طراحی نقاله زنجیری حمل ضایعات فلزی (Scraper Flight Conveyor)
فرضیات:
| مواد | مشخصات |
| – مواد: حمل شونده باگاس است | وزن مخصوص: |
| – فا صله چرخ زنجیرهای نقا له | 18.5m |
| – ظرفیت | TPH=185 |
| – سرعت | S=45 m/min |
| – کارنقاله | 24/day ساعت و در طول سال 150 روز کاری است. |
جدول 1 در اينمورد راهگشای طراحی و تعيين ضريب سرعت، خواهد بود:
جدول1- ضريب سرعت،
| سرعت زنجير-ft/min (m/min) | تعداد دندانه چرخ زنجير، Z | |||||
| 400(120) | 300(90) | 200(60) | 150(45) | 100(30) | 50(15) | |
| … | … | 4.4 | 2.9 | 2 | 1.4 | 6 |
| 3.6 | 2.5 | 1.8 | 1.5 | 1.3 | 1.0 | 8 |
| 2.0 | 1.7 | 1.4 | 1.2 | 1.1 | 0.9 | 10 |
| 1.6 | 1.4 | 1.2 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 12 |
| 1.4 | 1.3 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 14 |
| 1.3 | 1.2 | 1.0 | 1.0 | 0.9 | 0.8 | 16 |
| 1.3 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 18 |
| 1.2 | 1.1 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 20 |
| 1.2 | 1.0 | 0.9 | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 24 |
* برای چرخ زنجيرهای چدنی ضرايب بالا را در ضرب می کنيم
در مورد کارنقاله24/day ساعت و در طول سال 150 روز کاری جدول 2- راهگشای طراحی خواهد بود .
جدول2- ضريب سرعت
| ضريب سرويس(Service Factor) | شرايط کار | نوع بار | ||
| مدت کار روزانه | درصد بار اضافه شده در هر زمان | تعداد قطع و وصل زير بار | ||
| 24Hrs. | 8~10Hrs. | |||
| 1.2 | 1.0 | بار يکنواخت | ||
| 1.4 | 1.2 | 5~20% | يا 2Hrs. | بار با شدت متوسط |
| 1.8 | 1.5 | 20% ~ 40% | 2Hrs. ~ 10Hr. | بار با شدت زياد |
پس برابر است با 1.8
- انتخاب کلاس نقاله :
جدول 3 و 4 در اينمورد راهگشای طراحی خواهد بود:
جدول 3- کلاس نقاله
| مواد | مثال | زنجير | کلاس نقاله | رديف |
| Sliding | Scraper Flight | Sliding, with Flights | 1 | 1 |
| Sliding | Drag Chain | Sliding, without Flights | 1A | |
| Sliding | Scraper Flight | Rolling | 2 | |
| Carried | Apron&Pan; Slat; Sliding Chain; Cross Bar; Plain | Sliding | 3 | |
| Carried | Apron&Pan; Slat; Cross Bar; Plain | Rolling | 4 | |
| Carried | Overhead Trolley | Supplement Roller | 4A | 2 |
جدول 4- کلاس نقاله و انتخاب زنجير
| Sliding or Rolling Wear Life Rating | Joint Wear Life Rating | دامنه بار کار lb. | دامنه وزن lb/ft | دامنه گام in | نوع زنجير | کلاس نقاله | |
| A | A | 2740~5000 | 3.8~16.6 | 2.61~6.05 | Rollerless | Engineered Steel | 1; 3 |
| A | A | 1300~22300 | 2.0~31.5 | 1.654~24 | Roller Type | 2; 4 | |
| C | C | 3000~13100 | 4.2~14.4 | 2.61~6.05 | Thru-Hardened | Welded Steel Narrow Series | 1; 3 |
| B | B | 1500~20000 | Induction Hardened | ||||
| D | E | 1100~10500 | 2.0~14.3 | 1.63~6.05 | – | Combination | 1; 3 |
