Ковшовый элеватор

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Архитектурно-строительный факультет

Кафедра технологии строительного производства

Пояснительная записка к курсовому проекту

на тему:

Ковшовый элеватор

Оренбург - 2014

Содержание

Введение

1. Описание установки

2. Расчет конструктивно-технологической части

3. Описание спроектированного ковшового элеватора

4. Специальное задание

5. Техника безопасности

Список использованных источников

Введение

Транспортирующие машины предназначаются для перемещения сыпучих, мелкокусковых, штучных, а также грунта и бетонной смеси.

По принципу действия подъёмно-транспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъёмные краны всех типов: лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины; а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) - конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные им транспортирующие машины.

Машины периодического действия характеризуются периодической подачей грузов, перемещением их отдельными порциями, обусловленными грузоподъёмностью машины. При этом загрузка и разгрузка производятся при остановке машины и лишь иногда на ходу, во время перемещения груза.

Цикл работы машины периодического действия состоит из: остановки для захвата (подъёма) груза, движения с грузом, остановки для освобождения от груза и обратного движения без груза т.е. из попеременно возвратных движений с остановками.

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины - ленте или полотне, или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других ёмкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения, грузонесущего элемента машины, происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками. Например, современный ленточный конвейер на открытых разработках угля может транспортировать до 30 000 тон в час вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 минуту.

Основное назначение машин непрерывного действия - перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса.

Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, желоба и т.п.

Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т.п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса, они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции.

1. Описание установки

Ковшовый элеватор (рис. 1.1) имеет вертикально замкнутый тяговый элемент 1 с жестко прикрепленными к нему грузонесущими элементами - ковшами 2; тяговый элемент огибает верхний приводной 5 и нижний натяжной 9 барабаны (или звездочки). Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе, состоящем из верхней части “головки” 6, средних секций 4 и нижней части «башмака» 10. Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода 12, а первоначальное натяжение создается натяжным устройством 8. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок (носок) нижней части элеватора, загружается в ковши, поднимается в них и разгружается на верхнем барабане (звездочке) в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом 11 для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства 7.

К преимуществам ковшовых элеваторов относятся малые габаритные размеры в поперечном сечении, возможность подачи груза на значительную высоту (до 60-75 м) и большой диапазон производительности (5-500 м³/ч и выше). Недостатками являются возможность отрыва ковшей при перегрузке и необходимость равномерной подачи груза.

По типу тягового элемента различают ленточные и цепные с одной или двумя цепями (известны конструкции с четырьмя параллельными цепями) элеваторы, а по направлению перемещения-вертикальные и наклонные. Последние имеют обратную ветвь, свободно свисающую или поддерживаемую.

У наклонных ленточных элеваторов рабочая ветвь движется по опорным роликам, у цепных элеваторов - по направляющим путям, по которым перемещаются звенья цепи или их катки (наиболее распространенный случай); имеются конструкции цепных элеваторов, у которых рабочая ветвь движется по опорным роликам.

Рисунок 1.1 - Вертикальный ленточный ковшовый елеватор

По способу загрузки и разгрузки ковшей элеваторы разделяют на быстроходные с разгрузкой главным образом под действием центробежной силы и тихоходные с разгрузкой ковшей в основном под действием силы тяжести груза. Разгрузочный патрубок элеватора может иметь боковое и центральное расположение; последнее возможно только у двухцепных элеваторов (применяется редко).

По расположению ковшей на тяговом элементе различают элеваторы с расставленными ковшами, т.е. расположенными на некотором расстоянии друг от друга, и с сомкнутыми ковшами, т.е. расположенными вплотную друг к другу. К ленте ковш всегда прилегает и крепится задней стенкой. Выбор того или иного способа расположения ковшей обусловливается главным образом характеристикой транспортируемых грузов и предопределяет способ загрузки и разгрузки ковшей.

В элеваторах используют ковши двух типов: с цилиндрическим днищем и остроугольные с бортовыми направляющими. Первые бывают глубокие и мелкие. Глубокие ковши емкостью 0,75-14,5 литров применяют для транспортирования сухих и хорошо высыпающихся грузов, мелкие ковши емкостью 0,65-15 л - для транспортирования влажных, плохо высыпающихся и слеживающихся грузов (влажный песок, цемент, молотые гипс и известь и т. д.). Расположение глубоких и мелких ковшей на тяговом органе применяют расставленное, с шагом ковшей t > h, где h - глубина ковша.

Остроугольные ковши с бортовыми направляющими емкостью 1,5-130 л применяют для транспортирования кусковых и абразивных насыпных грузов. Расположение ковшей на тяговом органе применяют сомкнутое, т. е. когда шаг ковшей t < h

Основные параметры стационарных вертикальных и наклонных ковшовых элеваторов общего назначения установлены в ГОСТах, диапазон скоростей движения ковшей 0,4-2,5 м/с.

