disciplina Sisteme de transport transport – – - Proiect la disciplina Sisteme
Transportor cu Bandă
Conducator proiect: Mihaela David Student: Paun Viorel Cosmin Grupa: 731
2010-2011
Tema de proiect la disciplina Sisteme de Transport
1. Titl Titlul ul teme temeii Transportor cu banda 2. Cerint Cerintee initia initiale le pentr pentru u proiect proiect Capacitatea de lucru: 1.4 kg/s Materialul de lucru: ovaz Lungimea : 15 m Unghiul de inclinare: 0° 3. Memo Memori riul ul de calc calcul ul Studiul solutiilor constructive similare Prezentarea si justificarea solutiei adaptate pentru elevatorul cu cupe Calculul principalilor parametrii constructivi, functionali si energetici Calculul de dimensionare 4. Mate Materia rialu lull grap graphi hicc Ansamblul general 5.Data primirii temei: 6. Termen de predare a proiectului:
2
Cuprins:
1) Studiul solutiilor constructive similare a. Consideratii generale b. Solutii constructive de transportoare cu banda c. Constructia principalelor parti componente ale transportorului cu banda 2) Prezentarea si justificarea solutiei adoptate pentru transportorul cu banda 3) Calculul parametrilor principali, constructive, functionali si energetici 4) Calcule de dimensionare Ansamblul general
3
1.Studiul solutiilor constructive similare
1.1 Consideratii generale Transportoarele cu banda reprezinta tipul cel mai raspandit de transportor continuu, putand fi utilizat atat ca instalatie stationara cat si ca trasportor mobil. Lungimea unui transportor cu banda este limitata de rezitenta benzii in ce priveste preluarea fortei de tractiune (benzile cu insertie din bumbac au lungimi de pana la 300 m, in timp ce benzile metalice pot ajunge pana la 500 m). Vitezele de transport sunt variate in functie de natura sarcinii fiind cuprinse intre 0,4 – 4 m/s (vitezele mici sunt pentru sarcini individuale si cele mari pentru materiale in vrac cu granulatie mijlocie, asa cum ar fi cerealele). Transportoarele cu banda se folosesc la transportul produselor sub forma varsata si a sarcinilor individuale in plan orizontal sau sub un unghi de pana la 20 0 fata de planul orizontal. Principalele parti componente ale unui transportor cu banda sunt : organul de tractiune este banda(4) infasurata pe tamburul (5), tamburul de intoarcere (1), tamburul de antrenare (7) si tamburul de intindere (8). Materialul transportat este impiedicat sa cada lateral de jghiabul (3) fixat pe cadrul transportorului. Actionarea transportorului se face de la motorul electric (10) prin intermediul variatorului de turatie (11) si a reducatorului planetar (12). Sustinerea benzii se face cu ajutorul unor role de sustinere. Unele transportoare mai sunt prevazute cu dispozitive de curatire a benzii dispuse pe ramura inferioara a acestora.
4
Clasificarea transportoarelor cu banda se poate face dupa mai multe criterii: a) dupa destinatie - cu destinatie generala - cu destinatie speciala b) dupa tipul benzii - plane - sub forma de jgheab c) dupa materialul din care se confectioneaza banda - cauciuc cu insertii textile - material textile - otel d)dupa modul de descarcare - cu descarcare la capat - cu descarcare pe parcurs Transportoarele cu banda au constructie simpla, greutate mica, siguranta in functionare si consum de energie redus. Principalele dezavantaje ale transportoarelor cu banda sunt urmatoarele: unghi de inclinare mic, durata de functionare si viteza de deplasare a benzii relative redus, produc praf in timpul functionarii (in cazul transportului produselor pulverulente). Transportoarele cu banda se folosesc la diverse masini si instalatii zootehnice: tocatori, combine de siloz, bucatarii furajere, fabrici de nutreturi combinate, instalatii de distribuire a hrane, etc.
