Старший преподаватель кафедры

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Югорский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Строительство»

Л.Ю.Ткач

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ  

ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ

ПО РАСЧЕТУ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Для студентов специальностей 270800.62  направление «Строительство»

                      Ханты-Мансийск

2015г.

Рецензент:

Доктор технических наук, профессор кафедры «Строительство» А.Ф.Косач

Старший преподаватель кафедры

«Строительство» Л.Ю.Ткач

Анатация:

Учебно-методическое пособие для практических заданий по расчету «Основных технических параметров  строительных машин», по курсу «Строительные машины и оборудование» составлено в соответствии с учебной программой и расчитано на приобретение студентами навыков расчета по устройству технических параметров и характеристик рабочих процессов строительной техники. Составлено для студентов обучающихся по специальности специальностей 270800.62  направление «Строительство» Ханты – Мансийск: РИЦ ЮГУ, 2015. – 73с.

1. Технические характеристики работы и устройство ленточных конвейеров.

2.Цель работы: Изучение основных технических параметров и методики общего расчета ленточных конвейеров.

2.1 Содержание работы:

1.1 Изучение схем приводов и способов натяжения ленты ленточных конвейеров.

1.2 Общий расчет и выбор основных параметров ленточного конвейера, изображенного на рис. 1.

1. Исходные данные для расчета по варианту

Исходные данные для расчета и выбора основных параметров ленточного конвейера выбираются по заданному номеру варианта из таблицы 1.  

а) вид транспортируемого материала (принимается из табл. 2 по номеру варианта задания);

б) массовая производительность конвейера, Q; Т/час;

в) длина конвейера, L, м.

г) угол подъема или уклона конвейера, γ, град;

д) вид верхних роликовых опор ( представлен на рисунке 2).

4. Последовательность расчета и выбора основных параметров ленточного конвейера

4.1 Предварительный расчет ширины ленты В.

Схема горизонтального ленточного конвейера с основными геометрическими параметрами, используемыми при расчёте, представлена на рис.1

Рис. 1. Схема горизонтального ленточного конвейера:

1-электородвигатель; 2-редукор; 3-муфта; 4-баран приводной; 5-лента; 6-отводной лоток; 7-зона разгрузки; 8-рама; 9-верхние роликовые опоры; 10-зона загрузки; 11-баран натяжной, 12-канат; 13-отводной блок; 14-груз; 15-нижние роликовые опоры; 16-очистной скребок; 17-поперечное сечение ленты; 18-тканевые прокладки.

 Если принять угол развала между роликами в двух- и трехроликовых опорах 120⁰, то площади поперечного сечения транспортируемого материала на ленте (F) и ширину ленты (B) (см. рис. 2) можно рассчитать по следующим формулам:

 для однороликовых опор

    F= φ_р, м²;                                     (1)

для двухроликовых опор

F= , м²;                             (2)

для трехроликовых опор                                                             F= , м²;                            (3) 

где b – ширина основания сечений материала на ленте,

 f – коэффициент скругления «шапки» сечения материала в движении (принимается f=0,8 );

 φ_p-расчетный угол естественного откоса материала (табл.2).

Рис. 2 Варианты конструкции верхних роликовых опор:

А – однороликовая; Б – двухроликовая; В – трехроликовая; 1-площадь поперечного сечения материала на ленте; 2 – лента; 3-верхние роликовые опоры.

       Площадь поперечного сечения материала на ленте (F) определяется исходя из заданной массовой производительности конвейера (Q)_и принятой скорости движения ленты (V_л), принимаемых из табл. 2:

 м²; (4)

где Q – массовая производительность конвейера, т/час;

δ – плотность материала, т/м³, (табл.1);

V_л – принятая скорость движения ленты, м/сек (табл.1);

k – коэффициент неравномерности загрузки конвейера (принемается k=0,9).

