книги / Проектирование оборудования для производства целлюлозы и древесной массы. Транспортирующие машины
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Сиваков В.П.
Музыкантов» В.И. Кучумов Е.Г.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ДРЕВЕСНОЙ МАССЫ. ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ
Учебное пособие
Екатеринбург
2007
УДК 676.1.022.1:688.743.54
Рецензенты:
Кафедра «Машины автоматизированных систем» Санкт-Петебурского государственного технологического университета растительных полимеров;
профессор кафедры «Машины и аппараты промышленных технологий» Сибирского технологического университета, д-р техн. наук Ю.Д. Лашкевич
Сиваков В.П., Музыкантова В.И., Кучумов Е.Г. Проектирование оборудования для производства целлюлозы и древесной массы. Транспортные машины : Учеб, пособие / В.П.Сиваков, В.И. Музыкан това, Е.Г. Кучумов. - Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2007.
ISBN 978-5-94984-172-3.
Вучебном пособии излагаются основные положения по устройству
ипроектированию транспортирующих и транспортно-технологических машин, применяемых в целлюлозном производстве.
Предназначено для специалистов и студентов спец. 150405.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Уральского государственного лесотехнического университета.
УДК 676.1.022.1:688.743.54
ISBN 978-5-СМОйД-1 Т2-2 |
©Уральский |
государственный
лесотехнический университет, 2007
Введение |
5 |
1. Ленточные и цепные конвейеры транспортирующих машин |
6 |
1.1. Общие сведения........................................................................... |
6 |
1.2. Конвейерные ленты .................................................................... |
9 |
1.3. Роликовые опоры........................................................................ |
14 |
1.4. Приводные и натяжные устройства......................................... |
17 |
1.5. Расчет ленточного конвейера.................................................... |
24 |
1.5.1. Методика тягового расчета............................................... |
24 |
1.5.2. Тяговый расчет на ЭВМ ..................................................... |
28 |
1.6. Цепные пластинчатые конвейеры........................................... |
30 |
1.6.1. Общие сведения |
30 |
1.6.2. Устройство цепного пластинчатого конвейера.............. |
34 |
1.7. Расчет цепного конвейера.......................................................... |
40 |
1.7.1. Методика тягового расчета |
40 |
1.7.2. Тяговый расчет на ЭВМ .............................................. |
41 |
/1. Элеваторы |
44 |
2.1. Ковшовые элеваторы.................................................................. |
44 |
2.2. Элеваторы для штучных грузов....................... |
53 |
2.3. Расчет элеватора............................................... |
54 |
2.3.1. Выбор типа ковша, скорости ленты и способа |
|
разгрузки |
54 |
2.3.2. Расчет и выбор диаметров барабанов............................ |
54 |
2.3.3. Проверка обеспеченности центробежной разгрузки |
|
ковшей |
56 |
2.3.4. Определение линейной вместимости ковшей.............. |
56 |
2.3.5. Определение линейных масс.......................................... |
58 |
2.3.6. Тяговый расчет элеватора............................................... |
58 |
2.3.7. Проверка тягового усилия барабана............................... |
60 |
2.3.8. Проверка запаса прочности ленты................................ |
60 |
2.2.9. Проверка среднего давления ленты на барабан......... |
60 |
2.3.10. Определение параметров натяжного устройства |
61 |
2.3.11. Выбор элементов привода............................................. |
61 |
2.4. Расчет элеватора на ЭВМ ........................................................... |
62 |
3. Винтовые конвейеры |
64 |
3.1. Технологические перемешивающие и транспортирующие |
|
устройства..................................................................................... |
64 |
3.1.1. Пропарочные цистерны |
64 |
3.1.2. Трубы варочные................................................................ |
65 |
3.2. Технологические питательные устройства.................... |
65 |
3.2.1. Винтовые цилиндрические устройства...................... |
67 |
3.2.2. Винтовые конические устройства............................... |
68 |
3.3. Транспортирующие винтовые устройства |
72 |
3.3.1. Горизонтальный винтовой конвейер............................ |
72 |
