Dobór mocy napędu i wytrzymałości taśmy przenośnika w warunkach pracy ustalonej

Transkrypt

1 Dobór ocy napędu i wytrzyałości taśy przenośnika w warunkach pracy ustaonej Dr inż. Piotr Kuinowski

2 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p 1 ykaz ważniejszych syboi i oznaczeń B szerokość taśy, [] współczynnik uwzędniający skupione opory ruchu przenośnika przy noinany obciążeniu, D b średnica bębna, [] f współczynnik oporów ruchu przenośnika przy noinany obciążeniu, f u zwis taśy iędzy krążnikai, [] przyspieszenie zieskie, [/s ] H wysokość podnoszenia ub opuszczania ateriału transportowaneo, [] (różnica pozioów iędzy bębne czołowy i zwrotny) K jednostkowa siła rozciąająca taśę, [N/] k N współczynnik rezerwy ocy, K n noinana wytrzyałość taśy na zerwanie, [kn/] K u dopuszczane naprężenie użyteczne w taśie w ruchu ustaony, [kn/] L dłuość przenośnika, [] kd rozstaw zestawów krążnikowych donych, [] k rozstaw zestawów krążnikowych órnych, [] N c całkowita oc napędu, [k] n d iczba donych zestawów krążnikowych w przenośniku, n iczba órnych, nośnych zestawów krążnikowych w przenośniku, N z znaionowa oc napędu, [k] N Zs oc znaionowa poszczeónych siników w przenośniku, [k] P u siła obwodowa na bębnie w ruchu ustaony, [kn] Q (t) chwiowa wydajność objętościowa, [ 3 /s] Q wydajność asowa, [k/s] Q h wydajność asowa, [k/h] Q zh noinana wydajność objętościowa, [ 3 /h] siła rozciąająca taśę, [kn] 1u siła w cięnie órny w ruchu ustaony, [kn] u siła w cięnie dony w ruchu ustaony, [kn] din iniana siła w taśie cięna doneo, [N] in iniana siła w taśie cięna órneo, [N] i siła w taśie w punkcie i, [kn] T o teperatura otoczenia, [º] v prędkość taśy, [/s] c całkowite opory ruchu, [N] D opory dodatkowe, [kn] d opory przesuwania cięna doneo, [kn] G opory łówne, [kn] opory przesuwania cięna órneo, [kn] H opory podnoszenia ateriału transportowaneo, [kn] opory skupione, [kn] z d iczba krążników w zestawie dony, z e iczba krążników w zestawie nadawowy, z iczba krążników w zestawie órny, nośny, α kąt opasania, [º] δ kąt nachyenia przenośnika, [º] η sprawność, η sprawność echanizu napędoweo, µ współczynnik tarcia,

3 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p Obiczanie przenośników taśowych etodą podstawową.1 Mode przenośnika taśoweo ruchu ustaony (vconst) P u v P u sinδ P δ cosδ przenośniku taśowy: µ f Σ i P u f i cos δ i sin δ P [N] iła tarcia iła ciężkości µ cos δ sin δ. Masy eeentów ruchoych przenośnika - Σ i Do obiczeń oporów ruchu uszą być znane asy wszystkich eeentów ruchoych na trasie przenośnika. Masę ruchoą stanowi nie tyko ateriał transportowany, ae także asa taśy i asa obracających się części krążników. Masa urobku obciążająceo 1 [] dłuości taśy przenośnika Masa urobku obciążająceo 1 [] dłuości taśy przenośnika oże być wyiczona z wydajności przenośnika i prędkości taśy wedłu poniższeo wzoru: Q 3.6 v [k/] Masa k obrotowych części krążników przypadająca na 1 [] dłuości przenośnika. Masę obrotowych części krążników przypadających na 1 [] dłuości przenośnika obicza się wzore: zk k [k/] zk k k zkd kd [k/] Masę taśy przypadającą na 1 [] dłuości przenośnika obicza się wzore: k kd kd k zkd kd [k/] t B 1000 tj [k/] 3