Ширина основания сечения материала на ленте рассчитывается по следующим формулам:

       Для однороликовых опор

,м;                     (5)

                  B=b+0,1,м;                             (6)

для двухроликовых опор

 м;     (7)

       B=1,2b+0,1, м;            (8) 

для трехроликовых опор                                       

м; (9)

     B=1,5b+0,1, м;                (10) 

Фактическая ширина ленты (В_ф) принимается согласно ближайшего значения из следующего ряда чисел представленных в ГОСТ 22644-77:

400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000.

Уточненное значение скорости движения ленты (V_у) рассчитывается по формуле

м/сек; (11)

где F_ф – фактическая площадь поперечного сечения материала на ленте, м² .

       Величина (F_ф) рассчитывается по одной из следующих формул:

для однороликовых опор

           F_ф= φ_р .                   (12)

для двухроликовых опор

      F_ф= .           (13)

для трехроликовых опор

     F_ф= .          (14)

Расчет размеров диаметра барабана (D_б) его длины (L_б), диаметра роликов (d_p) и количества верхних роликовых опор (n_p) производится по следующим формулам:

             D_б=0,5В_ф, мм;                 (15)

             L_б=В_ф+100, мм;              (16)

             d_p=0,1В_ф, мм;                     (17)

                                            (18)

где L – длина конвейера; м;

 t – расстояние между верхними роликовыми опорами, (табл. 3).

Величина мощности привода конвейера (N), необходимая для транспортировки заданного материала, рассчитывается по формуле

 кВт;        (19)

где с – общий коэффициент сопротивления движению ленты (с=0,06);

 - дальность транспортировки по горизонтали, м;

 - высота подъема или спуска конвейера, м;

 q – масса одного погонного метра движущихся элементов конвейера, кг/м;

       Величина (L_г), (H) и (q) рассчитывается соответственно по следующим формулам:

                     ;                                          (20)

                ;                                            (21)

                        q=30В_ф,                                                                           (22)

где γ – угол подъема или уклона конвейера, град.

Для горизонтальных конвейеров H=0, для конвейеров, работающих на подъем или спуск величина H принимается соответственно со знаком + или -. ;

    η₀ – общий кпд привода (η₀=0,8).

По рассчитанной величине мощности привода конвейера из таблицы 4 выбирается электродвигатель соответствующей серии.

Расчет окружного усилия на барабане привода (Р_б) производится по формуле:

      кг.                                         (23)

Величина максимального натяжения ленты (S_max), набегающей на приводной барабан, рассчитывается согласно теории фрикционного привода по следующей формуле:

кг                                       (24)

где e – основание натурального логарифма (e=2,71); μ – коэффициент сухого трения ленты по барабану (μ=0,25);

α – угол обхвата барабана лентой (α=3,5 рад. или 200⁰);

к₃ – коэффициент запаса натяжной ленты (к₃=1,2).

       Расчет количества тканевых прокладок в ленте (i_n) рассчитывается по формуле

                                                                  (25)

где S_max  - максимальное натяжение ленты, кг;

k_n – общий коэффициент запаса прочности ленты (k_n=10);

[σ]_p – предел прочности тканевой прокладки, кг/см² (табл.6).

       Расчет толщины ленты (h_л) производится по формуле

                                                  (26)

где i_n – количество тканевых прокладок;

h_n – толщина тканевой прокладки (табл.6); мм;

h_о.в. – толщина верхней резиновой обкладки (h_о.в.=2h_n); мм;

h_о.н. – толщина нижней резиновой обкладки (h_о.н.=h_n), мм;

       Расчет величины веса груза (Р_г) производится по формуле

                      Р_г=2S_max.                                                 (27)

       Передаточное отношение редуктора (i_p) рассчитывается по формуле

                                                                         (28)

где n_д – число оборотов двигателя (см. табл.4), об/мин;

n_б – число оборотов приводного барабана, об/мин,

Число оборотов приводного барабана рассчитывается по формуле

                                                          (29)

Расчет крутящего момента на валу барабана (М_г) рассчитывается по формуле

                        (30)

По величине передаточного отношения (i_p) и крутящего момента на валу барабана (М_б) из таблицы (5) выбирается редуктор.