3.3.2. Вертикальный винтовой конвейер |
75 |
3.3.3. Винтовая транспортирующая труба.............................. |
75 |
3.4. Основы теории расчета винтовых устройств......................... |
76 |
3.4.1. Расчет объема между витками конического винта..... |
76 |
3.4.2. Расчет объема между витками цилиндрического винта |
81 |
3.5. Расчет перемешивающих и транспортирующих винтовых |
|
устройств....................................................................................... |
83 |
3.5.1. Расчет основных параметров........................................... |
83 |
3.5.2. Расчет мощности привода винта..................................... |
87 |
3.5.3. Расчет основных параметров винта............................... |
91 |
3.5.4. Определение мощности привода винта конического |
|
устройства............................................................................... |
94 |
3.6. Расчет транспортирующих винтовых устройств................... |
95 |
3.6.1. Методика расчета винтового конвейера........................... |
95 |
3.6.2. Расчет винтового конвейера на Э В М .............................. |
97 |
4. Пневматические транспортные установки...................................... |
99 |
4.1. Пневматические транспортные установки для перемещения |
|
груза во взвешенном состоянии................................................ |
100 |
4.1.1. Всасывающая установка.................................................... |
100 |
4.1.2. Нагнетательная установка |
102 |
4.1.3. Всасывающе-нагнетательная установка......................... |
102 |
4.2. Основы расчета пневматических транспортных установок |
103 |
4.3. Пример расчета пневматической транспортной установки |
107 |
4.4. Расчет пневматической транспортной установки на ЭВМ |
111 |
5. Вспомогательное оборудование транспортирующих машин..... |
113 |
5.1. Гравитационные устройства...................................................... |
113 |
5.1.1. Желоба и трубы |
113 |
5.1.2. Ступенчатые и спиральные спуски.............................. |
115 |
5.1.3. Расчет винтовой линии спусков..................................... |
117 |
5.2. Бункера......................................................................................... |
118 |
5.2.1. Общее устройство и типы ................................................ |
118 |
5.2.2. Процессы истечения и сводообразования в бункерах |
122 |
5.2.3. Давление на стенки бункера и затворы........................ |
123 |
5.2.4. Автоматизация обслуживания бункеров.................... |
125 |
5.3. Бункерные затворы....................................................................... |
127 |
5.4. Питатели и дозаторы.................................................................... |
131 |
5.5. Автоматические весы ................................................................... |
138 |
5.6. Погрузочные машины непрерывного действия |
142 |
Библиографический список |
145 |
Учебное пособие содержит разделы по ленточным и цепным кон вейерам, элеваторам, винтовым конвейерам, винтовым транспортирую щим и технологическим устройствам, пневмотранспортным установкам и вспомогательному оборудованию транспортирующих машин.
В нем приводятся сведения по устройству и основам проектного расчета транспортирующих машин непрерывного действия и комплек тующего оборудования этих машин. Для машин транспортно технологического назначения наряду с расчетами по транспортированию грузов приводятся также сопутствующие технологические расчеты. Ряд расчетов осуществляется с применением ПЭВМ по программам, разрабо танным авторами.
В учебном пособии обобщены методические работы авторов с уче том требований учебного плана и рабочей программы курса, а также с учетом современного состояния проектно-конструкторских работ по транспортирующим машинам непрерывного действия.
Учебное пособие предназначено для студентов лесотехнических ву зов, обучающихся по специальности 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса», и может быть полезно для студентов других механи ческих специальностей.
1. ЛЕНТОЧНЫ Е И ЦЕПНЫ Е КОНВЕЙЕРЫ
ТРАНСПОРТИРУЮ Щ ИХ МАШИН
1.1. ОБЩ ИЕ СВЕДЕНИЯ
Транспортирующие машины непрерывного действия в виде ленточ ных и цепных конвейеров широко применяются для механизации трудо емких процессов - для перемещения грузов непрерывным потоком. Грузо вой поток может быть в виде сплошной струи сыпучих материалов, а так же штучных грузов.
Основной элемент ленточного конвейера - гибкая замкнутая лента, по которой транспортируется груз. Диапазон производительности ленточ ных конвейеров - от нескольких тонн до десятков тысяч тонн в час. Лен точные конвейеры могут перемещать грузы по горизонтали и по наклон ной плоскости при угле подъема не более 2/3 угла естественного откоса (до 24°) материала в движении.
Основной элемент цепных конвейеров - тяговые цепи. В приводном устройстве звездочка передает тяговое усилие цепи за счет зацепления. Для транспортирования грузов на тяговых цепях устанавливают пластины, скребки, ковши и другие рабочие органы, от которых получили свое на звание конвейеры - пластинчатые, скребковые, ковшовые и др.
В целлюлозно-бумажной промышленности ленточные конвейеры наиболее распространены, благодаря высокой надежности, долговечности, простоте конструкции, способности транспортировать насыпные и штуч ные грузы, сравнительно невысоким капитальным затратам на их изготов ление, возможности автоматизации и простоте обслуживания. Они при меняются для транспортирования короткомерного баланса, технологиче ской щепы, коры, опилок, серы, извести и др.
Цепные конвейеры используются в качестве продольных и попереч ных бревнотасок, для транспортирования короткомерных балансов, руло нов, бумаги, кип картона и других штучных материалов.
Стационарный ленточный конвейер общего назначения (рис. 1.1) состоит из закрепленной на фундаменте или на несущих частях здания опорной стальной конструкции 6 в виде пространственной фермы. В пе редней части конвейера расположен привод 77 с приводным барабаном 7, а в задней части - барабан с натяжным устройством 7. Замкнутая (беско нечная) гибкая лента 5 охватывает барабаны и опирается на верхние 4 и нижние 10 роликоопоры. Груз поступает на ленту через загрузочное уст ройство 2, которое может быть стационарным или передвижным, а раз
гружается через воронку 8 приводного барабана или в любом месте трассы с помощью плужковых сбрасывателей 3 или передвижной разгру зочной тележки. Конвейеры снабжены дополнительными устройствами безопасности, контроля и автоматизации, а также устройствами очистки ленты 9.
Рис. 1.1. Стационарный ленточный конвейер:
1 - натяжной барабан; 2 - загрузочное устройство; 3 - плужковый сбрасыватель; 4 - верхние роликоопоры; 5 - лента; 6 - опорная конструкция; 7 - приводной барабан; 8 - воронка; 9 - устройство для очистки ленты; 10 - нижние роликоопоры; 11 - привод
В зависимости от типа роликоопор верхняя ветвь ленты может быть по форме плоской или желобчатой. При желобчатой ленте масса переме щаемого насыпного груза и соответственно производительность при той же скорости и ширине ленты примерно в 2 раза больше чем при плоской ленте. В коротких конвейерах лента вместо роликов может опираться на деревянный или металлический настил.
Конвейеры могут быть выполнены с различными трассами длиной от 30 до 350 м с углом наклона до 30° (рис. 1.2). В каждом конкретном случае конвейеры проектируются индивидуально согласно заданию, но при этом составные части конвейера выбираются из типоразмерных рядов имеющегося оборудования.
Рис. 1.2. Схемы трасс ленточных конвейеров:
а- прямолинейная; б - наклонная; в - наклонно-горизонтальная;
г- горизонтально-наклонная; д - сложная
Передвижные ленточные конвейеры (рис. 1.3) применяются для перемещения небольшого количества груза на расстоянии от 5 до 15 м. Они состоят из тех же основных элементов, что и стационарные, но до полнительно снабжены колесным ходом 2 и механизмом 1 изменения угла наклона конвейера для обеспечения подачи груза на высоту разгрузки от 1,5 до 6,0 м при гладкой ленте и до 9,6 м при рифленой. В переносных конвейерах отсутствует колесный ход и механизм изменения угла накло на; длина этих конвейеров до 5 м, масса не более 100 кг.
(увеличено)
Рис. 1.3. Передвижной ленточный конвейер: 1 - механизм изменения угла наклона конвейера; 2 - колесный ход
1 .2 . КО НВЕЙЕРНЫ Е ЛЕНТЫ
Конвейерная лента является основным, наиболее дорогим (примерно 50 % стоимости конвейера) и наименее долговечным элементом конвейе ра. Лента должна обладать прочностью, гибкостью, ограниченным удли нением, износостойкостью рабочей поверхности [1]. Наибольшее приме нение получили прорезиненные конвейерные ленты, состоящие из каркаса (набор прокладок), заключенного между резиновыми обкладками (рис. 1.4, а). Каркас предназначен для поддержания груза и передачи тяговых усилий. Резиновые обкладки защищают каркас от механических повреждений и воздействия окружающей среды. По типу каркаса ленты делят на резинотканевые (каркас из тканевых прокладок) и резинотросо вые (каркас из стальных тросов) общего назначения и специальные. Проч ность ленты характеризуют усилием разрыва полоски прокладки шириной 1 см, называемым прочностью ленты <тр, Н/мм, значения которой указы ваются цифрами в обозначении ленты.
Рис. 1.4. Конвейерные ленты:
а- резинотканевая; б - резинотросовая; в - с поперечными перегородками;
г- с рифлеными выступами; 1 - тканевая прокладка; 2 - резиновая обкладка; 3 - брекерная ткань; 4 - стальной трос; 5 - перегородки
Для прокладок резинотканевых лент применяются ткани из лавсано вых (тип ТЛ) и анидных (тип ТА) волокон, комбинированные лавсано хлопчатобумажные (тип БКНЛ), с брекером из капроновой основы (тип ТК), из лавсана по основе и нитей капрона по утку (тип Т Ж ).
Ширина ленты и число прокладок приведены в табл. 1.1. Толщины тканевых прокладок & = 1,2...2,0 мм, резиновых обкладок рабочей поверх
ности 8\ = 3 ... 6 м, нерабочей - |
Si = 1...3 мм. |
|
|
Таблица 1.1 |
||||
Основные характеристики резинотканевых лент |
||||||||
|
|
|||||||
Тип ткани |
Число прокладок при ширине ленты, мм |
|
||||||
каркаса ленты |
660 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
1600 |
1800 |
|
БКНЛ-65 |
3-6 |
3-8 |
3-8 |
3-8 |
4-8 |
4-8 |
4-8 |
|
БКНЛ-100, ТА-100 |
3-4 |
3-5 |
3-6 |
3-6 |
4-6 |
4-8 |
4-8 |
|
БКНЛ-150, ТА-150 |
3-4 |
3-5 |
3-6 |
3-6 |
4-6 |
4-8 |
4-8 |
|
ТЛ-200 |
|
3-6 |
4-6 |
4-6 |
4-6 |
|
|
Цифры ткани каркаса обозначают прочность (7Р, Н/мм, прокладки шириной 1 см.________________________________________________
Ленты типа БКНЛ применяют для транспортирования абразивных грузов; ленты типа ТА, ТЛ, Т Ж - для транспортирования среднекусковых абразивных 1рузов; типа ТА - для транспортирования среднекусковых, и типа ТК - для транспортирования крупнокусковых скальных грузов. Дос тоинствами резинотканевых лент являются возможность их выбора в ши роком диапазоне прочностных параметров, относительная простота вы полнения стыков, высокая амортизирующая способность при динамиче ских нагрузках. Недостатки этих лент: значительное удлинение (до 4 %) при рабочих нагрузках, увеличенные размеры барабанов при большом числе прокладок.
Резино'гросовые ленты типа РТЛ состоят из силового каркаса (один ряд стальных проволочных тросов диаметром 3...12 мм, расположенный с шагом 9... 18 мм) и наружных резиновых обкладок (рис. 1.4,6). В обкладке может быть несколько тканевых прокладок для связи силового каркаса. Резинотросовые ленты имеют высокую прочность (500...6000 Н/мм), не большое удлинение при рабочих нагрузках (до 0,25 %) и повышенную долговечность. Недостатками являются большая масса, сложность изго товления стыкового соединения, увеличенные радиусы перегибов и др. Ленты применяют для транспортирования крупнокусковых абразивных грузов.