VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY O TECHNOLOGY AKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ ACULTY O MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE O AUTOMOTIVE ENGINEERING PÁSOVÝ DOPRAVNÍK PRO DOPRAVU POTRAVINÁŘSKÉHO ZRNA BELT CONVEYOR OR TRANSPORT O OOD CORN BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR ONDŘEJ NEPOVÍM doc. Ing. JIŘÍ MALÁŠEK, Ph.D. BRNO 0
Vysoké učení technické v Brně, akulta strojního inženýrství Ústav automobilního a dopravního inženýrství Akademický rok: 00/0 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Ondřej Nepovím který/která studuje v bakalářském studijním programu obor: Stavba strojů a zařízení (30R06) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č./998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: v anglickém jazyce: Pásový dopravník pro dopravu potravinářského zrna Belt conveyor for transport of food corn Stručná charakteristika problematiky úkolu: Provést výpočet a konstrukční řešení pásového dopravníku pro zadaný materiál. Dopravní výkon 95 000kg.h- Osová vzdálenost přesypů 8m Výškový rozdíl 7m Dopravovaný materiál: obilní zrno Cíle bakalářské práce: Proveďte funkční výpočet, určení hlavních rozměrů, navrhněte pohon dopravníku a napínání pásu. Proveďte pevnostní výpočet hnaného bubnu. Proveďte rozbor vlastností dopravovaných materiálů. Nakreslete sestavný výkres dopravníku, podsestavu napínacího zařízení.
Seznam odborné literatury:. Ondráček,E., Vrbka,J., Janíček,P. : Mechanika těles - pružnost a pevnost II VUT Brno, 988. Jančík, L.: Části a mechanismy strojů, ČVUT Praha, 004 3. Klimeš P.: Části a mechanismy strojů I, II, VUT Brno 003 4. Janíček P., Ondráček E., Vrbka J.: Pružnost a pevnost, VUT Brno, 99 5. Gajdůšek, J., Škopán, M.: Teorie dopravních a manipulačních zařízení, skripta VUT Brno 988 6. Dražan,. a kol.: Teorie a astavba dopravníků 7. Kolář, D. a kol.: Části a mechanizmy strojů Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jiří Malášek, Ph.D. Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 00/0. V Brně, dne 8..00 L.S. prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc. Ředitel ústavu prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc. Děkan fakulty
ABSTRAKT, KLÍČOVÁ SLOVA ABSTRAKT Cílem této bakalářské práce je provést konstrukční řešení šikmého pásového dopravníku pro dopravu potravinářského zrna s dopravním výkonem 95 000 kg.h -, osovou vzdáleností přesypů 8 metrů a výškovým rozdílem 7 metrů. Práce zahrnuje stručný popis jednotlivých částí dopravníku, funkční výpočet proveden dle platné normy ČSN ISO 5048, stanovení základních rozměrů, návrh pohonu a napínacího zařízení pásového dopravníku. Dále je proveden pevnostní výpočet hnaného bubnu a kontrola napínacích šroubů napínacího zařízení na vzpěr. V konečné fázi, práce obsahuje rozbor vlastností dopravovaných materiálů. K práci je přiložena požadovaná výkresová dokumentace. KLÍČOVÁ SLOVA Pásový dopravník, dopravní pás, obilní zrno, válečková stolice, pohon dopravníku, hnaný buben, napínací zařízení. ABSTRACT The aim of this thesis is to design an angled belt conveyor for transportation of food corn with the capacity of 95,000 kg per hour and axial distance between the drums at both ends of 8 meters and height difference of 7 meters. The thesis includes brief descriptions of individual parts of the conveyor, functional calculation, which is performed according to the current standard ISO 5048, determination of basic dimensions, design of the drive and tensioning device of the conveyor. The stress analysis of the driven drum has been carried out as well as a numerical buckling test for the bolts of the tensioning device. In its final part, the thesis contains an analysis of the characteristics of transported material. The thesis is accompanied by all the necessary technical drawings. KEYWORDS Belt conveyor, conveyor belt, food corn, idler, drive of conveyor, driven drum, tensioning device. BRNO 0
BIBLIOGRAICKÁ CITACE BIBLIOGRAICKÁ CITACE NEPOVÍM, O. Pásový dopravník pro dopravu potravinářského zrna. Brno: Vysoké učení technické v Brně, akulta strojního inženýrství, 0. 59 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Jiří Malášek, Ph.D. BRNO 0
ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že tato práce je mým původním dílem, zpracoval jsem ji samostatně pod vedením pana doc. Ing. Jiřího Maláška, Ph.D. a s použitím literatury uvedené v seznamu. V Brně dne 7. května 0..... podpis BRNO 0
PODĚKOVÁNÍ PODĚKOVÁNÍ Rád bych poděkoval svému vedoucímu bakalářské práce panu doc. Ing. Jiřímu Maláškovi, Ph.D. za odborné rady, které jsem použil při zpracování této práce. Dále bych také poděkoval svým rodičům za plnou podporu při studiu na vysoké škole. BRNO 0
OBSAH. Úvod..... Pásové dopravníky..... Rozdělení pásových dopravníků dle literatury [, str. 33]...... Podle tažného elementu (dopravního pásu)...... Podle tvaru dopravníku.....3. Podle provedení nosné konstrukce....3. Základní části pásového dopravníku.... Konstrukční řešení pásového dopravníku...3.. Dopravní pás...3.. Válečky...4.3. Válečkové stolice...5.3.. Horní větev...6.3.. Dolní větev...7.4. Poháněcí stanice...8.5. Napínací zařízení...9.5.. Hnaný buben...0.5.. Ložisková jednotka...0.6. Nosná konstrukce....6.. Nosný rám....6.. Stojiny....7. Stěrač pásu....8. Násypka... 3. unkční výpočet pásového dopravníku...3 3.. Sklon dopravníku...3 3.. Volba rychlosti dopravního pásu...3 3.3. Teoreticky potřebná plocha průřezu náplně...3 3.4. Volba pásu...4 3.5. Celková plocha průřezu náplně...4 3.5.. Plocha průřezu náplně S...4 3.5.. Plocha průřezu náplně S...5 3.6. Skutečná plocha průřezu náplně...5 3.6.. Součinitel sklonu...5 3.6.. Součinitel korekce vrchlíku...6 3.7. Kontrola pásu na potřebný ložní prostor...6 BRNO 0 8
