Реферат на тему скребковые конвейеры

Обновлено: 05.07.2024

Целью данного курсового проекта является проектирование наклонного скребкового конвейера производительностью 160т/ч, длинной 90м, углом наклона β = 6 ° . Конвейер транспортирует шлак горячий при тяжелом режиме работы.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. В расчетно-пояснительной записке изложены проектировочные и проверочные расчеты по данному конвейеру. Графическая часть включает 4 листа формата А1. На первом листе изображены общий вид скребкового конвейера, на втором листе – натяжная станция данного конвейера, на третьем листе показана рама натяжной станции, на четвертом – вал в сборе.

Эффективность эксплуатации оборудования современного предприятия, предназначенного для транспортирования и переработки насыпных грузов, во многом определяется надежностью, работоспособностью и экономическими показателями транспортных систем, основу которых составляют конвейерные линии.

Скребковые конвейеры являются наиболее распространенным видом непрерывного транспорта, благодаря ряду технико-экономических показателей: герметичность, перемещение горячих и токсичных грузов, возможность промежуточной загрузки и разгрузки, реализация трасс с большими углами наклона (до 40 о ), возможность полной автоматизации управления работой конвейера.

Скребковые конвейеры со сплошными скребками используются для транспортирования и охлаждения горячих грузов – золы, шлака и различных грузов химической и металлургической промышленности. Большое распространение получили конвейеры в угольных шахтах, на обогатительных фабриках, предприятиях химической и пищевой промышленности.

Конвейеры с низкими скребками в разнообразных конструктивных модификациях являются в настоящее время основными агрегатами для подземного транспортирования угля в шахтах.

1. Анализ исходных данных

Транспортируемый груз – среднекусковый рядовой шлак горячий. По схеме трассы конвейер является наклонным с углом наклона β = 6°. Режим работы конвейера – тяжелый. Производительность составляет 160т/ч, длина конвейера – 90м.

2. Общее устройство конвейера.

Скребковый конвейер со сплошными низкими скребками состоит из открытого желоба, вдоль которого движутся две вертикально замкнутых тяговых цепи с укрепленными на них скребками, огибающих концевые (приводную и натяжную) звездочки. Движение тяговая цепь получает от привода, а первоначальное натяжение – от натяжного устройства. Транспортируемый груз засыпается в желоб конвейера в любом месте по eго длине и проталкивается скребком по желобу. Разгрузка конвейера может производиться в любом месте по его длине через отверстия в дне желоба, перекрываемые шиберными задвижками или затворами. Груз транспортируется по нижней ветви. По профилю трассы конвейер является наклонным, прямолинейным.

3. Определение параметров желоба.

Производительность скребкового конвейера в основном зависит от

поперечных размеров желоба и скорости движения скребков. Ширина и

высота желоба, являются основными параметрами, определяющим производительность скребкового конвейера. Сечение желоба имеет форму скребка, которая может быть прямоугольной, трапецеидальной, полукруглой.

В работе форма скребка принимается прямоугольно.

Ширина желоба (м) для обеспечения производительности определяется по формуле:

Где Q =160 т/ч – производительность конвейера

V = 0,5…1,5м/с – скорость конвейера

ρ = 0,8 т/м 3 – насыпная плотность груза

ψ = 0,675 – коэффициент заполнения желоба

k_h = 3,5 – коэффициент заполнения желоба

Подставляя в выражения числовые значения коэффициентов, производительности и стандартные значения находим необходимую ширину желоба:

Скребковые конвейеры, предназначены для доставки руды, перемещают груз с помощью скребкового тягового органа непосредственно по почве или по специальному настилу. Основное назначение этих конвейеров, работающих в угольной промышленности,- транспортирование отбитого угля из очистных забоев на откаточный штрек участка.

Передвижной забойный скребковый конвейер имеет важное значение, т. к. его став служит направляющей дорогой для выемочных машин и базой для секций механизированной крепи. Рациональное применение скребковых конвейеров обусловлено: малой высотой, сравнительной простотой изменения рештачного става, высокой производительностью, возможностью использования в качестве опоры струга или дороги при перемещении узкозахватной выемочной техники; удобством увязки с механизированной крепью; обеспечением передвижки става конвейера без разборки; хорошей навалкой благодаря небольшой высоте борта со стороны загрузки.

Недостатки: значительное измельчение угля; быстрый износ тяговых цепей и рештаков; высокая металлоёмкость; частая заштыбовка из – за перегрузок и износа рештаков; отсутствие рихтовки става и др.

