Расчет и проектирование ленточных конвейеров

Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

Г. Г. Кожушко
О. А. Лукашук

Расчет и проектирование 
ленточных конвейеров

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано
методическим советом УрФУ для студентов,
обучающихся по направлению подготовки
23.02.02 «Наземные транспортно-технологические
комплексы»

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2016

УДК 621.87-2(075.8)
ББК 39.9я73
          К58
Рецензенты:
завкафедрой «Горные машины и комплексы» Уральского государственного горного университета, проф., д-р техн. наук Н. М. Суслов;
проф., д-р техн. наук, главный научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт машиноведения 
Уральского отделения Российской академии наук» (ИМАШ УрО РАН) 
И. Г. Емельянов.

 
Кожушко, Г. Г.
К58    Расчет и проектирование ленточных конвейеров : учебно-методическое пособие / Г. Г. Кожушко, О. А. Лукашук. — Екатеринбург : Изд-во 
Урал. ун-та, 2016. — 232 с.

ISBN 978-5-7996-1836-0

В пособии изложены общие сведения о ленточных конвейерах и транспортируемых грузах, порядок проектирования ленточных конвейеров, приведены 
способы определения нагрузок, рассмотрены проектные и проверочные расчеты 
сборочных единиц механизмов. Приведены сведения о специальных ленточных 
конвейерах. В приложениях приведены параметры стандартных изделий, необходимые для проектирования.
Предназначено для студентов всех форм обучения направления 23.02.02 
(190100) — Наземные транспортно-технологические комплексы, учебные планы 
которых предусматривают практические занятия и выполнение проекта по дисциплине «Машины непрерывного транспорта».

Библиогр.: 14 назв. Табл. 35. Рис. 50. Прил. 10.
УДК 621.87-2(075.8)
ББК 39.9я73

ISBN 978-5-7996-1836-0 
© Уральский федеральный 
 
     университет, 2016

Оглавление

Введение ............................................................................................... 5

Глава 1.  
Методика проектирования  
ленточного конвейера ........................................................................6
1.1. Проектирование машин непрерывного транспорта .................... 6
1.2. Объем и содержание чертежей .................................................... 10
1.3. Содержание расчетно-пояснительной записки ......................... 14
1.4. Последовательность работы над проектом ................................. 16

Глава 2.  
Общие сведения о ленточных конвейерах 
и транспортируемых грузах.............................................................. 19
2.1. Устройство и принцип действия ленточного конвейера ........... 19
2.2. Характеристика и свойства сыпучих грузов ................................ 24
2.3. Конвейерные ленты ..................................................................... 26
2.6. Натяжные устройства .................................................................. 44
2.7. Устройства для очистки ленты .................................................... 46
2.8. Устройства безопасности и контроля ......................................... 48
2.9. Монтаж и техническое обслуживание ленточных конвейеров .... 48

Глава 3.  
Ленточные конвейеры специальных типов ........................................ 53
3.1. Передвижные и переносные конвейеры ..................................... 53
3.2. Телескопические ленточные конвейеры .................................... 54
3.3. Конвейеры с бесконтактной опорой ленты ................................ 55
3.4. Конвейеры с увеличенным углом наклона ................................. 57
3.5. Двухленточные конвейеры-элеваторы ....................................... 60
3.6. Ленточно-канатные конвейеры .................................................. 63
3.7. Ленточно-цепные конвейеры ..................................................... 64
3.8. Конвейеры с металлическими лентами ...................................... 66

Оглавление

Глава 4.  
Расчет ленточных конвейеров .......................................................... 67
4.1. Исходные данные для расчета конвейера ................................... 67
4.2. Определение режима работы конвейера ..................................... 68
4.3. Выбор скорости и ширины ленты ............................................... 70
4.4. Методы расчета ленточных конвейеров ..................................... 74
4.5. Приближенный метод расчета ленточных конвейеров .............. 75
4.7. Принципиальное решение металлоконструкций .....................114

Библиографический список .............................................................131

Приложение 1. Характеристика сыпучих грузов ..............................133
Приложение 2. Роликоопоры ...........................................................136
Приложение 3. Ленты конвейерные .................................................140
Приложение 4. Барабаны ..................................................................150
Приложение 5. Натяжные устройства ..............................................161
Приложение 6. Тележки разгрузочные (Нормаль Н-646-67) ..........168
Приложение 7. Электродвигатели ....................................................171
Приложение 8. Редукторы ................................................................182
Приложение 9. Тормозные устройства .............................................216
Приложение 10. Муфты ....................................................................226

