Dobór mocy napędu i wytrzymałości taśmy przenośnika w warunkach pracy ustalonej

Transkrypt

1 Dobór ocy napędu i wyrzyałości aśy przenośnika w warunkach pracy usaonej Dr inż. Pior Kuinowski

2 Przenośnik aśowy - obiczenia 1 ykaz ważniejszych syboi i oznaczeń B szerokość aśy, [] współczynnik uwzędniający skupione opory ruchu przenośnika przy noinany obciążeniu, D b średnica bębna, [] f współczynnik oporów ruchu przenośnika przy noinany obciążeniu, f u zwis aśy iędzy krążnikai, [] przyspieszenie zieskie, [/s ] H wysokość podnoszenia ub opuszczania aeriału ransporowaneo, [] (różnica pozioów iędzy bębne czołowy i zwrony) K jednoskowa siła rozciąająca aśę, [N/] k N współczynnik rezerwy ocy, K n noinana wyrzyałość aśy na zerwanie, [kn/] K u dopuszczane naprężenie użyeczne w aśie w ruchu usaony, [kn/] L dłuość przenośnika, [] kd rozsaw zesawów krążnikowych donych, [] k rozsaw zesawów krążnikowych órnych, [] N c całkowia oc napędu, [k] n d iczba donych zesawów krążnikowych w przenośniku, n iczba órnych, nośnych zesawów 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 usaony, [kn] Q () chwiowa wydajność objęościowa, [ 3 /s] Q wydajność asowa, [k/s] Q h wydajność asowa, [k/h] Q zh noinana wydajność objęościowa, [ 3 /h] siła rozciąająca aśę, [kn] 1u siła w cięnie órny w ruchu usaony, [kn] u siła w cięnie dony w ruchu usaony, [kn] din iniana siła w aśie cięna doneo, [N] in iniana siła w aśie cięna órneo, [N] i siła w aśie w punkcie i, [kn] T o eperaura ooczenia, [º] v prędkość aśy, [/s] c całkowie opory ruchu, [N] D opory dodakowe, [kn] d opory przesuwania cięna doneo, [kn] G opory łówne, [kn] opory przesuwania cięna órneo, [kn] H opory podnoszenia aeriału ransporowaneo, [kn] opory skupione, [kn] z d iczba krążników w zesawie dony, z e iczba krążników w zesawie nadawowy, z iczba krążników w zesawie órny, nośny, α ką opasania, [º] δ ką nachyenia przenośnika, [º] η sprawność, η sprawność echanizu napędoweo, μ współczynnik arcia,

3 Przenośnik aśowy - obiczenia Obiczanie przenośników aśowych eodą podsawową.1 Mode przenośnika aśoweo ruchu usaony (v=cons) P u = v P u sinδ P δ cosδ przenośniku aśowy: f i P u f cos δ i sinδ i iła arcia iła ciężkości P cosδ sin δ [N]. Masy eeenów ruchoych przenośnika - i Do obiczeń oporów ruchu uszą być znane asy wszyskich eeenów ruchoych na rasie przenośnika. Masę ruchoą sanowi nie yko aeriał ransporowany, ae akże asa aśy i asa obracających się części krążników. Masa urobku obciążająceo 1 [] dłuości aśy przenośnika Masa urobku obciążająceo 1 [] dłuości aśy przenośnika oże być wyiczona z wydajności przenośnika i prędkości aśy wedłu poniższeo wzoru: Q 3.6 v [k/] Masa k obroowych części krążników przypadająca na 1 [] dłuości przenośnika. Masę obroowych części krążników przypadających na 1 [] dłuości przenośnika obicza się wzore: k zk k zkd kd [k/] k kd Masę aśy przypadającą na 1 [] dłuości przenośnika obicza się wzore: k kd zk k zkd kd [k/] [k/] B 1000 j [k/] 3