5
1.2 Solutii constructive
6
7
8
a) Modelul Alpine Caracteristici: - latimea maxima a benzii 600 mm - banda este confectionata dintr-un material antiderapant - incarcarea maxima repartizata uniform este de 700 kg - incarcarea maxima unitara 100 kg - viteza benzii 3m/s - posibilitate de reglare a unghiului de descarcare
Model
A10 A10-1 A10-2
Lungimea Maxima (mm) 10000 10000 10000
Tabel de dimensiuni A B C D (mm) (mm) (mm) (mm) 760 760 760
3810 3810 3810
9
3350 3350 3350
6710 N/A 6710
E (mm)
F (mm)
N/A 3430 3430
3230 3230 3230
b) Modelul Annapurna Caracteristici: - latimea maxima a benzii 600 mm - banda este confectionata dintr-un material antiderapant - incarcarea maxima repartizata uniform este de 700 kg - incarcarea unitara admisa 100 kg - viteza benzii 3m/s
Model
AN6 AN10
Tabel de dimensiuni Lungimea A B C Maxima (mm) (mm) (mm) (mm) 6000 760 3050 6090 9500 760 3050 7010
10
D (mm)
E (mm)
3960 5130
1372 1372
1.3 Constructia principalelor parti componente ale transportorului cu
banda a) Banda este organul flexibil de tractiune si in acelasi timp organul purtator al materialului ce urmeaza a fi transportat. Ea se confectioneaza din cauciuc cu insertii din fire chimice (polyester in urzeala si poliamida in batatura), simbolizate conform STAS 8983-75; PES/PA 125; PES/PA 160; PES/PA 400 in care 125, 160, 250 si 400 reprezinta rezistenta la rupere in N/mm pe o insertie in banda finite comform STAS 2077/1-85. Insertiile taxtele au grsimea de 1,2-3 mm, iar stratul de cauciuc dintre ele este de 0,2-0,3 mm. Insertiile cu grosime mare au urzeala formata din cord textile cu rasucire dubla. Randurile de cord textile sunt legate intre ele prin fire transversale (batatura) commune. Benzile cu cabluri din otel au de obicei pe ambele parti 1-2 insertii care au rolul de a prelua loviturile din partea bucatilor de material, de a asigura rezistenta transversala a benzii si de a proteja cauciucul impotriva taierii din material,de a asigura rezistenta transversala a benzii si de a proteja cauciucul impotriva taierii de catre cabluri la trecerea peste tambure. Insertiile din material textile pot fi formate dintr-o singura bucata infasurata in spirala sau reduse treptat in zona centrala pentru a mari elasticitatea benzii. Numarul de insertii si grosimea invelisului de cauciuc pentru benzile de transport cu insertii textile sunt indicate in STAS 2077/1-85. Latimile nominale ale benzilor cu insertii textile sunt: 400, 500, 650, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800 si 2000 mm (STAS10674-86). Pentru a realize o banda fara sfarsit pe o anumita lungime, capetele benzii trebuiesc inadite. Acesta operatie se poate face pe cale mecanica sau prin vulcanizare. Inadirea mecanica trebuie sa asigure flexibilitatea benzii atat in sens londitudinal cat si transversal. Se foloseste legatura prin eclise sau balamale fixate de benzi prin nituri sau suruburi. La acest mod de inadire a benzii gaurile pentru nituri constituie concentratori de tensiune si micsoreaza rezistenta la tractiune a benzii. Acest dezavantaj este inlaturat la benzile imbinate prin vulcanizare. Imbinarea prin vulcanizare poate fi la cald sau la rece. Banda trebuie sa fie: - sa fie rezistenta la tractiune si elastica - sa fie putin higroscopica - sa reziste la actiunea abraziva a materialelor transportate - sa se alungeasca relativ putin in timpul functionarii - sa se poata inadii usor in cazul ruperii
11
1 – cauciuc 2 – insertii de protectoare 3 – insertii din material textil 4 – cord 5 – cablu de poliamida 6 – cablu de otel b) Tambure – antrenarea benzilor se face in general cu ajutorul unui tambur,mai rar cu doua tambure de antrenare. Pentru marirea aderentei dintre tambur si banda, suprafata tamburului se acopera cu un strat de cauciuc de 15-20 mm grosime fixat cu suruburi cu cap inecat, in fig. 3 s-a construit un tambur dublu conic pentru a asigura centrareaa benzii. Tamburele de antrenare se pot executa in doua variante constructive: normala si intarita. Varianta intarita are grosimea mantalei si diametrul arborelui mai mare decat la varianta normala si se foloseste pentru sarcini si momente mai mari decat pentru tamburele normale.Principalele diametere ale tambure de intoarcere a benzii de transport, tambur de deviere, in scopul maririi unghiului de infasurare a benzii pe tamburul de antrenare sau a tambure de intindere. Aceste tambure se rotesc liber pe ax si nu sunt prevazute cu strat adeziv. In fig. 2 este prevazuta constructia unui tambur de intindere. 12
Tambur de intindere Fig. 5 c) Sistemul de sustinere a benzii este realizat cu ajutorul tablierelor, rolelor sau combinatii de tabliere si role.
