G É P É S Z M É R N Ö K I É S I N F O R M A T I K A I K A R

G É P - É S T E R M É K T E R V E Z É S I I N T É Z E T 3 5 1 5 M I S K O L C - E G Y E T E M V Á R O S

S Z A K D O LG O Z AT

Feladat címe:

Sz á l l í t óber endez és t erv ez ése RDF any aghoz

Készítette:

Lázár Máté RVTOAE

BSC szintű, gépészmérnök szakos Géptervező szakirányos hallgató

Tervezésvezető :

Dr. Jálics Károly egyetemi docens

Gép- és Terméktervezési Intézet

Miskolc, 2019/20/1. félév

| 1. oldal

G É P É S Z M É R N Ö K I É S I N F O R M A T I K A I K A R

G É P - É S T E R M É K T E R V E Z É S I I N T É Z E T 3 5 1 5 M I S K O L C - E G Y E T E M V Á R O S

Gépészmérnök szak Szám: GET- 1086 /2019

Géptervező szakirány

SZAKDOLGOZAT FELADAT

Lázár Máté

Neptun kód: RVTOAE, FIR azonosító: 77717264998

Gépészmérnök (BSc) jelölt részére

A tervezés tárgyköre: Géptervezés, terméktervezés

A szakdolgozat címe:

Szállítóberendezés tervezése RDF anyaghoz

A feladat részletezése:

- Írja le a megvalósítandó rendszer feladatát, működését és elvi felépítését.

- Ezen belül részletesen térjen ki az adagoló és a felhordó berendezésekre és tanulmányozza az

RDF anyag továbbítására szolgáló lehetséges szállítóeszközöket. Térjen ki az RDF anyag

jellemzőire is. Végezzen méréseket az RDF anyag belső súrlódási tényezőjének

meghatározására.

- Számítások segítségével határozza meg az adagoló és a felhordó szükséges paramétereit:

geometriai méretek, szállítóképesség, fordulatszám stb.

- Válassza ki a megfelelő láncot, lánckereket a felhordó részére.

- Szilárdsági számításokkal ellenőrizze a tengelyeket, lánckereket, rögzítéseket, válassza ki a

megfelelő hajtást a felhordó részére.

- Készítse el a szállítóberendezés összeállítási rajzát, beépítési vázlatát.

Tervezésvezető(k): Dr. Jálics Károly, egyetemi docens

Konzulens(ek):

A szakdolgozat kiadásának időpontja:

2019. szeptember 13.

A szakdolgozat beadásának határideje:

2019. november 15.

Miskolc, 2019. szeptember 13.

Vadászné Dr. Bognár Gabriella

intézetigazgató, egyetemi tanár

| 2. oldal

1. A zárógyakorlat helye: Komáromi Vasipari Zrt.

2. A zárógyakorlat vezetőjének neve: Oláh Péter

3. A szakdolgozat módosítása: szükséges (módosítást külön lap tartalmazza)

nem szükséges (a megfelelő rész aláhúzandó)

Miskolc, 2019.

tervezésvezető aláírása

4. A tervezést ellenőriztem: (1)

(2)

(3)

(4)

tervezésvezető aláírása

5. A szakdolgozat beadható

nem adható be

Miskolc, 2019.

konzulens aláírása tervezésvezető aláírása

6. A szakdolgozat … szövegoldalt,

… db rajzot,

… db tervnyomtatványt, továbbá

…egyéb mellékletet tartalmaz.

7. A szakdolgozat bírálatra bocsátható

nem bocsátható

A bíráló neve:

Miskolc, 2019.

intézetigazgató aláírása

8. Osztályzat: a bíráló javaslata:

az intézet javaslata:

a Záróvizsga Bizottság döntése:

Miskolc,

a Záróvizsga Bizottság elnökének aláírása

| 3. oldal

EREDETISÉGI NYILATKOZAT

Alulírott Lázár Máté; Neptun-kód: RVTOAE a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős gépészmérnök (BSc.) szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy Szállítóberendezés tervezése RDF anyaghoz című szakdolgozatom/diplomatervem saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt.

Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít:

- szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése.

Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül.

Miskolc, 2019. november 15.

…….……………………………….… Lázár Máté

| 4. oldal

Tartalomjegyzék

1 Bevezetés ........................................................................................................................................ 6

1.1 Motiváció ................................................................................................................................. 6

1.2 Előzmények ............................................................................................................................. 7

1.3 Az RDF anyagról ....................................................................................................................... 7

1.4 Feladat leírása ......................................................................................................................... 8

1.5 A rendszer működésének leírása ............................................................................................ 8

2 Adagoló berendezés ...................................................................................................................... 12

2.1 Szállítócsigák ......................................................................................................................... 12

2.2 Működési hossz meghatározása ........................................................................................... 13

2.3 Szállítóképesség meghatározása ........................................................................................... 13

2.4 Csigalevél névleges átmérőjének meghatározása ................................................................ 14

2.4.1 RDF belső súrlódási szögének meghatározása .............................................................. 16

2.4.2 Következtetés levonása ................................................................................................. 18

2.5 Menetemelkedés korrekció .................................................................................................. 19

2.6 Hajtó fordulatszám meghatározása ...................................................................................... 20

2.7 Tényleges szállítóképesség meghatározása .......................................................................... 20

3 Felhordó berendezés ..................................................................................................................... 20

3.1 Működési hossz meghatározása ........................................................................................... 20

3.2 Szállítóképesség meghatározása ........................................................................................... 21

3.3 Tervezési módszertan alkalmazása ....................................................................................... 22

3.3.1 Célleírás ......................................................................................................................... 22

3.3.2 Igényjegyzék .................................................................................................................. 22

3.3.3 Koncepciók részletezése................................................................................................ 23

3.3.4 Kiértékelés ..................................................................................................................... 25

3.4 Működési paraméterek megadása ........................................................................................ 25

3.5 Lánc típusának megválasztása .............................................................................................. 26

3.5.1 Lánc paramétereinek meghatározása ........................................................................... 27

3.5.2 Lánckerék paramétereinek meghatározása .................................................................. 28

3.5.3 Lánc típusának véglegesítése ........................................................................................ 29

3.6 Láncsebesség és a szállítópálya geometriája ........................................................................ 30

3.7 Hajtótengely fordulatszáma .................................................................................................. 32

3.8 Feltételek ellenőrzése ........................................................................................................... 33

3.9 Lánc élettartam-tényezői ...................................................................................................... 35

3.10 Lánc húzóerő meghatározása ............................................................................................... 35

| 5. oldal

3.10.1 Tengelytávolság meghatározása ................................................................................... 36

3.10.2 A húzóerő számításához szükséges további paraméterek ............................................ 38

3.10.3 Húzóerő és biztonsági tényező véglegesítése ............................................................... 40

3.11 Hajtás kiválasztása ................................................................................................................. 40

3.12 Pályaszakaszok ellenállásai.................................................................................................... 42

3.13 Szilárdsági méretezés, ellenőrzés .......................................................................................... 43

3.13.1 Tengely méretezés és csapágyválasztás ........................................................................ 43

3.13.2 Lánckerék méretezése és ellenőrzése ........................................................................... 47

3.13.3 Hajtómű rögzítésének ellenőrzése ................................................................................ 50

3.13.4 Feszítés méretezése és ellenőrzése .............................................................................. 52

4 Összegzés ...................................................................................................................................... 53

4.1 Végleges szerkezeti elemek részletezése .............................................................................. 53

4.1.1 A hajtásegység elemei ................................................................................................... 53

4.1.2 A feszítőegység elemei .................................................................................................. 54

4.1.3 A vázszakasz elemei....................................................................................................... 55

4.2 Berendezés látványterve ....................................................................................................... 56

4.3 Summary ............................................................................................................................... 57

5 Függelék ........................................................................................................................................ 58

5.1 Táblázatok ............................................................................................................................. 58

5.2 Mellékletek ............................................................................................................................ 66

5.3 Számítások ............................................................................................................................. 72

6 Forrásjegyzék ................................................................................................................................. 75

| 6. oldal

1 Bevezetés

1.1 Motiváció

A szállítás tevékenysége már az ember letelepedésével kezdődően vitathatatlan kulcsszerepet játszik az emberi civilizáció fejlődésében. A kerék feltalálása óta az ember megállíthatatlanul újabb és újabb megoldásokat talál fel az anyagok és javak szállításának megvalósítására, megkönnyítésére és hatékonyságának növelésére.

Utóbbi tökéletesítésére létrejövő külön tudományág a logisztika, mely a szállítás tevékenységét előre tervezhető, ellenőrizhető és irányítható rendszerbe foglalja.

A logisztika egyik részét képezi az anyagmozgatás, mely meghatározott technológiai lépéseken keresztül juttatja az anyagot egyik állapotból a másikba. Bármely termelési folyamat közben az előállítástól a feldolgozáson keresztül a felhasználással bezárólag szükség van a folyamatban résztvevő anyagok mozgatására. Ehhez elengedhetetlen feltétel, hogy a gépek és a szállító, tárolórendszerek minden lényeges tekintetben összhangban legyenek[1]. A fenntarthatósághoz viszont szorosan hozzátartozik a környezettudatosság és védelem.

Magyarországon a hulladékégetők száma arányos a megyék számára leosztva. Az hulladékokból hasznosítható összetevők kinyerése mellett lehetőség tárul a minőségi, tüzelőanyag, az RDF és a biogáz magas fűtőértékű energiaforrások előállítására. Ez a rendszer a fenntartható fejlődés, valamint a fenntartható környezet kialakításához jelentősen hozzájárulhat. Következtetésképpen tehát, nem mindegy milyen szállítási technológiát választunk.

A fenntarthatósághoz való közelítés szorgalmazása, a hulladékok újrahasznosítása és környezetre való terhelés enyhítése, valamint a szállítás és a szállítógépek fejlesztése és ezáltal a civilizáció fejlődéséhez való hozzájárulás mind nemes társadalmi cél lehet.

| 7. oldal

1.2 Előzmények

Hulladék: Általános értelemben véve, olyan anyag, amely emberi tevékenység során képződik, de a

keletkezése helyén már nem hasznosítható.[24]

A hulladékégető erőműveket a háztartási szilárd hulladék, üzemi valamint kereskedelmi hulladék elégetése és ez által hasznos energia létrehozása céljából tervezik. Az égetés során felszabaduló hőenergiát képes olyan villamos energiává alakítani, amelyet lakossági, üzemi és magának az erőműnek az ellátására lehet fordítani. Az égetés során keletkező veszélyes gázokat tisztítják a környezet lehető legkisebb terhelését figyelembe véve, melynek határértéken belül tartását jogszabályi rendelet írja elő.[2]

A Hajdú-Bihar megyei Polgáron üzemelő Star Power Kft. Magyarországon az egyetlen speciálisan gumihulladék energetikai felhasználásra és megsemmisítésére létrejött hulladékégető erőmű, mely 2017 óta állami tulajdonban van. A 2019. év elején meg-fogalmazódott igény szerint viszont az erőműnek képessé kell válnia az országszerte egyre jobban felhalmozódott RDF (2. ábra) típusú hulladék feldolgozására is, melyre a létesítmény kialakításánál fogva alkalmas lehet (a kazán hidraulikus működtetésű, lépcsős tüzelőrostély szerkezettel valamint az előírt 850 C° feletti tartományban a füstgáz tartózkodási ideje kevesebb, mint 2 másodperc a kazánban).[10]

1. ábra – a kazánház a Star Power Kft. területén

Célként évi 15-20.000 tonna RDF energetikai hasznosítását tűzik ki, melytől számos hulladékosztályzó tehermentesítését és a magyar villamos energia rendszer részére jelentős energiaszolgáltatást várnak.

1.3 Az RDF anyagról

Az RDF (Refuse Derived Fuel) a lakossági és gazdasági szilárd hulladéknak az éghető, magas fűtőértékű része, mely egy szétválogatási folyamat eredményeként állítható elő. A folyamat során a nem éghető anyagokat (pl.: üveg, fém) elválasztják, majd a hátramaradt anyagokat, mely ezután főleg csomagolási eredetű papírt és nem újrahasznosítható műanyagokat tartalmaz, megdarálják. Így keletkezik (még ezután is hulladéknak minősülő) rendkívül heterogén tüzelőanyag, melynek aprítási mérete ezután 0-40 mm közötti. Ebből adódóan

| 8. oldal

viszont váltakozó fűtőértékű lehet (általában 15-22 GJ/tonna), az égéshő átalakulás gyorsan lezajlik, amely nem teszi gazdaságossá az önmagában való alkalmazását. Alacsony fajsúlya és környezetszennyező mivolta miatt tárolása és szállítása csak a környezettől elzárva történhet.[11]

2. ábra - RDF összetétele

1.4 Feladat leírása

RDF anyag felszállítása és adagolása a kazánba környezettől elzárt berendezések során keresztül, automatikus rendszert képezve, melynek végén egy szabályozható befúvást alkalmazva 1,6-2,4 tonna/óra közötti kapacitással kell rendelkeznie.

3. ábra - P&I ábra a tervezett rendszerről

1.5 A rendszer működésének leírása

A létesítmény területére naponta három kamion szállítja majd az RDF tüzelőanyagot, melyek egyenként 90 m3 kapacitásúak. Mivel az erőmű szigorú feltételek mellett működik, az

| 9. oldal

érkező kamionok számáról és a bennük szállított anyagról is jegyzőkönyvek készülnek. Érkezéskor a kamionok tömegét hídmérlegen mérik meg, ezzel tisztázódik a létesítmény területére érkezett anyag mennyisége. Azt, hogy ebből mennyi került felhasználásra, más úton kell meghatározni.

A kamionok egy infra fényérzékelő kapu elé tolatnak, amely jelzés hatására kinyílik. A kamionoknak ezután a kapun keresztül egy dokkolóba kell tolatniuk a kirakodás megkezdése előtt, így kerülve el a szállított anyag szétszóródását az erőmű területén. A kamionok nagyjából 20 perc alatt ürítik ki rakterüket beépített hidraulikusan mozgatható padló segítségével.

A 90 m3 anyagot a kamionból való kitárolás megkezdésével egyidejűleg tovább is kell szállítani egy erre kialakított tárolóba. A tároló feltöltését egy fedett szállítópálya végzi, amely egy láncos kaparó jellegű, ferde felhordó berendezés. Ilyet a 4. ábra tartalmaz. A szállító mozgást két lánc végzi a berendezés felhordó részén belül kétoldalt, melyeket szakaszonként vannak összekötve szállításra kialakított elemekkel. Belsejében egy egalizáló henger működik, amellyel a szállítandó anyag magasságát kell szabályozni és a felhordás ideje alatt folyamatosan működik.

A beadó szállítópályáról az anyag ezután egy 260 m3-es tárolóba kerül, melynek befogadó képességét a naponta érkező 90 m3-es kamionok számához kell igazítani. A tároló a kamionok rakterével megegyező padlózattal van ellátva, mely anyagmozgatásra képes. Ezekből a Cargo Floor gyártmányú tolópadokból kettő fekszik egymás mellet, így a tároló szélessége nagyjából két kamion szélességben lesz meghatározva (4800 mm). A tároló padlójának lökethossza 200 mm-re meghatározott, a szállítási sebesség ~0,23 m/min, de annak szabályozhatósága megengedett.

A tároló ezen kívül három bolygató hengerrel van ellátva, melyek a tároló tökéletes fel-tölthetőségét segítik elő. Az egymástól függőlegesen és vízszintesen eltolt hengereknek a tolópad működésével egyidejűleg kell működniük a szállítási iránnyal ellentétes irányban. Ha a hengerek áramfelvétele meghaladja a névleges értéket ~20%-kal, akkor tömörödést feltételezve a hengerek megállításra kerülnek és az addigival ellenkező irányban kell forogniuk.

A tároló tolópadjai az anyagot a megrendelő elképzelései szerint egy nyitott U vályús

kihordó csigába adagolják. A csiga minimális működési hosszát a tároló szélessége megszabja

(4800 mm).

4. ábra – Felhordó hopper (töltőgarat)

| 10. oldal

A kihordó csiga tovább az anyagot egy felhordó berendezésbe szállítaná szintén a megrendelést alapul véve. A berendezésnek teljesen zárt kivitelűnek, téglalap (esetleg cső) keresztmetszetűnek kell lennie. A szállítómozgástért felelős elemek alkalmazására szóba jöhet gumiheveder, egy vagy több vonólánc, esetleg csigalevél.

A felhordó berendezésből az anyag egy 20 m3-es tárolóba kerül, melynek célja a tároláson kívül a tömeg mérése is. A mérésre a négy lábon álló tartály lábai alatt elhelyezett 2 tonna méréshatárú mérőcella helyezkedik el. A mérőcellák segítségével vezérlik a töltés folyamatát. Ha a mért érték a ~1000 kg alá csökken, akkor elindul a töltési folyamat. Ha eléri a ~3600 kg-os értéket, akkor leáll a töltési folyamat. A tömegre meghatározott indítási és leállási korlátok megváltoztathatók. A pontos pillanatnyi érékeket folyamatosan meg kell jeleníteni. Ezen tároló eleme továbbá egy bolygatóművel hajtott bolygatókar. A tároló íves fenékkel rendelkezik a jobb anyagtovábbítás érdekében.

A 20 m3-es tárolóból az anyag egy újabb adagoló csigába kerül. A működés fordulatszáma frekvenciaváltóval szabályozott, külső forgásérzékelővel jelzett. Az érzékelő jel maximum 40 kg/min és minimum 20 kg/min adagolást tesz lehetővé.

Az anyag tovább egy szabadtérre telepíthető, teljesen zárt adagoló mérleg szalagra kerül. A szalag szélessége 700 mm. Az adagoló felületével azonos hosszúságú feladással. Adagolási sebessége 0,01 m/s. Folyamatos adagolást és mérést biztosítva kell működnie a meg-határozott mennyiségi tartományban.

A biztonsági követelmények második tűzzárt kívánnak meg, amelyre az adagoló mérleg és a befúvó sugárszivattyú (eduktor) (5. ábra) közé beépített pneumatikus tolózár szolgál. Csak tűz vagy vészleállás esetén lép működésbe.

5. ábra – Sugárszivattyú (eduktor) sematikus ábrája [12]

Az RDF az sugárszivattyún keresztül kerül befúvásra a kazánba, amely a Venturi-cső elvén működő szivattyú. A szivattyúba vezető csővezetékben folyamatosan jelen kell lennie a beadagolni szánt anyagnak a kívánt beadagolási mennyiség eléréséhez.

A befúvást egy ventilátor végzi, mely a szivattyúra szerelve helyezkedik el.[3]

| 11. oldal

6. ábra – A tervezett rendszer alaprajza [3]

| 12. oldal

2 Adagoló berendezés

Ezen szakdolgozat témája a 3. ábra szerint feltüntetett rendszer 5. pontjában szereplő szállítóberendezés tervezése, méretezése és ellenőrzése. A tervezés megkezdése előtt a kiinduló paraméterek meghatározása az elsődleges feladat. A kiinduló paraméterek közé tartozik a szállítóképesség, a működési hossz és a szállítandó anyag mechanikai jellemzői, melyek nélkül a méretezést megkezdeni nem lehet.

A szállítandó anyag jellemzőiről anyagtáblázatokból és kísérlet útján nyerhetünk adatokat, a működési hosszt a tervezendő rendszer méreteihez és a tervezési területhez igazodva kell megbecsülni, majd pontosítani. Az 5. pontban lévő berendezés szállítóképességének meghatározásához a tervezendő szállítópályát megelőző adagoló berendezés (4. pont) viszonyaihoz képest lehet megadni, mely a tároló végére helyezve működik majd. Így a tervezést ennek meghatározásával lehet kezdeni.

2.1 Szállítócsigák

7. ábra – Szállítócsiga sematikus ábrája [13]

Az adagoló vagy szállítócsigák kialakításukban több egyszerű fő részből állnak. Ilyen a hajtás, a csiga és a vályú. Első felhasználásuk a Kr.e. 287–212 közötti időszakra tehető, elvének megalkotása Arkhimédész nevéhez fűződik, mely az egyik legrégebbi ma is használatos gépek közé sorolja. Eredetileg öntözésre szánt víz szállítására használták így az első szivattyúnak is tekinthető. Működési elvét tekintve a tengelyre rögzített, forgó csavarfelület a vályúba kerülő anyagot a tengely forgási irányával meghatározott irányba tolja, míg az a kívánt ponton a gravitáció hatására elhagyja a szerkezetet.

A hajtás értelemszerűen a szállítómozgás megvalósulását teszi lehetővé.

A vályú a szerkezet vázát alkotja és ezen belül történik a szállítás. Megkülönböztethetünk hengeres és U vályús kialakításokat, melyekből nyitott és fedett megoldások is léteznek. A szállítási irány szempontjából a 45° foknál nagyobb szögben működő csigákat nem alkalmaznak a kismértékű hatékonyságuk miatt.

A csiga egy tengelyből és a csigalevélből áll, amely a szállítócsigák legfontosabb része. A tengely anyagra rendszerint cső. Többféle csigalevél változat alkalmazható (lemez, lapát, szalag) a szállítandó anyag tulajdonságait figyelembe véve (porszerű, darabos… stb.). A csigák általában hegesztett, de lapátokra csavarozva szerelt kivitelben is léteznek, utóbbi a kopásból származó könnyebb cserélhetőséget szem előtt tartva.[6][7][14]

| 13. oldal

2.2 Működési hossz meghatározása

Mivel kiadagoló csiga az anyagot a 260 m3-es tárolóból fogja szállítani, így a tároló teljes szélességében működnie kell.

Minimális működési hossz: 𝐿𝑐𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 4800 [𝑚𝑚]

A tervezés megkezdéséhez azonban a rendszer alaprajzi méreteit már előzetesen ki kellett dolgozni. A kiadagolást egy hídszerkezetre szerelt szállítóberendezésre kell végezni, melynek a tároló közelében kell elhelyezkednie (6. ábra – A tervezett rendszer alaprajza).

A hídszerkezet tengelyvonala 700 mm-rel esik távolabb a tároló szélétől, így a csigának legalább ennyivel kell fölé nyúlnia a tervezendő berendezés fölé.

A megfelelő kiadagolást szem előtt tartva a csigának a tengelyvonalon való túlnyúlását arányosan 350 mm hosszban határozzuk meg.

A csiga működési hossza ezek alapján: 𝐿𝑐𝑠 = 4800 + 700 + 350 [𝑚𝑚] = 5850 [𝑚𝑚] –ben határozható meg.

2.3 Szállítóképesség meghatározása

Szállítócsiga szállítóképességének összefüggése a következő:

𝑄𝑐𝑠 = 3,6𝐷2𝜋

4∙

𝑠 ∙ 𝑛

60∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑

1. egyenlet – Szállítócsiga szállítóképessége [4]

Mivel a képletben szereplő tagok zömével (D - csigalevél átmérő, s – menetemelkedés, stb.) csak későbbi számítások mentén tudunk foglalkozni, a szükséges szállítóképességre más úton kell eljutnunk.

Ahhoz, hogy a szállítócsiga szükséges anyagmennyiségét meg tudjuk határozni, tudnunk kell, hogy mi az az anyagmennyiség, amelyet a tároló tolópadjai szállítanak.

Tudjuk, hogy a tároló szélessége adott és éppen a két tolópad együttes szélességének felel meg.

Tudjuk továbbá, hogy a tolópadok lökettávolsága 200 mm, a löketsebesség 0,23 m/min értékű.

A tároló alvázától adott magasságra három egalizáló henger lesz elhelyezve. Ezek közül az alvázhoz legközelebb esőnek 1200 mm lesz a tolópadtól mért távolsága a tengelyéhez képest.

| 14. oldal

8. ábra – Löketenkénti anyagmennyiség

Ezen értékek alapján egy 200 mm (lökethossz) szélességű, 1200 mm (egalizáló tengelymagassága) magasságú és 4800 mm (tároló szélessége) hosszúságú elméleti téglatestet kapunk (8. ábra – Löketenkénti anyagmennyiség), melynek térfogatát kiszámítva jutunk el a kívánt szállítóképesség meghatározásáig.

A löketenkénti szállítandó térfogatra tehát a:

𝑄𝑙 = 4800 ∙ 1200 ∙ 200 [𝑚𝑚] = 1,152 [𝑚3]

számítással jutunk.

2.4 Csigalevél névleges átmérőjének meghatározása

Mielőtt a csigalevél névleges átmérőjének számítására rátérhetnénk, meg kell válaszolnunk a következő kérdést: fenti mennyiségű anyagot (𝑄𝑙) mennyi ideje van a csigának kihordani a következő löketig?

Ehhez a következőket kell tudnunk:

A tolópad lökethossza: 𝑠𝑙 = 200 [𝑚𝑚],

A tolópad sebessége: 𝑣𝑙 = 0,23 [𝑚

𝑚𝑖𝑛],

Ezen értékek alapján a következő összefüggést írhatjuk fel:

𝑡𝑙 = 𝑡𝑐𝑠 =𝑠𝑙

𝑣𝑙= 52,174 [𝑠].

| 15. oldal

Ahol 𝑡𝑙 a löketek között eltelt idő. Ebből következik, hogy csigának ugyanennyi ideje adódik az anyag elszállítására két löket között.

Megjegyzés: Ugyan a tolópad működési sebessége változtatható a hidraulikus tápegység szabályzásával,

általános működési sebességnek 𝑣𝑙 = 0,23 [𝑚

𝑚𝑖𝑛] kerül beállításra.

A csiga működési hosszának ismeretében a csiga szállítósebessége is megadható ezután:

𝑣𝑐𝑠 =𝐿𝑐𝑠

𝑡𝑐𝑠= 0,112 [

𝑚

𝑠].

Ekkora sebesség mellett fogja tudni a csiga kiadagolni az anyagot a következő löket előtt.

A 𝑄𝑙 szállítandó térfogatból és a löketidőből meghatározható a:

3600 [𝑠]

𝑡𝑙∙ 𝑄𝑙 = 79,488 [

𝑚3

ℎ]

szükséges szállítóképesség.

Az átmérő méretezéséhez viszont a szállítóképességet [𝑡

ℎ] mértékegységben kell megadni

a számításhoz. Ehhez a

𝑄𝑐𝑠 = 𝑄𝑙 = 79,488 [𝑚3

ℎ] = 21,859 [

𝑡

ℎ]

átváltás szükséges, melyet az RDF különböző összetételű tulajdonságából adódó változó sűrűségének 150 és 400 kg/m3 közötti 275 kg/m3 középértékének számításával kapunk (1. táblázat).

A csigalevél névleges átmérőjét végül a következő összefüggés alapján számíthatjuk:

𝐷 = √(240 ∙ 𝑄𝑐𝑠

3,6 ∙ 𝜋 ∙ (𝑠𝐷) ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑

)

2

∙𝜇2

2 ∙ 𝑔 ∙ 9,552 ∙ [cos 𝛿 ∙ √𝜇22 + 1 + sin 𝛿 ∙ 𝑡𝑔(𝛼 + 𝜌)]

5

2. egyenlet – Csigalevél névleges átmérője [4]

A képletben szereplő tagok:

Megnevezés Jel Mértékegység

Csiga szállítóképessége 𝑄𝑐𝑠 [𝑡

ℎ]

Átmérőviszony 𝑠

𝐷 -

Szállított anyag sűrűsége 𝜌𝑎 [𝑘𝑔

𝑚3]

Szállítási töltöttségi tényező 𝜑 -

| 16. oldal

Megnevezés Jel Mértékegység

Gravitációs gyorsulás 𝑔 [𝑚

𝑠2]

Anyag és vályú közötti súrlódási tényező 𝜇2 -

Szállítási szög 𝛿 [°]

Menetemelkedési szög 𝛼 [°]

Súrlódási szög a csigalevél és szállított anyag között 𝜌 [°]

Az átmérő viszonyát a 2. táblázat alapján választjuk, melyen vízszintes szállítócsigák főbb paramétereinek jellemző intervallumai találhatók meg a szállított anyag függvényében.

A mi esetünkben a szállított anyag jellegét tekintve a szecskázott száraz és nedves szálasanyaghoz áll legközelebb.

Így az átmérőviszonyt: 𝑠

𝐷= 0,8-ra választjuk.

A szállítási töltöttségi tényező 3. táblázat szerinti ajánlott értékei helyett 𝜑 = 1-re választjuk, azt a feltételt szabva, hogy a csiga teljes keresztmetszetében fel lesz töltve a szállítandó anyaggal.

Ezt a feltételünket azzal indokoljuk, hogy adagolócsigáról lévén szó, az RDF közvetlenül a csiga majd teljes működési hosszán lesz beadva a tárolóból.

Vízszintes szállításról beszélve a szállítás szögét: 𝛿 = 0°(= 180°)-ban határozzuk meg.

A menetemelkedés szögét az: 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑠

𝜋∙𝐷) = 14,29° összefüggés alapján kapjuk meg.

2.4.1 RDF belső súrlódási szögének meghatározása

RDF anyag belső súrlódási szögének vizsgálatai szerint az érték rendszerint 29° és 49° közé tehető (5. táblázat). Az egyszerűség kedvéért a 39°-os középértékkel számolhatnánk tovább.[9]

2.4.1.1 Rézsűszög ellenőrzése kísérlettel

A rézsűszög (vagy belső súrlódási szög) az egyes szemcsék között fellépő, a súrlódási folyamat hatását fenntartó ellenállás, mely az ömlesztett anyagok egyik fontos jellemzője. Szállításkor jelentős szerepe van annak meghatározásában, hogy a szállítás folyamatos üzemben való fenntartható megvalósulását meghatározó feltételek teljesülnek-e, valamint meghatározhatja egy maximális szállítási szög értékét is.

Ez az érték azt a szöget adja meg, amelyen túl egy szemcsékből álló anyaghalmaz még éppen nem omlik le saját tömege alatt. A keresett szög tehát az anyag által képezett kúp lejtője és a vízszintessel bezárt szög, melynek meghatározására alkalmazott módszereket a 9. ábra szemléltet.

| 17. oldal

9. ábra - Rézsűszög mérésének módszerei [15]

A kísérletek lényege, hogy külső környezeti hatások közreműködése nélkül, az anyag egy „természetes” szöget alkosson, melyet ezután mérni lehessen.

Ilyen módszer kialakítására a háztartásban is van mód. A 10. ábra egy ilyen módszert ábrázol, melyen az anyagot egy kettészelt kartondoboz belsejébe szórva mérhetjük.

10. ábra - RDF rézsűszög mérése kísérlettel

| 18. oldal

A kísérlet öt alkalommal került elvégzésre, melyek végén az anyag által képezett kúp magassága és szélessége a következőképpen alakult:

Sorszám Magasság (a) [mm] Szélesség (b) [mm] Szög (𝜑𝑖)

1. kísérlet ~210 ~180 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑎

𝑏) = 49,399°

2. kísérlet ~230 ~245 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑎

𝑏) = 43,191°

3. kísérlet ~195 ~280 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑎

𝑏) = 34,854°

4. kísérlet ~205 ~265 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑎

𝑏) = 37,725°

5. kísérlet ~200 ~285 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑎

𝑏) = 35,059°

11. ábra - RDF rézsűszögének mérése

A mért értékeket összevetve és átlagolva a következőt kapjuk:

49° + 43° + 34° + 37° + 35°

5= 39,6°

A kísérlet során felhasznált anyagot a Star Power Kft. munkatársai szolgáltatták.

A mérésekkel igazolást nyer az 5. táblázat alapján a belső súrlódási szögre választott érték, melyet az Amerikai Környezetvédelmi Hivatal (United States Environmental Protection Agency) által támogatott kísérletek alapján végeztek és jegyeztek fel.

2.4.2 Következtetés levonása

Összevetve a rendelkezésünkre álló adatokat, pontosabban a RDF belső súrlódási szögére választott értéket és az anyag sűrűségére választott középértéket, egy általunk rendelkezésre álló táblázat adataival, következtethetünk is a keresett súrlódási szögre az anyag és a csigalevél között. Használjuk erre a 4. táblázat adatait.

A táblázat ömlesztett anyagok jellemzőit foglalja össze, melyben az RDF jellemzői (𝜌𝑎 =

275 [𝑘𝑔

𝑚3], belső súrlódási szög: 39°) a napraforgó jellemzőivel vethető össze a leginkább.

| 19. oldal

A táblázat szerint a napraforgó belső súrlódási szöge 36,5°, míg a sűrűségére 380-410 kg/m3 van megadva. A vashoz viszonyított súrlódási szögére a táblázat 21,5°-os értéket ad meg.

Ebből kiindulva jó közelítéssel az RDF-hez is hozzárendelhetünk egy ehhez közeli 22°-os értéket.

A névleges átmérő számításához szükséges súrlódási szöget anyag és csigalevél között tehát: 𝜌 = 22°-os értékre választjuk.

Tovább számolva ebből 𝜇2 = 𝑡𝑔𝜌 = 0,404 összefüggéssel az anyag és vályú közötti súrlódási tényezőre jutunk.

Az így kapott eddigi összes értéket a 2. egyenletbe visszahelyettesítve számítás után 𝐷 =0,248 [𝑚] eredményre jutunk.

A névleges érték meghatározása után a választott érték a csigalevél tényleges átmérőjére végül 𝐷𝑡é𝑛𝑦𝑙 = 250 [𝑚𝑚]-re adódik.

Az átmérő meghatározása után 𝑠

𝐷= 0,8 összefüggést átrendezve 𝑠 = 0,2 [𝑚] eredményre

jutunk a menetemelkedést tekintve.

2.5 Menetemelkedés korrekció

Az előzőekben leírtak és kiszámolt értékek szállítócsigákra vonatkozó összefüggésekből adódnak. A mi esetünkben ezeket azzal együtt kell figyelembe venni, hogy adagoló csiga tervezéséről van szó, mely jellegét és alapvető ellátandó feladatát tekintve megegyezik a szállítócsigákkal. A különbséget a rendszerint rövidebb működési hossz jelenti, valamint a beadás módja.

Jelen esetben a csiga beadási hossza a tároló szélességével megegyező 4800 mm lesz. Ez a teljes működési hossz közel 82%-át teszi ki. Felmerül az anyag betömörülésének a lehetősége valamint a teljes kiürülés is gondot jelenthet.

Erre megoldásként változó menetemelkedésű csiga alkalmazása lehet, mely többlépcsős menetosztást jelent. A menet emelkedése fokozatosan növekszik a kiadagolási pont és a szállítás irányába.

Jellemző menetemelkedési értékek megadása a következő:

𝑝 = 0,6 ∙ 𝐷, 𝑝 = 0,8 ∙ 𝐷, 𝑝 = 𝐷, 𝑝 = 1,2 ∙ 𝐷.

Az egyszerűség kedvéért ezek alapján választunk értékeket a változó menetemelkedés megadásához:

𝑝1 = 150 [𝑚𝑚], 𝑝2 = 200 [𝑚𝑚], 𝑝3 = 250 [𝑚𝑚], 𝑝4 = 300 [𝑚𝑚].

A működési hosszból kiindulva feloszthatjuk a tengelyen elhelyezendő csigalevelek méreteit:

5850 [𝑚𝑚] = 8𝑝1 + 9𝑝2 + 9𝑝3 + 2𝑝4.

Ezek alapján megadhatunk egy új menetemelkedési középértéket:

| 20. oldal

𝑠𝑣á𝑙𝑡. =5850 [𝑚𝑚]

8+9+9+2≅ 209 [𝑚𝑚].

Ezzel együtt viszont a menetemelkedés szögét korrigálnunk kell az adott összefüggés szerint:

𝛼𝑣á𝑙𝑡. = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 (𝑠𝑣á𝑙𝑡

𝜋∙𝐷) = 14,9°.

2.6 Hajtó fordulatszám meghatározása

A csiga hajtásteljesítményét a működési fordulatszám fogja megszabni. A berendezésnek megadott szállítóképesség eléréséhez szükség lesz egy minimális fordulatszám meghatá-rozására, melyet a következő összefüggés alapján nyerünk:

𝑛𝑚𝑖𝑛 =4 ∙ 60 ∙ 𝑄𝑐𝑠

3,6 ∙ 𝐷2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑠 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑= 129,131 [

1

𝑚𝑖𝑛]

3. egyenlet – Csiga minimális fordulatszáma [4]

Ezek után egy maximálisan megengedett fordulatszámot is meg kell szabni:

𝑛𝑚𝑎𝑥 ≤ 9,55 ∙ √2 ∙ 𝑔

𝜇2 ∙ 𝐷∙ [cos 𝛿 ∙ √𝜇2

2 + 1 + sin 𝛿 ∙ tg(𝛼 + 𝜌)] = 138,262 [1

𝑚𝑖𝑛]

4. egyenlet - Csiga maximális fordulatszáma [4]

A választott fordulatszám így: 𝑛 = 135 [1

𝑚𝑖𝑛] legyen, mely az adott paraméterek között a

vízszintes üzemben működő szállítócsigák ajánlott fordulatszám-intervallumán belül esik.

2.7 Tényleges szállítóképesség meghatározása

Az eddigi számításaink után visszakanyarodva és az 1. egyenletbe behelyettesítve a kapott értékeinket:

𝑄𝑐𝑠 𝑡é𝑛𝑦𝑙. = 3,6𝐷2𝜋

4∙

𝑠𝑣á𝑙𝑡. ∙ 𝑛

60∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑 = 22,877 [

𝑡

ℎ]

eredményre jutunk a tényleges szállítóképességet vizsgálva.

A továbbiakban ezt az értéket fogjuk tudni felhasználni a szállító berendezés kiinduló szállítóképességének.

3 Felhordó berendezés

3.1 Működési hossz meghatározása

A szállítóberendezés egy ferde hídra szerelve kerül majd kialakításra. A híd hosszát több

tényező együttesen fogja meghatározni, melyen a berendezésnek teljes hosszában végig kell

érnie.

| 21. oldal

A kazánház helyzetéhez, a körülötte kialakított utakhoz és az így meghatározott tervezési területhez igazodni kell, melyet az 6. ábra jól szemléltet. A tervezendő berendezések elrendezése a területen valamint a felhordó szállítópálya, a napi tároló és a beadagoló torony befoglaló méretei és acélszerkezeti vázlatai kialakultak, melyekhez képest a tervezendő berendezést kell igazítani.

A 3. ábra 3. pontjában szereplő tárolónak a szélességét és a hosszát a két alvázon elhelyezett tolópad szélessége, magasságát a 260 m3-es kívánt kapacitás határozza meg. Ez fogja megadni a beadási pontot, amelyen a tároló kihordó csigája a szállítóberendezéshez kell, hogy csatlakozzon.

A rendszer másik végén a kazánba való befúvási pontot az épület falán keresztül a talaj szintjétől 6,6 m magasságban adta meg a megrendelő. A befúvást erről a szintről kell végezni, így ide egy ilyen magasságú torony kerül, melyen egy mérőtartály helyezkedik el.

A felhasználásra kerülő tüzelőanyag mennyiségének pontos adatait folyamatosan figye-lemmel kell kísérni a jogszabályok betartása érdekében. A kezdeti elképzelések szerint a mérőtartály kapacitása 20 m3-ben meghatározott, mely szükséges lesz ahhoz, hogy a megvalósítandó adagolást és a mérést egyidejűleg megfelelő módon lehessen végezni.

A mérőtartály elhelyezkedését a talajszinttől nem csupán a befúvási pont magassága, de a kettő közt elhelyezkedő egymást követő berendezések méretei és konstrukciós megoldásai is meghatározzák (közvetlenül alatta elhelyezendő adagoló csiga átmérője, mérleg szalag magassága és helyigénye, stb.).

A szállítóberendezésnek tehát a 3. ábra 4. pontjában szereplő adagolócsiga alól az ábra 6. pontjában szereplő 20 m3-es mérőtartály fölé kell nyúlnia, mindezt egy olyan hídszerkezetre szerelve, mely alatt egy kamionnak úgy el kell tudni haladni, hogy egy esetleges ütközés lehetősége az acélszerkezettel nem állhat fenn.

Előzetes számítások és becslések alapján a hídnak minimum 13,2 m magasságban kell végződnie a kiinduló ponthoz képest és 30°-os szöget kell bezárnia a talajjal, hogy mindezen feltételek teljesülhessenek.

Ez a berendezés szállítási szögét is megadja és a szállítási hosszról is jó tájékoztatásul szolgál.

A sin 30° =13,2

𝐿𝑟,𝑚𝑖𝑛[𝑚] → 𝐿𝑟,𝑚𝑖𝑛 = 26,4 [𝑚] számítás után ekkora szállítási hosszra kell

számolni hozzávetőlegesen.

3.2 Szállítóképesség meghatározása

A szállítóképességnek az előzőekben tárgyalt adagolócsiga szállítóképességével kell meg-egyeznie:

𝑄𝑐𝑠 𝑡é𝑛𝑦𝑙. = 𝑄𝑟 = 22,877 [𝑡

ℎ]

| 22. oldal

3.3 Tervezési módszertan alkalmazása

A Star Power Kft., mint megrendelő, előzetes elképzelései szerint a napi tárolóból az anyagot egy adagolócsiga (3. ábra 4. pontja) juttatná tovább egy láncos szállítóba. A csigából az anyagot a rendszer ezen a berendezésen keresztül továbbítaná az adagolótorony silójába. A megrendelés nem tér ki ezeknek a technológiai paramétereire, ezeket meg kell határozni.

A tervezés általános lépéseit követve viszont azt is módunkban áll megellenőrizni, hogy vajon valóban ezen berendezések alkalmazása lesz-e a legmegfelelőbb a kívánt célok eléré-séhez.

3.3.1 Célleírás

RDF típusú anyag szállítása és beadása egy adagoló silóba megadott magasságban, a környezettől teljesen zárt módon, a szállítási feltételeknek eleget téve.

3.3.2 Igényjegyzék

A berendezéssel szemben támasztott igényeket a következőképpen fogalmazhatjuk meg:

1. Környezetvédelmi feltétel: az anyag teljesen zárt rendszeren haladhat keresztül, kiporzás sem megengedhető

2. Rendszersajátos feltételek: a berendezésnek ezen geometriai feltételekkel kell működnie: 2.1. 30°-os szállítási szög alkalmazhatósága 2.2. minimum 13,2 m magasságba való szállíthatóság elérhetősége 2.3. minimum 26,4 m szállítási hossz alkalmazhatósága

3. Szállított anyagra vonatkozó feltétel: ömlesztett RDF anyag szállítására való alkalmasság

4. Teljesítmény feltétele: 22,877 [t/h] szállítóképességre való alkalmasság 5. Karbantartási feltétel: a karbantartás egyszerűsége és gyakoriságának

minimalizálása, igénybe vett alkatrészek könnyű cserélhetősége 6. Tömegre vonatkozó feltétel: a szerkezet összetettségének és tömegének minimumon

tartása 7. Méretre vonatkozó feltétel: a berendezés helyigényének, keresztmetszeti mérete-

inek minimumon tartása 8. Kereskedelmi feltétel: a berendezést alkotó alkatrészek, egységek és előgyártmányok

a piacon könnyen és gyorsan beszerezhetők legyenek 9. Költségekre vonatkozó feltételek:

9.1. Gyártási feltételek: egyszerű, olcsó gyárthatóság 9.2. Szerelési feltételek: egyszerű, olcsó szerelhetőség 9.3. Szállítási feltételek: egyszerű szállíthatóság

Az itt felsorolt kritériumok közül néhány elengedhetetlen a feladat teljesítéséhez, így ezek nem teljesülésekor az elképzelt koncepció nem valósulhat meg. Ezen feltételek a fenti felsorolás számozása alapján az 1., 2., 3., és 4. pontok. Ezeket nem rangsoroljuk, eleve teljesítendőnek kell tekintenünk, fontosságuk egyformán a legmagasabb szinten helyezkedik el.

| 23. oldal

A fennmaradó igényeket egymáshoz képest viszonyított, általunk meghatározott fontosságuk alapján rangsorolhatjuk a következő táblázatos módon:

Kritérium sorszáma

5. 6. 7. 8. 9. Választás Sorrend

Krit

ériu

m

sors

zám

a

5. - - - - - 0 V

6. + - + + - 3 II

7. + - - - - 1 IV

8. + - + - - 2 III

9. + + + + - 4 I

A sorban + értéket kap az a kritérium amelyik fontosabbnak ítélt, mint az oszlopban lévő.

Amely kritériumokat többször választottuk, azok a rangsor elejére kerülnek. A fontossági sorrendet a táblázat utolsó oszlopa mutatja.

3.3.3 Koncepciók részletezése

A kívánt igényeket a következő konstrukciók elégíthetik ki előzetesen:

A. Hevederes szállítószalag

12. ábra - Hevederes szállítószalag sematikus ábrája [6]

A leggyakrabban alkalmazott szállítóberendezés ömlesztett és darabáru szállítására egyaránt. Vízszintes és emelkedő irányú szállításra is alkalmas. A szállítást a heveder végzi, amely anyagát tekintve lehet gumi, textil, műanyag vagy akár acél.

A 12. ábra képén látható módon a hevedert a szállító és visszatérő ágán is görgőkkel kell alátámasztani. A berendezés két végén egy hajtódob és egy visszaterelő dob helyezkedik el, a hajtódob a szállítómozgásért felelős elem, a visszaterelő oldalon rendszerint a heveder feszítését helyezik el. Az anyag szállítása a heveder felső ágán zajlik.

Főbb részeiként felsorolható: heveder, szalaggörgők, hajtódob, feszítés, terelődobok, dobtisztítók.

A szállítószalagoknak a heveder mellet a legfontosabb szerkezeti elemei a szalaggörgők, melyeket a nagy fordulatszámú működésük miatt gördülőcsapágyakkal kell ellátni. Hevederszélességek 400-2000 mm között vannak. Szállítási hossz elérheti a több kilométert is.

| 24. oldal

Szerkezete viszonylag egyszerűnek tekinthető, energiaszükséglete alacsony. Emellett kevés zajjal járó működést tesz lehetővé.

Hátrányai közé sorolható, hogy nagyobb magasságokba, az anyagnak a szalagon való visszahullása ellen, csak alacsonyabb szállítási szögek adhatók meg. Ennek kiküszöbölésére alkalmazható az un. gumibordás heveder, melyen az anyag felfekszik. Ezen kívül a heveder beszerzése költséges, a berendezést gondosan karban kell tartani a megfelelő működéshez.[6][7]

B. Csuklótagos szállítószalag

13. ábra - Csulkótagos szállítószalag sematikus ábrája [6]

Csuklótagos szállítószalag alkalmazható ömlesztett és darabáru szállításra is. A szállítóelemeket egy vagy két párhuzamosan vezetett vonóláncra szerelve alakítják ki, melyek lehetnek acéllemezek, oldallapos szekrények esetleg falapok is. Egymáshoz szorosan illeszkedve alkotnak egybefüggő szállítópályát, mely alkalmas emelkedő irányú szállításra is.

Általában abban az esetben alkalmazzák, mikor az anyag szállítása nem oldható meg gumihevederes szalagon (meleg, nagyon tapadó anyagok, stb.), de bányákban is gyakran használják.

Kapacitását tekintve ömlesztett anyagok esetén a szállítóképesség 1000-1500 [t/h] is lehet, a szállítási hossz elérheti a 40-60 m-t, míg a szalagok szélessége a 400-2000 mm intervallumba esik.

Előnyei között a nagy szilárdság és a szállítandó anyag koptató hatásai elleni ellenállás és a nagy terhelhetőség sorolható fel.

Hátrányaiként a kis szállítósebesség, nagy szerkezeti tömeg és az ebből fakadó nagy energiaszükséglet mellett a nagyfokú karbantartási igény és a helyszükséglet sorolható.[6][7]

C. Rédler

14. ábra - Rédler sematikus ábrája [6]

A rédlert kizárólag ömlesztett anyagok szállítására alkalmazzák. A vonóelemet és a szállító-elemet is a rédler teljesen zárt keresztmetszetén belül mozgó vonólánc alkotja. A láncot

| 25. oldal

többféle kivitelű szállítóelemmel lehet ellátni a szállítandó anyag és szállítóképesség függvé-nyében. A szállítás megvalósulásához az anyagban fellépő ellenállás kisebb kell legyen az anyag és a rédler vályú oldal- és fenéklemeze közötti ellenállásnál.

Főbb szerkezeti elemei a vonólánc mellett a hajtó lánckerék, a visszaterelő tárcsa, feszítőorsó, láncvezető sínek és görgők. A vályúszélesség általában 100-1000 mm közötti. Előnye az egyszerű kivitel, szállítósebességgel egyidejűleg szabályozható anyagmennyiség, könnyű szerelhetőség, szállítási irány megváltoztathatósága, gazdaságosság. Hátrányai közül a működés közbeni nagymértékű kopás emelendő ki.[6][7]

D. Szállítócsiga

A szállítócsigák ismertetése a 2.1-es pontban történt.

Szintén ömlesztett anyagok szállítására alkalmazandók. A szállítási hossz általában 2-40 m közötti érték. Előnyük az egyszerű kivitel, ám hosszabb szállítási távolságokon és 20-25°-nál meredekebb emelkedésnél a szállítóteljesítmény csökkenését (mely akár 45-50% is lehet) csak nagyobb befektetés árán lehet hatékonyan ellensúlyozni.

3.3.4 Kiértékelés

Értékeljük ezután a koncepciókat az fejéjük támasztott igényeknek megfelelően egy 1 és 5 között terjedő skálán, azaz annak milyen értékben felelnek meg meglátásunk szerint. Lássuk el a kritériumokat az általunk vélt fontosságuk szerint egy súlyozó szorzó-tényezővel. A kapott eredményt a következő táblázat tartalmazza:

Kritériumok

5. 6. 7. 8. 9.

Fontossági tényező x1 x4 x2 x3 x5 Össz.