4 Przenośnik aśowy - obiczenia arości as obroowych części krążników (w układach nieckowych) zerokość aśy B [] Średnica krążnika [] ,9 3, 4, Masa [k] - zk, zkd Iość krążników w zesawie 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 aśowy - obiczenia Taśy z rdzenie kaninowy - asa aśy j jes suą asy rdzenia i okładek Grubość Masa Typ Masa okładek da zadanej rubości [k/ ] rdzenia rdzenia aśy [] [k/ ] / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / Taśy z rdzenie z inek saowych Typ Średnica Masa aśy da zadanej rubości okładek [k/ ] aśy inki T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T

6 Przenośnik aśowy - obiczenia.3 Opory ruchu. Opory ruchu przenośnika aśoweo wysępujące przy sałej jeo prędkości (noinanej) ze wzędu na właściwości fizyczne ożna podzieić na opory wywołane: siłai arcia, składowyi sił ciężkości, siłai bezwładności (w iejscu załadunku aeriału ransporowaneo na aśę). Źródła oporów ruchu przenośnika. 1. Opory ruchu krążników.. Opory przeinania aśy. 3. Opory związane z faowanie urobku. 4. Opory w iejscu załadunku związane z rozpędzanie ładunku. 5. Opory w iejscu załadunku związane z arcie. 6. Opory urządzeń czyszczących. 7. Opory przeinania aśy na bębnach. 8. Opory związane z podnoszenie urobku. Ze wzędów obiczeniowych opory ruchu przenośnika dziei się na: opory łówne G wywołane siłai arcia równoiernie rozłożonyi wzdłuż dłuości przenośnika (np. opory obracania krążników, opory arcia oczenia, opory przeinania aśy, opory faowania urobku ip.), opory skupione wysępujące w iejscach załadunku (np. opory wywołane siłai bezwładności, arcie urobku o eeeny forujące pryzę aeriału ransporowaneo na aśie) i w iejscach zeknięcia się aśy z innyi eeenai przenośnika (np. urządzeniai czyszczącyi, bębnai), opory podnoszenia H wynikają z siły rawiacji. Opory e są: dodanie dy ładunek jes podnoszony, a ujene dy opuszczany. opory dodakowe D wywołane zasosowanie w przenośniku specjaneo urządzenia (np. zarniaka, krążników z wyprzedzenie ip.). Najczęściej sosowaną eodą obiczania oporów ruchu przenośników aśowych o dłuościach [] i nachyeniach nie większych od 15º jes eoda zw. podsawowa. Pozwaa ona z dosaeczną dokładnością okreśić opory ruchu w DIN 101 pod warunkie rafneo dobrania warości współczynnika arcia f. 6

7 Przenośnik aśowy - obiczenia.3.1 spółczynniki oporów ruchu Fikcyjny współczynnik arcia f okreśany jako współczynnik oporu ruchu obejuje łącznie opory ruchu órnej i donej ałęzi przenośnika. arości współczynnika f podane w abicy doyczą obciążenia przenośnika ładunkie w zakresie % usaoneo obciążenia noinaneo i srzałki uięcia aśy nie przekraczającej 1%. zros naciąu aśy i zniejszenie srzałki uięcia, podobnie jak i zwiększenie średnicy krążników, powoduje zniejszenie warości f. Dobrane z abicy warości współczynnika f + (aśa napędzana sinikie) i f - (aśa haowana eneraorowo) naeży ponożyć przez współczynnik c T zwiększając o przy spadku eperaury ooczenia. arości współczynnika oporów ruchu f. Napęd sinikowy Przenośniki wznoszące, pozioe ub nieznacznie opuszczające f + w zaeżności od prędkości aśy arunki ekspoaacji przenośnika v [/s] ykonanie norane, ładunek z przecięny arcie wewnęrzny 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 arcie wewnęrzny Niekorzysne warunki ruchowe, ładunek z duży arcie 0,03 0,07 wewnęrzny Przenośniki oddziałowe w órnicwie podzieny 0,07 0,03 Haowanie eneraorowe Przenośniki ransporujące sinie w dół arunki ekspoaacji przenośnika f - - Dobre ułożenie przenośnika przy noranych warunkach ruchowych, 0,01 0,016 ładunek z ały do średnieo arcie wewnęrzny arości współczynnika c T w zaeżności od eperaury Teperaura º c T 1 1,01 1,04 1,10 1,16 1,7 Uwaa: Za warość sandardową uważa się f + = 0,0, a da órnicwa podzieneo 0,05. Jeżei jednak przenośnik pracuje w aosferze o podwyższonej wioności i o duży zapyeniu, a jeo ułożenie odbiea od inii prosej, o warość f + oże wzrosnąć nawe do 0,06. Podobny wzros warości f + wywołuje ranspor dużych brył (ax []), szczeónie dy bryły e przeieszczają się oddzienie. 7