3.8. Objemová výkonnost...6 3.9. Hmotnostní výkonnost...6 3.0. Kontrola dopravovaného množství materiálu...6 3.. Hmotnost nákladu na metr délky...6 3.. Hmotnost metru dopravního pásu...7 3.3. Teoretická obvodová síla potřebná na ponáněcím bubnu...7 3.3.. Hlavní odpory...7 3.3.. Vedlejší odpory...8 3.3.3. Přídavné hlavní odpory...30 3.3.4. Přídavné vedlejší odpory...30 3.3.5. Odpor k překonání dopravní výšky...3 3.4. Zvětšení poháněcí síly na poháněcím bubnu...3 3.5. Potřebný provozní výkon poháněcího bubnu...3 3.6. Potřebný provozní výkon motoru...3 3.7. Návrh pohonu...3 3.8. Stanovení sil v pásu...3 3.8.. Přenos obvodové síly na poháněcím bubnu...33 3.8.. Maximální obvodová hnací síla...33 3.8.3. Omezení podle průvěsu pásu...33 3.8.4. Největší tahová síla v pásu...34 3.8.5. Pevnostní kontrola pásu...34 3.8.6. Síla v nosné větvi...34 3.8.7. Síla ve vratné větvi...34 3.8.8. Eulerův vztah - kontrola...35 3.8.9. Výsledná síla namáhající buben...35 4. Pevnostní výpočty...36 4.. Pevnostní výpočet pláště hnaného bubnu...36 4... Zatížení pláště bubnu - VVÚ...36 4... Volba materiálu...37 4..3. Velikost spojitého zatížení působící na buben...37 4..4. Výpočet silových reakcí...37 4..5. Maximální ohybový moment v místě...38 4..6. Maximální ohybové napětí v místě...38 4..7. Modul průřezu v ohybu v místě...38 4..8. Bezpečnost v místě největšího ohybového momentu...38 4.. Pevnostní výpočet osy hnaného bubnu...39 BRNO 0 9
4... Výsledná síla působící na osu...39 4... Zatížení osy bubnu - VVÚ...4 4..3. Volba materiálu...4 4..4. Výpočet silových reakcí...4 4..5. Maximální ohybový moment v místě...4 4..6. Maximální ohybové napětí v místě...43 4..7. Modul průřezu v ohybu v místě...43 4..8. Bezpečnost v místě největšího ohybového momentu...43 4..9. Ohybový moment v místě Z...43 4..0. Ohybové napětí v místě Z...43 4... Modul průřezu v ohybu v místě Z...44 4... Bezpečnost osy v ohybu v místě Z...44 4.3. Kontrolní výpočet napínacích šroubů na vzpěr...44 4.3.. Síla působící na napínací šroub...44 4.3.. Redukovaná délka šroubu...45 4.3.3. Poloměr setrvačnosti...45 4.3.4. Štíhlost...46 4.3.5. Vyhodnocení výpočtu...46 4.3.6. Kritická síla - prostý tlak...47 4.3.7. Bezpečnost napínacího šroubu - prostý tlak...47 4.3.8. Kritická síla - Euler...47 4.3.9. Bezpečnost napínacího šroubu - Euler...47 5. Rozbor vlastností dopravovaných materiálů...48 5.. Složení obilního zrna...48 5.. Obilní hmota...49 5.3. yzikální vlastnosti obilní hmoty...50 5.4. Účinky vlastností dopravovaných materiálů...50 5.5. Využití obilovin ve výživě...5 6. Závěr...5 7. Použité informační zdroje...53 7.. Literatury...53 7.. Normy...53 7.3. Webové stránky...53 8. Seznam použitých zkratek a symbolů...55 9. Seznam příloh...59 BRNO 0 0
. ÚVOD.. PÁSOVÉ DOPRAVNÍKY Pásové dopravníky jsou zařízení určená ke kontinuální dopravě sypkých látek i kusového zboží a to převážně ve vodorovném, příp. mírně šikmém směru. [, str. 33] Tažným a současně nosným prvkem pro přepravovaný materiál je dopravní pás. Jedná se o jednu z nejnákladnějších částí pásového dopravníku. Mezi hlavní přednosti můžeme zařadit: vysokou dopravní rychlost, vysoký dopravní výkon, velké dopravní vzdálenosti, jednoduchou údržbu, jednoduchou konstrukci, nízkou spotřebu energie. Velkou výhodou je možnost nakládání a vykládání materiálu v kterémkoliv místě... ROZDĚLENÍ PÁSOVÝCH DOPRAVNÍKŮ DLE LITERATURY [, STR. 33]... PODLE TAŽNÉHO ELEMENTU (DOPRAVNÍHO PÁSU) a) dopravníky s gumovým pásem nebo pásem PVC b) dopravníky s ocelovým pásem c) dopravníky s ocelogumovým pásem d) dopravníky s pásem z drátěného pletiva... PODLE TVARU DOPRAVNÍKU a) dopravníky vodorovné b) dopravníky šikmé c) dopravníky konvexní (přechod ze šikmého směru na vodorovný) d) dopravníky konkávní (přechod z vodorovného směru na šikmý) e) dopravníky kombinované (např. s dvojí změnou směru - kombinace konkávního a konvexního)..3. PODLE PROVEDENÍ NOSNÉ KONSTRUKCE a) dopravníky stabilní - nosná ocelová konstrukce je pevně spojena se základem b) dopravníky pojízdné a přenosné - pro malá dopravní množství a malé dopravní délky c) dopravníky přestavitelné - pro velké dopravní rychlosti a velké dopravní délky BRNO 0
.3. ZÁKLADNÍ ČÁSTI PÁSOVÉHO DOPRAVNÍKU Obr. Schéma pásového dopravníku ) Hnací buben ) Hnaný buben 3) Dopravní pás 4) Nosné válečky - horní válečková stolice 5) Nosné válečky - dolní válečková stolice 6) Napínací zařízení 7) Čistící zařízení 8) Násypka s bočním vedením BRNO 0
. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ PÁSOVÉHO DOPRAVNÍKU.. DOPRAVNÍ PÁS Nejdůležitější částí dopravního pásu je nosná kostra, která je tvořena textilními vložkami. Nosná kostra zabezpečuje pevnost pásu, slouží k přenosu sil z hnacího bubnu na přepravovaný materiál. Dle vypočtených hodnot jsem volil dopravní pás od společnosti Techplasty s.r.o. viz. [4] typu Espot E30CC. Pás je široký 650mm, obsahuje 3 textilní vložky a je vybaven bílým antistatickým DA PVC horním a dolním povrchem. Základní charakteristickou vlastností tohoto povrchu je odolnost vůči rostlinným a živočišným olejům a tukům. Je vhodný pro dopravu sypkých obilnin na válečcích ve tvaru žlabu. Tab. Charakteristika produktu Espot E30CC [4] Vrchní krycí vrstva Krycí materiál PVC Krycí barva Bílá 00 Tloušťka [mm].00 Povrchová krycí vrstva Hladká Spodní krycí vrstva Krycí materiál PVC Krycí barva Bílá 00 Tloušťka [mm].00 Povrchová krycí vrstva Hladká Pás Tloušťka [mm] 6.0 Hmotnost [kg/m ] 7.70 Max. výrobní šířka [mm] 000 Textilní vložka Počet vrstev 3 Ohybnost Ohebný Min. průměr válce [mm] Ohyb 00 Zpětný ohyb 50 Pevnost [N/mm] Mez pevnosti 300 Pracovní zatížení při % prodloužení 30 Pracovní zatížení při,5% prodloužení 40 Teplota [C ] Min -5 Max 80 Obr. Struktura pásu Espot E30CC [4] BRNO 0 3
.. VÁLEČKY Válečky podpírají a vedou dopravní pás a svým uspořádáním ve válečkové stolici vytvářejí požadovaný ložný průřez. Válečky jsou jednou z nejdůležitějších součástí dopravníku a mají značný vliv na jeho vlastnosti. Válečky mají mít malý odpor proti otáčení, malou hmotnost, jednoduchou konstrukci, mají být dokonale utěsněny proti vnikání nečistot, musí být náležitě vyváženy a mají být nenáročné na údržbu. [,str. 35] Zvolil jsem válečky z katalogu společnosti Transroll-CZ s.r.o. [6]. Jde o ocelové hladké válečky s pevnou osou za použití kuličkových ložisek 604. Pro horní větev jsou voleny válečky typu -076x380-604. Pro dolní větev jsou použity válečky typu -076x750-604. Obr. 3 Váleček [6] Tab. Rozměry válečků v horní větvi [6] Rozměry [mm] Hmotnost [kg] Šířka pásu [mm] L L L ØD Ød s Rotujících částí Celková Korýtkový profil 380 388 406 76 0 4,3 3,4 650 Tab. 3 Rozměry válečků v dolní větvi [6] Rozměry [mm] Hmotnost [kg] Šířka pásu [mm] L L L ØD Ød s Rotujících částí Celková Korýtkový profil 750 758 796 76 0 4 3,8 6 650 BRNO 0 4