Ko

nce

pci

ók A 3 4 3 3 2 59

B 2 1 2 2 1 21

C 5 5 5 5 5 75

D 4 5 5 4 3 61

Az értékeket összegezve a legmagasabb pontszámmal rendelkező koncepció a táblázat

szerint a C-vel jelölt eset.

A megvizsgált koncepciók értékelése és a súlyozott egyéni igények alapján tehát ebben az esetben a láncos szállító (rédler) alkalmazása tűnik legmegfelelőbbnek.

3.4 Működési paraméterek megadása

A működéshez szükséges paraméterek előzetes megadásával kezdhető el a tervezés,

melyek a következők:

A szállítandó anyag belső súrlódási szöge: 𝜑𝑖. Másnéven rézsűszög, az egyes szemcsék között fellépő, a súrlódási folyamat hatását fenntartó ellenállás. Értékét anyagtáblázatból vagy kísérlettel határozhatjuk meg.

| 26. oldal

Oldalnyomás tényező: 𝑘𝑎. A rédler oldalaira ható, szállítandó anyag által kiváltott nyomás tényezője.

A csúszólap szögének tangense: 𝑡𝑔 휀. A csúszólap egy olyan sík, amely mentén pl. ömlesztett anyag saját térfogatán belül elmozdulhat a belső feszültségek hatásai szerint.[8] Ömlesztett anyagok szállításakor egy bizonyos rétegvastagság felett létrejöhet ilyen csúszólap, mely mentén az anyag visszahullik, vagy nem mozdul el a kívánt szállítási irányba.

A szállítandó anyag belső súrlódási tényezője: 𝜇𝑖.

A szállítócsatorna és a szállítandó anyag közötti súrlódási szög: 𝜌. Az itt fellépő normálerő és súrlódó erő által meghatározott szög. Értékét anyagtáblázatból vagy kísérlettel határozhatjuk meg.

A szállítócsatorna és a szállítandó anyag közötti súrlódási tényező: 𝜇𝑣.

A szállítandó anyag sűrűsége: 𝜌𝑎.

A vonólánc és a vezeték közötti súrlódási tényező: 𝜇𝑙. Értékét ajánlott érték alapján választjuk.

A paraméterek meghatározása táblázatos formában:

Megnevezés Jel Számítás Érték Mértékegység

RDF belső súrlódási szöge 𝜑𝑖 - 39 [°]

Oldalnyomás tényező 𝑘𝑎 𝑡𝑔2 (45° −𝜑𝑖

2) 0,228 -

Csúszólap szögének tangense 𝑡𝑔 휀 𝑡𝑔2 (45° +𝜑𝑖

2) 4,395 -

RDF belső súrlódási tényezője 𝜇𝑖 𝑡𝑔𝜑𝑖 0,81 -

Anyag és csatorna közötti súrlódási szög 𝜌 - 22 [°]

Anyag és csatorna közötti súrlódási tényező

𝜇𝑣 𝑡𝑔𝜌 0,404 -

RDF sűrűsége 𝜌𝑎 - 275 [𝑘𝑔

𝑚3]

Lánc és vezeték közötti súrlódási tényező 𝜇𝑙 - 0,15 -

Szállítási szög 𝛿 - 30 [°]

3.5 Lánc típusának megválasztása

A rédlerhez hevederes vonóláncot alkalmazunk. Döntésünket azzal indokoljuk, hogy a szemes láncokkal ellentétben a hevederes láncoknál az anyag betapadása a szemek közé kevésbé jelentős mértékű. Továbbá a hevederes láncoknál egyszerűbb dolgunk van azokat szállítóelemekkel ellátni, megvezetésükre több egyszerűbb megoldás létezik és a jóval hosszabb osztások segítik a befeszülés elkerülését.

| 27. oldal

A lánc paramétereinek kiválasztásához előbb a volumetrikus szállítóképességet kell meghatároznunk:

𝑄𝑟𝑣 =𝑄𝑟

𝜌𝑎= 83,189 [

𝑚3

ℎ].

Ennyi tehát a szállítandó anyag mennyisége térfogatban. Ebből az értékből kiindulva hozzárendelhetünk egy sebességi értéket. A szállítóképesség és a vonólánc sebessége ismeretében meghatározhatjuk a lánc típusát. Egy összesítő diagram alapján több vonólánc típust rendelhetünk a rédlerhez, melyet pl. a 15. ábra tartalmaz. A vonólánc sebességét viszont nem választhatjuk 0,3 és 0,7 m/s által meghatározott intervallumon kívül eső értékre normál üzemi körülményeket feltételezve.[6]

Az általunk igényelt 83,189 m3/h szállítóképesség csak egyféle típust enged választani a diagram szerint. A CH4 típusú lánchoz így a 0,39 m/s-os láncsebességet rendelhetjük, melynek a paramétereit a 6. táblázat tartalmazza.

15. ábra - Vonólánc sebességi diagram [5]

3.5.1 Lánc paramétereinek meghatározása

A rédler keresztmetszetén belül a szállítást a lánchoz rögzített szállítóelemek segítségével valósítjuk meg. Ömlesztett RDF szállításához előbb határozzuk meg, hogy milyen szállítóelem-tartozékkal lássuk el a hevederes láncot.

Ehhez tekintsük az 1. mellékletben szereplő megoldásokat. Az itt szereplő kialakítások közül ömlesztett anyag szállítására a legáltalánosabb megoldás az L-alakú szállítókarokkal felszerelt lánc, melyet a 16. ábra is szemléltet.

| 28. oldal

Az ilyen láncoknak egybeépített része a szállítóelem, tehát egy szállítóelem-tagot egy összekötő tag követ. Gyártási szempontból a szállítókar lehet hajlított vagy hegesztett kivitelű is. Esetünkben a hajlított megoldás felel meg a gazdaságosság tekintetében.

A láncokat szokás görgőkkel is ellátni annak érdekében, hogy ne a láncok csapágyperselyei kopjanak, melyek így közvetlenül érintkeznek a lánckerékkel és a láncot vezető elemekkel.

A kiválasztott lánc osztása megadja a szállítóelem-osztást:

𝑖 = 2𝑡 = 2 ∙ 160 = 320 [𝑚𝑚].

A szállítóelem szélességéből pedig a rédler vályú szélességét kaphatjuk meg:

𝑏 = 𝑏1 + 0,04. .0,08𝑏1.

Azért, hogy a szállítás során elkerüljük az anyag betömörülésének lehetőségét, azt szeretnénk, hogy a szállítópálya inkább alacsonyabb és szélesebb legyen, mint magasabb és keskenyebb. Emiatt válasszuk a számításhoz a 0,08-as megengedett értéket, így az összefüggés:

𝑏 = 𝑏1 + 0,08𝑏1 = 326,16 [𝑚𝑚].

A továbbiakban pedig 𝑏 = 330 [𝑚𝑚] értéket kapunk kerekítés után a rédler vályú szélességére.

A szállítóelem magassága a táblázat alapján: ℎ2 = 50 [𝑚𝑚].

16. ábra – Hajlított szállítókaros vonólánc méreteinek ábrázolása [5]

3.5.2 Lánckerék paramétereinek meghatározása

A választott lánchoz alkalmazható lánckerék paraméterei a 7. táblázatból vehetők. A CH4-es jelű lánchoz a méretek a következőképp alakulnak: osztókör átmérő: 𝐷0 = 418,1 [𝑚𝑚], fogszám: 𝑧 = 8, tengely átmérő: 𝑑 = 90 [𝑚𝑚]. Kialakítását tekintve pedig a 17. ábra jobb oldali (b) képén látható minőségben.

| 29. oldal

17. ábra - Lánckerék típusok [5]

A hajtó oldalon lánckereket alkalmazunk a szállítómozgás megvalósításához, a rédler ellenkező végén viszont elég egy visszaterelő tárcsa alkalmazása, melynek a paramétereit ebben az esetben a 8. táblázat tartalmazza. A táblázatból szintén a 15. ábra szerint választunk típust. Ez alapján a visszaterelő kerék átmérője: 𝐷 = 260 [𝑚𝑚], tengely átmérő: 𝑑 = 65 [𝑚𝑚] lesz. Kialakítását tekintve pedig a 18. ábra jobb oldali (b) képén látható minőségben.

18. ábra - Visszaterelő kerék típusok [5]

3.5.3 Lánc típusának véglegesítése

A 6. táblázatban szereplő lánctípusok jó közelítésül szolgálnak a végleges típus meg-választásához. A 3.5-ös pontban meghatározott CH4-es típushoz hasonlót kell választanunk a piacon elérhető hevederes láncok közül. A legfontosabb paramétereinek tekintsük a láncosztást, mely a 6. táblázatban a t-vel jelölt érték (160 mm), valamint a lánc minimális szakítószilárdságát, mely a táblázat alapján F-el jelölt érték (150 kN).

Elérhetőségi szempontból a DIN 8165-ös szabványszámú láncokat választjuk, melyeknek az FVR sorozatú kialakítása elégíti ki az eddigi feltételeinket. Az ilyen láncok paramétereit a 2. melléklet tartalmazza.

A melléklet alapján és a legfontosabb paramétereinket figyelembe véve válasszuk az ott szereplő lehetőségek közül az FVR140 kialakítást 160 mm-es láncosztással. A mellékletből az is kiderül, hogy a szállítókarok távolságának hosszát nekünk kell megadnunk. A már korábban, a 3.5-ös pontban kiválasztott CH4-es típusú lánc 6. táblázatban szereplő 𝑏1 = 302 𝑚𝑚 értékű

| 30. oldal

szállítókar-szélessége helyett válasszuk a mellékletben ott F-el jelölt távolságot 𝐹 = 300 𝑚𝑚-re az egyszerűség kedvéért.

Az 1. melléklet ajánlása alapján az L-alakú szállítókaros megoldás kétféle megvalósítást enged. Az ott megjelölt L0 kivitel a hagyományosan a lánc szállítólapátjával való közvetlen szállítást valósítja meg. Az általunk előnyben részesített L2 kivitel viszont furatokkal a lapáton készül. Ez lehetővé teszi számunkra a karok kopólemezekkel való kiegészítését.

A 30°-os emelkedő szögű szállítást is figyelembe véve elkerülhetetlen, hogy a lánc és a rédler fenéklemeze között ne lépjen fel kontaktus. A lánc szállítóelemeit így műanyag kopólemezekkel kell ellátni a súrlódó igénybevétellel szemben.

Mindezeket figyelembe véve az általunk választott lánc a 19. ábra szerint alakul.

19. ábra - FVR140 hevederes lánc összeállítási rajz

3.6 Láncsebesség és a szállítópálya geometriája

A rédler vályú geometriájának megadásához a szállított anyag keresztmetszetét kell meg-határoznunk. Ehhez a szállítóképesség kiszámítására használatos összefüggést kell majd alkalmazni:

𝑄𝑟 = 3,6 ∙ 𝐴 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑣𝑟 ∙ 𝑐. 5. egyenlet - Rédler szállítóképessége [5]

A képletben szereplő mennyiségek táblázatosan:

| 31. oldal

Megnevezés Jel Mértékegység

Rédler szállítóképessége 𝑄𝑟 [𝑡

ℎ]

Anyag keresztmetszete 𝐴 [𝑚2]

Szállított anyag sűrűsége 𝜌𝑎 [𝑘𝑔

𝑚3]

Vonólánc sebessége 𝑣𝑟 [𝑚

𝑠]

Teljesítménycsökkentési tényező 𝑐 -

A szállítás teljesítményigényét néhány tényező változtatni fogja, melyeket együttesen egy

tényező bevonásával fogunk figyelembe venni. A mennyiségek közül ezt a teljesítmény-csökkentési tényezőt kell már csak meghatároznunk a számítás továbbviteléhez. Ez három tényezőből tevődik össze:

A szállítólánc térfogatának megfelelő fajlagos keresztmetszet-csökkenés: 𝑐1 =0,9. .0,95.

Az anyagvisszamaradási tényező: 𝑐2. Értékét a 9. táblázatból választjuk.

Az emelkedő irányú szállítás csökkentő tényezője: 𝑐3.

A fajlagos keresztmetszet csökkentés értékét válasszuk a 𝑐1 = 0,925 középértékre.

Az anyagvisszamaradási tényezőt a táblázatból válasszuk 𝑐2 = 0,95 értékre. Figyelembe

véve, hogy a ℎ

𝑏 értékét 0,6-ra becsüljük előzetesen, ahol h a szállított anyag rétegvastagsága, a

b pedig a rédler vályúszélessége. A szállított anyagot tekintve szemcsés anyag szerint vesszük figyelembe.

Az emelkedő irányú szállítás tényezőjét a 10. táblázat alapján választjuk, mely a szállítási szöghöz rendel egy értéket. Az általunk igényelt szállítási szög 30°, mely nem szerepel a táblázatban, így ezt arányosan meg kell határoznunk.

A táblázat 𝛿 = 0. .24° intervallumban tartalmaz szállítási szög értékeket. A hozzájuk rendelt

értékek 𝑐3 = 1. .0,73 tartományban alakulnak. Fokonként tehát 1−0,73

24≅ 0,011 értékkel

változik a tényező. A mi esetünkben ez akkor 𝑐3 = 1 − 0,011 ∙ 30 = 0,66 értékre adódik.

Ezek után a teljesítmény-csökkentési tényező[5]:

𝑐 = 𝑐1 ∙ 𝑐2 ∙ 𝑐3 = 0,58

Következő lépésben határozzuk meg a szállított anyagréteg magasságot:

ℎ = (ℎ

𝑏) ∙ 𝑏 = 198 [𝑚𝑚]

| 32. oldal

Ahol a ℎ

𝑏 értékét korábban 0,6-ra becsültük, a rédler vályúszélessége pedig 𝑏 = 330 [𝑚𝑚]-

re adódott a 3.5.1-es pontban.

Az anyagáram keresztmetszetére így a következőt írhatjuk fel:

𝐴 = 𝑏 ∙ ℎ = 0,065 [𝑚2]

Az 5. egyenletet átrendezve és abba behelyettesítve a kapott értékeinket a lánc sebessége a következőképpen alakul:

𝑣𝑟 =𝑄𝑟

3,6 ∙ 𝐴 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑐= 0,613 [

𝑚

𝑠]

Ekkora sebességgel kell tehát a láncnak haladnia a szállítóképesség igényének meg-

feleléséhez. Mivel a kapott sebességi érték a rédlerekhez ajánlott 𝑣 = 0,3. .0,7 [𝑚

𝑠] korlátok

közé esik, így megfelelőnek tekinthetjük.

A lánc feletti anyagréteg magasságát a következő összefüggés alapján kapjuk meg:

ℎ1 = ℎ − ℎ2 = 153 [𝑚𝑚]

Melyet a 20. ábra alapján írhatunk fel. Az itt szereplő ℎ2 értékét, mely a lánc magasságára utal, a 19. ábra alapján vesszük fel ℎ2 = 45 [𝑚𝑚]-re.

20. ábra - Rédler keresztmetszeti ábrája

3.7 Hajtótengely fordulatszáma

A hajtó tengely fordulatszámára a következő összefüggésből jutunk előzetesen:

𝑛 =𝑣𝑟

𝜋 ∙ 𝐷0= 0,467 [

1

𝑠] = 28 [

1

𝑚𝑖𝑛]

6. egyenlet - Rédler hajtó tengely fordulatszáma [5]

| 33. oldal

3.8 Feltételek ellenőrzése

Ahhoz, hogy a szállítás megvalósuljon és állandósult üzemben fenntartható is maradjon, bizonyos szállítási feltételeknek kell teljesülnie. Ezeket a feltételeket számszerűsítve elle-nőrizhetjük ezt.

Az egyik ilyen feltétel az, hogy a szállított anyagban a szállítókarok felső élénél nem következhet be szakadás[5] (a 20. ábra jelölései szerint ez a ℎ2 magasságban megszabott sík). Ha ez megtörténne, az azt jelentené, hogy a lánc csupán a láncmagasság terjedelmében képes az anyagot szállítani, afelett nem. Ez nem lenne hatékony és a beömlő anyag is feltorlódna a rédler beadási pontjánál.

Ez a szakadás elkerülhető, ha az anyagréteg magassága a szállítólánc felett kisebb, mint a megengedett érték. Valamint, ha a láncosztás nagyobb a minimális megengedettnél.

A maximális rétegmagasság tehát a következő összefüggésből adódik:

ℎ1 𝑚𝑎𝑥 =1

4𝜇𝑖(√

8𝑖 ∙ 𝑏 ∙ 𝜇𝑖2 ∙ 𝑖2 ∙ 𝑘𝑎 ∙ 𝜇𝑣

𝑘𝑎 ∙ 𝜇𝑣− 𝑖)

7. egyenlet - Maximálisan megengedett rétegmagasság [5]

A ℎ1 𝑚𝑎𝑥 = 0,42 [𝑚] jutunk a számítás után. A feltételünk tehát teljesül, miszerint:

ℎ1 = 153 [𝑚𝑚] ≤ ℎ1 𝑚𝑎𝑥 = 420 [𝑚𝑚].

A minimális szállítóelem-osztást kell ezt követően meghatároznunk a következő képlet alapján:

𝑖𝑚𝑖𝑛 =2𝜇𝑖 ∙ 𝜇𝑣 ∙ ℎ1

2 ∙ 𝑘𝑎

𝜇𝑖 ∙ 𝑏 − ℎ1 ∙ 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎

8. egyenlet - Minimális megengedett láncosztás [5]

A számítást elvégezve esetünkben a 𝑖𝑚𝑖𝑛 = 0,0138 [𝑚] eredményre jutunk. Eszerint az általunk választott 𝑖 = 0,32 [𝑚]-es szállítóelem-osztás megfelelő.

Rátérhetünk a második feltételre, mely szerint a szállítókarok előtt az anyag nem torlódhat fel. Ez a feltétel a szállítóelem-osztásnak egy maximális értékének is korlátot szab, melyet a következő számítással határozhatunk meg:

𝑖𝑚𝑎𝑥 =ℎ2 ∙ 𝑡𝑔휀 ∙ 𝑏

2𝜇𝑣 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔∙

ℎ2 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2ℎ1 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2𝜎𝑖

ℎ12 ∙ 𝑘𝑎 + ℎ ∙ 𝑏

9. egyenlet - Maximális megengedett láncosztás [5]

A képlet tagjaiból mindent ismerhetünk a 3.3-es és a 3.6-os pontokból. Az egyetlen ismeretlen tagot a 𝜎𝑖 nyomófeszültség jelenti, mely a szállítóelem felső síkja feletti anyag-rétegről ható hajlítónyomatékból adódik, amely a következő összefüggésekből számítható:

𝜎𝑖 = 𝜎𝑧 (1 −ℎ2 ∙ 𝑡𝑔휀

𝑖) , 𝜎𝑧 =

2ℎ13 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 ∙ 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎

𝑏 ∙ 𝑖

10. egyenlet - Anyagrétegre ható nyomófeszültség [5]

| 34. oldal

A 10. egyenletben szereplő 𝜎𝑧 és 𝜎𝑖 tagok függvényei a 9. egyenletben szereplő szállítóelem-osztásnak. Itt viszont a szállítóelem-osztás a függvénye a 𝜎𝑖 tagnak.

A maximális szállítóelem-osztás meghatározásához így iterációval tudunk eljutni.

Legyen az iteráció első tagja az általunk választott 𝑖(1) = 0,32 [𝑚] osztás. A művelet

𝑘 + 1-edik eleméhez ki kell számítanunk a 𝜎𝑖(𝑘)

értékét:

𝜎𝑖(𝑘)

=2ℎ1

3 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 ∙ 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎

𝑏 ∙ 𝑖(𝑘)(1 −

ℎ2 ∙ 𝑡𝑔휀

𝑖(𝑘))

11. egyenlet - Nyomófeszültség iterációs egyenlete [5]

Az ebből kapott értéket ezután a művelet következő lépésébe helyettesítve kell számolnunk, amely az 𝑖-nek a 𝑘 + 1-edeik iterációja:

𝑖(𝑘+1) =ℎ2 ∙ 𝑡𝑔휀 ∙ 𝑏

2𝜇𝑣 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔∙

ℎ2 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2ℎ1 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2𝜎𝑖(𝑘)

ℎ12 ∙ 𝑘𝑎 + ℎ ∙ 𝑏

12. egyenlet - Szállítóelem-osztás iterációs egyenlete [5]

A következő feltételnek kell teljesülnie a műveletek végén, melyet minden lépés után ellenőrizni kell:

|𝑖(𝑘+1) − 𝑖(𝑘)| ≤ 𝜗

13. egyenlet - Iterációs feltétel [5]

Ahol 𝜗 egy általunk választott, tetszőlegesen kicsi szám.

A jelenleg feltételezett 𝑖(1) = 0,32 [𝑚] értékű szállítóelem-osztást a 11. egyenletbe

behelyettesítve a 𝜎𝑖(1)

= 7,1932015 [𝑃𝑎] eredményre jutunk.

Az így kapott nyomófeszültségi értéket utána a 12. egyenletbe beírva 𝑖(2) =0,3882557 [𝑚]-t kapunk eredményül.

Válasszuk ezek után tetszőlegesen a 𝜗 = 0,000001-et a feltétel teljesülésének határértékéül.

A kapott eredményeinket visszahelyettesítve:

|𝑖(2) − 𝑖(1)| = 0,0682557

eredményre jutunk, melyre a 13. egyenlet feltétele nem teljesül.

Az iterációt tovább számolva a kapott értékek számottevően nem változnak. A műveletet a negyedik lépésig kell folytatnunk a megszabott feltétel teljesüléséig.

Ebben a lépésben a kapott eredmény 𝑖(4) = 0,3884516 [𝑚] lesz, melyből az 𝑖𝑚𝑎𝑥 =0,388 [𝑚] eredményt írhatjuk fel.

Mivel az 𝑖 = 0,32 [𝑚] < 𝑖𝑚𝑎𝑥 = 0,388 [𝑚] igaz, ezért a szállítás második feltétele is teljesül, mely szerint az anyag a szállítókarok előtt nem fog feltorlódni.

| 35. oldal

3.9 Lánc élettartam-tényezői

A láncra ható feszültséget a láncelemeket egyesítő csapágypersely és a benne lévő csap illeszkedő felületei viselik el. Ebből kifolyólag az általunk választott kivitelben a csapok cső-keresztmetszet helyett tömör szerkezetűek a nagyobb teherbírás miatt, ahogy ezt a 19. ábra is mutatja. A közöttük fellépő súrlódási tényező kíséreli értéke általában 0,08 acélra nézve. Az elfogadható lánc-élettartam eléréséhez e kettő elem közötti felületi nyomás értéke a tapasztalat alapján maximálisan 24 MPa értéket érhet el tiszta működési környezetben, megfelelő kenés mellett.

Amennyiben a szállítandó anyag erősen koptató hatású, úgy ezt a nyomásértéket kell minél inkább csökkenteni. Az ilyen koptató vagy korrozív anyagok hatása és ezek által az élettartam-csökkenése ellen felületi vagy hőkezelések alkalmazása is felmerülhet, de a nyomás csökkentése a leggazdaságosabb megoldás.

Az általunk szállított RDF nem túlzottan abrazív, de változó nedvességtartalma miatt enyhén korrodáló hatású lehet. A korrózió által okozott anyagveszteség csökkenti a felületet, melyen a lánc hatékonyan gördülhet, a csapok érintkező felületeit elérdesíti, növelve ezzel a kopást és az energiaszükségletet is. A leváló rozsda tovább koptatja a felületeket és a szállítandó anyaggal is elkeveredik. Mindezek hatására tovább növekszik a lánc élettartamát rontó felületi nyomás.

A láncok élettartamának növelésének legfőbb tényezője a folyamatos, gondos karban-tartás. Ennek legfontosabb és legalapvetőbb része a kenés ellenőrzése. A megfelelő kenés a korrózió ellen is védelmet nyújt, de a súrlódó felületek kopását is csökkenti, kevesebb lesz a berendezés energiaigénye valamint a működés keltette zaj is alacsonyabb szintű. Normál hőmérsékleti viszonyok mellett gyakran alkalmaznak SAE 20W50 számú ásványi olajat láncok kenésére.[16]

3.10 Lánc húzóerő meghatározása

A lánc optimális élettartamához elengedhetetlen a megfelelő típus megválasztása. Ehhez a legmeghatározóbb tulajdonság a láncot terhelő húzóerő lesz, mely a szállítópálya hosszából, a lánc önsúlyából, a szállítandó anyag halmazsűrűségéből és a különböző súrlódási tényezők ismeretéből számítható ki.

A húzóerő meghatározásához válasszuk ki a 3. mellékletből az esetünkre jellemző E jelű elrendezést, melyet a 21. ábra emel ki. Eszerint az általunk keresett lánc-húzóerőt a következő egyenletből határozhatjuk meg:

𝐶𝑝 = 𝑔 ∙ 𝐿 ∙ [(𝑊𝑐 ∙ 𝜇𝑠2) + (𝑊𝑚 ∙ 𝜇𝑠𝑚)] + 𝑃𝐵 + 𝑋

14. egyenlet - Lánc húzóerő egyenlete [16]

A képletben szereplő tagok táblázatosan a 4. melléklet jelölései szerint:

Megnevezés Jel Mértékegység

Láncra ható húzóerő 𝐶𝑝 [𝑁]

Nehézségi gyorsulás 𝑔 [𝑚

𝑠2]

| 36. oldal

Megnevezés Jel Mértékegység

Rédler tengelytávolsága 𝐿 [𝑚]

Vonólánc folyóméter-tömege 𝑊𝑐 [𝑘𝑔

𝑚]

Szállítandó anyag tömege méterenként 𝑊𝑚 [𝑘𝑔

𝑚]

Vonólánc súrlódási együtthatója szakaszonként 𝜇𝑠1,2 -

Szállítandó anyag súrlódási együtthatója 𝜇𝑠𝑚 -

Láncra ható húzóerő B pontban 𝑃𝐵 [𝑁]

Többlet húzóerő 𝑋 [𝑁]

21. ábra - Vonólánc elrendezésének vázlata [16]

3.10.1 Tengelytávolság meghatározása

A húzóerő számítása előtt véglegesíteni kell a rédler tengelytávolságát.

Az előzőekben a 3.1-es pontban meghatározásra került egy minimális szállítási hossz, melyre 𝐿𝑟.𝑚𝑖𝑛 = 26 400 [𝑚𝑚] volt a kapott eredmény. Ez gyakorlatilag a tároló végén elhelyezett adagoló csigától kiinduló 30°-ra mért távolság az adagolótorony tetején elhelyezett siló legfelső pontjáig. Ez az érték akkor egy számítással alátámasztott becslés volt.

A berendezések azóta kialakult, pontosított helyzetét a 22. ábra mutatja, mely a statikai méretezés után került véglegesítésre.

| 37. oldal

22. ábra - A rédlert támasztó hídszerkezet elrendezése

Az ábra szerint az adagoló csigától az adagolótorony csúcsáig a távolság 26 270,26 mm lesz a 30°-os emelkedésen nem változtatva, mely a 3.1-es pontban becsült működési hosszhoz elég közel esik. A rédler beadó részén viszont a visszafordító oldali tengely elé kell az anyagot szórni a szállítás megvalósulásához. A hajtó oldalon (az ábrán ez a 12 790,51 mm-es magasság közelében van) viszont a siló fölé kell nyúlnia a beadagolás sikerességéhez.

Az ábrán két függőleges vonallal jelzett szakasz egy közlekedésre kiépített utat jelöl, melyen az elhaladó legnagyobb méretű jármű egy kamion lehet. A rédlert alátámasztó hídszerkezet e felett halad el, így annak szerkezete olyan magasságban kell legyen, hogy egy kamion biztonságosan el tudjon alatta haladni. Az ábrán lévő vetítővonalakból látható, hogy ez a feltétel teljesül, mivel a híd az úthoz viszonyított legalacsonyabb pontjánál is 6,4 m magasságban van.

23. ábra - Rédler tengelytávolsága

| 38. oldal

A 23. ábra a véglegesített hídszerkezetre igazított rédlert ábrázolja. A feltüntetett A és B pontok a 21. ábra jelöléseivel megegyező helyzetet tükrözik. Az ábrán az is látszik, hogy a B oldalon a rédler feszítővég-egysége az adagolócsiga helyzetéhez képest hátrébb nyúlik az anyag beadagolást lehetővé téve, míg az A pont oldalán annyival nyúlik az adagoló siló fölé, hogy az anyag továbbítása annak középvonalába essen.

Így a tengelytávolságra 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. = 27 200 [𝑚𝑚] értéket adhatunk meg.

3.10.2 A húzóerő számításához szükséges további paraméterek

A további számításhoz elsődlegesen a vonólánc folyóméter-tömegét határozzuk meg. Ehhez segítségül a 19. ábra lesz, melyen a vonólánc egyszerűsített összeszerelési rajza szerepel. Az ezen feltüntetett tömeg 26,4 kg, amely itt egy kerekített érték. Az ábrán látható jelzés szerint ez ~3 m láncra vonatkozik. A rajz forrásául szolgáló modellből kinyerhető tulajdonságok szerint az egy méterre jutó lánc tömege 8,703 kg lesz (26,4/3=8,8).

A 3.5.3-as pontban szó esik a szállítóelemek polimer kopólemezekkel való ellátásáról, melyek ugyan a rajzon nem szerepelnek, de szükségességüket meghatároztuk. Ezekből méterenként 8 db jut a vonóláncra, melyek tömege egyenként 0,085 kg-ra adódik.

Az egy méterre eső lánc tömege tehát:

𝑊𝑐 = 8,703 + 8 ∙ 0,085 [𝑘𝑔] = 9,488 [𝑘𝑔

𝑚]

További lépésként a szállítandó anyag egy méterre eső tömegét kell meghatároznunk, melyet az eddig ismert adatok alapján a következő módon számolhatunk:

𝑊𝑚 = ℎ ∙ 𝑏 ∙ 1 [𝑚] ∙ 𝜌𝑎 = 17,878 [𝑘𝑔

𝑚]

Ahol a h és b értékek a 20. ábra alapján meghatározott keresztmetszeti hosszok. A 𝜌𝑎 pedig az RDF halmazsűrűsége.

A kérdéses súrlódási együtthatók a 4. melléklet leírása szerint számíthatók. A vonólánchoz tartozik egy általános gördülési együttható (𝜇𝑐), melyet a 12. táblázat alapján választhatunk ki. Ebben a táblázatban a Renold által gyártott vonóláncokhoz tartozó értékek találhatók. Ezen láncok paramétereit a 11. táblázat tartalmazza. Ebből a táblázatból kiválaszthatunk egyet az általunk a 3.5.3-ban választotthoz leginkább megközelítő típust.

Essen a választás a tömör csapos kivitelűek közül az M160-as elnevezésűre, melynek szakítószilárdsága 160 kN (az általunk választotté 140 kN). Az M160-as vonólánc láncmagassága 45 mm, mely megegyezik az általunk választottéval, valamint létezik 160 mm-es osztású kivitelben, lemezvastagsága ugyancsak 6 mm, csapágypersely átmérője 25 mm.

A kiválasztás után a 12. táblázat szerint meghatározhatjuk a vonólánc gördülési együtthatóját, melyet feltételezve a kenésmentes üzemeltetést 𝜇𝑐 = 0,12-re választunk.

Következő lépésként számítsuk ki a visszatérő pályaszakasz (𝜇𝑠1) és a szállító pályaszakasz (𝜇𝑠2) súrlódási tényezőjét a 4. melléklet alapján.

A visszatérő pályaszakaszra felírható képlet szerint:

| 39. oldal

𝜇𝑠1 = (𝜇𝑐 ∙ cos 𝛼) − sin 𝛼 = |−0,396|

A szállító pályaszakaszon viszont a vonólánc kaparó jelleggel fog működni s a 3.5.3-as pontban taglalt módon a szállítókarok műanyag kopólemezekkel lesznek ellátva. A táblázatból kiválasztott gördülési együttható olyan láncokra érvényes, melyeket csapágyperselyre szerelt görgőkkel látnak el és egy középen futó vezetősínen vezetnek meg az oldalirányú kitérés ellen. Ebből kifolyólag erre a szakaszra nem alkalmazhatjuk a fent kiválasztott gördülési együtthatót. Helyette az 5. mellékletből kinyert adatok alapján, mely különböző polimerek acélon való súrlódási tényezőjét foglalja össze, válasszuk a polipropilénhez (PP) tartozó 0,3-es értéket. A polipropilén jobban ellenáll a súrlódás által kiváltott kopásnak valamint gazdasági szempontból is jó választás lehet.

Megjegyzés: A visszatérő szakaszra azért alkalmazhatjuk a 0,12-es gördülési együtthatót, mert az egy görgősor segítségével lesz alátámasztva és megvezetve, melyre később térünk ki.

A szállító pályaszakasz súrlódási tényezője tehát:

𝜇𝑠2 = (𝜇𝑐,𝑃𝑃 ∙ cos 𝛼) + sin 𝛼 = 0,76.

A szállított anyag (RDF) súrlódási tényezője marad hátra a meghatározandó súrlódási tagok közül, melyet a 3.3-es pontban már kiszámítottunk. Ezzel:

𝜇𝑠𝑚 = 𝜇𝑣 = 0,404 lesz.