8 Przenośnik aśowy - obiczenia Do obiczenia oporów skupionych porzebna jes warość współczynnika. Opory skupione są wywoływane przede wszyski siłai bezwładności i siłai arcia wysępującyi w rejonie punku załadowczeo. arości współczynnika w zaeżności od dłuości przenośnika L (w DIN 101) zesawiono w abicy. Za poocą eo 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 krószych od 80 [] warość współczynnika naeży odczyać z abicy: 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 aśowy - obiczenia 9.3. Obiczanie oporów ruchu. ałkowiy opór ruchu ożna obiczyć w wzoru: [N] H cos δ L f k Na opór całkowiy składa się sua poszczeónych oporów: D H G Opory łówne wyiczane są z wzoru: [N] cos δ L f 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 warości f. Opory e będą zae okreśane zaeżnościai: [N] H cos δ L f k [N] H cos δ L f kd d d Jeżei nie zna się dokładnych warości f i f d o ożna przyjąć: f f d f arunek sprawdzający: d

10 Przenośnik aśowy - obiczenia.4 Obiczenie i dobór ocy napędu. Niezbędną oc porzebną do napędu przenośnika, kóra poprzez jeden ub jednocześnie kika bębnów napędowych usi być przekazana aśie, wyznaczają całkowie opory ruchu. N v 1000 [k] ałkowia oc napędu niezbędna do urzyania obciążoneo przenośnika wynosi: N N ub N N η [k] η w ruchu dzie sprawność napędu η naeży dobrać z abicy: prawność napędu. Rodzaj napędu napęd jednobębnowy η + Eekrobęben 0,96 Eekroechaniczny (sinik eekryczny, sprzęło podane, przekładnia) napęd wieobębnowy η + 0,94 0,9 napęd haujący η - Eekroechaniczny + sprzęło hydrokineyczne 0,9 0,85 0,95 1,0 Hydrauiczny 0,86 0,80 Moc zainsaowanych siników jes 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 rzech ub większej iczbie bębnów k N = 1,1) dzie: N Zs oc znaionowa poszczeónych siników dobierana z abicy. zere ocy siników w DIN 4973 Moc sinika [k] N Z N Zs Moc sinika [k] Moc sinika [k]

11 Przenośnik aśowy - obiczenia 3 Obiczenia sił w aśie 3.1 przężenie cierne. Rozkład sił na bębnie napędowy przenośnika aśoweo 1 R b P P = 1 1 e μα ykorzysując wzór Euera obiczay siłę 1. Podsawiając 1 do wzoru orzyujey: μα P, czyi P e 1 (na ranicy pośizu) μα e osunek sił 1 / powinien być niejszy ub równy warości e μα. zros eo sosunku ponad warość dopuszczaną prowadzi do powsania pośizu niesprężyseo (akropośizu) całej aśy wzęde bębna napędoweo, zniejszenia współczynnika arcia, wzrosu eperaury co oże spowodować zniszczenie przenośnika aśoweo. Zwiększając μ, α poprzez zasosowanie wykładzin ciernych bębnów napędowych, napędów wieobębnowych uzyskuje się większą warość 1 /. Ką opasania α w napędzie dwubębnowy. 1 = 1 + arość współczynnika arcia μ zaeży od wieu czynników, a w y od ypu aśy, rodzaju powierzchni bębna napędoweo i jej sanu, prędkości pośizu sprężyseo aśy i nacisków. arość μ aeje ze wzrose nacisków i zwiększa się ze wzrose pośizu sprężyseo. arość współczynnika arcia μ przedsawia abica. 11