1 – cadru 2 – tabliere 3 – banda 4 - role Sustinerea benzii pe tabliere (confectionate din tabla sau lemn) se floseste in cazul transportoarelor de lungime foarte mica putin incarcata, este o constructie simpla, cu dezavantajul unui consum de energie ridicat si uzura rapida a benzii. Rolele reprezinta o solutie mai complicata si din punct de vedere constructiv, dar mai avantajoase din punct de vedere energetic.
13
Rolele cu suprafata lisa „L” se pot utiliza oriunde pe traseul de transport. Rolele cu benzi de cauciuc „B” se utilizeaza in zona de incarcare a benzii cu material in cazul alimentarii cu material cu granulatie mare care cad de la o inaltime. Rolele cu discuri „D” se folosesc pe ramura de intoarcere in cazul transportului unor materiale aderente la banda, cu rol de a curati banda. d) Sistemul de intindere a benzii are rolul de a prelua deformatii permanente ale benzii si a creea forta normala a benzii pe tamburul de antrenare.
Cursa sistemului de intindere este de aproximativ3% din lungimeatrasportorului pentru cu lungime mica (30 -40 m) si 5% din lungimea trasportorului pentru cele mari. e) Sistemul de incarcare are rolul de a incarca banda cu un strat uniform de material. Constructia depinde de material incarcat pe banda. Pentru incarcarea benzii cu material cu granulatie mica si care curge usor, schema este reprezentata mai jos.
14
1 – cos de alimentare 2 - clapeta pentru reglarea debitului 3 – placi de gidare a materialului f) Sistemul de descarcare pe traseul trasportorului se realizeaza cu ajutorul carucioruui de descarcare compus dintr-un cadru care poate rula pe roti de-a lungul trasportorului prevazut cu doua tambure si jgheab de descarcare. Dimensiunile caruciorului trebuie astfel alese incat inclinarea maxima a benzii αmax<ψ (unghiul de taluz natural) pentru ca materialul sa nu alunece in jos pe acesta. Scuturile simple sau duble sunt plasate deasupra benzii astfel ca materialul ajuns in dreptul peretelui inclinat, aluneca pe acesta si ste descarcat lateral. Sistemele cu scuturi inclinate prezinta dezavantajul ca produce uzura benzii datorita frecarii acestora cu materialul transportat.
15
2. Prezentarea si justificarea solutiei constructive
Transportorul cu banda cu organ flexibil de tractiune care realizeaza transportul sarcinii pe directie apropiata de orizontala sau orizontala. In cazul de fata trasportorul transporta sarciniile pe directie orizontala , avand unghiul de inclinare α = 0°.
1 – banda trasnportoare 2 – tamburul de antrenare 3 – tambur de intindere 4 – role cu suprafata lisa 5 – role cu discuri 7 – sistem de intindere 8 – sistemul de incarcare 9 – sistemul de descarcare
16
Date: -
capacitate de lucru: 1.4 kg/s materialul transportat: ovaz lungimea: 15 m unghiul de inclinare: 0°
In cazul trasportorului de fata , organul flexibil de tractiune este banda doarece prezinta avantaje mai bune in cazul materialului transportat de fata. Are o functionare silentioasa si o viteza mare de pana la 4 m/s. Banda se foloseste numai pentru materiale cu granulatie mica, uscate si care nu au componenti ce se lipesc de banda. Banda este confectionata din cauciuc cu insertii textile avand grosimea de 2 mm, uar stratul de cauciuc dintre ele este de 0.25 mm. Insertiile sunt de forma unei tesaturi. Numarul de insertii si grosimea invelisului de cauciuc pentru benzile de transport cu insertii textile sunt indicate in STAS 2077/ 1-85. Varianta cosntructiva a tamburului de antrenare este cea normala. Suprafata tamburului este acoperita, prin vulcanizare cu un strat de cauciuc, de 15 – 20 mm in scopul maririi coeficientului de frecare. Tamburul liber este de tipul tambur de intindere montat la unul din capetele trasportorului cu rol de a intinde banda.