Obr. 4 Konstrukce válečku [6] A) Plášť B) Hřídel C) Pouzdro ložiska D) Těsnění E) Ložisko ) Pojistný kroužek G) Labyrintový těsnící systém.3. VÁLEČKOVÉ STOLICE Válečky se vkládají do nosných válečkových stolic. Jejich účelem je podpírat horní větev pásu s materiálem a spodní prázdnou vratnou větev. [, str. 36] Stolice jsou odjímatelně připevněny k rámu dopravníku pomocí upravených držáků. Není tedy vyžadováno vrtání do konstrukce. Válečky jsou uloženy v úchytech z ohnuté ploché oceli. Stolice jsou vhodné pro konstrukce zhotovené z U - profilů. Hlavní výhodou těchto válečkových stolic je snadná montáž a možnost libovolného přestavení do vhodné polohy. BRNO 0 5
.3.. HORNÍ VĚTEV V horní větvi jsou použity dvouválečkové stolice typu CV-S z katalogu od společnosti Transroll-CZ s.r.o. [5]. Válečky utváří korýtkový profil se sklonem válečků 0 od vodorovné roviny. Obr. 5 Válečková stolice pro nosnou větev [5] Tab. 4 Rozměry válečkové stolice pro nosnou větev [5] Šířka pásu [mm] Rozměry [mm] α E ØD L L H J K b s Hmotnost [kg] 650 0 950 76 380 388 3 90 3 60 4 8,3 Obr. 6 Válečková stolice pro nosnou větev - 3D [5] BRNO 0 6
.3.. DOLNÍ VĚTEV V dolní větvi jsem zvolil jednoválečkové stolice typu RB-S rovněž z katalogu od společnosti Transroll-CZ s.r.o. [5]. Obr. 7 Válečková stolice pro vratnou větev [5] Tab. 5 Rozměry válečkové stolice pro vratnou větev [5] Šířka pásu [mm] Rozměry [mm] E D L L H b d s Hmotnost [kg] 650 950 76 750 758 84 00 0 4,4 Obr. 8 Válečková stolice pro vratnou větev - 3D [5] BRNO 0 7
.4. POHÁNĚCÍ STANICE Hlavním úkolem poháněcí stanice je zajistit pohon dopravníku. Tření mezi pásem a hnacím bubnem je základním prvkem pro pohon pásu. Dle vypočteného potřebného výkonu jsem zvolil elektrobuben od výrobce Rulmeca typu 30M o výkonu 5,5kW s kroutícím momentem 334N.m []. Mezi hlavní výhody tohoto pohonu patří rychlá montáž a demontáž, nízké požadavky na prostor z důvodu umístění převodovky, spojky a samotného asynchronního motoru uvnitř bubnu. Další výhodou je přibližně o 30% nižší spotřeba energie než u klasického elektropohonu a nízká poruchovost. Motor je chlazen olejem, který zaručuje dokonalé mazání celého mechanismu. Elektrobuben je přišroubován ke konstrukci dopravníku pomocí úchytů, které dodává výrobce [] a je umístěn v horní části dopravníku. Obr. 9 Elektrobuben 30M [] Obr. 0 Rozměry elektrobubnu 30M [] Tab. 6 Rozměry elektrobubnu 30M [] Typ Rozměry [mm] RL EL AGL A B C D E G H K L M N O 30M 750 800 904 3 39 50 40 5 30 7,5 5 54 87 7 07 05 BRNO 0 8
Obr. Uchycení elektrobubnu 30M [] Tab. 7 Rozměry tělesa pro elektrobuben 30M [] Typ Materiál Označení úchytu Rozměry [mm] D I K S T V W X X Z Z Hmotnost [kg] 30M Ocel KL4-HD 40 30 84 6 4 0 40 0 90 50 83,.5. NAPÍNACÍ ZAŘÍZENÍ Napínací síla je nezbytná k vyvolání dostatečně vysokého tření mezi hnacím bubnem a pásem tak, aby mohla být přenesena na pás požadovaná síla. Proto napínací zařízení tvoří nedílnou část pásového dopravníku. Na něm závisí správné napnutí pásu, jeho životnost a tím také hospodárnost celého zařízení. [, str. 40] V mém případě jsem volil napínání pomocí šroubů. Pro uložení hnaného bubnu jsou použity dvě napínací ložiskové jednotky, které jsou nasunuty do vodící dráhy obdélníkového profilu. Celé napínací zařízení je připevněno pomocí šroubů k rámu dopravníku. Napínání je realizováno pomocí napínacích šroubů a matic, které posouvají ložiskové jednotky usazené ve vodící dráze a tím dochází k nastavení potřebné napínací síly pásu. Napínání je nutné provádět na obou stranách rovnoměrně. Hnaný buben se nesmí dostat do šikmé polohy, aby nebylo způsobeno sbíhání pásu. Posuv napínacího bubnu je přibližně % dopravní délky dopravníku. Obr. Napínací zařízení BRNO 0 9
.5.. HNANÝ BUBEN Hnaný neboli vratný buben je svarek skládající se z hřídele (osy), dvou bočnic a obvodového pláště. Osa je soustružená z oceli 373 ČSN 4 550 [3, str. 80] a plášť je tvořen ocelovou bezešvou trubkou 353 ČSN 4 575 [3, str. 300]. Vnější průměr bubnu je 30mm, délka pláště je 750mm a tloušťka pláště je 8mm. Průměr osy v ložisku je 45mm. Ve zvoleném konstrukčním řešení plní hnaný buben funkci napínacího bubnu. Obr. 3 Hnaný buben.5.. LOŽISKOVÁ JEDNOTKA Hnaný buben bude uložen v ložiskových jednotkách od firmy SK [] typu TU 45 T. Jsou použity naklápěcí ložiska YAR 09-. Obr. 4 Ložisková jednotka TU 45 T [] Tab. 8 Rozměry ložiskového tělesa TU 45 T [] Typ Rozměry [mm] d A A A B D H H H L L L L 3 N N s TU 45 T 45 49 7,5 35 49, 9 7 0 83 44 87 5 83 49 9 30, BRNO 0 0
.6. NOSNÁ KONSTRUKCE.6.. NOSNÝ RÁM Pro nosnou konstrukci jsem zvolil plnonosníkový rám tvořen normalizovanou tyčí průřezu U40/B ČSN 4 5570 [3, str. 95] o délkách 3x7m a x7,5m. Na koncích profilů jsou navařeny patky pro spojení jednotlivých částí. Jednotlivé části jsou spojeny pomocí šroubového spojení. Aby byla zabezpečena požadovaná rozteč mezi profily, rám bude vyztužený příčnými vzpěrami z normalizovaných tyčí průřezu U65/B ČSN 4 5570 [3, str. 95] o délce 935mm..6.. STOJINY Stojiny jsou tvořeny z normalizovaných tyčí průřezu U0/B ČSN 4 5570 [3, str. 95]. Na jednom konci je přivařena patka s otvory, které umožňují přišroubování celé nosné konstrukce k betonovému základu a na druhém konci je stojina přivařena k samotnému rámu dopravníku. Pro zvýšení stability jsou vždy mezi dvě protější stojiny navařeny ocelové bezešvé trubky čtvercového průřezu TR 4HR 80x5 ČSN 4 6937 o délce 950mm [0, str. 5]..7. STĚRAČ PÁSU Dopravní pásy musí být během provozu dopravníku průběžně čištěny, protože ve spodní vratné větvi běží špinavá strana po válečcích. Při dopravě zejména lepkavých a vlhkých materiálů by docházelo k nalepování nečistot na válečky ve vratných stolicích, tím by se zvětšily odpory a také opotřebení pásu i hnacího bubnu. Aby k tomu nedocházelo, umísťují se na začátek dolní větve čističe pásu, které mají za úkol nalepený materiál setřít. [, str. 43] Pro čištění pásu jsem volil čelní stěrač od firmy AB Technology typu CJ PU DA [7]. Šířka stěrače je stejná jako šířka pásu, tedy 650mm. Tento čistič vyniká svou jednoduchou konstrukcí, která zaručuje výbornou kvalitu stírání po celou dobu životnosti stíracího segmentu. Veškerý přítlak vůči pásu zabezpečuje tělo segmentu vyrobené z otěruvzdorného pružného polyuretanu. Stěrač je určen do potravinářství zejména na PVC pásy. Obr. 5 Polyuretanový stěrač [7] BRNO 0
Obr. 6 Umístění stěrače [7].8. NÁSYPKA K rámu dopravníku je násypka přišroubována na straně hnaného bubnu. V mém případě jsem použil násypku s bočním vedením. Boční vedení slouží k usměrnění a urychlení dopravovaného materiálu na pásu. Násypka je tvořena třemi plechy spojenými do tvaru U skládajících se ze dvou bočních a jedné zadní strany. Násypka je ve spodní části zúžena na požadovanou šířku, která musí být menší než je šířka pásu. Mezi pásem a spodní hranou stěn je přinýtován pás pryže. Tento pás je určen pro zamezení dotyku plechů násypky s pásem. Obr. 7 Násypka BRNO 0
3. UNKČNÍ VÝPOČET PÁSOVÉHO DOPRAVNÍKU 3.. SKLON DOPRAVNÍKU Obr. 8 Sklon dopravníku sinδ H L H δ arcsin L 7 δ arcsin 8 δ 4,48 () 3.. VOLBA RYCHLOSTI DOPRAVNÍHO PÁSU - dle literatury [, str. 48] je jmenovitá dopravní rychlost pro dopravu obilního zrna v rozmezí v (,5 4) m s - voleno v,5m s 3.3. TEORETICKY POTŘEBNÁ PLOCHA PRŮŘEZU NÁPLNĚ - dle literatury [, str. 5] je objemová sypná hmotnost v rozmezí - voleno ρ 500kg m - sypný úhel α 0 S S S T T T Q ρ v 95000 500,5 0,0m 3 ρ (400 800) kg m 3 () BRNO 0 3
3.4. VOLBA PÁSU - sklon bočních válečků dle vybrané válečkové stolice [5] β 0 - dle literatury [, str. 49] zvolena šířka pásu B 650mm 3.5. CELKOVÁ PLOCHA PRŮŘEZU NÁPLNĚ Obr. 9 Průřez náplně S S + S S 0,03 + 0,030 S 0,0343m (3) 3.5.. PLOCHA PRŮŘEZU NÁPLNĚ S tgθ S [ b cos β ] 6 tg5 S [0,535 cos 0] 6 S 0,03m (4) BRNO 0 4
3.5... DYNAMICKÝ SYPNÝ ÚHEL θ 0,75 α θ 0,75 0 θ 5 (5) 3.5... LOŽNÁ ŠÍŘKA PÁSU b 0,9 B 0,05 b 0,9 0,65 0,05 b 0,535mm (6) 3.5.. PLOCHA PRŮŘEZU NÁPLNĚ S S S S b b cos β sin β 0,535 0,535 cos 0 sin 0 0,030m (7) 3.6. SKUTEČNÁ PLOCHA PRŮŘEZU NÁPLNĚ S S S K K K S k 0,0343 0,7556 0,059m (8) 3.6.. SOUČINITEL SKLONU S k ( k) S 0,03 k ( 0,58) 0,0343 k 0,7556 (9) BRNO 0 5
3.6.. SOUČINITEL KOREKCE VRCHLÍKU k cos δ cos θ cos θ cos 4,48 cos 5 k cos 5 k 0,58 (0) 3.7. KONTROLA PÁSU NA POTŘEBNÝ LOŽNÍ PROSTOR - musí být splněna podmínka: S K > S T () 0,059m > 0,0m > navržený pás VYHOVUJE 3.8. OBJEMOVÁ VÝKONNOST I I I V V V S v k 0,0343,5 0,7556 0,0648m 3 s () 3.9. HMOTNOSTNÍ VÝKONNOST I I I m m m 3600 I V ρ 3600 0,0648 500 6640kg h (3) 3.0. KONTROLA DOPRAVOVANÉHO MNOŽSTVÍ MATERIÁLU - musí být splněna podmínka: I m Q (4) 6640kg h 95000kg h > množství dopravovaného materiálu VYHOVUJE 3.. HMOTNOST NÁKLADU NA METR DÉLKY q q q G G G IV ρ v 0,0648 500,5,96kg m (5) BRNO 0 6
3.. HMOTNOST METRU DOPRAVNÍHO PÁSU q q q B B B B m P 0,65 7,7 5,0kg m (6) 3.3. TEORETICKÁ OBVODOVÁ SÍLA POTŘEBNÁ NA PONÁNĚCÍM BUBNU Up Up Up H + N 398,4N + S + 6,3 + 5,9 +, + 890,0 St (7) 3.3.. HLAVNÍ ODPORY H H H 6,3 N [ qro + qru + ( qb + qg ) cos ] 9,8 [ 5,75 +,36 + ( 5,0 +,96) cos4,48] f L g δ 0,0 8 - dle literatury [6, str. 7] volen globální součinitel tření f 0, 0 (8) 3.3... HMOTNOST ROTUJÍCÍCH ČÁSTÍ VÁLEČKŮ NA METR V HORNÍ VĚTVI q q q RO RO RO q P L,3 35 8 5,75kg m - váha rotující části válečku q, 3kg (9) 3.3... POČET ŘAD VÁLEČKŮ V HORNÍ VĚTVI P L a 0 8 P 0,8 P 35 - rozteč válečků v horní větvi volena dle literatury [, str. 38] a 0, 8m 0 (0) BRNO 0 7
3.3..3. HMOTNOST ROTUJÍCÍCH ČÁSTÍ VÁLEČKŮ NA METR V DOLNÍ VĚTVI q q q RU RU RU q P L 3,8 0 8,36kg m - váha rotující části válečku q 3, 8kg () 3.3..4. POČET ŘAD VÁLEČKŮ V DOLNÍ VĚTVI P L a u 8 P,8 P 0 - rozteč válečků v dolní větvi volena dle literatury [, str. 38] a u, 8m () 3.3.. VEDLEJŠÍ ODPORY N N N ba + f + O + 8,0 + 6,8 + 4,6 + 3,5 5,9N t (3) 3.3... ODPOR SETRVAČNÝCH SIL V MÍSTĚ NAKLÁDÁNÍ A V OBLASTI URYCHLOVÁNÍ ba ba ba IV ρ ( v v0 ) 0,0648 500 (,5 0) 8,0 N (4) BRNO 0 8
3.3... ODPOR TŘENÍ MEZI DOPRAVOVANOU HMOTOU A BOČNÍM VEDENÍM V OBLASTI URYCHLOVÁNÍ f f f µ IV ρ g lb v + v0 b 0,6 0,0648 500 9,8 0,53,5 + 0 0,5 6,8N - součinitel tření mezi materiálem a bočním vedením dle literatury [6, str. ] µ 0,5 0,7 - voleno µ 0, 6 (5) 3.3..3. URYCHLOVACÍ DÉLKA l l l b b b v v0 g µ,5 0 9,8 0,6 0,53m - součinitel tření mezi materiálem a pásem dle literatury [6, str. ] µ 0,5 0, 7 - voleno µ 0, 6 (6) 3.3..4. SVĚTLÁ ŠÍŘKA BOČNÍHO VEDENÍ b b cos β b 0,535 cos 0 b 0,5m (7) 3.3..5. ODPOR OHYBU PÁSU NA BUBNECH O O O 9 B 40 + 0,0 B d D 5000 9 0,65 40 + 0,0 0,65 4,6N - průměrný tah na pásu 5000N B 0,006 0,3 (8) BRNO 0 9
3.3..6. ODPOR V LOŽISKÁCH HNANÉHO BUBNU t t t d,005 D 0 0 B 0,045 0,005 5000 0,3 3,5N (9) 3.3.3. PŘÍDAVNÉ HLAVNÍ ODPORY S ε 0N (30) - odpor vychýlených bočních válečků ε 0N > válečky nejsou vychýlené 3.3.4. PŘÍDAVNÉ VEDLEJŠÍ ODPORY S S S gl, N + + 9,9 +,3 + 0 r a (3) 3.3.4.. ODPOR TŘENÍ MEZI DOPRAVOVANOU HMOTOU A BOČNÍM VEDENÍM gl gl gl µ IV v ρ g l b 0,6 0,0648 500 9,8,5,5 0,5 9,9N (3) 3.3.4.. ODPOR STĚRAČE PÁSU r r r A p µ 0,03 3,5 0,3 N 3 4 0,5 - součinitel tření mezi stěračem a pásem je volen dle literatury [6, str. 3] µ 0, 3 5 (33) - tlak mezi stěračem a pásem dle literatury [6, str. 3] p 4 4 (3 0 0 0 ) N m - voleno p 4 3,5 0 N m BRNO 0 30
3.3.4.3. DOTYKOVÁ PLOCHA MEZI STĚRAČEM A PÁSEM A B t C A 0,65 0,0 A 0,03m (34) 3.3.4.4. ODPOR SHRNOVAČE MATERIÁLU a 0N (35) - není použito shrnovače > a 0N 3.3.5. ODPOR K PŘEKONÁNÍ DOPRAVNÍ VÝŠKY St St St q G H g,96 7 9,8 890,0N (36) 3.4. ZVĚTŠENÍ POHÁNĚCÍ SÍLY NA POHÁNĚCÍM BUBNU Z důvody nepřesnosti výpočtu a možnému náhlému zvýšení síly při přetížení zvětším obvodovou sílu o 0%. U U U Up, 398,4, 678, N (37) 3.5. POTŘEBNÝ PROVOZNÍ VÝKON POHÁNĚCÍHO BUBNU P P P A A A U v 678,,5 495W (38) BRNO 0 3
