81) = 0,026.

При принятом угле наклона гравитационного конвейера  = 2° проверяем условие (14.7): tg  = tg 2° = 0,0348 >  = 0,026. Поскольку условие (14.7) удовлетворяется, движение грузов за счет продольной составляющей силы тяжести груза обеспечивается.