По дисциплине «Оборудование гидролизных и микробиологических производств»

Курсовой проект

«Древесно-подготовительное отделение биохимического завода мощностью 42000 тонн кормовых дрожжей в год и расчёт ленточного конвейера»

 

Выполнил студент 3 курса 1 группы: Шеломенцев В. В.

Руководитель (заведующий кафедрой): профессор Ёлкин В. А.

 

 

Санкт-Петербург

Исходные данные для расчёта:

Производительность Q = 200 т/ч,

Транспортируемый материал – технологическая щепа,

Длина конвейера по горизонтальному направлению Lг = 25м,

Угол наклона конвейера по горизонтальной плоскости β = 12⁰,

Плотность щепы ρ = 0,145 т/м³,

Угол естественного откоса щепы в покое φ =45⁰.

При угле конвейера β = 12⁰ коэффициент, учитывающий возможное рассыпание груза с ленты, K_p = 0,95.Лента конвейера прорезиненная.

Скорость ленты для транспортировки щепы принимаем V = 3 м/с.

Высота подъёма конвейера H = Lг · tgβ = 25 ·tg12˚ = 5,314м.

 

 

Расчёт ленточного конвейера:

Ширина ленты желобчатой формы:

B_ж=

1.034м

Выбираем резинотканевую ленту из бельтинга Б-820 шириной В=1000мм. Запас прочности К_рп=9,5 при пределе прочности текстильной ленты σ_рп=6,1Мпа. (K₁=0.03; K₂=1.12) Ленты такой ширины выпускают с числом прокладок z=3…6. Для обоснованного выбора числа прокладок в ленте определим предварительно мощность привода, а по нему – тяговое усилие и максимальное натяжение ленты.

Определение предварительной мощности привода:

P_n=[0.00015*Q*L_г+V* L_{г *} K₁±0.0027*Q*H]K₂=

=[0.00015*200*25+3*25*0.030+0.0027*200*5.3]*1.12=6.57 кВт

Предварительное тяговое усилие:

F_t= P_n/V=6.57/3=2.2 кН

Определение предварительного максимального натяжения ленты:

Для лучшего сцепления ленты с поверхностью приводного барабана его футеруют деревом. Коэффициент трения резины по дереву f=0.35. При угле обхвата барабана лентой α=π=180˚ получаем e^fα=2.71^0.35*3.14=3.

F_max=F_t*e^fα/(e^fα-1)=2.2*3/(3-1)=3.3кН

Определение числа прокладок:

Z= F_max* K_рп/(B*σ_рп)=3.3*9.5/(100*0.61)=0.52

Принимаем Z=2. Толщина резиновых обкладок на рабочей стороне ленты σ₁=4,5мм, на нерабочей стороне σ₂=1,5мм.

Линейная плотность ленты:

ρ_л=1,1*B(σ*Z+σ₁+σ₂)=1.1*1*(1.25*2+4.5+1.5)=10.2кг/м

Средняя линейная плотность транспортируемого груза:

ρ_г=Q/(3.6*V)=200/(3.6*3)=18.52кг/м

Условная линейная плотность роликоопор:

При ширине ленты В=1000мм наружный диаметр роликоопоры Д_р=159мм. Коэффициент, при плотности груза не менее 1т/м³ – А=1750мм, при плотности более 1,5т/м³ – А=1550мм. Для плоских роликоопор с хорошо защищёнными от пыли шарикоподшипниками коэффициент сопротивления качения К_ωп=0,022, для желобчатых роликоопор К_ωж=0,025.

Шаг роликоопор на рабочей ветви конвейера:

L_р=А-0,625В= 1750-0,625*1000=1125мм

Масса роликоопор рабочей ветви:

M_ж=10В_ж+7=10*1+7=17кг

Условная линейная плотность желобчатых роликоопор:

ρ_рж= M_ж/t_р=17/1,125=15,1 кг/м

Шаг роликоопор на холостой ветви:

t_x=2 t_р=2*1125=2250мм

Масса роликоопор на холостой ветви:

M_n=10B_n+3=10*1+3=13кг

Линейная плотность плоских роликоопор холостой ветви:

ρ_хн= M_н/t_x=13/2.25=5.8 кг/м

Определение размеров барабана:

Диаметр приводного барабана Д_б=Z*(120…150)=2*150=300мм, по ГОСТу принимаем Д_б=320мм.

Длина барабана:

В1=В+100=1000+100=1100мм

 

Стрела выпуклости:

F_B=0.005B₁=0.005*1100=5.5мм

Диаметр натяжного барабана:

Д_н= * Д_б= *320=200мм

Определение натяжения ленты методом обхода контура по точкам:

Разбиваем контур ленточного конвейера на 4 участка. Натяжение ленты в точке 1 принимаем за неизвестную величину. Затем находим натяжение ленты в остальных точках через неизвестное натяжение в точке 1 по формулам:

В точке 2: F₂= F₁+ F_1…2

В точке 3: F₃= F₂+ F_2…3

В точке 4: F₄= F₃+ F_3…4

F_1…2, F2_…3, F_3…4 – сопротивления на участках 1…2, 2…3, 3…4.

F₂= F₁+ F_1…2= F₁+(ρ_л+ ρ_хн)*L_г*K_ωn- ρ_лH= F₁+ =

=F₁-0.44 кН

F₃= F₃+ F_2…3= F₂+K_δн F₂= F₂(1+ K_δн)=(F₁-0,44)(1+0,05)=1,05F₁-0.462 кН

K_δн=0,03…0,05 – коэффициент сопротивления не приводном барабане с подшипниками качения.

F₄= F₃+ F_3…4= F₃+(ρ_л+ ρ_г+ ρ_рж)L_ж*K_ωж+(ρ_л+ ρ_г)H=

= F₃+ = F₃+1.761= 1.05 F₁-0.462+1.761=

=1.05 F₁+1.3 кН

Решая совместно последнее уравнение и F₄= F₁*e^fα, находим натяжение в точке 1:

1.05 F₁+1.3=3 F₁

1,95 F₁=1,3

F₁=0,67 кН

F₂= F₁-0,44=0,67-0,44=0,23 кН

F₃=1,05 F₁-0,462=1,05*0,67-0,462-0,24 кН

F₄=1,05 F₁+1,3=1,05*0,67+1,3=2 кН

Проверка провисания ленты между роликоопорами:

l_max=(ρ_л+ ρ_г)l_p²/(8*F_min)≤[l_min]

l_max=(18.52+10.2)*1.125²/(8*413.4)=0.011м

Допустимый прогиб [l_max]=0,025…0,03, то есть натяжение ленты достаточно.

Определение уточнённого тягового усилия на приводном барабане:

P_y=F_т.у.*V/η=1.4*3/0.85=4.9 кВт

η – КПД передачи механизма приводов

Перемещаемый груз пылевидный, поэтому выбираем электродвигатель переменного тока закрытого исполнения 4АР160S. Р_н=7,5 кВт, частота вращения n=750 мин ^-1

Разработка приводной станции:

Частота вращения приводного барабана

n_б= = =179,1 мин ^-1

Передаточное отношение передачи:

u = n/ n_б=750/179.1=4.2

По крутящему моменту на валу барабана Т_δ= F_т.у.*Д_δ/2=1400*0,32/2=224 Н*м

И передаточному отношению подбираем по ГОСТу стандартный редуктор Ц2У-100, с передаточным отношением u = 8. Валы редуктора соединяются стандартными муфтами.

Разработка натяжной станции:

Натяжное усилие:

G_н=1,1(F₂+ F₃+ F_полз.)=1,1(0,23+0,24+0,15)=0,7 кН

F_полз. = 100 – 250 кН – сопротивление при передвижении в ползунах натяжного барабана.

Выбор останова:

При длине конвейера L_г=25м выбираем простой ленточный останов в виде отрезка ленты, закреплённой у приводного барабана.

 

Заключение по проекту:

При выполнении курсового проекта на тему «Древесно-подготовительное отделение биохимического завода мощностью 42000 тонн кормовых дрожжей в год и расчёт ленточного конвейера» приведено описание узла приёма, складирования, подготовки и подачи сырья на гидролиз, назначение устройство и принцип действия ленточного конвейера.

На основании исходных данных произведён выбор и расчёта ленточного конвейера.

Выбираем резинотканевую ленту из бельтинга Б-820 шириной В=1000мм с числом прокладок Z=2. Для обоснованного выбора числа прокладок в ленте определили предварительную мощность привода, а по нему – тяговое усилие и максимальное натяжение ленты.

По ГОСТу приняли диаметр приводного барабана Д_б = 320мм. Длина барабана В₁ = 1100м, со стрелой выпуклости f_В = 5,5 мм. Диаметр натяжного барабана Д_н = 200мм.

Перемещаемый груз пылевидный, поэтому выбираем электродвигатель переменного тока закрытого исполнения 4АР160S. Р_н=7,5 кВт, частота вращения n=750 мин ^-1.

По крутящему моменту на валу барабана Т_δ = 224 Н*м и передаточному отношению подбираем по ГОСТу стандартный редуктор Ц2У-100, с передаточным отношением u = 8, номинальным крутящим моментом на валу 250 Н*м, номинальной радиальной нагрузкой на выходном валу 4000 Н и массой 35 кг. Валы редуктора соединяются стандартными муфтами.