Технологические процессы обработки металлов давлением

УДК 621.77(075.8) 
К89 

К89 Кузнецов Е.В., Галкин С.П. Технологические процессы обработки металлов давлением: Лаб. практикум. М.: МИСиС, 2001. 79 с. 

Практикум знакомит с технологическими особенностями основных процессов ОМД: ковки, горячей и холодной продольной прокатки, волочения, листовой штамповки, винтовой прокатки. Рассмотрены принципы назначения основных технологических параметров процессов ОМД. 

Лабораторный практикум, состоящий из десяти работ, предназначен для закрепления и расширения знаний, полученных студентами при изучении соответствующих разделов спецкурса «Технологические процессы обработки металлов давлением», а также общего 
курса «Обработка металлов давлением». 

Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по специальности 110600. 

© Московский государственный 
институт стали и сплавов 
(Технологический университет) 
(МИСиС), 2002 

КУЗНЕЦОВ Евгений Владимирович 
ГАЛКИН Сергей Павлович 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ 

Лабораторный практикум 
для студентов специальности 110600 

Рецензент д-р техн. наук, проф. А.В. Гончарук 

Редактор Т.А. Кравченко 

Компьютерная верстка Л.Е. Арютовой 

ЛР № 020777 от 13.05.98 

Подписано в печать 04.03.02 
Бумага офсетная 

Формат 60 × 90 1/16 
Печать офсетная 
Уч.-изд. л. 4,9 

Рег. № 525 
Тираж 300 экз. 
Заказ 1085 

Московский государственный институт стали и сплавов, 
119991, Москва, Ленинский пр-т, 4 

Издательство «Учеба» МИСиС 
117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 
Тел.: 954-73-94, 954-19-22 

Отпечатано в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 
117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 
ЛР №01151 от 11.07.01 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Предисловие 
4 

Условные обозначения 
5 

1. Классификация транспортирующих машин 
8 

2. Характеристика транспортируемых грузов 
12 

3. Производительность машин непрерывного транспорта 
14 

4. Ленточные конвейеры 
16 

4.1. Устройство ленточного конвейера 
16 

4.2. Конвейерные ленты 
18 

4.3. Роликовые опоры 
22 

4.4. Привод ленточных конвейеров 
28 

4.5. Натяжные устройства 
33 

4.6. Загрузочные, разгрузочные и очистные устройства 
36 

5. Определение основных параметров ленточного конвейера 
44 

6. Тяговый расчет конвейера 
52 

7. Пример расчёта ленточного конвейера 
56 

8. Рекомендуемая литература 
64 

Приложение 
Ошибка! Закладка не определена. 

3 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Подъемно-транспортные машины, используемые на металлургических предприятиях, в значительной мере обеспечивают механизацию и автоматизацию производственного процесса, поскольку 
насыщенность средствами механизации трудоемких и тяжелых работ 
определяют собой степень совершенства технологических процессов 
на предприятии. Наличие современного оборудования, особенности 
технологии, использование межцехового и внутрицехового транспорта на металлургических предприятиях требуют применения разнообразных типов подъемно-транспортных машин и механизмов. 

Все подъемно-транспортные машины, делятся на две основные группы: грузоподъемные машины периодического действия и 
транспортирующие машины (конвейеры) непрерывного действия. В 
пособии рассматриваются машины, относящиеся ко второй группе. В 
отличие от грузоподъемных машин, которые перемещают грузы отдельными порциями и возвращаются за новой порцией груза порожняком, транспортирующие машины-конвейеры предназначаются для 
перемещения грузов непрерывным потоком, без остановок для их 
загрузки и разгрузки. 

Транспортирующие машины используются для перемещения, 
как правило, массового груза одного вида. Транспортные операции в 
этом случае отличаются однотипностью и значительно легче поддаются автоматизации. На металлургических предприятиях транспортные и перегрузочные процессы с помощью конвейеров доведены до 
высокой степени автоматизации. 

В пособии рассмотрены основные вопросы расчета и проектирования конвейеров с резинотканевой лентой; в приложении даны 
варианты заданий для курсового проектирования. 

4 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 

amax, aтип – максимальный и типовой размер куска груза, соответственно, мм; 
A – площадь поперечного сечения потока груза, м2; 
b – ширина груза на ленте конвейера, мм; 
B – ширина ленты, мм; 
d – диаметр вала, мм; 
dтр – диаметр троса, мм; 
Dб и Dр – диаметр барабана и ролика, соответственно, мм; 
f – коэффициент трения; 
F – усилие натяжения ленты, Н; 
Fнат – усилие натяжного устройства, Н; 
Fплз – усилие сопротивления ползунов, Н; 
Ft – тяговое усилие на приводном барабане, Н; 
g – ускорение свободного падения, м/с2; 
G – вес груза, Н; 
h – вертикальная проекция длины рассматриваемого участка конвейера, м; 
h0 – толщина прокладки резинотканевой ленты, мм; 
h1, h2 – толщина верхней и нижней обкладок ленты, соответственно, 
мм; 
hв – высота воронки, м; 
hлот – высота лотка, мм; 
hраз – высота подъема груза на тележке барабанного разгружателя, м; 
H – высота подъема груза, м; 
KD – коэффициент диаметра барабана; 
Kсц – коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном; 
Kпл – коэффициент площади поперечного сечения груза; 
Kβ – коэффициент, учитывающий уменьшение сечения груза на наклонном конвейере; 
KL – обобщенный коэффициент местных сопротивлений; 
l – горизонтальная проекция длины рассматриваемого участка конвейера, м; 
lлот – длина загрузочного лотка, м; 
lраз – длина пути груза на барабанном разгружателе, м; 
lрр , lрх – шаг роликов на рабочей и холостой ветвях конвейера, соответственно м; 

5 

Lб – длина барабана, мм; 
L 
– длина горизонтальной проекции расстояния между осями конгор 

цевых барабанов, м; 

венно, 

qрр, qрх 
лостой 

rвып, rвог 
ветственно 

mi - масса частицы груза, кг; 
m рр m рх - масса роликов на рабочей и холостой ветвях конвейера соответственно, кг; 
М0 - масса штучного груза, т; 
п - частота вращения, об/мин; 
Р - мощность, кВт; 
pл - давление ленты на барабан, МПа; 
^г и ^л - линейная (погонная) сила тяжести груза и ленты, соответственно, Н/м; 
fрр, ^рх - линейная (погонная) сила тяжести роликов на рабочей и ховетвях ленты конвейера, соответственно, Н/м; 
- радиусы выпуклого и вогнутого участков конвейера, соотно, м; 

R - усилие сопротивления перемещению ленты конвейера, Н; 
S - расстояние (шаг) между штучными грузами, м; 
5нат - ход натяжного устройства, м; 
Sл - коэффициент запаса прочности ленты; 
t - время, с; 
Т - крутящий момент, Н-м; 
и - передаточное число; 
V - скорость перемещения ленты конвейера, м/с; 
Vi - скорость движения частицы груза, м/с; 
F0 - ёмкость сосуда, м3; 
W - коэффициент сопротивления движению ленты; 
х,у- координаты траектории движения частиц груза, мм; 
jmax - максимальная стрела провисания ленты, мм; 
Z - число прокладок ленты; 
Z - штучная производительность конвейера, шт/ч; 
а - угол обхвата барабана лентой, рад; 
Р - угол подъема трассы конвейера, град; 
у - угол наклона боковых роликов, град; 
Г[ - коэффициент полезного действия; 
ПM - массовая производительность конвейера, т/ч; 
ПV - объемная производительность конвейера, м3/ч; 
Ррр, Ррх - условная линейная (погонная) плотность роликов рабочей и 
ветвей ленты конвейера соответственно, кг/м; 
холостой 

6 

PА - масса 1 м2 ленты, кг/м2; 
ρi - погонная масса (плотность) груза, т/м; 
pv- насыпная (объемная) плотность груза, т/м3; 
Ор - прочность тканевой прокладки, Н/мм. 
Ф, фД - угол естественного откоса груза в состоянии покоя и при 
движении, соответственно, град; 
у - коэффициент заполнения сосуда. 

7 

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ 

МАШИН 

Транспортирующие машины можно разделить на две основные группы: 

1 – с тяговым органом (ленточные и цепные конвейеры, элеваторы); 

2 – без тягового органа (роликовые, винтовые и инерционные 
конвейеры; пневматические, гидравлические и гравитационные устройства). 

В машинах первой группы тяговый элемент (лента, цепь, канат) одновременно является и несущим элементом, при этом груз 
размещается либо непосредственно на тяговом элементе, либо на 
прикрепленных к нему устройствах. 

Рассмотрим транспортирующие машины с тяговым органом. 

Ленточный конвейер (рис. 1.1, а) состоит из приводного 4 и 
натяжного 1 барабанов и ленты 2, охватывающей барабаны с натяжением и транспортирующей груз 3. Тяговое усилие от приводного 
барабана к ленте передается посредством сил трения. 

Рис. 1.1. Схемы конвейеров с тяговым органом: 

а – ленточного; б – пластинчатого цепного; в – скребкового цепного; 

г – ковшового цепного; д – люлечного (ковшового) цепного 

8 

Цепной конвейер (рис. 1.1, б – д) состоит из приводной 4 и натяжной 1 звездочек и цепи 6, входящей в зацепление с обеими звездочками. Тяговое усилие от приводной звездочки к цепи передается с 
помощью зацепления. Для перемещения груза 3 к цепи крепят специальные устройства: пластины 5, скребки 7, ковши 8, люльки 9 и т. п. 

Элеватор – устройство для непрерывного транспортирования груза в вертикальном или наклонном направлении с помощью 
грузонесущего органа (ковша, люльки, полки и др.), прикрепленного 
к тяговому элементу (ленте или цепи). 

органа. 

Далее рассмотрим транспортирующие машины без тягового 

Роликовый конвейер (рольганг) (рис. 1.2, а) – конвейер, на 
котором перемещение груза 2 происходит с помощью вращающихся 
роликов 1, оси которых установлены в подшипниках на раме конвейера. Такие конвейеры обычно используются для перемещения груза, 
имеющего высокую температуру. 

Рис. 1.2. Схемы конвейеров без тягового органа: 
а – роликового; б – винтового 

Винтовой конвейер (рис. 1.2, б) – конвейер, в котором перемещение груза 2 в неподвижном корпусе 3 производится посредством вращения винтового вала (вала с винтовыми лопастями) 4. 

Винтовая труба (рис. 1.3) по принципу действия аналогична 
винтовому конвейеру и представляет собой полый цилиндр 1, внутри 
которого на стенках установлены винтовые выступы 2. При вращении трубы 1 с помощью приводного ролика 4 груз 3 перемещается 
вдоль оси с помощью выступов 2. 

9 

Рис. 1.3. Схема транспортирующей винтовой трубы 

Гравитационные устройства для транспортирования груза 
выполняются в виде наклонных или винтовых спусков, по которым 
груз перемещается под действием собственной силы тяжести. 

Наклонный спуск (рис. 1.4, а) состоит из трех участков: на 
участке 1 с большим углом наклона груз 2 разгоняется до заданной 
скорости, на участке 3 замедляет движение, а затем останавливается 
на участке 4. 

Рис. 1.4. Схемы гравитационных транспортных устройств: 
а – наклонного; б – винтового 

Винтовые гравитационные устройства (рис. 1.4, б) имеют 
меньшую ширину корпуса и поэтому более компактны. 

10 

В инерционном конвейере перемещение груза происходит 
под действием сил инерции. По принципу действия их делят на две 
группы: 1 – вибрационные, в которых груз отрывается от желоба и 
перемещается микроскачками; 2 – качающиеся, в которых груз 
скользит по желобу. 

Амплитуда и частота колебаний желоба вибрационного конвейера составляют 0,5...5 мм и 450...3000 Гц соответственно; качающегося – 10...150 мм и 40...400 Гц, соответственно. 

Пневматические и гидравлические устройства осуществляют перемещение сыпучих, волокнистых и кусковых материалов в 
потоке воздуха или жидкости по трубам или желобам. 

В пособии рассмотрен наиболее распространенный на металлургических предприятиях тип транспортирующих машин – ленточный конвейер. 

11