17
3. Calculul principalelor parametrii constructivi, functionali si energetici
Material transportat: ovaz Capacitatea de lucru: Q = 1,4 kg/s Lungimea: 15 m Unghiul de inclinare: 0° a) Calculul dispozitivul de incarcare Din anexa 4 rezulta: - coeficientul de frecare in repaus este: - cauciuc μ b0= 0,66 - unghiul de taluz natural in repaus ψ 0=350 - densitatea materialului ρ=700kg/m3 - v b= 3.5m/s - v0= 0m/s Lungimea jgeabului de dirijare se calculeaza cu relatia: 2 2 v ba 3.5 2 −0 2 −v 0 l = = = 2 g ( µbcosα −sinα ) 2 ⋅9, 8(0, 6⋅ cos 0− sin 0)
µ b
=
(0, 7 − 0, 9) µ b0
=
0, 9 ⋅0, 66
=
1.041 m
0, 6
Unghiu de inclianre a peretelui cosului de alimentare: 6 +10 = 40.960 α 1 = arctg µ + (10 ÷15 0 ) = arctg 0, Constructiv se adopta jocul dintre banda si jgeab =10 mm. b) Calculul latimii benzii
Unghiul de taluz natural in miscare va fi: ψ
=
(0, 4 ÷0, 7) ψ 0
0
0, 5 35 ⋅
=
0
17.5 =
Pentru banda plata latimea benzii se poate calcula cu relatia: B =
k α
=
Q 0,16 ⋅ k a ⋅ v b ⋅ ρ ⋅ tgψ
=
2.5 0
0,16 ⋅ 0, 9 ⋅3.5 ⋅700 ⋅tg 35
0,100 m
=
0,9 din STAS 7539-84
Se alege latimea benzii B=400 mm Q 2.5 2 = = 0, 00102 m A= v b ⋅ ρ 3.5 ⋅ 700 c) Determinarea dimensiunilo principale ale tamburelor Diametrul tamburului de antrenare se calculeaza cu relatia: DTA = ka ⋅ Ni =125 ⋅2 =250 mm
Din STAS 2077/1-85 alegem Ni=2 pentru banda cu insertii textile PES/p 125 care are caracteristicile: DT = ki ⋅ Ni =100 ⋅2 = 200 mm 18
d) Determinarea dimensiunilor principale ale rolelor de sustinere a benzii Se aleg role lise tip L conform STAS 6788/2-86. Lungimea rolei va fi egala cu lungimea tamburelor, adica L=500 mm. D=159 mm Dimensiunile suporturilor de sustinere se aleg din STAS 6788/2-86. v
D≥6
π ⋅ n r
10 4
=
6
3.5
π ⋅ 500
104
= 133.69
mm
Pasul rolelor lPP=1100 mm; l pi=3800
e) Calculul fortei minime din banda Masa unui metru liniar de banda se calculeaza cu relatia:
ρ b
=
1,1 ( B δi ⋅
ρ i =
2.5 Q = = 3.5 vb
N δp
i +
+
δr ) = 1,1 ⋅0, 4(1, 5 ⋅2 + 4 +2)
/kg m
3,96
=
0.71 kg/m
Forta minima din banda pe ramura purtatoare de material, corespunzatoare sagetii minime, se calculeaza cu relatia:
f a
0, 025 ⋅1.3 = 0.325
=
Fmin
(0.71+ 3,96) ⋅ 9,81⋅ 1.3
=
2
=
8 ⋅ 0.325
297.7 N
iar pe ramura de intoarcere este:
Fmin
=
(0.71 + 3,96) ⋅ 9,81⋅ 1.3
2
186.11 N
=
8 ⋅0,052
f) Calculul puterii necesare actionarii trasportorului Forta rezistenta la incarcarea benzii se calculeaza cu relatia: 2
Fi
=
Q(vb
+
2
v 0 ) µ b ⋅ cos α
=
2.5 ⋅ (3,5
2
−
0) ⋅ 0,6 ⋅ cos0
2 ⋅ vb ( µb ⋅ cos α− sin α) 2 ⋅ 3, 5(0, 6 ⋅ cos 0 − sin 0)
=
7.7 N
Masa rolei de sustinere este:
m rs
=
ρ rs'
=
ρ rs"
=
π
4 m r
p p m rs p i
2
(D =
=
2
d ) L⋅ ρ =
−
5 1,1
=
5 3,8
π 4
(0,089
2
−
2
0,08 )⋅ 0,5⋅ 700 = 4, 6
;5
kg
4,55 kg/m
=
1,3 kg/m
Fortele rezistente pe ramura incarcata se calculeaza cu relatia:
F4-6
=
( ρ1 + ρb ) g⋅ L1 sin α + ω( ρ1
ω = 0, 03 ÷ 0, 04
19
+ ρ b
+ ρ rs
) g ⋅ L1 cos α =6,84
Fortele rezistente pe ramura descarcata calculate:
F1-2
=
ω ( ρ rs'