4 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p artości as obrotowych części krążników (w układach nieckowych) zerokość taśy B [] Średnica krążnika [] ,9 3, 4, Masa [k] - zk, zkd Iość krążników w zestawie 1 krążnik krążniki 3krążniki 5 krążników 88,9 3,9 4,7 5, ,6 6,6 7, ,6 8,7 9,6 88,9 4,5 5,5 6, ,6 7,8 8, ,9 10,4 11,1 88,9 5,5 6,3 7, ,0 9,0 9, ,8 1,1 13,1 88,9 6,7 7,4 8,3 9, ,8 10,6 11,6 1, ,3 14, 15,6 16, ,7 13, 13,6 14, ,9 17,8 18, 18, ,9 4,7 6,3 8, , 15,0 16,3 16, ,3 0,5,3 1, ,1 8,0 4,5 31, ,8 3,3 5,0 4, ,3 31,6 35,5 35, ,1 6,5 8,0 8, ,4 35,0 38,7 39, ,6 9,1 30,7 31, ,8 39,5 4,4 4, , 31,8 33,3 33, , 43,3 47,0 46,5 193,7 69,1 76,4 80,1 89, ,5 49,0 50,1 49,5 193,7 77,8 8,6 93, 95, ,7 51,5 53,5 53,0 193,7 86,6 91,4 93, 100, ,1 57,5 56,5 193,7 97, 97,6 107, ,5 59,1 60,0 193,7 103,0 106,4 113, ,0 65,5 65,0 193,7 109,0 11,5 11, ,5 68,0 193, ,0 16,5 4

5 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p Taśy trudnopane wieoprzekładkowe da órnictwa podzieneo Oznaczenie taśy Liczba przekładek Grubość okładek [] Masa taśy tj [k/] EP-800/--I EP-1000/--I EP-1000/3--I 3 EP-150/--I EP-150/3--I 3 EP-150/4--I 4 EP-1400/4--I 4 EP-1600/4--I 4 EP-1800/4--I 4 EP-000/4--I

6 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p.3 Opory ruchu. Opory ruchu przenośnika taśoweo występujące przy stałej jeo prędkości (noinanej) ze wzędu na właściwości fizyczne ożna podzieić na opory wywołane: siłai tarcia, składowyi sił ciężkości, siłai bezwładności (w iejscu załadunku ateriału transportowaneo na taśę). Źródła oporów ruchu przenośnika. 1. Opory ruchu krążników.. Opory przeinania taśy. 3. Opory związane z faowanie urobku. 4. Opory w iejscu załadunku związane z rozpędzanie ładunku. 5. Opory w iejscu załadunku związane z tarcie. 6. Opory urządzeń czyszczących. 7. Opory przeinania taśy na bębnach. 8. Opory związane z podnoszenie urobku. Ze wzędów obiczeniowych opory ruchu przenośnika dziei się na: opory łówne G wywołane siłai tarcia równoiernie rozłożonyi wzdłuż dłuości przenośnika (np. opory obracania krążników, opory tarcia toczenia, opory przeinania taśy, opory faowania urobku itp.), opory skupione występujące w iejscach załadunku (np. opory wywołane siłai bezwładności, tarcie urobku o eeenty forujące pryzę ateriału transportowaneo na taśie) i w iejscach zetknięcia się taśy z innyi eeentai przenośnika (np. urządzeniai czyszczącyi, bębnai), opory podnoszenia H wynikają z siły rawitacji. Opory te są: dodatnie dy ładunek jest podnoszony, a ujene dy opuszczany. opory dodatkowe D wywołane zastosowanie w przenośniku specjaneo urządzenia (np. zarniaka, krążników z wyprzedzenie itp.). Najczęściej stosowaną etodą obiczania oporów ruchu przenośników taśowych o dłuościach [] i nachyeniach nie większych od 15º jest etoda tzw. podstawowa. Pozwaa ona z dostateczną dokładnością okreśić opory ruchu w DIN 101 pod warunkie trafneo dobrania wartości współczynnika tarcia f. 6

7 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p.3.1 spółczynniki oporów ruchu Fikcyjny współczynnik tarcia f okreśany jako współczynnik oporu ruchu obejuje łącznie opory ruchu órnej i donej ałęzi przenośnika. artości współczynnika f podane w tabicy dotyczą obciążenia przenośnika ładunkie w zakresie % ustaoneo obciążenia noinaneo i strzałki uięcia taśy nie przekraczającej 1%. zrost naciąu taśy i zniejszenie strzałki uięcia, podobnie jak i zwiększenie średnicy krążników, powoduje zniejszenie wartości f. Dobrane z tabicy wartości współczynnika f (taśa napędzana sinikie) i f - (taśa haowana eneratorowo) naeży ponożyć przez współczynnik c T zwiększając o przy spadku teperatury otoczenia. artości współczynnika oporów ruchu f. Napęd sinikowy Przenośniki wznoszące, pozioe ub nieznacznie opuszczające f w zaeżności od prędkości taśy arunki ekspoatacji przenośnika v [/s] ykonanie norane, ładunek z przeciętny tarcie wewnętrzny 0,016 0,0165 0,017 0,018 0,0 0,0 Dobre ułożenie przenośnika, krążniki ekko obracające się, ładunek z 0,0135 0,014 0,015 0,016 0,017 0,019 ały tarcie wewnętrzny Niekorzystne warunki ruchowe, ładunek z duży tarcie 0,03 0,07 wewnętrzny Przenośniki oddziałowe w órnictwie podzieny 0,07 0,03 Haowanie eneratorowe Przenośniki transportujące sinie w dół arunki ekspoatacji przenośnika f - - Dobre ułożenie przenośnika przy noranych warunkach ruchowych, 0,01 0,016 ładunek z ały do średnieo tarcie wewnętrzny artości współczynnika c T w zaeżności od teperatury Teperatura º c T 1 1,01 1,04 1,10 1,16 1,7 Uwaa: Za wartość standardową uważa się f 0,0, a da órnictwa podzieneo 0,05. Jeżei jednak przenośnik pracuje w atosferze o podwyższonej wiotności i o duży zapyeniu, a jeo ułożenie odbiea od inii prostej, to wartość f oże wzrosnąć nawet do 0,06. Podobny wzrost wartości f wywołuje transport dużych brył (ax []), szczeónie dy bryły te przeieszczają się oddzienie. 7

8 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p Do obiczenia oporów skupionych potrzebna jest wartość współczynnika. Opory skupione są wywoływane przede wszystki siłai bezwładności i siłai tarcia występującyi w rejonie punktu załadowczeo. artości współczynnika w zaeżności od dłuości przenośnika L (w DIN 101) zestawiono w tabicy. Za poocą teo współczynnika ożna dość dokładnie obiczać przenośniki o dłuości powyżej 80 []. ykres współczynnika w funkcji dłuości przenośnika L. sp. dłuości,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1, 1,1 1,05 1,03 1, Dłuość przenośnika L [] spółczynnik w funkcji dłuości przenośnika L. L [] ,9 1,86 1,78 1,70 1,63 1,56 1,50 1,45 1,38 1,31 1,7 1,5 L [] , 1,0 1,18 1,17 1,14 1,1 1,10 1,09 1,06 1,05 1,04 1,03 przypadku przenośników krótszych od 80 [] wartość współczynnika naeży odczytać z tabicy: spółczynnik w funkcji dłuości przenośnika L da przenośników o dłuości niejszej od 80 []. L [] ,0 7,6 5,9 4,5 3,6 3,,9,6,4,,0 8

9 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p 9.3. Obiczanie oporów ruchu. ałkowity opór ruchu ożna obiczyć w wzoru: ( ) [ ] [N] H cos δ L f t k Na opór całkowity składa się sua poszczeónych oporów: D H G Opory łówne wyiczane są z wzoru: ( ) [ ] [N] cos δ L f t k G Opory skupione okreśane są przy użyciu współczynnika. ( ) [N] 1 G Opory podnoszenia okreśane są zaeżnością: [N] H H Rozdzieając opory ruchu na ałąź órną i doną usiy uwzędnić zróżnicowane wartości f. Opory te będą zate okreśane zaeżnościai: ( ) [ ] ( ) [N] H cos δ L f t t k [ ] [N] H cos δ L f t t kd d d Jeżei nie zna się dokładnych wartości f i f d to ożna przyjąć: f f d f arunek sprawdzający: d

10 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p.4 Obiczenie i dobór ocy napędu. Niezbędną oc potrzebną do napędu przenośnika, która poprzez jeden ub jednocześnie kika bębnów napędowych usi być przekazana taśie, wyznaczają całkowite opory ruchu. N v 1000 [k] ałkowita oc napędu niezbędna do utrzyania obciążoneo przenośnika wynosi: N N ub N N η [k] η w ruchu dzie sprawność napędu η naeży dobrać z tabicy: prawność napędu. Rodzaj napędu napęd jednobębnowy η Eektrobęben 0,96 Eektroechaniczny (sinik eektryczny, sprzęło podatne, przekładnia) napęd wieobębnowy η 0,94 0,9 napęd haujący η - Eektroechaniczny sprzęło hydrokinetyczne 0,9 0,85 0,95 1,0 Hydrauiczny 0,86 0,80 Moc zainstaowanych siników jest z reuły większa od ocy wyaanej: N Z N k N [k] dzie: k N 1,05 1,1 współczynnik rezerwy ocy (przy dwóch bębnach napędowych k N 1,05, przy trzech ub większej iczbie bębnów k N 1,1) N Z NZs dzie: N Zs oc znaionowa poszczeónych siników dobierana z tabicy. zere ocy siników w DIN 4973 Moc sinika [k] Moc sinika [k] Moc sinika [k] 10

11 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p 3 Obiczenia sił w taśie 3.1 przężenie cierne. Rozkład sił na bębnie napędowy przenośnika taśoweo 1 R b α P P 1 1 µα e ykorzystując wzór Euera obiczay siłę 1. Podstawiając 1 do wzoru otrzyujey: µα P, czyi P ( e 1) (na ranicy pośizu) µα e tosunek sił 1 / powinien być niejszy ub równy wartości e µα. zrost teo stosunku ponad wartość dopuszczaną prowadzi do powstania pośizu niesprężysteo (akropośizu) całej taśy wzęde bębna napędoweo, zniejszenia współczynnika tarcia, wzrostu teperatury co oże spowodować zniszczenie przenośnika taśoweo. Zwiększając µ, α poprzez zastosowanie wykładzin ciernych bębnów napędowych, napędów wieobębnowych uzyskuje się większą wartość 1 /. Kąt opasania α w napędzie dwubębnowy. α 1 α α α 1 α artość współczynnika tarcia µ zaeży od wieu czynników, a w ty od typu taśy, rodzaju powierzchni bębna napędoweo i jej stanu, prędkości pośizu sprężysteo taśy i nacisków. artość µ aeje ze wzroste nacisków i zwiększa się ze wzroste pośizu sprężysteo. artość współczynnika tarcia µ przedstawia tabica. 11

12 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p artości współczynnika tarcia iędzy taśą, a bębne napędowy µ. tan Powierzchni Bęben staowy, ładki, Bez korozji Okładzina uowa, twardość 60 hore A, rubość 8 [] Okładzina poiuretanowa, twardość 75 shore A, rubość 11 [] Okładzina ceraiczna, rubość 11 [] uchy 0,35 0,4 0,4 0,45 0,35 0,4 0,4 0,45 Mokry czysty 0,1 0,35 0,35 0,35 0,4 Mokry zanieczyszczony 0,05 0,1 0,5 0,3 0, 0,35 3. iły występujące w taśie. Da ruchu ustaoneo P c, zate c kp e µα [N] 1 spółczynnik k p, zabezpieczenia przed akropośizie układu cierneo taśa-bęben napędowy przyjuje się z przedziału k p [1. 1.3] da ruchu ustaoneo. Da urządzeń napinających nadążnych (w ty ciężarowych) ożna przyjąć k p 1.1. Da dłuich przenośników i nienadążnych urządzeń napinających naeży przyjować k p 1.4. c µα e k p d Anaizując powyższy wzór, projektant powinien ustaić wartość współczynnika tarcia µ i kąta opasania α oraz sprawdzić s z warunku zwisu taśy w punkcie przenośnika o najniejszej sie rozciąającej taśę. trzałka zwisu taśy wpływa na opory zinania taśy i faowania urobku. raz ze wzroste wartości f u zwiększają się opory ruchu przenośnika. iekość strzałki uięcia decyduje o prawidłowej pracy przenośnika. Naeży więc tak dobierać in, aby zachować zaeżność: f u k, kd 0,015 k, kd Uproszczony scheat uięcia taśy iędzy zestawai krążnikowyi. fu 1

13 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p trzałka zwisu powinna być ty niejsza, i większa jest prędkość taśy i i większe są bryły transportowaneo urobku. Minianą siłę w taśie przeciwdziałającą zwisowi w órnej i donej ałęzi taśy okreśają zaeżności: in ( t ) k ( t ) [N] 8 f u 8 0,015 din t 8 f u kd t [N] 8 0,015 Zate wartość siły 1 i 4 powinna być większa od in, a wartość i 3 powinna być większa od din. Jeżei powyższy warunek nie został spełniony naeży przeprowadzić korekcję sił w taśie. artość siły korekcyjnej jest równa: artości sił w taśie po korekcji: MAX( in - 1 ; in - 4 ; din - ; din - 3 ) [N] iła aksyana występująca w taśie w ruchu ustaony wynosi: ax MAX( 1 ; ; 3 ; 4 ) [N] ykres sił w taśie. Ponieważ ziana wartości sił iedzy punktai 3 i 4 1 jest iniową funkcją dłuości przenośnika L, ożna wierzchołki wektorów sił w punktach,3 i 4,1 połączyć inią prostą, Uzyskana obwiednia uożiwia okreśenie siły rozciąającej taśę w dowony punkcie np. w punkcie 5 będzie to siła, której wartość reprezentuje dłuość odcinka kn

14 Przenośnik taśowy - obiczenia piotr.kuinowski@entertech.co.p 4 Dobór wytrzyałości taśy. Taśy przenośnikowe są produkowane obecnie w tak wieu odianach (różnorodne własności wytrzyałościowe i fizykocheiczne), że ożiwe jest dobranie właściwej taśy. do różnych warunków ekspoatacji. Punkte wyjścia jest dobór odpowiedniej konstrukcji i typu rdzenia taśy, a następnie dobór rodzaju okładek i ich rubości. Naeży jednak paiętać, że wiee własności taś zaeży od obu składników. Dateo też porównuje się ważniejsze właściwości taś wykonywanych z dobraneo rdzenia, okładek oraz przekładek ochronnych. Przy doborze taśy konieczna jest wnikiwa anaiza techniczna, której cee jest: dobór najwłaściwszej konstrukcji rdzenia taśy uwzędniający wytrzyałość noinaną, wydłużenia i trwałość złącza, dobór ateriału i rubości okładek uwzędniający własności wytrzyałościowe, ścieraność, trudnopaność oraz odporność na działanie czynników cheicznych i fizycznych, dobór przekładek ochronnych uwzędniający przede wszystki odporność na przebicia, porównanie własności wybranych taś jako całości uwzędniające sztywność, zdoność przejowania enerii spadającej bryły, odporność na przecięcia, własności pane i eektryczne oraz przewidywaną trwałość taś i złączy. najszerszy zakresie dobór taśy przedstawia nora DIN 101. Metoda doboru wytrzyałości taśy wedłu tej nory uwzędnia następujące czynniki: spadek wytrzyałości statycznej w złączu taśy r p, aksyana siła w taśie w ruchu ustaony ax, współczynnik bezpieczeństwa w ruchu ustaony λ u, Dobierana wytrzyałość taśy usi spełnić następujące zaeżności: K N λu > 1 r p B ax [kn/] padek wytrzyałości statycznej w złączu taśy r p przyjowany jest z tabicy traty wytrzyałości w połączeniu w DIN 101. Materiał przekładek Rodzaj połączenia rdzenia B bawełna P poiaid E poiester t sta * łuszne tyko da połączeń schodkowych. ** z iczba przekładek traty wytrzyałości r p połączenia zakładkowe w taśach wieoprzekładkowych * 1/z ** połączenie bez straty przekładki 0 taśa jednoprzekładkowa 0,3 rozbierane echaniczne > 0.4 iczba stopni n 0 iczba stopni n 3 0,5(n - ) 14

15 Przenośnik taśowy - obiczenia Materiały przekładek Bawełna, Poiaid, Poiester, ta arunki pracy piotr.kuinowski@entertech.co.p Ruch ustaony λ u dobre 6,7 średnie 8,0 złe 9,5 spółczynnik bezpieczeństwa taśy przed zerwanie s λ u u, da taś o rdzeniu 1 rp tkaninowy pracujących w trudnych warunkach zaeca się przyjować z przedziału s u [9 1]. Da taś z inkai staowyi s u [7 9.5]. 5 pis iteratury Literatura podstawowa 1. MURZYŃKI Z.: ytyczne doboru taś, Bełchatowskie Zakłady Przeysłu Guoweo toi Bełchatów.A.. Żur T., Hardyóra M.: Przenośniki taśowe w órnictwie. ydawnictwo Śąsk sp. z o. o., Katowice 1996 r. 3. Nora Gurtförderer für chüttüter - DIN 101. Literatura uzupełniająca 1. Aes R. Főrderurte Berechnunen Transportband-Dienst. ontitechnik, Edition Hannover 1985 r.. Antoniak J.: Urządzenia i systey transportu podzieneo w kopaniach. ydawnictwo Śąsk, Katowice 1990 r. 3. Antoniak J.: Przenośniki taśowe. prowadzenie do teorii i obiczenia. ydawnictwo Poitechniki Giwickiej, Giwice 004 r. 4. Antoniak J.: ystey transportu przenośnikai taśowyi w órnictwie. ydawnictwo Poitechniki Giwickiej, Giwice 005 r. 5. Breidenbach H.: Foerderurt - Technik, Projektierun und Berechnun, BTR DUNLOP BELTING GROUP 6. Gładysiewicz L.: Przenośniki taśowe.teoria i obiczenia. rocław