3.6. POTŘEBNÝ PROVOZNÍ VÝKON MOTORU P M PA η P P M M 495 0,95 446W - celková účinnost pohonu dle literatury [6, str. 9] η 0,85 0, 95 - voleno η 0, 95 (39) 3.7. NÁVRH POHONU - pro pohon byl zvolen elektrobuben s výkonem P 5, 5kW dle.4. Poháněcí stanice 3.8. STANOVENÍ SIL V PÁSU Obr. 0 Schéma sil v pásu BRNO 0 3
3.8.. PŘENOS OBVODOVÉ SÍLY NA POHÁNĚCÍM BUBNU min min min U max µ ϕ e 57, 0,3 π e 607,N π - úhel opásání ϕ 80 > 80 80 > π rad - koeficient tření mezi bubnem a pásem dle literatury [6, str. 3] µ ( 0,5 0,3) - voleno µ 0, 3 (40) 3.8.. MAXIMÁLNÍ OBVODOVÁ HNACÍ SÍLA U max U max U max ξ U,5 678, 57,N - součinitel rozběhu dle literatury [6, str. 0] ξ (,3 ) - voleno ξ, 5 (4) 3.8.3. OMEZENÍ PODLE PRŮVĚSU PÁSU 3.8.3.. HORNÍ VĚTEV (NOSNÁ VĚTEV) min h min h min h a0 ( qb + qg ) g h 8 a 0 adm 0,8 (5,0 +,96) 9,8 8 0,0 469,N (4) h - a adm je největší dovolený relativní průvěs pásu h - dle literatury [6, str. 0] se pohybuje v rozmezí ( 0,005 0,0) a adm h - voleno 0, 0, kde h...průvěs pásu a adm a...vzdálenost mezi stolicemi BRNO 0 33
3.8.3.. DOLNÍ VĚTEV (VRATNÁ VĚTEV) min d min d min d au qb g h 8 a u adm,8 5,0 9,8 8 0,0 433,5N (43) 3.8.4. NEJVĚTŠÍ TAHOVÁ SÍLA V PÁSU max max max ξ U + µ ϕ e,5 678, + 0,3 π e 44,N (44) 3.8.5. PEVNOSTNÍ KONTROLA PÁSU R Dp mp max B max 30 650 44, 9500N 44,N > navržený pás VYHOVUJE - dle [4] pevnost pásu R mp 30N mm (45) 3.8.6. SÍLA V NOSNÉ VĚTVI 44,N max (46) 3.8.7. SÍLA VE VRATNÉ VĚTVI µ ϕ e 44, 0,3 π e 607,0N (47) BRNO 0 34
3.8.8. EULERŮV VZTAH - KONTROLA e µ ϕ 44, 0, 3 e 607,0,566,566 π > VYHOVUJE (48) 3.8.9. VÝSLEDNÁ SÍLA NAMÁHAJÍCÍ BUBEN C C C + 44, + 607,0 573, N (49) BRNO 0 35
4. PEVNOSTNÍ VÝPOČTY 4.. PEVNOSTNÍ VÝPOČET PLÁŠTĚ HNANÉHO BUBNU 4... ZATÍŽENÍ PLÁŠTĚ BUBNU - VVÚ - rozměry: La 650mm L 30mm b φd φd B B 30mm 304mm Obr. Zatížení pláště - VVÚ BRNO 0 36
4... VOLBA MATERIÁLU - buben je zatěžován prostým míjivým ohybem - pro buben je volen materiál 353 ČSN 4 575 - dovolené napětí v ohybu dle literatury [3, str. 54] σ Odov 85 5MPa - pro výpočet voleno σ O dov 85MPa 4..3. VELIKOST SPOJITÉHO ZATÍŽENÍ PŮSOBÍCÍ NA BUBEN q L C a 573, q 0,65 q 887,N m (50) 4..4. VÝPOČET SILOVÝCH REAKCÍ T : T 0 (5) > L a + b q La 0 b b b q L a 865,6N a b 887, 0,65 865,6 (5) M O : M OB 0 L a a ( La + Lb ) q La + Lb 0 a a a La q La + Lb ( L + L ) a 865,6N b 0,65 887, 0,65 + 0,03 (0,65 + 0,03) > a (53) (54) BRNO 0 37
4..5. MAXIMÁLNÍ OHYBOVÝ MOMENT V MÍSTĚ M M M O max O max O max La a + Lb 0,65 865,6 + 0,03 07,3N m (55) 4..6. MAXIMÁLNÍ OHYBOVÉ NAPĚTÍ V MÍSTĚ σ σ σ O max O max O max M O W max O 07,3 55,6 70400Pa,7 MPa (56) 4..7. MODUL PRŮŘEZU V OHYBU V MÍSTĚ W W W O O O 4 B π ( D d 3 D 5,97 0 4 4 B 4 4 π (0,3 0,304 ) 3 0,3 B m 3 ) (57) 4..8. BEZPEČNOST V MÍSTĚ NEJVĚTŠÍHO OHYBOVÉHO MOMENTU k k k O O O σ σ 85,7 50 Odov O max > VYHOVUJE - plášť hnaného bubnu je dostatečně dimenzován (58) BRNO 0 38
4.. PEVNOSTNÍ VÝPOČET OSY HNANÉHO BUBNU 4... VÝSLEDNÁ SÍLA PŮSOBÍCÍ NA OSU Obr. Rozbor sil působících na osu V V V V + 5596,3 560,6N V + 5,5 (59) 4... SÍLA V OSE X V V V + G sinδ 5596,3N B 44, + 607,0 539,6 sin4,48 (60) 4... SÍLA V OSE Y V V V G cosδ B 539,6 cos4,48 5,5N (6) BRNO 0 39
4...3. TÍHOVÁ SÍLA BUBNU G G G B B B m B g 55 9,8 539,6N (6) 4...4. VÝPOČET HMOTNOSTI BUBNU m m m B B B ρ V o 55kg CB 7850 7 0 3 (63) - dle literatury [3, str. 6] hustota oceli ρ o 7850kg m 3 4...5. CELKOVÝ OBJEM MATERIÁLU PLÁŠTĚ A BOČNIC V V V CB CB CB V P + V 5,88 0 7 0 B 3 3 m 3 +,3 0 3 (64) 4...6. OBJEM MATERIÁLU PLÁŠTĚ V V V P P P π B 4 π 4 5,88 0 ( D d ) ( 0,3 0,304 ) 3 m B 3 L P 0,75 (65) 4...7. OBJEM MATERIÁLU BOČNIC V V V B B B π 4 π 4,3 0 ( d d ) B ( 0,304 0,05 ) 3 m 3 B s B 0,008 (66) BRNO 0 40
4... ZATÍŽENÍ OSY BUBNU - VVÚ - rozměry: L L L c d e φd φd 70mm 50mm 9mm O O 50mm 45mm Obr. 3 Zatížení osy - VVÚ BRNO 0 4
BRNO 0 4 4..3. VOLBA MATERIÁLU - osa je zatěžována prostým míjivým ohybem - pro osu bubnu je volen materiál 373 ČSN 4 554 - dovolené napětí v ohybu dle literatury [3, str. 54] MPa dov O 05 70 σ - pro výpočet voleno MPa dov O 70 σ 4..4. VÝPOČET SILOVÝCH REAKCÍ N b a b a V b a 80,3 560,6 (67) : T d b a d c L T > + 0 0 (68) N d d c b a d 80,3 80,3 80,3 80,3 + + (69) : O M ( ) c d b d c a d c c OD L L L L L M > + + 0 ) ( 0 (70) N L L L L L c c d c d b d c a c 80,3 0,5 0,7 0,5 80,3 0,5) (0,7 80,3 ) ( + + + + + + (7) 4..5. MAXIMÁLNÍ OHYBOVÝ MOMENT V MÍSTĚ m N M M L L L M O O c a d c c O + + 4,6 0,7 80,3 0,5 0,7 80,3 max max max (7)
4..6. MAXIMÁLNÍ OHYBOVÉ NAPĚTÍ V MÍSTĚ σ σ σ O max O max O max M O W max O 4,6 5,3 0 347643Pa 34,3MPa (73) 4..7. MODUL PRŮŘEZU V OHYBU V MÍSTĚ W W W O O O 3 O π D 3 π 0,05 3,3 0 3 5 m 3 (74) 4..8. BEZPEČNOST V MÍSTĚ NEJVĚTŠÍHO OHYBOVÉHO MOMENTU k k k O O O σ σ Odov O max 70 34,3,04 > VYHOVUJE - osa hnaného bubnu je dostatečně dimenzována (75) 4..9. OHYBOVÝ MOMENT V MÍSTĚ Z M M M OZ OZ OZ L c e 80,3 0,09 (76) 53,4N m 4..0. OHYBOVÉ NAPĚTÍ V MÍSTĚ Z σ σ σ OZ OZ OZ M W OZ OZ 53,4 6 8,95 0 596648Pa 6MPa (77) BRNO 0 43
4... MODUL PRŮŘEZU V OHYBU V MÍSTĚ Z W W W OZ OZ OZ 3 O π d 3 3 π 0,045 3 6 8,95 0 m 3 (78) 4... BEZPEČNOST OSY V OHYBU V MÍSTĚ Z k k k OZ OZ OZ σ σ Odov OZ 70 6,7 > VYHOVUJE - osa hnaného bubnu v místě Z je dostatečně dimenzována (79) 4.3. KONTROLNÍ VÝPOČET NAPÍNACÍCH ŠROUBŮ NA VZPĚR 4.3.. SÍLA PŮSOBÍCÍ NA NAPÍNACÍ ŠROUB Obr. 4 Zatížený napínací šroub ns ns ns C 573, 865,6N (80) BRNO 0 44
4.3.. REDUKOVANÁ DÉLKA ŠROUBU l l l red red red lns 650 459,6mm (8) l red Obr. 5 Typ uložení napínacího šroubu l ns 4.3.3. POLOMĚR SETRVAČNOSTI i i i 5, J S min 8367, 34,3 (8) 4.3.3.. KVADRATICKÝ MOMENT PRŮŘEZU J J J min min min π d 4 ns 64 π 0,39 64 8367,mm 4 4 - dle literatury [3, str. 40] malý průměr napínacího šroubu d ns 0, 39mm (83) BRNO 0 45
4.3.3.. PLOCHA PRŮŘEZU S S S ns ns ns ns π d 4 π 0,39 4 34,3mm (84) 4.3.4. ŠTÍHLOST l λ red i 459,6 λ 5, λ 90, (85) 4.3.5. VYHODNOCENÍ VÝPOČTU Obr. 6 Rozlišení namáhání štíhlých prutů tlakovou silou - dle literatury [3, str. 37] pro ocel λ d 60, λ m 00 > λ < λm - po domluvě s vedoucím bakalářské práce, výpočet proveden z namáhání na prostý tlak a z Eulerovy rovnice BRNO 0 46
4.3.6. KRITICKÁ SÍLA - PROSTÝ TLAK kr kr kr σ nsdov S ns 75 34,3 43,5N - pro napínací šroub je volen materiál 53 ČSN 4 575 - dovolené napětí v tlaku pro 53 dle literatury [3, str. 54] σ 75 MPa - pro výpočet voleno σ MPa nsdov 75 nsdov 05 (86) 4.3.7. BEZPEČNOST NAPÍNACÍHO ŠROUBU - PROSTÝ TLAK k k k v v v kr ns 43,5 865,6 8,5 > VYHOVUJE (87) 4.3.8. KRITICKÁ SÍLA - EULER kr kr kr π E J l ns min π, 0 650 809,3N 5 8367, - výpočet proveden dle literatury [3, str. 36] (88) 4.3.9. BEZPEČNOST NAPÍNACÍHO ŠROUBU - EULER k k k v v v kr ns 809,3 865,6 8,7 > VYHOVUJE (89) - z provedených výpočtů uvažujeme výpočet bezpečnosti v tlaku BRNO 0 47
5. ROZBOR VLASTNOSTÍ DOPRAVOVANÝCH MATERIÁLŮ Obiloviny jsou semena jednoletých ušlechtilých travin. Mezi obiloviny řadíme pšenici, žito, ječmen, oves, kukuřici, rýži, proso a pohanku. Tato semena jsou pro nás důležitá hlavně proto, že se z nich vyrábí mouka důležitý zdroj obživy. Například pšenice či žito slouží k výrobě mouky, rýže či pohanka se využívá jako pokrm, pšenice a kukuřice nachází uplatnění při výrobě piva a lihu, žito a ječmen slouží k výrobě kávovin a také se všechny tyto obiloviny využívají jako krmivo pro hospodářská zvířata. Obr. 7 Druhy obilovin [3] 5.. SLOŽENÍ OBILNÍHO ZRNA Obr. 8 Stavba složení obilního zrna [3] BRNO 0 48
Obilní zrno se skládá ze tří základních částí, které se navzájem liší složením [8]: ) Obal neboli otruby, obsahuje nestravitelné sacharidy, ale také se v něm nachází minerální látky a vitamíny. Protože je tento obal těžce stravitelný, mletím se odstraňuje. Tyto sacharidy jsou také nazývány vlákninou, která je pro člověka důležitá pro správnou funkci střev a tudíž pro dobré trávení. ) Jádro dělení jádra na vnější vrstvu aleuronová vrstva a na vnitřní vrstvu moučné jádro. Aleuronová vrstva je tvořena hlavně bílkovinami, minerálními látkami, vitamíny a enzymy. Moučné jádro je viditelně bílé a obsahuje hlavně sacharidy a škrob, které jsou velmi energeticky hodnotné a poměrně dobře stravitelné. Pro někoho se toto složení může jevit jako problém, protože zmíněná bílkovina je lepek, který je pro některé lidi nestravitelný a mají takzvanou celiakii musí dodržovat bezlepkovou dietu. 3) Zárodek obilný klíček, jež je bohatý na oleje, vitamíny, bílkoviny, tuky, cukry, minerální látky a enzymy. V každé obilovině je však množství těchto látek trochu jiné, liší se i o 0 či více procent. Například nejvíce bílkovin obsahuje ječmen (%), nejméně rýže (7%) a nejvíce tuku obsahuje oves (5%) a nejméně rýže (několik desetin procenta). A právě tuky, které se nacházejí v obilovinách, obsahují rozsáhlou škálu mastných kyselin, které jsou příznivé pro naše tělo, ba naopak bílkoviny jsou neplnohodnotné, neboť v nich chybí pro nás důležitá aminokyselina lysin. Obiloviny jsou pro život člověka velice důležité, protože nám dodávají až 35% energetických hodnot. Také obsahují pro nás důležité minerální látky, vlákninu a vitamíny, které mimo jiné snižují hladinu cholesterolu v krvi a vodu. 5.. OBILNÍ HMOTA Základ obilné hmoty tvoří semena určitého botanického druhu, podle nichž se obilná hmota nazývá (pšenice, žito, apod.). Obilky nejsou stejné, ale liší se velikostí, plností, tvarem, apod. podle podmínek, v nichž se vyvíjely. Při sklizni a následné manipulaci s obilní hmotou se její nesourodost zvýší, protože část obilek se více či méně poškodí. Kromě toho obsahuje obilní hmota další složky: zrna jiných druhů obilovin; semena plevelů; organické a anorganické nečistoty, např. části rostlin, hrudky hlíny, organický a minerální prach. Tyto příměsi a nečistoty snižují kvalitu zrna, zvyšují nejednotnost obilní hmoty a mají nepříznivý vliv na skladovatelnost. Semena plevelů, která jsou zpravidla vlhčí, dýchají intenzivněji a mohou způsobit zvlhčení obilné hmoty s případným následným samozahříváním. [9] Další důležitou složkou obilní hmoty jsou také mikroorganismy, které se nachází hlavně na povrchu zrna a které se za příznivého prostředí velice snadno množí, a tím zhoršují kvalitu zrna. Neméně významnou složkou obilní hmoty je mezizrnový vzduch, který významně ovlivňuje biochemické a fyzikální procesy, pokud na něj působí okolí. BRNO 0 49
5.3. YZIKÁLNÍ VLASTNOSTI OBILNÍ HMOTY Mezi hlavní vlastnosti obilní hmoty patří [9]: a) tepelná vodivost - jde o schopnost obilek sdílet teplo v obilní hmotě bez jejich přemisťování (dochází k tomu pomocí mezizrnového vzduchu) - součinitel tepelné vodivosti obilní hmoty λ (0,4 0,3) W m K - tato tepelná vodivost je významná v kladném smyslu v létě zrno je možné skladovat při nízké teplotě, ale méně významná je už v zimě, kdy dochází v určitých ohniscích k samozahřívání či dokonce přesušování b) sorpční schopnost - je to schopnost poutat plyny a páry různých látek c) sypkost - charakterizuje ji úhel přirozeného sklonu, který svírá povrchová plocha obilní hmoty s vodorovnou podložkou a úhlem tření (jedná se o nejmenší úhel, při němž začíná zrno klouzat po nakloněné rovině; závisí také na třecích vlastnostech povrchu podložky) d) kyprost a plnost - obilní hmota není jeden celek, ale nachází se mezi ní vzduch, který vyplňuje mezery mezi obilkami e) samotřídění - jde o proces rozvrstvení jednotlivých částic obilní hmoty podle hmotnosti, velikosti či tvarových znaků, takže je vše způsobeno nestejnorodostí a sypkostí jednotlivých částic obilní hmoty - velká a těžká zrna padají rychleji a svisleji na dno, zatímco menší a lehčí příměsi jsou vířivými proudy vzduchu odhozeny ke stěnám komory (jde o prach, lehčí příměsi či mikroorganismy) 5.4. ÚČINKY VLASTNOSTÍ DOPRAVOVANÝCH MATERIÁLŮ Pro volbu jednotlivých komponentů a parametrů pásového dopravníku je nezbytné uvažovat tyto základní účinky vlastností dopravovaných materiálů: ) Účinek na dopravní pás Vlastnosti dopravovaných materiálů mají velký účinek na výběr dopravního pásu. Ovlivňují konstrukci a celkovou tloušťku pásu, která závisí na počtu a typu vložek a také na tloušťce krycích vrstev. BRNO 0 50