+
ρ rs" )g ⋅L 2
=
0, 03(3,96 +1,3)9,81 ⋅3
=
4,14
Forta rezistenta totala la deplasarea materialului se determina cu relatia in care coeficientul k se calculeaza cu relatia:
Ft
=
k ( Fi + F inc + F desc ) = 1,166(7.7 + 6,84 + 4,14) = 21.78 N m
n
k=k 1 ⋅ k 2
P =
= 1,166
c 0 ⋅ Ft ⋅ v b 10
3
=
1,25 ⋅21.78 ⋅3.5 10
3
=
0,095 kw
Calculul de verificare Se scrie pentru trasportorul dat sistemul de ecuatii: F
FII = FI – ρ1H = FI – 3.75 ∙ 7 FIII = kFII + Fi = 1.1 FII + 15 FIV = FIII + (ρ1 + ρtc) Hg = FIII + ( 3.75 + 11.448) 9.81 ∙ 7 1.15 FIV = FI ∙ e0.8∙π μ = 0.8 – coeficient de frecare FII = FI – 26.25 FIII = 1.1 FII + 7.7 FIV = FIII + 1043.64 1.15 FIV = FI ∙ 12.35 Din rezolvarea sistemului de ecuatii rezulta : FI = 106.82 N FII = 80.57 N FIII = 103.62 N FIV = 1147.24 Fmin = 1.15 ∙ ρtc ∙ H ∙ g = 1.15 ∙ 11.448 ∙ 7 ∙ 9.81 = 904.05 N Pentru a obtine forta minima din banda recomandata se pune conditia: FII > Fmin daca nu respecta conditia FII se majoreaza si se recalculeaza celelalte forte FII = 2000 N Din sistemul de ecuatii rezulta: FI = 2026.25 N FII = 2000 N FIII = 2215 N FIV = 3258.64 N
20
Latimea benzii B se determina in functie de aria sectiunii transversale a materialului aflat pe ramura incarcata a elevatorului. A =
Q V b ⋅ ρ
=
2.5 3.5 ⋅ 700
=
0.00100m2
⇒ B =
400 mm
Forta realizata de dispozitivul de intindere al benzii cu cupe este: Fint = FII + FIII = 2000 +2215 = 4215 N
21
4. Calcule de dimensionare unghiul de taluz natural in repaus Ψ0 = 35° unghiul de taluz natural in miscare va fi:
-
-
Ψ = (0.4....0.7) ∙ Ψ0 = 0.6 ∙ 35 = 21° B =
Q 0,16 ⋅ k a ⋅ v b ⋅ ρ ⋅ tgψ
=
2.5 0,16 ⋅0, 9 ⋅3.5 ⋅700 ⋅tg 210
0,135 m
=
K ά = 0.9 din STAS 7539-84 Din STAS 10674-1976 se alege B = 400 mm Nr. Insertii N i
=
K 6 ⋅ F max B ⋅ f t
Fmax = 1147.24 N K 6 = 8 + K 7 + K 8 + K 9 K 6 = 8 + 0 + 0 + 1 = 9 N i
=
9 ⋅ 1147 .24 400 ⋅ 125
= 0.206
Din STAS 2077-85 alegem Ni = 2 pentru banda cu insertii textile Pes/PA 125 care are caracteristici: δ p = 4 mm δr = 2 mm δi = 1.2....3 mm Diametrul tamburului de antrenare : DTA = K 2 ∙ Ni K 2 – 125 mm pentru benzi cu insertii din tesaturi din bumbac DTA = 125 ∙ 2 = 250 mm
22
Diametrul tamburului de intindere DT = K i ∙ Ni K i =100 mm pentru benzii cu insertii din tesatura din bumbac DT = 100 ∙ 2 = 200 mm Pentru B = 400 mm, din STAS 7541-84 lungimea tamburelor LA = 500 mm Arborele Mt = Ft ∙ DTA = 1700.32 ∙ 250 = 340 Nm Din STAS 8724/3-74 alegem Mt = 425 Nm τ t =
M t
=
W p
M t 3
π d
≤ τ adm = 15.... 20 MPa
16 ⇒
d
=
3
16 ⋅ M t
π ⋅τ adm
=
3
16 ⋅ 340 ⋅ 103
π ⋅ 20
=
49.25mm
Din STAS 8724/3-74 se alege diametrul de capat al arborelui da = 50 mm Aleg rulmentul radial cu bile clasa 1 de utilizare. Cauza principala a scaderii din functiune a rulmentilor se datoreaza pittingului (oboselii superficiale) pe caile de rulare ale inelelor, respectiv de corpurilor de rostogolire.
Bibliografie: 23
“Indrumar de proiectare” - Ladislau David Note curs - Ladislau David
24