| B | B | 1800~22000 | 2.1~16.3 | 3.03~9.03 | – | S-Series Drop Forged | 1;3 |
| D | D | 1000~16000 | 2.1~16.3 | 3.03~9.03 | Not H.T. | Drop Forged | 1;3; 4A |
| C | C | 2400~22000 | H.T. | ||||
| B | B | 4000 | 3.3 | 2.50&3.00 | – | Double Flex Steel | 1;3; 4A |
| E | D | 600~4500 | 1.0~8.0 | 1.40~6.00 | – | Pintle | 1; 3 |
| C | C | 8500~12300 | 8.0~26.0 | 5.00~6.00 | – | Welded Steel Wide Mill | 1A; 3 |
| C | C | 18200~27600 | 21.0~43.6 | 6.00~9.00 | Hot Clinker | Heavy Duty Drag | 1A |
| B | B | 18200~27600 | Cold Clinker | ||||
حداکثر کشش، برای نقاله های زنجيری از روابط جدول 5 بدست می آيد:
جدول 5- حداکثر کشش، برای نقاله های زنجيری
| کلاس نقاله | |
| 1, 1A, and 2 | |
| ( )افقی | |
| 1, 1A, and 2 | |
| ()شيبدار | |
| 1, 1A, and 2 | |
| افقی | |
| 1, 1A, and 2 | |
| شيبدار |
چون زنجير رولر فعال دارد و مواد روی بستری می لغزند کلاس نقاله Class 2 است و البته وزن زنجير آن حدود
Kg/m برآورد می گردد.
- با داشتن کلاس نقاله و نوع آن می توان نوع زنجير را انتخاب کرد. در اين نوع نقاله از زنجيرهای نوع رولر داراستفاده خواهد شد و Life rate قطعات لغزشی و غلطشی آن A است که نمايش دهنده اين است که بالاترين عمر را دارد.
- محاسبه حداکثر کشش زنجير،
حداکثر کشش زنجير، بکمک جدول 4 ازرابطه زير بدست می آيد.
که در رابطه بالا داريم:
| کشش زنجير | |
| فاصله مرکز به مرکز نقاله | |
| قطرخارجی بوش | |
| قطر خارجی رولر | |
| ضريب اصطکا ک رولرهای فلزی | |
| وزن قطعات متحرک در واحد طول | |
| وزن زنجيردر واحد طول | |
| وزن فلايت در واحد طول | |
| ضريب اصطکا ک مواد با کف تراف | |
| وزن مواد در واحد طول | |
| ضريب اصطکا ک فولاد روی فولاد
برای فولاد روغنکاری شده است برای فولاد خشک و که |
|
| اختلاف ارتفاع دو سر نقاله | |
| ارتفاع مواد روی تراف | |
| ارتفاع مواد روی تراف |
در مورد ضرايب اصطکاک جدول 6- راهگشای طراحی خواهد بود:
جدول 6- ضرايب اصطکاک مواد
| مواد | ضريب اصطکاک با کف تراف فولادی | ضريب اصطکاک با ديواره تراف فولادی |
| C*2541 | ||
| Aluminum | 0.40 | 27 |
| Ashes, Coal, Dry | 0.50 | 36 |
| Ashes, Coal, Wet | 0.6 | 55 |
| Bagasse | 0.40 | 200 |
| Cement, Portland | 0.65 | 12 |
| Cement, Clinker | 0.70 | 12 |
| Coal, Anthracite, Sized | 0.40 | 25 |
| Coal, Anthracite, Run of mine | 0.45 | 20 |
| Coal, Bituminous, Sized | 0.50 | 21 |
| Coal, Bituminous, Run of Mine | 0.55 | 20 |
| Coke, Mixed | 0.55 | 42 |
| Coke, Breeze | 0.65 | 36 |
| Grains | 0.40 | 23 |
| Gravel, Dry | 0.45 | 12 |
| Gravel, Run of Bank | 0.60 | 11 |
| Ice, Crushed | 0.15 | 34 |
| Lime, Pebble | 0.50 | 28 |
| Sand, Dry | 0.60 | 7 |
| Sand, Damp | 0.85 | 6 |
| Stone, Screened | 0.60 | 9 |
| Wood Chips, Pulp Logs | 0.40 | 48 |
برای اولين مرحله فرض می کنيم ، و است.
برای محاسبه کشش زنجير، لازم است ابتدا وزن مواد در واحد طول نقاله، M را حساب کنیم.
اکنون وزن قطعات متحرک مثل زنجير و Flight ها را در واحد طول نقاله، W محاسبه می کنيم
بعنوان اولين تخمين وزن زنجير را از رابطه زير بدست می آوريم:
چون از 12 کيلو کمتر است آنرا برابر 12 کيلو گرم می گيريم
به اين مقدار بايد وزن flight را اضا فه کرد. اگر درهر 3 فوت يک flight باشد و وزن هر يک
حدود 56 کيلوگرم باشد خواهيم داشت:
ارتفاع مواد روی نقاله را 30 سانتیمتر ميگيريم.
ضريب اصطکاک ديوارها(Trough Side Friction Factor)، c برای باگاس و فولاد 200/2540 است.
چون نقاله افقی نصب میشود تغير ارتفاع مواد y در اين نقاله صفر است و رابطه (1) بصورت زير ساده می شود:
4-محاسبه بار طراحی (Design Working Load) برای وضعيت سخت کاری (High Peak) و 24 ساعت کار در روز.
Select Chain B52046 EWART
ضريب 1.2 به جهت درنظر گرفتن امکان حضور بار بيشتر در يک طرف نقاله است
مشخصات زنجير اين زنجير به صورت زير خواهد بود:
| 5,250 Ibf | Allow. Load |
| 60,000 Ibf | UTS |
| 0.75″ | D |
| 2″ | A |
| 1.37″ | G |
| 1.13″ | B |
| 5.63″ | C |
| 3.5″ | E |
| 5.00″ | F |
| 0.50″ | H |
| 0.31″ | T |
| 3.63″ | W |
| 2.00″ | X |
توجه کنيد که ريل زنجير (Wear Strip) دارای تنش تسليمی برابر 1,000PSI بوده و شرايط آن گاهQuenched و Tempered شده و گاه نورد گرم شده است. دامنه سختی اين ريلها برای فولادهائی با شرايط نورد گرم دارای سختی برابر 225~ 270BHN و برای فولادهائی با شرايطQuenched وTempered دارای سختی برابر 321~ 400BHN هستند.
حال می توانيم وزن زنجير را در روابط گذشته قرار داده و يافته ها را کنترل کنيم. هر متر زنجير B52046 حدود 20 کيلوگرم وزن دارد. ازاينرو، دو باره موارد را تصحيح ميکنيم .
وزن هر Attachment در واحد متر 4 Kg/m
حال ضريب اصطکا ک را تصحيح می کنيم
پس انتخاب بيشتر محافظه کارانه تر بوده است.
پس انتخاب زنجير B5264 قابل قبول خواهد بود.
سرعت را کنترل ميکنيم از جداول مهندسی داريم که حداقل تعداد دندانه چرخ زنجير N=6بايد باشد. و برای اين تعداد دندانه حداکثر سرعت مجاز 22 RPM خواهد بود. با سرعت خطی 45 m/min خواهيم داشت:
V=45 m/min, n=30 rpm
چرخ زنجير را ده دندانه مي گيريم
محاسبه توان موتور:
Kw=15 Kw
بهتر است چون سرعت بالا است تعداد دندانه ها را زياد کنيم وبه N=12 برسانيم.
Pitch diameter = 23.1822
pitch diameter =19.4166