) Účinek na dopravní rychlost Jmenovitá rychlost se volí v závislosti na druhu dopravovaného materiálu. Při kusovitě dopravovaném materiálu je nezbytné volit rychlost na dolní hranici rozmezí. [, str. 48] - dle literatury [, str. 48] dopravní rychlost pro obilní zrno v (,5 4) m s 3) Účinek sypného úhlu na sklon transportéru Sklon transportéru je ovlivněn sypným úhlem dopravovaného materiálu, díky kterému lze určit maximální možný sklon dopravníku. - dle literatury [, str. 5] pro obilní zrno: - objemová sypná hmotnost ρ (400 800) kg m - maximální sklon transportéru δ 7 - sypný úhel α 0 max 3 5.5. VYUŽITÍ OBILOVIN VE VÝŽIVĚ Obiloviny jsou důležité rostliny jak v životě člověka, tak v jídelníčku zvířat, proto jsou také obiloviny v České republice pěstovány na více než polovině orné půdy. V obilných semenech nacházíme pro člověka i živočichy nezbytné živiny a vitamíny. Dříve byly obiloviny vnímány pozitivně jedině v tom ohledu, že zaháněly pocit hladu, nikdo nevěděl, jak významné složky pro lidský organismus skrývají. Nejvýznamnější látka obsažená v obilovinách je škrob, který je součástí sacharidů, které jsou nejvíce zastoupené v poměru s ostatními hodnotami. Škrob je hlavně zdrojem energie, dále zde nacházíme vlákniny, bílkoviny, tuky, vitamíny, antioxydanty či minerální látky. Toto vše je pro život člověka důležité a obiloviny jsou v životě těžko zastupitelné. V poslední době dochází také k výrobě biolihu či výrobě energetické suroviny spalováním obilovin. BRNO 0 5
ZÁVĚR 6. ZÁVĚR Úkolem této práce bylo provést konstrukční výpočet pásového dopravníku pro dopravu potravinářského zrna. unkční výpočet jsem vypracoval na základě zadaných parametrů, dopravního výkonu, osové vzdálenosti přesypů, výškového rozdílu a dopravovaného materiálu, dle platné normy ČSN ISO 5048 [6]. Dle vypočtených hodnot byly určeny základní rozměry pásového dopravníku společně s potřebným výkonem pohonu. Jako pohon dopravníku jsem volil elektrobuben od výrobce Rulmeca o výkonu 5,5kW. Mezi hlavní výhody tohoto pohonu patří rychlá montáž a demontáž, nízké požadavky na prostor, nízká poruchovost, tichý chod, dlouhá životnost. Z hlediska konstrukčního řešení byly jednotlivé komponenty voleny z katalogů výrobců. Návrh hnané osy a hnaného bubnu byl ověřen pevnostním výpočtem. Výpočet prokázal, že hnaný buben je schopen odolávat danému provoznímu zatížení. Dále byla provedena kontrola napínacích šroubů napínacího zařízení na vzpěr. Výpočet taktéž vyhovuje danému provoznímu zatížení. Práce zahrnuje také detailní rozbor vlastností dopravovaných materiálů. Přiložená výkresová dokumentace obsahuje sestavný výkres navrženého pásového dopravníku, podsestavu napínacího zařízení a podsestavu hnaného bubnu. Pro úplné vyhotovení této práce jsem použil níže uvedené zdroje, své znalosti získané předchozím studiem a rady získané od vedoucího práce. Závěrem lze říci, že tato práce vyhověla všem zadaným požadavkům. BRNO 0 5
POUŽITÉ INORMAČNÍ ZDROJE 7. POUŽITÉ INORMAČNÍ ZDROJE 7.. LITERATURY [] GAJDŮŠEK, Jaroslav, ŠKOPÁN, Miroslav. Teorie dopravních a manipulačních zařízení.. vyd. Brno: VUT v Brně, 988. 77s. ISBN 54 [] KAŠPÁREK, Jaroslav. Dopravní a manipulační zařízení: pro uchazeče bakalářského studia SI VUT v Brně. 6s. [3] LEINVEBER, Jan, VÁVRA, Pavel. Strojnické tabulky: pomocná učebnice pro školy technického zaměření..vyd. Úvaly: Albra, 003. 865s. ISBN 80-86490-74-. [4] SVOBODA, Pavel, BRANDEJS, Jan, PROKEŠ, rantišek. Výběry z norem. Brno: CERM. 007. 3s. ISBN 978-80-704-534-. [5] SVOBODA, Pavel. BRANDEJS, Jan, PROKEŠ, rantišek. Základy konstruování. Brno: CERM. 008 34s. ISBN 978-80-704-584-6. 7.. NORMY [6] Norma ČSN ISO 5048: 994. Zařízení pro plynulou dopravu nákladů Pásové dopravníky s nosnými válečky Výpočet výkonu a tahových sil. Praha: Český normalizační institut, 993. 6s 7.3. WEBOVÉ STRÁNKY [7] AB Technology [online]. 008 [cit. 0-04-5]. Čistič pásu. Dostupné z WWW: <http://www.abtech-cz.cz/cj-pu-fda>. [8] Citace.com [online]. 009 [cit. 0-05-0]. Citace. Dostupné z WWW: <www.citace.com>. [9] KULOVANÁ, Eliška. AGROWEB [online]. 7..00 [cit. 0-05-0]. DOPORUČENÍ PRO OŠETŘOVÁNÍ A SKLADOVANÍ ZRNA OBILNIN. Dostupné z WWW: <http://www.agroweb.cz/rostlinna-vyroba/doporuceni-pro- OSETROVANI-A-SKLADOVANI-ZRNA-OBILNIN s44x9470.html>. [0] NYPRO [online]. 007 [cit. 0-04-5]. Katalog hutních materiálů. Dostupné z WWW: <http://www.nyprohutni.cz/download/sortiment_komplet.pdf>. [] Rulmeca [online]. 007 [cit. 0-04-5]. Elektrobuben. Dostupné z WWW: <http://www.rulmeca.com/download_cms/products/30drawings.pdf>. [] SK [online]. 007 [cit. 0-04-5]. Ložisková jednotka. Dostupné z WWW: <http://www.skf.com/files/586.pdf>. [3] SsssCZ [online]. 006 [cit. 0-05-0]. Obiloviny. Dostupné z WWW: <http://www.ssss.cz/files/kpucebnice/p/pv//druhyobilovi.htm>. BRNO 0 53
POUŽITÉ INORMAČNÍ ZDROJE [4] TechPlasty [online]. 00-009 [cit. 0-04-5]. Štandardné druhy pásov. Dostupné z WWW: <http://www.techplasty.sk/pasy/index.html?http://www.techplasty.sk/pasy/esbelt/pasy/i tbandas.php3-idmen&serieesp&ide30cc.htm>. [5] TRANSROLL [online]. 00 [cit. 0-04-5]. Katalog pražců. Dostupné z WWW: <http://www.transroll.cz/download/tranza_idlersen.pdf>. [6] TRANSROLL [online]. 00 [cit. 0-04-5]. Katalog válečků. Dostupné z WWW: <http://www.transroll.cz/download/transroll_rollersen.pdf>. [7] UNIUMcz [online]. 3.0.0 [cit. 0-05-0]. Obiloviny. Dostupné z WWW: <http://www.unium.cz/materialy/czu/pef/obiloviny-m94-p.html>. [8] VADEMECUM zdraví [online]. 007 [cit. 0-05-0]. Obiloviny ve výživě. Dostupné z WWW: <http://vademecum-zdravi.cz/obiloviny-ve-vyzive/>. BRNO 0 54
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ 8. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ A Dotyková plocha mezi pásem a čističem pásu [m ] a 0 Rozteč horních válečkových stolic [m] a u Rozteč dolních válečkových stolic [m] b Ložná šířka pásu, využitelná šířka pásu [m] B Šířka dopravního pásu [m] b Světlá šířka bočního vedení [m] d Tloušťka pásu [m] D B Průměr bubnu [m] d B Vnitřní průměr bubnu [m] d B Největší průměr hřídele hnaného bubnu [m] d ns Malý průměr napínacího šroubu [m] d O Průměr hřídele v ložisku [m] D O Průměr hřídele [m] e Základ přirozených logaritmů [-] E Modul pružnosti v tahu / tlaku [MPa] f Globální součinitel tření [-] Průměrný tah v pásu na bubnu [N] Tah v pásu ve větvi nabíhající na buben [N] Tah v pásu ve větvi sbíhající z bubnu [N] min Minimální taková síla v pásu pro přenos obvodové síly [N] a Odpor shrnovače materiálu [N] a Reakční síla působící na plášť bubnu [N] a Síla namáhající osu hnaného bubnu [N] b Reakční síla působící na plášť bubnu [N] b Síla namáhající osu hnaného bubnu [N] ba Odpor setrvačných sil v místě nakládání a v oblasti urychlování [N] c Reakční síla působící na osu hnaného bubnu [N] C Výsledná síla namáhající plášť bubnu [N] d Reakční síla působící na osu hnaného bubnu [N] Dp Dovolená tahová síla v pásu [N] f Odpor tření mezi dopravovanou hmotou a bočním vedením v oblasti urychlování [N] gl Odpor tření mezi dopravovanou hmotou a bočním vedením [N] H Hlavní odpory [N] BRNO 0 55
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ kr Kritická síla - prostý tlak [N] kr Kritická síla - Euler [N] max Maximální tahová síla v pásu [N] mind Minimální tahová síla v dolní větvi [N] minh Minimální tahová síla v horní větvi [N] N Vedlejší odpory [N] ns Síla působící na napínací šroub [N] O Odpor ohybu pásu na bubnech [N] r Odpor stěrače pásu [N] S Přídavné hlavní odpory [N] S Přídavné vedlejší odpory [N] St Odpor k překonání dopravní výšky [N] t Odpor v ložiskách hnaného bubnu [N] U Obvodová síla na poháněcím bubnu [N] Umax Maximální obvodová hnací síla [N] Up Potřebná obvodová síla na poháněcím bubnu [N] V Výsledná síla působící na osu [N] V Složka výsledné síly působící na osu ve směru x [N] V Složka výsledné síly působící na osu ve směru y [N] ε Odpor vychýlených bočních válečků [N] g Tíhové zrychlení [m/s ] G B Tíhová síla bubnu (plášť+bočnice) [N] H Dopravní výška [m] (h/a) adm Dovolený relativní průvěs pásu mezi válečkovými stolicemi [-] i Poloměr setrvačnosti [m] I m Největší hmotnostní výkonnost [kg/h] I V Největší objemová výkonnost m 3 /s J min Kvadratický moment průřezu [m 4 ] k Součinitel sklonu [-] k Součinitel korekce [-] k O Bezpečnost v ohybu v místě [-] k O Bezpečnost v ohybu v místě [-] k OZ Bezpečnost v ohybu v místě Z [-] k v Bezpečnost napínacího šroubu na vzpěr - prostý tlak [-] k v Bezpečnost napínacího šroubu na vzpěr - Euler [-] BRNO 0 56
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ l Délka bočního vedení [m] L Délka dopravníku (vzdálenost os bubnů) [m] L a Délka spojitého zatížení [m] l b Urychlovací délka [m] L b Vzdálenost působišť sil a, b od spojitého zatížení [m] L c Vzdálenost působišť sil a a b působících na osu hnaného bubnu [m] L d Vzdálenost působišť sil c a a a současně d a b působících na osu hnaného bubnu [m] L e Vzdálenost reakční síly a místa zmenšení průměru osy hnaného bubnu [m] l ns Délka napínacího šroubu namáhána vzpěrem [m] L p Délka pláště hnaného bubnu [m] l red Redukovaná délka tyče [m] m B Hmotnost bubnu (plášť+bočnice) [kg] M Omax Maximální ohybový moment v místě [N.m] M Omax Maximální ohybový moment v místě [N.m] M OZ Ohybový moment v místě Z [N.m] m P Hmotnost pásu [kg/m ] P Tlak mezi čističem pásu a pásem [N/m ] P Počet řad válečků v horní větvi [-] P Počet řad válečků v dolní větvi [-] P A Provozní výkon na poháněcím bubnu [W] P M Provozní výkon poháněcího motoru [W] Q Velikost spojitého zatížení [N] Q Dopravní výkon [kg/h] Q Hmotnost rotujících částí válečků v horní větvi [kg/m] Q Hmotnost rotujících částí válečků v dolní větvi [kg/m] q B Hmotnost m dopravního pásu [kg/m] q G Hmotnost nákladu na m délky pásu [kg/m] q RO Hmotnost rotujících částí válečků na m horní větve dopravníku [kg/m] q RU Hmotnost rotujících částí válečků na m dolní větve dopravníku [kg/m] R mp Dovolené namáhání pásu v tahu [N/mm] S Průřez náplně pásu [m ] S Plocha horní části náplně [m ] S Plocha dolní části náplně [m ] S K Skutečná plocha průřezu náplně [m ] S ns Plocha průřezu napínacího šroubu [m ] BRNO 0 57
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK A SYMBOLŮ S T Teoretická potřebná minimální plocha průřezu náplně [m ] t C Šířka stěrače pásu [m] v Rychlost pásu [m/s] v 0 Složka rychlosti dopravované hmoty ve směru pohybu dopravníku [m/s] V B Objem materiálu bočnic [m 3 ] V CB Celkový objem materiálu bubnu (plášť+bočnice) [m 3 ] V P Objem materiálu pláště [m 3 ] W O Modul průřezu v ohybu v místě [m 3 ] W O Modul průřezu v ohybu v místě [m 3 ] W OZ Modul průřezu v ohybu v místě Z [m 3 ] α Sypný úhel [ ] β Sklon bočních válečků [ ] δ Úhel sklonu dopravníku ve směru pohybu [ ] η Celková účinnost převodu [-] θ Dynamický sypný úhel (dopravované hmoty) [ ] λ Štíhlost [-] λ d Dolní mezní štíhlost [-] λ m Horní mezní štíhlost [-] µ Součinitel tření mezi poháněcím bubnem a pásem [-] µ Součinitel tření mezi dopravovanou hmotou a pásem [-] µ Součinitel tření mezi dopravovanou hmotou a bočním vedením [-] µ 3 Součinitel tření mezi pásem a čističem pásu [-] ξ Součinitel rozběhu [-] π Ludolfovo číslo [-] ρ Sypná hmotnost dopravované hmoty [kg/m 3 ] ρ o Hustota oceli [kg/m 3 ] σ nsdov Dovolené napětí v tlaku pro materiál napínacího šroubu [MPa] σ Odov Dovolené napětí v ohybu pro materiál pláště [MPa] σ Odov Dovolené napětí v ohybu pro materiál osy [MPa] σ Omax Maximální ohybové napětí namáhající plášť v místě [MPa] σ Omax Maximální ohybové napětí namáhající osu v místě [MPa] σ OZ Ohybové napětí namáhající osu v místě Z [MPa] φ Úhel opásání poháněcího bubnu [rad] BRNO 0 58
SEZNAM PŘÍLOH 9. SEZNAM PŘÍLOH Číslo výkresu Název Druh výkresu List 0-3P/3-00 PÁSOVÝ DOPRAVNÍK výkres sestavy /3 4-3P/3-00 PÁSOVÝ DOPRAVNÍK seznam položek /3 4-3P/3-00 PÁSOVÝ DOPRAVNÍK seznam položek 3/3-3P/3-M4 NAPÍNACÍ ZAŘÍZENÍ výkres podsestavy 4-3P/3-M4 NAPÍNACÍ ZAŘÍZENÍ seznam položek /3 4-3P/3-M4 NAPÍNACÍ ZAŘÍZENÍ seznam položek 3/3-3P/3-M5 HNANÝ BUBEN výkres podsestavy /3 / CD: Pásový dopravník pro dopravu potravinářského zrna BRNO 0 59