Принципы действия скреб-

ковых конвейеров:

- перемещение насыпных

грузов волочением по не-

подвижному грузонесу-

щему органу (рештач-

ный став ) с помощью

тяговых цепей, приводи-

мых в движение от при-

водной станции;

- толкание скребками,

прикреплёнными к тяговой цепи.

Конвейер СР70М состоит из приводной станции 1, концевой головки 3, линейных рештаков 5, 6, тяговой цепи 7 со скребками 2, переходной секции 4.

Скребковые конвейеры СР70А и СР70М разборные, с шириной става 700мм предназначены для доставки угля с пологими пластами не менее 0,8м и оборудованных выемочными машинами, работающими с почвы пласта. Они отличаются: предусмотрены износостойкие и прочные направляющие из проката, увеличена мощность электродвигателей до 45 кВт.

Конвейер может переме-

щать уголь как вниз по

падению пласта, так и

вверх по восстанию.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА КОНВЕЙЕРА СР70

1. натяжной барабан;

2. тяговая цепь;

3. двигатель;

4. турбомуфта;

6. приводной барабан;

ТЯГОВЫЕ ОРГАНЫ

СКРЕБКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ

а. одноцепной с разбор-

б. ной штампованной

б. одноцепной с кон-

сольными скребками.

Безаварийная эксплуатация скребковых конвейеров обеспечивается выполнением технического обслуживания и правильной, согласно инструкции эксплуатацией. В основу технического обслуживания положена система планово – предупредительных ремонтов с периодическими осмотрами, уходом и надзором за работой конвейера и своевременным устранением обнаруженных неисправностей.

При выполнении монтажных и эксплуатационных работ необходимо выполнять следующие правила безопасности: производить окончательный пуск конвейера спустя 4 -6 сек после подачи предупредительного сигнала; перед запуском проверять крепления приводной и натяжной головок, наличие защитных кожухов; не заливать муфты жидкостью, не рекомендованной заводской инструкцией; проводить ремонт и осмотр конвейера только при отключении пусковой аппаратуры и вывешивании предупреждающей надписи ,,НЕ ВКЛЮЧАТЬ, РАБОТАЮТ ЛЮДИ” ; особо следить за правильным натяжением тяговой цепи, не допуская её провисания на приводной станции долее 150 мм.

Блочная схема подключения конвейера выглядит следующим образом:

Где питание 6 кВ с высоковольтной ячейки УК поступает на понижающую подстанцию ТСШВП и далее напряжение 660 В приходит на фидерный автомат АФВ, у которого с отсечной стороны запитан ПВИ – включающий непосредственно электродвигатель ЭД, блок управления БУ – типа АУК и различные датчики типа ДМ. На пульту ПУ расположены кнопки управления КУ. Перед запуском конвейера слышится предупреждающий сигнал из динамика Д.

Все силовые цепи напряжением 660 В запитаны через шинную коробку типа КШВ. Каждый аппарат обязательно должен быть заземлен.

1. Скребковый конвейер —транспортирующее устройство непрерывного действия, в котором перемещение насыпных грузов осуществляется по неподвижному желобу — рештаку с помощью скребков, закрепленных на одной или нескольких тяговых цепях.

Скребковые конвейеры широко распространены во многих отраслях экономики, особенно в угольной промышленности.

Достоинства скребковых конвейеров:

высокая прочность

способность выдерживать большие ударные нагрузки

простота удлинения и укорачивания става

возможность работы по трассе c искривлениями в вертикальной и горизонтальной плоскостях при сложной гипсометрии почвы

возможность пуска и работы co значительными перегрузками (в условиях завала).

Hедостатки скребковых конвейеров:

интенсивный износ рештачного става и тягового органа

высокая энергоёмкость транспортирования

измельчение перемещаемого груза

Классификация скребковых конвейеров

по назначению

подземные скребковые конвейеры (для угольных и рудных шахт)

скребковые конвейеры общего назначения (для поверхности шахт и обогатительных фабрик)

специальные скребковые конвейеры (применяемые в горнотранспортных машинах)

по характеру выполняемых функций

доставочные скребковые конвейеры (только транспортировка)

агрегатные скребковые конвейеры (работают в комплексе с другими выемочными агрегатами, кроме транспортирования другие функции)

тормозные скребковые конвейеры (спуск угля по выработкам с большим углом наклона)

по виду привода

скребковые конвейеры с электрическим приводом

скребковые конвейеры с пневматическим приводом

скребковые конвейеры с гидравлическим приводом

по типу тяговой цепи

скребковые конвейеры с роликовтулочной цепью

скребковые конвейеры с разборной цепью

скребковые конвейеры с круглозвенной цепью

по расположению рабочей ветви

скребковые конвейеры с верхней рабочей ветвью

скребковые конвейеры с нижней рабочей ветвью

скребковые конвейеры с двумя рабочими ветвями

по способу перемещения конструкции

разборные скребковые конвейеры(СР)

Передвижные скребковые конвейеры(СП)

2. Основные узлы скребкового конвейера

Цепь со скребками

Рештачный став - скребкового конвейера собирают из отдельных рештаков (длина 1-2,5 м) — штампованных, чаще сварных желобов, состоящих из двух профильных боковин и днища, разделяющего верхние и нижние ветви тягового органа.