Ezek után eljutunk a B pontban ható húzóerő számításához, melyhez így már minden adat ismert. A B pontot a láncon a 21. ábra szemlélteti, mely a rédleren az ún. feszítővég oldalán helyezkedik el.

Számítása a melléklet szerint a következőképp alakul:

𝑃𝐵 = 𝑔 ∙ 𝑊𝑐 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. ∙ 𝜇𝑠1.

15. egyenlet - Feszítővég oldali húzóerő [16]

Számítás után 𝑃𝐵 = 1002,554 [𝑁] eredményre jutunk.

Fellép ezen kívül egy bizonyos többlet húzóerő, mely a rédler vályú belső oldalával érintkező anyagréteg súrlódási ellenállása miatt alakul ki.

Ezt a következőképp számolhatjuk egy tapasztalati képlet alapján:

𝑋 = 2,25 ∙ 104 ∙ 𝐺 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. ∙ 𝐻2

16. egyenlet - Többlet húzóerő számítása [16]

Ahol 𝐻 = ℎ, azaz a szállított anyagréteg magassága, melyet a 3.6-os pontban határoztunk meg. A 𝐺 tag viszont egy ún. oldalsúrlódás tényező, melyet a 4. mellékletben szereplő táblázat alapján választunk. Az általunk eddig használt 𝜇𝑚 = 𝜇𝑠𝑚 = 𝜇𝑣 = 0,404 értékkel összevetve a táblázatot, válasszuk a faforgács által meghatározott oldalsúrlódás értéket, melyre az RDF tulajdonságaiban leginkább hasonlít.

Így:

𝐺 = 0,01 lesz.

| 40. oldal

Az összes tag ismeretében ezután 𝑋 = 239,928 [𝑁] eredményt kapunk a többlet húzóerőre.

3.10.3 Húzóerő és biztonsági tényező véglegesítése

Az előző két alpontban kiválasztott és számított értékek ismeretében végül kiszámítható a láncot terhelő húzóerő maximális értéke, melyet a 14. egyenletbe behelyettesítve kapunk meg.

Számítás után 𝐶𝑝 = 3088.718 [𝑁] eredményt kapunk.

Ez lesz tehát az a szakítószilárdsági érték is egyben, melyet a láncnak minimálisan el kell viselnie. A lánc élettartamát előtérbe helyezve viszont ezt az értéket egy biztonsági tényezővel kell figyelembe venni. Ennek kiválasztásához a 13. táblázat lesz segítségül, amely a láncok biztonsági tényezőit a működés közbeni „tisztaság”, kenés gyakorisága és általánostól eltérő hőmérsékleti körülményekhez rendeli.[16]

Az RDF nem kimondottan koptató hatású, változó szemcseméretét alapul véve és a tényt, hogy hulladékról van szó, viszont tiszta szállítási körülményt nem fog nyújtani. Szélsőséges hőmérsékleti körülményeknek nem lesz a rendszer kitéve, ezért válasszuk a táblázatból a 16 szoros biztonsági tényezőt.

Ez az érték elsőre magasnak tűnhet, ám a 3.9-es pontban taglalt és előnyben részesített felületi nyomás értéknek határon belül tartásához ennek kell megfelelni a tapasztalat szerint.

A számítás tehát a következőképpen alakul ezek után:

𝐶𝑝 ∙ 16 = 49 419,488 [𝑁] ≅ 50 [𝑘𝑁]

Ennek értelmében az általunk választott FVR140-es típusú vonólánc biztonsági tekintetben jócskán megfelel. Valamint ennél akár három faktorral gyengébb szilárdságú láncot is választhatnánk a 5.2-es pont szerint.

A láncot viszont a láncsebességhez mérve, a szállítóképesség figyelembe vételével, valamint a lánc élettartamára méretezve választjuk, ezért az eddigi választásunkon nem változtatunk.

3.11 Hajtás kiválasztása

A szállítómozgáshoz szükséges teljesítmény megadásának lépése következik, mely alapján választhatjuk ki a hajtó motort, melyet a következő összefüggésben határoz meg a 3. melléklet:

𝐾 =𝐶𝑝 ∙ 𝑉

1000

17. egyenlet - Szükséges hatásteljesítmény [16]

Melyben a V értéke a 3.6-os pontban kiszámított 𝑣𝑟 = 0,613 [𝑚

𝑠] láncsebesség. Ezek

ismeretében végül a 𝐾 = 1,893 [𝑘𝑊] eredményre jutunk.

Következtetésképpen a kiválasztott hajtó motor névleges teljesítménye a 2-4 kW közötti tartományban kell legyen. Ennek megfelelően választhatjuk ki gyártói katalógus szerinti kínálat

| 41. oldal

alapján például az AT112A típusú villanymotor váltakozó áramú (AC) kivitelét, melyet a 14. táblázat tartalmaz.

24. ábra - Bolygóműves AC hajtómű

A kiválasztott hajtómű főbb paraméterei táblázatba foglalva:

Megnevezés Jel Érték Mértékegység

Teljesítmény 𝑃 4 [𝑘𝑊]

Kimenő fordulatszám 𝑛2 11,3 [1

𝑚𝑖𝑛]

Leadott nyomaték 𝑀2 3051 [𝑁𝑚]

Névleges terhelhetőség 𝑀2𝑛 3123 [𝑁𝑚]

Üzemtényező (𝑀2𝑛/𝑀2) 𝐹𝑠 1,02 −

Kihajtótengely átmérő 𝐷2 75 [𝑚𝑚]

Tömeg 𝑚 102 [𝑘𝑔]

A hajtóműről a nyomatékot a tengelyre a kereskedelmi ajánlás és gazdasági szem-

pontokból kifolyólag bolygómű segítségével visszük át, mely könyökös kialakítású kell legyen a helyigényt is figyelembe véve. Ennek képét összeszerelve végül a 24. ábra mutatja.

| 42. oldal

3.12 Pályaszakaszok ellenállásai

A láncra ható ellenállás meghatározására az egyes pályaszakaszokra külön ható erők kiszámítása az előnyben részesített módszer általában. Ez kimondottan fontos akkor, ha a láncot terhelő súly nem egyenletesen oszlik el a szállítópálya egészén vagy, ha a szállítópályán irányváltások, törések vannak kialakítva.[16]

Esetünkben nincsenek törések a szállítási irányban, a számítást viszont így is érdemes végig vinni.

25. ábra - Pályaszakaszok terhelései [5]

Az ábra szerint a pályán legnagyobb terhelést elszenvedő szakasz a 4-1. Ez a szakasz a hajtás oldalon található a lefutó ágban. Az egyes szakaszokra ható erőket a következőképpen számíthatjuk:

Az anyagot nem szállító ágra ható erő:

𝐹12 = 𝜇𝑙 ∙ 𝑞𝑙 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙.

18. egyenlet - Üres ágra ható erő [5]

Ahol 𝑞𝑙 = 𝑊𝑐 ∙ 𝑔 = 93,077 [𝑁

𝑚] a lánc folyómétersúlya, 𝜇𝑙 = 𝜇𝑐 = 0,12 a lánc és vezetéke

közötti súrlódás.

Az anyagot szállító ágra ható erő:

𝐹34 = (𝜇𝑣 ∙ 𝑞𝑎 + 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎 ∙ ℎ2 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 𝑞𝑙 ∙ 𝜇𝑙) ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙.

19. egyenlet - Szállító ágra ható erő [5]

Ahol 𝜇𝑣 = 0,404 az anyag és a vályú közötti súrlódás, 𝑞𝑎 = 𝑊𝑚 ∙ 𝑔 = 175,383 [𝑁

𝑚] az

anyag folyómétersúlya, 𝜇𝑙 = 𝜇𝑐,𝑃𝑃 = 0,3 a lánc és vezetéke közötti súrlódás.

Számítás után az értékek: 𝐹12 = 303,803 [𝑁]; 𝐹34 = 2951,74 [𝑁].

| 43. oldal

A láncra vonatkozó előfeszítő erőt a következő számítással kaphatjuk meg, mely tulajdonképpen a láncot terhelő legkisebb erőnek felel meg:

𝐹𝑓𝑒𝑠𝑧. = (𝐹12 + 𝐹34) ∙ 0,1 = 𝐹1

A húzóerő változása az 1-4 pontok között[5]:

𝐹1 = 0,1 ∙ (𝐹12 + 𝐹34) = 325,554 [𝑁]; 𝐹2 = 𝐹1 + 𝐹12 = 629,357 [𝑁]; 𝐹3 = 1,07 ∙ 𝐹2 = 673,412 [𝑁]; 𝐹4 = 𝐹3 + 𝐹34 = 3625,152 [𝑁]

Az ily módon kiszámított legnagyobb húzóerő tehát 𝐹4 = 3625,152 [𝑁] lesz, melynek a választott FVR140 típusú vonólánc terhelhetősége megfelel (140 [𝑘𝑁]).

3.13 Szilárdsági méretezés, ellenőrzés

3.13.1 Tengely méretezés és csapágyválasztás

3.13.1.1 Csapágyválasztás

Mivel a rédlert alkotó alkatrészek méretezésekor az egyik legfőbb szempont a gazda-ságosság, ezért a hajtó tengelyt nem munkáljuk lépcsősre. Helyette egy egyszerű húzott köracél előgyártmányból indulunk ki, melynek átmérőjét 75 mm-re szabja meg az előző pontban kiválasztott hajtás mérete (a húzott köracél termékekre h9-es alaktűrést ír elő a szabvány). Ez a rá szerelhető csapágyak méretét is meghatározza.

A csapágyat választhatjuk a megannyi gyártó által kínált katalógusokból, melyet az interneten könnyen elérhetünk. A gyártói választás essen pl. az NTN-SNR-re, melynek az online elérhető webáruházi felületén adjuk meg a kívánt adatainkat.

A csapágynak az általunk megadott az adatai a következők lesznek:

𝑑 = 75 [𝑚𝑚] – a tengelyátmérő.

Ház anyaga: szürkevas (gazdaságosabb)

Rögzítés módja: hernyócsavar (gazdaságosabb, mint a központosító tárcsa)

Az így kapott 37 találat közül[17] válasszuk a UCF.315 típust, melynek a csapágyház kialakítása leegyszerűsíti a függőleges oldalfalhoz való szerelést, a házban a golyóscsapágy mindkét oldalról tömítőgyűrűkkel ellátott. Ez egy erősített kivitel, így a dinamikus alapterhelés értéke magasabb.

A választott csapágy adatai tehát ezek lesznek:

Méret Érték (mm)

𝐵 82

𝐴2 50

𝑑 75

𝑠1 41

𝑆 32

| 44. oldal

Megnevezés Jel Érték Mértékegység

Dinamikus alapterhelés 𝐶 113,36 [𝑘𝑁]

Statikus alapterhelés 𝐶0 76,8 [𝑘𝑁]

Működési hőmérséklet 𝑇𝑚𝑖𝑛. 𝑇𝑚𝑎𝑥.⁄ −20 100⁄ [𝐶°]

26. ábra - UCF sorozatú csapágy ábrája [17]

A csapágy kiválasztása után határozzuk meg a tengely hosszát.

A hajtómű szorítóhüvelyébe a tengelyt 70 mm hosszon lehet beszerelni. Legyen a bolygómű és a „B” csapágy között 10 mm a hézag. A csapágy a csapágyházzal együtt összesen 89 mm. A rédler belső vályúszélessége 330 mm. A váz lemezvastagsága 6 mm, melyen a csapágyat támasztó lemez vastagsága 15 mm. Az „A” oldali csapágynál 5 mm ráhagyást hagyunk. Ezek után összeadhatjuk a hosszokat:

70 + 10 + 2 ∙ 89 + 2 ∙ (6 + 15) + 330 + 5 [𝑚𝑚] = 635 [𝑚𝑚]

Ekkora tengelyre lesz tehát szükségünk. Ezek alapján a tengelyt és a csapágyazást az alábbi ábrán feltüntetett módon szerkeszthetjük meg.

| 45. oldal

27. ábra - A tengelyt terhelő erők

A fenti ábra a tengelyt terhelő erőket ábrázolja. Részletesebben a tengelyt a két csapágyról ható támasztóerő (𝐹𝑎/𝑏), a lánckerékről (és a lánc egy részéről) ható súlyerő (𝐺), a tengely

végére rögzített hajtómű súlya (𝐹𝑟) és egy forgatónyomaték terheli (𝑀).

A nyomaték-egyensúlyi egyenletet felírva erre az esetre kiszámíthatók a támasztóerők:

𝑀𝑏 = 0 = 𝐹𝑎 ∙ 2 ∙ 0,224[𝑚] − 𝐺 ∙ 0,224[𝑚] + 𝐹𝑟 ∙ 0,094[𝑚] 20. egyenlet - Nyomatéki egyenlet „B” csapágyhelyre

𝑀𝑎 = 0 = 𝐺 ∙ 0,224[𝑚] − 𝐹𝑏 ∙ 2 ∙ 0,224[𝑚] + 𝐹𝑟 ∙ (2 ∙ 0,224 + 0,094)[𝑚] 21. egyenlet - Nyomatéki egyenlet „A” csapágyhelyre

A fenti egyenletekből hiányzó erők meghatározása:

𝐹𝑟 = 102[𝑘𝑔] ∙ 9,81 [𝑚

𝑠2] = 1000,62 [𝑁],

𝐺 = (35 + 14 ∙5

11) [𝑘𝑔] ∙ 9,81 [

𝑚

𝑠2] = 405,777 [𝑁]

A kapott eredményeket ezután visszahelyettesítve a fenti egyensúlyi egyenletekbe a következő eredményekre jutunk:

𝐹𝑎 = −7,063 [𝑁]; 𝐹𝑏 = 1413,46 [𝑁]

Ebből megállapítható, hogy a tengelyre ható terhelést szinte teljes egészében a B oldali csapágynak kell elviselnie. Ennek függvényében kiszámítható a csapágy élettartama:

| 46. oldal

𝐿10 = (𝐶

𝑃)

𝑝

22. egyenlet - Csapágyak élettartama millió körülfordulásban [26]

Esetünkben 𝑃 = 𝐹𝑏 és 𝑝 = 3 golyóscsapágyakra nézve. Ezért: 𝐿10 = 515 856,543 millió körülfordulás lesz a csapágy élettartama, melyet üzemórában a következőképp kapunk meg:

𝐿10ℎ =106

60 ∙ 𝑛∙ 𝐿10

23. egyenlet - Csapágyak élettartama üzemórában [26]

A kimenő fordulatszám: 𝑛 = 𝑛2 = 11,3 [1

𝑚𝑖𝑛] lesz. Tehát: 𝐿10ℎ = 760 850 358,4 [ℎ].

Következtetésképp a csapágy a célra megfelel, akár gyengébb kivitelű csapágyat is választ-hatnánk.

3.13.1.2 Tengely ellenőrzése feszültségcsúcsra

A tengely feszültségcsúcsának meghatározására használjuk a Solid Edge 2020-as verziójának a beépített szimulációs modulját, amely egy végeselemes-módszer alapján számítja ki a megadott test elmozdulását, deformációját és a rá ható feszültségek értékeit.

A 27. ábra képén feltüntetett terheléseket megadva ellenőrizzük a tengelyt. Megoldás után az eredmény a következő:

28. ábra - Tengelyt terhelő feszültség eloszlása

Eredménykomponens: Von Mises

Kiterjedés Érték X Y Z

Minimum 3,07 MPa -0,000 mm -0,000 mm 303,520 mm

Maximum 111 MPa -35,500 mm -0,000 mm 317,500 mm

| 47. oldal

Az eredmények lineáris statika térfogati feszültségértékeit mutatja. Ez alapján a tengelyt terhelő maximális feszültség 111 [𝑀𝑃𝑎] lesz, mely az A csapágyhely bizonyos pontjain hat. A tengely anyagminőségére megadott S235JR esetében ez kisebb, mint a megengedhető 𝜎𝑚𝑒𝑔. =

235 [𝑀𝑃𝑎]. A tengely így megfelel.

3.13.2 Lánckerék méretezése és ellenőrzése

A lánckerék méreteit a kiválasztott lánchoz képest választottuk meg a 3.5.2-es pontban. Az ez alapján választott lánckerék típuson a saját igényeinknek megfelelő módon kell változtatnunk. A lánckereket a DIN 8561-es szabvány szerinti paraméterek alapján kell megterveznünk, melyre adatokat a 15. táblázat tartalmaz. Válasszuk innen az FV140 típushoz és 160 mm-es osztáshoz tartozó értékeket.

A tapasztalat szerint viszont a fogárok szélességén növelni kell, mivel ide a lánc a szállított anyagot képes bepréselni, ezzel annak betapadását okozva. Az ily módon egyre gyűlő anyag miatt a lánc képes befeszülni vagy lejárni a kerékről, így megállítva a rendszert. Esetünkben a fogárok 50 mm-re való növelésével ez elkerülhető amellett, hogy ez a fogszélességet számottevően rontaná.

A lánckerék végleges műhelyrajza tehát a következőképpen alakul:

29. ábra - Rédler lánckerék műhelyrajza

A kerék további paramétereit tekintve a fejkör 431 mm-re, a lábkör 392,3 mm átmérőre, a fogvastagság 32 mm-re adódik.

A fejkör értékére a táblázat szerinti O oszlopból választunk, mivel ez a görgő nélküli láncokra érvényes méreteket tartalmazza.

| 48. oldal

Gazdasági szempontokat szem előtt tartva a lánckerék hegesztett aggyal készül, melynek méreteit szintén meg kell határozni. Az agy méreteit a tengelyre való rögzítés módja határozza meg. A tengely megmunkálásának elkerülése érdekében nem alkalmazunk reteszkötést. Helyette kúpos szorítóhüvely által lesz rögzítve a lánckerék, melyeket a 16. táblázat alapján választhatunk.

A választott tengely átmérő alapján a szorítóhüvely méretei a 75x115 mm lesznek, így a lánckerék agy belső átmérője 115 mm kell legyen, melyet elégséges egy H8 tűréssel ellátnunk a pontosabb illesztés eléréséhez. Gyártási szempontból a furatot méretre munkálni viszont csak a hegesztés után szabad a központosság figyelembe vételével, nyers méretnek elegendő a 113 mm átmérő az agy előgyártmányra (a húzott köracélok mérettűrése h9, melyből a tengely készül).

Az agy belső és külső átmérője által meghatározott anyagvastagságnak ellen kell állnia a fellépő felületi nyomás kiváltotta feszültségnek, ezért az agy külső átmérőjét ezzel a feltétellel kell megadni. Ennek számítására használjuk fel a 6. melléklet ajánlását.

Eszerint:

𝐷𝑀 ≥ 𝐷 ∙ 𝐾 24. egyenlet - Agy minimális külső átmérője [18]

Ahol:

𝐾 = √𝜎02 + (𝐶 ∙ 𝑃𝑛)

𝜎02 − (𝐶 ∙ 𝑃𝑛)

25. egyenlet - Agyvastagság tényező [18]

Anyagminőségnek válasszuk az S355J0 jelölésű acélt, a nagyobb folyáshatár miatt hegesztéshez nem kell előmelegítés. Így a fenti képletekben szereplő tagok a következőképpen alakulnak:

Megnevezés Jel Érték Mértékegység

Folyáshatár 𝜎02 355 [𝑀𝑃𝑎]

Hossztényező 𝐶 1 −

Felületi nyomás 𝑃𝑛 123 [𝑀𝑃𝑎]

Szorítóhüvely külső átmérője 𝐷 115 [𝑚𝑚]

A fenti értékeket a 16. táblázat alapján választjuk. Ezután az anyagvastagság tényezőjére 𝐾 = 1,435 eredményre jutunk, melyből ezután 𝐷𝑀 ≥ 165,03 [𝑚𝑚]-t határozhatunk meg a lánckerék agy külső átmérőjének minimális értékére.

A választott átmérő tehát: 𝐷𝑀 = 175 [𝑚𝑚].

A fogakat terhelő erőt a következőképpen számíthatjuk ki:

| 49. oldal

𝐹𝑘𝑒𝑟. =𝑀2

𝐷0 2⁄= 14594,595 [𝑁]

Ez egy összesített érték, melyet fel kell osztani annyi részre, ahány fog egyszerre kapcsolódik a lánchoz. Ezeknek a száma négy lesz üzemi állapotban, így:

𝐹𝑘𝑒𝑟. = 3648,649 [𝑁]/𝑓𝑜𝑔

A fogakra ható erők feszültségcsúcsának meghatározására használjuk a Solid Edge 2020-as verziójának a beépített szimulációs modulját, amely egy végeselemes-módszer alapján számítja ki a megadott test elmozdulását, deformációját és a rá ható feszültségek értékeit.

Az általunk megadott testek a lánckerék és a lánckerék agy lesz, melyek között egy „ragasztott” felületet adunk meg, ezzel szimulálva, hogy ezen alkatrészek hegesztett szerkezetként léteznek.

Ezután négy egymást követő fogon, a fogárok egyik (de mindegyiken azonos) oldalán felveszünk egy-egy erőt, melyekre az 𝐹𝑘𝑒𝑟. = 3648,649 [𝑁] értéket adjuk meg. Miután a lánckerék agy furatát kényszerrel lekötjük, elvégezhető a számítás, melynek eredménye vizualizálva a következő lesz:

30. ábra - Lánckerék deformációja (bal), lánckerékre ható feszültségek (jobb)

A számított eredmények a következőképpen alakulnak:

Eredménykomponens: Von Mises

Kiterjedés Érték X Y Z

Minimum 0,00287 MPa -174,317 mm 126,703 mm 6,000 mm

Maximum 18,4 MPa 25,924 mm -83,571 mm -16,000 mm

Eredménykomponens: teljes elmozdulás

Kiterjedés Érték X Y Z

Minimum 0 mm 0,000 mm 57,500 mm 0,000 mm

Maximum 0,00447 mm 119,346 mm -176,166 mm -10,479 mm

| 50. oldal

A deformáció maximális értéke 0,00447 [𝑚𝑚] lesz, a testre ható maximális feszültségi

érték pedig 18,4 [𝑀𝑃𝑎], mely nem éri el az S355J0 anyagminőség által megengedett 𝜎𝑚𝑒𝑔. =

355 [𝑀𝑃𝑎] értéket. Ezek alapján a lánckerék feszültségcsúcsra és deformációra is megfelel.

3.13.3 Hajtómű rögzítésének ellenőrzése

A rédler hajtásegység oldalán a hajtóművet egy kikötőkar segítségével rögzítjük a vázhoz, mely a bolygóműre szerelve kapcsolódik (24. ábra). Bár a hajtómű a tengelyre rögzítve működik, a hajtómű kikötőkarja és a váz közötti kapcsolatot egy erre a célra kialakított elem végzi, melyet az alábbi ábra mutat.

31. ábra - Hajtómű rögzítése

A kikötőkaron lévő 35 mm átmérőjű furat a gyártó által megszabott tűréssel készül, ezen keresztül egy hozzá illesztett menetes csapot alakíthatunk ki.

Szintén a Solid Edge szimulációs modulját alkalmazva ellenőrizhetjük a hegesztett elemet a terhelés elviselésére.

A hajtóműről átadott nyomaték a csap illesztésénél egy „felfelé” mutató erőként fog hatni (gyakorlatilag a forgás irányával megegyező irányba), melynek értéke:

𝐹 =𝑀2

0,35 [𝑚]= 8717,143 [𝑁]

Ahol 0,35[𝑚] a kikötőkar hossza a tengely középvonalától a szerelőfurat közepéig. A testek hegesztett szerkezetként lesznek jellemezve, mely egy alaplemezen kialakított furatsoron kerül rögzítésre. A terhelés felvétele után a következő eredményt kapjuk:

| 51. oldal

32. ábra - Hajtómű rögzítő elem deformációja (bal), fellépő feszültség eloszlása (jobb)

Eredménykomponens: teljes elmozdulás

Kiterjedés Érték X Y Z

Minimum 0 mm -199,500 mm -0,000 mm 0,000 mm

Maximum 0,768 mm -387,000 mm -30,000 mm -40,000 mm

Eredménykomponens: Von Mises

Kiterjedés Érték X Y Z

Minimum 0,00943 MPa 157,000 mm 42,943 mm 11,000 mm

Maximum 789 MPa -337,000 mm 46,695 mm 10,000 mm

A megoldás után a deformáció maximális értékére 0,768 [𝑚𝑚]-t kapunk, a szerkezetre

ható feszültség maximális értéke 789 [𝑀𝑃𝑎]. A deformáció elfogadható tartományba esik, a feszültség értéke viszont jóval a megengedhető 𝜎𝑚𝑒𝑔. = 235 [𝑀𝑃𝑎] felett van.

A színskála szerinti értékek zöme a teljes térfogatra nézve a megfelelő tartományba esik, a kiugró értékek két-két kritikus ponton koncentrálódnak, melyet az alábbi ábra mutat:

33. ábra - Hajtómű rögzítő feszültséggyűjtő helyei

Ezeken a feszültséggyűjtő pontokon a hegesztési varratokat körültekintően kell kialakítani, ellenkező esetben a konstrukción kell változtatni. A folyamatos igénybevétel az anyag töréséhez vezet, így további ellenőrzésre lesz szükség.

| 52. oldal

3.13.4 Feszítés méretezése és ellenőrzése

A vonólánc előfeszítését menetes orsó végzi, melyre ebből kifolyólag egy húzófeszültség hat. Az orsó Tr20x4-es trapézmenettel készült, anyagminőségét tekintve nemesített C45, szakítószilárdság: 𝑅𝑒𝐻 = 490 [𝑀𝑃𝑎].

34. ábra - Feszítés ábrázolása

Az ábrából kiderül, hogy az alkalmazott anyák száma négy, melyekből húzásra kitett kettő. Az összes érintkező menet száma tehát:

𝑧 =2 ∙ 30 [𝑚𝑚]

𝑝= 15

A felületi nyomás megengedhető értékére adjunk meg egy 𝑝𝑚𝑒𝑔 = 17,5 [𝑀𝑃𝑎] értéket.

Ebből meghatározhatjuk a terhelhetőséget felületi nyomásra a következő módon:

𝐹𝑡,𝑓𝑒𝑙. = 𝑝𝑚𝑒𝑔 ∙ 𝐴 ∙ 𝑧

26. egyenlet - Orsó terhelhetősége felületi nyomásra [27]

A fenti képletben szereplő A tag a terhelést felvevő menetfelülettel azonos:

𝐴 = 𝜋𝑑2 − 𝐷1

2

4= 108,039 [𝑚𝑚2]

Ahol d a névleges átmérő (20 mm), D1 pedig az anya magátmérője (16,2 mm). Az egyenletbe visszahelyettesítve tehát:

𝐹𝑡,𝑓𝑒𝑙. = 28360,238 [𝑁]

Ezután felírható az orsót terhelhető húzófeszültség, melyet nyomaték nem terhel:

𝜎ℎ =𝐹𝑡

𝑑32 ∙ 𝜋4

= 𝜎𝑟𝑒𝑑

27. egyenlet - Orsót terhelhető húzófeszültség [27]

Ahol a d3 értéke az orsó magátmérője (15,5 mm), 𝐹𝑡 = 𝐹𝑓𝑒𝑠𝑧. = 𝐹1 = 325.554 [𝑁]. Így:

𝜎ℎ = 1,725 [𝑀𝑃𝑎]

| 53. oldal

𝜎ℎ ≤ 𝜎𝑚𝑒𝑔 =𝑅𝑒ℎ

𝑛= 163, 3̇ [𝑀𝑃𝑎], ahol 𝑛 = 3 a választott biztonsági tényező.

Mivel a szerkezetet két orsó is feszíti és a 3.12-es pontban meghatározott előfeszítő erő csupán 𝐹𝑓𝑒𝑠𝑧. = 325,554 [𝑁], így az orsó megfelel.

4 Összegzés

4.1 Végleges szerkezeti elemek részletezése

A komplett rédler három főbb szerkezeti egységre bontható. A hajtásegység, mely a hajtótengelyt és hajtóművet tartalmazza a szerkezet azon végén, ahol az anyag elhagyja a szállítópályát. A feszítőegység, melyre a vonólánc megfelelő feszítéséhez van szükség, amely a szerkezet ellenkező végén helyezkedik el és a szállítandó anyag is itt kerül beadásra. Valamint a két véget összekötő pályát alkotó vázelemek, melyben a vonólánc az anyagot szállítja.

4.1.1 A hajtásegység elemei

35. ábra - A hajtásegység elemei

A hajtásegység főbb elemeit tekintve:

Hajtó tengely – anyag: S235JR; hossz: 635 mm; átmérő: 75 mm

Csapágyegységek: UCF.315; mélyhornyú golyóscsapágy; tömítőgyűrűkkel; hernyócsavaros rögzítés; öntött szürkevas ház; kenés: zsír, üzemi hőm.: -20-100 °C

Hajtómű: AT112A AC; teljesítmény: 4kW; fordulatszám: 11,3 1/min

Nyomatékátvitel: EXB 303 típusú bolygómű

| 54. oldal

Hajtómű rögzítése: menetes csappal; átmérő: 35 mm

Lánckerék hegesztett aggyal; osztókör átmérő: 418,1 mm; anyag: S355J0

TLK 130 típusú szorítóhüvely a kerék rögzítéséhez

Ellenőrző ablak a karbantartás megkönnyítésére

Váz: anyag: S235JR; jellemző lemezvastagság: 5-6 mm

4.1.2 A feszítőegység elemei

36. ábra - A feszítőegység elemei

A feszítőegység főbb elemeit tekintve:

Feszítő tengely – anyag: S235JR; hossz: 565 mm; átmérő: 75 mm

Csapágyegységek: UCF.315; mélyhornyú golyóscsapágy; tömítőgyűrűkkel; hernyócsavaros rögzítés; öntött szürkevas ház; kenés: zsír, üzemi hőm.: -20-100 °C

Lánckerék hegesztett aggyal; osztókör átmérő: 418,1 mm; anyag: S355J0

TLK 130 típusú szorítóhüvely a kerék rögzítéséhez

Induktív mozgásérzékelő a működés ellenőrzéséhez

2 db Tr20x4 feszítőorsó; nemesített C45; 4-4 db feszítőanya

Elválasztó lemez az anyag visszahordása ellen

Ellenőrző ablak a karbantartás megkönnyítésére

Váz: anyag: S235JR; jellemző lemezvastagság: 5-6 mm

| 55. oldal

A 3.5.2-es pontban említett visszaterelő tárcsa helyett itt a feszítő oldalon is lánckerék kerül beépítésre. Ilyen tárcsa alkalmazása a lánc pontosabb megvezetését igényelné, esetünkben a szállított anyag változó halmazsűrűsége és ingadozó nedvességtartalma miatt ez a bizton-ságosabb megoldás.

4.1.3 A vázszakasz elemei

37. ábra - Közbenső vázszakasz elemei

A közbenső vázszakasz főbb elemeit tekintve:

Váz: anyag: S235JR; jellemző lemezvastagság: 5-6 mm

Cserélhető fenéklemez a kopás figyelembe vételével; lemezvastagság 6 mm

Láncvezető lemezek a szakasz két oldalán a lánc felemelkedése ellen, melyet a lánc és a fenéklemez között felgyülemlő anyag okozhat

Láncvezető görgők a lánc visszatérő ágának vezetéséhez és annak túlzott lehajlásának kiküszöbölésére; anyag: PE-UHMW (Solidur 1000)

| 56. oldal

4.2 Berendezés látványterve

38. ábra - Hajtásegység (bal), feszítőegység (jobb)

39. ábra - Hajtásegység (bal), feszítőegység (jobb) metszeti képei

40. ábra - Teljes rédler látványterve

| 57. oldal

4.3 Summary

The subject of this thesis is the design of a certain type of conveyor provided with the suitability of conveying RDF (Refuse Derived Fuel) with specified carrying capacity in mind. The idea is to design the conveyor to meet the needs not only to the task but to be an integral part of a whole system framed by the costumer beforehand.

The costumer, namely Star Power Kft. is a company in the line of waste management. The company turns solid waste to electrical energy by incineration The main source of fuel for their waste-to-power plant are various types of rubber scrap. While burning the rubber provides unbalanced rates of heat energy because the exact material composiotion is homogeneous and because the individual size of the rubber scrap chunks are varying greatly. Because of this the need for filling the „gaps” when the temperature of the furnace is in a lower state, arise.

The idea is to fill these undiserable „valleys” with providing another type of fuel, RDF.

Due to the various regulations surrounding waste treatment, the company needs to measure the amount of RDF shipped and stored on their property and also the amount they used up from the RDF they stored for energy generation. This commands a whole system of machinery for the RDF to be conveyed before incineration.

One part of this system will be a type of conveyor which will carry the material from a daily storage unit to a feeding silo.The conveyor needs to carry the amount of material it gets fed by a feeding screw conveyor from the daily storage unit. Therefore the process of the design needs to start with the determination of the output of the feeder screw (2.7). This is the amount the conveyor needs to carry by ton.

Afterwards the lenght of the supply needed to be determined by the locations and requerements of the other machinery the system consists of. This gets done in 3.1.

Using a designing methodology we can allocate the type of conveyor that would be best suitable for the needs of the assignment. The result of this is in point 3.3.4, where it is determined that the best option will be a drag chain conveyor. On this point forward we need to carefully calculate every aspect involved by a set of guidelines.

Then we need to proceed to find the type of chain we want to use for the task. This is done by comparing carrying volume with chain speed in 3.5. As this is done we continue by assessing the „terms of carrying” which there are two (3.8). We need to calculate the chain pull force if we want to verify our choice of chain (3.10).

Once the chain is verified we can continue by determining the forces operating on each section in point 3.12.

Then we can verify the various elements of the designed conveyor by the pricipals of applied mechanics and statics using finite element methods employed by the latest Solid Edge 2020 software and our knowledge on these subjects.

The thesis ends with the complete design of a drag chain conveyor.

| 58. oldal

5 Függelék

5.1 Táblázatok

1. táblázat - RDF anyagtulajdonságok [28]

2. táblázat - Vízszintes szállítócsigák jellemző paraméterei [4]

3. táblázat - Ajánlott töltési tényezők szállítócsigáknál [4]

| 59. oldal

4. táblázat - Ömlesztett anyagok jellemző paraméterei [4]

| 60. oldal

5. táblázat - Rézsűszögek kísérleti értékei [9]

6. táblázat – Vonóláncok jellemző méretei [5]

7. táblázat - Lánckerekek jellemző méretei [5]

8. táblázat - Visszaterelő kerekek jellemző méretei [5]

| 61. oldal

9. táblázat - Anyagvisszamaradási tényező jellemző értékei [5]

10. táblázat - Emelkedő irányú szállítás csökkentő tényezője [7]

11. táblázat - Kínált vonóláncok paraméterei (Renold katalógus) [19]

12. táblázat - Vonóláncok gördülési együtthatói (Renold katalógus) [19]

| 62. oldal

13. táblázat - Vonóláncok biztonsági tényezői tisztaság, kenés és hőmérséklet függvényében (Renold katalógus) [16]

| 63. oldal

14. táblázat - Villanymotorok kínálati táblázata (Nerimotori katalógus) [20]

| 64. oldal

15. táblázat - Szabványos lánckerék paraméterek (Bogaert Transmission katalógus) [21]

| 65. oldal

16. táblázat - Kúpos szorítóhüvelyek paraméterei (Rexnord katalógus) [18]

| 66. oldal

5.2 Mellékletek

1. melléklet - Kiegészítő elemek hevederes láncokhoz (Renold katalógus) [16]

| 67. oldal

2. melléklet - FVR sorozatú, DIN 8561 szabványú láncok (Agria-Lánc Kft. katalógus) [22]

| 68. oldal

3. melléklet - Láncos szállító elrendezések (Renold katalógus) [16]

| 69. oldal

4. melléklet - Húzóerő számításához szükséges tagok (Renold katalógus) [16]

| 70. oldal

5. melléklet - Polimerek súrlódási együtthatója acélon [23]

| 71. oldal

6. melléklet - Lánckerék agy külső átmérője (Rexnord katalógus) [18]

| 72. oldal

5.3 Számítások

2. egyenlet – Csigalevél névleges átmérője [4]:

𝐷 = √(240 ∙ 𝑄𝑐𝑠

3,6 ∙ 𝜋 ∙ (𝑠𝐷

) ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑)

2

∙𝜇2

2 ∙ 𝑔 ∙ 9,552 ∙ [cos 𝛿 ∙ √𝜇22 + 1 + sin 𝛿 ∙ 𝑡𝑔(𝛼 + 𝜌)]

5

=

= √(240 ∙ 21,859 [

𝑡ℎ

]

3,6 ∙ 𝜋 ∙ (0,8) ∙ 275 [𝑘𝑔𝑚2] ∙ 1

)

2

∙0,404

2 ∙ 9,81 [𝑚𝑠2] ∙ 9,552 ∙ [cos 0° ∙ √0,4042 + 1 + sin 0° ∙ 𝑡𝑔(14,29° + 22°)]

=

5

= 0,248 [𝑚]

3. egyenlet – Csiga minimális fordulatszáma [4]:

𝑛𝑚𝑖𝑛 =4 ∙ 60 ∙ 𝑄𝑐𝑠

3,6 ∙ 𝐷2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑠 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑=

4 ∙ 60 ∙ 21,859 [𝑡ℎ

]

3,6 ∙ 0,252[𝑚] ∙ 𝜋 ∙ 0,2[𝑚] ∙ 275 [𝑘𝑔𝑚2] ∙ 1

= 129,131 [1

𝑚𝑖𝑛]

4. egyenlet - Csiga maximális fordulatszáma [4]:

𝑛𝑚𝑎𝑥 ≤ 9,55 ∙ √2 ∙ 𝑔

𝜇2 ∙ 𝐷∙ [cos 𝛿 ∙ √𝜇2

2 + 1 + sin 𝛿 ∙ tg(𝛼 + 𝜌)] =

= 9,55 ∙ √2 ∙ 9,81 [

𝑚𝑠2]

0,404 ∙ 0,252[𝑚]∙ [cos 0° ∙ √0,4042 + 1 + sin 0° ∙ tg(14,29° + 22°)] = 138,262 [

1

𝑚𝑖𝑛]

1. egyenlet – Szállítócsiga szállítóképessége [4]:

𝑄𝑐𝑠 𝑡é𝑛𝑦𝑙. = 3,6𝐷2𝜋

4∙

𝑠𝑣á𝑙𝑡. ∙ 𝑛

60∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝜑 = 3,6

0,252[𝑚]𝜋

4∙

0,209[𝑚] ∙ 135 [1

𝑚𝑖𝑛]

60∙ 275 [

𝑘𝑔

𝑚2] ∙ 1 = 22,877 [

𝑡

ℎ]

6. egyenlet - Rédler hajtó tengely fordulatszáma [5]:

𝑛 =𝑣𝑟

𝜋 ∙ 𝐷0

=0,613 [

𝑚𝑠

]

𝜋 ∙ 0,4181[𝑚]= 0,467 [

1

𝑠] = 28 [

1

𝑚𝑖𝑛]

7. egyenlet - Maximálisan megengedett rétegmagasság [5]:

ℎ1 𝑚𝑎𝑥 =1

4𝜇𝑖

(√8𝑖 ∙ 𝑏 ∙ 𝜇𝑖

2 ∙ 𝑖2 ∙ 𝑘𝑎 ∙ 𝜇𝑣

𝑘𝑎 ∙ 𝜇𝑣

− 𝑖) =

=1

4 ∙ 0,81(√

8 ∙ 0,32[𝑚] ∙ 0,33[𝑚] ∙ 0,81[𝑚]2 ∙ 0,32[𝑚]2 ∙ 0,228 ∙ 0,404

0,228 ∙ 0,404− 0,32[𝑚]) =

= 0,42[𝑚]

8. egyenlet - Minimális megengedett láncosztás [5]:

𝑖𝑚𝑖𝑛 =2𝜇𝑖 ∙ 𝜇𝑣 ∙ ℎ1

2 ∙ 𝑘𝑎

𝜇𝑖 ∙ 𝑏 − ℎ1 ∙ 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎

=2 ∙ 0,81 ∙ 0,404 ∙ 0,153[𝑚]2 ∙ 0,228

0,81 ∙ 0,33[𝑚] − 0,153[𝑚] ∙ 0,404 ∙ 0,228= 0,0138 [𝑚]

| 73. oldal

9. egyenlet - Maximális megengedett láncosztás [5]:

𝑖𝑚𝑎𝑥 =ℎ2 ∙ 𝑡𝑔휀 ∙ 𝑏

2𝜇𝑣 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔∙

ℎ2 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2ℎ1 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 2𝜎𝑖

ℎ12 ∙ 𝑘𝑎 + ℎ ∙ 𝑏

=

=0,045[𝑚] ∙ 4,395 ∙ 0,33[𝑚]

2 ∙ 0,404 ∙ 275 [𝑘𝑔𝑚2] ∙ 9,81 [

𝑚𝑠2]

∙

∙0,045[𝑚] ∙ 275 [

𝑘𝑔𝑚2] ∙ 9,81 [

𝑚𝑠2] + 2 ∙ 0,153[𝑚] ∙ 275 [

𝑘𝑔𝑚2] ∙ 9,81 [

𝑚𝑠2] + 2 ∙ 7,193[𝑃𝑎]

0,153[𝑚]2 ∙ 0,228 + 0,198[𝑚] ∙ 0,33[𝑚]=

= 0,388 [𝑚]

14. egyenlet - Lánc húzóerő egyenlete [16]:

𝐶𝑝 = 𝑔 ∙ 𝐿 ∙ [(𝑊𝑐 ∙ 𝜇𝑠2) + (𝑊𝑚 ∙ 𝜇𝑠𝑚)] + 𝑃𝐵 + 𝑋 =

= 9,81 [𝑚

𝑠2] ∙ 27,2[𝑚] ∙ [(9,488[𝑘𝑔] ∙ 0,76) + (17,878[𝑘𝑔] ∙ 0,404)] + 1002,554[𝑁] + 239,928[𝑁] =

= 3088,718[𝑁]

15. egyenlet - Feszítővég oldali húzóerő [16]:

𝑃𝐵 = 𝑔 ∙ 𝑊𝑐 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. ∙ 𝜇𝑠1 = 9,81 [𝑚

𝑠2] ∙ 9,488[𝑘𝑔] ∙ 27,2[𝑚] ∙ 0,396 = 1002,554[𝑁]

16. egyenlet - Többlet húzóerő számítása [16]:

𝑋 = 2,25 ∙ 104 ∙ 𝐺 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. ∙ 𝐻2 = 2,25 ∙ 104 ∙ 0,01 ∙ 27,2[𝑚] ∙ 0,198[𝑚]2 = 239,928[𝑁]

17. egyenlet - Szükséges hatásteljesítmény [16]:

𝐾 =𝐶𝑝 ∙ 𝑉

1000 =

3088,718[𝑁] ∙ 0,613 [𝑚𝑠

]

1000= 1,893 [𝑘𝑊]

18. egyenlet - Üres ágra ható erő [5]:

𝐹12 = 𝜇𝑙 ∙ 𝑞𝑙 ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. = 0,12 ∙ 93,077[𝑁] ∙ 27,2[𝑚] = 303,803[𝑁]

19. egyenlet - Szállító ágra ható erő [5]:

𝐹34 = (𝜇𝑣 ∙ 𝑞𝑎 + 𝜇𝑣 ∙ 𝑘𝑎 ∙ ℎ2 ∙ 𝜌𝑎 ∙ 𝑔 + 𝑞𝑙 ∙ 𝜇𝑙) ∙ 𝐿𝑟,𝑣é𝑔𝑙. =

= (0,404 ∙ 175,383[𝑁] + 0,404 ∙ 0,228 ∙ 0,198[𝑚]2 ∙ 275 [𝑘𝑔

𝑚2] ∙ 9,81 [

𝑚

𝑠2] + 93,077[𝑁] ∙ 0,3) ∙ 27,2[𝑚] =

= 2951,74[𝑁]

20. egyenlet - Nyomatéki egyenlet „B” csapágyhelyre

𝐹𝑎 =𝐺 ∙ 0,224[𝑚] − 𝐹𝑟 ∙ 0,094[𝑚]

2 ∙ 0,224[𝑚]=

405,777[𝑁] ∙ 0,224[𝑚] − 1000,62[𝑁] ∙ 0,094[𝑚]

2 ∙ 0,224[𝑚]= −7,063 [𝑁]

| 74. oldal

21. egyenlet - Nyomatéki egyenlet „A” csapágyhelyre:

𝐹𝑏 =𝐺 ∙ 0,224[𝑚] + 𝐹𝑟 ∙ (2 ∙ 0,224 + 0,094)[𝑚]

2 ∙ 0,224[𝑚]=

=405,777[𝑁] ∙ 0,224[𝑚] + 1000,62[𝑁] ∙ (2 ∙ 0,224 + 0,094)[𝑚]

2 ∙ 0,224[𝑚]=

= 1413,46[𝑁]

22. egyenlet - Csapágyak élettartama millió körülfordulásban [26]:

𝐿10 = (𝐶

𝑃)

𝑝

= (113 360[𝑁]

1413,46[𝑁])

3

= 515 856,543

23. egyenlet - Csapágyak élettartama üzemórában [26]:

𝐿10ℎ =106

60 ∙ 𝑛∙ 𝐿10 =

106

60 ∙ 11,3 [1

𝑚𝑖𝑛]

∙ 515 856,543 = 760 850 358,4 [ℎ]

24. egyenlet - Agy minimális külső átmérője [18]:

𝐷𝑀 ≥ 𝐷 ∙ 𝐾 = 0,115[𝑚] ∙ 1,435 = 165,03[𝑚]

25. egyenlet - Agyvastagság tényező [18]:

𝐾 = √𝜎02 + (𝐶 ∙ 𝑃𝑛)

𝜎02 − (𝐶 ∙ 𝑃𝑛)= √

355[𝑀𝑃𝑎] + (1 ∙ 123[𝑀𝑃𝑎])

355[𝑀𝑃𝑎] − (1 ∙ 123[𝑀𝑃𝑎])= 1,435

26. egyenlet - Orsó terhelhetősége felületi nyomásra [27]:

𝐹𝑡,𝑓𝑒𝑙. = 𝑝𝑚𝑒𝑔 ∙ 𝐴 ∙ 𝑧 = 17,5[𝑀𝑃𝑎] ∙ 108,039[𝑚𝑚2] ∙ 15 = 28 360,238[𝑁]

27. egyenlet - Orsót terhelhető húzófeszültség [27]:

𝜎ℎ =𝐹𝑡

𝑑32 ∙ 𝜋4

=325,554[𝑁]

15,5[𝑚𝑚]2 ∙ 𝜋4

= 1,725[𝑀𝑃𝑎] ≤ 𝜎𝑚𝑒𝑔 =𝑅𝑒ℎ

𝑛=

490[𝑀𝑃𝑎]

3= 163, 3̇ [𝑀𝑃𝑎]

| 75. oldal

6 Forrásjegyzék

[1] Dr. Juhász György, Dr. Hagymássy Zoltán, Dr. Battáné Dr. Gindert-Kele Ágnes - MEZŐGAZDASÁGI ÉS ÉLELMISZERIPARI GÉPEK, 2015.

[2] Kaszáné Dr. Kiss Magdolna – Hulladékgazdálkodás, 2013.

[3] 1914 Star Power Kft. építész-technológiai műleírás, 2019.

[4] Dr. Benkő János, Nagy Zita – Tervezési segédlet szállítócsigákhoz, 2013.

[5] Dr. Benkő János, Nagy Zita – Tervezési segédlet rédlerekhez, 2013.

[6] Greschik Gyula – Anyagmozgató gépek, 1981.

[7] Verdes Sándor – Anyagmozgatás és gépei, 2012.

[8] Faur Krisztina Beáta, Szabó Imre- Geotechnika, 2011.

[9] David W. Shultz - Municipal Solid Waste: Resource Recovery, 1981.

[10] http://www.starpower.hu/tartalom/tevekenyseg

[11] https://folyoirat.hulladekonline.hu/files/195/

[12] http://zimmer.no/wp-content/uploads/2015/02/1802.jpg

[13] https://people.engr.ncsu.edu/kay/mhetax/TransEq/Conv/index.htm

[14] https://www.cs.drexel.edu/~crorres/screw/screw.pdf

[15] https://www.quora.com/What-are-the-methods-used-to-determine-the-angle-of-repose

[16] https://www.renold.com/media/165388/conveyor-ins-main-ren16-eng-10-10.pdf

[17] https://eshop.ntn-snr.com/en/Bearing-units-2246720.html

[18] https://www.rexnord.com/contentitems/techlibrary/documents/pt2-001m_a4_catalog

[19] https://www.renold.com/media/165392/conveyor-ren2-eng-07-14.pdf

[20] https://www.nerimotori.com/img_ins/files/Catalogo%20Generale_ITA_UK_rev7-05-2019_web.pdf

[21] https://www.bogaert-transmission.com/images/catalogi/bt/C-CONVEYOR%20CHAINS.pdf

[22] http://www.agrialanc.hu/redler.html

[23] http://toseteflon.com/en/News.aspx?Id=61

[24] https://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0032_fenntarthato_mg_rendszerek_es_kornyezettechnologia/ch17s02.html

[25] http://www.eswet.eu/tl_files/eswet/5.%20Documents/5.1.%20Waste-to-Energy%20Handbook/ESWET_Handbook_Waste-to-Energy.pdf

[26] Dr. Szente József – Oktatási segédlet a Gépelemek c. tárgyhoz, 2007.

[27] Németh Géza - Mozgatóorsós gépjárműemelő terhelhetőségének meghatározása, 2019.

[28] SLOVENSKÉ ENERGETICKÉ STROJÁRNE Tlmače által kiállított jegyzőkönyv RDF

anyagtulajdonságairól