По величине крутящего момента на валу барабана (М_б) выбирается муфта для соединения редуктора с валом барабана (табл. 7).

1. Оформление отчета.

Отчет должен содержать следующие разделы:

     - исходные данные для расчета по заданному варианту, включая

рисунки, эскизы и схемы.

- расчеты всех параметров конвейера по формулам (1)-(30);.    

- сводную таблицу результатов расчета.

Сводная таблица результатов расчета

Таблица 1. Исходные данные для расчета и выбора основных параметров ленточного конвейера по вариантам.

Таблица 2. Расчётный угол естественного откоса материала φ_р, плотность материала δ и рекомендуемая скорость движения ленты V_л.

Таблица 3. Расстояние между верхними роликовыми опорами t, м и количество тканевых прокладок на ленте in, шт.

Таблица 4. Серии электродвигателей фланцевых асинхронных с короткозамкнутым ротором, применяемы для приводов конвейера

Таблица 5. Редукторы червячные типа РЧУ (ГОСТ 13563-68).

Таблица 6. Ленты резинотканевые типа ЛКРТк  (ГОСТ 22664-77)

Таблица 7. Муфты универсальные втулочно-пальцевые типа МУВП (ГОСТ 21424-75).

2. Классификация, изучение устройства и рабочих процессов бульдозеров с поворотными и неповоротными отвалами

Введение

Цель работы:Изучение устройства и рабочих процессов землеройнотранспортных машин (бульдозеров, грейдеров, скреперов).

Содержание работы

 Более подробно изучить следующие вопросы:

а) классификация бульдозеров;

б) ходовое оборудование базовых тракторов;

в) технологические схемы использования бульдозеров в строительном производстве.

2.2. По заданному варианту выполнить тяговый расчёт бульдозера и определить его эксплутационную сменную производительность.

Исходные данные для расчёта по заданному варианту №_____ (табл. 1)

Индекс бульдозера ___________.

Тип грунта ___________.

Дальность перемещения грунта, (Ln)_________ м.

Подъём (уклон) трассы перемещения грунта (i) ___

4. Расчётная схема и методика расчёта

Расчётная схема бульдозера с неповоротным и      поворотными отвалами представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема бульдозера и технологии разработки грунта:

А) с неповоротным; Б) с поворотным отвалами;

В) технологическая схема работы бульдозера.

1 – гидроцилиндры для изменения угла резания; 2 – гидроцилиндры для подъёма и опускания отвала; 3 – отвал; 4 – срезаемый слой грунта; 5 – призма волочения; 6 – плоскость среза грунта; 7 – толкающие брусья; 8 – толкающая рама; 9 – направления перемещения призмы волочения вдоль отвала при работе с повёрнутыми отвалами; 10 – места разворота бульдозера на 180⁰ при обратном ходе; 11 – варианты трассы с подъёмом и уклоном; L₁-длина зоны забоя; L₂-длинна трассы перемещения грунта; L₃-длинна зоны распределения призмы волочения

Рис. 1. Схема бульдозера и технологии разработки грунта:

А) с неповоротным; Б) с поворотным отвалами;

В) технологическая схема работы бульдозера.

1 – гидроцилиндры для изменения угла резания; 2 – гидроцилиндры для подъёма и опускания отвала; 3 – отвал; 4 – срезаемый слой грунта; 5 – призма волочения; 6 – плоскость среза грунта; 7 – толкающие брусья; 8 – толкающая рама; 9 – направления перемещения призмы волочения вдоль отвала при работе с повёрнутыми отвалами; 10 – места разворота бульдозера на 180⁰ при обратном ходе; 11 – варианты трассы с подъёмом и уклоном; L₁-длина зоны забоя; L₂-длинна трассы перемещения грунта; L₃-длинна зоны распределения призмы волочения