Рабочий орган конвейера – тяговая цепь с прикрепленными к ней скребками.

Приводная станция конвейера предназначена для приведения в движение ленты и расположенного на ней груза. Приводная станция состоит из электродвигателя, редуктора с цилиндрической или конической передачей, барабана и муфт, соединяющих двигатель с редуктором и редуктор с валом барабана. В наклонных конвейерах приводная станция снабжается тормозным устройством или остановами ( храповыми, роликовыми), препятствующими обратному движению ленты под действием груза при выключенном двигателе.

Концевая станция - служит для создания замкнутого контура и создания натяжения скребковых цепей, может располагаться как в хвостовой части конвейера, так и за приводной станцией.

Скребковые конвейеры, предназначены для доставки руды, перемещают груз с помощью скребкового тягового органа непосредственно по почве или по специальному настилу. Основное назначение этих конвейеров, работающих в горной промышленности,- транспортирование отбитой породы из очистных забоев на откаточный штрек участка.

Недостатки: значительное измельчение породы; быстрый износ тяговых цепей и рештаков; высокая металлоёмкость; частая заштыбовка из–за перегрузок и износа рештаков; отсутствие рихтовки става и др.

Рис.1 – Общий вид скребкового конвейера.

Конвейер состоит из приводной станции, концевой головки, линейных рештаков, тяговой цепи со скребками, переходной секции.

Скребковые конвейеры разборные, с шириной става 700мм предназначены для доставки породы с пологими пластами не менее 0,8м и оборудованных выемочными машинами, работающими с почвы пласта. Они отличаются:

предусмотрены износостойкие и прочные направляющие из проката, увеличена мощность электродвигателей до 60 кВт.

Принципы действия скребковых конвейеров:

- перемещение насыпных грузов волочением по неподвижному грузонесущему органу (рештачный став) с помощью тяговых цепей, приводимых в движение от приводной станции;

- толкание скребками, прикреплёнными к тяговой цепи.

Рис.2 – Кинематическая схема скребкового конвейера:

5-звёздочки; 6-тяговая цепь; 7-скребки; 9-борта; 10-барабаны для каната.

Тяговый орган скребковых конвейеров – один из ответственных элементов, так как должен преодолевать большие сопротивления движению и выдерживать большие нагрузки. Тяговая цепь должна быть прочной и износоустойчивой, по конструкции простой и дешевой в изготовлении. Тяговые органы скребковых конвейеров состоят из одной, двух или трех тяговых цепей, к которым с помощью болтов или специальных соединений крепятся скребки. Конструктивно цепи изготовляются разборные штампованные и круглозвенные кольцевые сварные.

Рис.3 – Размеры и строение круглозвенной цепи скребкового конвейера.
Круглозвенная кольцевая цепь (рис.3) состоит из звеньев 1 овальной формы, которые готовятся из круглой стали калибром от 14 до 28 мм. Цепи выполняют отрезками длиной по 960±2 мм. Соединение элементов цепи осуществляется сваркой, а отрезки цепи длиной по 960 мм соединяются звеном 2.

Основными параметрами цепи являются шаг t (мм), нагрузка на 1 м q (Н/м) и разрывное усилие S (даН). По калибру цепи можно определить высоту рештака. Например, при rf= 18 мм высота рештака составляет 180 мм, а при d = 24 мм соответственно 240 мм.

Рештачный став собирают из унифицированных штампованных или сварных прямоугольной или трапецеидальной формы рештаков длиной 1-2,5 м. Рештаки соединяются в став с помощью быстроразъемных затворов или болтовых соединений.

Рис.4 – Поперечное сечение рештачного става скребкового конвейера.