. Расчет конструктивно-технологической части

Вид тягового элемента - лента

Материал - глина

Производительность(Q) - 28т/ч

Плотность материала(p) - 1550 кг/м3

Скорость транспортирования(v) - 1,5 м/с

Тип ковшей - глубокий с цилиндрическим днищем.

Тип элеватора - Быстроходный с центробежной разгрузкой.

Коэффициент заполнения ковша() - 0,8

Коэффициент(k) - 0.45

Высота(H) - 18 м

Согласно рекомендации проф. Н.К. Фадеева, для быстроходных элеваторов с центробежной разгрузкой диаметр барабана:

* v²=0,459м

Принимаем диаметр приводного барабана 400 мм.

Полюсное расстояние

Погонная емкость ковшей:

R=45

I₀₌2.0 л

Ширина ленты (B) 300мм.

Число прокладок:

Погонный вес ленты:

Погонный вес ленты с ковшами:

Погонный вес ходовой части:

Погонная нагрузка от поднимаемого груза:

Погонная нагрузка на рабочей ветви:

При вращении приводного барабана по часовой стрелки, минимальное натяжение S₂ будет в точке 2.

Натяжение в точке 3:

Минимальное натяжение в ленте из условия нормального зачерпывания груза должно удовлетворять условию:

Натяжение в точке 1:

Принимаем S₂ = 26кгс

Затем строим диаграмму натяжения в ленте:

ковшовый элеватор натяжной барабан

Усилие натяжения, прикладываемое к концевому барабану:

Тяговое усилие на приводном валу барабана (с учётом усилий, затрачиваемых на собственное вращение барабана)

Расчетная мощность двигателя:

Принимаем двигатель МТН 311-6, частота вращения(n)=965мин^-1, максимальный момент - 32 кгс*м², маховой момент ротора 0,9 кгс*м², момент инерции ротора J_p=0,0229 кгс*м², вес двигателя 170кгс.

Передаточное число редуктора привода элеватора

Для непрерывного режима работы выбираем редуктор Ц₂ - 400П. Передаточное число U_p=

Тормозной момент на быстроходном валу:

Выбираем стопорное устройство ТКТГ 500м

Статический момент при пуске, приведенный к валу двигателя:

Средний пусковой момент:

Продолжительность пуска элеватора:

Максимальное усилие в ленте при пуске:

Коэффициент перегрузки ленты:

Момент на быстроходном валу редуктора:

Коэффициент перегрузки:

[1]

3. Описание спроектированного ковшового элеватора

Ковшовый элеватор тихоходный с самотечной направленной разгрузкой производительностью 500 т/ч материала (бутовый камень). Тип ковшей - остроугольные с бортовыми направляющими емкостью 148 л, шаг расставленных ковшей а = 800 мм, ширина ковша В_к = 1000 мм. Вылет ковша А = 435 мм, высота ковша 615 мм. В качестве тягового органа принимаем резинотросовую ленту. Скорость движения ленты принимаем v - 0,6 м/с. Диаметр приводного барабана 0,250м. Механизм приводится в действие электродвигателем типа MTН 713-10, мощностью N = 100кВт. Передача крутящего момента осуществляется через цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2-400П, с передаточным числом Uр = 12,8

4. Специальное задание

Натяжные станции предназначены для создания на ленте натяжения, необходимого для передачи трения приводным барабаном тягового усилия. Станция должна обеспечивать предварительное натяжение ленты, исключающую пробуксовку. В задачу натяжных станций входит поддержание натяжения ленты пропорционально тяговому усилию привода, причем повышенного при пуске и нормального при установившемся движении. Натяжение ленты также необходимо для ограничения провеса ее между роликоопорами. Натяжные станции, как правило, располагаются в противоположном от приводной станции конце конвейера, но также могут быть размещены в любом удобном месте на холостой ветви.

Натяжные устройства по способу действия и конструкции классифицируют на механические; пневматические; гидравлические; грузовые; грузолебедочные; лебедочные.

Преимущества механических натяжных устройств: простота конструкции; малые габаритные размеры; компактность. Недостатки механических натяжных устройств: переменное значение натяжения и возможность чрезмерного натяжения тягового элемента; жесткость крепления и отсутствие подвижности при случайных перегрузках; необходимость периодического наблюдения и подтягивания.

Пневматические и гидравлические натяжные устройства имеют малые габаритные размеры, но требуют установки специального оборудования для подачи под постоянным давлением воздуха или масла.

Преимущества грузового натяжного устройства: приводится под действием свободно висящего груза; автоматически обеспечивает постоянное усилие натяжения; компенсирует изменения длины тягового элемента; уменьшает пиковые нагрузки при перегрузках.

Недостатки грузового натяжного устройства: большие габаритные размеры; большая масса груза для мощных и длинных ленточных конвейеров.

Для снижения массы груза применяют рычаги, полиспасты, приводные лебедки. Ход натяжного устройства выбирается в зависимости от длины и конфигурации трассы и типа тягового элемента, ход натяжного устройства должен обеспечивать компенсацию удлинения тягового элемента и выполнение монтажных работ.