Введение

Л

енточными конвейерами называют машины непрерывного 
транспорта, несущим и тяговым элементом которых является гибкая лента. Такие конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов 
на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях промышленного и сельскохозяйственного производства, при добыче полезных 
ископаемых, в металлургии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выполняющих технологические функции [1].
Существенным преимуществом ленточных конвейеров является значительная производительность, которая при больших скоростях движения (6–8 м/с) и ширине ленты может быть доведена до 20 тыс. т/ч, что 
во много раз превышает производительность других типов конвейеров.
Ленточные конвейеры могут иметь сложные трассы с горизонтальными и наклонными участками, а также с изгибами в горизонтальной плоскости. Длина горизонтальных конвейеров может составлять 
3–5 км в одном ставе, в отдельных случаях достигает 14 км. Благодаря простоте конструкции и эксплуатации, удобству контроля работы 
и автоматизации управления ленточные конвейеры имеют высокую 
надежность даже при работе в тяжелых условиях.
Не менее 70 % всех ленточных конвейеров представляют собой установки с приводом мощностью до 400 кВт и длиной до 500 м. У конвейеров большей длины и высокой производительности общая мощность приводных двигателей достигает 10 тыс. кВт.
К недостаткам ленточных конвейеров относится высокая стоимость 
ленты и роликов, составляющая соответственно около 50 и 30 % от общей стоимости конвейера, наличие просыпи груза и то обстоятельство, что использование этих конвейеров затруднено при транспортировании пылевидных, горячих и тяжелых штучных грузов, а также 
при углах наклона трассы, превышающих 18–20°.

Глава 1.  
Методика проектирования  
ленточного конвейера

1.1. Проектирование машин непрерывного транспорта

П

роектирование машин непрерывного транспорта (МНТ) основывается на практике ранее выполнявшихся графических 
и расчетных работ по инженерной графике, начертательной 
геометрии, теории механизмов и машин, деталям машин, грузоподъемным машинам и призвано выработать навыки проектирования машины в целом и тем самым закончить общеинженерную подготовку 
будущего специалиста.
Проект должен выполняться в соответствии с требованиями и указаниями ЕСКД. Согласно стандартам ЕСКД существуют следующие 
виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты. 
Определены также различные виды конструкторских документов графического и текстового типа: чертеж детали, сборочный чертеж, чертеж общего вида, спецификация, пояснительная записка, технические 
условия и др., а также стадии их разработки — техническое задание, 
техническое предложение, эскизный проект, разработка рабочей документации и этапы их выполнения.
Проект содержит в себе элементы эскизного и технического проектирования, а также разработки рабочей документации. С методикой эскизного проектирования студент знакомится при выполнении 
предварительных проектировочных расчетов и составлении кинематических схем механизма. Методика выполнения технического проекта осваивается при разработке чертежей сложных сборочных единиц, 
выполнении проверочных расчетов, техническом описании машины. 

1.1. Проектирование машин непрерывного транспорта

Навыки разработки документации развиваются и углубляются при выполнении чертежей заданных сборочных единиц и деталей, составлении спецификации, проведении уточненных расчетов, составлении 
списка использованной литературы и окончательном оформлении 
расчетно-пояснительной записки (РПЗ).
Стадии основных работ и форма отчетности по проекту приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1
Стадии разработки конструкторских документов

Стадии 
разработки, ГОСТ 
2.103–68

Перечень основных работ
Форма отчетности

1
2
3

Техническое 
предложение,  
ГОСТ 2.118–73

Ознакомление с техническим заданием (темой 
проекта, исходными данными, объемом работ 
и сроками выполнения).
Подбор и изучение литературы и нормативнопроектных материалов.

Перечень литературы и нормативнопроектных материалов.

Выбор прототипа конструкции.
Составление кинематических схем механизмов.

Кинематические 
схемы механизмов

Эскизный проект,
ГОСТ 2.119–73

Предварительное определение основных параметров унифицированных изделий (двигателей, редукторов, муфт, тормозов, и др.), входящих в состав механизмов, и их выбор.
Предварительное определение основных параметров сборочных единиц, не являющихся 
унифицированными, входящих в состав механизмов.

Предварительные 
расчеты

Компонование нескольких вариантов механизмов с привязкой их к опорной металлоконструкции. Выбор рационального варианта.

Варианты компонования и их обоснование

Технический проект

Проверочные расчеты механизмов.
Уточнение скорости движения тягового органа, коэффициентов полезного действия.
Конструирование и расчет на прочность какой-либо сборочной единицы, не являющейся 
унифицированной.
Разработка чертежа общего вида машины и составление ее технической характеристики. 
Расчет и выбор приборов безопасности.

Проверенные руководителем расчеты. 
Подписанный руководителем чертеж 
общего вида машины. Схема расположения приборов безопасности

Глава 1. Методика проектирования ленточного конвейера  

1
2
3

Рабочая конструкторская
документация

Составление спецификаций на сборочные 
чертежи тележки, механизмов и более мелких 
сборочных единиц.
Вычерчивание сборочных чертежей и чертежей деталей.
Оформление расчетно-пояснительной записки, 
включающей введение, назначение и область 
применения, техническую характеристику, 
описание и обоснование выбранной конструкции, расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность конструкции, ожидаемые 
технико-экономические показатели.

Подписанные 
руководителем 
спецификации, 
сборочные чертежи, 
чертежи деталей 
и РПЗ.

Проект по дисциплине «Машины непрерывного транспорта» должен содержать три листа чертежей формата А1, спецификации и расчетно-пояснительную записку общим объемом 25–35 страниц формата А4.

Распределение объема графической части проекта чаще всего бывает 
следующим: сборочный чертеж проектируемой машины — 1 лист, сборочная единица сложного типа (например, какой-либо механизм) — 
1 лист, чертеж металлоконструкции — 1 лист.
Поскольку современное производство подъемно-транспортных 
машин основывается на создании блочных конструкций, состоящих 
из самостоятельных сборочных единиц (блоков), соединенных между 
собой легкоразъемными элементами, в РПЗ должны приводиться расчеты по выбору этих комплектующих изделий, кроме того, РПЗ должна содержать необходимые расчеты проектируемых деталей, а также 
проверочные и уточненные расчеты.
Дисциплина «Машины непрерывного транспорта» является одним из специальных курсов, в которых студент впервые встречается 
с полным комплексом вопросов, связанных с проектированием. Если 
при конструкторских работах главное внимание обычно обращается 
на взаимодействие отдельных деталей в сборочных единицах машин, 
то при проектировании — на связь этих сборочных единиц между собой и приспособление конструкции машины к особенностям промышленных зданий и сооружений.
Относительно большая длина конвейеров по сравнению с размерами поперечного сечения, а также многообразие их геометрических 

Окончание табл. 1.1

1.1. Проектирование машин непрерывного транспорта

схем приводят к некоторым особенностям в оформлении чертежей общих видов конвейеров и комплектации оборудования.
В настоящее время, как правило, заводы изготавливают только отдельные унифицированные сборочные единицы механического оборудования. Компоновка машин и изготовление металлоконструкций 
конвейеров выполняется по специальным проектам.
При выполнении проекта необходимо решить следующие главные 
задачи:
· рассчитать и подобрать по каталогу основные элементы конвейера;
· предусмотреть все размеры, необходимые для монтажа стандартных унифицированных сборочных единиц;
· проработать задание на конструирование специальных металлоконструкций рам конвейера;
· сконструировать металлоконструкции средней части;
· выдать задание строителям на закладные части, к которым конвейер будет крепиться к зданиям и сооружениям;
· предусмотреть элементы, компенсирующие стандартные допуски при сопряжении отдельных сборочных единиц конвейера 
между собой, а также металлоконструкций рам со строительными конструкциями зданий и сооружений;
· предусмотреть необходимые проходы между конвейером и другим оборудованием, а также ограждения, гарантирующие безопасную эксплуатацию.
Студент, кроме того, должен показать свою способность правильно использовать конструкторский опыт, полученный на предыдущих 
проектах, таких как детали машин, строительная механика и грузоподъемные машины.
При выполнении графической части проекта необходимо проявлять наибольшую самостоятельность. Конструктивные особенности 
машин, расположение и количество проекций, а также их масштаб выбираются в соответствии с теми задачами, которые поставлены при выполнении данного чертежа. Необходимо развивать способность четко 
формулировать решаемые задачи и умение доказывать, какой из разрезов, видов и размеров на чертеже отвечает на поставленный вопрос. 
Так как одну и ту же задачу конструктивно можно решить правильно 
в нескольких различных вариантах, то на консультациях с преподавателем достаточно согласовать принципиальное направление решения.

Глава 1. Методика проектирования ленточного конвейера  

Основные положения настоящих методических указаний можно 
использовать при проектировании других конвейеров с тяговым органом, внеся коррективы, учитывающие особенности конструкций.

1.2. Объем и содержание чертежей

Сборочный чертеж в соответствии с ГОСТ 2.109–73 «Единая система 
конструкторской документации (ЕСКД). Основные требования к чертежам (с Изменениями N 1–11)» должен содержать:
· изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых 
по данному чертежу и обеспечивающих возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы;
· размеры, предельные отклонения и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены или проконтролированы 
по данному чертежу;
· номера позиций составных частей, из которых состоит данная 
сборочная единица;
· указания о характере сопряжений деталей, выполняемых по данному чертежу;
· габаритные, установочные, присоединительные и необходимые 
справочные размеры, а также определяемые требованиями техники безопасности;
· основные характеристики изделия (при необходимости), если они 
не указаны в другом документе, например на габаритном чертеже, в технических условиях и др.
Таким образом, основное производственное назначение сборочного чертежа — указание о сборке (монтаже) изделия из отдельных входящих в него элементов: сборочных единиц, деталей и стандартных 
изделий, перечисленных в спецификации. Именно исходя из этого 
назначения чертежа определяют необходимое количество проекций, 
видов, разрезов и сечений, а также масштабы их изображений.
Сборочный чертеж показывает конфигурацию, габариты, присоединительные элементы, взаимное расположение и способ соединения сборочных единиц, деталей и стандартных изделий, перечисленных в спецификации. Кроме того, сборочный чертеж решает еще одну 

1.2. Объем и содержание чертежей

важную задачу — он является отправной точкой для дальнейшего проектирования сборочных единиц и деталей, входящих в состав изделия, изображенного на данном чертеже. Наконец, сборочный чертеж 
дает информацию о присоединительных элементах, т. е. о тех, посредством которых данное изделие присоединяется к другим или взаимодействует с ними.
Итак, содержание и объем сборочного чертежа в решающей степени зависят от спецификации, так как чертеж в первую очередь должен показать взаимное расположение и способ соединения тех элементов, которые перечислены в спецификации.
Кроме того, сборочный чертеж является основой для разработки 
чертежей более мелких сборочных единиц и деталей. Поэтому на сборочном чертеже в качестве справочных должны присутствовать необходимые для этого размеры и другая информация.
Под построением чертежа понимается определение необходимого количества проекций, видов, разрезов, сечений, их рациональное 
размещение на листе, выбор масштабов изображения, установление 
необходимости помещения на чертеже текстовой информации и т. п.
Количество проекций изображения изделий и их масштабы должны обеспечить:
· возможность показа конфигурации изделия и взаимного положения его составных частей;
· расстановку габаритов и установочных (при возможности и присоединительных) размеров;
· расстановку позиций на составные части изделия, желательно 
расположенные в проекции главного вида этой сборочной единицы или детали.
Содержание чертежей в конечном итоге диктуется теми задачами, которые поставил себе конструктор, учитывая технологические возможности предприятий-изготовителей. Количество видов и разрезов на чертеже, а также их масштабы определяются необходимостью выставить 
все размеры, дающие возможность решить поставленные задачи. Ввиду 
того, что конкретный размер способствует решению определенной задачи, все размеры по их назначению можно объединить в несколько групп.

1. Размеры, определяемые требованиями техники безопасности.
2. Габаритные транспортные размеры, дающие возможность выбрать тип транспорта и определить размеры проемов в зданиях и сооружениях.

Глава 1. Методика проектирования ленточного конвейера  

3. Габаритные размеры движения, определяющие минимальные 
допустимые зазоры между перемещающимися элементами конструкций. Если зазоры не лимитируются требованиями техники безопасности и изменение зазора в пределах допусков на точность изготовления 
не приведет к заклиниванию, то такие размеры на чертежах не проставляются.

4. Присоединительные (монтажные) размеры, характеризующие 
способ соединения данной сборочной единицы со сборочными единицами предыдущей степени входимости по чертежам.

5. Сборочные размеры, определяющие способ и точность соединения сборочных единиц или деталей, указанных в спецификации данного чертежа. Содержание спецификации определяется технологией изготовления сборочных единиц, а также способом монтажа конвейера. 
Если в спецификации указаны две и более сборочные единицы, которые между собой соединяются, то на чертеже должны быть все размеры с допусками и посадками, характеризующими их взаимодействие.
Для выполнения чертежа общего вида конвейера необходимо:
1) предусмотреть все размеры, необходимые для монтажа отдельных сборочных единиц машины, таких как барабан, роликоопоры, редукторы, двигатели и секции металлоконструкций 
конвейера;
2) предложить принципиальное решение всех металлоконструкций 
конвейера;
3) предусмотреть элементы, компенсирующие несоответствие нормальных величин допусков при изготовлении и монтаже отдельных узлов конвейеров и строительных конструкций;
4) выдать задание проектантам строительного отдела на закладные 
части, к которым конвейер прикрепляется к зданию или сооружению;
5) выдать задание проектантам строительного отдела на проемы 
и отверстия в перекрытиях, связанные с работой конвейера;
6) разработать технические условия на монтаж;
7) дать полную спецификацию конвейера, где должны быть указаны механические узлы и детали, металлоконструкции и крепежные элементы (спецификация размещается на отдельных листах 
формата А4).
На чертеже сборочной единицы необходимо:
1) проставить габаритные размеры;