Рештаки собирают в два параллельных желоба, лежащих в одной плоскости один над другим (по верхнему рештаку перемещается груз, по нижнему порожняковая тяговая цепь). Замковое соединение рештаков допускает изгиб конвейерного става в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Концевой рештак по конструкции аналогичен линейному и устанавливается у концевого привода. Он имеет соединительные замки с обеих сторон, что дает возможность сохранить без изменения конструкцию рам обоих приводов. К линейным рештакам с завальной стороны крепят направляющие для комбайна, изготовленные из специального проката углового сечения. Верхнюю полку направляющей охватывает лыжа комбайна и удерживает его на ставе конвейера при возникновении поперечных сдвигающих сил.

1. Исходные данные для расчета скребкового конвейера.

Исходными данными расчета являются физические и геометрические параметры скребкового конвейера, а также расчетный грузопоток Q_p, поступающий на скребковый конвейер; длина конвейера L (м); средний угол наклона (градус). Исходные данные представлены в таблице:

2. Расчет основных параметров скребкового конвейера.

В зависимости от технических условий производят теоретический и эксплуатационный расчеты.

В результате теоретического тягового расчета конвейера определяют допустимую длину в зависимости от угла наклона конвейера при установленной мощности привода, натяжение тягового органа в характерных точках цепного контура и требуемую мощность привода при заданной длине скребкового конвейера при постоянном или переменном угле наклона. Такой расчет ведут при разработке конструкторской документации конвейера и определении условий эксплуатации.

Эксплуатационный расчет, который ведут при уточненном определении условий эксплуатации, учитывает характер трассы, соответствие установленной мощности энергозатратам ветвей, наличие натяжений ветви, характер волочения материала и заштыбовку.

Эксплуатационными параметрами скребкового конвейера считаются: скорость движения рабочего органа v_o (м/с); размеры рештачного става, определяющие сечение груза S (м 2 ); мощность привода N (кВт); прочность тяговых цепей S_p (даН); продолжительность добычной смены Т (ч).

1) Производительность скребкового конвейера (т/ч):

2) Площадь поперечного сечения рештака (м 2 ) вычисляют по его сечению (рис.4):

3) Для определения сил тяги при перемещении порожняковой и грузовой ветвей скребкового конвейера составляется расчетная схема (рис.5):

Рис.5 – Расчетная схема для определения силы тяги.

где - коэффициент сопротивления движению тяговой цепи;

- коэффициент сопротивления перемещению породы;

кг – вес угля на 1 м 2 несущего полотна;

- коэффициент, учитывающий сопротивление перемещению тяговой цепи на участках 2-3 и 4-1.

4) Для расчета натяжения тягового органа существуют два основных метода: обходом контура и по диаграмме натяжений. Первый метод пригоден в любых условиях, а второй, хотя гораздо удобнее, в некоторых случаях применен быть не может. Расчет натяжения тяговой цепи скребкового конвейера произведем методом обхода контура. По расчетной схеме контура тягового органа определяется натяжение в любой точке контура исходя из условия минимума натяжений. Для установки любого типа контура всегда имеются ограничения S_np по условию повсеместного растяжения, т. е. из условия, чтобы тяговый орган в любой точке контура был растянут. Обычно для скребковых конвейеров принимают:

где - коэффициент степени участия массы цепи в неравномерном движении при длине более 60 метров;

м/с 2 – ускорение свободного падения;

м/с 2 – максимальное ускорение цепи;

Разрывное усилие цепи для двухцепного конвейера:

где - коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между цепями.

5) Запас прочности тяговой цепи:

3. Построение диаграммы сил тяги конвейера за один круг обхода ленты.

1) Определяем время движения по обходу контура конвейера:

с (принимаем равным 0 с)

2) Строим таблицу для построения диаграммы:

Рис.6 – Диаграмма сил тяги скребкового конвейера.

4. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы механизма.

Для предварительного выбора двигателя построим нагрузочную диаграмму механизма (график статических нагрузок механизма). Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгонов и замедлений (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).

1) Усилие перемещения рештака на холостом ходу:

где кг – масса конвейера

т – масса транспортируемого груза

- коэффициент трения рештака о направляющие

2) Усилие перемещения груза принимаем равным максимальному значению силы тяги Н.

3) Усилие перемещения груза и рештака по направляющим (рабочее усилие):

4) Время работы на холостом ходу составляет 10 и 20 секунд соответственно в начале работы конвейера и в конце:

5) Время работы под нагрузкой равно:

7) Мощность привода вычисляем по формуле:

Рис.7 – Нагрузочная диаграмма механизма.

Полученную мощность двигателя необходимо увеличить на 10-15% для обеспечения надежности работы и возможных перегрузок. Такую мощность называют установочной:

По найденной мощности предварительно выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором A315M4 с длительным режимом включения S1-100%.

5. Исходные данные выбранного двигателя.

Технические данные трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором A315M4 приведены в следующей таблице:

Таблица 3 – Исходные данные двигателя.

Наименование параметра	Значение
1	2
Высота оси вращения вала	315 мм
Мощность	200 кВт
Масса	1200 кг
Синхронная частота вращения	1500 об/мин
Номинальная частота вращения	1480 об/мин
КПД	0,95
Коэффициент мощности	0,88
Ток при 380 В	343 А
Номинальное напряжение	220/380 В
Отношение пускового тока к номинальному	6,8
Отношение пускового момента к номинальному	2,0
Отношение максимального момента к номинальному	2,4
Момент инерции	4,82 кг*м 2
Число пар полюсов	2

6. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы двигателя и

Для построения нагрузочной диаграммы произведем расчет передаточного числа редуктора, приведение моментов статического сопротивления и рабочих скоростей к валу двигателя, примем динамический момент и ускорение электропривода с учетом перегрузочной способности двигателя.

Для дальнейших расчетов потребуется ряд данных двигателя, которые не приведены в справочнике. Выполним расчет недостающих данных двигателя:

1) Номинальная угловая скорость вращения:

2) Номинальный момент двигателя:

3) Пусковой момент двигателя:

4) Максимальный момент двигателя:

5) Передаточное число редуктора:

7) Момент статического сопротивле ния на холостом ходу, приведенный к валу двигателя:

8) Суммарный момент инерции привода:

где - коэффициент, учитывающий момент инерции муфт, ведущего барабана и редуктора.

9) Модуль динамического момента двигателя по условию максимального использования двигателя по перегрузочной способности:

где - коэффициент, учитывающий перерегулирование момента на уточненной нагрузочной диаграмме.

10) Ускорение вала двигателя в переходных режимах:

11) Ускорение конвейера в переходных режимах:

Разбиваем нагрузочную диаграмму на 3 интервала. Сначала рассчитываем интервалы разгона и замедления электропривода, затем интервал работы с постоянной скоростью:

а) Разгон до номинальной скорости:

б) Путь, пройденный лентой за это время:

в) Момент двигателя на интервале-1:

а) Замедление от номинальной скорости до остановки:

б) Путь, пройденный лентой за это время:

в) Момент двигателя на интервале-3:

а) Путь, пройденный лентой на интервале-2:

б) Продолжительность интервала-2:

в) Момент двигателя на интервале-2:

Рис.8 – Нагрузочная диаграмма двигателя и тахограмма.

7. Расчёт и построение естественной механической характеристики.

Целью расчета является расчет и построение естественной механической характеристики электродвигателя и скребкового конвейера.

Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя A315M4 (пункт 5) и скребкового конвейера (пункт 1), а также данные обмоток ротора и статора (пункт 8).

Ом - сопротивление обмотки статора

Ом – сопротивление обмотки ротора

- коэффициент приведения сопротивлений

1) Определяем номинальное скольжение:

2) Определяем критическое скольжение:

3) Для построения естественной механической характеристики зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим в выражение:

4) Механическая характеристика механизма рассчитывается по формуле Бланка:

где х - показатель степени, характеризующий статический момент при изменении скорости вращения, для механизмов перемещения х=2.

Рис.9 - Естественная механическая характеристика двигателя и механизма.

8. Моделирование переходных процессов в среде Mat Lab рассчитанного электродвигателя.

Целью моделирования является построение характеристик зависимости момента и угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение времени переходного процесса.

Исходными данными являются технические данные двигателя пункта 5 и его механические характеристики пункта 7.

Для моделирования необходимо рассчитать некоторые параметры двигателя. При расчёте используем методику Черного:

а) Для начала осуществляем пробное моделирование при прямом пуске без блоков векторного управления:

Рис.10 - Модель прямого пуска асинхронного двигателя.

Модель представляет собой принципиальную схему, состоящую из источников напряжения, асинхронного двигателя, блока для измерения основных параметров двигателя, осциллографов для измерения момента и скорости.

Рассчитанные параметры двигателя подставляем в приведённое ниже диалоговое окно:

Рис.11 - Параметры асинхронного двигателя.

Промод елировав, сравниваем измеренные величины с рассчитанными параметрами, если всё сходится - моделирование выполнено верно и параметры являются работоспособными.

Рис.12 - Зависимость скорости двигателя от времени моделирования.

Рис.13 - Зависимость момента двигателя от времени моделирования.

Рис.14 - Зависимость момента двигателя от его скорости.
б) Производим моделирование на более сложной модели, имеющей векторное управление, при этом рассчитываем специальные параметры, относящиеся к управлению:

Читайте также: