VDI 2324-2001 Vertical bucket elevators.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURESenkrecht-BecherwerkeVertical Bucket ElevatorsVDI 2324Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss LogistikFachbereich Schttgut-FrdertechnikVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 4VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Availab

2、le from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure,Dsseldorf 2001Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS

3、 53.040.10Dezember 2001December 2001The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt Seite1 Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Zweck der Richtlinie . . . . . . . . . . . . . . 33 Formelz

4、eichen und Einheiten . . . . . . . . . 34Beschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Bauarten von Senkrecht-Becherwerken nach dem Zugmittel . . . . . . . . . . . . . 74.1.1 Gurtbecherwerke . . . . . . . . . . . 84.1.2 Kettenbecherwerke . . . . . . . . . . 134.2 Beschickung und Entleerung .

5、 . . . . . . . 214.2.1 Beschickung . . . . . . . . . . . . . 214.2.2 Entleerung . . . . . . . . . . . . . . 234.3 Wesentliche Baugruppen . . . . . . . . . . 244.3.1 Becherwerksschlot . . . . . . . . . . 244.3.2 Antriebsstation . . . . . . . . . . . . 254.3.3 Spannstation . . . . . . . . . . . . . 26

6、4.3.4 Sonstige Bauelemente . . . . . . . . 285 Sicherheits- und berwachungs-einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295.1 berwachung der mechanischen Becherwerksbauteile. . . . . . . . . . . . . 295.2 berwachung des Frdergutstroms . . . . . 295.3 Hinweise ber rtliche Einrichtungen zur berw

7、achung . . . . . . . . . . . . . . 306 Sonderbauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Berechnungsgang und Berechnungsformeln 317.1 Volumenstrom und Massenstrom . . . . . . 317.2 Becherinhalt, Becherfllung und Fllungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.3 Antriebskrfte und Antriebsmotorgr

8、e . . 327.4 Zugbeanspruchung des Zugmittels . . . . . 347.4.1 Stationrer Betrieb . . . . . . . . . . 347.4.2 Instationrer Betrieb, Anfahren . . . 357.4.3 Sicherheitszahl . . . . . . . . . . . . 38Contents Page1 Preliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Purpose of the guideline . . . . .

9、. . . . . . . 33 Symbols and units . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.1 Types of vertical bucket elevators according to the traction mechanism. . . . . 74.1.1 Belt bucket elevators. . . . . . . . . . 84.1.2 Chain bucket elevators. . . . . . . .

10、. 134.2 Charging and emptying. . . . . . . . . . . . 214.2.1 Charging . . . . . . . . . . . . . . . . 214.2.2 Emptying . . . . . . . . . . . . . . . 234.3 Essential subassemblies . . . . . . . . . . . 244.3.1 Bucket elevator shaft casing. . . . . . 244.3.2 Driving station . . . . . . . . . . . . . 2

11、54.3.3 Tensioning station . . . . . . . . . . . 264.3.4 Further components . . . . . . . . . . 285 Safety and monitoring devices . . . . . . . . . 295.1 Monitoring of the mechanical bucketelevator components . . . . . . . . . . . . . 295.2 Monitoring of the material flow . . . . . . . 295.3 Hints on

12、 local monitoring devices . . . . . . 306 Special designs . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Calculation procedure and formula. . . . . . . 317.1 Volume flow and mass flow . . . . . . . . . 317.2 Bucket contents, bucket filling andfilling ratio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327.3 Driving fo

13、rces and driving motor size . . . . 327.4 Tensile load of the traction mechanism . . . 347.4.1 Stationary operation . . . . . . . . . . 347.4.2 Non-stationary operation, start up. . . 357.4.3 Safety factor . . . . . . . . . . . . . . 38Frhere Ausgaben: 11.80, 10.97 Entwurf,deutschFormer editions: 11

14、/80, 10/97 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 2 VDI 2324Seite7.5 Berechnungsbeispiel . . . . . . . . . . . 397.5.1 Bestimmung der Becherwerks-gre. . . . . . . . . . . . . . . . 407.5

15、.2 Ermittlung der fr denRechnungsgang wesentlichen Hilfsgren . . . . . . . . . . . . 407.5.3 Bemessung des Becherwerks-antriebs . . . . . . . . . . . . . . 417.5.4 Beanspruchung des Gurtes im stationren Betrieb. . . . . . . . . 447.5.5 Beanspruchung des Gurtes beim Hochlaufen des Becherwerks sowie H

16、ochlaufzeiten bei verschiedenen Antriebsvarianten . 448 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . 50Beispiel von in der Praxis ausgefhrten Becherwerken. . . . . . . . . . . . . . . . . . 509 Hinweise fr Planung und Betrieb . . . . . . 529.1 Planung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529.2 Mont

17、age und Wartung . . . . . . . . . . 539.3 Inbetriebnahme . . . . . . . . . . . . . . 549.4 Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . 559.5 Verhalten bei Strungen . . . . . . . . . 5510 Sicherheitsbestimmungen . . . . . . . . . . 5610.1 Vorschriften und Regelwerke fr Planung und Bau von Senkrecht-Be

18、cherwerken . . . . . . . . . . . . . . 5610.2 Vorschriften und Regelwerke fr den Betrieb von Senkrecht-Becherwerken . . 5710.3 Besondere Vorschriften und Richtlinien . 5711 Normen, Richtlinien und Empfehlungen . . 57Page7.5 Calculation example. . . . . . . . . . . . 397.5.1 Determination of the buck

19、etelevator size . . . . . . . . . . . . 407.5.2 Determination of parameters decisive for the calculationprocess . . . . . . . . . . . . . . . 407.5.3 Dimensioning of the bucketelevator drive . . . . . . . . . . . . 417.5.4 Belt stress during stationaryoperation . . . . . . . . . . . . . . 447.5.5 Be

20、lt stress during startup of the bucket elevator andstart up times for variousdrive types . . . . . . . . . . . . . 448 Technical data . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Case studies of existing bucket elevators . . . . 509 Notes for planning and operation. . . . . . . 529.1 Planning . . . . . . . .

21、 . . . . . . . . . . 529.2 Assembly and maintenance . . . . . . . . 539.3 Commissioning . . . . . . . . . . . . . . 549.4 Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . . 559.5 Behaviour in case of malfunctions . . . . 5510 Safety regulations . . . . . . . . . . . . . . . 5610.1 Regulations and rules for

22、 the planningand constructin of vertical bucketelevators . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5610.2 Regulations and rules for the operationof vertical bucket elevators . . . . . . . . 5710.3 Special regulations and guidelines . . . . 5711 Standards, guidelines and recommendations . . . . . . . . . .

23、 . . . . . 57B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 VDI 2324 3 1 VorbemerkungDiese Richtlinie ist von Ingenieuren erarbeitet wor-den, die in der Planung, Konstruktion oder als Betrei-ber von Becherwerken

24、 ttig sind. Die beschriebenenGrundlagen und Empfehlungen basieren auf Lang-zeiterfahrungen an Gurt- und Kettenbecherwerken.2 Zweck der RichtlinieEs ist das Ziel dieser Richtlinie, die Arten,die jeweiligen Einsatzbereiche,die Eigenschaften unddie sich hieraus ergebende Eignung fr Anwen-dungenzu benen

25、nen, um so Hinweise auf eine sachgerechteAuswahl von Senkrecht-Becherwerken bei der Mate-rialfluplanung zu geben. Die Bemessungsgrund-lagen werden abgehandelt sowie der Einflu der Be-messungsparameter auf die funktionalen Eigenschaf-ten dargestellt.3 Formelzeichen und EinheitenASspezifische Schpfarb

26、eit Nm/kgD wirksamer Antriebstrommel-/Antriebskettenraddurchmesser mFT1Zugkraft an Antriebstrommel/Antriebskettenrad im stationrenBetrieb, aufwrtslaufendes Trum NFT2Zugkraft an Antriebstrommel/Antriebskettenrad im stationrenBetrieb, abwrtslaufendes Trum NFT1AZugkraft an Antriebstrommel/Antriebskette