12 fu Przenośnik aśowy - obiczenia arości współczynnika arcia iędzy aśą, a bębne napędowy μ. an Powierzchni Bęben saowy, ładki, Bez korozji Okładzina uowa, wardość 60 hore A, rubość 8 [] Okładzina poiureanowa, wardość 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 czysy 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 wysępujące w aśie. Da ruchu usaoneo P = c, zae c kp e [N] 1 spółczynnik k p, zabezpieczenia przed akropośizie układu cierneo aśa-bęben napędowy przyjuje się z przedziału k p [1. 1.3] da ruchu usaoneo. Da urządzeń napinających nadążnych (w y ciężarowych) ożna przyjąć k p =1.1. Da dłuich przenośników i nienadążnych urządzeń napinających naeży przyjować k p =1.4. c e k p d Anaizując powyższy wzór, projekan powinien usaić warość współczynnika arcia µ i kąa opasania α oraz sprawdzić s z warunku zwisu aśy w punkcie przenośnika o najniejszej sie rozciąającej aśę. rzałka zwisu aśy wpływa na opory zinania aśy i faowania urobku. raz ze wzrose warości f u zwiększają się opory ruchu przenośnika. iekość srzałki uięcia decyduje o prawidłowej pracy przenośnika. Naeży więc ak dobierać in, aby zachować zaeżność: f u k, kd 0,015, kkd Uproszczony schea uięcia aśy iędzy zesawai krążnikowyi. 1

13 Przenośnik aśowy - obiczenia rzałka zwisu powinna być y niejsza, i większa jes prędkość aśy i i większe są bryły ransporowaneo urobku. Minianą siłę w aśie przeciwdziałającą zwisowi w órnej i donej ałęzi aśy okreśają zaeżności: in din 8 f u 8 f u k kd 8 0, 015 kd [N] 8 0, 015 Zae warość siły 1 i 4 powinna być większa od in, a warość i 3 powinna być większa od din. Jeżei powyższy warunek nie zosał spełniony naeży przeprowadzić korekcję sił w aśie. arość siły korekcyjnej jes równa: arości sił w aśie po korekcji: 1 = 1 + = + 3 = = 4 + k [N] = MAX( in - 1 ; in - 4 ; din - ; din - 3 ) [N] Korekcję przeprowadza się wyłącznie w przypadku Δ>0. iła aksyana wysępująca w aśie w ruchu usaony wynosi: ax = MAX( 1 ; ; 3 ; 4 ) [N] ykres sił w aśie. Ponieważ ziana warości sił iedzy punkai 3 i 41 jes iniową funkcją dłuości przenośnika L, ożna wierzchołki wekorów sił w punkach,3 i 4,1 połączyć inią prosą, Uzyskana obwiednia uożiwia okreśenie siły rozciąającej aśę w dowony punkcie np. w punkcie 5 będzie o siła, kórej warość reprezenuje dłuość odcinka kn

14 Przenośnik aśowy - obiczenia 4 Dobór wyrzyałości aśy. Taśy przenośnikowe są produkowane obecnie w ak wieu odianach (różnorodne własności wyrzyałościowe i fizykocheiczne), że ożiwe jes dobranie właściwej aśy. do różnych warunków ekspoaacji. Punke wyjścia jes dobór odpowiedniej konsrukcji i ypu rdzenia aśy, a nasępnie dobór rodzaju okładek i ich rubości. Naeży jednak paięać, że wiee własności aś zaeży od obu składników. Daeo eż porównuje się ważniejsze właściwości aś wykonywanych z dobraneo rdzenia, okładek oraz przekładek ochronnych. Przy doborze aśy konieczna jes wnikiwa anaiza echniczna, kórej cee jes: dobór najwłaściwszej konsrukcji rdzenia aśy uwzędniający wyrzyałość noinaną, wydłużenia i rwałość złącza, dobór aeriału i rubości okładek uwzędniający własności wyrzyałościowe, ścieraność, rudnopaność oraz odporność na działanie czynników cheicznych i fizycznych, dobór przekładek ochronnych uwzędniający przede wszyski odporność na przebicia, porównanie własności wybranych aś jako całości uwzędniające szywność, zdoność przejowania enerii spadającej bryły, odporność na przecięcia, własności pane i eekryczne oraz przewidywaną rwałość aś i złączy. najszerszy zakresie dobór aśy przedsawia nora DIN 101. Meoda doboru wyrzyałości aśy wedłu ej nory uwzędnia nasępujące czynniki: spadek wyrzyałości saycznej w złączu aśy r p, aksyana siła w aśie w ruchu usaony ax, współczynnik bezpieczeńswa w ruchu usaony u, Dobierana wyrzyałość aśy usi spełnić nasępujące zaeżności: K N u 1 r p B ax [kn/] padek wyrzyałości saycznej w złączu aśy r p przyjowany jes z abicy ray wyrzyałości w połączeniu w DIN 101. Maeriał przekładek Rodzaj połączenia rdzenia B bawełna P poiaid E poieser sa * łuszne yko da połączeń schodkowych. ** z iczba przekładek ray wyrzyałości r p połączenia zakładkowe w aśach wieoprzekładkowych * 1/z ** połączenie bez sray przekładki 0 aśa jednoprzekładkowa 0,3 rozbierane echaniczne > 0.4 iczba sopni n 0 iczba sopni n 3 0,5(n - ) 14

15 Przenośnik aśowy - obiczenia Maeriały przekładek Bawełna, Poiaid, Poieser, a arunki pracy Ruch usaony u dobre 6,7 średnie 8,0 złe 9,5 spółczynnik bezpieczeńswa aśy przed zerwanie u su, da aś o rdzeniu 1 rp kaninowy pracujących w rudnych warunkach zaeca się przyjować z przedziału s u = [9 1]. Da aś z inkai saowyi s u = [7 9.5]. 5 pis ieraury Lieraura podsawowa 1. MURZYŃKI Z.: yyczne doboru aś, Bełchaowskie Zakłady Przeysłu Guoweo oi Bełchaów.A.. Żur T., Hardyóra M.: Przenośniki aśowe w órnicwie. ydawnicwo Śąsk sp. z o. o., Kaowice 1996 r. 3. Nora Gurförderer für chüüer - DIN 101. Lieraura uzupełniająca 1. Aes R. Főrderure Berechnunen Transporband-Diens. onitechnik, Ediion Hannover 1985 r.. Anoniak J.: Urządzenia i sysey ransporu podzieneo w kopaniach. ydawnicwo Śąsk, Kaowice 1990 r. 3. Anoniak J.: Przenośniki aśowe. prowadzenie do eorii i obiczenia. ydawnicwo Poiechniki Giwickiej, Giwice 004 r. 4. Anoniak J.: ysey ransporu przenośnikai aśowyi w órnicwie. ydawnicwo Poiechniki Giwickiej, Giwice 005 r. 5. Breidenbach H.: Foerderur - Technik, Projekierun und Berechnun, BTR DUNLOP BELTING GROUP 6. Gładysiewicz L.: Przenośniki aśowe.teoria i obiczenia. rocław