Рис. 1 - Натяжные устройства: а - хвостовое грузовое; б - промежуточное грузовое; в - гидравлическое; г - винтовое; д - пружинно-винтовое

Рис. 2 - Схемы натяжных устройств: а, б - винтовые; в - тележечное грузовое; г - пневматическое (гидравлическое); д - пружинно-винтовое; 1 - поворотное устройство; 2 - тяговый элемент; 3 - ось поворотного устройства; 4 - ползуны; 5 - натяжной механизм

Натяжное устройство обычно устанавливается на одном из поворотных устройств (барабане, блоке, звездочке), расположенном на участке малого натяжения тягового элемента.

Наибольшее натяжение должно быть в период пуска конвейера, при установившемся режиме оно должно автоматически уменьшаться (лебедочные и грузолебедочные натяжные устройства с автоматическим управлением, с датчиком контроля натяжения). На грузовых натяжных устройствах в крайних положениях натяжной тележки устанавливают конечные выключатели.

5. Техника безопасности

Современные строительные объекты оснащены разнообразными машинами, оборудованием и механизированным инструментом. Из года в год они совершенствуются, появляются новые машины с лучшими эксплуатационными свойствами, однако обеспечение безопасности машин остается неизменно важнейшей проблемой. Большинство строительных машин по своим техническим и эксплуатационным свойствам можно отнести к средствам повышенной опасности. В первую очередь к таким средствам относятся подъемно-транспортные, землеройные и дорожно-строительные машины [4].

Техника безопасности обеспечивается соблюдением следующего:

элеваторы, транспортирующие сухие пылящие продукты, необходимо закрывать плотными кожухами по всей длине. Места загрузки и разгрузки должны быть оборудованы плотными укрытиями. Для контроля рабочих органов механизмов в кожухах элеваторов должны предусматриваться смотровые окна (лючки) с плотно закрывающимися крышками. Интервал между смотровыми окнами - не более 4,0 м.

крышки смотровых окон элеватора должны иметь автоматическую блокировку с приводом элеватора, исключающую включение элеватора при открытой крышке.

кожух элеватора по высоте должен быть подвижно закреплен к перекрытиям для предотвращения его раскачивания.

расстояние от площадки обслуживания головки элеватора до потолка (перекрытия) помещения должно быть не менее 1,8 м.

для обслуживания натяжного устройства вокруг башмаков элеватора должна предусматриваться рабочая площадка шириной с трех сторон не менее 1,0 м, а с четвертой стороны - не менее 0,8 м.

при расположении башмака элеватора ниже уровня пола (в приямке) расстояние от стен приямка до кожуха элеватора с трех сторон должно быть не менее 1,2 м, а с четвертой стороны - не менее 0,8 м. Для спуска в приямок должна быть устроена лестница. Приямок должен иметь сплошное перекрытие с люком.

механизм для регулирования натяжения цепи (ленты) элеватора должен быть расположен на расстоянии 0,7-1,2 м от уровня пола (площадки).

все элеваторы должны быть оборудованы тормозными устройствами, исключающими обратный ход ковшовой цепи (ленты), и сигнальными устройствами, оповещающими об обрыве.

элеваторы должны иметь аварийные выключатели как у места расположения башмака, так и у головки элеватора. Включение элеватора должно производиться из одного места.

остановка привода ковшового элеватора должна производиться только после отключения загрузочного устройства и разгрузки всех ковшей, за исключением аварийных случаев. Отключающее устройство элеватора должно быть сблокировано с пусковым устройством загрузочного механизма.

во время работы элеватора запрещается: регулировать натяжение цепей (лент), несущих ковши; производить какой-либо ремонт элеватора или очистку ковшей от налипшего материала. Подвесные конвейеры

приводные и поворотные блоки цепного подвесного конвейера, расположенного на высоте менее 2,0 м от уровня пола (планировочной отметки) со стороны движения цепи к блокам, должны быть оборудованы неподвижно закрепленными ограждениями.

монорельсовый конвейер должен быть оборудован блокировкой, отключающей электродвигатель при обрыве цепи, и устройством, улавливающим цепь. Монорельсы должны быть оборудованы автоматическими ограничителями хода [5].

Список использованных источников

1. Иванченко, Ф.К. Расчет грузоподъемных и транспортирующих машин / Ю.К. Иванченко - Киев: Вища школа, 1978. - 576 с.

2.      Александров, М.П. Подъемно-транспортные машины / М.П. Александров - Высшая школа, 1985. - 285 с.

.        Балашов, В.П. Грузоподъемные и транспортирующие машины на заводах строительных материалов / В.П. Балашов - М.: Высшая школа, 1987. - 353с

4. Спиваковский А.О., Дьячков В.К., Транспортирующие машины, 2 изд., М., 1968;

.   Пчелинцев В.А. Охрана труда в строительстве: Учебник для строительных ВУЗов и факультетов. - М.: Высш. шк., 1991.-272 с.