27、nrad beim Anfahren, aufwrtslaufendes Trum NFT2AZugkraft an Antriebstrommel/Antriebskettenrad beim Anfahren,abwrtslaufendes Trum NFUUmfangskraft an Antriebstrommel/Antriebskettenrad im stationren Betrieb NFUAUmfangskraft an Antriebstrommel/ Antriebskettenrad beim Anfahren NFRReibungskraft infolge Rei

28、bungsleistung PRNFSSchpfkraft infolgeSchpfleistung PSNFormel-zeichenBedeutung Einheit1 Preliminary noteThis guideline has been elaborated by engineers plan-ning, designing or operating bucket elevators. Thebasic principles described and the recommendationsgiven are based on long-term experience gain

29、ed onbelt bucket elevators and chain bucket elevators.2 Purpose of the guidelineThe purpose of this guideline is to indicate thetypes,respective application ranges,features andresulting suitability for applications in order to thus give hints for an appropriate selectionof vertical bucket elevators

30、in material flow planning.The calculating bases are being dealt with and the in-fluence of the calculating parameters on the func-tional characteristics are outlined.3 Symbols and unitsASSpecific scooping work Nm/kgD Effective driving pulley/driving chain wheel diameter mFT1Tensile force at driving

31、pulley/driving chain wheel, stationaryoperation, upward-running strand NFT2Tensile force at driving pulley/driving chain wheel, stationary operation, downward-running strand NFT1ATensile force at driving pulley/driving chain wheel during start upupward-running strand NFT2ATensile force at driving pu

32、lley/driving chain wheel, during start up,downward-running strand NFUPeripheral force at driving pulley/driving chain wheel, stationary operation NFUAPeripheral force at driving pulley/driving chain wheel during start up NFRFrictional force due to frictional power PRNFSScooping force due to scooping

33、 power PSNSymbol Meaning UnitB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 4 VDI 2324FVVorspannkraft je Becherstrangam Becherwerksfu NFZusZugkraft infolge Zusatz-beanspruchung NFdyndynamische Zusatzkraft(nur bei Ke

34、tten) NH Frderhhe (! Achsabstand) mIVNNennvolumenstrom m3/sImNNennmassenstrom kg/sIMNNennstrom des Antriebsmotors AIMAAnzugsstrom des Antriebsmotors (max. Strom) AJMMassentrgheitsmoment des Antriebsmotors kgm2JGetrMassentrgheitsmoment desGetriebes, bezogen auf Eingang kgm2JKwirksames Massentrgheitsm

35、oment der Strmungskupplung kgm2JBgesMassentrgheitsmoment derbewegten Teile des Becherwerks(ohne drehende Antriebsteile),bezogen auf Getriebeeingang kgm2K Minderungsfaktor (Funktion von der zeitlichenBecherfolge) MMN*) Nenndrehmoment des Antriebsmotors NmMMA*) Anzugsdrehmoment des Antriebsmotors NmMM

36、SSatteldrehmoment des Antriebsmotors NmMMKKippdrehmoment des Antriebsmotors NmMMminmindest erforderliches Drehmomentdes Antriebsmotors beim Anfahren NmMMmitmittleres Drehmoment desAntriebsmotors beim Anfahren NmMKmaxmaximales Drehmoment der Flssigkeitskupplung NmMUDrehmoment an Antriebstrommel/Antri

37、ebskettenrad infolge FUNmPHHubleistung WPMerferforderliche Antriebsmotorleistung WPMNinstallierte Antriebsmotorleistung WPRReibungsleistung WPSSchpfleistung WFormel-zeichenBedeutung EinheitFVPretensioning force per bucketstrand at the bucket elevator boot NFZusTensile force due to additional stress

38、NFdynAdditional dynamic force(with chains only) NH Lifting height(! pulley centre distance) mIVRated volume flow m3/sImRated mass flow kg/sIMNRated current of the driving motor AIMALocked rotor current of the drivingmotor (max. current) AJMMass moment of inertia of the driving motor kgm2JGetrMass mo

39、ment of inertia of the gearbox related to the entry kgm2JKEffective mass moment of inertia of the fluid coupling kgm2JBgesMass moment of inertia of the moved components of the bucket elevator (without rotating drive components), related to the entryof gearbox kgm2K Reduction factor (function of thet

40、emporal bucket sequence) MMN*) Rated torque of thedriving motor NmMMA*) Locked rotor torque of thedriving motor NmMMSPull-up torque of the driving motor NmMMKBreak down torque of the Nmdriving motorMMminRequired minimum motor torqueduring start up of the bucket elevator NmMMmitMean torque of the dri

41、ving motor during start up NmMKmaxMaximum torque of the fluid coupling NmMUTorque at driving pulley/drivingchain wheel due to FUNmPHLifting power WPMerfRequired driving motor power WPMNInstalled driving motor power WPRFrictional power WPSScooping power WSymbol Meaning UnitB55EB1B3E14C22109E918E8EA43

42、EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2001 VDI 2324 5 PULeistung an Antriebstrommel/Antriebskettenrad WPZusZusatzleistung WSASicherheitszahl, instationrer Betrieb, Anfahren SstatSicherheitszahl, stationrer Betrieb VBtheoretischer Bech

43、erinhalt m3c Becherabstand mf Beiwert zur Berechnung der Reibleistung PRfJTrgheitsfaktor g Fallbeschleunigung m/s2iGetr*) Getriebebersetzungsverhltnis l Becherausladung mmBgesBechermasse einschlielich Becherbefestigung kgm“Bgeslngenbezogene Bechermasse einschlielich Becherbefestigung kg/mm“geslngenb

44、ezogene Masse von Bechern und Zugmittel einesTrums kg/mm“LNlngenbezogene Masse desFrdergutes beim Nennmassen-strom kg/mm“Zlngenbezogene Masse des Zugmittels kg/mnMNNenndrehzahl des Antriebs-motors min1pAAnlauffaktor pLLastfaktor t Kettenteilung mtAHochlaufzeit stFrelative zeitliche Becherfolge su Fr

45、dergeschwindigkeit (Bechergeschwindigkeit) m/s Schttdichte kg/m3j Becherfllungsgrad hGetrGetriebewirkungsgrad hgesGesamtwirkungsgrad hKWirkungsgrad der Strmungs-kupplung (zwischen Antriebsmotorund Getriebe) m Reibwert a Umschlingungswinkel rad*) Die durch * gekennzeichneten Antriebsgren gelten fr de

46、n Hilfs-antrieb des Becherwerks.Formel-zeichenBedeutung EinheitPUPower at driving pulley/driving chain wheel WPZusAdditional power WSASafety factor, non-stationary operation, start up SstatSafety factor, stationary operation VBTheoretical bucket contents m3c Bucket spacing mf Coefficient for calcula

47、tion of the frictional power PRfJInertia coefficient g Acceleration due to gravity m/s2iGetr*) Gearbox transmission ratio L Bucket range mmBgesBucket mass including bucket fastening kgm“BgesBucket mass per unit length including bucket fastening kg/mm“gesMass of buckets and tractionmechanisms of a st

48、rand per unit length kg/mm“LNMass of material to be conveyedper unit length due to rated massflow kg/mm“ZMass of traction mechanism per unit length kg/mnMNRated speed of driving motor min1pAStart up factor pLLoad factor t Chain pitch mtAStart-up time stFRelative temporal bucket sequence su Conveying

49、 speed (bucket speed) m/s Bulk density kg/m3j Bucket filling ratio GetrGearbox efficiency gesTotal efficiency KEfficiency of the fluid coupling(between driving motor and gearbox)m Friction coefficient a Angle of belt contact rad*) Quantities marked with an asterisk (*) apply to the auxiliary drive ofthe bucket elevator.Symbol Meaning UnitB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein De