Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
2 Составные части
конвейеров с гибким тяговым элементом
Общая теория транспортирующих машин
wn^l
Ленточные конвейеры
Пластинчатые конвейеры
Скребковые конвейеры
Скребково-ковщовые, ковшовые и люлечные конвейеры
Подвесные конвейеры
Тележечные грузонесущие конвейеры
Вспомогательные устройстваВспомогательные устройства1717Конвейерные поездаКонвейерные поездаПримеры применения транспортирующих машин в комплексных системахПримеры применения транспортирующих машин в комплексных системах
Вспомогательные устройства
Вспомогательные устройства
17
17
Конвейерные поезда
Конвейерные поезда
Примеры применения транспортирующих машин в комплексных системах
Примеры применения транспортирующих машин в комплексных системах
10
Грузоведущие и шагающие конвейеры
11
Ковшовые, полочные н люлечные элеваторы■
12
В интовые конвейерыW
13
Качающиеся конвейеры
14
Роликовые конвейеры
15
Установки гидравлического
и пневматического транспортаДм^Я ^НЕЯ
А.О. СпиваковскийBJC. Дьячков
транспортирующиеМАШИНЫ
Допущено Министерством высшего и среднегоспециального образования СССР в качествеучебного пособия для студентов вузов,обучающихся по специальности«Подъемно-транспортные машины и оборудование»
CHL;p!j-r
.И^титута
Москва «Машиностроение» 1983
ББК 39.9
С72
УДК 621.867(07.8)
Рецензент кафедра «Подъемно-транспортные машины»МВТУ им. Н. Э. Баумана
Спиваковский А. О., Дьячков В. К.
С72 Транспортирующие машины: Учеб, пособие для машиностроительных вузов.*-3-е изд., перераб,—М.: Машиностроение, 1983,—487 с., ил.
В пер.: 1 р. 90 к.
Рассмотрены конструкции и расчет основных типов транспортирующих машин непрерывного действия: конвейеров, эскалаторов, элеваторов, пневматических и гидравлических устройств, вспомогательных устройств. Приведены классификация, основы выбора машин по техническим и экономическим факторам, направления современного и перспективного развития, режимы работы. Изложены вопросы надежности.
В третье издание (2-е изд. 1968 г.) введен новый материал по режимам работы и классам использования конвейеров, характеристикам производственных, температурных и климатических условий окружающей среды и др.
... 3601030000-144
С 144 —
038(01) —83ББК 39.9
6П5.6
© Издательство «Машиностроение», 1983 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
88
8
8
Предисловие
1
Вводные сведения
Роль и значение транспорти
рующих машин9
Основные виды транспортирующих машин12
Основы выбора типа транспортирующей машины '15
Основные вопросы автоматизации транспортирующих машин 17
Общее развитие транспортирующих машин19
Режимы работы и классы использования конвейеров21
Характеристика производственных, температурных и климатических условий окружающей среды23
Применение ЭВМ26
Надежность конвейеров и конвейерных систем27
Характеристика транспортируемых грузов29
Техника безопасности34
Составные части конвейеров с гибким тяговым элементом
Перечень и назначение составных частей34
Тяговые элементы35
Основные требования к тяговым элементам, их преимущества и недостатки35
2.2.2. Тяговые цепи
36
2.2.3. Звездочки для тяговых цепей
52
2.2.4. Стальные проволочные канаты
54
2.2.5. Комбинированные тяговые элементы
54
2.3. Ходовые опорные устройства
55
2.4. Натяжные устройства
56
2.5. Приводы
59
2.6. Перспективы применения ли
нейных электродвигателей в приводе конвейеров
63
2.7. Поддерживающая металлоконструкция
65
3
Общая теория транспортирующих машин
Производительность транспортирующих машин непрерывного действия65
Мощность двигателя и коэффициент сопротивления движению 67
Сопротивления, тяговая сила и мощность двигателя конвейеров с гибким тяговым элементом69
Расположение на конвейере привода и натяжного устройства78
Многоприводные конвейеры82
Эффективность применения многоприводных конвейеров82
*3.5.2. Конвейеры с промежуточными приводами на прямолинейных участках84
Синхронизация работы приводов86
Определение количества приводов86
Устройство промежуточных приводов87
Промежуточные приводы цепных конвейеров89
Динамические силы, действующие на тяговый элемент цепных конвейеров92
Пуск и остановка конвейера 94
4
Ленточные конвейеры
Общее устройство, типы и области применения
Ленточные конвейеры общего назначения с прорезиненной лентой 4.2.1, Элементы конвейеров
Расчет конвейеров
Ленточные конвейеры специальных типов с прорезиненной лентой
Передвижные и переносные конвейеры
Конвейеры для поточного производства
Телескопические конвейеры
Конвейеры для крупнокусковых грузов
Конвейеры с бесконтактной опорой ленты
Конвейеры повышенной производительности
Конвейеры с увеличенным углом наклона
Двухленточные конвейеры-элеваторы
Криволинейные конвейеры
Подвижные распределительные конвейеры
Ленточно-канатные конвейеры
Ленточно-цепные конвейеры
Ленточные конвейеры на ходовых опорах
Конвейеры с металлическими лентами
9810210212914114114214314414514714915215315615815916116198102102129141141142143144145147149152153156158159161161Задачи научных исследований 165
98
102
102
129
141
141
142
143
144
145
147
149
152
153
156
158
159
161
161
98
102
102
129
141
141
142
143
144
145
147
149
152
153
156
158
159
161
161
5
Пластинчатые
конвейеры
Основные типы конвейеров 166
Пластинчатые конвейеры общего назначения167
Общее устройство и области применения167
Элементы конвейеров169
Расчет конвейеров173
Изгибающиеся пластинчатые конвейеры с пространственной трассой178
Разливочные машины181
Эскалаторы181
Общее устройство181
Элементы эскалаторов183
Расчет эскалаторов185
Пассажирские конвейеры185
Задачи научных исследований 186
6
Скребковые конвейерыСкребковые конвейерыОсновные типы и области применения187
Скребковые конвейеры
Скребковые конвейеры
Конвейеры со сплошными высокими скребками188
Общее устройство и основные параметры188
Элементыконвейеров191
Расчет конвейеров192
Трубчатые скребковые конвейеры195
Общее устройство и параметры 195
Элементы конвейеров198
Расчет конвейеров199
Конвейеры со сплошными низкими скребками199
Общее устройство и основные параметры199
Элементы конвейеров203
Расчет конвейеров203
Особенности конструкций конвейеров с низкими скребками для транспортирования горячих грузов204
Скребковые конвейеры для подземного транспортирования угля205
Конвейеры с контурными скребками206
Общее устройство и основные параметры206
Элементыконвейеров209
Расчет конвейеров209
Штанговые скребковые конвейеры для транспортирования витой металлической стружки210
Задачи научных исследований211
Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры
Основные типы211
Скребково-ковшовые конвейеры212
Устройство и области применения 212
Элементы конвейеров213
Расчет конвейеров214
Ковшовые конвейеры215
Устройство и области применения 215
Элементы конвейеров216
Расчет конвейеров218
Люлечные конвейеры219
Конвейеры Дональта220
Конвейеры-элеваторы222
8
Подвесные конвейеры
8.1. Основные типы и общие свой-
ства
224
8.2. Подвесные грузонесущие вейеры
кон-
226
Общее устройство
Элементы конвейеров
Расчет "конвейеров
Специальные типы конвейеров
226
227
254
259
8.3. Подвесные толкающие вейеры
кон-
260
Общее устройство
Элементы оборудования
Расчет конвейеров
260
267
277
8.4. Подвесные несуще-толкающие конвейеры
279
8.5. Подвесные грузоведущие вейеры
кон-
281
8.6. Подвесные несуще-ведущие конвейеры
282
8.7. Задачи научных исследований
283
Тележечные грузонесущие конвейеры
9.1. Основные типы и области применения
284
9.2. Вертикально замкнутые конвейеры
285
9.2.1. Общее устройство
285
9.2.2. Элементы конвейеров
288
9.2.3. Расчет конвейеров
290
9.3. Цепенесущие конвейеры
291
9.4. Горизонтально замкнутые напольные тележечные конвейеры для транспортирования литейных форм
293
9.4.1. Общее устройство
293
9.4.2. Элементы конвейеров
301
9.4.3. Расчет конвейеров
304
9.5. Распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматическим адресованием
304
9.5.1. Общее устройство
304
9.5.2. Элементы конвейеров
307
9.6. Задачи научных исследований
308
10
Грузоведущие и шагающие конвейеры
10.1. Основные типы
309
10.2. Грузоведущие вертикально замкнутые конвейеры .
311
10.2.1. Общее устройство
311
10.2.2. Элементы конвейеров
313
10.2.3. Расчет конвейеров
313
10.3. Штанговые конвейеры
314
10.3.1. Общее устройство
314
10.3.2. Элементы конвейеров
316
10.3.3. Расчет конвейеров
10.4. Горизонтально замкнутые и
316
пространственные грузоведущие тележечные конвейеры с автома-
тическим адресованием
316
10.4.1. Общее устройство
316
10.4.2. Элементы конвейеров
321
10.5. Шагающие конвейеры
323
10.5.1. Общее устройство
323
10.5.2. Элементы конвейеров
328
10.6. Задачи научных исследований
328
14
Ковшовые, полочные и люлечные элеваторы
Основные типы и области применения328
Ковшовые элеваторы329
Общее устройство и разновидности329
Способы наполнения и разгрузки ковшей332
Элементы элеваторов336
Расчет элеваторов342
Ковшовые элеваторы специального типа346
Полочные элеваторы346
Люлечные элеваторы349
Задачи научных исследований 350
12 V
Винтовые
конвейеры
Виды и области применения351
Горизонтальные конвейеры351
Вертикальные конвейеры355
Транспортирующие трубы358
Качающиеся конвейеры
Основные типы и области
применения360
Динамические режимы работы качающихся конвейеров362
Инерционные конвейеры364
Вибрационные конвейеры366
Основные типы366
Влияние свойств насыпных грузов на эффективность работы вибрационных конвейеров368
Горизонтальные и пологонаклонные вибрационные кон
вейеры370
Вертикальные . вибрационные конвейеры386
Задачи научных исследований 387
Роликовые конвейеры
Основные типы конвейеров 388
Неприводные роликовые конвейеры388
Типы и конструкции388
Расчет неприводных конвейеров392
Приводные роликовые конвейеры394
Типы и общее устройство394
Расчет приводных конвейеров395
15
Установки гидравлического и пневматического транспорта
Установки гидравлического 400 транспорта
Общее устройство4QQ
Схемы установок401
Механическое оборудование установок403
Способы автоматического регулирования гидротранспортных установок40§
Установки пневматического 410
транспорта
Общее устройство и характеристики410
Схемы пневмотранспортных установок411
Механическое оборудование пневмотранспортных установок416
Способы автоматического регулирования пневмотранспортных установок420
Специальные пневмотранспортные установки421
Расчет гидро- и пневмотранспортных установок423
Общие положения423
Схема расчета установок напорного гидротранспорта425
Схема расчета безнапорного гидротранспорта427
Схема расчета установок пневмотранспорта428
16
18
Вс помогательные устройства
Примеры применения транспортирующих
Гравитационные устройства430
Желоба и трубы430
Ступенчатыеи спиральные
спуски431
Бункера1433
Общее устройство и типы433
Процессы истечения и сводообразования в бункерах436
Давление на стенки бункера и затворы438
Автоматизация обслуживания бункеров438
Бункерные затворы439
Питатели и дозаторы442
Метательные машины449
Автоматические весы452
Погрузочные машины непрерывного действия455
машин в комплексных системах
Общее понятие о системах комплексной механизации и автоматизации465
Механизация транспортирования в литейном цехе машиностроительного завода466
Механизация транспортирования и складирования в стержневом отделении литейного цеха473
Механизация транспортирования в цехе топливоподачи теп-
17
ловой электростанции475
18.5. Механизация транспортирова- вания на щебеночном заводе478
Конвейерные поезда
18.6. Конвейерная система для подачи шихты в колошник домен-
Общееустройство461
Элементы конвейерных поездов462
Расчетконвейерныхпоездов464
Задачинаучных исследований465
ной печи4§Q
Список литературы482
Предметный указатель483
ПРЕДИСЛОВИЕ
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 — 1985 годы и на период до 1990 года», принятых XXVI съездом КПСС, обращено внимание на необходимость «ускорить внедрение непрерывных и новых специализированных видов транспорта — конвейерного, пневмокон- тейнерного, гидравлического и других ...». Рассмотрению вопросов этой важной проблемы посвящено содержание данной книги.
В книге описаны основные типы транспортирующих машин непрерывного действия: конвейеры, эскалаторы, пневматические и гидравлические транспортирующие устройства, а также вспомогательные устройства транспортирующих систем, которые в совокупности позволяют получить достаточно полное представление о современных средствах комплексной механизации погрузочно- разгрузочных, транспортных и складских работ.
Описание транспортирующих машин включает общее устройство, принципы действия, современные конструкции машин и их элементов, области применения, теорию, основные параметры, способы расчета и эксплуатационные характеристики, перспективы дальнейшего развития.
Даны основные понятия о современных системах комплексной механизации и автоматизации и примеры применения транспортирующих машин в комплекс
ных системах механизации транспорта на предприятиях различных отраслей промышленности.
Материал книги может оказать существенную помощь в решении сложной задачи сокращения ручного труда в различных отраслях промышленности.
В третьем издании (по сравнению со вторым, вышедшем в 1968 г.) содержание всех глав значительно обновлено на основе современных достижений в области отечественного и зарубежного кои- вейеростроения. Расширено рассмотрение ленточных, подвесных и вибрационных конвейеров, даны основные сведения о конвейерных поездах, увеличено количество примеров применения комплексных механизированных конвейерных систем, определены режимы использования конвейеров и показатели надежности, по машинам основных типов даны задачи перспективных научных исследований.
Содержание книги направлено на расширение и углубление учебного курса по дисциплине «Машины непрерывного транспорта» кафедр «Подъемнотранспортные машины» ведущих высших учебных заведений нашей страны и оказание помощи инженерам в проектировании и эксплуатации транспортирующих машии в различных отраслях промышленности.
Гл. 3, 12, 14, 15 и 16 написаны А. О. Спиваковским, гл. 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 17 и 18 —В. К. Дьячковым.
1
ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Роль и значение транспортирующих мащин 9
Основные виды транспортирующих машин 12
Основы выбора типа транспортирующей машины 15
Основные вопросы автоматизации транспортирующих машин 17
Общее развитие транспортирующих машин 19
Режим работы и классы использования конвейеров 21
Характеристика производственных, температурных и климатических условий окружающей среды 23
Применение ЭВМ 26
Надежность конвейеров и конвейерных систем 27
Характеристика транспортируемых грузов 29
Техника безопасности 34
Роль и значение транспортирующих машин
По принципу действия подъемнотранспортные машины разделяют на две самостоятельные конструктивные группы: машины периодического и непрерывного действия. К первым относятся грузоподъемные краны всех типов, лифты, средства напольного транспорта (тележки, погрузчики, тягачи), подвесные рельсовые и канатные дороги (периодического действия), скреперы и другие подобные машины, а ко вторым (их также называют машинами непрерывного транспорта и транспортирующими машинами) — конвейеры различных типов, устройства пневматического и гидравлического транспорта и подобные нм транспортирующие машины.
Машины периодического действия характеризуются периодической подачей грузов, перемещением их отдельными порциями, обусловленными грузоподъемностью машины. При этом загрузка и разгрузка производятся при остановке машины и лишь иногда
на ходу, во время перемещения груза.
Цикл работы машины периодического действия состоит из остановки для захвата (подъема) груза, движения с грузом, остановки для освобождения от груза и обратного движения без груза, т. е. из попеременно возвратных движений с остановками.
Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных илн штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Перемещаемый насыпной груз располагается сплошным слоем на несущем элементе машины — ленте или полотне или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии один от другого ковшах, коробах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее (с грузом) и обратное (без груза) движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно. Благодаря непрерывности перемещения
груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента машины непрерывного действия имеют высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками. Например, современный ленточный конвейер на открытых разработках угля может транспортировать до 30000 т/ч вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 мин.
Основное назначение машин непрерывного действия — перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с транспортированием грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса (см. ниже).
Особую группу транспортирующих машин и установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, желоба и т. п.
Высокопроизводительная работа современного предприятия невозможна без правильно организованных и надежно работающих средств промышленного транспорта. Например, на машиностроительном заводе получают и распределяют по цехам сотни тонн металла, топлива, полуфабрикатов и готовых изделий смежных производств и отправляют из цехов готовую продукцию и отходы производства. К доменным печам металлургического комбината ежедневно подают тысячи тонн агломерата, флюсов, кокса, а от печей отвозят в другие цеха и на склады готовый металл. Из угольной шахты, карьеров открытых разработок ежедневно транспортируют тысячи тонн добытого угля и вскрышной породы. Эти перемещения грузов на предприятиях выполняются средствами промышленного транспорта.
Промышленный транспорт по терри
ториальному признаку разделяют на внешний и внутренний (внутризаводской). Внешний транспорт предназначен для доставки извне на предприятие сырья, топлива, полуфабрикатов, готовых изделий смежных производств н прочих исходных материалов производства и вывоза с предприятия готовой продукции и отходов. Эти операции выполняются средствами железнодорожного, водного, автомобильного и воздушного транспорта. При характерном для современных условий расположении перерабатывающих и энергетических предприятий вблизи источников сырья (до 10 — 20 км) и больших грузопотоках (5 — 25 млн. т в год, или 1250— 6000 т/ч) для внешнего транспортирования успешно начинают использовать конвейеры. Конвейерный транспорт в этих условиях более экономичен, чем железнодорожный или автомобильный.
Внутренний (внутризаводской) транспорт включает межцеховой и внутрицеховой транспорт. Межцеховой транспорт предназначен для распределения поступающих грузов по предприятию и между цехами (напримрр, между заготовительными и обрабатывающими, механическими и сборочными) и складами (рис. 1.1). Выбор средства межцехового транспортирования определяется главным образом масштабом и родом производства. На современных предприятиях с массовым и крупносерийным производством межцеховое транспортирование осуществляется в основном конвейерами. Для таких предприятий характерна организация сквозного транспортирования, объединяющего межцеховые и внутрицеховые функции, т. е. ввод межцехового конвейера непосредственно в цех, исключая промежуточные перегрузки.
На предприятиях серийного производства операции межцехового транспортирования выполняются также самоходными тележками и тягачами различного типа, средствами местного железнодорожного (широкой и узкой колеи) и автомобильного транспорта. На предприятиях тяжелого и энергетического
Рис. 1.1. Схема грузопотоков межцехового транспорта на машиностроительном заводеРис. 1.1. Схема грузопотоков межцехового транспорта на машиностроительном заводемашиностроения с тяжелыми и крупногабаритными грузами межцеховые операции выполняются преимущественно железнодорожным транспортом.
Рис. 1.1. Схема грузопотоков межцехового транспорта на машиностроительном заводе
Рис. 1.1. Схема грузопотоков межцехового транспорта на машиностроительном заводе
Внутрицеховой транспорт предназначен для передачи грузов внутри цехов между отделениями, внутренними складами, отдельными агрегатами автоматических линий и рабочими местами по технологическому процессу производства, для межоперационного перемещения грузов-изделий при поточном методе производства.
Операции внутрицехового транспортирования на современных предприя
тиях выполняются преимущественно конвейерами различного типа и только на отдельных Предприятиях серийного производства с небольшими грузопотоками применяют тележки и грузоподъемные краны.
На современном предприятии транспортные и технологические линии взаимосвязаны и представляют собой единую производственную систему. Правильная организация и бесперебойная работа межцехового и внутрицехового транспорта являются таким же обязательным условием успешной работы предприятия, как и рациональная орга-
низация производственных процессов.
Количество грузов, перемещаемых на современном предприятии, велико: например, грузопоток доменной печи составляет до 2000 т/ч различных грузов при круглосуточной работе; на районной электростанции средней мощности должна круглосуточно обеспечиваться подача к топкам до 350 т/ч угля; грузопоток литейного цеха среднего машиностроительного завода составляет до 2000 т/ч различных грузов. Перемещение такого количества грузов может быть обеспечено только системой высокопроизводительных конвейеров.
Современное массовое и крупносерийное производство продукции разнообразных отраслей промышленности выполняется поточным методом с широким использованием автоматических линий. Поточный метод производства и работа автоматической линии основаны на конвейерной передаче изделий от одной технологической операции к другой; необходимые операции с изделиями (закалка, отпуск, очистка, охлаждение, окраска, сушка, упаковка и т. п.) последовательно выполняются на движущемся конвейере. Следовательно, конвейеры являются составной и неотъемлемой частью современного технологического процесса — они устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ и поточных технологических операций.
Конвейеры на современных предприятиях применяют в качестве: 1) высокопроизводительных транспортных машин, передающих грузы из одного пункта в другой на участках внутризаводского и в ряде случаев — внешнего транспорта; 2) транспортных агрегатов мощных перегрузочных устройств (например, мостовых перегружателей, от- валообразователей и т. п.) и погрузочно- разгрузочных машин; 3) машин для
перемещения грузов-изделий по технологическому процессу поточного производства от одного- рабочего места к другому, от одной технологической операции к другой, устанавливающих, организующих и регулирующих темп производства и совмещающих, в ряде случаев, функции накопителей (подвижных складов) и распределителей гру- зов-изделнй по отдельным технологическим линиям; 4) машин и передаточных устройств в технологических автоматических линиях изготовления и обработки деталей и сборочных единиц изделий.
Тесная связь конвейеров с общим технологическим процессом производства обусловливает их высокую ответственность. Нарушение работы хотя бы одного конвейера в общей транспортнотехнологической системе вызывает нарушение работы всего комплекса машин системы и предприятия в целом. Любая автоматическая технологическая система не может работать при неисправности транспортных агрегатов. Следует также иметь в виду, что конвейеры по транспортно-технологическому назначению, как правило, не имеют дублеров. Следовательно, транспортирующие машины непрерывного действия являются исключительно важными и ответственными звеньями оборудования современного предприятия, от действия которых во многом зависит успех его работы. Эти машины должны быть надежными, прочными и долговечными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматическом режиме.
Основные виды транспортирующих машин
Составление обобщенной классификации транспортирующих машин затруднительно, так как области их применения очень обширны, а конструкции исключительно разнообразны, поэтому наиболее целесообразно классифицировать их по отдельным характерным признакам (рис. 1.2). Однако почти каждый из указанных типов машин
Рис. 1.2. Классификация транспортирующих машин непрерывного действия и вспомогательных устройствРис. 1.2. Классификация транспортирующих машин непрерывного действия и вспомогательных устройств
Рис. 1.2. Классификация транспортирующих машин непрерывного действия и вспомогательных устройств
Рис. 1.2. Классификация транспортирующих машин непрерывного действия и вспомогательных устройств
имеет, в свою очередь, конструктивные разновидности, которые подробно рассматриваются в последующих главах.
По способу передачи перемещаемому грузу движущей силы различают транспортирующие машины, действующие при помощи механического привода (электрического, гидравлического, пневматического), самотечные (гравитационные) устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести, устройства пневматического и гидравлического транспорта, в которых движущей силой являются соответственно поток воздуха или струя воды. Особую группу представляют машины для транспортирования раскаленного жидкого металла под действием электродинамических сил бегущего электромагнитного поля (индукционные насосы), а также конвейеры для перемещения сыпучих ферромагнитных грузов в бегущем магнитном поле.
По характеру приложения движущей силы и конструкции транспортирующие машины разделяют на машины с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом, штаигой) для передачи движущей силы и без него.
Тяговый элемент имеют ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, люлечные, тележечные грузоведущие, подвесные, штанговые и шагающие конвейеры, эскалаторы и элеваторы. Их характерной особенностью является движение груза вместе с тяговым элементом на рабочей ветви. К машинам без тягового элемента относятся винтовые, качающиеся (вибрационные) и роликовые конвейеры и вращающиеся транспортные трубы. Их характерной особенностью является поступательное движение транспортируемого груза при вращательном или колебательном движении рабочих элементов машины.
По роду перемещаемых грузов различают машины для насыпных и для штучных грузов, однако большинство машин непосредственно или при некотором изменении конструкции могут транспортировать те и другие грузы.
По направлению и трассе перемещения
грузов транспортирующие машины разделяют на три группы. Машины первой группы — вертикально замкнутые. Они располагаются в одной вертикальной плоскости и перемещают грузы по трассе, состоящей из одного прямолинейного отрезка (горизонтального, наклонного или вертикального) или из сочетания нескольких отдельных прямолинейных отрезков (горизонтального и наклонного, горизонтального и вертикального н т. п.) (рис. 1.3, а). Машины второй группы — горизонтально замкнутые. Они располагаются в одной горизонтальной плоскости на одном горизонтальном уровне по замкнутой трассе разнообразного очертания (рнс. 1.3,6). Машины третьей группы — пространственные. Они располагаются в пространстве и перемещают грузы по сложной пространственной трассе с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками (рис. 1.3, в).
Современное стремление иметь наиболее эффективный транспорт без перегрузок от начального до конечного пунктов с учетом местных условий обусловило заметное расширение машин третьей группы. Созданы и эксплуатируются пространственные (изгибающиеся) скребковые, пластинчатые, ленточные, тележечные конвейеры.
По характеру движения грузонесуще- го (рабочего) элемента машины различают конвейеры с непрерывным и периодическим (пульсирующим) движениями. В зависимости от типа и конструкции конвейера его грузонесущий элемент может иметь поступательное, возвратно-поступательное, вращательное и колебательное движения.
В транспортирующих машинах используются следующие способы перемещения грузов:
перемещение на непрерывно движущемся несущем элементе в виде сплошной ленты или настила (в ленточных, пластинчатых и цепенесущих конвейерах);
перемещение в непрерывно движущихся рабочих элементах в виде ковшей, коробов, подвесок, тележек и т. п.
(в ковшовых, подвесных, тележечных и люлечных конвейерах, эскалаторах и элеваторах);
волочение по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками (в скребковых конвейерах);
волочение (проталкивание) по неподвижному желобу вращающимися винтовыми лопастями (в винтовых конвейерах);
пересыпание и продольное перемещение во вращающейся трубе — гладкой или с винтовыми лопастями (в транспортных трубах);
скольжение под действием сил инерции или перемещение микробросками по колеблющемуся желобу или трубе (в качающихся инерционных и вибрационных конвейерах);
перемещение на колесах или на. тележках по путям, уложенным на полу помещения вне конструкции конвейера (в грузоведущих конвейерах);
поступательный перенос на отдельные строго фиксированные участки по длине (в шагающих конвейерах);
перемещение в закрытой трубе непрерывным потоком во взвешенном состоянии в струе движущегося воздуха или отдельными порциями под действием струи воздуха (в установках пневматического транспорта, пневмопочте, пневмоконтейнерах);
перемещение в желобе или трубе под действием струи воды (в установках гидравлического транспорта);
перемещение ферромагнитных грузов в трубе или желобе под действием бегущего магнитного поля (в соленоидных конвейерах).
По назначению и положению на производственной площадке различают конвейеры стационарные, подвижные — распределительные с собственным попеременно возвратным точно фиксированным движением машины в целом («челноковые»), переставные (переставляемые по мере изменения мест выработки в шахте или карьере), переносные и передвижные. Переносные и передвижные относятся к погрузочным машинам.
Рис. 1.3. Схемы трасс перемещения грузов транспортирующими машинами:
а — вертикально замкнутыми (в вертикальной плоскости); 6 — горизонтально замкнутыми (в горизонтальной плоскости); в — пространственными
Основы выбора типа транспортирующей машины
Общие условия выбора машины. Вследствие большого разнообразия транспортирующих машин для решения одной и той же задачи можно использовать различные их типы. Выбор машины, наиболее полно удовлетворяющей требованиям и условиям данного конкретного задания, — весьма важный и ответственный этап разработки проекта механизации транспорта на предприятии, который требует от проектанта не только специальных знаний конструктивных и эксплуатационных свойств транспортирующих машин, но й детального знакомства с производственным процессом на механизируемом предприятии и условиями окружающей среды и умения выполнять
технико-экономическое сравнение возможных вариантов решения.
Основными критериями выбора транспортирующей машины является удовлетворение комплексу заданных технических требований и технико-экономическая эффективность ее применения. Важнейшими условиями выбора машины являются обеспечение надежности ее работы в заданных условиях и удовлетворение требованиям охраны труда и техники безопасности. Эти условия в ряде случаев заставляют принимать более дорогие решения по экономической оценке. Оптимальной следует считать такую машину (или комплекс машин), которая удовлетворяет всем заданным техническим требованиям производства и техники безопасности, надежна в работе, обеспечивает высокую степень механизации и наиболее благоприятные условия труда, дает высокую экономическую эффективность.
Технические факторы выбора машины. Выбор оптимального типа транспортирующей машины определяют следующие технические факторы.
Характеристика подлежащего транспортированию груза (см. п. 1.10). Подробный анализ физико-механических свойств подлежащего перемещению груза может сразу значительно сузить перечень возможных к применению типов машин. При учете этого фактора необходимо принимать во внимание размеры частиц груза, требования его сохранности (например, некоторые машины вызывают крошение, дробление груза) и надежности работы машины (влажные, липкие грузы многими машинами не транспортируются), обеспечение благоприятных условий труда (герметичность устройств, транспортирующих пылящие грузы) и т. п.
Потребная производительность машины. Каждая машина имеет свои пределы оптимальных скоростей н производительности. При заданной производительности с увеличением скорости соответственно уменьшается количество груза на единице длины конвейера и машина получается более компакт
ной. Например, ленточный конвейер, допускающий скорость движения груза, в 5 — 6 раз большую, чем скребковый, и в 10 раз большую, чем винтовой конвейер, имеет значительно большую производительность, чем перечисленные конвейеры при равных габаритных размерах поперечного сечения.
Направление, длина и конфигурация пути (трасса) перемещения груза. Каждая машина имеет разные оптимально возможные длины и трассы. Необходимо выбрать такую машину, которая обеспечивала бы выполнение задания по возможности единым ставом при отсутствии или минимальном числе промежуточных перегрузок.
Способы загрузки и разгрузки грузов. Целесообразно применять машину с самозагрузкой и саморазгрузкой и максимально возможной автоматизацией погрузочно-разгрузочных операций без дополнительного ручного труда.
Характеристика производственных процессов, сочетаемых с перемещением грузов-изделий. Выбранная машина должна обеспечивать надежное совмещение транспортных и технологических операций в заданных условиях.
Производственные и климатические условия окружающей среды, в которых должна работать машина (см. п. 1.7). Машина может быть установлена в помещении (одноэтажном, многоэтажном, отапливаемом или неотапливаемом) или на открытой местности. В последнем случае необходимо учитывать климатические условия района нахождения предприятия и их влияние на обслуживание и смазку механизмов зимой, набор соответствующих материалов, выбор исполнения машины — для северного (С) или умеренного (У) климата н т. п. Окружающая среда может быть по- жаро- или взрывоопасной; в этих случаях выбранная машина должна иметь соответственно пожаро- или взрывобезопасное исполнение.
На выбор типа машины оказывают влияние также условия обеспечения унификации и однотипности оборудования иа предприятии, возможности дальней-
шего расширения предприятия, длительность его действия (временное, постоянное), вопросы охраны труда, техники безопасности и удобства эксплуатации.
Экономические факторы выбора машины. Для машин или систем механизации выбранных типов, полно удовлетворяющих рассмотренным техническим факторам, необходимо провести технико-экономический анализ, чтобы определить оптимальный вариант как по техническим, так и по экономическим факторам.
При оценке экономической эффективности применения нескольких вариантов машины или комплексных систем машин сравнивают следующие экономические показатели: а) капитальные затраты (первоначальную стоимость) на приобретение и установку каждой машины или системы механизации; б) эксплуатационные расходы и себестоимость переработки 1 т груза; в) численность и производительность рабочих, занятых на погрузочно-разгрузочных работах; г) сроки окупаемости капитальных затрат.
Экономически оптимальной считается машина (или система машин), которая дает наибольший годовой экономический эффект по сравнению с другими вариантами. Годовой экономический эффект применения машины представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов (труда рабочих, материалов, капитальных вложений и т. п.), которую получает народное хозяйство в результате изготовления и эксплуатации машины:
э = (з6-з„)л, (1.1)
где Э — годовой экономический эффект, руб; Зб и Зн - приведенные затраты на выпуск единицы продукции (или работы), производимой при помощи базового (3g) и рекомендуемого нового (Зн) типов машины или сопоставимых их вариантов, руб.; Л — годовой объем производства продукции в натуральных единицах.
Для каждого из сравниваемых вариантов приведенные затраты (руб.)
3=С + ЕНК, (1.2)
где С — себестоимость единицы продукции (работы), руб.; £н — нормативный коэффициент эффективных вложений (обычно принимают £н — 0,15); К — удельные капитальные вложения в производственные фонды, руб.
За базовый вариант принимают наиболее совершенный тип машины, применяемый в Советском Союзе или за рубежом. Если сравнивают несколько вариантов, то эффект рассчитывают для каждого варианта и выбирают наиболее оптимальный.
Расчет годового экономического эффекта содержит общую часть, результаты расчета экономических показателей сравниваемых вариантов, выводы с рекомендациями и приложение с документальными подтверждениями исходных данных. В общей части даются техническая характеристика сравниваемых вариантов, их основные параметры, сроки службы и т. п. В сводной таблице результатов расчета для каждого из сравниваемых вариантов приводятся значения следующих экономических показателей: себестоимости машины и ее цены, срока службы с учетом морального износа, коэффициента эквивалентности базовой машины новой (в том числе — по производительности, по долговечности), удельных дополнительных капитальных вложений в производственные фонды, сопутствующих капитальных затрат потребителя на одну машину, годового объема производства новой машины, принятого для расчета экономического эффекта, годовых экономических эффектов на одну машину и на общий объем производства.
Стоимостные показатели определяются по соответствующим прейскурантам цен и инструкциям.
Основные вопросы автоматизации транспортирующих машин
При использовании транспортирующих машин непрерывного действия с постоянным режимом непрерывной работы„по cipora. определ<л^^ трассе,
* ^зво^^о; с ;ш’суперно | }строительного>
объединенных в единый транспортный комплекс, имеются широкие возможности автоматизации следующих процессов. ,
Дистанционное управление работой комплекса последовательно расположенных конвейеров с применением автоматических устройств. Оно включает последовательный автоматизированный пуск и остановку группы конвейеров транспортной системы с центрального пульта управления; автоматический контроль вступления в работу (и выключения) каждого конвейера системы с необходимой выдержкой времени, обеспечивающей нормальное непрерывное движение транспортируемого груза. Пуск системы конвейеров производят в последовательности, обратной движению груза: первым пускают последний конвейер последовательной системы, затем автоматически включается расположенный перед ним конвейер и последним — первый конвейер системы, чтобы обеспечить подачу груза без завалов иа уже работающую машину. Останавливают систему конвейеров в обратном порядке. Сначала останавливают первый загружающий конвейер, затем последовательно автоматически с необходимой выдержкой времени, достаточной для освобождения конвейера от находящегося на нем груза, — следующие (по потоку груза) конвейеры вплоть до последнего, который останавливается после полного освобождения его от груза.
В процесс управления входит также автоматический контроль работы каждой машины системы и ее выключение при отклонении от нормальной работы, например при чрезмерной пробуксовке ленты на приводном барабане конвейера, завале перегрузочной воронки, обрыве ленты нли цепи. Сигналы об этом поступают автоматически на центральный пульт от разнообразных датчиков контроля, установленных на машинах. В управление входит автоматическое поддержание оптимального режима работы системы, например путем регулирования скорости движения гру
за, для обеспечения постоянства нагрузки на рабочий элемент машины. Такая автоматика успешно внедряется на комплексных системах механизации транспорта литейных цехов, обогатительных фабрик, тепловых электростанциях и т. п.
Управление работой отдельной машины нли системой машин с центрального пульта по заданной программе, что является частью автоматизации всего технологического процесса производства на предприятии. Такая автоматизация имеет очень широкие перспективы и возможности; внедрение ее необходимо во многих отраслях промышленности. При этом перспективным является применение ЭВМ для установления оптимальных режимов работы конвейера в технологическом процессе.
Загрузка, разгрузка и распределение грузов (автоматическое адресование грузов) по заданным пунктам — адресам на общей транспортной трассе машины или системы машин с центрального пульта управления по заданной программе или по командам рабочих-операторов. К этим операциям относятся автоматическое накопление (складирование) грузов и выдача нх в производство по командам с центрального пульта управления или по требованиям с отдельных производственных участков.
Сортирование транспортируемых грузов по различным характерным признакам; цвету, высоте, массе, заданным кодовым отметкам и т. п.
Отдельные вспомогательные технологические операции при непрерывном движении грузов: взвешивание, дозирование по массе и объему, счет (учет) в целом и по отдельным видам грузов.
Контроль заполнения бункеров и подвесных складов и выдача грузов.
Контроль состояния тягового (ленты, цепи) и других основных элементов, обеспечивающий высокую надежность работы машины.
Несмотря на широкие возможности автоматизации транспортирующих машин, разработка и внедрение автомати-
веских систем для выполнения перечисленных операций являются сложной проблемой. Основные трудности заключаются в широком разнообразии производственных условий работы транспортирующих машин и большом количестве их конструктивных типов. Для широкого и успешного внедрения автоматизации необходимы совместные усилия машиностроителей, прибористов и электротехников. , Машиностроители должны обеспечить высокую надежность машин и простоту их обслуживания в тяжелых условиях эксплуатации. Для автоматической работы машины или комплекса машин недостаточно только установить необходимые приборы автоматического управления, очень важно обеспечить длительную непрерывную и надежную работу машины прн минимальном количестве обслуживающего персонала. Для выполнения этого условия, помимо общих требований обеспечения надежности машин, надо внедрить целый ряд вспомогательных автоматических устройств, контролирующих надежность работы машины, центрирование хода ленты, очистку ленты от прилипших частиц груза, сигнализацию о перегрузке рабочих элементов и т. п. Автоматизированные системы требуют высокой культуры производства и обслуживания машин.
Общее развитие транспортирующих машин
Краткая историческая справка. Прототипы некоторых транспортирующих машин были известны еще в глубокой древности. Появились они впервые в области водоснабжения, строительства укреплений н горного дела. В древнем Египте и Китае были известны водоподъемные устройства, которые можно считать прототипом современного ковшового элеватора. В качестве водоподъемных устройств известны также цепные скребковые машины (прототипы скребковых конвейеров) и архимедов винт (прототип винтового конвейера).
Позднее, в XV — XVI вв. .деревянные винтовые конвейеры начали применять иа мукомольных предприятиях.
В России создание и использование транспортирующих машин известно с XVIII в. В 1764 г. русский механик Е. Г. Кузнецов соорудил на руднике около Нижнего Тагила многоковшовый водоподъемник, использованный впоследствии для подъема руды и земли. В 1788 г. механик и гидротехник К. Д. Фролов на Змеиногорском руднике на Алтае построил грандиозную для того времени комплексную установку для подъема руды. Основой установки были рудоподъемники непрерывного действия — ковшовые элеваторы, поднимающие до 10 т руды в час на высоту 20 — 68 м. В 1860 г. русский изобретатель А. Лопатин предложил и внедрил на Сибирских золотых приисках систему ленточных конвейеров (песковозов) для транспортирования песка и гальки. В качестве ленты первоначально был применен холст, затем кожа и листовая сталь. В 1873 г. Российский департамент торговли й мануфактур выдал М. Коузову привилегию (заявочное свидетельство) на золотопромывочную машину. В составе этой машины, которая была установлена на промыслах Верхне-Амурской компании, имелись песковый, галечный и добычный пластинчатые конвейеры; они приводились в движение от парового двигателя.
Известно еще много примеров применения в России весьма оригинальных транспортирующих машин. Однако попытки отдельных русских изобретите- лей-самоучек не получили широкого распространения, поскольку в подавляющим большинстве для тяжелых и трудоемких транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в России использовался дешевый ручной труд. Только после Великой Октябрьской социалистической революции механизация транспорта начинает развиваться быстрыми темпами. В 1928 г. в Москве была создана проектно-конструкторская и монтажная организация «Транстех - контора» с отделениями в Ленинграде
и Харькове, которая занималась проектированием и монтажом комплексных установок механизации транспорта. Первой большой работой этой организации было проектирование и монтаж системы конвейеров для подачи топлива Каширской ГЭС - одной из крупных электростанций СССР того времени. Затем выполнялись проектные и монтажные работы для первенцев первой пятилетки — Харьковского, Волгоградского и Челябинского тракторных заводов, Горьковского и Московского автомобильных заводов и многих других.
В настоящее время разработками типовых конструкций конвейеров и комплексных систем механизации транспорта различных предприятий занимается Государственный проектно-конструкторский институт «Союзпроммеханиза- ция» с отделениями в нескольких городах СССР. Проектированием машин и систем подвесного транспорта занимается Проектно-конструкторский институт конвейеростроения (г. Львов), имеющий экспериментальную базу. Проектирование эскалаторов выполняет специализированное конструкторское бюро эскалаторостроения (г. Ленинград). В 1930 г. был создан отраслевой научно-исследовательский институт промышленного транспорта, который сейчас называется Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт подъемнотранспортного машиностроения — ВНИИПТМАШ. В настоящее время ВНИИПТМАШ имеет экспериментальный завод и комплексные научно- исследовательские и конструкторские отделы по всем видам подъемно-транспортных машин.
В связи с большими потребностями народного хозяйства в средствах комплексной механизации транспорта в 1939—1940 гг. были организованы отделы механизации транспорта в различных отраслевых проектных институтах (Гипроуглемаш, Гипроавтопром и др.) и на крупных заводах. Были созданы специализированные заводы по серийному выпуску транспортирующих
машин. Научными исследованиями и разработкой теории и расчетов транспортирующих машин занимаются ВНИИПТМАШ и коллективы кафедр институтов — МВТУ им. Н. Э. Баумана, Ленинградского и Уральского политехнических, Московского и Днепропетровского горных институтов и др.
Основные направления перспективного развития современных транспортирующих машин. Современное развитие всех отраслей промышленности, совершенствование способов добычи полезных ископаемых и методов производства машин на базе широкого внедрения комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных операций, задачи повышения производительности труда н снижения стоимости продукции предопределяют и обусловливают следующие основные направления развития транспортирующих машин непрерывного действия.
Создание конвейеров для беспере- грузочного транспортирования грузов от начального до конечного пунктов по прямолинейной и сложной пространственным трассам большой протяженности, т. е. замена нескольких отдельных конвейеров одним конвейером или единой транспортной системой без промежуточных перегрузок. Работы в этом направлении ведутся по пути создания и внедрения многоприводных конвейеров различных типов (подвесных, пластинчатых, скребковых, ленточных), мощных ленточных конвейеров со сверхпрочными лентами, криволинейных («изгибающихся») скребковых, пластинчатых и ленточных конвейеров, сложных разветвленных систем подвесных толкающих и напольных тележечных и других конвейеров.
Повышение производительности конвейеров. Это направление реализуется путем выбора наиболее рациональной формы грузонесущего элемента конвейера для увеличения количества груза на единице его длины, а также путем увеличения скорости движения грузонесущего элемента.
Создание конвейеров с крутона-
клонной и сложиокомбинированиой горизонтально - вертикально - горизонтальной трассой для высокопроизводительного транспортирования насыпных и штучных грузов.
Повышение надежности машин и упрощение их обслуживания в тяжелых условиях эксплуатации. Создание машин с минимальным количеством обслуживающего персонала, с самообслуживанием, с составными элементами долговременной эксплуатации. Работы в этом направлении являются основными предпосылками для перехода к полной автоматизации управления машинами и их комплексами.
Автоматизация управления машинами и комплексными системами машин, в том числе с применением ЭВМ.
Широкое использование ЭВМ для расчетов и выбора оптимальных вариантов сложных систем машин; применение ЭВМ для проектирования конвейеров в транспорте-технологических системах, например, литейных цехов, цехов топливоподач, обогатительных фабрик и т. п. предприятий (см. п. 1.8).
Снижение металлоемкости, массы и уменьшение габаритных размеров машин путем создания принципиально новых облегченных конструкций с применением пластмасс, легких сплавов, тонкостенных гнутых профилей металла и т. п.
Создание новых машин, основанных на перспективных методах транспортирования: на магнитном и воздушном подвесе груз о несущ его элемента, с приводом от линейных асинхронных двигателей и т. п.
Создание специализированных типов роботов-манипуляторов для выпол- иеиия автоматической загрузки и разгрузки конвейеров в процессе их непрерывного движения.
Улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных рабочих, исключение возможности потерь транспортируемого груза, полная герметизация транспортирующих устройств и изоляция от окружающей среды пылевидных, горячих, гази
рующих и химически агрессивных грузов. Снижение шума при работе машины.
И. Унификация и нормализация оборудования с одновременным увеличением числа его типоразмеров на базе единых унифицированных узлов. Например, создание на базе единой двухшарнирной цепи, приводов, натяжных и поворотных устройств большой группы разнообразных подвесных (грузоиесу- щих, толкающих), тележечных (грузоне- сущих, грузоведущих) и специальных пластинчатых (багажных) конвейеров с одноплоскостной и пространственной трассами.
Режимы работы и классы использования конвейеров
Характеристики нагружения и продолжительность действия нагрузок являются основными показателями для расчета конвейера и его узлов на прочность и долговечность; по ним можно дать обоснованную регламентированную оценку проектного и эксплуатационного использования конвейера.
Работу конвейера характеризуют три группы показателей: 1) фактическое (эксплуатационное) время работы; 2) нагрузки, действующие на конвейер и его элементы при обеспечении заданной грузоподъемности и производительности, и продолжительность их действия; 3) условия производства н окружающей среды, в которой работает конвейер. Совокупность этих показателей определяет классы использования, расчетные и эксплуатационные режимы работы конвейера.
Использование конвейера по времени характеризуется коэффициентами Квс и Квт, представляющими собой отношение планового времени работы конвейера в сутки (tn.c) или в год (tn.r) к календарному (tc или гг) времени за этот же период:
^в.с ~ ^п.сЛс — tn.c/24;
^В.Г = ^П.г/С = tn.r/8760. (1.3)
Время фактической работы конвейераКласс использования конвейера по времениВ1В2взВ4В5В сутки;абсолютное ги с, чДо 5Свыше 5 до 8Свыше 8 до 16Свыше 16 до 24;24относительноеКвс» 0,2» 0,2 » 0,32» 0,32 » 0,63» 0,63 » 11В год: абсолютное tD г, ч» 1600» 1600 » 2500» 2500 » 4000» 4000 » 6300Свыше 6300относительное Квг» 0,2» 0,2 » 0,32» 0,32 » 0,5» 0,5 » 0,8до 8000 » 0,8 » 1Время фактической работы конвейераКласс использования конвейера по времениВ1В2взВ4В5В сутки;абсолютное ги с, чДо 5Свыше 5 до 8Свыше 8 до 16Свыше 16 до 24;24относительноеКвс» 0,2» 0,2 » 0,32» 0,32 » 0,63» 0,63 » 11В год: абсолютное tD г, ч» 1600» 1600 » 2500» 2500 » 4000» 4000 » 6300Свыше 6300относительное Квг» 0,2» 0,2 » 0,32» 0,32 » 0,5» 0,5 » 0,8до 8000 » 0,8 » 11.1. Характеристика классов использования конвейера по времени1.1. Характеристика классов использования конвейера по времениРасчетный коэффициент фактического использования конвейера по времени Кв определяют как отношение времени фактической (машинной) работы конвейера tM к заданному плановому времени работы гп в рассматриваемый период:
Время фактической работы конвейера
Класс использования конвейера по времени
В1
В2
вз
В4
В5
В сутки;
абсолютное ги с, ч
До 5
Свыше 5 до 8
Свыше 8 до 16
Свыше 16 до 24;
24
относительноеКвс
» 0,2
» 0,2 » 0,32
» 0,32 » 0,63
» 0,63 » 1
1
В год: абсолютное tD г, ч
» 1600
» 1600 » 2500
» 2500 » 4000
» 4000 » 6300
Свыше 6300
относительное Квг
» 0,2
» 0,2 » 0,32
» 0,32 » 0,5
» 0,5 » 0,8
до 8000 » 0,8 » 1
Время фактической работы конвейера
Класс использования конвейера по времени
В1
В2
вз
В4
В5
В сутки;
абсолютное ги с, ч
До 5
Свыше 5 до 8
Свыше 8 до 16
Свыше 16 до 24;
24
относительноеКвс
» 0,2
» 0,2 » 0,32
» 0,32 » 0,63
» 0,63 » 1
1
В год: абсолютное tD г, ч
» 1600
» 1600 » 2500
» 2500 » 4000
» 4000 » 6300
Свыше 6300
относительное Квг
» 0,2
» 0,2 » 0,32
» 0,32 » 0,5
» 0,5 » 0,8
до 8000 » 0,8 » 1
1.1. Характеристика классов использования конвейера по времени
1.1. Характеристика классов использования конвейера по времени
Кв = ^п^1. (1-4)
На основе анализа статистических данных и существующей регламентации рабочего времени по сменам устанавливается пять классов использования конвейеров по времени работы в сутки и год (табл. 1.1).
Средняя производительность конвейера (т/ч)
Qc — ~ ^ Qi^hСм
где Qi — производительность конвейера в характерный промежуток времени т, (ч) в общем периоде рабочей смены, т/ч; tCM = = £ т( — общее машинное время работы конвейера в смену, ч.
Подобным же образом определяется средняя штучная производительность Zc.
Классы использования конвейера по производительности приведены ниже.
П2Свыше 0,25до 0,63П2Свыше 0,25до 0,63ПЗСвыше 0,63до iПЗСвыше 0,63до i
П2
Свыше 0,25до 0,63
П2
Свыше 0,25до 0,63
ПЗСвыше 0,63до i
ПЗСвыше 0,63до i
Класс использования конвейера по про
изводительности П1
Коэффициент Кп До0,25
Классы использования конвейера по производительности характеризуются общим коэффициентом загрузки
^Сп ~ Qc/Qmax = Zc/Zmax, (1-5)
где Qc и Qmax — средняя и максимальная массовые производительности конвейера, т/ч; Zc и Zmax - средняя и максимальная штучные производительности, шт/ч.
Максимальной считается такая производительность, которую конвейер может обеспечить при полном использовании загрузочного устройства (например, питателя, загрузчика и т. п.). Конвейер не может подать груза больше, чем на него может погрузить установленное перед ним загрузочное устройство при своей наибольшей производительности.
Классы использования конвейера по грузоподъемности грузонесущего элемента (тележки, подвески, каретки, настила, платформ и т. п.) при транспортировании штучиьгх грузов характеризуются коэффициентами максимальной Кмл и эквивалентной КЭ1Н загрузки грузонесущего элемента:
1^м.н — Гтах/Г;(1-6)1^м.н — Гтах/Г;(1-6)(1.7)(1.7)где Гтах — максимальная фактическая нагрузка на одну тележку на рабочей ветви, Н; Г — номинальная грузоподъемная сила или расчетная нагрузка тележки, Н; Г, — фактическая нагрузка на тележку на от-где Гтах — максимальная фактическая нагрузка на одну тележку на рабочей ветви, Н; Г — номинальная грузоподъемная сила или расчетная нагрузка тележки, Н; Г, — фактическая нагрузка на тележку на от-
1^м.н — Гтах/Г;(1-6)
1^м.н — Гтах/Г;(1-6)
(1.7)
(1.7)
где Гтах — максимальная фактическая нагрузка на одну тележку на рабочей ветви, Н; Г — номинальная грузоподъемная сила или расчетная нагрузка тележки, Н; Г, — фактическая нагрузка на тележку на от-
где Гтах — максимальная фактическая нагрузка на одну тележку на рабочей ветви, Н; Г — номинальная грузоподъемная сила или расчетная нагрузка тележки, Н; Г, — фактическая нагрузка на тележку на от-
дельных участках трассы конвейера, Н; i—время движения тележки с нагрузкой Г, в одном цикле, мин; п — число участков с различными нагрузками Гд Тц—время одного полного цикла работы тележки, т, е. время ее полного кругооборота по всей трассе конвейера, мин.
Ниже приведены классы использования конвейеров по грузоподъемности.
конвейеров как с тяговым элементом, так и без него. Классы использования конвейера по грузоподъемности (Н) и по натяжению тягового элемента (Ц) являются дополнительными признаками н учитываются в поверочных расчетах и сравнительном анализе эксплуатируемых конвейеров, а также в расчетах долговечности элементов конвейера.
Класс использования конвейера по грузоподъемности
^м.и
Кзв
Н1
Н2
НЗ
До 0,5
Свыше 0,5
Свыше 0,63
до 0,63
ДО 1
До 0,25
Свыше 0,25
Свыше 0,5
До 0,5
До 0,8
^-ц = 5тах/5д‘,^-ц = 5тах/5д‘,ппг = 1г = 1(1.8)(1-9)(1.8)(1-9)
^-ц = 5тах/5д‘,
^-ц = 5тах/5д‘,
п
п
г = 1
г = 1
(1.8)
(1-9)
(1.8)
(1-9)
Использование конвейера по нагружению (натяжению) тягового элемента характеризуется коэффициентами максимального Кц и эквивалентного Хэ ц натяжения
где 5Д и Хтах — соответственно допускаемое и максимальное фактическое натяжение тягового элемента выбранного типоразмера, Н; Sj — натяжение тягового элемента на отдельном участке трассы (по диаграмме натяжения); Н; t—время действия S,, мин; и — количество участков трассы с различными натяжениями S,.
Ниже приведены классы использования конвейеров по нагружению тягового элемента.
Характеристика производственных, температурных и климатических условий окружающей среды
Производственные, температурные и климатические условия, в которых должен эксплуатироваться конвейер, оказывают большое влияние на выбор его конструкции, материалов для его деталей, расчетных коэффициентов сопротивления движению ходовой части, долговечности и смазки подшипников и многих других конструктивных и расчетных данных.
Окружающая среда характеризуется: 1) составом и массовой концентрацией пыли, влажностью воздуха, насыщением его парами химических веществ (растворов кислот, солей и т. п.), газами, частицами краски и другими особенностями производственных условий, вредно дей-
Класс использования конвейера по нагружению тягового элемента . . . .Класс использования конвейера по нагружению тягового элемента . . . .ШДо 0,63До 0,16ШДо 0,63До 0,16
Класс использования конвейера по нагружению тягового элемента . . . .
Класс использования конвейера по нагружению тягового элемента . . . .
Ш
До 0,63
До 0,16
Ш
До 0,63
До 0,16
Ц2
Свыше 0,63до 0,8
Свыше 0,16до 0,32
ЦЗСвыше 0,8до 1Свыше 0.32до 0,63
Установленные классы использования регламентируют пять режимов работы конвейеров (табл. 1.2 и 1.3): ВЛ — весьма легкий, Л — легкий, С — средний, Т — тяжелый и ВТ — весьма тяжелый.
Основными определителями режима являются классы использования конвейера по времени (В) н производительности (П); они пригодны для всех видов
ствующими на детали конвейера; 2) температурой (климатическими условиями); 3) пожаро- и взрывоопасностью.
Г ОСТ 15150 — 69 регламентированы климатические исполнения машин:
У — для районов с умеренным климатом, ХЛ — с холодным климатом, ТВ - с влажным Тропическим климатом, ТС — с сухим тропическим клима-
1.2. Режимы работы конвейеров по классам использования
Класс использования конвейе- ра по времени
Класс использования конвейера
по производительности
по грузоподъемности
по нагружению тягового элемента
П1
П2
пз
Н1
Н2
нз
ш
Ц2
цз
В1
ВЛ
ВЛ
л
ВЛ
ВЛ
л
ВЛ
Л
с
В2
л
л
с
Л
Л
с
л
л
с
вз
с
с
т
с
с
т
с
с
т
В4
т
т
ВТ
т
т
ВТ
Т
т
ВТ
В5
т
ВТ
ВТ
т
ВТ
ВТ
т
ВТ
ВТ
в процентах отношение продолжительности времени t движения ходовой части конвейера в зоне предельных температур (например, в сушильной нли охладительной камере) ко времени Тц всего цикла (кругооборота) движения ходовой части конвейера:
^ = ((/7^100. (МО)
Введение этого коэффициента позволяет построить температурную циклограмму движения ходовой части конвей-
1.3. Характеристика режимов работы конвейеров
Время работы конвейера в сутки
Класс исполь-. зования конвейера по времени
Режимы работы конвейера
Характерные примеры конвейеров
Менее одной смены
В1
ВЛ
Периодически работающие конвейеры, например на отдельных секциях склада: для уборки сгружки или просыпи земли
Одна смена
Две смены
Три смены
В2
ВЗ
В4
Л, С
с, т т; вт
Конвейеры всех видов, непрерывно работающие (в заданное время) на предприятиях различных отраслей промышленности
Круглосуточно
В5
ВТ
Конвейеры для непрерывных технологических процессов в химической, металлургической и других отраслях промышленности, например конвейер для подачи шихты в доменную печь
том, Т — с сухим и влажным тропическим климатом, О — для всех микроклиматических районов на суше (общеклн- матнческое нсполненне).
Характеристики производственных и температурных условий приведены в табл. 1.4 и 1.5.
Если конвейер располагается в нескольких помещениях с различными производственными и температурными условиями, то в качестве расчетной базы принимаются наихудшие условия.
Пожаро- и взрывоопасные среды регламентируются специальными нормами, и для работы в них создаются пожаро- и взрывобезопасные конструкции машин.
Влияние температуры окружающей среды характеризуется температурным коэффициентом Kt, показывающим
ера по всей его трассе в пределах одной или нескольких температурных групп.
При анализе эксплуатационных данных необходимо учитывать не только режим работы, но и группу производственных и температурных условий, характеризуя машину общими обозначениями, например, «конвейер — режим Л, группы С и ТП».
В процессе эксплуатации конвейер с подъемами и спусками может иметь следующие варианты загрузки:
длительной - 1) холостой ход; 2) нормальная нагрузка, обеспечивающая заданную производительность с возможной степенью неравномерности подачи груза; 3) максимальная нагрузка по полной пропускной способности грузоне- сущего элемента или загрузочного устройства;
1.4. Характеристика производственных условий эксплуатации конвейера
Показатели
Группы производственных условий
X — хорошие
С — средние
Т — тяжелые
Место установки конвейера (характеристика производственного помещения)
Чистые, закрытые, отапливаемые или охлаждаемые и вентилируемые помещения (категория 4 по ГОСТ 15150-69)
Закрытые отапливаемые производственные помещения капитального сооружения без регламентированного контроля температуры и влажности (категория 4 по ГОСТ 15150-69)
На открытом воздухе с непосредственным воздействием атмосферных условий в период всего года; наличие ветра и абразивной пыли (категория 1 по ГОСТ 15150 — 69). Легкие, временные неотапливаемые помещения или навесы, в которых колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха (категория 2 по ГОСТ 15150-69). Неотапливаемые и невенти- лируемые помещения с повышенной влажностью (например, подвалы), в которых возможны длительное нахождение воды или частая конденсация влаги на стенах и потолке (категория 5 по ГОСТ 15150—69). Закрытые каменные, бетонные, деревянные неотапливаемые помещения (например, межцеховые галереи) с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий (категория 3 по ГОСТ 15150 — 69). Закрытые отапливаемые помещения с высокой концентрацией абразивной пыли и влажности
Возможная относительная влажность воздуха (периодически), %, не более
40
65
80-100
Наличие в окружающем воздухе абразивной пыли с содержанием частиц кварца (песка) и других минералов, частиц химикатов, а также паров и газов, вредно воздействующих на элементы конвейера
Малое содержание абразивной пыли (не более 5 мг в 1 м3 воздуха); вредные пары и газы практически отсутствуют
Н ебольшое содер- жание абразивной пыли (не более 10 мг в 1 м3 воздуха); вредные пары и газы возможны в малом количестве (сернистый газ — до до 1 мг в 1 м3 воздуха)
Большое количество абразивной пыли (более 10 мг в 1 м3 воздуха); возможно наличие вредных паров и газов в пределах санитарных норм (сернистый газ - до 2 мг в 1 м3 воздуха)
Характерные примеры цехов и промышленных установок различных отраслей промышленности
Цехи приборостроения, радио- и телевизионной аппаратуры; цехи по пошиву одежды ; экспедиции почтовых отделений; типографии ; механические и сборочные цехи машиностроительных заводов; книгохранилища библиотек
Цехи топливопо- дачтепловых
электростанций.
Земледельные и формовочные отделения литейных цехов. Заводы резинотехнических изделий;холоднопрессовые цехи безотделений
мойки и окраски
Карьеры открытых разработок полезных ископаемых. Магистральный межцеховой транспорт в неотапливаемых галереях; обогатительные фабрики металлургической, коксохимической и угольной промышленности; производства стройматериалов. Выбивное отделение литейных цехов; моечные, окрасочные и сушильные камеры. Предприятия химической промышленности. Установки, работающие в тропических и общеклиматических усло- ловиях
1.5. Группы температурных и климатических условий окружающей среды
Обозначение группы
Коэффициент %
Категория помещения по ГОСТ 15150-69
Температура окружающей среды, °C
Климатическое исполнение машины
Характерные примеры производственных установок
ТП
100
1, 2, 3
+ 40- -60
ХЛ; О
Конвейеры, работающие на открытом
ТГ2
100
1, 2, 3
+ 40- -45
У
воздухе и в неотапливаемом помещении
ТГЗ
100
4
+ 35-+ 10
У
Конвейеры, работающие в отапливаемых помещениях
ТГ4
20-50
4
+ 120-+ 10
Конвейеры, проходящие через сушильные
ТГ5
10-30
4
+ 350- +10
—
и нагревательные камеры
ТГ6
10-50
4
+ 35- -20
-
Конвейеры, проходящие через охладительные и морозильные камеры
кратковременной — 4) максимальная прерывистая нагрузка, когда все участки трассы, кроме спусков, загружены полностью, а участки спусков — не загружены (условие максимального натяжения тягового элемента); 5) минимальная прерывистая нагрузка, когда загружены только участки спусков (или одни спуск наибольшей высоты), а вся остальная часть трассы конвейера не загружена (условие минимального натяжения).
Для конвейеров с горизонтальной трассой, не имеющей подъемов и спусков, варианты 4 и 5 невозможны.
Основным расчетным вариантом нагружения конвейера для определения натяжения тягового элемента и мощности двигателя принимается вариант 2, а остальные используются для поверочных расчетов. Поверочные расчеты производят также по динамическим нагрузкам, возникающим при пуске конвейера с нагружением по варианту 2.
Применение ЭВМ
Применение ЭВМ имеет очень большие перспективы в трех обширных самостоятельных направлениях: в научных исследованиях, расчетах и проектировании и в управлении отдельными машинами и их комплексами в процессе эксплуатации.
В научных исследованиях широко используют аналоговые машины для машинного моделирования, обработки экспериментальных данных с получением конечных результатов; исследования и решения сложных уравнений, особенно для неустановившихся (пусковых) процессов.
Применение ЭВМ обеспечивает возможность решения ряда сложных задач. Большое значение имеет выполнение на ЭВМ различных вариантов тяговых расчетов конвейеров для выбора наиболее оптимального варианта типа машины и ее элементов. Для ленточных конвейеров — это сравнительные расчеты по выбору типа ленты, привода (однобара- баниого, многобарабанного, нескольких промежуточных); для подвесных, ковшовых и тележечных конвейеров — расчеты по выбору оптимального расположения привода, определению максимальных натяжений в режимах прерывистой загрузки сложной пространственной трассы; для многоприводных конвейеров — определение динамических нагрузок н многие другие расчеты.
На ЭВМ выполняют сложные вспомогательные расчеты отдельных параметров конвейеров, например размеров переходных радиальных (параболических) участков ленточных конвейеров, вертикальных перегибов пути под-
весных конвейеров с разными радиусами и высотами и др.
Применение ЭВМ резко снижает трудоемкость выполнения сложных расчетов и обеспечивает в минимально короткие сроки возможность сравнительного анализа и выбора оптимального варианта решений.
В современных условиях получает распространение использование ЭВМ для комплексного проектирования конвейеров (ленточных, подвесных) путем машинного набора типовых элементов конструкций с выдачей всех необходимых проектных документов (спецификации оборудования, ведомости нагрузок на строительные части, перечня закладных элементов и т. п.) на основе закладки в машину соответственно подготовленного технического задания.
Машинное проектирование конвейеров из типовых конструкций имеет широкие перспективы и позволяет выполнить в короткие сроки большой объем проектных работ с максимальной унификацией решений. Естественно, для организации машинного проектирования на ЭВМ необходимо провести большую работу по типизации элементов конструкции конвейеров.
В современных условиях транспортирующие машины н их комплексные системы являются неотъемлемой частью общего производственного процесса, его технологического цикла. Поэтому широкое применение находят управляющие вычислительные машины, которые управляют работой как отдельных конвейеров, так и составных частей системы конвейеров. Управляющая ЭВМ получает н перерабатывает исходную информацию по принятой программе для создания оптимальных управляющих воздействий на контролируемый объект.
Управление работой транспортирующих машин и их систем при помощи ЭВМ производится как в общей системе автоматического управления производством (АСУП), так и непосредственно, например при управлении системами подвесных толкающих конвейеров,
транспортных систем на механизированных складах с автоматическим приемом и складированием грузов. Особенно широкие возможности применения управляющих ЭВМ открываются при создании единой системы ЭВМ стран СЭВ и применении мини-ЭВМ. Применение управляющих ЭВМ является основной ступенью к переходу к полной автоматизации производственных процессов.
Надежность конвейеров и конвейерных систем
На современном предприятии транспортные и технологические линии взаимосвязаны друг с другом и представляют собой единую производственную систему. Автоматизированный поточный метод производства основан на конвейерной передаче изделий. Остановка конвейерной системы вызывает остановку производства и срыв выпуска продукции. Следовательно, надежность работы конвейера и долговечность его узлов являются решающими факторами производственной деятельности современного предприятия и основными условиями выпуска промышленной продукции. В этом принципиальная разница в решениях вопросов надежности конвейера как составной части системы н отдельной рабочей машины, например одного автомобиля, автопогрузчика или трактора, поскольку одна рабочая машина в той или иной мере охватывает одно местное действие, а конвейер составляет неотъемлемую часть целой производственной системы со многими рабочими местами и процессами.
Надежность машины или системы машин — это ее свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей (скорости, производительности, расхода энергии) в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания и ремонтов. Надежность — комплексное
свойство машины, включающее безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Под безотказностью понимается свойство машины непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого определенного времени. Долговечностью называют свойство машины сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Ремонтопригодность — приспособленность машины к предупреждению и обнаружению причин возникновения ее отказов (т. е. нарушения ее работоспособности) и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического обслуживания (ГОСТ 13377-75).
Конвейер является восстанавливаемой и ремонтируемой машиной, поскольку после возникновения отказа его работоспособность можно восстаиавливать.
Основные показатели надежности по безотказности: вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа и интенсивность отказов; по долговечности — гамма-процентный ресурс (наработка, в течение которой машина не достигает предельного состояния с заданной вероятностью у процентов), средний ресурс, гамма-процентный и средний срок службы; по ремонтопригодности — вероятность восстановления в заданное время и среднее время восстановления.
Основной комплексный показатель надежности — коэффициент готовности:
КГ = Т„/(ТО+Г„). (1.11)
где То—наработка на отказ, характеризующая безотказность, ч; Тв—среднее время восстановления, характеризующее ремонтопригодность машины в рассматриваемый период времени, ч.
Нормативные минимальные значения коэффициента готовности и сроков службы конвейеров различных типов, обусловленные соответствующими стандартами, даны в табл. 1.6. Практически, в отдельных случаях, конвейеры могут работать при коэффициенте готовности
Кг = 0,98 -г 0,99. Большие значения коэффициента готовности достигаются путем повышения технического уровня конструкции конвейера или увеличения трудозатрат на обслуживание и ремонт. Для обеспечения высокой надежности и эффективности работы машины все основные показатели надежности должны быть оптимальными.
1.6. Нормативные минимальные значения коэффициента готовности и срока службы конвейеров
Тип конвейера
Кг
Срок службы, год
Ресурс до первого капитального ремонта, тыс. ч
Ленточный:
стационарный и подвижный
0,96
8
—
переставной для карьеров
0,90
4
—
передвижной несамоходный с переменным углом наклона
0,96
5
Пластинчатый стационарный
0,96
—
10
Вибрационный
0,98
—
8
Винтовой
0,96
8
Подвесной грузонесущий
0,975
—
12
Тележечный для литейных форм Роликовый:
0,96
10
неприводной
0,98
—
12
приводной
0,96
—
10
Элеватор ковшовый
0,96
8
10
Примечание. Средний срок службы ленты конвейера составляет от 8000 (при перемещении руды и крепких горных пород) до 20000 ч (при перемещении мелких неабразивных грузов).
Значение каждого показателя надежности должно быть согласовано с соотношениями паспортных и фактических данных машины — режимом ее загрузки и условиями работы. Очевидно, что при недогрузке н перегрузке машины, при меньшей или большей скорости ее движения показатели надежности будут различными. Это очень важное обстоятельство необходимо принимать во внимание при анализе тех или иных абсолютных значений показателей, полученных на основе обработки статистических данных.
Рис. 1.4. Схемы последовательного расположения отдельных конвейеров К1, К2, ..., К„ в общей системе:
а — без резервных устройств (777, П2 ...— приводы конвейеров 1, 2, ...); б —с резервными приводами ПР1, ПР2
в — с накопителями Н у каждого конвейера; г—с общим накопителем НС; д — с дублирующими линиями Д у отдельных конвейеров; е — с дублированием всей системы конвейеров
В схемах комплексной механизации транспортно-технологических линий возможно последовательное (получившее наибольшее распространение), параллельное и комбинированное расположение отдельных конвейеров, составляющих общую систему. Последовательная система конвейеров может не иметь (рис. 1.4, а, б) или иметь накопительные устройства у каждого отдельного конвейера (рис. 1.4, в) или у всей системы (рис. 1.4, г), иметь дублирующую линию по отдельным составляющим частям (рис. 1.4, д) или всей системе в целом (рис. 1.4, е). При отсутствии накопительных устройств остановка любого отдельного последовательно расположенного конвейера вызывает остановку (отказ) всей системы. В этом случае вероятность безотказной работы системы Рс из и конвейеров определяют как произведение вероятностей Р/ безотказной работы каждого отдельного конвейера:
л
Рс = П Pi- t1-12)
1=1
Общий коэффициент готовности системы
Кт.с = п К™ (113) 1 = 1
где KTi — коэффициент готовности одного конвейера системы.
Если в системе есть накопители, то непрерывность потока грузов сохра
няется во всем рабочем периоде при k > tв/max, а При tH < fB1 тах система останавливается на время 7В с = tBimax ~ к [здесь 7Н — время действия (суммарный запас по времени) накопителя, ч; iBimax" максимальное время ликвидации отказа на конвейерах системы, ч].
При наличии полной резервной (дублирующей) линии время остановки системы составит лишь промежуток времени, необходимый для передачи сигнала и включения дублирующей линии. Последнюю имеют эскалаторы метрополитена, ленточные, пластинчатые, вибрационные и подобные конвейеры в системах особого назначения, например, в цехах топливоподачи электростанций. Подвесные, грузоведущие тележечные и другие подобные конвейеры дублирующих линий не имеют из-за сложности и большой протяженности своей трассы н непосредственной связи с технологическим процессом.
Характеристика транспортируемых грузов
Транспортируемые грузы по основному признаку разделяют на насыпные и штучные. Насыпными (навалочными) грузами считают различные массовые навалочные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые навалом (например, руда, уголь, торф, ще-
Рис. 1.5. Расчетный размер частицы насыпного груза
бень, песок, цемент). Насыпные грузы характеризуются кусковатостью (размером и формой частиц), плотностью, влажностью, углом естественного откоса, подвижностью частиц, режущей способностью (абразивностью), крепостью, коррозийностью, липкостью, ядовитостью, взрывоопасностью, способностью самовозгораться, слеживаться, смерзаться. Каждое из этих свойств надо учитывать при выборе типа и параметров машины.
- Кусковатостью, нлн, гранулометрическим составом насыпного груза называют количественное распределение его частиц по крупности. Кусковатость характеризуется наибольшими линейными размерами однородных частиц (кусков) насыпного груза (рис. 1.5) в заданном объеме (пробе).
Кусковатость грузов с частицами размером более 0,05 мм определяют ситовым анализом (грохочением). При этом регламентированный объем груза (пробу) просеивают последовательно через набор сит, имеющих отверстия разной величины, для разделения частиц пробы на отдельные фракции по размерам. На сите с отверстиями некоторого размера остаются -непросеянными частицы, размеры которых больше, чем размеры отверстий. Взвесив эти остатки и определив отношение их массы к массе всей пробы (в процентах), получают характеристику кусковатостн груза.
Кусковатость руды может быть задана, например, такой характеристикой: куски размером от 80 до 51 мм —9%; от 50 до 30 мм —65%; от 29 до 10 мм — 20%; от 9 до 2 мм — 4% и менее 2 мм — 2%; характерный размер куска в этом случае 40 мм.
Г ранулометрический состав грузов с частицами размером менее 0,05 мм определяют гидравлическим анализом, при котором критерием разделения частиц служит различие скорости их оседания в воде.
Характер однородности размеров частиц насыпного груза определяется коэффициентом к0, представляющим отношение наибольшего птах размера частиц (кусков) груза к наименьшему nmin:
Ло = йтах/дппп- (114)
При к0 > 2,5 груз считается рядовым, при к0 ;$ 2,5 — сортированным, т. е. более илн менее однородным. Кусковатость насыпного груза определяют размером а наиболее характерного, типичного куска. Рядовые грузы характеризуются кусками наибольших размеров а = ^тах; однако, если таких больших кусков меньше 10% общего количества груза в пробе по массе, то за типичный размер а принимают размеры ближайших больших кусков, количество которых более 10%. Сортированные грузы характеризуются средним размером кусков
Л — (timax + amin)/2. (1.15)
По крупности ятах частиц насыпной груз разделяют на следующие группы:
Особо крупнокусковой (напри
мер, камни, валуны) . . . .Более 500 мм
Крупнокусковой (руда) . . . .200 — 500 мм
Среднекусковой (уголь). . . .61 — 199 мм
Мелкокусковой (щебень) . . .10 — 60 мм
Зернистый (зерно) 0,5— 9 мм
Порошкообразный (мелкий пе
сок) 0,05 — 0,49 мм
Пылевидный (цемент) . . . . До 0,05 мм
Кусковатость насыпных грузов необходимо принимать во внимание при определении размеров (ширины ленты, настила, ковшей) грузонесущих элементов конвейеров и элеваторов, а также отверстий бункеров, воронок и лотков. При транспортировании пылевидных грузов (или смеси с большим количеством пыли) надо использовать герме-
тичные конвейеры н принимать меры против пылеобразования на участках загрузки и разгрузки.
^Плотностью р груза называется отношение его массы к занимаемому объему (табл. 1.7). Для грузов, представляющих собой куски различной крупности (уголь, торф), используют понятие насыпной плотности, представляющей отношение массы груза в насыпном состоянии к его объему. Поскольку насыпная плотность представляет собой отношение массы вещества к его объему, в дальнейшем вместо этого понятия будем применять единый термин — плотность.
Различают плотность груза свободно- насыпанного (разрыхленного), механически уплотненного, а также в естественном плотном массиве. Механическое (местное) уплотнение груза может быть достигнуто равномерным его сжатием (например, в бункере) или утряской. При этом плотность сухнх легкосыпучих грузов (сухого песка, зерна) повышается на 5 — Ю %, а влажных (формовочной земли, древесных опилок) — на 30—50%.
В плотном массиве груз находится в естественном^ неразработанном состоянии, например грунтовая земля, вскрыша, уголь и т. п. Отношение плотности рп груза в массиве к его плотности р в разрыхленном (разработанном) состоянии характеризуется коэффициентом разрыхления &рх = Рп/р. Для песка крх = 1,12; для угля крх =1,4; для руды крх = 1,6. Плотность груза зависит от крупности его частиц и влажности; для кусковых н зернистых грузов при уменьшении размеров частиц плотность уменьшается' вследствие увеличения объема воздушных промежутков между частицами груза. По плотности (т/м3) грузы разделяют на следующие группы:
Легкие (например, торф, кокс, мука) . Средние (зерно, каменный уголь, шлак) Тяжелые (порода, гравий, щебень) . . Особо тяжелые (руда, камень) . . .
1.7. Характеристика наиболее распространенных
насыпных грузов
Грузы
Е
О X
л cd
^
1
л
к
о ч
С
° >. О Ч
К А
£ 8
и §
&”
о S
о в § м с
“ s я 2 х s $ 8 я
5 н £
о X и ц 1 О# о
Антрацит мелкокус-
с
0,80-0,95
45
0,84
новой сухой
Агломерат железной
д
1,7-2,0
45
0,9
РУДЫ
Апатит сухой
д
1,3-1,7
30-40
0,58
Гипс мелкокусковой
в
1,2-1,4
40
0.78
Глина сухая, мелко-
в
1,0-1,5
50
0,75
кусковая
Гравий рядовой ок-
В
1,6-1,9
30-45
0,8
руглый
Земдя грунтовая су-
С
1,2
30-45
0,8
хая
Земля формовочная
с
1,25-1,30
30-45
0,71
выбитая
Зола сухая
д
0,4-0,6
40-50
0,84
Известняк мелкокус-
в
1,2-1,5
40-45
0,56
ковой
Кокс среднекусковой
д
0,48-0,53
35-50
1,0
Мел порошкообраз-
А
0,95-1,20
40
0,7
ный сухой
Мука пшеничная
А
0,45-0,66
50-55
0,65
Окатыши рудные
д
1,8-2,5
35-40
0,8
Опилки древесные
А
0,16-0,32
39
0,8
Песок сухой
С
1,40-1,65
30-35
0,8
Пшеница
А
0,65-0,83
25-35
0,6
Руда железная, мел-
д
2,1 -3,5
30-50
1,2
ко-, средне- и крупнокусковая
Сода кальциниро-
А
0,40-1,25
40-45
0,4
ванная
Торф кусковой сухой
А
0,35-0,50
32-45
0,7
Уголь каменный
В
0,65-0,80
30-45
0,7
кусковой
Цемент сухой
С
1,0-1,3
40
0,65
Щебень сухой
д
1,5-1,8
35—45
0,74
типа, нахождения расчетных нагрузок и давления на стенки и затворы выпускных отверстий бункеров.
До 0,6 включительноСвыше 0,6 до 1,6Свыше 1,6 до 2,0Свыше 2,0 до 4,0
Плотность груза необходимо знать
f Влажностью насыпного груза wB (%)
для определения производительности транспортирующих машин, выбора их
называют отношение массы содержащейся в грузе воды, удаляемой высуши-
Рис. 1.6. Расположение насыпного груза на плоскости: а — в покое; б — в движенииРис. 1.6. Расположение насыпного груза на плоскости: а — в покое; б — в движении
Рис. 1.6. Расположение насыпного груза на плоскости: а — в покое; б — в движении
Рис. 1.6. Расположение насыпного груза на плоскости: а — в покое; б — в движении
ванием пробы груза при температуре + 105°C, к массе высушенного груза:
wB = (mB - mc) 100/mc,
где mB и Шс — массы порций влажного и просушенного грузов соответственно.
I Углом естественного откоса насыпного груза называется угол ф между образующей конуса из свободного насыпанного груза и горизонтальной плоскостью (рис. 1.6). Этот угол зависит от взаимной подвижности частиц груза: чем она больше, тем меньше угол ф (например, для воды ф = 0). Взаимная подвижность частиц груза зависит от сил сцепления между ними и сил трения, возникающих прн перемещении одной частицы относительно другой. Поэтому для одного и того же груза в зависимости от его состояния (влажности, температуры, кусковатости) угол естественного откоса может иметь разные значения.
Различают углы естественного откоса груза в состоянии покоя (см. табл. 1.7) и в движении (фд); в первом случае опорная горизонтальная плоскость находится в покое, а во втором случае она движется и колеблется, уменьшая угол естественного откоса. Приближенно считают фд % 0,7ф.
По подвижности частиц насыпные грузы распределяют на три группы (табл. 1.8). Подвижностью частиц груза (углом ф) определяется площадь сечения груза на движущейся ленте (расчетный угол Ф1) или настиле конвейера, коэффициент отставания груза в желобе конвейера с контурными скребками.
Коэффициенты трения насыпного груза по стали, бетону, резиновой обкладке и прокладке ленты характеризуют углы наклона стенок и ребер бункеров, воро
нок н пересыпных лотков, а также предельные углы наклона конвейера. Коэффициент внутренней трения частиц груза /в связан с углом трения рт насыпного груза зависимостью /в = tg рт. Углы трения и коэффициенты трения различают в состоянии покоя и движения. ' Режущей способностью (абразивностью) называют свойство частиц насыпного груза истирать (изнашивать) соприкасающиеся с ними во время движения рабочие поверхности желобов, лент, шарниров цепи и других подобных деталей машин. Степень абразивности груза зависит от твердости, формы и размеров составляющих его частиц. Значительной абразивностью обладают зола, руда, кокс, цемент. По степени
1.8. Распределение насыпных тузов по подвижности их частиц
н
й
о X
X
о §
Характерные примеры насыпных грузов
з 2 5 о g в
в «
3 о
S 9
S' 8
X >,
а
о
о в
н
□
х
у 5 а- &
Апатит, сухой песок, цемент, сухой кокс, круглая сухая галька, пылеуголь, пылеглина
30
-
35
10
1 Он и
Влажный песок, формовочная земля, каменный уголь, бурый уголь, камень, щебень, торф, шлак
40
45
15
S
Сырая глина, гашеная влажная известь, аммиачная селитра
50
56
20
абразивности и вредному воздействию на элементы конвейеров насыпные грузы можно разделить на четыре группы: А — неабразивные; В — малоабразивные; С — средней и Д — высокой абразивности. Твердость частиц насыпного груза характеризуется сравнительной десятибалльной шкалой (шкалой Мооса), в которой за единицу принята твердость частиц самого мягкого, а за десять единиц — самого твердого грузов. Например, твердости характерных грузов по этой шкале таковы: талька — 1, гипса — 2, известкового шпата—3, плавикового шпата—4, апатитового концентрата — 5, кварцита — 6 — 7; гранита-6—8, сапфира, корунда, хрома — 9, алмаза —10. |
При выборе средств транспортирования абразивных грузов надо принимать меры против ускоренного изнашивания частей машины. Это достигается как соответствующим выбором типа машины (с минимальным трением частиц груза по рабочему элементу машины), так и подбором материалов или защитных футеровок для деталей машины и устройством надежных уплотнений для подшипников и шарниров, не позволяющих абразивным частицам попадать на поверхности трения.
Крепость (крепкость) частицы груза определяется пределом прочности образца груза при сжатии осж (МПа) и характеризуется коэффициентом крепости ^р по шкале М. М. Прото дьяко- нова:
^кр = (Тсж/!®-
Для мягкого мела ккр = 1; угля &кр = 2; железной руды ккр = 15 МПа.
Свойство грузов, вызывающее интенсивную коррозию (ржавление) стальных деталей, требует применения специальных материалов или покрытий.
Взрывоопасность, самовозгораемость и ядовитость транспортируемых грузов учитываются по специальным техническим условиям, которые необходимо обязательно выполнять при проектировании машины.
Слеживаемостъ, т. е. способность частиц некоторых насыпных грузов (например, глины, извести, соды, соли, снега, цемента и т. п.) терять подвижность при длительном хранении, что особенно неблагоприятно сказывается при хранении грузов в бункерах, кожухах конвейеров и подобных емкостях. Слеживае- мость повышается при увеличении влажности и давления на груз. Для борьбы со слеживаемостью груза в бункерах применяют специальные разрыхлители (механические, пневматические или вибрационные). При транспортировании слеживающихся грузов кожухи конвейеров нельзя оставлять загруженными после окончания работы.
Липкость, т. е. способность некоторых грузов, например глины, мела (особенно во влажном состоянии), прилипать к твердым телам, требует специального выбора формы несущих (например, ковшей) или поддерживающих элементов машины или же применения покрытий из материалов, к которым груз не прилипает, а также эффективных очистных устройств. Липкость затрудняет транспортирование грузов.
(Штучными называют единичные грузы, учитываемые по их количеству и транспортируемые по отдельным изделиям или их группе. Штучные грузы разделяют иа непосредственно штучные и тарные. К непосредственно штучным грузам относят различные единичные изделия, детали и узлы машин, а также некоторые массовые грузы, которые состоят из более нли менее однородных крупных и средних по размерам предметов определенной формы.
I Тарные грузы представляют собой тару, например ящики, бочки, мешки, кипы, контейнеры, в которой размещены насыпные или штучные грузы. Размеры и вид тары промышленных изделий и грузов определены государственными стандартами. Использование производственной тары значительно расширяет возможность взаимодействия конвейеров со средствами напольного транспорта.
( Штучные грузы характеризуются га-
баритнымн размерами, конфигурацией, массой одного изделия, а также хрупкостью, температурой, взрывоопасностью н т. п. По габаритным размерам штучных грузов определяют размеры несущих элементов конвейеров, расстояния между изделиями и их проходимость на поворотах и перегибах конвейера, а по массе — грузоподъемность несущего и прочность тягового элементов и способ его разгрузки. Форма груза обусловливает способ его укладки или подвеса на грузонесущий элемент. Особые свойства необходимо учитывать при выборе типа и конструкции машины.
Техника безопасности
Вопросам техники безопасности при проектировании и эксплуатации транспортирующих машин уделяется большое внимание. На всех стадиях созда
ния машины — от проектирования, монтажа и до постоянной эксплуатации — закладываются условия ее безопасной работы и обслуживания.
Общие требования безопасности при проектировании конвейеров регламентированы ГОСТ 12.2.022 — 80. Они включают требования к конструкции (по назначению конвейера, особенностям транспортируемых грузов и безопасности эксплуатации), устройствам средств защиты (защитным ограждениям, блокировкам, сигнализации) и размещению конвейеров в производственном помещении (устройству проходов, переходов для обслуживания и т. п.). Требования к электрооборудованию регламентированы «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Безопасность при эксплуатации машин определяется соответствующими правилами эксплуатации и подробным инструктажем рабочих и обслуживающего персонала.
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ КОНВЕЙЕРОВ
С ГИБКИМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
Перечень и назначение составных частей 24
Тяговые элементы 35
Ходовые опорные устройства 35
Натяжные устройства 36
Приводы 59
Перспективы применения линейных электродвигателей в приводе конвейеров 63
Поддерживающая металлоконструкция 65
Перечень и назначение составных частей
Конвейеры с гибким тяговым элементом имеют несколько составных частей: грузонесущий или рабочий элемент, который непосредственно несет на себе
транспортируемый груз; тяговый элемент, передающий движение грузонесу- щему элементу; ходовые опорные устройства в виде катков, роликов, кареток и т. п., на которых (или по которым) движутся грузонесущий и тяговый элементы; натяжное устройство, создающее необходимое первоначальное натя-
жение тягового элемента; привод, сообщающий движение тяговому элементу; поддерживающая металлоконструкция (станина) конвейера, включающая и направляющие пути. Одинаковые по назначению составные части для конвейеров различных типов с гибким тяговым элементом имеют разнообразные конструкции.
Типом и конструкцией составных частей, особенно тягового элемента, определяется конструкция конвейера. У отдельных машин, например у ленточных и некоторых цепных конвейеров, тяговый и грузонесущий элементы совмещены, поскольку перемещаемый груз лежит непосредственно на тяговом элементе — ленте или цепях.
Рассмотрим кратко общие положения основных видов составных частей конвейера с тяговым элементом, их сравнительную оценку и требования, которые к ним предъявляются. Конкретные специфические конструктивные исполнения и параметры этих частей применительно к той или иной машине рассматриваются ниже, при разборе каждого типа конвейера.
Тяговые элементы
Основные требования к тяговым элементам, их преимущества н недостатки
Для обеспечения надежной и экономичной работы конвейера его тяговый элемент должен обладать гибкостью, обеспечивающей свободное огибание барабанов, звездочек и блоков малого диаметра; высокой прочностью в сочетании с малой собственной массой, простотой и технологичностью массового изготовления, низкой стоимостью, высокой долговечностью при работе в тяжелых условиях окружающей среды; иметь малое удлинение при рабочей нагрузке; обеспечивать удобство крепления несущих и ходовых деталей; иметь высокую эффективность и надежность.
Тяговый элемент является основной частью конвейера. От надежности его
работы зависит общая работоспособность конвейера, так как любое нарушение работы тягового элемента вызывает остановку всего конвейера. Как правило, у большинства машин тяговый элемент не может быть дублирован, поэтому при проектировании и эксплуатации машины ему должно быть уделено наибольшее внимание. Стремление к наилучшему удовлетворению необходимых требований заставляет исследователей и конструкторов постоянно работать над созданием новых н совершенствованием существующих конструкций тяговых элементов.
В качестве гибкого тягового элемента конвейеров применяют ленты и цепи различных типов и в некоторых случаях — стальные канаты.
Преимуществами лент являются возможность сочетания функций тягового и несущего элементов (исключение составляют ленты ковшовых элеваторов), малая масса, простота конструкции и эксплуатации, возможность перемещения с высокими скоростями (для прорезиненных лент до 6—8 м/с), отсутствие быстроизнашивающихся шарниров, удовлетворение требованиям свойств транспортируемых грузов и окружающей среды.
К недостаткам лент относятся фрикционный способ передачи тягового усилия, требующий большого первоначального натяжения (40 — 200% от полезного тягового усилия), и усложнение привода (двух- н трех барабанный) при больших тяговых усилиях, недостаточный срок службы при транспортировании тяжелых и крупнокусковых грузов, ограниченная возможность использования для транспортирования горячих грузов, сложность текущего ремонта и очистки от липких грузов, невысокая прочность крепления рабочих элементов (ковшей элеваторов), повышенное удлинение (до 4%) при рабочих нагрузках. Ленты всех разновидностей подробно рассматриваются в гл. 4.
Преимуществами тяговых цепей являются возможность огибания звездочек н блоков малого диаметра (особен-
но у цепей малого шага), гибкость в вертикальной и горизонтальной плоскостях, высокая прочность при малом удлинении, удобство и повышенная прочность крепления грузоиесущих и опорных элементов, надежность передачи тягового усилия зацеплением на звездочке при малом первоначальном натяжении (5 — 20 % от тягового усилия), возможность работы при высокой температуре. К недостаткам тяговых цепей относятся сравнительно большая масса и высокая стоимость, наличие многочисленных шарниров, требующих регулярного наблюдения и смазки при эксплуатации, легко засоряющихся при работе в среде абразивной пылн; ограничение скорости движения приблизительно до 1 — 1,5 м/с вследствие возникновения дополнительных динамических нагрузок и интенсивного изнашивания цепи при высоких скоростях.
Преимуществами канатов (по сравнению с цепями) являются значительно меньшая стоимость и масса при равной прочности, гибкость во всех направлениях, меньшая подверженность вредному воздействию пыли и грязи из-за отсутствия шарниров, возможность перемещения с высокими скоростями. К их недостаткам относятся сложность создания надежного привода, необходимость большого первоначального натяжения при фрикционном приводе, малый срок службы, большая вытяжка при рабочих нагрузках, сложность крепления рабочих элементов и замены отдельных частей каната.
Выбор того или иного тягового элемента обусловливается главным образом типом и конструкцией конвейера, условиями его работы и действующими нагрузками. Цепи необходимы для
транспортирования горячих грузов при температуре более 100 °C. Канаты из-за их недостатков имеют очень ограниченное применение в конвейерах.
Совершенствование существующих и создание конвейеров новых видов происходят при одновременном развитии конструкций лент и цепей, причем преимущественный прогресс наблюдается в совершенствовании конвейерных лент.
Тяговые цепн
Конструктивные типы цепей. К основным параметрам тяговой цепи относятся шаг звена (т. е. расстояние между осями шарниров), разрушающая нагрузка и масса 1 м цепи. Определяющйм признаком является конструкция цепи. Параметры большинства конструкций цепей стандартизованы.
Круглозвенные сварные цепи разделяют на короткозвенные (рис. 2.1, а), в которых ширина звена В приблизительно равна шагу t, и длиннозвенные (рис. 2.1,6), в которых ширина меньше шага. Изготовляют их на специальных гибочных автоматах из круглой стали Ст2, СтЗ и из стали 10, а также из легированной стали 30ХГСА с термообработкой (цементацией, закалкой и отпуском) и без термообработки; место стыка стержня в звене сваривают.
Рнс. 2.1. Круглозвенные цепн: а —короткозвенная; б —длиннозвеннаяРнс. 2.1. Круглозвенные цепн: а —короткозвенная; б —длиннозвеннаяЦепи изготовляют отрезками длиной 1—2 м, которые соединяют один с другим в процессе сборки вместе с грузоне- сущими элементами при помощи специальных соединительных звеньев. По точности изготовления звеньев круглозвенные цепи разделяют на калиброванные (с отклонением шага от + 1 до + 2,5 %) и некалиброваиные (с отклоне-
Рнс. 2.1. Круглозвенные цепн: а —короткозвенная; б —длиннозвенная
Рнс. 2.1. Круглозвенные цепн: а —короткозвенная; б —длиннозвенная
Рис. 2.2. Литая цепь из ковкого чугуна с контурными скребками:а — конструкция; б — способ сборки-разборкиРис. 2.2. Литая цепь из ковкого чугуна с контурными скребками:а — конструкция; б — способ сборки-разборкинием шага до ±4 %). Первые могут иметь привод с зацеплением на звездочке (кулачковом блоке), вторые — только фрикционный на гладком блоке.
Рис. 2.2. Литая цепь из ковкого чугуна с контурными скребками:
а — конструкция; б — способ сборки-разборки
Рис. 2.2. Литая цепь из ковкого чугуна с контурными скребками:
а — конструкция; б — способ сборки-разборки
К преимуществам круглозвенных цепей относятся простота конструкции, малая стоимость, пространственная гибкость, наличие открытого самоочищающегося шарнира, благодаря чему цепь сохраняет шарнирность в среде интенсивного загрязнения н химического воздействия. Недостатками цепей являются малая площадь контакта звеньев и, как следствие этого, — возможность быстрого изнашивания, если звенья имеют малую поверхностную твердость (при отсутствии термообработки); недостаточная точность изготовления звеньев, заставляющая применять фрикционные приводы.
Круглозвенные калиброванные термически обработанные цепи применяют в подземных изгибающихся скребковых и пластинчатых конвейерах для угля и в ковшовых элеваторах для химической промышленности. Эффективность внедрения круглозвенных цепей зависит от качества их изготовления и термообработки. Применять в конвейерах термически необработанные цепи не рекомендуется.
Круглозвенные цепи рассчитывают иа растяжение с допускаемым напряжением не выше 40-60 МПа. Дополнительные изгибающие напряжения в зоне закругления звеньев учитывают, понижая допускаемое напряжение на разрыв и принимая для средних условий десятикратный запас прочности.
Цепи, имеющие попеременно звенья из круглой и полосовой стали, не получили распространения в конвейерах из- за отсутствия открытого пространственного шарнира и высокой трудоемкости изготовления.
Литые цепи из ковкого чугуна (рис. 2.2) по конструкции весьма разнообразны. Их преимущества — сравнительно малая стоимость при массовом производстве и возможность изготовления звеньев сложной конфигурации. К недостаткам относятся большая масса и невысокая надежности из-за возможности образования внутренних усадочных раковин при отливке. Литые цепи применяют в конвейерах с контурными скребками сложной конфигурации.
Комбинированные цепи изготовляют из звеньев, отлитых из ковкого чугуна или стали заодно с втулками, и точеных стальных валиков (рис. 2.3, а). Иногда внутренние звенья делают литыми, а наружные — штампованными из полосовой стали (рис. 2.3,6). Комбинированные цепи используют в элеваторах зарубежного производства.
Пластинчатые цепи по конструкции узла шарнира разделяют на безвту- лочные — безроликовые 1 или роликовые 2 (рис. 2.4, а), втулочные — безроликовые 1 и роликовые 2 (рис. 2.4,6) и катковые — с гладкими катками 3 и с ребордами на катках 4 (рис. 2.4, в). Ролики устанавливают на валик или втулку цепи для уменьшения износа валика или втулки и зуба звездочки, так как у роликовой (так же как и у" катковой) цепи при набегании шарнира на звез-
Рис. 2.3. Комбинированные цепи: и, б — безроликовые; в — роликоваяРис. 2.3. Комбинированные цепи: и, б — безроликовые; в — роликоваяРис. 2.4. Пластинчатые цепи:а — безвтулочные; б —втулочные; в — катковыеРис. 2.4. Пластинчатые цепи:а — безвтулочные; б —втулочные; в — катковыедочку ролик (или каток) обкатывается по рабочей поверхности зуба, благодаря чему уменьшаются потери на трение и износ соприкасающихся поверхностей. Наружный диаметр роликов (в отличие от катков) меньше ширины пластины, а диаметр катков больше ширины пластины.
Рис. 2.3. Комбинированные цепи: и, б — безроликовые; в — роликовая
Рис. 2.3. Комбинированные цепи: и, б — безроликовые; в — роликовая
Рис. 2.4. Пластинчатые цепи:
а — безвтулочные; б —втулочные; в — катковые
Рис. 2.4. Пластинчатые цепи:
а — безвтулочные; б —втулочные; в — катковые
Катки, выполняя функцию роликов на звездочках, служат также ходовыми опорами, так как цепь с грузонесущими элементами движется на них по направляющим путям. По форме звеньев различают цепи с прямыми (см. рис. 2.4) и изогнутыми (подобно рис. 2.3, в) пластинами. У цепей с прямыми пластинами секция парная, и число ее звеньев
должно быть четным; у цепей с изогнутыми пластинами все звенья одинаковы, и соблюдения указанного условия не требуется. Цепи с изогнутыми пластинами широкого распространения не получили вследствие усложненного изготовления пластин и появления в них при растяжении изгибающих напряжений.
Безвтулочные (иногда называемые штыревыми) цепи наиболее просты и дешевы, однако площадь соприкасающихся трущихся поверхностей у них мала (каждая пластина свободно поворачивается на цапфах валика), поэтому давления получаются высокими и при повышенных скоростях и больших на-
Рис. 2.5. Шарнирное соединение пластинчатой вту
лочной цепи
грузках цепи быстро изнашиваются. В связи с этим безвтулочиые цепи применяют в конвейерах редко и только при малых скоростях и невысоких нагрузках. |
Наиболее эффективными являются роликовые и катковые пластинчатые цепи; они получили в конвейерах наибольшее распространение.
В шарнирном соединении втулочной цепи (рис. 2.5) внутренние пластины 1 запрессовываются на лысках втулки 2. наружные пластины 3 запрессовываются на лысках валика 4 или закрепляются на нем при помощи ригельной планки. При перегибе цепи на звездочке трение происходит между валиком и втулкой, давление между которыми распределяется по значительно большей поверхности, чем у безвтулочной цепи, поэтому при одинаковых усилиях давление и износ в шарнире получаются меньшими. Пластины на втулке и валике имеют неподвижное соединение и не поворачиваются одна относительно другой.
Крепление валика возможно несколькими способами: расклепкой его концов (неразъемное соединение, неудобное для эксплуатации), шплинтами (только для цепей с малым шагом), корончатой гайкой или врезной (ригельной) стопорной планкой (см. рис. 2.4, в). Последние два способа наиболее совершенные, особенно для длиннозвенных цепей, !
Рис. 2.6. Узлы катковой цепи:
а — с гладкими катками; б — с ребордами на катках с подшипниками скольжения
При применении на конвейере в качестве тягового элемента двух параллельных цепей отдельные валики делают иногда в виде сквозной оси, соединяющей обе цепи (см. рис. 2.4, в).
Катки цепи устанавливают на подшипниках скольжения (рис. 2.6, а и б) или на подшипниках качения — шариковых или роликовых (рис. 2.7). Цепи с катками на подшипниках качения применяют на конвейерах тяжелого типа с большими нагрузками (например, на тележечных конвейерах) для уменьшения сопротивления движению цепи. Подшипники катков защищают надежным лабиринтным уплотнением для предохранения от загрязнения (рис. 2.7). Известны конструкции пластинчатых цепей для работы в среде с интенсивным запылением с шарниром, закрытым резиновыми кольцами, расположенными в кольцевых выточках между наружной и внутренней пластинами (рис. 2.8). Однако они не получили широкого распространения из-за сложности. Шарниры цепей, работающие в тяжелых условиях эксплуатации, снабжают пресс-масленками (см. рис. 2.6 и 2.7) для периодической автоматической или ручной подачи смазки.
Параметры пластинчатых цепей (табл. 2.1) с прямыми пластинами установлены ГОСТ 588 — 81, согласно которому изготовляют цепи типа 1 — втулочные,
Рис, 2.7. Узлы катков пластинчатой цепи тяжелого типа на подшипниках качения: а — шариковых; б — конических роликовых
2 — роликовые, 3 — катковые с гладкими I катками (без реборд), 4 — с ребордами на катках с подшипниками скольжения. Цепи всех типов изготовляют в трех исполнениях: 1 — неразбориыми — индекс М (с двусторонней расклепкой сплошных валиков и запрессованными втулками), 2 — разборными - индекс М (с разъемным креплением втулок и сплошных валиков на лысках) и неразборными с полыми валиками — индекс МС. Нормальный ряд шагов цепи: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм.
Рис, 2.8. Пластинчатая роликовая цель с закрытым шарниром
Пластинчатые цепи имеют широкое применение в пластинчатых, ковшовых,
2.1. Основные параметры пластинчатых цепей по ГОСТ 588-81
1 у
5
И
я
3 д Ё В £ &
5 5
к с S
3
Диаметр, мм
g fe * К S 5 В ^^, у8 S 5 — о Я я* ^
3 и
3
п
№
3
о
*
М20
20
40*- 160
6
9
12,5
25
—
М28
28
50*-200
7
10
15
30
1,40
М40
40
63 -250
8,5
12,5
18
36
2,05
М56
56
. 63*-250
10
15
21
42
3,15
М80
80
80 -315
12
18
^
50
4,96
NTHT
112
80*-400
15
21
30
60
7,24
М160
160
100*-500
18
25
36
70
10,48
М224
224
125* —630
21
30
42
85
16,60
М315
315
160*-630
25
36
50
100
23,78
М450
450
200 -800
30
42
60
120
37,15
М630
630
250 -1000
36
50
70
140
—
900"
'TW -1000
44
60
85
170
—
М1250
1250
315* —1000
50
71
100
200
—
М1800
1800
400 -10000
60
85
118
236
—
* Применение шагов
для катковых цепей не
допускается.
тележечных, цепенесущих конвейерах и элеваторах.
Ниже приведены приближенный расчет и рекомендуемые материалы деталей вновь проектируемых (нестандартных) пластинчатых цепей.
Пластина (рис. 2.9, а). Напряжение в сечении 1—1
o^f^(R2 + r2)p/(R2 т- г2)[а];,
где р — равномерно распределенное давление при расчетном натяжении Spn, МПа: Р ~ 8р n/(45rsin а); [ст]р — допускаемое напряжение при разрыве; для сталей 40, 45 и 50 [а]; = 100120 МПа.
Напряжение в сечении 2 — 2 (см. рис. 2.9, а)
с2-2 « Sp.n/[25(6 - Д)] ^ [ст]"
где [о^ = 60 ч- 75 МПа для сталей 40, 45 и 50.
Напряжение в сечении 3-3 (см. рис. 2.9, а)
03-3 = Sp.n/[25(b - г)] ^ [о]£.
Рекомендуемый для пластин материал — сталь 40, 45, 50 с термообработкой до твердости HRC 27 — 35.
Валик (рис. 29,6). Уравнение прочности на изгиб
м < ^[а],,,
где М — изгибающий момент;
., Sp.n / е + 5
М = ———-
2 \ 2
с XJ Гс XJ ГIT-момент сопротивления; W=Kd^^32 = = 0,143 (здесь d — диаметр валика; d = = ^1,275^ п (е + 25)/[о]и, где [а]и = 160 4- 4-200 МПа для сталей 40 и 50).
с X
J Г
с X
J Г
Напряжение среза
т = 2Sp.n /(nt/2) ^ [т],
где [т] — допускаемое напряжение среза (для сталей 40 и 50 [т] = 40 МПа).
Рекомендуемые для валика материалы — стали 40, 45 и 50 (HRC 40 — 50), 20Г (HRC 55 - 62), 20Х (HRC 55 - 62), 40Х (HRC 50 - 58).
Втулка (рис. 2.9, в). Уравнение прочности на изгнб:
Мв = WB [ст]и,
где Мв — изгибающий момент;
/ с + 5 6з
MB = PD—
Рис. 2.9. Детали пластинчатой цепи: а — пластина; б — валик; 6 — втулкаРис. 2.9. Детали пластинчатой цепи: а — пластина; б — валик; 6 — втулкар\ 48
Рис. 2.9. Детали пластинчатой цепи: а — пластина; б — валик; 6 — втулка
Рис. 2.9. Детали пластинчатой цепи: а — пластина; б — валик; 6 — втулка
це-це-Рр — усилие на зубе звездочки; Рр = Sp n — SC5 (здесь Хсб — натяжение срегающей ветви пи); WB- момент сопротивления:
це-
це-
w = я^^)2 ■
64 dv'
Напряжение изгиба {d^d\ = m)
_ l,27Pp[2(c + 5)-b3]
Для сталей 40 и 5Q [а]; « 80 МПа.
Рекомендуемые для втулки материалы-стали 15 и 20 (HRC 50 — 58).
Для пластин, валиков и втулок рекомендуется принимать следующие соотношения размеров:
b/d - 7 - 8; с/Ь = 0,8 - 0,9; d/b = 0,4;d^d = 1,4 - 1,5; ^d, = 0,82 - 0,86;R/b = 0,6 - 0,65; d^ = 0,7 - 0,72.
Пластинчатые цепи с открытым шарниром (рис. 2.10) состоят из наружных 1 и внутренних 2 пластин и цилиндрических 3 н фасонных 4 валиков, имеющих форму цилиндра с цилиндрическим углублением (авторы конструкции И. И. Ивашков и В. А. Фроловцев). Шарнир образуется в результате взаимодействия валиков: цилиндрический валик входит в углубление фасонного валика и вращается в нем.
К преимуществам цепи относится возможность замены втулки и ролика одним валиком из фасонного проката, возможность улучшения шарнирности и работоспособности цепи в пыле-
Рнс. 2.10. Пластинчатая цепь с открытым шарниром
видных, коррозийных и химически активных средах, способность шарнира к самоочистке. Недостатками цепи являются сложность изготовления, сборки и сохранения смазки в шарнире.
Цепи с открытым шарниром применяют на конвейерах для раздачи кормов, уборки навоза, транспортирования продуктов мукомольного производства.
Разборные цепи по конструкции и способу изготовления разделяют на кованые (горячештампованные) (рис. 2.11) и холодноштампованные (рис. 2.12). Кованая цепь может иметь цилиндрические (рис. 2.11, а и в), бочкообразные (рис. 2.11,6) и фасонные валики, а также прямой (см. рис. 2.11, б) или скругленный (см. рис. 2.11, в) обрез головки среднего звена.
Разборная кованая цепь (см. рис. 2.11) состоит из парных секций, каждая из которых собирается из двух наружных звеньев 2, валика 3 и внутреннего звена L Наружные звенья имеют в середине перемычку для жесткости, а по концам фасонные гнезда для головок валиков, препятствующие вращению последних при повороте звеньев цепи. Внутреннее звено выполнено со сквозным просветом и с увеличенной толщиной на концах, в местах соприкосновения с валиками. При повороте звеньев цепи трение происходит между валиком и внутренним звеном. Широкая поверхность контакта в местах соприкосновения этого звена с валиком способствует уменьшению давления и износа звена и валика.
Разборными эти цепи называют потому, что их легко собирать и разбирать без какого-либо инструмента (см. рис. 2.11,г). Для разборки цепь немного стягивают, два внутренних звена поворачивают поперек ее продольной оси, наружные звенья опускают вниз на узкий участок внутренних звеньев, что позволяет вывести головки валиков из своих гнезд в наружных звеньях. Потом один, затем другой валик поворачивают на 90° так, чтобы головка валика прошла через наружное и затем через внутреннее звено. В обратном порядке цепь собирают.
Рис. 2.11. Кованая разборная цепь:а и б — схемы отклонения внутреннего звена в плоскости оси шарнира соответственно с цилиндрическим и бочкообразным валиком; в — секция цепи; г — схема сборки-разборкиРис. 2.11. Кованая разборная цепь:а и б — схемы отклонения внутреннего звена в плоскости оси шарнира соответственно с цилиндрическим и бочкообразным валиком; в — секция цепи; г — схема сборки-разборкиРис. 2.12. Холодноштампованные разборные цепи:а — конструкции СССР; 6 — фирмы Кинг (Англия); в — фирмы Фата (Италия)Рис. 2.12. Холодноштампованные разборные цепи:а — конструкции СССР; 6 — фирмы Кинг (Англия); в — фирмы Фата (Италия)Односторонность опорной поверхности шарниров и специально заданные боковые зазоры между внутренним и наружными звеньями допускают боковой поворот звеньев цепи на угол (Pmin =2-5-3° в плоскости осей ее шарниров (см. рис. 2.11). Благодаря этому свойству разборная цепь может поворачиваться в двух плоскостях — горизонтальной (в плоскости, перпендикулярной к осям шарниров), как и любая шарнирная цепь, и вертикальной (в плоскости осей шарниров). Поэтому конвейер с такой цепью может иметь пространственную трассу с поворотами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Скосы кромок головок внутреннего зве
Рис. 2.11. Кованая разборная цепь:
а и б — схемы отклонения внутреннего звена в плоскости оси шарнира соответственно с цилиндрическим и бочкообразным валиком; в — секция цепи; г — схема сборки-разборки
Рис. 2.11. Кованая разборная цепь:
а и б — схемы отклонения внутреннего звена в плоскости оси шарнира соответственно с цилиндрическим и бочкообразным валиком; в — секция цепи; г — схема сборки-разборки
Рис. 2.12. Холодноштампованные разборные цепи:
а — конструкции СССР; 6 — фирмы Кинг (Англия); в — фирмы Фата (Италия)
Рис. 2.12. Холодноштампованные разборные цепи:
а — конструкции СССР; 6 — фирмы Кинг (Англия); в — фирмы Фата (Италия)
на позволяют увеличить угол поворота Ф до 8 — 10° и тем самым уменьшить радиусы перегиба цепи в вертикальной плоскости. Увеличению угла поворота звеньев способствует также применение бочкообразных (см. рис. 2.11,6) и фасонных валиков. Детали цепи штампуют из сталей 40, 50, 40Г2, 40Х и подвергают термообработке до твердости HRC 27 — 32 — внутреннее и наружное звенья и HRC 32 - 38 — валик.
Разборная горячештампованная цепь по своим показателям является одной из наиболее совершенных цепей; она находит широкое применение в подвесных, сборочных, тележечных и скребковых конвейерах.
Основные параметры тяговых разборных цепей определены ГОСТ 589 — 74 (табл. 2.2). Предусмотрено изготовление цепей двух типов: Р1 — с вращающимися и Р2 - с фиксированными валиками. Шаги цепей: 63, 80, 100, 160, 200 и 250 мм.
2.2. Техническая характеристика широко применяемых разборных цепей с цилиндрическими валиками (по ГОСТ 589-74, см. рнс. 2.11)
Параметр
Шаг
, мм
80
100
160
Шаг зацепления, мм
Ширина звена В, мм, не более
Разрушающая нагрузка, кН
Масса 1 м цепи, кг, не более
160
30
106
3,2
160
42
290
8,7
200
37
220
5,2
320
59\
400
9,1
Холодноштампованная разборная цепь (см. рис. 2.12) состоит из наружного 1 и внутреннего 2 звеньев, штампованных из полосы, и точеного валика 3. Внутренним звеном служат две одинаковые сомкнутые друг с другом пластины. Угол поворота звеньев в плоскости осей шарниров составляет 5 ч- 8°.
Преимуществами холодноштампованных цепей являются малая масса и возможность изготовления из полосы на универсальном оборудовании, а к недостаткам относятся высокое давление в шарнире, сложность обеспечения совместной работы сдвоенных внутренних звеньев и малая поперечная жесткость.
В СССР холодноштамповаиные цепи с шагом 100 мм применяют в подвесных конвейерах при малых нагрузках.
В двухшарнирных цепях звенья или отдельные отрезки цепи свободно поворачиваются в горизонтальной и вертикальной плоскостях. По способу поворота различают секционные двух шарнирные цепи — отрезки обычной цепи соединены в месте крепления к опорному элементу (каткам, кареткам) специальными звеньями с дополнительным шарниром, ось которого расположена перпендикулярно осям шарниров цепи (рис. 2.13), и собственно двухшарнирные цепи, имеющие вертикальные и горизонтальные шарниры (рнс. 2.14 и 2.15).
В секционной двухшарнирной цепи одна секция поворачивается по отношению к другой на угол 15 — 50° в зависимости от конструкции крепления.
Двухшариирная цепь может иметь разомкнутое (сдвинутое) (см. рис. 2.14) и сомкнутое (см. рис. 2.15) взаимное расположение вертикального и горизонтального шарниров. Наиболее совершенной и универсальной является двухшарнирная катковая цепь с сомкнутым расположением шарниров. Такие цепи изготовляют с шагом 160, 200 и 320 мм (масса 1 м цепи соответственно 4,8; 6 и 13,5 кг; разрушающая нагрузка составляет 40 — 68 кН). Их широко применяют в подвесных и грузонесущих тележечных конвейерах (рис. 2.15,6). Детали цепи изготовляют из материалов, указанных на с. 41. Катки выполняют из пластмассы (капролактама) или из закрытых шарикоподшипников с пластмассовым ободом в виде футеровки наружного кольца подшипника.
Рнс. 2.13. Секционная двухшариирная цепь с «динар- рая СЛОЖНОСТЬ ИЗГОТОВЛСНИЯ И ПОВЫ- ным шарниромшенная СТОИМОСТЬ.Рнс. 2.13. Секционная двухшариирная цепь с «динар- рая СЛОЖНОСТЬ ИЗГОТОВЛСНИЯ И ПОВЫ- ным шарниромшенная СТОИМОСТЬ.Преимуществами двухшарнирной цепи являются высокая гибкость, дающая возможность получать повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях по малому радиусу (0,6—1 м) без поворотных звездочек (при наличии катков). К недостаткам относятся некото-
Рнс. 2.13. Секционная двухшариирная цепь с «динар- рая СЛОЖНОСТЬ ИЗГОТОВЛСНИЯ И ПОВЫ- ным шарниромшенная СТОИМОСТЬ.
Рнс. 2.13. Секционная двухшариирная цепь с «динар- рая СЛОЖНОСТЬ ИЗГОТОВЛСНИЯ И ПОВЫ- ным шарниромшенная СТОИМОСТЬ.
Рис. 2.14. Двухшарннрные цепи с разомкнутыми осями шарниров:а — безкатковая; б — катковаяРис. 2.14. Двухшарннрные цепи с разомкнутыми осями шарниров:а — безкатковая; б — катковаяСтержневые цепи (рис. 2.16) состоят из шарнирных узлов с вертикальными й горизонтальными катками, соединенными один с другим отрезками круглых стержней (рис. 2.16, а), полос, канатов (рис. 2.16,6) или же специальных пластмассовых звеньев (рис. 2.16, в). Расстояние между шарнирными узлами принимают в пределах от 400 до 1000 мм. Этим уменьшают число шарнирных соединений и снижают стоимость цепи при сохранении ее высокой гибкости. Стержневая цепь приводится в движение от гусеничного привода, расположенного в горизонтальной или вертикальной плоскости. Толкатели приводной цепи ведут стержневую цепь за катки шарнирных узлов.
Рис. 2.14. Двухшарннрные цепи с разомкнутыми осями шарниров:
а — безкатковая; б — катковая
Рис. 2.14. Двухшарннрные цепи с разомкнутыми осями шарниров:
а — безкатковая; б — катковая
Стержневые и секционные цепи применяют в подвесных конвейерах зарубежных конструкций.
Вильчатая цепь (рис. 2.17) состоит из звена 1 с раздвоенным (вильчатым) наконечником, пальца 3 и шплинта 2, препятствующего выпадению пальца из шарнира; к звену цепи приваривают скребки 4. Звенья изготовляют из двух стальных полос, соединенных сваркой (рис. 2.17, а), из единой стальной поковки (рис. 2.17,6) или отливки (рис. 2.17, е).
Рис. 2.15. Двухшарпирная цепь с сомкнутыми осями шарниров;а — детали; б — ходовая часть тележечного конвейера с этой цепьюРис. 2.15. Двухшарпирная цепь с сомкнутыми осями шарниров;а — детали; б — ходовая часть тележечного конвейера с этой цепьюВильчатые цепи предназначены чаще всего для перемещения насыпного груза на конвейерах с погруженными скребками и поэтому имеют упрощенный без- втулочный шарнир. Из-за тяжелых условий работы (часто в среде абразивного груза при высокой температуре) и трения цепи по дну желоба конвейера звенья цепи делают массивными. Поскольку цепь в процессе работы конвейера с погруженными скребками истирается и уменьшается ее рабочее сече-
Рис. 2.15. Двухшарпирная цепь с сомкнутыми осями шарниров;
а — детали; б — ходовая часть тележечного конвейера с этой цепью
Рис. 2.15. Двухшарпирная цепь с сомкнутыми осями шарниров;
а — детали; б — ходовая часть тележечного конвейера с этой цепью
ние (допускаемый износ — односторонний до 25%, двусторонний до 40% высоты звена), запас прочности выбирают повышенным (12 — 15) с учетом ослабления сечения от истирания. Для увеличения срока службы цепи крепление скребка к звену должно быть симметричным, чтобы при истирании цепи с одной стороны ее можно было переворачивать.
Параметры вильчатой цепи установлены по ГОСТ 12996—79. Нормальный ряд шагов: 100, 125, 160, 200 и 250 мм; диаметр пальца 16—40 мм; собственная масса 1 м —4,9 —25,5 кг; разрушающая нагрузка для цепей нормальной прочности 160—1000 кН, высокой прочности 220 — 1400 кН. Для работы при нормальной температуре звено и палец цепи изготовляют из сталей 35, 40 и 50 с последующей термической обработкой. Для работы при высокой температуре (до 500—700°C) звенья изготовляют из стали ЗОХГСА или 40Х с термической и термохимической обработкой до твердости HRC 40 - 62, а палец — из стали 45 или 40Х с поверхностной твердостью HRC 55-62.
При наличии боковых зазоров вильчатые цепи могут изгибаться в плоскости осей шарниров (см. рис. 2.17, в), как и разборная цепь. Такие цепи применяют для цепенесущих конвейеров, транспортирующих тарные грузы по сложной трассе.
Смазывание шарниров цепей* Регулярная очистка от грязи и рациональное смазывание шарниров значительно увеличивают срок службы цепи, уменьшают потери на трение и являются обязательным условием правильной эксплуатации. Выбор сорта смазки цепей
зависит от конструкции шарнира, эксплуатационных условий работы и способа подачи смазки к трущимся поверхностям шарнира. Выбор способа подачи смазки представляет собой сложную задачу из-за большого количества шарниров на цепи и необходимости их смазывания на ходу конвейера.
Круглозвеиные цепи при фрикционном приводе не смазывают, так как смазка ухудшает сцепление цепи с приводным блоком. При приводе со звездочкой и передаче тягового усилия зацеплением круглозвенную цепь смазывают при регламентированных ремонтах, примерно через 4 — 6 месяцев. Разборные цепи смазывают при периодических осмотрах и ремонтах. Применяют также регулярную автоматическую подачу жидкой смазки в шарниры цепи.
Рис. 2.17. Вильчатая цепь:
а — холодноштампованная; б — кованая; в — литая
Пластинчатые цепи при отсутствии пресс-масленок на торцах валиков смазываются так же, как и разборные цепи. Пресс-маслеики устанавливают, как правило, только на валиках катковых цепей и заполняют консистентной смазкой автоматическими смазочными устройствами или вручную.
Подшипники катков пластинчатых, двухшарнириых и стержневых цепей набивают консистентной смазкой при периодических разборках через 6—Змее. Вильчатые цепи смазывают только при профилактической разборке; в процессе работы их не смазывают.
Регулярное смазывание шарниров цепи жидкой смазкой производится при помощи капельных или струйных автоматических масленок, устанавливаемых на конвейере и управляемых движущейся цепью. При обычных условиях работы цепи в качестве жидкой смазки применяют масло индустриальное 45 или цилиндровое 11 (ГОСТ 20799-75), в качестве густой смазки — консистентные универсальные смазки; солидол (ГОСТ 4366 — 76 и 1033 — 73), кон- сталин (ГОСТ 1957 — 73), а. также ЦИА- ТИМ-201 (ГОСТ 6267 — 74) и ЦИА- ТИМ-203 (ГОСТ 8773-73). При работе в условиях высоких и низких температур используют специальные смазки. Для современных машии перспективно применение долгодействующих закладных смазок (например, БНЗ-З по ТУ УССР 38.201357-80), которые ие требуют замены три-четыре года.
Выбор рациональных параметров цепи. Шаг цепи. Цепь одной и той же конструкции при одинаковой разрушающей нагрузке, обусловливаемой прочностью звеньев и узла шарнира, может иметь различные расстояния между шарнирами, т. е. разные шаги. При выборе шага цепи следует учитывать следующее: с его увеличением (при условии одинаковой прочности цепи) уменьшается число шарниров на заданной длине (рис. 2.18), упрощается эксплуатация цепи (меньше объектов смазывания и изнашивания), уменьшается масса и стоимость цепи, но одновременно с этим
Рис. 2.18. Зависимости массы 1 м пластинчатой цепи тц и числа шарниров i на длине 10 м от шага цепи I (Sp — разрушающая нагрузка)
увеличиваются радиусы звездочек (при одинаковом числе зубцов), крутящий момент на приводном валу, размеры привода, радиусы перегибов ходового пути и динамические нагрузки на цепь. Важно также учитывать конструкцию цепи и способ крепления к ней рабочего элемента.
Некоторые цепи, например пластинчатые, круглозвенные, стержневые, легко выполнить одинаковой прочности (с одинаковыми размерами шарнира и сечения звеньев) при различном шаге. У других цепей, например разборных горячештампованных, с увеличением шага возрастают размеры звеньев и разрывная нагрузка. Следовательно, выбор оптимального шага цепи должен быть тщательно обоснован конструктивным и технологическим анализом всей машины в целом.
Разрушающая и рабочая нагрузки цепи. Для одних и тех же типоразмеров цепи повышения разрушающей (а следовательно, и рабочей) нагрузки можно достигнуть увеличением площади сечения деталей и изготовлением их из высоколегированных- сталей с последующей термообработкой, увеличением площади контактных поверхностей для
снижения давлений. Однако при использовании цепей в качестве тяговых элементов конвейеров существуют оптимальные технико-экономические пределы повышения их прочности (также и для лент). С увеличением натяжения цепи и тягового усилия возрастают типоразмеры привода конвейера (с редукторами, муфтами, подшипниками) и опорных конструкций. У конвейеров с криволинейной трассой возникают 1 большие дополнительные нагрузки на опорные элементы, ходовой путь и поддерживающие конструкции поворотных участков.
Из опыта проектирования конвейеров получено, что в большинстве случаев нецелесообразно применять тяговые цепи с разрушающей нагрузкой более 400—630 кН, так как при превышении этих пределов цепь, ходовая часть конвейера, привод и поддерживающие конструкции получаются нерационально тя- । желыми. Для конвейеров тяжело нагру- I жеиных и большой протяженности, у которых потребное натяжение цепи приближается к этим пределам, целесообразно на общем замкнутом контуре трассы конвейера устанавливать несколько приводов, т. е, выполнять их многоприводными с использованием типового серийного оборудования.
Сравнительные показатели цепей различных конструкций. Характерными сравнительными показателями качества однотипных конструкций цепи могут служить коэффициенты удельной прочности и долговечности. Коэффициент удельной прочности
кц.п = 8р/тц(2.1)
характеризует отношение разрушающей нагрузки цепи Sp к массе 1 м цепи тц.
Коэффициент удельной долговечности ^пл = Тс/тц(2-2)
характеризует срок службы цепи Тс (в ч) (при одинаковых нагрузках, производственных условиях и режимах работы), отнесенный к массе 1 м цепи. Чем больше в равных условиях коэффициенты
кц.п и &цд» тем совершеннее конструкция и способ изготовления цепи. Для определения кц,д необходимо иметь экспериментальные данные или средние статистические показатели. Значение кц.п находят по исходным конструктивным данным или из Государственных стандартов. Для стандартных цепей коэффициент кц.п [кН/(кг/м)] имеет следующие пределы:
Круглозвенные цепи 17,6—18,5
Разборные горячештампованные цепи 33,1 — 50,9
Пластинчатые цепи: втулочные 14,5 — 27,2
роликовые 12,4 — 26,0
катковые на подшипниках сколь
жения 10,7—19,3
то же, подшипниках качения . . .9,9—19,8
Двухшарнирные универсальные цепи (с комплектом катков) . . . .5,1—9,3
Вильчатые цепи 31,6 — 42,1
При сравнительном анализе цепей различных типов следует иметь в виду, что бескатковые цепи прн прочих равных условиях будут иметь более высокий коэффициент кК.п, чем катковые и двухшарнирные с опорными катками. Поэтому сравнивать значения кц.п можно только для одинаковых конструктивных типов цепей.
Как показывают приведенные данные, наибольший коэффициент кцп характерен для разборных цепей. Малые значения кц.п для двухшарнирных цепей объясняются наличием вертикальных и горизонтальных катков на каждом шарнирном узле, которые заменяют поддерживающие каретки, необходимые для разборных и круглозвенных цепей.
Определение запаса прочности и допускаемой нагрузки. Основы расчета цепи на прочность. При проектировании конвейера конструктор, как правило, применяет стандартные цепи с заданной разрушающей нагрузкой. Допускаемую нагрузку на цепь можно определить двумя методами: обобщенным (по запасу прочности) и дифференциальным (расчет на прочность, усталость и износ).
По обобщенному методу допускаемая нагрузка по прочности цепи
5д ~ Sp/nn 2? Sp.n> (2-3)
где Sp — разрушающая нагрузка цепи; принимается по стандарту или по паспорту завода-изготовителя; п„ — обобщенный запас прочности пепи; $р|1 максимальное расчетное натяжение цепи конвейера при нормальной загрузке.
Так как по величине Sp.n требуется определить типоразмер цепи с необходимой разрушающей нагрузкой, надо пользоваться формулой
Sp ^ 5рПип. (2.3 )
Запас прочности пп должен обеспечить надежную, безопасную и долговечную работу конвейера. На практике принимают: для горизонтальных конвейеров неответственного назначения пп = 6 + 7; для конвейеров, имеющих наклонные участки трассы, ип = 8 + 10; для цепей эскалаторов высокого качества ип = 7; для разборных цепей, работающих на подвесных конвейерах, нп = 10 -г 13, потому что на вертикальных перегибах пути эти цепи испытывают значительные дрполнительные изгибающие напряжения.
Обобщенный метод выбора допускаемой нагрузки очень простой, однако он является приближенным и недостаточно учитывает конкретную характеристику конвейера.
При дифференциальном методе допускаемую нагрузку определяют отдельно по прочности, усталости и долговечности, в зависимости от конкретных параметров и назначения конвейера.
Допускаемая нагрузка на растяжение по несущей способности цепи (по предельному состоянию)
^д.н = 5ркт/Ин 2s Sp.M> (2-4)
где кт = ст.р/сгв — коэффициент, показывающий соотношение между пределом текучести при разрыве сттр и временным сопротивлением на разрыв ов (для незакаленных сталей, применяемых для цепей, кт х 0,6, для закаленных — кт к 0,85); ин — запас прочно-, стн по несущей способности цепи; Sp.M — расчетное натяжение при максимальной загрузке конвейера.
Запас прочности ин определяют в зависимости от нескольких факторов:
Ин = ^1^2^4К5К6,(2.5)
где Ку — коэффициент безопасности работы машины (для конвейеров с простой горизонтальной трассой Ку = 1, со сложной трассой, имеющей подъемы и спуски, К] = 1,2 4- 1,5); К 2 — коэффициент режима работы конвейера (для весьма легкого режима К2 = = 0,8, легкого — К2 = 1, среднего — К2 = 1,2, тяжелого — К 2 = 1,4, весьма тяжелого — К2 = 1,6); К3 = 1,2 4- 1,4 — коэффициент ослабления расчетного сечения деталей цепи прн предельно допускаемом износе (для вильчатых цепей скребковых конвейеров \К3 = 2); К4 = 1,1 4- 1,3 — коэффициент достоверности расчетных и нагрузочных данных; К5 = 1,2 4- 5 — коэффициент, характеризующий отношение максимального суммарного напряжения в деталях цепи на трассе конвейера от изгиба и растяжения к напряжению растяжения (для подвесных н других конвейеров с пространственной трассой); К6 — коэффициент динамических нагрузок (при скорости конвейера до 0,1 м/с — К$ = 1, от 0,1 до 0,3 м/с — К6 = 1,15, выше 0,3 м/с — Кб = 1,25).
Рассмотренные коэффициенты относятся к конвейерам, работающим в нормальном диапазоне температур окружающей среды (от —10 до +80 °C); при работе цепи в условиях высоких и низких температур необходимо вводить дополнительные коэффициенты.
Несущую способность цепи проверяют по максимально возможным нагрузкам на конвейер. Допускаемая нагрузка по долговечности цепи
С -. SPC12> с
д,д ~ пдкд Ci(l + г} + Сг(1 - г} р1Д*
(2-6)
где Су = O-j/Og— отношение предела выносливости для симметричного пикла o_t к временному сопротивлению прн разрыве ств (для сталей 45, 50, по данным С. В. Серен- сена, Ct = 0,33 4- 0,4); пд = 2,5 4- 3 — запас сопротивления усталости в зависимости от ответственности назначения машины и точности расчета; кд = куСк^ — коэффициент
долговечности, приводящий максимальное действующее напряжение к эквивалентному в соответствии с фактическим режимом действия напряжений по времени (здесь ky ss 1 — коэффициент упрочнения материала в связи с циклическим действием нагрузок; кс — коэффициент срока службы по формуле (2.7) (при 60TcjVu < ^0 принимают кс = 1); кн— коэффициент переменности нагрузки); Г = ^min/^max- КОЭффиЦИСНТ аСИММСТрИИ ЦИКЛИ, характеризующий отношение минимального (omin) напряжения к максимальному (отах) в звене (или в другой наиболее напряженной детали) цепи в промежутке цикла (например, для подвесных конвейеров г = = 0,1 -г 0,25); С2 = 2 4- 2,5 — коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений, масштабный фактор и состояние поверхно™ сти.
По рекомендации Д. Н. Решетова коэффициенты срока службы цепи и переменности нагрузки
где m як 3 — показатель степени наклонной ветви усталостной кривой; Гс—заданный расчетный срок службы цепи, обычно принимают Тс = 3 • 104 ч (около 5 лет работы в три смены); Ny = 1/Тц— число циклов изменения напряжений в минуту за один кругооборот звена цепи по контуру трассы конвейера; No — 106— базовое число циклов до разрушения деталей цепи; t( — время действия напряжения Cj, мин; ст, — напряжение в звене цепи (натяжение) в отдельном промежутке цикла, Па; Тц—продолжительность одного цикла общего изменения напряжений в звене цепи за один кругооборот цепи по
трассе конвейера, мин; <7тах — наибольшее напряжение в звене цепи в цикле при нормальной загрузке конвейера, Па.
Для получения о; и t, общую зависимость изменения напряжений за цикл, включая и пиковые напряжения (например, на вертикальных перегибах у подвесного конвейера), разбивают на отдельные прямоугольные ступени с напряжениями сц 02, ... , оп и временем действия tj, 12, , t„ (рис. 2.19). Число ступеней зависит от общей конфигурации диаграммы напряжений; для наклонных участков их целесообразно выбирать таким образом, чтобы разница в напряжениях смежных ступеней не превышала 10 - 15 %.
Для конвейеров с простой трассой, расположенной в одной плоскости, с равномерным (прямо пропорциональным) распределением напряжений в звене цепи, вместо диаграммы напряжений можно пользоваться диаграммой натяжений цепи и вести расчет по натяжениям цепи.
Диаграмму строят для статических нагрузок при нормальной загрузке конвейера. Динамические нагрузки на цепь от неравномерности ее движения на приводной звездочке будут накладываться на статические, приведенные на рис. 2.19, в виде дополнительных нагрузок с симметричным циклом.
Рис. 2.19. Диаграмма изменения напряжений в звене цепи за каждый цикл Тц ее кругооборота по трассе конвейера (Сто — напряжение от первоначального натяжения)Рис. 2.19. Диаграмма изменения напряжений в звене цепи за каждый цикл Тц ее кругооборота по трассе конвейера (Сто — напряжение от первоначального натяжения)Основы расчета цепи на износ. Шарниры цепи изнашиваются от взаимного скольжения их соприкасающихся поверхностей при входе и выходе звеньев цепи с поворотных устройств, размещенных на трассе конвейера. Износ шарнира определяется давлением на сопряженных поверхностях, состоянием
Рис. 2.19. Диаграмма изменения напряжений в звене цепи за каждый цикл Тц ее кругооборота по трассе конвейера (Сто — напряжение от первоначального натяжения)
Рис. 2.19. Диаграмма изменения напряжений в звене цепи за каждый цикл Тц ее кругооборота по трассе конвейера (Сто — напряжение от первоначального натяжения)
лих поверхностей как по обработке н твердости, так и по условиям эксплуатации (характеристикой смазки, степенью и видом загрязнения и т. п.), величиной пути трения, обусловливающей работу трения, скоростью скольжения деталей шарнира относительно друг друга и скоростью движения цепи, обусловливающей как скорость скольжения, так и ритм изменения нагрузок и перемещений.
Поворотные устройства размещены в разных местах трассы конвейера; следовательно, давления в шарнирах цепи на каждом поворотном устройстве будут различными — от некоторого наименьшего pi до наибольшего рп в соответствии с изменением натяжения цепи. Таким образом, каждый шарнир за цикл работы конвейера будет подвергаться воздействию комплекса давлений от pi до рп. Наиболее точный расчет должен выполняться по эквивалентному расчетному давлению. Для практических расчетов необходимо иметь экспериментальные данные по интенсивности изнашивания деталей шарниров при различных давлениях в разных условиях эксплуатации. Пока этих данных нет, поэтому расчет цепи на износ может быть только поверочным, по максимально допускаемому давлению. Допускаемая нагрузка на цепь по долговечности на износ
$д.и ~ FpaK2 ^ Sp.n, (2.9)
где F — площадь соприкосновения деталей шарнира, м2; рд — максимальное допускаемое давление в шарнире цепи, МПа (табл. 2.3); К^ — коэффициент режима работы конвейера (см. с. 49).
2.3. Допускаемые давления (МПА) в шарнире термообработайной цепи
Условия работы конвейера
Скорость цепи, м/с
До 0,2
Свыше 0,2 до 0,3
Свыше 0,3
Хорошие
400
350
300
Средние
350
300
250
Тяжелые
300
250
200
Для цепей без термообработки допускаемое давление значительно ниже, поэтому применять их на конвейерах не рекомендуется.
Расчетная нагрузка, действующая на цепь* Если ходовая часть конвейера имеет одну цепь, то для нее из условий прочности
^р.п = (Sp + 5дин)тах ~ ^б^р, (2.10)
где Sp — максимальное статическое натяжение цепи, определяемое по тяговому расчету при нормальной загрузке конвейера (вариант загрузки 2, см. с. 24); 5дИН — максимальная динамическая нагрузка на цепь; K^ — коэффициент динамических нагрузок (см. с. 49).
Расчетная нагрузка на одну цепь прн определении несущей способности цепи
Sp.n — (Sp.M + Здин) max ~ ^б^р.м, (2.11)
где SpM — максимальное статическое натяжение цепи, определяемое по тяговому расчету при максимально возможной загрузке конвейера.
Несущую способность цепи надо проверять по пусковому усилию (Н), подсчитанному исходя из максимального использования перегрузочных способностей двигателя привода:
Sp.H.n ^ ЮООл^^м.п/^ (2.12)
где ц — общий КПД приводного механизма; N - номинальная мощность двигателя привода, кВт; Км.п— коэффициент пускового момента; v — скорость цепи конвейера, м/с.
Если привод конвейера не имеет предохранительного устройства (например, муфты предельного момента или срезного пальца и т. п.), двигатель соединяется с механизмами привода муфтой постоянного момента и пускается непосредственным включением без пускорегулирующего устройства, то значение Км.п принимают по перегрузочной способности электродвигателя при пуске (как отношение пускового момента к номинальному); в этом случае обычно Км.п = 1,8 -ь 2. Если привод имеет пре-
дохранительное устройство (например, срезной палец) или двигатель соединен с механизмами муфтой скольжения (например, гидромуфтой) или пускается с дополнительным пускорегулирующим устройством, то А?м п = 1,3.
Расчет на усталость и износ ведется по натяжению $р.п, определяемому по формуле (2.10).
Если ходовая часть конвейера имеет две цепи, то расчетную нагрузку на одну цепь следует принимать с учетом некоторого коэффициента неравномерности ее распределения:
Spi-Sp2/CH, (2.13)
где SP2 — расчетная нагрузка на ходовую часть, определяемая по формулам (2.10) —(2.12) в соответствии со способом расчета; Сн — коэффициент неравномерности распределения нагрузки между тяговыми цепями; прн одной цепи Сн = 1, при двух цепях Сн = 1,6 4- 1,8 в зависимости от точности изготовления цепей и монтажа конвейера.
Срок службы цени. Основным критерием определения срока службы цепи является предельное увеличение щага цепи по зацеплению на приводе. Нормы допускаемого увеличения шага различны для каждого типа цепи (пластинчатой, разборной, круглозвеиной) и обычно задаются в стандартах или технических условиях заводов-изготовителей в пределах 3 — 6% от номинального шага цепи по зацеплению. Шарниры цепи изнашиваются при взаимном скольжении деталей шарнира при их повороте на входе и выходе звеньев цепи с поворотных устройств, помещенных иа трассе конвейера.
Износ (см) шарнира цепи в направлении ее шага за полный оборот (один цикл работы) цепи по трассе конвейера и
Дк = ^ (S; + Sf +1) /[(pitai?(2-14)
1
где п — число поворотных устройств на трассе конвейера; S, и S(+] — натяжения цепи на входе н выходе с каждого поворотного устройства от первого до и-го; /,—путь трения при повороте звеньев цепи на поворотном устройстве, см; ф— удельный износ це
пи в направлении ее шага на 1 Н действующего усилия в 1 с на 1 см пути трения, см/(Н с см); tBj—время скольжения шарниров цепи при повороте звеньев на i-м поворотном устройстве, с.
Удельный износ цепи <pj определяют экспериментально для каждого типоразмера в соответствующих условиях эксплуатации.
Прогнозируемый общий срок службы (ч) цепи
Тс = ДдТцДДкЗбОО); (2.15)
где Дд—максимальное допускаемое увеличение шага цепи по условиям зацепления на звездочке или приводной гусеничной цепн за весь срок службы цепн, см; в среднем принимают Дд = (0,03 4- 0,06) t; t — шаг цепн по зацеплению, см; Тц— время одного оборота цепи по трассе конвейера, с.
Звездочки для тяговых цепей
Профиль зуба звездочки для калиброванной круглозвенной цепи строят графически (рис. 2.20). Звездочка имеет зубья и плоские ячейки для размещения горизонтальных (рис. 2.20, а) звеньев цепи. Плоские основания ячеек исключают возможность изгиба звеньев при огибании звездочки.
Диаметр (см) делительной окружности звездочки (см. рис. 2.20, а)
Dq = (t + d + e)/sin а, (2.16) где t — внутренняя длина (шаг) звена цепи, см; d — калибр (диаметр стержня) цепи, см; е = =(0,02 4- 0,03) t ]/z — компенсирующий зазор, см [здесь z — число зубьев (обычно принимают для приводных звездочек z = 16 4- 24)];
sin ф
ci = arctg— -—1—-——
(t — d — e cos ф)/(г + d + e) + cos ф половина центрального угла ячейки, град; Ф = 180/z — половина углового шага зубьев, град.
Для фрикционного привода и поворотных устройств конвейеров с некалиброванными круглозвенными цепями применяют гладкие блоки диаметром D ^ 30d, профиль обода которых показан на рис. 2.20,6.
Для пластинчатых втулочных, роли-
Рис. 2.20. Профили:
а — зуба звездочки для калиброванной круглозвенной цепи;
б — блока с гладким ободом для некалиброванной цепи
Рис. 2.21. Профиль зуба звездочки для пластинчатой цепи
ковых и катковых цепей профиль зуба звездочки строится по ГОСТ 592 — 81.
Диаметр делительной окружности звездочки (рис. 2.21 и табл. 2.4)
da = t cosec (180%),
где t — шаг звена цепи, мм; z — число зубьев звездочки.
зубья другого — левые катки цепи (рис. 2.22, а). Просвет между дисками необходим для размещения горизонтальных катков цепи.
Для разборной цепи профиль зуба звездочки строят по ГОСТ 593 — 75 (рис. 2.22,6); диаметры делительной окружности звездочек даны в табл. 2.5.
Приводные звездочки конвейеров от-
Профиль зуба звездочек для двухшар- ннрной цепи строят по тому же способу, что и для катковых цепей (зубья захватывают цепь за катки). Звездочка для двухшарнирной цепи состоит из двух параллельных дисков с зубьями; зубья одного диска захватывают правые,
ливают из стали 35Л (см. рис. 2.22,6) или изготовляют в виде зубчатого венца из листовой стали 40 или 50 (см. рис. 2.22, а). Зубья звездочек фрезеруют и подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты до твер-
достн HRC
Шаг звена цепи, мм
Число зубьев 2
8
10
12
13
16
20
100
261,31
323,61
386,37
417,86
512,58
639,25
125
326,64
404,50
482,96
522,34
640,73
799,08
160
418,10
517,76
618,19
668,59
820,13
1022,82
200
522,62
647,22
772,74
835,72
1025,16
1278,52
250
653,28
809,00
965,93
1044,68
1281,45
1598,15
315
823,13
1019,37
1217,07
1316,26
1614,63
2013,64
400
1045,24
1294,44
1545,48
1671,44
2050,32
—
500
1306,56
1618,00
1931,86
2089,36
—
—
2.4. Диаметры <L (мм) делительных окружностей звездочек для пластинчатых цепей
50—54. Для круглозвенных цепей фрезерование рабочих поверхностен и зубьев представляет весьма
трудоемкую
поэтому заменить повкой, дочку нз
ее
операцию, стараются
горячей штам- составляя звез- двух или четы-
рех частей. Для круглозвенных цепей применяют также вставные (сменные) фрезерованные стальные зубья, закрепленные на ободе звездочки.
Рис. 2.22. Звездочки:
а — для двухшарнирной цепи; б—для разборной цепи с предохранительным штифтом
Шаг звена цепи,
Число зубьев 2
6
8
10
80
311,5
412,2
513,1
100
388,8
514,7
640,8
160
621,1
822,3
1025,1
Шаг
Число зубьев z
звена
цепи,
13
16
20
ММ
80
665,0
817,4
1020,1
100
831,0
1021,5
1274,7
160
1329,2
1632,7
2039,2
2.5. Диаметры (мм) делительных окружностей широко применяемых звездочек для разборных цепей по ГОСТ 589—74
Рис. 2.23. Схема комбинированного тягового элемента;а — с угловым приводом со звездочкой или блоком; б — с реечным приводом; 77 — привод; НУ — натужное устройствоРис. 2.23. Схема комбинированного тягового элемента;а — с угловым приводом со звездочкой или блоком; б — с реечным приводом; 77 — привод; НУ — натужное устройство
Рис. 2.23. Схема комбинированного тягового элемента;
а — с угловым приводом со звездочкой или блоком; б — с реечным приводом; 77 — привод; НУ — натужное устройство
Рис. 2.23. Схема комбинированного тягового элемента;
а — с угловым приводом со звездочкой или блоком; б — с реечным приводом; 77 — привод; НУ — натужное устройство
2*2.4. Стальные проволочные канаты
Известны попытки применить в качестве тяговых элементов конвейеров канаты — одинарные непрерывные, гладкие; одинарные непрерывные с укрепленными на них захватами для зацепления с кулачковым приводным блоком; одинарные непрерывные с дополнительной спиральной навивкой утолщенной проволоки; одинарные, составленные из отдельных отрезков, соединенных глухими муфтами (зажимными втулками), которые используются для крепления опорных катков в качестве ведущих захватов для приводных блоков ; элементы, составленные из отдельных параллельных отрезков канатов, скрепленных зажимами; канатные цепи из отдельных отрезков каната.
Несмотря на обилие способов использования стальных канатов, они получили небольшое распространение в конвейерах. Наиболее простым является тяговый элемент из одного непрерывного каната; его используют на ленточноканатных и грузонесущих подвесных конвейерах. Канатные тяговые элементы других видов из-за сложности изготовления, эксплуатации и конструкции привода в конвейерах распространения не получили.
Комбинированные тяговые элементы
Комбинированный тяговый элемент (рис. 2.23, а) применяется на прямолинейном вертикально замкнутом конвей-
ере с возвратно-поступательным движением, Он состоит из жесткой штангн 2, движущейся на опорных катках 3, отрезков 4 цепи нли каната, огибающих приводную 5 и натяжную 7 звездочки (или блоки). Штанга движется возвратно-поступательно и перемещает транспортируемый груз при помощи упоров 1 в одном, заданном направлении. На основной части рабочей ветви конвейера цепь заменена жесткой штангой с небольшим числом опорных катков; на обратной ветви отрезки цепи соединены стальным стержнем или канатом 6. Следовательно, значительно уменьшается число шарниров и опорных катков, снижается стоимость тягового элемента и упрощается его обслуживание по сравнению с тяговой цепью на всей трассе.
Комбинированный тяговый элемент (одинарный или сдвоенный) применяют в штанговых грузоведущих конвейерах тяжелого типа (см. гл. 10). Известен также тяговый элемент в виде жесткой штанги, приводимый в движение от реечного привода (рис. 2.23,6).
Ходовые опорные устройства
Тяговый элемент, соединенный с гру- зонесущим элементом конвейера, на пути своего перемещения должен иметь ходовые опорные устройства как на рабочей, так и на обратной ветвях.
Для ленточных конвейеров, а также для некоторых специальных пластинчатых конвейеров в качестве опорных устройств применяют стационарные ролики, опираясь на которые движется лента или настил. Иногда лента перемещается по неподвижному настилу из листовой стали или гладкого дерева. Тяговые и грузонесущие элементы цепных конвейеров различного типа перемещаются по неподвижным направляющим путям нз рельсов нли прокатных профилей, опираясь на них своими ходовыми катками.
В подвесных конвейерах тяговый и грузонесущий элементы подвешивают
к специальным спаренным каткам-кареткам, которые движутся по подвесному пути из прокатного профиля. Для надежной работы конвейера, уменьшения натяжения тягового элемента, снижения расхода энергии и увеличения срока службы к опорным устройствам предъявляют следующие требования; а) легкость вращения или передвижения, т. е. малый коэффициент сопротивления движению; б) простота, экономичность конструкции и малая масса в сочетании с высокой прочностью и износостойкостью; в) надежная работа в тяжелых условиях эксплуатации; надежная защита подшипников от проникновения в них пыли; г) простота обслуживания и удобство подачи смазки к подшипникам, возможность использования долгодействующей смазки; д) простота ремонта и замены изнашивающихся частей.
Для выполнения этих требований применяют подшипники качения закрытого типа или с надежным лабиринтным уплотнением, передовые методы. технологии изготовления деталей массового производства (например, штамповку), термообработку рабочих поверхностей и т. п. Большую роль играет также организация эксплуатации машины: регулярная подача смазки, очистка машины от пыли, грязи и просыпи груза, а также профилактический ремонт ее сборочных единиц. Следует иметь в виду, что качество конструкции, изготовления и состояния ходовых устройств в значительной степени определяет сопротивления движению тягового и грузонесущего элементов с транспортируемым грузом и, следовательно, расчетное натяжение, мощность привода и степень изнашивания составных частей конвейера.
Это важное положение можно иллюстрировать таким примером.
На рис. 2.24 приведены диаграммы натяжения лент двух ленточных конвейеров с одинаковыми характеристиками (ширина ленты 1000 мм, длина конвейера 200 м, производительность 975 т/ч, скорость 2 м/с), с ролнкоопорами, по которым движется лента. Коэффициент сопротивления движению
Рис. 2.24. Сечения ленты и диаграммы натяжения и мощности приводного электрод питателя при коэффициенте сопротивления ленты движению:а — tv = 0,02; б — w = 0,1Рис. 2.24. Сечения ленты и диаграммы натяжения и мощности приводного электрод питателя при коэффициенте сопротивления ленты движению:а — tv = 0,02; б — w = 0,1ленты одного конвейера w = 0,02 (рис. 2.24, а), а другого w = 0,l (рис. 2.24,6). У первого конвейера лента имеет максимальное натяжение 18 кН и мощность приводного двигателя 25 кВт, у второго соответственно 90,5 кН н 126 кВт.
Рис. 2.24. Сечения ленты и диаграммы натяжения и мощности приводного электрод питателя при коэффициенте сопротивления ленты движению:
а — tv = 0,02; б — w = 0,1
Рис. 2.24. Сечения ленты и диаграммы натяжения и мощности приводного электрод питателя при коэффициенте сопротивления ленты движению:
а — tv = 0,02; б — w = 0,1
Конструкции опорных устройств рассматриваются ниже, в соответствующих главах, по каждому типу конвейеров в отдельности.
Натяжные устройства
Натяжное устройство того или иного типа (рис. 2.25) состоит из поворотного устройства 1, которое огибает тяговый элемент 2 (обычно под углом 180°), подвижных башмаков (ползунов) или те
лежки 4 (на которых закрепляется ось 3 поворотного устройства) и натяжного механизма 5. Последний, перемещая ползуны или тележку, натягивает тяговый элемент. Поворотное устройство для тягового элемента может состоять из барабана (для ленты), одного или двух блоков (для каната) или звездочек (для цепей). В конвейерах с тяговым элементом установка натяжного устройства является обязательной. Это устройство служит для создания первоначального натяжения тягового элемента, ограничения его провеса между опорными устройствами и компенсации вытяжки в процессе эксплуатации.
Рис. 2.25. Схемы натяжных устройств:а и б — винтовых; в — тележечного грузового; г — пневматического (гидравлического); д —пружинно- винтовогоРис. 2.25. Схемы натяжных устройств:а и б — винтовых; в — тележечного грузового; г — пневматического (гидравлического); д —пружинно- винтовогоВ современных машинах натяжное
Рис. 2.25. Схемы натяжных устройств:
а и б — винтовых; в — тележечного грузового; г — пневматического (гидравлического); д —пружинно- винтового
Рис. 2.25. Схемы натяжных устройств:
а и б — винтовых; в — тележечного грузового; г — пневматического (гидравлического); д —пружинно- винтового
устройство является автоматическим регулятором натяжения тягового элемента в заданных пределах и автоматическим предохранительным устройством, выключающим привод при превышении заданного предела нагрузки и чрезмерной вытяжке тягового элемента.
Первоначальное натяжение должно обеспечивать определенное минимальное натяжение тягового элемента, необходимое для нормальной работы конвейера. Минимальное натяжение различно и зависит от типа конвейера и его привода. Например, для скребковых и подвесных толкающих конвейеров натяжение не должно быть ниже определенного минимума, обеспечивающего устойчивое положение скребка или толкателя. У конвейеров с фрикционным приводом, передающим тяговое усилие при помощи трения, первоначальное натяжение и обусловленное им натяжение ветви, сбегающей с приводного барабана, должны быть значительными для создания достаточной силы трения между барабаном и лентой для передачи потребного’ тягового усилия. У конвейеров с передачей тягового усилия зацеплением первоначальное натяжение цепи необходимо для обеспечения правильного сбега цепи с приводной звездочки : оио составляет обычно около 5—10% от максимального допускаемого натяжения.
По конструкции и способу действия различают механические, пневматические, гидравлические, грузовые, грузолебедочные и лебедочные натяжные устройства. В механическом устройстве натяжение тягового элемента производят вручную при помощи какого-либо механизма, например натяжных или нажимных винтов (рис. 2.25, а), колеса и зубчатой рейки и т. п., или при помощи лебедки, приводимой электро- или гидроприводом. При использовании механического натяжного устройства натяжение тягового элемента не остается постоянным и изменяется, постепенно уменьшаясь по мере его вытяжки и изнашивания в процессе работы.
Необходимость периодического на
блюдения и подтягивания, переменное значение натяжения и возможность «перетяжки» (чрезмерного перенатяже- ния) тягового элемента, жесткость крепления и отсутствие подвижности (податливости) при случайных перегрузках являются недостатками механических натяжных устройств. К их преимуществам относятся простота конструкции, малые габаритные размеры и компактность.
Натяжные устройства, приводимые в движение пневматическими и гидравлическими цилиндрами, имеют малые габаритные размеры, но требуют установки специального приспособления, обеспечивающего постоянство давления воздуха или масла.
Грузовое натяжное устройство (рис. 2.25, в) приводится под действием свободно висящего груза и автоматически (без периодического подтягивания) обеспечивает постоянное усилие натяжения, автоматически компенсирует изменение длины тягового элемента от температурных условий и уменьшает пиковые нагрузки при случайных перегрузках, что является его большим преимуществом. К недостаткам грузового устройства относятся большие габаритные размеры и большая масса груза для мощных и длинных ленточных конвейеров. Для уменьшения массы груза применяют передачу усилия натяжения через полиспасты или рычаги, используют приводные лебедки (подробно см. гл. 4). Существенным недостатком таких натяжных устройств являются большие сопротивления в полиспастах (особенно на конвейерах, работающих в тяжелых условиях эксплуатации), которые значительно препятствуют автоматичности действия грузовых натяжных устройств.
Грузовые натяжные устройства устанавливают, как правило, на ленточных, канатных и пространственных подвесных и цепетянущих конвейерах. На цепных конвейерах и сравнительно коротких (до 60 м) ленточных конвейерах с трассой простой конфигурации размещают винтовые натяжные устройства (рис. 2.25, а). На тяжелых и длинных
цепных конвейерах (кроме указанных выше) целесообразно устанавливать пружинно-винтовые устройства (рис. 2.25, д), которые благодаря упругости пружины являются более рациональными, чем жесткие винтовые устройства. Передвижные конвейеры погрузочных машин н питатели с гибким тяговым элементом для достижения компактности оснащают винтовыми натяжными устройствами. На мощных ленточных конвейерах большой протяженности устанавливают грузолебедочные и лебедочно-пружинные натяжные устройства.
Ход натяжного устройства х (см. рис. 2.25), равный сумме монтажного х0 и рабочего хр ходов, выбирают в зависимости от длины и конфигурации трассы конвейера и типа тягового элемента. Ход должен обеспечить компенсацию удлинения тягового элемента хр (от нагрузки, износа и температурных условий) и выполнение монтажных и ремонтных работ - хо (стыковку, замену отдельных звеньев и т. п.).
Для ленточных конвейеров рабочий ход натяжного устройства
xp^KHK^L; (2.17)
где Кв — коэффициент, зависящий от угла конвейера р (при р ^ 10° КН = О,85; при р> >10° Кн = 0,65); Ks — коэффициент использования ленты по натяжению (при классах использования ленты Ц1, Ц2 и ЦЗ значение Ks соответственно равно 0,63; 0,8 и 1,0); Еу — относительное упругое удлинение ленты при нагрузке, равной 0,1 от прочности ленты (принимается по стандартам и техническим условиям на ленты); обычно для резинотканевых лент Еу — 0,015; для резинотросовой ленты £у = 0,0025; L— длина конвейера между центрами барабанов, м.
Для цепных конвейеров, у которых удлинение цепи может быть незначительным, ход натяжного устройства должен быть на 50—100 мм больше длины половины секции цепи, чтобы можно было прн большом износе уменьшить длину цепи на одну секцию (секцией цепи называют два парных зве
на с прямыми пластинами или одно изогнутое звено).
Натяжное устройство обычно размещают на одном из поворотных устройств (барабане, блоке, звездочке), расположенном на участке малого натяжения тягового элемента. Барабан, блок или звездочку устанавливают не в крайнем переднем положении натяжного устройства, а отступив от него на некоторую величину хо, обеспечивающую возможность стыкования тягового элемента.
Натяжное усилие Рн, необходимое для перемещения подвижного поворотного устройства с тяговым элементом, зависит от расположения натяжного устройства и привода на трассе конвейера. В общем случае оно составляет сумму натяжений набегающей Si на поворотное устройство и сбегающей Si с него ветвей тягового элемента и усилия Т перемещения ползунов или натяжной тележки:
Ph = Si + S2+7:(2.18)
Для винтового натяжного устройства усилие, прилагаемое к рукоятке (или ключу) для вращения винта,
Рв = ^в.т ~^у ^н
tg(Pe + <Рт) + Ц~т- “1tg(Pe + <Рт) + Ц~т- “1(2Л9) где квл. — коэффициент распределения усилия между натяжными винтами (прн одном натяжном винте или при двух винтах, соединенных цепной передачей и вращающихся одновременно от одного из винтов, fcB т=1; при двух винтах и поочередном вращении каждого винта с учетом возможного перекоса квт = 0,6 -г 0,7); / — длина рукоятки или ключа; dt — средний диаметр резьбы винта; рв—угол подъема винтовой линии (обычно рв = 4ч-6°); фт — приведенный угол трения (обычно фт = 6е); р — коэффициент трения в торце упорной поверхности гайки или головки внита (обычно ц = 0,25); d% — средний диаметр опорной поверхности гайки или головки винта; обычно d2 = (1,4 4- 1,5) df.
tg(Pe + <Рт) + Ц~т- “1
tg(Pe + <Рт) + Ц~т- “1
Масса натяжного груза
шн = ^н/(ЗЛи, (2-20)
где ц — КПД полиспаста и отводных блоков (прн отсутствии полиспаста ц = 0,95); in — кратность полиспаста (при его отсутствии !п = 1).
Как видно из формулы (2.18), чем больше Si и $2, тем больше натяжное усилие. Следовательно, для уменьшения Рн необходимо устанавливать натяжное устройство на участке с малыми натяжениями Si и $2- При применении совмещенного привода с натяжным устройством (например, на подвесных конвейерах) величины Si и 8л и, следовательно, Рн будут, как правило, больше, чем при другом местоположении натяжного устройства, поскольку в этом случае Si будет натяжением ветви, набегающей на привод.
У конвейеров с фрикционным приводом первоначальные натяжения тягового элемента в период пуска н при установившемся движении должны быть различными. При пуске приводу необходимо преодолевать дополнительные сопротивления трогания с места и инерции движущихся масс, поэтому первоначальное натяжение тягового элемента для обеспечения необходимого повышенного тягового усилия должно быть значительно большим, чем при установившемся движении. Обеспечивать работу тягового элемента постоянно с повышенным (пусковым) первоначальным натяжением нерационально, так как это увеличит местные потери н ускорит изнашивание оборудования. Поэтому для конвейеров большой мощности и протяженности необходимо постоянное автоматическое регулирование первоначального натяжения тягового элемента в зависимости от периода, условий и режима загрузки конвейера. Наибольшее натяжение должно быть в период пуска конвейера; при установившейся работе оно должно автоматически уменьшаться вплоть до минимального для данной загрузки конвейера. Такой режим обеспечивают лебедочные и грузолебедочные натяжные устройства с автоматическим управлением, снабженные специальным датчиком автоматического контроля натяжения.
На грузовых натяжных устройствах конвейеров в крайних переднем н заднем положениях натяжной тележкн устанавливают конечные выключатели, при контакте которых с натяжной тележкой привод конвейера выключается. Эти аварийные случаи могут произойти при обрыве натяжного троса или при крайнем заднем положении тележки (при использовании полного хода натяжного устройства).
Приводы
Приводной механизм (или, сокращенно, привод) служит для приведения в движение тягового и грузонесущего элементов конвейера или непосредственно рабочих элементов в машинах без тягового элемента. По способу передачи тягового усилия различают приводы с передачей усилия зацеплением и фрикционные, передающие тяговое усилие трением. Фрикционные приводы применяют для лент, канатов и круглозвенных цепей; их разделяют на однобарабанные (одноблочные), двух- и трехбарабанные и специальные промежуточные (см. гл. 3 и 4).
Приводы с передачей тягового усилия зацеплением разделяют на угловые со звездочкой или кулачковым блоком, устанавливаемые на повороте трассы конвейера на 90 или на 180° (рис. 2.2б,п и 6) и иногда на прямолинейном участке (рис. 2.26, в, г), прямолинейные (гусеничные) со специальной приводной цепью с кулаками (рис. 2.26, д), устанавливаемые на прямолинейном участке (подробно см. гл. 3). Гусеничный привод по сравнению с угловым имеет следующие преимущества: меньший диаметр приводной звездочки, а следовательно, и меньшие крутящий момент и размеры механизмов при одних и тех же тяговом усилии и скорости конвейера; возможность установки на любом горизонтальном участке трассы конвейера и, следовательно, большие возможности для наивыгоднейшего расположения привода. Недостатками гусеничного привода являются некоторая сложность его
Рис. 2.26. Схемы приводов с передачей тягового усилия зацеплением :а, б, в — угловых со звездочкой при повороте на 90е, 180° и на прямолинейном участке соответственно; г — со звездочкой на отклонении цепи; д — прямолинейный (гусеничный)Рис. 2.26. Схемы приводов с передачей тягового усилия зацеплением :а, б, в — угловых со звездочкой при повороте на 90е, 180° и на прямолинейном участке соответственно; г — со звездочкой на отклонении цепи; д — прямолинейный (гусеничный)устройства и более высокая стоимость из-за наличия двух звездочек и приводной цели.
Рис. 2.26. Схемы приводов с передачей тягового усилия зацеплением :
а, б, в — угловых со звездочкой при повороте на 90е, 180° и на прямолинейном участке соответственно; г — со звездочкой на отклонении цепи; д — прямолинейный (гусеничный)
Рис. 2.26. Схемы приводов с передачей тягового усилия зацеплением :
а, б, в — угловых со звездочкой при повороте на 90е, 180° и на прямолинейном участке соответственно; г — со звездочкой на отклонении цепи; д — прямолинейный (гусеничный)
В гусеничных приводах приводная цепь может располагаться в горизонтальной или вертикальной плоскости.
Кроме гусеничных приводов с ведущими кулаками, в конвейерах новых конструкций применяют гусеничные приводы с плоскими электромагнитами, прикрепленными к приводной цени. Электромагниты притягивают звенья тяговой цепи конвейера и передают им движущую силу от приводной цепи гусеничного привода. Питание магнитов электрическим током осуществляется при помощи троллей и токосъемников таким образом, что ток поступает в магниты только при их движении на прямолинейном тяговом участке. На поворотных звездочках и обратной ветви магниты обесточиваются.
Применяют также фрикционные прямолинейные (промежуточные) приводы, передающие движение тяговому элементу при помощи сил трения, создаваемых прижимом тягового элемента к приводному. Приводы конвейеров обеспечивают постоянную или переменную скорость движения тягового элемента. Изменение ее может быть плавным нли ступенчатым. Плавное изменение скорости (обычно в пределах 1 :4), необходимое по требованиям технологического процесса, выполняемого на конвейере, или для оптимального использования конвейера по режиму загрузки, достигается при помощи вариатора, устанавливаемого в приводном механизме,
нли специальных муфт, соединяющих электродвигатель привода с редуктором, а также при применении гидропривода или электродвигателей постоянного тока, Ступенчатое изменение скорости обеспечивается при установке коробки скоростей (набора сменных передач) или многоскоростного электродвигателя.
По числу приводов, расположенных на трассе, различают конвейеры одноприводные (рис. 2.^7, а, 6, в и г) и многоприводные (рис. 2.27, д). У многоприводного конвейера на трассе размещают несколько (например, до 12) приводных механизмов, называемых промежуточными, с отдельными электродвигателями. Применение промежуточных приводов позволяет значительно уменьшить натяжение и использовать тяговые элементы небольшой прочности на конвейерах большой протяженности.
Привод конвейера может иметь один, два или три отдельных электродвигателя. Два двигателя устанавливают на один приводной вал при использовании типовых двигателей и редукторов меньшей мощности (вместо одного большого) и для более компактной планировки привода. Три двигателя применяют в двухбарабанном приводе ленточного конвейера (рис. 2.27, г). Созданы также объединенные приводы, у которых один двигатель через соответствующий передаточный механизм одновременно приводит в движение две (нли, иногда, три) приводные звездочки конвейера.
Для привода канатных грузоведущих конвейеров используют барабанные ле-
бедки с электродвигателем. Таким образом, многообразие типов конвейеров обусловливает многие конструктивные разновидности приводов.
По виду движущей энергии и роду двигателей в конвейерах применяют электрический и значительно реже — электрогидравлический и пневматический приводы. В электроприводах, получивших преимущественное распространение, используют асинхронные электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым (до 100 кВт) и фазным роторами общепромышленного исполнения. Для многоприводных конвейеров применяют двигатели с повышенным скольжением нли двигатели с фазным ротором с дополнительным сопротивлением в цепи ротора для увеличения скольжения, а для конвейеров тяжелого
типа, а также при пульсирующем движении — двигатели с повышенным пусковым моментом.
Рис. 2.27. Схемы расположения приводов:Рис. 2.27. Схемы расположения приводов:а — однодвигательного; 6 — двухдвигательного; в и г — трехдвигательных; д — многоприводного с прямолинейными промежуточными приводами; /7 —привод, Д — двигательа — однодвигательного; 6 — двухдвигательного; в и г — трехдвигательных; д — многоприводного с прямолинейными промежуточными приводами; /7 —привод, Д — двигательЭлектродвигатели постоянного тока используют очень редко. Гидравличе- ский привод в конвейерах имеет сравнительно малое применение, и главным образом в условиях взрывоопасной среды, например в угольных шахтах. К его преимуществам относятся компактность, возможность плавного регулирования скорости, взрывобезопас- ность, а к недостаткам - пониженный КПД, невысокий срок службы основных деталей, сравнительно высокая частота вращения выходного вала (не менее 100 об/мин), что ограничивает использование гидропривода для цепных конвейеров тяжелого типа, имеющих скорость до 0,5 м/с.
Рис. 2.27. Схемы расположения приводов:
Рис. 2.27. Схемы расположения приводов:
а — однодвигательного; 6 — двухдвигательного; в и г — трехдвигательных; д — многоприводного с прямолинейными промежуточными приводами; /7 —привод, Д — двигатель
а — однодвигательного; 6 — двухдвигательного; в и г — трехдвигательных; д — многоприводного с прямолинейными промежуточными приводами; /7 —привод, Д — двигатель
Рис. 2.28. Гидравлическая муфта привода скребкового конвейераРис. 2.28. Гидравлическая муфта привода скребкового конвейераПо конструкции составных элементов электрические приводы бывают наборные нз открытых передач (устарелая конструкция), полностью редукторные (наилучшая конструкция), комбинированные — с редуктором и дополнительными открытыми клиноременной, зубчатой или цепной передачами и специальные, встроенные (например, мотор-барабан; см. гл. 4). Выходной вал редуктора соединяется с валом приводного барабана или звездочки прн помощи зубчатой или уравнительной муфты, или какой-либо дополнительной передачи (зубчатой или цепной). Входной вал редуктора соединяется с валом электродвигателя при помощи упругой муфты.
Рис. 2.28. Гидравлическая муфта привода скребкового конвейера
Рис. 2.28. Гидравлическая муфта привода скребкового конвейера
В конвейерах тяжелого типа с большими пусковыми нагрузками, а также при многодвигательном приводе широкое распространение получили гидравлические муфты (рис. 2.28). Эти муфты позволяют осуществить плавный, постепенный разгон машины при пуске и вследствие повышенного скольжения способствуют равномерному распределению нагрузок между отдельными двигателями многоприводного конвейера.
Приводы конвейеров в большинстве случаев снабжаются остановами нли электромагнитными тормозами и блокируются с предохранительными устройствами. Большинство приводов цепных конвейеров с зацеплением шарниров цепи на звездочке или кулачке гусеничной цепи имеют также механическое предохранительное устройство в виде срезиого штифта с заданным расчетным сечением (см. рис. 2.22,6). При повышении пускового тягового усилия приблизительно на 25% штнфт срезается, приводная звездочка останавливается, и прерывается подача тока к электродвигателю привода. Это очень простое устройство надежно предохраняет тяговый элемент от повреждений и обрыва.
Усилие среза штифта определяют по формуле
^с = М^кртах/^ш = Т^оТ/4, (2.21)
где кп » 1,25 — коэффициент допускаемой перегрузки; Мкртах — крутящий момент на валу установки штифта (обычно на валу приводной звездочки радиуса Ro) во время пуска конвейера прн максимальной нагрузке;
Рис. 2.29. Схемы линейных асинхронных двигателей:Рис. 2.29. Схемы линейных асинхронных двигателей:а — плоского горизонтального одностороннего; б — двустороннего; й, г — вертикального двустороннего соответственно с неподвижной и подвижной первичной частью; Э — кольцевого; е — дискового; ж — барабанногоа — плоского горизонтального одностороннего; б — двустороннего; й, г — вертикального двустороннего соответственно с неподвижной и подвижной первичной частью; Э — кольцевого; е — дискового; ж — барабанногоЯш — радиус расположения штифта (см. рис. 2.22,6); т = кс<тв — предел прочности штифта при срезе (здесь кс = = т/ств — коэффициент соотношения пределов прочности; для сталей 40, 45, 50 кс = = 0,7 ~ 0,8; для серого чугуна СЧ 12-28, СЧ 15-32 кс = 1,1 ч- 1,5; <ув — предел прочности штифта при разрыве); do-диаметр рабочего сечення штифта;
Рис. 2.29. Схемы линейных асинхронных двигателей:
Рис. 2.29. Схемы линейных асинхронных двигателей:
а — плоского горизонтального одностороннего; б — двустороннего; й, г — вертикального двустороннего соответственно с неподвижной и подвижной первичной частью; Э — кольцевого; е — дискового; ж — барабанного
а — плоского горизонтального одностороннего; б — двустороннего; й, г — вертикального двустороннего соответственно с неподвижной и подвижной первичной частью; Э — кольцевого; е — дискового; ж — барабанного
^0 = ]/4Рс/(ят). (2,22)
Различные конструкции приводов рассматриваются по отдельным машинам в соответствующих главах. Методика выбора наивыгоднейшего расположения привода на трассе конвейера приведена в гл. 3.
На конвейерах особенно ответственного назначения, например для подачи шихты в доменную печь, устанавливают резервный приводной механизм. При случайном выходе из строя одного из приводов конвейер переключается на резервный приводной механизм. Такое решение более экономично, чем дублирование всего конвейера.
Перспективы применения линейных электродвигателей в приводе конвейеров
Для современного конвейеростроения перспективным является примененйе линейных асинхронных двигателей (ДАД) поступательного движения. Это позволяет ликвидировать сложные и металлоемкие редукторные приводы с Обычными электродвигателями вращательного движения.
Линейный электродвигатель (рис. 2.29) состоит из двух основных частей: первичной 4 и вторичной 2. Первичная часть, в которую входит обмотка 3 и токоподвод 1, является индуктором илн видоизмененным плоским статором, а вторичная — видоизмененным ротором двигателя, развернутым на плоскости. Между первичной и вторичной частями двигателя имеется воздушный зазор. При подаче напряжения в обмотках первичной части появляется электрический ток, возникает бегущее магнитное поле, которое в результате
магнитной индукции взаимодействует с вторичной частью и вызывает продольное сдвигающее усилие. Если одну часть двигателя (первичную или вторичную) закрепить неподвижно, то другая (свободная) будет перемещаться со скоростью, немного меньшей скорости бегущего магнитного поля за счет электрического скольжения. Соединение движущейся части двигателя с тяговым элементом конвейера обеспечивает поступательное движение последнего без редукторов, муфт и других передаточных механизмов. При неподвижной первичной части и подвижной вторичной токоподвод к обмоткам электродвигателя стационарный. При исполнении двигателя с подвижной первичной частью и неподвижной вторичной — токоподвод подвижный, скользящий от троллейных проводов или гибкого кабеля (при малой длине перемещения).
Первичная часть плоского линейного двигателя состоит из набора тонких штампованных листов из электротехнической стали, собранных в единый пакет — магнитопров од. В листе имеются поперечные пазы, в которые укладывается обмотка из медного провода.
Вторичная часть представляет собой продольно расположенный металлический сердечник, например полосу, полку двутавра, швеллера, головку рельса и т. п. Материал вторичной части и зазор между первичной и вторичной частями двигателя определяют его КПД и тяговое усилие. Для создания мощного магнитного потока вторичная часть должна иметь низкое магнитное сопротивление и одновременно низкое активное сопротивление. Поэтому вторичную часть изготовляют в виде полосы из меди, алюминия, дуралюминия или из стали с медной или алюминиевой накладкой; можно также применять стальную полосу, но значительно большего сечения (при этом необходимо обеспечить невозможность притяжения вторичной части к первичной).
К преимуществам ЛАД относятся непосредственная бесконтактная, без промежуточных редукторных механизмов
передача тягового усилия поступательно движущимся тяговому и грузонесу- щему элементам конвейера; возможность расположения привода на прямолинейном участке трассы без изменения ее направления на поворотных звездочках или барабанах; возможность установки нескольких двигателей на один общий контур трассы конвейера и нх согласованная работа; стабильность скорости тягового элемента при установившемся движении конвейера без динамической пульсации, характерной для цепного привода со звездочкой; возможность плавного регулирования скорости движения и постепенного разгона больших масс при пуске.
Недостатками ЛАД являются сравнительно низкий КПД (обычно не более 0,6 — 0,7), наличие вторичной части из цветного металла на протяжении всей трассы конвейера, необходимость устройств для охлаждения двигателя при длительной непрерывной работе с полной нагрузкой.
Применять ЛАД наиболее рационально при высоких скоростях движения (более 3 м/с при частоте тока 50 Гц).
В СССР и за рубежом известны разработки и испытания опытных образцов ленточных, пластинчатых и тележечных конвейеров и конвейерных поездов с приводом от одного и нескольких ЛАД. Однако широкого промышленного применения конвейеры с ЛАД пока не получили. Для промышленного внедрения ЛАД необходимо дальнейшее усовершенствование их конструкций с целью повышения КПД и обеспечения надежного теплового режима при длительной непрерывной работе.
Применение ЛАД наиболее перспективно в высокоскоростных магистральных ленточных и пластинчатых конвейерах высокой производительности и в конвейерных поездах. Важнейшей задачей является разработка многоприводных ленточных конвейеров большой протяженности с ЛАД, у которых вторичной частью служит лента конвейера, а несколько первичных частей установлено вдоль его трассы.
Поддерживающая металлоконструкция
Поддерживающая металлоконструкция средней части зависит от конструкции конвейера. Ее изготовляют из прокатной профильной стали в виде отдельных секций длиной 3 — 6 м, соединяемых одна с другой болтами. Привод и натяжное устройство имеют самостоятельные сварные металлоконструкции.
Основные требования, предъявляемые к поддерживающей металлоконструкции: высокая прочность и жесткость при минимальной массе, малая металлоемкость, удобство и безопасность монтажа и обслуживания конвейера, широкая унификация и большой срок службы (более 10 лет).
Подробно поддерживающие конструкции рассматриваются в последующих главах.
ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН
W^qL
Производительность транспортирующих машин непрерывного действия 65
Мощность двигателя и коэффициент сопротивления движению 67
Сопротивления, тяговая сила и мощность двигателя конвейеров с гибким тяговым элементом 69
Производительность транспортирующих машин непрерывного действия
Производительность транспортирующей машины (установки) определяется количеством насыпного (в единицах массы или объема) или штучного (в штуках) груза, перемещаемого ею в единицу времени. Различают техническую и эксплуатационную производительности транспортирующей машины.
Технической (паспортной) производительностью называют количество груза, перемещаемого в единицу времени при полном (рациональном, предусмотренном расчетом) заполнении грузонесуще-
Расположение на конвейере привода и натяжного устройства 78
Многоприводные конвейеры 82
Динамические силы, действующие на тяговый элемент цепных конвейеров 92
Пуск и остановка конвейера 94
го элемента машины и при сохранении постоянной номинальной (паспортной) рабочей скорости. Таким образом, техническая производительность транспортирующей машины определяется ее техническими параметрами и свойствами перемещаемого груза.
3 А. О, Спиваковский3 А. О, СпиваковскийЭксплуатационную производительность определяют с учетом действительных местных эксплуатационных условий — степени заполнения грузонесу- щего элемента машины и использования машины во времени (а также с учетом свойств перемещаемого груза, если в отдельных случаях они изменяются). Таким образом, эксплуатационная производительность зависит не только от технических параметров ма-
3 А. О, Спиваковский
3 А. О, Спиваковский
шины и свойств груза, но и от фактических условий эксплуатации.
Техническая и эксплуатационная производительности связаны между собой соотношением
^Q,= V^V=K^
где Йэ (Т/ч) и Гэ (мэ/ч) эксплуатационные (массовая и объемная) производительности машины; Q (т/ч) и V (м3/ч) технические (массовая и объемная) производительности машины; Кэ— общий эксплуатационный коэффициент использования машины, представляющий собой произведение коэффициентов неравномерности загрузки машины Кн, использования по времени Кв и готовности машины Кт (при непрерывной работе с нормальной нагрузкой Кэ — 1, при неполной нагрузке и простоях, Кэ < 1).
Если производительность указывается, например за смену QCM (т/смена), Есм (м3/смена) и Т— продолжительность смены в часах, то среднюю эксплуатационную производительность (в т/ч и м3/ч) определяют по формулам
еэ=есм/г, ¥э = Есм/т (зл)
а техническую производительность (т/ч и м3/ч) по формулам
Q = Q3/K3 = QCM/<K3T);
К=ЕЭ/КЭ=ЕСМ/(КЭТ). (3.2)
По значению технической производительности рассчитывают главные конструктивные параметры машин, обеспечивающие эту производительность (геометрические размеры груз о несущ его элемента, рабочую скорость), поэтому ее называют также расчетной или конструктивной.
Прн расчете производительности машин непрерывного действия рассматривают три случая транспортирования: 1) перемещение насыпных грузов непрерывным потоком; 2) перемещение насыпных грузов отдельными порциями; 3) перемещение штучных грузов. Во всех случаях основными параметрами, определяющими производительность, являются среднее количество груза на единице длины грузонесущего элемента
конвейера н рабочая скорость перемещения.
Среднее количество груза на единице длины грузонесущего элемента выражают в единицах объема (доб, л/м) и массы (д', кг/м). Секундная производительность конвейера равна произведению Зоб или q' на скорость и (м/с), а часовая производительность (м3/ч и т/ч)
¥= 3600go6u/1000 = 3,6доби; (3.3)
Q = 3600дОбУр/1000 = 3,6д'и,(3.4)
где р — плотность насыпного груза, т/м3.
Если насыпной груз перемещается непрерывным потоком и грузонесущий элемент конвейера имеет форму желоба (трубы) сечением Го (м2) с коэффициентом наполнения ф (для желоба ф может быть меньше, равно или больше единицы, для трубы меньше или равно единице), то сечение груза в желобе F = Гоф (м2) и количество груза на 1 м длины (л/м и кг/м)
доб=1000Е0ф;(3.5)
q' = ЮООЕорф-(3-6)
Подставив этн значения gog н q' в выражения (3.3) и (3.4), получим
У=36ООГоуф;(3.7)
Q = ЗбООГоУрф-(3.8)
Если насыпной груз перемещается порциями, например в ковшах (илн сосудах) объемом гр (л) с коэффициентом наполнения ф (объем груза в ковше i — = фф), то прн шаге ковшей пк (м) объемное количество груза (л/м) на длине 1 м
дОб = ^к = io'I^K(3.9)
и часовая производительность (м3/ч и т/ч)
у_3£ — р = 3,6 — фи;(3.10)
акяк
Q = 3,6 —up — 3,6 — рфи. (3.11) акяк
При перемещении отдельных штучных грузов средней массой т (кг) или партиями по z штук и при расположении грузов (или партий грузов) с шагом % (м) масса груза, приходящаяся на 1 м длины (кг/м),
q' = т^а-п или q' = mz/an, (3.12)
а производительность (т/ч)
2 = 3,6(m/nn)u; g = 3,6(mz/an)u.
(3.13)
Произв одител ьность трансп ортирую- щих машин непрерывного действия, перемещающих штучные грузы, иногда измеряют количеством штук в единицу времени,
Интервал времени (с) между единичными грузами или партиями грузов
t = Пп/и, следовательно, часовая производительность (шт/ч)
Z = 3600/t = 36ООг/ап;
Z = 3600z/t = 36OOzv/nn. (3.14)
Прн этом массовая производительность (т/ч)I
Q = mZ/1000.(3.15)
Следовательно, при перемещении транспортирующей машиной насыпного груза непрерывным потоком производительность является функцией (произведением) двух величин — поперечного сечения грузонесущего элемента илн линейной нагрузки и рабочей скорости. Выбрав в зависимости от типа машины рабочую скорость, находят необходимые для обеспечения требуемой производительности геометрические параметры грузонесущего элемента, например размеры сечения желоба или трубы, ширину ленты, форму желоба и другие, а при перемещении отдельными количествами — объем грузонесущих сосудов и расстояние (шаг) между ними.
Полученные в результате расчета геометрические размеры грузонесущего
элемента, перемещающего крупнокусковые грузы, должны соответствовать размерам кусков.
Мощность двигателя и коэффициент
сопротивления движению
В общем случае транспортирование груза связано с перемещением его как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, причем конечная точка перемещения груза может быть расположена выше или ниже начальной. Траектория перемещения груза может быть прямолинейной или изогнутой в одной илн в разных плоскостях (пространственная траектория). В частном случае перемещение может происходить только в горизонтальной плоскости илн только в вертикальной вверх илн вниз.
Если груз перемещается вверх на высоту Н (м) н производительность транспортирующего устройства 0 (т/ч), то мощность двигателя, необходимая только для подъема груза, без учета сопротивлений (т. е. полезная мощность, кВт)
Мп = 1OOOQH/(36OO -100) = QH/360.
(3-16)
Потребная мощность (кВт) двигателя TV = 7Vn/p = QH/(360r|),(3.17)
где т] — КПД транспортирующего устройства.
Как известно, КПД определяет степень совершенства машины. Если транспортирующее устройство, например ковшовый элеватор, клетевой подъемник, служит для перемещения груза по вертикальному илн близкому к вертикальному направлению, то КПД может характеризовать механические свойства такой установки.
Однако в общем случае при перемещении груза как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях, и особенно при большой дальности перемещения в горизонтальном направлении по сравнению с высотой подъе-
ма работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений, значительно возрастает и может во много раз превышать работу подъема. В этом случае КПД незначителен (нередко сотые и даже тысячные доли единицы) и уже не может характеризовать механических свойств таких установок.
Если груз перемещается только по горизонтали, т. е. Н = 0, то КПД в предыдущих выражениях тоже обращается в нуль (р = 0). Если конечная точка на установке лежит ниже начальной, т. е. перемещение груза связано с его движением вниз (Я<0), то КПД в предыдущих выражениях алгебраически тоже обращается в отрицательную величину, т. е. не имеет физического смысла.
Таким образом, не во всех случаях КПД может характеризовать механические свойства транспортирующей установки, и для этого нужен другой показатель, не теряющий общности независимо от рода установки н направления перемещения на ней груза — вверх, вниз или по горизонтали. Таким показателем может служить коэффициент сопротивления движению или общий коэффициент сопротивления транспортирующей машины (установки). Он равен отношению сил сопротивления, возникающих при перемещении груза, к его силе тяжести.
Пользуясь коэффициентом сопротивления, учитывают отдельно работу подъема, которая может быть положительной, отрицательной или равной нулю, и работу на преодоление сил сопротивления трению, которая больше нуля.
Обозначим через q' (кг/м) массу груза на 1 м длины транспортирующей установки, L (м) — ее длину и w' — общий коэффициент сопротивления. Тогда сила сопротивления трению (Н)
Жвр — q'gLw' « lOq’Lw'
и соответственно мощность (кВт) Явр =
= W^v/lOOO as lOq'Lw'v/1000 « QLw'/ЗбО.
Следовательно, общая мощность
(кВт), обусловленная силами сопротивления подъему груза и силами сопротивления трению,
N = Nn + NBp = (2/360) (Я + Lw').
(3-18)
Если производительность транспортирующей установки дана в объемных единицах — V (м3/ч), то из предыдущих выражений мощность (кВт)
Я = (Ир/360)(Я + Е№').(3.19)
Если начальная и конечная точки транспортирования лежат в одной горизонтальной плоскости, то в выражении (3.18) Я = 0, Яп = 0 и Я = Явр. Если начальная точка транспортирования лежит на Я (м) выше конечной, то Я в этих выражениях входит со знаком «минус» и Яп < 0, но N может быть больше, меньше и равно нулю. Таким образом, выражение (3.18), в котором работа, затраченная на преодоление сил сопротивления, выражена через коэффициент сопротивления w', применимо во всех рассмотренных случаях транспортирования. Если груз движется на транспортирующей установке вниз (Я < < 0) и | Я | > Lw', то мощность Я < 0 [уравнение (3.18)]. Такая установка является самодействующей, н для сохранения равномерного движения на ней должно производиться притормаживание.
В общем случае значения общего коэффициента сопротивления w' н КПД ц связаны между собой определенным соотношением. Для его установления приравниваем правые части выражений (3.17) и (3.18):
еЯ/(360ц) = (2/360) (Я + Lw'), откуда
w'= (Я/1)(1/ц — 1).(3.20)
Из этого выражения следует, что чем больше ц, тем меньше w'.
При Я = 0 (горизонтальное перемещение) ц тоже обращается в нуль; при Я = L (вертикальное перемещение)
w'=T/n-l.(3.21)
Сопротивления, тяговая сила и мощность двигателя конвейеров с гибким тяговым элементом
Сопротивления иа отдельных участках. Гибкий тяговый элемент (цепь, канат, лента), перемещающийся по неподвижным направляющим, образует замкнутый коитур и под действием передаваемой на него тяговой силы совершает круговое движение. Обычно движение происходит в одну сторону, а на реверсивных конвейерах — поочередно в обе стороны.
В общем случае образуемый направляющими контур состоит из прямолинейных н криволинейных участков и из сопрягающих их поворотных пунктов, на которых тяговый элемент огибает вращающиеся на валу поворотные элементы (звездочки, канатные шкивы, ленточные барабаны). В простейшем случае контур состоит из двух прямолинейных параллельных участков (грузовой и порожняковой ветвей) и двух концевых пунктов, из которых одни является обычно приводным, а другой — натяжным. При движении на прямолинейных и криволинейных участках контура на тяговый элемент действуют распределенные по всей длине сопротивления, а на поворотных пунктах сосредоточенные сопротивления. В общем случае на тяговый элемент действуют продольная составляющая силы тяжести груза н движущихся частей конвейера и сила сопротивлений.
На порожняковых участках эти силы обусловлены движением только тягового элемента. На наклонных участках при движении вверх продольную составляющую силы тяжести, направленную в сторону, обратную движению, принимают со знаком «плюс», при движении вниз — со знаком «минус», а при движении по горизонтали она равна нулю. Силы сопротивления направлены в сторону, обратную направлению движению, и всегда учитываются со знаком «плюс».
Показателем сил сопротивления на отдельных участках контура конвейера служит частный коэффициент сопротивления w, равный отношению силы сопротивления на участке к нормальной (по отношению к направляющей) составляющей силы тяжести груза и движущихся частей конвейера на этом участке.
Сопротивления иа прямолинейных участках. В зависимости от способа перемещения груза конвейеры с тяговым элементом разделяют на две группы: 1) тяговый элемент является одновременно грузонесущим, н груз не входит в соприкосновение с направляющими; 2) груз частично или полностью располагается на направляющих (например, в желобе), а тяговый элемент перемещается по тем же илн по другим направляющим. К первой группе относятся ленточные, пластинчатые (с подвижными бортами), ковшовые, подвесные и тележечные конвейеры и ковшовые элеваторы, а ко второй — скребковые и скребково-ковшовые конвейеры. На конвейерах первой группы груз и тяговый элемент имеют одинаковый коэффициент сопротивления, а на конвейерах второй группы — разные коэффициенты сопротивления.
Наиболее типичные способы перемещения тягового элемента на участках контура конвейеров первой группы — движение на катках (рнс. 3.1, а) или ста- ционарных роликах (рис. 3.1,6). Первый способ применяют для пластинчатого конвейера, а второй — для ленточного, на котором грузонесущая лента движется по стационарным роликовым опорам.
Определим сопротивление на наклонном прямолинейном участке длиной L [длина горизонтальной проекции Ц (м) и вертикальной Я' (м)], расположенном под углом наклона р. Обозначив через qr (Н/м) и q0 (Н/м) силу тяжести груза н грузонесущего элемента, приходящуюся на единицу длины, найдем силу сопротивления или тяговую силу (Н):
Рис. 3.1. Схема груз внесут ей части конвейера:я — пластинчатого; б - ленточного; а — скребковогоРис. 3.1. Схема груз внесут ей части конвейера:я — пластинчатого; б - ленточного; а — скребковогоW = ± (qr + 9о) L' sin р + + (^г + ^о) L' COS р • W = =(<?г + <?o)(i Н' + L'Tw); (3.22) здесь знак «плюс» относится к движению вверх по наклонному пути, а знак «минус» к движению вниз.W = ± (qr + 9о) L' sin р + + (^г + ^о) L' COS р • W = =(<?г + <?o)(i Н' + L'Tw); (3.22) здесь знак «плюс» относится к движению вверх по наклонному пути, а знак «минус» к движению вниз.Для определения сопротивления при перемещении по прямолинейному участку обратной ветви в предыдущем выражении принимают qT = 0.
Рис. 3.1. Схема груз внесут ей части конвейера:
я — пластинчатого; б - ленточного; а — скребкового
Рис. 3.1. Схема груз внесут ей части конвейера:
я — пластинчатого; б - ленточного; а — скребкового
W = ± (qr + 9о) L' sin р + + (^г + ^о) L' COS р • W = =(<?г + <?o)(i Н' + L'Tw); (3.22) здесь знак «плюс» относится к движению вверх по наклонному пути, а знак «минус» к движению вниз.
W = ± (qr + 9о) L' sin р + + (^г + ^о) L' COS р • W = =(<?г + <?o)(i Н' + L'Tw); (3.22) здесь знак «плюс» относится к движению вверх по наклонному пути, а знак «минус» к движению вниз.
Коэффициент сопротивления при движении на катках или стационарных роликах
' w = C^d + 2k)/D," (3.23)
где С — коэффициент увеличения сопротивления на катках с ребордами из-за трения реборд о направляющие; ц — коэффициент трения в цапфах; d — диаметр цапф осей катков (роликов); к — коэффициент трения качения ; D — диаметр катков (роликов).
На ходовых роликах (катках) с коническим ободом (рис. 3.2, а), применяемых, например, на подвесных кон
Рис. 3.2. Схема для определения сопротивления движению на конических ходовых каткахРис. 3.2. Схема для определения сопротивления движению на конических ходовых каткахвейерах -для центрирования хода тягового элемента (см. гл. 8), груз не только катится, но и скользит по путям. Если Р — сила давления на каток, b — ширина обода, на которую он входит в соприкосновение с поверхностью пути, D — средний диаметр ролика, на котором, как можно считать, ролик катится без скольжения (скорость скольжения иск = 0, рис. 3.2, б), 2р — угол конусности
Рис. 3.2. Схема для определения сопротивления движению на конических ходовых катках
Рис. 3.2. Схема для определения сопротивления движению на конических ходовых катках
щ / — коэффициент трения скольжения по рельсу, то путь трения скольжения в крайних точках ширины обода за одйн оборот ролика
/тр = л [D + 2 ^b^ sin р] - л£) = л& sin р,
Путь скольжения по обе стороны от среднего диаметра
/тр = 2 (2/3) л& sin р = (4/3) л& sin р
и соответственно работа трения скольжения за один оборот
Ар = (4/3) Рлб/sin р.
Следовательно, добавочный коэффициент сопротивления
W „об = — =/Sin Р
тб kDP 3D Р
и полный коэффициент сопротивления для этого случая
ud + 1к 4 b
W о =-+ — —/sin р. (3.24)
Если груз расположен на грузонесу- щем н тяговом элементах, скользящих по направляющим с коэффициентом трения /, и не входит с ними в соприкосновение, то для груза и тягового элемента коэффициент сопротивления w =
При скольжении груза по горизонтальному желобу (например, на скребковом конвейере, рнс. 3.1, в) частный коэффициент сопротивления
w “ (р/1 + «0/2Ж + ^о),(3-25)
где р — нагрузка на единицу длины дна и стенки желоба, Н/м;/] — коэффициент трения скольжения груза по направляющим (желобу);.^— коэффициент трения тягового элемента по направляющим.
Для наклонного конвейера этого типа при силе давления груза на дно и стенки р' частный коэффициент сопротивления p'J\ +gocospo/2 ,_ _ w - ——.(3.26)
(qr + q0)cosp
В числителе этого выражения приведено общее сопротивление на длине 1 м, а в знаменателе — сила давления груза и тягового элемента на дно желоба.
Сопротивления иа криволинейных участках. Криволинейные участки контура конвейера располагаются, как правило, в горизонтальной или вертикальной плоскости, значительно реже — по пространственным кривым. На этих участках сопротивления тягового элемента движению возрастают вследствие образования под действием натяжения тягового элемента добавочных радиальных сил, воспринимаемых криволинейной направляющей.
На криволинейном вертикальном участке на направляющую действуют силы тяжести груза н движущихся частей конвейера и радиальные силы, возникающие вследствие натяжения тягового элемента; все силы расположены в вертикальной плоскости. На криволинейном горизонтальном участке в горизонтальной плоскости действуют радиальные силы, а в вертикальной — силы тяжести груза и движущихся частей конвейера.
В общем случае тяговый элемент проходит криволинейные участки одним из следующих способов:
скольжением по криволинейной направляющей, например по шине, борту криволинейного желоба (рис. 3.3, а);
качением по криволинейной направляющей на ходовых катках (в вертикальной плоскости) или на соединенных с тяговым элементом опорных катках с осями, перпендикулярными к плоскости криволинейного участка (рис. 3.3,6);
качением тягового элемента по батарее стационарных роликов с осями, перпендикулярными к плоскости криволинейного участка (рис. 3.3, в);
качением на ходовых роликах (катках) по расположенной в горизонтальной (нли наклонной) плоскости криволинейной направляющей (одно- или двухрельсовому пути) с восприятием радиальных (боковых) сил на ребордах (или конических ободах) ходовых роликов (рис. 3.3,2, 6).
Рис. 3.3. Схемы криволинейных участков конвейераРис. 3.3. Схемы криволинейных участков конвейераСкольжение тягового элемента по криволинейной направляющей связано с повышенным сопротивлением и износом, поэтому оно применяется главным образом при малых углах и больших радиусах поворота, когда требуется возможная простота конструкции конвейера, например для изгибающегося под небольшим углом скребкового конвейера, на котором тяговый цепной элемент скользит по дну и борту желоба.
Рис. 3.3. Схемы криволинейных участков конвейера
Рис. 3.3. Схемы криволинейных участков конвейера
Качение тягового элемента по криволинейной направляющей на соединенных с ним опорных катках характеризуется малыми потерями на сопротивления и потому имеет широкое применение. При таком способе движения тягового элемента криволинейные участки могут иметь малые радиусы, благодаря чему конвейерная установка получается более компактной, однако при изгибах в горизонтальной или наклонной плоскости на тяговый элемент по всей длине конвейера устанавливают опорные катки, в результате чего усложняется его конструкция. Типичным примером использования рассматриваемого способа служат цепные подвесные конвейеры с пространственной трассой.
Качение тягового элемента по батарее стационарных роликов (как и предыдущий способ) характеризуется малыми потерями на сопротивления, но применение ее ограничивается свойствами катящегося по роликам тягового элемента. Наиболее распространен этот способ
на ленточных конвейерах с изгибом в вертикальной плоскости, на которых поддерживающие ленту стационарные роликовые опоры располагаются по кривым выпуклостью вверх и вниз.
Качение тягового элемента по одно- или двухрельсовым путям на ходовых роликах (катках) с передачей ими боковых (направленных к центру кривой) усилий на направляющий путь вызывает повышенное трение и износ как катков, так и рельсового пути. Поэтому такой способ движения тягового элемента применяют прн небольших углах изгиба, больших радиусах криволинейных участков, а также при малом натяжении тягового элемента на криволинейном участке. При этом необходимо обеспечить устойчивость движущейся части конвейера, находящейся на криволинейном участке, под действием опрокидывающего момента силы, направленной к центру кривизны. При этих ограничительных условиях рассматриваемый способ движения тягового элемента иногда применяют, например, на подвесных н на двухрельсовых тележечных конвейерах.
Рассмотрим методы определения сопротивлений для некоторых типичных случаев.
На конвейере с движением тягового элемента по горизонтальному пути на ходовых катках при прохождении по криволинейным участкам боковое (радиальное) давление передается на на-
правляющую шину с помощью укрепленных на тяговом элементе на вертикальных осях опорных катящихся по шине катков. Такой случай характерен для подвесного конвейера. Сопротивление на криволинейном участке (см. рис. 3.3)
^кр = ^сб “ ^нб!(3.27)
где 8'б и S,^ — натяжение тягового элемента в точках набегания и сбегания с криволинейного участка соответственно.
Сопротивление при движении на ходовых катках груза и тягового элемента, расположенных на длине пути 1 м, равно (gr + g0) w'. Считая, что оно равномерно распределено по всей дуге, находим сопротивление на дуге, соответствующей бесконечно малому центральному углу,
dF' = (qr + qo)RWda,
где R — радиус кривизны участка.
При натяжении S тягового элемента в какой-либо промежуточной точке на дуге давление на шину (которое тоже считаем распределенным по всей дуге) на бесконечно малом участке с центральным углом da равно Sda. Соответственно элементарная сила сопротивления
dF" = Sw" da,
где w" — коэффициент сопротивления движению опорных катков.
Общая сила сопротивления на том же участке или сумма dF' + dF" равна приращению dS натяжения тягового элемента на этом участке, т. е.
dS = dF' + dF" = [(qr + qq) Rw ' + Sw "] da,
откуда
d S
-— da.
(q? + 90) Hw + Sw" -
Интегрируя это уравнение в пределах изменения угла da от 0 до а и S от S„6 до Sc6, получаем
^сб
f dS
J (qT + 9o) ^w' + Sw' sh6
откуда
(9г + go) Rw' + w"Sc6
или
ew"“ - 1
Sc6 — Sh6 e + (gr + go) w'R - w
(3.28)
Таким образом, сопротивление на криволинейном участке данного типа тем больше, чем больше натяжение в начальной точке S^g, радиус и угол кривой, масса груза и движущихся частей конвейера, а также чем больше коэффициенты сопротивления движению по пути н по направляющей шине.
На криволинейном участке порожняковой ветви при тех же условиях натяжение в точке сбегания находят из выражения (3.28) при qT = 0.
Если при сохранении всех условий предыдущего случая тяговый элемент не катится по направляющей шине на опорных катках, а скользит с коэффициентом трения /, то в уравнении (3.28) величину w" заменяют на /
Если при сохранении всех условий, рассмотренных в первом случае, тяговый элемент не имеет соединенных с ним опорных катков, а катится по батарее стационарных ролнков с добавочным коэффициентом сопротивления w", то уравнение (3.28) сохраняет силу.
При движении тягового элемента на ходовых катках по криволинейному пути, расположенному в вертикальной плоскости, надо различать криволинейные участки с выпуклостью вверх или вниз и с движением вверх или вниз.
При движении вверх или вниз по криволинейному участку с выпуклостью вверх (рис. 3.4, я) сопротивление от силы тяжести груза и движущихся частей конвейера на дуге, соответствующей беско-
Рис. 3.4. Схемы криволинейных участков конвейера в вертикальной плоскостиРис. 3.4. Схемы криволинейных участков конвейера в вертикальной плоскостинечно малому центральному углу dot, dF' = (gr + go) (± sin Р + w' cos р) Rda,
Рис. 3.4. Схемы криволинейных участков конвейера в вертикальной плоскости
Рис. 3.4. Схемы криволинейных участков конвейера в вертикальной плоскости
где р — угол наклона касательной к кривой в промежуточных точках криволинейного пути (в общем случае является величиной переменной, но для упрощения расчетов принимаем его с достаточным приближением постоянным н, как показано на рис. 3.4, а, равным углу, образованному хордой кривой с горизонтальной линией); знак «плюс» перед sin р относится к движению вверх, а «минус» — к движению вниз.
Элементарная сила сопротивления вследствие давления роликов, обусловленного натяжением S тягового эле
мента,мента,dF" = Sw"da.dF" = Sw"da.Сложив оба сопротивления и решив дифференциальное уравнение, найдем
мента,
мента,
dF" = Sw"da.
dF" = Sw"da.
Гт / Гт / ОС .
Осб — ^нб ®4-
+ («r+^o)(±sinp +ew'a-l
+ w' cos p) R.(3.29)
w
При движении вверх оба члена правой части уравнения (3.29) положительны и всегда $сб > ^нб, при движении вниз второй член может быть положительным илн отрицательным и ^сб § $нб- Для обратной ветвн в уравнении (3.29) дг = 0.
Если криволинейный участок имеет выпуклость вниз (рис. 3.4,6), то сила тяжести груза и движущихся частей конвейера уменьшает обусловленную натя
жением тягового элемента силу давления ходовых роликов на направляющую шииу (рельсы) и
+ (gr + go)( ± sinр - w'cos р) хew'a -1
X R;—;(3.30)
w
здесь «плюс» перед sin р относится к движению вверх, а «минус» — к движению вниз.
При слабом натяжении S тягового элемента и большой распределенной силе тяжести груза и движущихся частей конвейера (gr + go) или только движущихся частей (до) может оказаться, что второй член в правой части уравнения (3.30) меньше нуля, т. е. давление на верхнюю направляющую отсутствует. В этом случае необходимо установить направляющие не сверху, а снизу. Практически, в связи с возможностью колебаний величины S и движения на грузовом участке без груза в таких случаях устанавливают направляющие шины с обеих сторон с небольшим зазором по отношению к окружности катков.
При движении по горизонтальному криволинейному рельсовому пути, воспринимающему радиальную силу, передаваемую на рельсы ходовыми катками, надо различать движение на одноосных и двухосных тележках.
При одноосных тележках (см. рис. 3.3, г) н движении по одному или двум сближенным рельсам катки делают с ребордами, с коническим ободом. Можно считать, что оси одно-
осных тележек располагаются радиально и расклинивание их на рельсах практически отсутствует.
Так как сила тяжести груза и ходовой части и радиальная сила передаются на рельсы одними и теми же ходовыми катками, коэффициент сопротивления движению которых равен w', пользуясь уравнением (3.28), определим
% - Зибе^Т (9г + доЖ Ж - 1).
(3.31)
При движении одноосных тележек на катках с ребордами отсутствует добавочное скольжение на части обода, входящей в соприкосновение с поверхностью рельса, но возникает скольжение на ребордах. Добавочное сопротивление от действия этих сил трения зависит от таких факторов, как высота и форма реборды, состояние рельсов (сухие, мокрые, смазанные), и поэтому учесть их трудно. Ориентировочно величину Sc6 можно определить по уравнению (3.31), введя в его-правую часть коэффициент К = 1,5;' характеризующий увеличение сопротивления по сравнению с сопротивлением на прямолинейном рельсовом пути [уравнение (3.23)].
При использовании двухосных тележек на катках с ребордами (что характерно, например, для некоторых типов пластинчатых и легких тележечных конвейеров) сопротивление вследствие «расклинивания» тележек на рельсах криволинейного пути Хем. рис. 3.3, д) получается значительным, и радиальная сила при относительно больших радиусах кривизны R и малых центральных углах а его существенно не увеличивает. Поэтому при расчетах учитывать радиальную силу не будем.
Добавочное сопротивление движению двухосных тележек пропорционально отношению жесткой базы sg к радиусу R закругления пути:
Wp — KpSg/R, где согласно экспериментальным данным Кр = 0,24 для грузовой и Кр = 0,48 для порожняковой ветви.
Отсюда сопротивление на грузовой ветви криволинейного пути с центральным углом а
ЖР = tor + go) Ка (w' + 0,24зб/Я), (3.32)
а на обратной ветви
Жр - go^ot (w' + 0,48X6//?). (3.33)
Натяжение тягового элемента в точке сбегания с участка криволинейного пути
5 с б ~ $нб + Жкр.
Сопротивление на поворотных пунктах. На поворотных пунктах, служащих для сопряжения двух соседних расположенных под углом один к другому участков трассы конвейера, тяговый элемент огибает блоки с гладким ободом или барабаны, блоки с прямолинейными гранями или звездочки. Блоки с гладким ободом применяют для каната или короткозвенной, например круглозвенной, цепи, барабаны — для ленты, блоки с прямыми гранями — для длиннозвенных цепей, звездочки в общем случае — для шарнирных и круглозвенных цепей.
Сопротивление на блоках, барабанах и звездочках складывается в основном из сопротивления трению в подшипниках вала и сопротивления вследствие жесткости (сопротивления изгибу) тягового элемента — цепи, ленты или каната при изгибе в точке набегания и выпрямления в точке сбегания.
Сопротивление в подшипниках горизонтального вала (рис. 3.5)
= У(S^6 + Sk + Сб) у, (3.34)
где величина в скобках представляет собой геометрическую сумму натяжений тягового элемента в точках набегания 8^ и сбегания 8сб и силы тяжести барабана или звездочки Ge; Ц — коэффициент трения в подшипнике скольжения или приведенный к диаметру папфы коэффициент трения в подшипнике качения; d — диаметр цапфы; D — диаметр барабана или зведочки.
Рнс. 3,5. Схема для определения сопротивления на поворотном пунктеРнс. 3,5. Схема для определения сопротивления на поворотном пунктеДля барабанаДля барабанаКб =Кб =^б ^нб^б ^нб$нб + ASH6Знб$нб + ASH6ЗнбА^нб"^ГА^нб"^Г(3.38)(3.38)где AShq — сопротивление на барабане, т. е. приращение натяжения;где AShq — сопротивление на барабане, т. е. приращение натяжения;для цепиКц=1+(^),(3.39)бнбдля цепиКц=1+(^),(3.39)бнбгде Wu — сопротивление цепи изгибу.где Wu — сопротивление цепи изгибу.В общем случае, пренебрегая силой тяжести Сб и считая приближенно 5нб *^сб> находим
Рнс. 3,5. Схема для определения сопротивления на поворотном пункте
Рнс. 3,5. Схема для определения сопротивления на поворотном пункте
Для барабана
Для барабана
Кб =
Кб =
^б ^нб
^б ^нб
$нб + ASH6Знб
$нб + ASH6Знб
А^нб"^Г
А^нб"^Г
(3.38)
(3.38)
где AShq — сопротивление на барабане, т. е. приращение натяжения;
где AShq — сопротивление на барабане, т. е. приращение натяжения;
для цепи
Кц=1+(^),(3.39)
бнб
для цепи
Кц=1+(^),(3.39)
бнб
где Wu — сопротивление цепи изгибу.
где Wu — сопротивление цепи изгибу.
a ud
^B = 2SH'6sin —(3.35)
где а — угол обхвата барабана или звездочки тяговым элементом.
Сопротивление вследствие жесткости тягового элемента при изгибе и выпрямлении для цепи зависит от силы трения в шарнирах:
^=(5^ +ед-у5-, (з.зб)
где цц — коэффициент трения в шарнире цепи; б — диаметр валика шарнира.
Для ленты и каната это сопротивление можно найти в общем виде по выражению
к к
Wn = И'к = (Хнб + ^сб)у ~ 25нб у,
(3.37)
где к — коэффициент жесткости ленты или каната, зависящий от их конструкции и толщины.
Натяжение на сбегающей с барабана или звездочки ветви удобно определять как произведение натяжения набегающей ветви на общий коэффициент К > 1.
Для ленты и каната согласно экспериментальным данным приращение натяжения вследствие их жесткости можно принимать равным 1 % от натяжения на набегающей ветви (к = Л5нб/5сб = 0,01).
Таким образом, для цепи
Sc6 - ^ц^нб ~ ^нб 1 4"
2 / ос
+ у ( silly ^Рв + 6цц
(3.40)(3.40)а для лейты и каната
(3.40)
(3.40)
$сб — ^л^нб ~$сб — ^л^нб ~2 сс
$сб — ^л^нб ~
$сб — ^л^нб ~
*^нб 1 + у sin—dцв + к
(3-41)
По экспериментальным данным ВНИИПТМАШа коэффициенты трения в подшипниках вала цв н в шарнирах цепи Цц для различных условий работы конвейеров при температуре окружающей среды от - 5 °C до + 40 °C имеют следующие значения:
рв для подшипников:
качения (приведенный) . . , .0,03—0,06
скольжения 0,15—0,25
Мц-
при непрерывном смазывании 0,1 — 0,2 при периодическом смазывании 0,15 — 0,25 без смазки 0,25—0,45
По тем же данным, в условиях низких температур, при использовании специальных морозостойких сортов смазки эти коэффициенты увеличиваются на
Рис. 3.6. График натяжения тягового элемента конвейераРис. 3.6. График натяжения тягового элемента конвейера20 — 30 %, а при применении обычных полужидкостных смазок — почти в 2 раза.
Рис. 3.6. График натяжения тягового элемента конвейера
Рис. 3.6. График натяжения тягового элемента конвейера
При приближенных расчетах, в зависимости от диаметра барабана или звездочки и условий работы, можно принимать при углах обхвата тяговым элементом 90 и 180° соответственно Кл 390 = 1 »02 4- 1,03 И Кл = ^80 = = 1,03 -г 1,07 (где ^ — обобщенный коэффициент сопротивления на барабанах или звездочках).
Тяговая сила, мощность двигателя. Для определения полной тяговой силы конвейера с тяговым элементом удобно пользоваться методом последовательного обхода по контуру или, что то же, обхода по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных (включая поворотные пункты) участков контура конвейера. Пронумеровав точки сопряжений, начиная от точки сбегания тягового элемента с привода к точке набегания, находят последовательно натяжения во всех точках и по разности натяжений на набегающей н сбегающей ветвях определяют тяговую силу, а затем потребную мощность двигателя. Во всех случаях удобно начинать обход контура от точки сбегания тягового элемента с привода.
При определении натяжения во /всех точках контура пользуются общим правилом: натяжение тягового элемента в каждой последующей по ходу точке контура равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками, т. е.
З. + ^ + И^),(3.42)
где S; и S! + j — натяжения в двух соседних точках контура i и i + 1; JV;_(i+1) — сопротивление на участке между этими точками.
Отсюда следует, что
S,-= ST+1 - ^,--^+1), (3.43)
т. е. при обходе контура против хода тягового элемента натяжение в каждой последующей точке равно разности между натяжением в предыдущей точке и силой сопротивления на данном участке.
Если конвейер состоит из п прямолинейных и криволинейных участков и поворотных пунктов, а натяжения на сбегающей и набегающей ветвях Scg и SHg, то общая тяговая сила
W0=Sh6-Sc6= (3.44)
Потребная мощность двигателя (кВт)
N = И^ДМООд), ’ (3.45)
где Wo — тяговая сила, Н; г — скорость тягового элемента, м/с; ц — КПД передаточного механизма привода, включая потери на приводном валу.
Построим диаграмму натяжения для конвейера, состоящего из двух расположенных в вертикальной плоскости ветвей и имеющего наклонный и горизонтальный участки (рис. 3.6). Привод
конвейера размещен в головной части, прямолинейные участки соединены блоками (барабанами, звездочками). Диаграмму строим от точки 1 сбегания тягового элемента с привода, в которой натяжение Si = Smin- Натяжение в характерных точках контура конвейера определим по формулам
$1 = Smin# ^2 = 51+ qoL’w,S3=^S2;
S4 = S3 + g0 ( —sin р + wcos p)L';
S5 = C180$4i
S6 = S5 + (gr + g0) (sin p + w cos p) L;
Si = CaS^; Sg = S7 + (gr + go)L"w.
Разность Sg — Si = SH6 — SC6> т. e. равна тяговой силе IVO конвейера.
Расположение на конвейере привода и натяжного устройства
Общие условия. Расположение привода на конвейере нередко определяется местными строительными, конструктивными и эксплуатационными условиями, например удобствами сооружения фундамента под привод и машинного здания для него, удобством управления и обслуживания привода, а также условиями подвода тока и др. Устанавливают привод обычно на одном из поворотных пунктов.
От расположения привода в контуре конвейера зависит натяжение тягового элемента на разных участках контура н наибольшее натяжение тягового элемента. Поэтому, если местные условия не имеют решающего значейия, то привод необходимо располагать так, чтобы по возможности уменьшить наибольшее натяжение тягового элемента и натяжение на поворотных пунктах и криволинейных участках (на которых сопротивления пропорциональны натяжению). Соблюдение последнего требования важно, например, при проектировании пространственного подвесного конвейе
ра со сложным контуром пути, имеющего большое количество поворотных пунктов и криволинейных участков. На таких конвейерах целесообразно располагать привод перед набеганием тягового элемента на группу близко расположенных одни ^ другому поворотных пунктов и криволинейных участков, так как при этом они огибаются тяговым элементом со стороны сбегания с привода, т. е. в зоне пониженного натяжения.
Иногда целесообразно располагать привод сразу после прямолинейного участка с очень большим сопротивлением, так как при этом возникающее значительное натяжение тягового элемента непосредственно передается на привод.
Особый случай представляет расположение привода на конвейере прн передаче движущей силы тяговому элементу трением. Привод устанавливают в зоне высокого натяжения тягового элемента, необходимого для передачи движущей силы, что нередко дает возможность избежать добавочного увеличения натяжения путем усиления натяжного устройства.
Следовательно, если конвейер в простейшем случае состоит из двух прямолинейных параллельных ветвей и груз перемещается по горизонтали или по наклонной вверх (рис. 3.7, а и б, П — привод), то привод надо, размещать в головной части конвейера, т. е. в конце грузовой ветви.
Если груз движется по наклонной вниз (рис. 3.7, в) при небольшом угле наклона, при котором общее сопротивление на грузовой ветви больше, чем на обратной, т. е.
(gr + до) (- sin р + w cos р) >
> д0 (sin р + w cos р),
то располагать привод целесообразно также в головной части конвейера, в противном случае — в хвостовой части (рис. 3.7, г). На конвейере с движением груза вниз при общем сопротивлении
^>0 привод работает в двигательном режиме, при И/<0 —в генераторном (скорость тягового элемента регулируется тормозом).
Точка а наименьшего натяжения на контуре тягового элемента горизонтального конвейера всегда совпадает с точкой сбегания его с привода. На наклонном конвейере с движением груза вверх (см. рйс. 3.7, б) при сопротивлении обратной ветви уо ( — sin р + w cos p) L> 0 точка наименьшего натяжения находится вверху у привода, в обратном случае — внизу у хвостовой части. На наклонном конвейере с движением груза вниз при расположении привода внизу (см. рис. 3.7, в) точка наименьшего натяжения находится на порожняковой ветви у привода, а при расположении привода вверху — на грузовой ветви у головного блока конвейера.
На конвейере со сложным контуром тягового элемента, расположенным в горизонтальной плоскости, тяговый элемент имеет наименьшее натяжение у привода на сбегающей ветви, а при наличии наклонных участков — или у привода на сбегающей ветвн, или в нижней точке одного из участков с движением вниз (например, на конвейере, изображенном на рис. 3.6, наименьшее натяжение может быть в точке 4).
Для установки натяжного устройства обычно используют один из поворотных пунктов контура тягового элемента с углом обхвата 180°. В общем случае натяжное устройство целесообразно устанавливать в месте наименьшего натяжения тягового элемента, чтобы ограничить необходимую силу на натяжном устройстве. На конвейере с двумя параллельными ветвями натяж
ное устройство обычно устанавливают на поворотном пункте со стороны, противоположной приводу (см. рис. 3.7, а- г).
Иногда, например, на длинных ленточных конвейерах, чтобы сохранялось неизменным требуемое натяжение на сбегающей ветви тягового элемента у привода, независимо от изменяющегося в некоторых пределах сопротивления на этой ветви, натяжное устройство устанавливают ближе к приводу, для чего на сбегающей ветви тягового элемента специально устраивают петлю (рнс. 3.7, б). Этим достигается удобство осмотра и управления сосредоточенным в одном месте механическим комплексом конвейера привод — натяжное устройство.
Особенности расположении натяжного устройства на реверсивном конвейере. Если реверсивный конвейер имеет один концевой привод, то при изменении направления транспортирования может произойти значительное перераспределение сил, действующих на тяговый элемент. Рассмотрим это на примере горизонтального и наклонного конвейеров.
На горизонтальном конвейере (рис. 3.8, а) при перемещении груза по направлению к приводу (стрелка г) диаграмма натяжения тягового элемента (если пренебречь сопротивлением на поворотном пункте 2 — 3) имеет внд ломаной линии ЛВС. Минимальное натяжение Smin имеет место в точке 1 сбегания тягового элемента с привода.
Усилие на натяжном устройстве, расположенном на поворотном пункте, приблизительно равно удвоенному натяжению тягового элемента в этом месте, т. е. удвоенной ординате DB.
При реверсировании конвейера, т. е. при движении груза по стрелке и', диаграмма натяжения тягового элемента при том же натяжении Smin, переместившегося из точки 1 в точку 4, получается в виде ломаной линии EFG. При этом усилие на натяжном устройстве должно быть равно удвоенной ординате DF, большей, чем DB. Если применено грузовое натяжное устройство с постоянной силой натяжения, то на реверсивном конвейере эта сила не может быть меньше 2DF. Следовательно, эта же сила на натяжном устройстве должна быть и при транспортировании по направлению к приводу. Поэтому диаграмма натяжения при движении к приводу имеет вид HFJ, т. е. возрастает не только сила на натяжном устройстве, но и максимальное натяжение тягового элемента в точке набегания на привод (К./ > КС, Smax > Smax)- ТаКИМ обраЗОМ, силу на натяжном устройстве надо определять для случая транспортирования по направлению от привода, а максимальное натяжение тягового элемента — по направлению к приводу. Тяговая сила И^о в обоих этих случаях остается одинаковой.
В принципе, чтобы избежать значительного увеличения максимального натяжения тягового элемента, можно применить натяжное устройство переменной силы: 2DB при перемещении груза по направлению к приводу и 2DF — при реверсировании.
Значительно меньшее перераспределе
ние сил натяжения тягового элемента имеет место на наклонном реверсивном конвейере, на котором движение на нисходящей ветви происходит под действием составляющей силы тяжести (рнс. 3.8,6), т. е. при tg р > w. В этом случае диаграмма натяжения тягового элемента при движении вверх изображается линией ЛВС. Наименьшее натяжение тягового элемента Smin получается на поворотном пункте, служащем одновременно и натяжным. При реверсировании конвейера, т. е. при движении груза вниз, точка контура с Smjn не меняет своего положения, сила на натяжном устройстве сохраняет свое значение, и диаграмма натяжения тягового элемента получает вид ломаной линии DBE.
Если ордината FE > GD, т. е. натяжение тягового элемента в точке набегания 1 больше, чем в точке сбегания 4, то Ио > 0 и работа привода происходит в двигательном режиме, а если FE < <GD,— b тормозном (или рекуперативном) режиме.
Таким образом, на наклонном реверсивном конвейере с углом, наклона р при tg р > w силу на натяжном устройстве и наибольшее натяжение тягового элемента, а также тяговую силу на приводе надо определять для случая движения груза вверх.
Рис. 3.8. Изменение натяжения тягового элемента на горизонтальном н наклонном реверсивных конвейерахРис. 3.8. Изменение натяжения тягового элемента на горизонтальном н наклонном реверсивных конвейерахПромежуточное расноложение приводе. В рассмотренных случаях привод расположен на одном из концевых барабанов или на одной из звездочек — головной
Рис. 3.8. Изменение натяжения тягового элемента на горизонтальном н наклонном реверсивных конвейерах
Рис. 3.8. Изменение натяжения тягового элемента на горизонтальном н наклонном реверсивных конвейерах
Рис. 3.9. Диаграмма натяжения тягового элемента на вертикальном конвейере с головным и промежуточным приводамиРис. 3.9. Диаграмма натяжения тягового элемента на вертикальном конвейере с головным и промежуточным приводамиили хвостовой. Для возможного уменьшения максимального натяжения тягового элемента иногда (например, на длинном наклонном или вертикальном конвейере) целесообразно располагать привод в промежуточной точке грузовой ветвн.
Рис. 3.9. Диаграмма натяжения тягового элемента на вертикальном конвейере с головным и промежуточным приводами
Рис. 3.9. Диаграмма натяжения тягового элемента на вертикальном конвейере с головным и промежуточным приводами
Рассмотрим это применительно к вертикальному конвейеру, причем для упрощения силы сопротивления на поворотных пунктах будем считать равными нулю. Диаграмма натяжения тягового элемента при расположении привода на головном пункте показана на рис. 3.9, а и а’. На рис. 3.9, а силы натяжения нанесены на схеме контура конвейера, а на рис. 3.9, а' показаны в развернутом виде (с измененным масштабом). Натяжение тягового элемента имеет максимальное значение 5тах в точке 4 набегания на приводной барабан:
^max — $4 ~ Smin + ^qT + 9о) Н. (3.46)
Натяжение в точке сбегания
51 — qoH + 5min-
Тяговая сила
Wo = S4 - 51 = qrH.
Расположим привод в промежуточной точке грузовой ветви таким образом, чтобы сила тяжести грузовой ветви, находящейся выше привода, была уравновешена силой тяжести обратной ветви:
(9г + 90)^1 = 90^,
откуда
H^Hq^q^qoy (3-47)
Натяжение в верхней точке контура
5i=S6 = goH+Smin. (3.48)
В этом случае натяжение тягового элемента в точке набегания
54 — (9г + 90) ^2 + 5min =
= (9г + 90) (Н — Hi) + Smin =
= qrH + Smin. (3.49)
Таким образом, диаграмма натяжения на грузовой ветви имеет ступенчатую форму с двумя максимумами — в точках 4 и 6. В зависимости от того, больше или меньше qr, чем до, натяжение тягового элемента имеет максимальное значение в точке 4 или 6, но в обоих случаях, как видно из сопоста-
вления уравнений (3.46), (3.48) и (3.49), при расположении привода в промежуточной точке Smax получается меньше, чем при расположении привода вверху на головном барабане. Если qT = qo, то натяжение в обеих этих точках получается одинаковым н почти наполовину меньшим, чем при расположении привода на головном барабане.
Промежуточное расположение привода имеет еще одно преимущество — уменьшается нагрузка от тягового элемента на вал верхнего барабана на величину q^H, а следовательно, уменьшается масса вала и опорных конструкций. Вместе с тем применение промежуточного привода вносит конструктивные усложнения и потому эффективно только в определенных условиях.
При промежуточном расположении привода тяговая сила сохраняет свое значение:
^0 = $4 ^5 = ЧгН + Smjn — Smjn = q^H.
Многоприводные конвейеры
Эффективность применении многоприводных конвейеров
Натяжение тягового гибкого элемента в общем случае возрастает от точки сбегания с приводного устройства к точке набегания, где оно обычно имеет максимальное значение. По максимальному натяжению и определяют размеры тягового элемента. Чтобы избежать чрезмерного усиления и утяжеления тягового элемента длинного и сложного конвейерного контура, нередко приходится разбивать его на раздельные, последовательно установленные конвейеры, однако это вызывает необходимость перегрузок. Кроме того, при сложном контуре конвейера от точки сбегания тягового элемента с приводного устройства к точке набегания значительно возрастают усилия, передаваемые на отклоняющие устройства поворотных пунктов и криволинейных участков, а следовательно,
в этих местах увеличиваются силы сопротивления и износ и требуется соответственное усиление опорных конструкций.
Многопрнводные конвейеры, на которых тяговая сила передается на тяговый элемент двумя или большим числом приводов, расположенных в промежуточных точках контура, не имеют этих недостатков. Так, при установке на ленточных конвейерах промежуточных фрикционных приводов можно транспортировать груз значительной массы на большие расстояния и, если требуется, иа большую высоту подъема без перегрузки.
Вместе с тем недостатками многоприводных конвейеров являются более высокая стоимость нескольких приводов по сравнению с одним приводом такой же или несколько меньшей общей мощности, усложнение обслуживания и подвода тока в несколько пунктов конвейера вместо одного и, особенно, возможность перераспределения мощности и тяговых сил между приводами. Поэтому целесообразность применения многопрнводных конвейеров необходимо в каждом отдельном случае проверять технико-экономическим сравнением вариантов.
Основное условие, которое необходимо соблюдать при проектировании многоприводных конвейеров, состоит в следующем. Для наилучшего использования прочности тягового элемента максимальные силы его натяжения на отдельных участках, возникающие, как правило, в точках набегания на приводной барабан или звездочку, должны быть возможно одинаковыми. Для этого контур конвейера разбивают на участки с равными силами сопротивления, а следовательно, с одинаковыми по мощности приводами.
Для определения возможного уменьшения натяжения тягового элемента при установке на конвейере нескольких приводов рассмотрим расчет условного конвейера с одним и с несколькими приводами, состоящего нз п последовательных прямолинейных участков, соединенных между собой пово-
Рис. 3.10. Диаграмма натяжения тягоного элемента с одним и тремя приводамиРис. 3.10. Диаграмма натяжения тягоного элемента с одним и тремя приводами
Рис. 3.10. Диаграмма натяжения тягоного элемента с одним и тремя приводами
Рис. 3.10. Диаграмма натяжения тягоного элемента с одним и тремя приводами
ротными пунктами. Допустим, что силы сопротивления на всех прямолинейных участках одинаковы и равны W'; на поворотных пунктах сопротивление возрастает пропорционально натяжению тягового элемента, причем коэффициент возрастания натяжения К > 1 [см. уравнения (3.40) и (3.41)]. Запишем выражения для максимального натяжения тягового элемента Smax = Sn6 и для тяговой силы Wo.
При одном приводе
(3.51)
гдегдеW — сопротивление на отдельном участ
где
где
ке.
(К^1— 1) И'к- 1(К^1— 1) И'к- 1(3-52)(3-52)
(К^1— 1) И'к- 1
(К^1— 1) И'к- 1
(3-52)
(3-52)
На конвейере с i приводами одинаковой мощности и с одинаковым числом
участков, приходящихся на каждый привод (считается, что z > I и и// — целое число), натяжение на набегающей на каждый привод ветви при той же величине Scg
тяговая сила на каждом приводе
(3,53) и общая тяговая сила
1^' = !^.(3.54)
Практически при установке I приводов снижается максимальное натяжение тягового элемента несколько больше чем в t раз, а также уменьшается общая тяговая сила за счет уменьшения сил сопротивления на поворотных пунктах и криволинейных участках.
На рис. 3.10 показана диаграмма натяжения тягового элемента на конвейере с 12 участками и с одним и тремя приводами. Ломаная линия АВ характеризует возрастание натяжения тягового элемента при одном приводе. Все отрезки имеют одинаковый наклон, так как сопротивление на всех участках одинаковое, а высота «ступенек» постепенно возрастает, так как при том же коэффициенте возрастания К натяжение тягового элемента увеличивается от точки сбегания с привода к точке набегания.
При трех приводах натяжение тягового элемента изменяется по линии ACDEFG. т. е. имеет три одинаковых максимума вместо одного, значительно большего. При этом максимальное натяжение тягового элемента снижается более чем в 3 раза. Несколько уменьшается также и расход энергии на преодоление сопротивлений на поворотных пунктах, и сумма тяговых сил при трех приводах (DC + FE + HG = 3£>С) получается меньше, чем при одном приводе (НВ).
Установка на конвейере двух или нескольких приводов позволяет увеличить длину конвейера при том же максимальном натяжении тягового элемента. Рассмотрим это на примере прямолинейного конвейера с двумя параллельными ветвями.
Для горизонтального конвейера с одним головным приводом (рис. 3.11, а) диаграмма натяжения тягового элемента (рис. 3.11. в) изображается линией 1—2 — 3 (сопротивлением на поворотном пункте 2 пренебрегаем). Тяговая сила Wo изображается в масштабе сил вертикальным отрезком 3 — 3".
Если в хвостовой части конвейера установить второй привод (рис. 3.11,6) с тяговой силой, равной сопротивлению на обратной ветви, и сохранить головной привод с той же тяговой силой и тем же максимальным натяжением Smax, то диаграмма натяжений изобразится линией Г — 2' — 3' — 4', причем вертикальные отрезки 2' — 3' и 4' — 4" в масштабе сил будут представлять тяговую силу хвостового и головного приводов. Нетрудно видеть, что при тех же удельных (на единицу
длины) сопротивлениях на грузовой и обратной ветвях (прямые 1 — 2 и Г — 2' совпадают, прямые 2 — 3 и 3' — 4' параллельны) и при том же максимальном натяжении Smax во втором случае конвейер может иметь большую длину, так как в первом случае головной привод передает тяговую силу на обе ветви, а во втором — только на грузовую ветвь:
(9г + 2g0) Lw = (gr + g0) L'w,
откУда L'= L(gr 4-гд^Дд,. 4-g0) > L. (3.55)
На рис. 3.11, а и б длины конвейеров показаны в том же масштабе, что и на рнс. 3.11, в.
Наибольшее увеличение длины конвейера при тех же значениях тяговой силы и максимального натяжения может быть достигнуто при равенстве сопротивлений на обеих ветвях: например, на конвейере при движении груза вниз под небольшим углом наклона р
(gr + go)(wcos Р — sin Р) = go (wcos р 4-sin р).
В этом случае длина конвейера с двумя приводами может быть прн том же Smax равна удвоенной длине конвейера с одним приводом.
Конвейеры с промежуточными приводами на прямолинейных участках
На конвейерах со сложным контуром (например, подвесных) промежуточные приводы следует размещать по возможности на поворотных пунктах. На конвейерах, состоящих из Двух параллельных ветвей (например, на ленточных н пластинчатых), отклоняющие блоки, за исключением хвостовых, отсутствуют, и в качестве промежуточных используют
специальные приводы, которые устанавливают на прямолинейных ветвях.
Как правило, все промежуточные приводы конвейера унифицируются по конструкциям и имеют одинаковую мощность.
В зависимости от условий работы промежуточные приводы устанавливают на одной илн на обеих ветвях конвейера. В последнем случае это могут быть раздельные приводы или общие двусторонние, передающие движущую силу одновременно на обе ветви. Двусторонние приводы имеют один рабочий элемент, входящий с обеих сторон в контакт с тяговым элементом, или два отдельных рабочих элемента, но соединенных между собой кинематически с помощью передаточного механизма.
На наклонных конвейерах на движущейся вниз ветви иногда необходимо устанавливать промежуточные тормозные приводы. Если они находятся в контакте с обеими ветвями конвейера, то движущая сила нисходящей ветви, т. е. продольная составляющая ее силы тяжести, передается на восходящую ветвь и может частично, а в некоторых случаях и полностью, уравновешивать на данном участке тяговую силу на восходящей ветви. Такие приводы называют уравновешивающими.
Рис. 3.11. Диаграмма натяжения тягового элемента с одним и двумя приводамиРис. 3.11. Диаграмма натяжения тягового элемента с одним и двумя приводамиНа рис. 3.12 показаны схемы расположения концевых и промежуточных приводов на горизонтальном и наклонном многоприводных конвейерах. На конвейере, схема которого показана на рис. 3.12, я, пять приводов — 2, 3, 4, 5 и 6 передают тяговую силу грузовой ве-
Рис. 3.11. Диаграмма натяжения тягового элемента с одним и двумя приводами
Рис. 3.11. Диаграмма натяжения тягового элемента с одним и двумя приводами
Рис. 3.12. Схемы расположения приводов и диаграммы натяжения тягового элемента на горизонтальном и наклонном многопрнводных конвейерах
гви. а два привода — 7 и 1 — обратной. На обратной ветви, где удельное сопротивление меньше, чем на грузовой, расстояние между приводами выбирают из следующего условия: тяговая сила н мощность приводов должны быть такими же, как и на грузовой ветви (в рассматриваемом случае, это условие соблюдается, если удельное сопротивление на обратной ветви в 2,5 раза меньше, чем на грузовой). Однако, если конвейер движется незагруженным или не полностью загруженным, то равенство тяговой силы на приводах грузовой и обратной ветвей нарушается.
На рис. 3.12,6 и в показаны две схемы расположения приводов на наклонном многоприводном конвейере с движущейся под действием силы тяжести обратной ветвью. На конвейере, схема которого изображена на рис. 3.13,6, четыре привода — 2, 3, 5 и 6 передают движущую силу на участки грузовой ветви соответственно 1—2, 2 — 3, 4—5 и 5 — 6. Участок 6 — 7 через головной блок уравновешивается нисходящим
участком порожняковой ветви 8 — 9, а участок 3 — 4 через находящуюся в контакте с обеими ветвями промежуточную звездочку уравновешивается нисходящим участком обратной ветви 9 — 10.
На конвейере, схема которого изображена рис. 3.12,в, тяговые усилия промежуточных приводов 2, 3 и 4 и головного 5 являются частично уравновешенными движущей силой тяжести расположенных ниже участков обратной ветви. Движущая сила этих приводов, передаваемая на участки грузовой ветви, является разностью максимального натяжения тягового элемента и уравновешивающей движущей силы, передающейся от обратной ветви. Прн одинаковой мощности всех промежуточных, а также головного и хвостового приводов конвейера и возникновении в процессе работы конвейера неодинаковой нагрузки на разных участках, на всех приводах сохраняется примерно одинаковая тяговая сила, но на разных участках происходит перераспределение натяжения тягового элемента, которое может значительно возрастать в отдельных точках контура.
Рассмотрим это на примере горизонтального конвейера с концевыми и промежуточными приводами (рис. 3.13). Грузовая ветвь разделена на четыре участка с приводами в точках 2, 3, 4 й 5. Обратная ветвь, сопротивление которой равно 1/4 сопротивления грузовой, приводится в движение концевым приводом 7 — 1. На рис. 3.13, а показана диаграмма натяжения тягового элемента при одинаковой загруженности конвейера по всей длине.
Построим диаграмму для случая, когда загружены только первый участок 1—2 (рис. 3.13,6) и только последний участок 4 — 5 (рис. 3.13, в). В первом случае только на участке 1—2 натяжение тягового элемента возрастает под таким же углом, как и на груженом конвейере, на других участках — как на порожнем конвейере. От точки 2 Тс точке 5 натяжение тягового элемента убывает. В точке 6 натяжение имеет минимальное значение Smin, а в точке 2 — максимальное Smax, по величине большее, чем на полностью загруженном конвейере. Во втором случае Smjn находится в точке 4, a Smax
Рис. 3.13. Диаграммы натяжения тягового элемента при полной и частичной нагрузке на многопрнводном конвейере
в точке 7. Сделав построение и для других возможных комбинаций расположения груза на конвейере, находят наибольшие значения Smax и по ним определяют размеры тягового элемента.
Синхронизации работы приводов
Если, как обычно, на приводах небольшой мощности установлены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, имеющие одинаковые механические (тяговые) характеристики, то, как отмечалось, прн наличии передаточных механизмов с одинаковым передаточным числом на двигатели действуют практически одинаковые нагрузки. Если же механические характеристики приводов неодинаковы, то, как подтверждают экспериментальные исследования, на приводы с двигателями, имеющими более «жесткие» характеристики, действуют большие нагрузки.
При применении двигателей с повышенным скольжением или нормальных короткозамкнутых двигателей в ком
плексе с гидромуфтами (или другими типами муфт скольжения) распределение нагрузки между приводами прн любом распределении сопротивлений на отдельных участках конвейера приблизительно одинаково для всех приводов. Выравнивание нагрузок и в этом случае происходит через тяговый элемент.
На конвейерах большой мощности при использовании двигателей трехфазного тока с фазным ротором смягчение их характеристик и равномерное распределение нагрузок на двигатели достигается включением в цепь ротора добавочных электрических сопротивлений; однако этот способ связан с непроизводительными потерями энергии на сопротивлениях.
Определение количества приводов
■ Оптимальное количество приводов на конвейере (или оптимальное расстояние между приводами при определенной длине конвейера) устанавливают методом технико-экономических расчетов. С уменьшением числа приводов при той же их общей мощности, т. е. с увеличением расстояния между приводами, уменьшается, как правило, их общая масса и стоимость (двигателей и редукторов), число обслуживающего персонала и, кроме того, упрощаются условия синхронизации двигателей. Однако прн этом возрастают наибольшие усилия на тяговом элементе конвейера, а следовательно, его масса и стоимость.
При увеличении массы тягового элемента (обычно немного) возрастает расход энергии, а на наклонных и вертикальных конвейерах повышается продольная сила сопротивления, а следовательно, и сила натяжения тягового элемента. Таким образом, в данном случае действуют «встречные» факторы, учесть которые можно путем составления общего выражения для капитальных затрат, эксплуатационных расходов и трудоемкости обслуживания, н сопоставлением результатов для различных количеств приводов.
Нередко при выполнении проектов заранее известны мощности приводов или характеристики тягового элемента, который можно использовать в данном случае. При этом задача определения оптимального числа приводов и расстояния между ними значительно упрощается. Как правило, целесообразным
является применение меньшего числа приводов повышенной мощности. Этим обусловлена и стоящая перед конструкторами задача создания промежуточных приводов достаточно большой мощности.
В заключение рассмотрим соотношение расстояний между приводами на грузовой (Ly и обратной Щ") ветвях на конвейере с двумя параллельными ветвями при условии, что на всех участках максимальное Smax и минимальное Smjn натяжения, а следовательно, и тяговая сила каждого привода W' одинаковы.
Для горизонтального конвейера
^тр/ У = 4о/(4г + Уо)-
На наклонном конвейере с движением груза вверх при tgP>w
И7р = ^а = (4г + 4o)(sin p + и-cos p) Цр =
= 9o (sin p — iv cos p) Ln.
откуда
L^p t/0(sm P - wcos P)
Ц (9r+yo)(sinp + wcosp)'
Устройство промежуточных приводов
Типы промежуточных приводов. На рис. 3.14 показаны схемы промежуточных приводов, а в табл. 3.1 приведены их характеристики по способу передачи на тяговый элемент движущей силы, типу тягового элемента, для которого они предназначены, и его форме в месте передачи движущей силы.
Различают промежуточные приводы, передающие движущую силу при помо-
Многоприводные конвейеры 87 щи зацепления и трения (фрикционные). Прн использовании первых применяют цепной тяговый элемент, а при использовании вторых - ленточный или цепной, имеющие у привода прямолинейную форму (рис. 3.14, а и 6) или образующие на звездочке или барабане дугу обхвата (рис. 3.14,в, г).
Из тяговых элементов двух типов — ленты и цепи лента по своим свойствам менее приспособлена для передачи на нее движущей силы в промежуточных пунктах. Как видно из рис. 3.14, д, е и ж, движущая сила может передаваться на прямолинейных участках конвейерной ленты с помощью расположенных под ней и поддерживающих ее приводных лент или роликов (рис. 3.15, д и е) или путем образования на рабочей ветви петли, огибающей приводной барабан (рис. 3.15,ж).
Применяют фрикционный промежуточный привод с двумя парами приводных пневматических колес, зажимающих края ленты (рис. 3.14, з); при использовании этого привода края ленты должны быть свободны от груза.
В конструкции с приводными лентами, к которым грузонесущая лента прижата под действием собственной силы тяжести и силы тяжести лежащего на ней груза (рис. 3.14, д), для получения достаточной тяговой силы общая длина леит должна быть значительной, а для наклонных конвейеров тем больше, чем больше угол наклона. Это является недостатком рассматриваемых приводов.
Способ передачи движущей силыТяговый элементТип приводаТип элементаФорма элемента в месте передачи движущей силыЗацеплениемЦепь (цепи)ПрямолинейнаяГусеничный (рис. 3.14, а)Одна или две звездочки (рис. 3.14, б)По дуге обхватаЗвездочка:огибание с помощью отклоняющих блоков (рис. 3.14, е);огибание с помощью блоков и цепи (рис. 3.14, а)ТрениемЛента (соприкосновение по всей ширине)ПрямолинейнаяПриводные ленты (рис. 3.14, б)Приводные ролики (рис. 3.14, е)По дуге обхватаОдин или два приводных барабана (рис. 3.14, ж)Лента (соприкосновение по краям)ПрямолинейнаяДве пары зажимных колес (рис. 3.14,з)Две зажимные прямолинейные ветви (рис. 3,14, и)ЛентаЦепи с элементами для захватаПрямолинейная»Прямолинейные ветви с электромагнитамиТо жеСпособ передачи движущей силыТяговый элементТип приводаТип элементаФорма элемента в месте передачи движущей силыЗацеплениемЦепь (цепи)ПрямолинейнаяГусеничный (рис. 3.14, а)Одна или две звездочки (рис. 3.14, б)По дуге обхватаЗвездочка:огибание с помощью отклоняющих блоков (рис. 3.14, е);огибание с помощью блоков и цепи (рис. 3.14, а)ТрениемЛента (соприкосновение по всей ширине)ПрямолинейнаяПриводные ленты (рис. 3.14, б)Приводные ролики (рис. 3.14, е)По дуге обхватаОдин или два приводных барабана (рис. 3.14, ж)Лента (соприкосновение по краям)ПрямолинейнаяДве пары зажимных колес (рис. 3.14,з)Две зажимные прямолинейные ветви (рис. 3,14, и)ЛентаЦепи с элементами для захватаПрямолинейная»Прямолинейные ветви с электромагнитамиТо же3.1. Типы промежуточных приводов3.1. Типы промежуточных приводов
Способ передачи движущей силы
Тяговый элемент
Тип привода
Тип элемента
Форма элемента в месте передачи движущей силы
Зацеплением
Цепь (цепи)
Прямолинейная
Гусеничный (рис. 3.14, а)
Одна или две звездочки (рис. 3.14, б)
По дуге обхвата
Звездочка:
огибание с помощью отклоняющих блоков (рис. 3.14, е);
огибание с помощью блоков и цепи (рис. 3.14, а)
Трением
Лента (соприкосновение по всей ширине)
Прямолинейная
Приводные ленты (рис. 3.14, б)
Приводные ролики (рис. 3.14, е)
По дуге обхвата
Один или два приводных барабана (рис. 3.14, ж)
Лента (соприкосновение по краям)
Прямолинейная
Две пары зажимных колес (рис. 3.14,з)
Две зажимные прямолинейные ветви (рис. 3,14, и)
Лента
Цепи с элементами для захвата
Прямолинейная
»
Прямолинейные ветви с электромагнитами
То же
Способ передачи движущей силы
Тяговый элемент
Тип привода
Тип элемента
Форма элемента в месте передачи движущей силы
Зацеплением
Цепь (цепи)
Прямолинейная
Гусеничный (рис. 3.14, а)
Одна или две звездочки (рис. 3.14, б)
По дуге обхвата
Звездочка:
огибание с помощью отклоняющих блоков (рис. 3.14, е);
огибание с помощью блоков и цепи (рис. 3.14, а)
Трением
Лента (соприкосновение по всей ширине)
Прямолинейная
Приводные ленты (рис. 3.14, б)
Приводные ролики (рис. 3.14, е)
По дуге обхвата
Один или два приводных барабана (рис. 3.14, ж)
Лента (соприкосновение по краям)
Прямолинейная
Две пары зажимных колес (рис. 3.14,з)
Две зажимные прямолинейные ветви (рис. 3,14, и)
Лента
Цепи с элементами для захвата
Прямолинейная
»
Прямолинейные ветви с электромагнитами
То же
3.1. Типы промежуточных приводов
3.1. Типы промежуточных приводов
Для увеличения силы сцепления между грузоиесущей и приводными лентами разрабатывают приводные ленты с укрепленными на них блоками постоянных магнитов, при этом грузонесу- щую леиту изготавливают с иижней магнитомягкой обкладкой. Из-за трудностей, связанных с креплением магнитных блоков к приводной ленте, в некоторых опытных конструкциях она заменена цепью (гусеничный магнитный привод). Другим направлением исследовательских работ в данной области является использование линейных асинхронных двигателей.
В качестве промежуточного привода используют н приводные электроролики (рис. 3.14, е), для чего служат средние ролики трехроликовых опор. При этом для создания достаточной тяговой силы необходимо устанавливать большое число роликов по длине конвейера, что удорожает конвейер.
Барабанный промежуточный привод, на котором грузонесущая лента образует петлю (рис. 3.14, ж), дает наилуч
шие показатели по тяговой силе, которая может быть передана им на ленту, но имеет существенный недостаток — при его применении конвейер должен иметь добавочный пункт промежуточной перегрузки.
Из рассмотренных типов промежуточных приводов для ленточных конвейеров наиболее отвечают предъявляемым эксплуатационным требованиям ленточные приводы (рис. 3.14, д). Применение их эффективно для случаев, когда основная грузонесущая лента имеет недостаточную продольную прочность или если требуется увеличить мощность привода конвейера при его удлинении или увеличении производительности без коренной перестройки. Благодаря преимуществам ленточные промежуточные приводы получают в последнее время значительное распространение. Прямолинейные промежуточные приводы применяются в цепных конвейерах со сложной трассой, что позволяет обеспечить наиболее оптимальное расположение приводов.
Промежуточные приводы цепных конвейеров
На цепных конвейерах передача движущей силы промежуточными приводами, как и головными, производится только зацеплением, для чего используются звездочки и гусеничные устройства. Основным требованием, предъявляемым к ним, является обеспечение возможно равномерного движения тяговой цепи как в период непрерывного зацепления шарнира и зуба (кулака), так и в момент входа их в зацепление.
Приводные устройства со звездочками с цевочным зацеплением. В цевочном зацеплении продольная ось цепи, служащей в данном случае цевочной рейкой, является касательной к основной окружности звездочки. При этом шаг цепи и шаг, измеренный по основной окружности, равны между собой:
2KRQ = zt,(3.56)
где Дд— радиус основной окружности; ^0 = = t/[2 sin (к/z)]; z — число зубьев на звездочке;
f — шаг цепи.
Примем sin(n/z) ss я/z; тогда
Ro = zr/(2n).(3.56')
При равенстве шага цепи и шага по основной окружности звездочки зацепление каждого зуба с шарниром цепи начинается в точке касания оси цепи с основной окружностью звездочки (рис. 3.15). При дальнейшем вращении звездочки шарнир цепи движется по профилю зуба от его основания к головке. При безвтулочной или втулочной цепи валик (втулка) скользит по зубу, а при втулочно-роликовой (втулочно-катковой) ролик (каток) катится по зубу.
Как известно из теории зацеплений, для достижения постоянной скорости цепи профиль зуба очерчивается по эвольвенте.
В момент, когда шарнир цепи подходит к вершине зуба, в зацепление со следующим шарниром вступает следующий зуб звездочки, в результате чего и обеспечивается непрерывность зацепления. Необходимую для этого высоту зуба, определяемую радиусом внешней окружности зубьев RB (рис. 3.15, а), находим из треугольника ОЛВ:
R2B-r + Ri
откуда, пользуясь уравнениями (3.56) и (3.56'), получаем
RB = R0]/TT2^'.(3.57)
Нетрудно видеть, что по отношению к Ro величина Ав получается довольно значительной (так, при z = 6 RB = 1,45 Ro, т. е. высота зуба для обеспечения непрерывности зацепления должна быть равна 0,45 /?0). При этом зуб становится тоньше кверху; может оказаться, что эвольвента, по которой очерчивается зуб такой высоты, заходит за ось симметрии зуба и построить его нельзя. Чтобы избежать этого, сохранив тот же шаг цепи и число зубьев на звездочке (а следовательно, и диаметр звездочки), нужно использовать цепи с укрепленными внутри между пластинами добавочными цевками такого же диаметра, как на шарнирах цепи (в результате чего уменьшается шаг зацепления), или применять привод с двумя (реже — тремя) последовательно размещенными приводными звездочками.
Две звездочки (рис. 3.15,6) устанавливают со смещением по фазе наполовину центрального угла зуба, т. е. на угол n/z. При этом
Rl = ^zf+Ri
откуда RB = Ro ]/1 + (n/zp,(3.58)
т. е. для тех же Ro, z и t радиус внешней
окружности RB, а значит и высота зуба при двух приводных звездочках получаются меньше, чем при одной. В результате построений получается, что при Ко до. 1200 мм шаг цепи при одной звездочке может быть до 300 — 400 мм, а при двух — до 800 — 900 мм.
Расстояние I между осями звездочек должно быть равно в этом случае целому числу шагов к в сумме с половиной шага:
/ = ;(£ +0,5).
В общем случае при л последовательно установленных звездочках соседние звездочки должны быть смещены на центральный угол 2n/(zn) и расстояние между ними должно составлять
/1 =t(k- t/и).
В связи с тем, что находящийся в зацеплении шарнир, на который действует полное натяжение цепи, движется вверх по зубу, на цепь в обратную сторону передается сила, равная сопротивлению этому движению. Она затягивает цепь по направлению к основанию зуба, что при освобождении шарнира может вызвать внезапное выпрямление цепи и возникновение в ней колебаний. В этом отношении ролик'рвая цепь, на которой сила затягивания невелика по сравнению с силой затягивания безвтулочной и втулочной цепей, имеет перед ними преимущество благодаря уменьшению потерь иа трение в зубьях и, следовательно, повышению КПД привода и уменьшению износа. Для определения КПД привода рассчитывают потери на трение в подшипниках вала звездочек в зубьях и шарнирах цепи.
Гусеничные прямолинейные приводные устройства. В гусеничном приводном устройстве движение тяговой цепи конвейера передается приводной (гусеничной) цепью с укрепленными на ней кулаками (захватами), входящими в зацепление с шарнирами или
другими элементами тяговой цепи. Кулаки укрепляют иа звеньях приводной цепи жестко (рис. 3.16, а) или подвижно (шарнирно, «управляемые» кулаки) (рис. 3.16,6).
На рабочей ветви приводная цепь направляется прямолинейной или профильной шиной — одно- или двусторонней. Прямолинейную направляющую шину располагают параллельно продольной оси тяговой цепи или под углом к ней.
Рабочая поверхность кулаков может иметь прямолинейный или криволинейный профиль, иногда ей придают форму крючка. Для уменьшения неравномерности движения ведущая звездочка приводной цепи должна иметь возможно большее число зубьев. Кроме того, должны быть обеспечены непрерывность зацепления и плавный выход кулаков из зацепления. Последнее достигается, например, при применении шарнирных кулаков и профильной направляющей шины (рис. 3.16, 6), соответственным очертанием профиля шины.
Рассмотрим один из часто встречающихся типов гусеничного приводного устройства: приводная цепь с жестко укрепленными кулаками прямолинейного профиля движется по прямолинейной направляющей, расположенной под углом к продольной оси тяговой пени (рис. 3.17). В этом случае скорость тяговой цепи v равна геометрической сумме скоростей приводной цепи гпр и шарнира тяговой цепи V] по рабочей грани кулака, составляющей с перпендикуляром к оси приводной цепи угол at. При угле pi наклона направляющей к оси тяговой цепи (рис. 3.17,6)
ЛСВ = 90° + а; ВАС = 90° - (ct + pj.
Используя теорему синусов, имеем
Рис. 3.16. Схемы гусеничных приводов с жестко и шарнирно укрепленными кулакамиРис. 3.16. Схемы гусеничных приводов с жестко и шарнирно укрепленными кулакамиv/sin (90° + а) = Vnp/sin [90° — (а + р ()],откуда гпр = vcos(a + p()/cosa. (3.59)
Рис. 3.16. Схемы гусеничных приводов с жестко и шарнирно укрепленными кулаками
Рис. 3.16. Схемы гусеничных приводов с жестко и шарнирно укрепленными кулаками
Рис. 3.17. Схема гусеничного привода с жестко укрепленными кулакамиРис. 3.17. Схема гусеничного привода с жестко укрепленными кулаками
Рис. 3.17. Схема гусеничного привода с жестко укрепленными кулаками
Рис. 3.17. Схема гусеничного привода с жестко укрепленными кулаками
Таким образом, при заданной скорости тяговой цепи v скорость приводной цепи ипр определяется по уравнению (3.59).
Если задан шаг тяговой цепи гт, то шаг кулаков гк находят из следующего условия: в период, когда тяговая цепь со скоростью v перемещается на шаг гт, приводная цепь со скоростью гпр перемещается на шаг iK. Следовательно,.
C/V = ^к/Чр-
Отсюда, пользуясь уравнением (3.59), нахо-
ДИМz п \
= /Tcos(cc + pi)/cos(3.60)
Так как шаг кулаков должен быть кратен шагу приводной цепи,
tup = гкА(3.61)
где 1 — целое число.
Таким образом, по заданному шагу тяговой цепи находят потребный шаг кулаков и по нему — шаг приводной цепи.
Приводная цепь из-за малой длины по сравнению с тяговой конвейерной цепью характеризуется соответственно большей оборачиваемостью и больше подвержена фрикционному и усталостному изнашиванию. Между тем длина участка цепи между зубьями приводной и натяжной звездочек не остается постоянной, а изменяется по определенному периодическому закону за время поворота звездочки на один зуб, что вызывает возникновение в цепи дополнительных импульсных сил. Как показывают исследования, длина указанного участка цепи зависит
Рис. 3.18. Схема гусеничного приводного устройства от того, какое число зубьев — четное или нечетное — имеют приводная и натяжная звездочки и как — синфазно или антифазно — они расположены.
Установлено, что наименьшее, т. е. благоприятное для цепей, изменение длины между зубьями звездочек имеет место либо при четном числе зубьев на звездочках и их антифазном расположении (рис. 3.18, а), либо при нечетном числе зубьев и их синфазном расположении (рис. 3.18,6). В том и другом случае число звеньев приводной цепи получается нечетным. Поскольку расстояние между кулаками равно целому числу звеньев и число кулаков тоже целое, общее число звеньев приводной цепи представляет собой произведение двух нечетных чисел: числа кулаков и числа звеньев цепи между ними. Такими произведениями могут быть, например, 15, 21, 25, 27, 33, 35, 39 и т. д.
Расстояние между осями приводной и натяжной звездочек, угол наклона приводной цепи к оси тяговой цепи, высота кулаков, а также расстояние между ними связаны между собой геометрическими соотношениями, которые можно установить расчетными путями или из чертежа из условия обеспечения непрерывности зацепления и свободного выхода кулака из зацепления, прежде чем звено цепи, на котором он укреплен, соприкоснется с зубом звездочки (см. рис. 3.17,д).
Угол наклона рабочей грани кулака выбирают таким, чтобы сила затягивания пени при сбегании с зуба была по возможности минимальной.
Динамические силы, действующие на тяговый элемент цепных конвейеров
При постоянной угловой скорости приводной звездочки (или блока с прямолинейными гранями) скорость движения цепи не остается постоянной; она периодически изменяется (пульсирует) по определенному кинематическому закону. Длительность периодов неравномерности движения цепей равна времени поворота приводной звездочки на центральный угол, соответствующий одному звену цепн.
Неравномерность движения тягового элемента обусловливает возникновение в нем динамических усилий, тем боль-" ших по величине, чем больше ускорения при пульсирующем движении и движущиеся массы груза и самого конвейера. Динамические силы не только увеличивают общую действующую на тяговый элемент продольную силу, но и вследствие многократности действия вызывают в тяговых цепях усталостные явления. Определив динамические силы, можно более точно рассчитать размеры тяговых цепей (по сравнению с расчетом при одном только статическом усилии, определяемом методом «обхода по контуру»).
Помимо продольно действующих иа цепь динамических сил, вызванных неравномерностью ее движения, в точке набегания на цепь действуют динамические силы, направленные под углом к оси конвейера и обусловленные тем, что каждый новый зуб входит в зацепление с шарниром цепи с ударом. При большой скорости цепи эти удары могут служить причиной разрушения шарниров, а также возникновения в цепи поперечных колебаний. Однако колебания распространяются на небольшой участок цепи, так что в них участвует незначительная масса конвейера и груза, поэтому при определении действующих на тяговый элемент динамических сил поперечные колебания не принимают во внимание, а учитывают только продольные колебания.
На рис. 3.19 показана схема набегания цепи на звездочку или блок с гранями. Тяговое усилие передается зубом 1, находящимся в зацеплении с шарниром Г цепн. При дальнейшем вращении звездочки зуб 2 входит в зацепление с шарниром 2', зуб 3 — с шарниром 3' и т. д.
При постоянной угловой скорости звездочки cd постоянна и окружная скорость зуба го = Ro (здесь R — радиус начальной окружности звездочки). Скорость цепи, если считать приближенно ее движение поступательным не только на рабочих участках, ио и в месте набегания на звездочку, и ие учитывать влияние упругости цепи,
VI = го cos ф = Rcd cos (р,(3.62)
где ф — переменный угол, образуемый радиусом 01 и осью OY.
Таким образом, скорость цепи г изменяется за период поворота звездочки на центральный угол ос, соответствующий одному шагу цепи ta (по зацеплению), по закону косинусоиды (рис. 3.19, я) при изменении угла ср от — а/2 до + а/2.
Ускорение j цепи в этот же период изменяется по закону синусоиды:
j = dv/dt = — Ro2 sin ф. (3.63)
Три положения звездочки: в начальный момент зацепления (/), при повороте наполовину центрального угла ос (2) и в конце периода зацепления и начала следующего периода (3) показаны на рис. 3.19,6. Скорость и ускорение цепи для этих положений имеют следующие значения:
положение 1:
ri = Reo cos а/2; j = Reo2 sin (а/2) = jmax;
положение 2:
У1 = R® ~ ymax> j = 0;
положение 3;
vi = Reo cos (а/2); j = — Rro2sin(a/2) =— — Jmax-
Динамические силы, действующие на тяговую цень. Как следует из диаграммы скорости и ускорения тяговой
Динамические силы, действующие на тяговый элемент цепных конвейеров 93
Рис. 3.19. Схема движения цепи по звездочке
Рис. 3.20, Диаграммы скорости и ускорения тяговой цепи
цепи (рис. 3.20), в момент, когда зуб звездочки входит в зацепление с цепным шарниром, ускорение цепи в продольном направлении мгновенно возрастает на величину 2jmax. Это служит причиной возникновения в цепи продольных динамических нагрузок. Кроме того, в те же моменты вхождения в зацепление зубьев звездочки с шарнирами цепи в ней возникают поперечные динамические нагрузки вследствие соударения под углом ос/2 зубьев звездочки с шарнирами цепей. Энергия удара пропорциональна квадрату скорости зуба (ио), массе цепи и расположенного вдоль нее груза. Масса цепи зависит от ряда факторов, в том числе от силы натяжения цепи в месте набегания на звездочку.
Повторяющиеся с большой частотой многократные динамические продольные и поперечные нагрузки, вызывая динамические напряжения в звеньях цепей и зубьях звездочек, могут послужить причиной их деформации (поломки). Для обеспечения достаточно долговечной работы конвейера действующие в цепи динамические силы не должны превышать определенного значения.
Максимальная продольная динамическая сила
Рmax “ С] (mK + C2mr)jmax, (3.64)
где Cj и С2 — коэффициенты участия масс движущихся частей и груза; тк и тт— массы частей конвейера и расположенного на них груза, движущихся с ускорением jmax; Утах “ максимальное ускорение цепи конвейера.
В связи с упругостью цепи, ее провисанием между точками опоры, наличием люфтов в шарнирах и поворотных пунктов в контуре конвейера в движении головного звена цепи участвует не вся масса движущихся частей конвейера, а только некоторая часть ее, характеризуемая в уравнении (3.64) коэффициентом С] < 1. Груз массой тг на одних конвейерах (например, на ковшовом элеваторе) перемещается вместе с цепью, а на других (например, на скребковом конвейере) относительно нее, что в уравнении (3.14) учитывается коэффициентом С2 ^ 1.
Максимальное продольное ускорение цепи равно Яю sin (ос/2). Учитывая, что со = л:и/30; п = 60и/(д?ц);
sin (ot/2) = tJ^R^,
где и — частота вращения звездочки, об/мин; и — средняя (рабочая) скорость цепи, м/с; z — число зубьев на звездочке; 1Ц — шаг цепи по зацеплению, м,
находим1
, . а _ 9 v
j^ = Rm smy = 2к "^ =
= 2n2y3/(ztuz) = 2л2= 2n2y3/(ztuz) = 2л2(3-65)(3-65)Отсюда следует, что наибольшее ускорение цепи (а следовательно, и наибольшая продольная динамическая сила) при постоянном числе зубьев на звездочке и шаге цепи, т. е. при постоянном диаметре звездочки, пропорционально скорости во второй степени, а прн постоянных скорости и диаметре звездочки обратно пропорционально числу зубьев на звездочке и прямо пропорционально шагу цепи. Следовательно, на конвейере с длиннозвенной цепью (применяемой для уменьшения массы и стоимости цепи) с малым числом зубьев на звездочке (для ограничения ее диаметра) необходимо соответственно снижать рабочую скорость. Если для достижения большой производительности конвейера требуется повысить его скорость, то следует применить короткозвенную цепь и звездочки с возможно большим числом зубьев, т. е. большего диаметра.
= 2n2y3/(ztuz) = 2л2
= 2n2y3/(ztuz) = 2л2
(3-65)
(3-65)
Пуск и остановка конвейера
При пуске и остановке конвейера, т. е. в переходные периоды его движения, на тяговый элемент кроме статических, действуют также динамические силы, зависящие от величины движущихся масс и ускорения (соответственно положительного и отрицательного).
В период пуска двигателем затрачивается дополнительная работа на сообщение массам кинетической энергии; в период останова, напротив, кинетическая энергия движущихся масс поглощается. На конвейере с тяговым элементом часть этих масс имеет поступательное движение, часть — вращательное. Поступательно движется все конвейерное полотно, т. е. тяговый, грузонесу- щие н ходовые элементы. Из вращаю
щихся масс практически следует учитывать ротор, электродвигателя и другие быстровращающиеся части на валу двигателя (муфту, шестерню, тормозную шайбу), а также массы ходовых и стационарных роликов. При более точных расчетах следует принимать во внимание также массы барабанов, зубчатых блоков и части передаточного механизма привода.
Пуск конвейера. Угловое н линейное ускорения при пуске конвейера, а следовательно, и продолжительность периода, пуска зависят как от величины движущихся масс, так и от дбполнительного (динамического) момента двигателя в этот период. Момент двигателя в период пуска равен сумме его статического и динамического моментов: Мдв — = Мст + Мдин. Динамический момент Мдин = ^Е (где J - момент инерции всех посту па тельно-движущихся и вращающихся масс конвейера, приведенных к валу двигателя; е — угловое ускорение на валу двигателя в период пуска).
Исследование динамических процессов производится обычно для мощных ленточных конвейеров, на которых лента движется с большой скоростью, реже для пластинчатых или подвесных конвейеров, имеющих значительно меньшую скорость тягового элемента. На мощных ленточных конвейерах устанавливают, как правило, асинхронные электродвигатели с фазным ротором, пуск которых производится с помощью реостата, последовательно выключающего сопротивление в цепи ротора. В этом случае пусковой момент колеблется в незначительных пределах (рис. 3.21) н его можно считать постоянным :
Мдв = Мст + Мдин - const; (3.66)
Мдин = J& = const. (3.67)
Диаграммы ускорения н скорости в этот период показаны на рнс. 3.22, а и вращающего момента и мощности двигателя Е на рис. 3.22,6.
При равноускоренном движении
s = to/tn и го — яи/30,
Рис. 3.21. Механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным роторомРис. 3.21. Механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным роторомРис. 3.22. Диаграммы ускорения, скорости, вращающего момента и мощности двигателя в период пускаРис. 3.22. Диаграммы ускорения, скорости, вращающего момента и мощности двигателя в период пускагде го — угловая скорость двигателя в период пуска; п — частота вращения двигателя, об/мин.
Рис. 3.21. Механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным ротором
Рис. 3.21. Механическая характеристика асинхронного двигателя с фазным ротором
Рис. 3.22. Диаграммы ускорения, скорости, вращающего момента и мощности двигателя в период пуска
Рис. 3.22. Диаграммы ускорения, скорости, вращающего момента и мощности двигателя в период пуска
Тогда М„ = УяпДЗОО
и продолжительность периода пуска
гп = v/j = лп/(30б),(3.68)
где и — скорость тягового элемента при установившемся поступательном движении.
Ускорение прн пуске
j = еРб/(21‘),
где £>б—диаметр приводного барабана (звездочки); i — передаточное число механизма привода.
Усилие, действующее на тяговый элемент конвейера в период пуска,
^тах ^ст 3" 8дан SCT 3- (дг + 2уд) L^g, (3.69)
где L— длина конвейера.
Если тяговый элемент перемещается на стационарных роликах и приближенно всю массу вращающихся частей ролика можно считать расположенной на его окружности, то, как нетрудно видеть, ролики движутся со скоростью, равной поступательной скорости конвейера, а следовательно, массу вращаю-
щихся частей роликов надо учитывать как массу поступательно-движущихся частей. Если движение происходит на ходовых катках, которые помимо вращения перемещаются поступательно со скоростью конвейера, то в выражении (3.69) в скобках должно быть (gr + 2до 3- + др) (здесь др — линейная сила тяжести вращающихся частей катков, Н/м).
На валу двигателя силе 5ДИН соответствует момент
^дИН = 5дин^--^-,(3.70)
2 яд
где ту — КПД передаточного механизма от приводного вала конвейера к валу двигателя.
Маховой момент ротора электродвигателя GD^Jg приводится в каталогах двигателей. Момент инерции двигателя
J„ - GD^/M (3.71)
М — Мет з~М — Мет з~(дг 3- 2др)ЦРб2gm(дг 3- 2др)ЦРб2gm(3.72)(3.72)Если J — момент инерции других элементов, размещенных на валу двигателя, то полный момент на валу двигателя в период пуска
М — Мет з~
М — Мет з~
(дг 3- 2др)ЦРб
2gm
(дг 3- 2др)ЦРб
2gm
(3.72)
(3.72)
или, подставляя его значение нз уравнения (3.68), находим
,Г(9г + 29о)ЬС| GB2 1
М — Мст +Д 4" kJ £•
401 п 40
(3-73)
Величина в квадратных скобках является приведенным к валу двигателя моментом инерции поступательно-дви- жущихся и вращающихся масс иа конвейере. Обозначив ее через 7пр, имеем
м = Мст + Jnpe. (3.74)
Мощность двигателя в период пуска Е = Mto — (Мст 4" Jnps)® = (М^ст 4" 7црЕ) Et, (3-75) где го — угловая скорость двигателя в период пуска, изменяющаяся по закону прямой.
Изменяясь по закону прямой, величина Е достигает максимума к концу пускового периода tn:
Emax ~ (^ст 4- Jпр^) е^п = (А^ст 4- Jnpb) ^^ ■
(3-76)
Для асинхронного двигателя с фазным ротором пусковой ток 1 = = (1,8 -г 2,2) /ном. По этому значению I выбирают полное сопротивление реостата.
Приведенные выражения связывают максимальное натяжение тягового элемента Smax, пусковой момент двигателя М, силу'тока ) и продолжительность периода пуска tn и дают возможность для принятого по расчету двигателя значения пускового максимального момента Мтах и силы тока I определить наибольшее возникающее в ленте натяжение Smax н длительность периода пуска tn-
Если на валу двигателя установлена муфта скольжения, обеспечивающая передачу на приводной вал конвейера вращающего момента, ие превышающего заданный предельный, то при большем вращающем моменте двигателя определенная кинематическая связь ме
жду этими валами нарушается. В таком случае для периода пуска конвейера расчет производится по предельному моменту, передаваемому муфтой.
Остановка конвейера. На приводах наклонных конвейеров с тяговым элементом устанавливают, как правило, автоматические тормозные или стопорные устройства. На конвейерах с перемещением груза вверх тормоз или стопор служит для предотвращения самопроизвольного обратного движения конвейера под действием продольной составляющей силы тяжести груза на грузовой ветви. На конвейере с перемещением груза вниз тормоз служит для остановки конвейера, а затем удержания его от самопроизвольного движения. На горизонтальном конвейере тормоз иногда устанавливают для уменьшения периода выбега (для быстроходного конвейера и при малых силах сопротивления на нем).
На конвейере с перемещением груза вверх момент сил, действующих на приводном валу в сторону, обратную рабочему движению, равен произведению разности продольной составляющей силы тяжести груза и сил сопротивления, действующих на тяговом элементе, на радиус рабочего приводного элемента (блока, звездочки, барабана):
Мб « [g^sm ₽ - (gr + 20О) Lw cos ₽] ~,
(3.77)
где D6 - диаметр рабочего приводного элемента, м.
Если тормоз или стопор установлен не на приводном валу конвейера, а, как обычно, на валу двигателя (или на промежуточном валу), и передаточное число между этим валом и головным валом привода равно I, то статический момент на тормозе или стопоре
Мст ^ М5Т\мН, (3.78)
где т|м— КПД передаточного механизма между валами; с некоторым запасом можно принимать цм = 1.
На конвейере с перемещением груза
вниз тормоз должен не только удерживать конвейер от самопроизвольного движения, но и остановить его, т. е. в течение определенного промежутка времени (на определенной длине пути) поглотить кинетическую энергию груза и движущихся частей конвейера. В обычных условиях это можно учесть, приняв несколько повышенный тормозной момент, т. е. введя в правую часть уравнения (3.74) множитель С (ориентировочно С = 1,25), а в случае высокопроизводительного и высокоскоростного конвейера может быть рекомендован специальный расчет, приводимый ниже.
Положим, что тормоз установлен на валу двигателя и передаточное число между валом двигателя и приводным валом конвейера равно к Тормозной момент можно считать, как и в рассматриваемом случае пуска конвейера, постоянным. При этом остаются постоянными и отрицательные по величине угловое ускорение вала и линейное ускорение поступательно-движущихся груза и частей конвейера, а следовательно, скорость их уменьшается от нормальной рабочей величины v до нуля по закону прямой.
Если период остановки конвейера равен (ь(с) и путь торможения в период остановки s (м), то линейное b и угловое е ускорения по абсолютной величине b = v/tb = v2/(2sy,(3.79)
е = oytb = vct)/(2s),(3.80)
где го — угловая скорость вала двигателя, с-1.
Из вращающихся масс следует учитывать массу (момент инерции) ротора двигателя и расположенных на валу двигателя элементов, а также массу стационарных или ходовых роликов конвейеров.
Обычно задаются длиной пути 5, на котором должен быть заторможен конвейер. При этом для определения потребного тормозного момента Мт на валу двигателя можно воспользоваться уравнением (3.73), в котором вместо Мст
4 А. О. Спиваковский
следует подставить его значение из уравнений (3.77) и (3.78), а Вместо е — его значение из уравнения (3.80):
Мт = М ст 4- Мдин
(9г + 2g0) LDqGD2
4gi24д
(3.81)
При выборе длины тормозного пути следует учитывать не только эксплуатационные требования, но и перегрузку тягового элемента, максимальное натяжение которого в верхней точке грузовой ветви (если GH — сила тяжести груза натяжного устройства, расположенного в нижней точке конвейера) для конвейера на стационарных роликах
S'max $ст 4" 8ДИН
и2 \ GH sin В — w cos В -|4.
2gs/ 2
(3.82)
На горизонтальном конвейере длина свободного выбега после выключения двигателя находится из выражения равенства кинетической энергии движущихся масс работе сил сопротивления на длине пути выбега:
(gr 4- 2до) Ьи2 V1 J^ _
= ИЛ05 да k (gr 4- 2g0) Lw's. (3.83)
Здесь первый член левой части уравнения — кинетическая энергия поступательно-движущихся масс, второй — кинетическая энергия вращающихся масс; коэффициент к учитывает увеличение общего сопротивления на конвейере вследствие сопротивления на концевых пунктах (к да 1,1 -ь 1,15). В практические расчеты можно вводить только моменты инерции ротора двигателя и элементов,. размещенных иа валу двигателя.
Из выражения (3.83), зная массы и моменты инерции движущихся частей кон-
вейера и длину пути выбега, можно экспериментально определить действительный общий коэффициент сопротивления w'. Если с известным приближением пренебречь действием вращающихся масс fV (Jftof/2) = 0], то
Yv'^iMgsk.(3.84)
Как следует из этой формулы, коэффициент сопротивления w' при той же рабочей скорости г обратно пропорционален длине пути выбега, а для двух конвейеров с одинаковой длиной выбега отношение коэффициентов сопротивления пропорционально отношению скоростей во второй степени.
ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Общее устройство, типы и области применения 98
Ленточные конвейеры общего назначения с прорезиненной лентой 102
Ленточные конвейеры специальных типов с прорезиненной лентой 141
Ленточно-канатные конвейеры 158
Ленточно-цепные конвейеры 159
Ленточные конвейеры на ходовых опорах 161
Конвейеры с металлическими лентами 161
Задачи научных исследований 165
Общее устройство, типы и области применения
Ленточный конвейер (рис. 4.1) имеет станину 6, иа концах которой установлены два барабана: передний 7 — приводной и. задний 1 — натяжной. Вертикально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, называемыми роликоопорами, — верхними 4 и нижними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов применяют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода И и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.
Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, размещенных на конвейере. Транспортируемый груз перемещается на верхней
(грузонесущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Возможно также транспортирование грузов одновременно на верхней и нижней ветвях ленты в разных направлениях.
Груз выгружается на переднем барабане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвейера при помощи разгрузочных устройств: плужковых 3 или барабанных разгружателей. Наружная поверхность ленты очищается от прилипших к ней частиц груза очистным устройством 9, установленным у переднего барабана 7.
Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнообразных насыпных и штучных грузов, а также для меж операционного транс-
Рис. 4.1. Схема ленточного конвейераРис. 4.1. Схема ленточного конвейерапортирования изделий при поточном производстве. Они получили широкое распространение во всех отраслях промышленности и являются основными агрегатами механизации транспорта в литейных цехах (подача и распределение земли и уборка отходов), на топли- воподачах электростанций, подземного и наземного транспорта угля и породы в угледобывающей промышленности, руды, кокса и флюсов в металлургии (рис. 4.2), строительных материалов и полезных ископаемых в карьерах, зерна в зернохранилищах, песка и камня на строительстве каналов и гидростанций и др.
Рис. 4.1. Схема ленточного конвейера
Рис. 4.1. Схема ленточного конвейера
Ленточные конвейеры служат составными частями таких сложных машин, как роторные экскаваторы, перегрузочные и отвальные мосты, погрузочно-разгрузочные машины и т. п. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возможности получения высокой производительности (до 30000 т/ч), большой длине транспортирования (до 3—4 км в одном конвейере и до 100 км в системе из нескольких конвейеров), простоты
конструкции и эксплуатации и высокой надежности работы.
По расположению на местности ленточные конвейеры разделяют на стационарные и подвижные (рассматриваемые в этой главе), < передвижные и переносные, переставные (для карьеров открытых разработок) и надводные, плавающие на понтонах.
По конструкции и назначению различают ленточные конвейеры общего назначения (ГОСТ 22644 - 77 - ГОСТ 22647-77) и специальные: подземные, для пищевой, мукомольно-крупяной и комбикормовой промышленности и поточного производства в приборострои- тельиощ радиотехнической и легкой промышленности.
По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокатной и проволочной лентой. Наибольшее распространение получили конвейеры с прорезиненной лентой. По конструкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают ленточные конвейеры, у которых лента является грузонесущим и тяговым элементом
Рис. 4.2. Головная часть мощного ленточного конвейера с лентой шириной 2000 мм, производительностью 6000 т/ч для транспортирования железной руды:
Ленточные конвейеры
о — схема; б — конструкция; 1, 2 — приводные барабаны; 3 — муфта с остановом; 4 — редуктор; 5 — тормоз с муфтой; 6 — электродвигатель мощностью 1250 кВт; МК — мостовой кран для монтажа и ремонта привода
Рис. 4.3. Геометрические схемы ленточных конвейеров :
а — е, л — с однобарабанным, ж — к — с двухбарабанным приводом (27—привод; НУ — натяжное устройство)
(основной тип), ленточно-канатные и ленточно-цепные, у которых лента служит только грузонесущим элементом, а тяговым элементом являются два каната или одна цепь.
По профилю трассы ленточные конвейеры разделяются на горизонтальные (рис. 4.3, а, же, з), наклонные (рис. 4.3, б, и, к) и комбинированные: наклонно-горизонтальные (рис. 4.3, в) и горизонтально-наклонные (рис. 4.3, г) с одним или несколькими перегибами — (рис. 4.3. д, с) и со сложной трассой (рис. 4.3, л). При проектировании конвейера следует по возможности принимать наиболее простую прямолинейную трассу. Сложную трассу имеют магистральные конвейеры в соответствии с профилем местности.
Конвейеры с разными видами лент могут иметь по очертанию одинаковые трассы, однако радиусы поворотов .Ri и R2 и углы наклона 0 для каждого вида лент будут различными. Угол наклона конвейера к горизонту 0 (табл. 4.1) зависит от коэффициента трения транспортируемого груза о ленту при движении (а следовательно, от материала и характера поверхности ленты), формы профиля ленты (плоская или желобчатая), угла естественного откоса насыпного груза, способа загрузки и скорости движения ленты.
Для обеспечения устойчивого неподвижного положения груза на ленте без его продольного сползания вниз угол наклона конвейера должен быть при-
4.1. Наибольшие допускаемые углы наклона к горизонту Р (градус) ленточных конвейеров для средних условий работы
Лента
прорезинен-
ная желобча-
Транспортируемые грузы
тая с рабочей поверхностью
■я о 5
глад-
риф-
кой
леной
Ч ей
С X W
Насыпные г
РУЗЫ
Агломерат железной руды
18
30
12
Апатитовый концентрат
15
25
12
Брикеты угольные плоские
15
27
10
Гравий округлый сортированный
15
18
10
Земля грунтовая влажная
22
35
16
Камень дробленый рядовой
18
30
12
Кокс рядовой
18
30
13
Мука пищевая, отруби
14
20
12
Окатыши железнорудные
11
12
2
Опилки древесные свежие
27
35
20
Песок сухой, мелкий
I14
30
10
Песок влажный
76
35
20
Руда среднекусковая («> 100 мм)
I18
30
12
Уголь каменный рядовой
18
27
13
Цемент
20
27
14
Щебень мелкий
20
30
12
Штучные г|
>узы
Коробки картонные
15
25
14
Мешки тканевые
18
30
14
Мешки бумажные
16
30
12
Ящики деревянные
16
25
14
мерно на 10—15° меньше угла трения груза о ленту в покое. Такой запас необходим потому, что из-за провеса ленты угол ее подъема у роликоопор получается большим, чем общий геометрический угол наклона конвейера. Кроме того, лента на ролнкоопорах встряхивается из-за неизбежного биения роликов, что способствует сползанию груза вниз. Встряхивание будет тем интенсивнее, чем больше скорость ленты и грубее изготовлены опорные ролики. Непрерывная равномерная загрузка обеспечивает больший угол наклона, чем периодическая загрузка с перерывами потока груза.
Ленточные конвейеры общего назначения
с прорезиненной лентой
Элементы конвейеров
Ленты. Грузонесущим и тяговым элементом на ленточном конвейере служит прорезиненная лента. Нормальный ряд ширины ленты по ГОСТ 22644 — 77: 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000 мм.
Лента должна иметь высокую прочность, малую массу и небольшое относительное удлинение, высокую эластичность (гибкость) как в продольном, так и в поперечном направлениях, малую гигроскопичность, хорошую сопротивляемость знакопеременным нагрузкам при многократных перегибах на барабанах и ролнкоопорах, высокую износостойкость на истирание о транспор
тируемый груз и опорные устройства, а также стойкость против физико-химического воздействия грузов и окружающей среды.
Прорезиненная леита в общем виде (рис. 4.4) имеет тяговый каркас А, покрытый со всех сторон эластичным защитным заполнителем Б. Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в лейте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повреждений и истирания перемещаемым грузом и объединяет его в единое целое, образуя над каркасом наружные обкладки — верхнюю (грузонесущую) и нижнюю (опорную). Обкладки служат для защиты тягового каркаса от повреждения и изнашивания, ударов транспортируемых грузов при загрузке и влаги окружающей среды.
Рис. 4.4. Ленты конвейера:а, б, в — резинотканевая с одноосновными (б) и двухосновными (в) прокладками; г — резинотросовая; ВС — верхняя (грузонесущая), НС — нижняя (опорная) стороны ленты.Рис. 4.4. Ленты конвейера:а, б, в — резинотканевая с одноосновными (б) и двухосновными (в) прокладками; г — резинотросовая; ВС — верхняя (грузонесущая), НС — нижняя (опорная) стороны ленты.В качестве заполнителя применяют резиновые смеси с синтетическим каучуком или пластмассы — поливинилхлорид и др. Необходимые свойства лейте придаются составом резиновых смесей заполнителя с различными добавками. По рецептуре заполнителя и назначению выполняют ленты общего назначения (для работы при температуре окружающей среды от минус 45 до плюс 60 °C), морозостойкие - вид М (для работы при температуре от минус 60 до плюс 60 °C), теплостойкие Т (температура груза до плюс 100 °C), повышенной теплостойкости ПТ (до плюс 200 °C), пищевые П (для транспортирования пищевых продуктов без упаковки), него-
Рис. 4.4. Ленты конвейера:
а, б, в — резинотканевая с одноосновными (б) и двухосновными (в) прокладками; г — резинотросовая; ВС — верхняя (грузонесущая), НС — нижняя (опорная) стороны ленты.
Рис. 4.4. Ленты конвейера:
а, б, в — резинотканевая с одноосновными (б) и двухосновными (в) прокладками; г — резинотросовая; ВС — верхняя (грузонесущая), НС — нижняя (опорная) стороны ленты.
рючие Ш (для конвейеров в пожаро- и взрывобезопасном исполнении, например для угольных шахт), маслостойкие МС (для транспортирования грузов, покрытых маслом, смазками и эмульсией), магнитомягкие, обладающие свойством притягиваться к магниту; магнитотвердые (эластомагниты), обладающие свойством намагничивания, как магнит, и др. Известны также попытки создания ленты с грязеотталкивающими обкладками, к поверхности которых не прилипают липкие влажные грузы. Возможны комбинации отдельных свойств.
По типу тягового каркаса различают резинотканевые и резинотросовые ленты. У резинотканевых лент, параметры которых регламентированы ГОСТ 20 — 76, тяговым каркасом служат прокладки 3 из различных тканей, расположенные послойно с резиновыми прослойками 4 параллельно друг другу вдоль леиты (рис. 4.4, а). Тканевая прокладка состоит из продольных нитей основы б и поперечных нитей утка 7, 8 (рис. 4.4,6, в). Прокладки бывают одноосновные — с одним рядом нитей основы (наиболее распространенный тип, рис. 4.4,6), двухосновные (рис. 4.4, в) для лент повышенной надежности при транспортировании крупнокусковых грузов и многооснбвные (цельнотканые) из нитепрошивиого полотна. Сверху, иад первой прокладкой укладывают защитную (брекерную) ткань 2 (рис. 4.4, а), предохраняющую прокладку от повреждений. Ленты повышенной теплостойкости перед первой прокладкой имеют теплоизолирующий слой из асбестовой ткани. Тканевые прокладки современных лент изготовляют из капрона, анида, иейлоиа, лавсана и других синтетических тканей, обладающих высокой прочностью (табл. 4.2). Известны также ленты с хлопчатобумажными (одинарными — бельтинговыми и шнуровыми) прокладками. Изготовляют ленты с прокладками из тканей МК-600 и МК-800 прочностью 600 и 800 Н/мм ширины одной прокладки.
При нагрузке 0,1 номинальной прочности ленты удлинение прокладок из
4.2. Ткани, применяемые для изготовления конвейерных лент по ГОСТ 20 — 76
9 з в к
„ &
н 5 g л *г о и* е- О - с @«« о о 2
С о о
Ткани
4 st о hh
И § я * ^^ У
§ О § 3 оs
2 * ° 8 ч
Я о о к С о m t- о Я И
§ о 3 | ь ®
’Я „ §■ ОХО о § с
3 °- °-е 2 s о m ® Щ
, 65
БКНЛ-65
-
-
100
БКНЛ-100
ТА-100
ТК-100
-
150
БкНЛ-150
ТА-150
ТК-150
-
200
-
ТК-200-2
Т Л К-200
300
-
ТА-300
ТК-300 мк-зоо/юо
тлк-зоо МЛК-300/100
400
-
ТА-400
ТК-400 М К-400/120
МЛК-400/120
ткани БКНЛ составляет 3,5%; ТА и ТК - 3,5-4%; МК и МЛК -2%. Это является их недостатком. В ленте может быть от трех до восьми (в отдельных случаях — до десяти) прокладок в зависимости от ширины, необходимой общей прочности и поперечной жесткости ленты. Жесткость ленты определяет ее способность принимать и сохранять желобчатую форму, задаваемую ролико- опорами. Поэтому для каждой ширины ленты устанавливается минимальное и максимальное число прокладок, определяющее стабильность и угол наклона боковых стенок (угол желобчатости) желоба ленты.
Необходимое по расчетному натяжению число прокладок ленты
i^KSmM/(SplB), (4.1)
где К — коэффициент запаса прочности леиты; Smax — максимальное расчетное натяжение леиты, полученное по тяговому расчету конвейера, Н; Spi
прочность тканн прокладки, Н/мм ширины ленты; В - ширина ленты, мм.
Коэффициент запаса прочности ленты
К = К0/(КпрКстКтКр), (4.2)
где Ко - номинальный запас прочности (при расчете по нагрузкам установившегося движения Ко = 7, при поверочных расчетах по максимальным пусковым нагрузкам принимают Ко = 5); К,.р — коэффициент неравномерности работы прокладок:
= 3 = 4,5 мм; 52 = 1 мм, средне- кусковых — 5t = 4,5 4- 8 мм; 52 = 2 мм; для сильно абразивных средне; и крупнокусковых ! грузов 5^ = 4,5 4- 10 мм; 52 = 2 4- 3 мм; для штучных грузов 51 = 2 4- 3 мм; 62 = 1 4- 2 мм.
В соответствии с характеристикой транспортируемых грузов выбирают сорт резины для обкладок.
456780,90,880,850,820,8456780,90,880,850,820,8
45678
0,90,880,850,820,8
45678
0,90,880,850,820,8
Число прокладок 3
*пр0,95
Кст — коэффициент прочности стыкового соединения концов ленты (для вулканизированного стыка Кст = 0,9 4- 0,85; для стыка, выполненного при помощи скоб и шарниров, Кс: = 0,5, а внахлестку заклепками - К^ = = 0,4 4- 0,3); Кг - коэффициент конфигурации трассы конвейера (для горизонтального конвейера Кт = 1, наклонного прямолинейного X, = 0,9, наклонного со сложным профилем Кт = 0,85); Кр— коэффициент режима работы конвейера:
Сила тяжести (Н/м) одного метра резинотканевой ленты
9л = 0,011 (5о< + 51 + 52) В,(4.4)
где 8q—толщина прокладки (принимают 8q = 1,2 мм для ткани прочностью 55 Н/мм и 8q = 2 мм для ткани прочностью 400 Н/мм);
Режим работы . .
Р
Весьма
Легкий
Средний
Тяжелый
Весьма
легкий
(Л)
(С)
(Т)
тяжелый
(ВЛ)
(ВТ)
1,2
1,1
1,0
0,95
0,85
Толщины наружных обкладок иа верхней 1 (51) и нижней 5 (62) сторонах ленты (рис. 4.4) выбирают в зависимости от свойств и размеров кусков транспортируемого груза, режима работы конвейера и частоты прохождения ленты через пункт загрузки. Чем чаще проходит лента через пункты загрузки (т. е. чем больше скорость ленты и меньше ее длина), тем толще должны быть обкладки для обеспечения долговечности лензы.
Время (с) прохождения леиты через пункт загрузки конвейера
О = 2I/v, (4.3)
где L— длина конвейера между осями концевых барабанов, м (см. рис. 4.3); у - скорость движения леиты конвейера, м/с.
Для малоабразивных насыпных грузов принимают 51 = 3 мм; 52=1 мм; для срёдиеабразивных: мелкокусковых
Точные значения массы ленты определяют по каталогам заводов-изготовителей (см. также ниже, табл. 4.13).
Концы резинотканевой ленты соединяют при ее монтаже на конвейере одним из следующих способов: горячей или холодной склейкой специальными клеями в зажимных плитах (вулканизацией) (рис. 4.5) или металлическими соединителями - скобами, шарнирами, внахлестку заклепками; иногда ленту сшивают сыромятными ремнями. Наиболее надежным и совершенным является соедииеиие концов леиты при помощи вулканизации; его следует рекомендовать для повсеместного применения. При склейке концы ленты разделываются ступенчато по отдельным прокладкам (см. рис. 4.5) под углом 6 = = 18,5 4- 26° к продольной оси ленты.
Резинотросовые леиты в качестве тягового каркаса имеют стальные тросы 9 с латуиизированной поверхностью для
Рис. 4.5. Схема разделки концов резинотканевой ленты для вулканизированного стыка:а — подготовленная лента; б — соединенная лентаРис. 4.5. Схема разделки концов резинотканевой ленты для вулканизированного стыка:а — подготовленная лента; б — соединенная лентаРис. 4.6. Соединение концов резинотросовой ленты: а — одноступенчатое; б — двухступенчатоеРис. 4.6. Соединение концов резинотросовой ленты: а — одноступенчатое; б — двухступенчатоелучшего сцепления с резиной, уложенные в один ряд параллельно друг другу вдоль ленты (см. рис. 4.4, г). Характеристика нормального ряда отечественных резинотросовых лент дана в табл. 4.3; толщина обкладок на верхней и нижней сторонах леит всех типоразмеров составляет 5,5 мм, относительное удлинение 0,25 % при нагрузке, равной 0,1 номинальной прочности ленты.
Рис. 4.5. Схема разделки концов резинотканевой ленты для вулканизированного стыка:
а — подготовленная лента; б — соединенная лента
Рис. 4.5. Схема разделки концов резинотканевой ленты для вулканизированного стыка:
а — подготовленная лента; б — соединенная лента
Рис. 4.6. Соединение концов резинотросовой ленты: а — одноступенчатое; б — двухступенчатое
Рис. 4.6. Соединение концов резинотросовой ленты: а — одноступенчатое; б — двухступенчатое
Необходимая прочность тягового каркаса резинотросовой ленты (см. табл. 4.3):
5рд ^ SmaxK'/B, (4.5)
где К' = К0/(КетКрКт) — расчетный коэффициент запаса прочности; Ко, Кст, Кр и Кт—коэффициенты из формулы (4.2),
Концы резинотросовой ленты соединяют только методом вулканизации; тросы одного конца ленты укладывают в свободные промежутки между тросами другого конца ленты (рис. 4.6).
Параметр2РТЛ- 15002РТЛ-16002РТЛ-25002РТЛ-31502РТЛ- 40002РТЛ- 50002РТЛ- 6000*Диаметр троса dT, мм4,24,657,58,2510,610,611,5Шаг между тросами fT, мм991414171718Прочность ленты 8р, кН/мм ширины Максимальное допускаемое натяжение1,51,62,53,15456на 1 мм ширины ленты Sp т, Н/мм Общая тол ши на ленты 8, мм180190300380450600700181820,522,524,52726,5Расчетная масса тл 1 м2 ленты, кг/м228293743505365Рекомендуемый диаметр приводного барабана D^, м10,80,811,251,61,6-22-2,5Параметр2РТЛ- 15002РТЛ-16002РТЛ-25002РТЛ-31502РТЛ- 40002РТЛ- 50002РТЛ- 6000*Диаметр троса dT, мм4,24,657,58,2510,610,611,5Шаг между тросами fT, мм991414171718Прочность ленты 8р, кН/мм ширины Максимальное допускаемое натяжение1,51,62,53,15456на 1 мм ширины ленты Sp т, Н/мм Общая тол ши на ленты 8, мм180190300380450600700181820,522,524,52726,5Расчетная масса тл 1 м2 ленты, кг/м228293743505365Рекомендуемый диаметр приводного барабана D^, м10,80,811,251,61,6-22-2,54.3. Характеристика резинотросовых лент (см. рис. 4.4, г)4.3. Характеристика резинотросовых лент (см. рис. 4.4, г)* Ориентировочные данные.* Ориентировочные данные.Типоразмер ленты (по тяговому каркасу, толщинам обкладок и классу резины) выбирают по характеристике транспортируемого груза (абразивности, кусковатости, температуре, пожаро- и взрывоопасности, содержанию смазочных масел и эмульсий и т. п.) и окру-
Параметр
2РТЛ- 1500
2РТЛ-
1600
2РТЛ-
2500
2РТЛ-
3150
2РТЛ- 4000
2РТЛ- 5000
2РТЛ- 6000*
Диаметр троса dT, мм
4,2
4,65
7,5
8,25
10,6
10,6
11,5
Шаг между тросами fT, мм
9
9
14
14
17
17
18
Прочность ленты 8р, кН/мм ширины Максимальное допускаемое натяжение
1,5
1,6
2,5
3,15
4
5
6
на 1 мм ширины ленты Sp т, Н/мм Общая тол ши на ленты 8, мм
180
190
300
380
450
600
700
18
18
20,5
22,5
24,5
27
26,5
Расчетная масса тл 1 м2 ленты, кг/м2
28
29
37
43
50
53
65
Рекомендуемый диаметр приводного барабана D^, м1
0,8
0,8
1
1,25
1,6
1,6-2
2-2,5
Параметр
2РТЛ- 1500
2РТЛ-
1600
2РТЛ-
2500
2РТЛ-
3150
2РТЛ- 4000
2РТЛ- 5000
2РТЛ- 6000*
Диаметр троса dT, мм
4,2
4,65
7,5
8,25
10,6
10,6
11,5
Шаг между тросами fT, мм
9
9
14
14
17
17
18
Прочность ленты 8р, кН/мм ширины Максимальное допускаемое натяжение
1,5
1,6
2,5
3,15
4
5
6
на 1 мм ширины ленты Sp т, Н/мм Общая тол ши на ленты 8, мм
180
190
300
380
450
600
700
18
18
20,5
22,5
24,5
27
26,5
Расчетная масса тл 1 м2 ленты, кг/м2
28
29
37
43
50
53
65
Рекомендуемый диаметр приводного барабана D^, м1
0,8
0,8
1
1,25
1,6
1,6-2
2-2,5
4.3. Характеристика резинотросовых лент (см. рис. 4.4, г)
4.3. Характеристика резинотросовых лент (см. рис. 4.4, г)
* Ориентировочные данные.
* Ориентировочные данные.
жающей среды (температура и пожаро- и взрывоопасность), необходимой прочности по расчетному натяжению и потребной производительности. В диапазоне прочности от 1,5 до 4 кН/мм можно применять резинотканевую или резинотросовую ленту. Для выбора ленты надо провести сравнительный анализ по прочности, стоимости, удлинению и диаметру барабана.
К преимуществам резинотканевой леиты относятся возможность большого набора леит по прочности, универсальность выполнения стыкового соединения (с механическими соединителями, вулканизацией и т. п.), повышенная стойкость к продольным порывам, высокая амортизирующая способность при динамических нагрузках. Недостатками являются большое удлинение (до 4%), увеличенные диаметры барабанов при большом числе прокладок.
К преимуществам резииотросовых леит относятся высокая прочность, малое удлинение при рабочих нагрузках (до 0,25%), повышенный срок службы, а к недостаткам — большая масса, сложность изготовления стыкового соединения концов леиты, сравнительно меньшая стойкость к продольным порывам и перегибам в вертикальной плоскости.
Опорные устройства. Для опоры ленты на участке между концевыми барабанами устанавливают роликоопоры или настил — сплошной (из дерева, стали, пластмассы) или комбинированный (чередование настила и роликоопор). Настил того и другого типа применяют очень редко (обычно на конвейерах малой длины), чаще всего его используют при транспортировании легких штучных грузов. Наибольшее распространение имеют роликоопоры различных типов и конструкций.
Рнс. 4.7. Роликоопоры:а, б, в — для верхней ветви соответственно прямая, рядовая желобчатая, амортизирующая; г, д, е —для нижней ветви соответственно прямая, дисковая очистная, желобчатаяРнс. 4.7. Роликоопоры:а, б, в — для верхней ветви соответственно прямая, рядовая желобчатая, амортизирующая; г, д, е —для нижней ветви соответственно прямая, дисковая очистная, желобчатаяПо расположению на конвейере роликоопоры разделяют иа верхние (для опоры грузоиесущей ветви ленты) и нижние (для опоры обратной ветви). Верхние роликоопоры бывают прямыми (рис. 4.7, а) — для плоской формы леиты и желобчатыми (для желобчатой формы леиты) — на двух, трех (рис. 4.7,6, в) и пяти (рис. 4.8, для леит шириной 2 — 2,5 м) роликах. В зоне загрузки ленты устанавливают амортизирующие роликоопоры (рис. 4.7, в), у которых на корпус ролика надеты упругие резиновые шайбы (раздельные — в или сплошные — в'), амортизирующие удары падающих кусков груза. При транспортировании насыпных грузов применяют, как правило, желобчатые роликоопоры;
Рнс. 4.7. Роликоопоры:
а, б, в — для верхней ветви соответственно прямая, рядовая желобчатая, амортизирующая; г, д, е —для нижней ветви соответственно прямая, дисковая очистная, желобчатая
Рнс. 4.7. Роликоопоры:
а, б, в — для верхней ветви соответственно прямая, рядовая желобчатая, амортизирующая; г, д, е —для нижней ветви соответственно прямая, дисковая очистная, желобчатая
Рис. 4.8. Мощный конвейер для открытых разработок:а — поперечное сечение; б — узел шарнирного соединения роликов; в — узел подшипника ролика (фирма Такраф. ГДР)Рис. 4.8. Мощный конвейер для открытых разработок:а — поперечное сечение; б — узел шарнирного соединения роликов; в — узел подшипника ролика (фирма Такраф. ГДР)прямые роликоопоры используют редко : только на участках разгрузки ленты плужковыми разгружателями или для выполнения каких-либо технологических операций.
Рис. 4.8. Мощный конвейер для открытых разработок:
а — поперечное сечение; б — узел шарнирного соединения роликов; в — узел подшипника ролика (фирма Такраф. ГДР)
Рис. 4.8. Мощный конвейер для открытых разработок:
а — поперечное сечение; б — узел шарнирного соединения роликов; в — узел подшипника ролика (фирма Такраф. ГДР)
Нижние роликоопоры разделяют на прямые, однороликовые сплошные цилиндрические (рис, 4.7, г) и дисковые (рис. 4.7, 3, применяют при транспортировании налипающих грузов) и двухроликовые желобчатые [угол наклона боковых роликов 10° (рис. 4.7, е)] для лучшего центрирования движения лент шириной более 1000 мм.
При транспортировании сильно абразивных (например, кокса) или налипающих грузов поверхности корпусов роликов верхних и нижних роликоопор футеруют резиной. Роликоопора с жестким (опорным) креплением роликов (рис. 4.7) состоит из стоек - кронштейнов 7, роликов 2 и опорного основания 3.
У роликоопоры подвесной конструкции так называемого гирляндного типа (рис. 4.8) оси 1 отдельных роликов 2 соединяют одну с другой шарнирами 3, и полный комплект роликов крюками
4 шарнирно подвешивают к станине конвейера. Преимуществами гир- ляидных роликоопор по сравнению с роликоопорами на жестких опорах являются меньшая масса, повышенная амортизирующая способность (что очень важно при транспортировании тяжелых кусковых грузов), простота крепления к станине конвейера, удобство монтажа и демонтажа при ремонте. К недостаткам относятся продольные колебания (подобно маятнику) при движении ленты и, как следствие этого, повышенный износ опорной поверхности ленты, увеличение сопротивления ее движению, невысокий срок службы креплений и шарнирных узлов. Подвесные роликоопоры получили широкое распространение на конвейерах угольных карьеров в ГДР.
При транспортировании влажных и химически агрессивных грузов применяют подвесные роликоопоры с гибкой осью из стального троса, на которой (при помощи вулканизации в пресс- форме) закреплен комплект резиновых или пластмассовых дисков-роликов
Рис. 4.9. Конвейер ВНИИПТМАШ с ролико- опорамн на гибкой оси:а — поперечное сечение; б — узел роликаРис. 4.9. Конвейер ВНИИПТМАШ с ролико- опорамн на гибкой оси:а — поперечное сечение; б — узел ролика(рис. 4.9). Гибкие роликоопоры имеют только два подшипника, подвешиваемых к станине конвейера, удобны для монтажа, ремонта н обслуживания; обеспечивают плавную желобчатость ленты.
Рис. 4.9. Конвейер ВНИИПТМАШ с ролико- опорамн на гибкой оси:
а — поперечное сечение; б — узел ролика
Рис. 4.9. Конвейер ВНИИПТМАШ с ролико- опорамн на гибкой оси:
а — поперечное сечение; б — узел ролика
Ролик (рис. 4.10, а) состоит из цилиндрического корпуса Л изготовляемого из отрезка трубы, вкладыша 2, штампованного из стали или литого из чугуна, осн 3 (или полуоси), подшипника качения 5 (шарикового, а для тяжелых типов — конического роликоподшипника) н его защитного уплотнения 4. С внутренней стороны подшипник защищен шайбой, жировыми канавками во вкладыше или внутренней трубой, которая полностью изолирует его от полости корпуса ролика и служит резервуаром для запаса смазки. Для защиты подшипника с внешней стороны от пыли применяют сложные лабиринтные уплотнения с дополнительными кон
Рис. 4.10. Узлы подшипников роликов конструкции Cemil роммеханизацин:а — среднего типа; б — тяжелого типаРис. 4.10. Узлы подшипников роликов конструкции Cemil роммеханизацин:а — среднего типа; б — тяжелого типатактными шайбами (см. рис. 4.8, в) или без них (см. рис. 4.10).
Рис. 4.10. Узлы подшипников роликов конструкции Cemil роммеханизацин:
а — среднего типа; б — тяжелого типа
Рис. 4.10. Узлы подшипников роликов конструкции Cemil роммеханизацин:
а — среднего типа; б — тяжелого типа
К характерным особенностям современных конструкций узла подшипника ролика относятся применение закрытых шарикоподшипников с долговременной закладной смазкой типа БНЗ, бесконтактного лабиринтного уплотнения из
Рис. 4.11. Центрирующие роликоопоры дли верхнем ветви ленты:а, б — конструкция и схема поворота при сдвиге ленты в левую сторону для нереверсивного конвейера; в — для реверсивного конвейера.Рис. 4.11. Центрирующие роликоопоры дли верхнем ветви ленты:а, б — конструкция и схема поворота при сдвиге ленты в левую сторону для нереверсивного конвейера; в — для реверсивного конвейера.штампованных деталей, гладкой без уступов оси из калиброванной круглой стали, вкладыша, штампованного из листовой стали или из трубы корпуса, и широкая унификация узлов и деталей для всего ряда нормальных типоразмеров роликов. Известны ролики без вкладышей, у которых концы трубы корпуса закатаны в полуоси, вращающиеся в выносных подшипниках.
Рис. 4.11. Центрирующие роликоопоры дли верхнем ветви ленты:
а, б — конструкция и схема поворота при сдвиге ленты в левую сторону для нереверсивного конвейера; в — для реверсивного конвейера.
Рис. 4.11. Центрирующие роликоопоры дли верхнем ветви ленты:
а, б — конструкция и схема поворота при сдвиге ленты в левую сторону для нереверсивного конвейера; в — для реверсивного конвейера.
В процессе работы конвейера по различным случайным причинам (односторонняя загрузка ленты, налипание груза на барабанах и роликах и т. п.) возможен поперечный сдвиг ленты с роликов.
Для автоматического выравнивания хода ленты используют центрирующие роликоопоры (одиночные или групповые из двух-трех роликоопор) различных конструкций.
Центрирующая желобчатая ролико- опора конструкции Союзпроммеханиза- ции (рис. 4.11, а) имеет обычную трехро- лнковую опору 1, установленную на раме 3, которая в определенных пределах может поворачиваться на вертикальной оси 4. К поворотной раме 3 с обеих сторон прикреплены рычаги 5, на концах которых установлены ролики 2. При смещении в сторону лента своей
кромкой нажимает на ролик 2 и поворачивает раму с роликоопорой на некоторый угол по отношению к продольной осн конвейера. При перекосе роли- коопоры на поверхности ленты создается восстанавливающее усилие, стремящееся возвратить ленту в исходное положение, т. е. сдвинуть в направлеини, противоположном смещению. После того как лента возвратится в центральное положение, ролнкоопора движением самой л^нты автоматически устанавливается в нормальное положение.
Для конвейера с реверсивным движением ленты ролики 2 (рис. 4.11, в) устанавливают по оси центрирующей роликоопоры; они воздействуют через рычаг 6 и прижим 7 на боковой ролик 1, притормаживая его. Это обусловливает поворот роликоопоры для центрирования хода ленты.
Основные параметры роликоопор установлены ГОСТ 22645 — 77 и ГОСТ — 22646 — 77. Тип роликоопоры и диаметр ролика Dp выбирают в зависимости от ее назначения, характеристики транспортируемого груза, ширины и скорости движения ленты (табл. 4.4).
Ролик должен иметь такой диаметр, при котором выполняются два условия: 1) момент трения ленты без груза о ролик больше момента трения в подшипниках и уплотнениях, иначе лента будет скользить по роликам; 2) под действием центробежной силы вращающегося ролика груз не должен отрываться от ленты при огибании ролика. Диаметр ролика повышается с увеличением скорости ленты, плотности и кусковатости груза и коэффициента трения в подшипнике и прн снижении коэффициента сцепления леиты с роликом. Однако значительное увеличение диаметра ролика нежелательно, так как при этом увеличивается его масса и стоимость.
Нагрузка на роликоопору определяется суммой сил тяжести ленты и груза, находящегося в пролете между роли- коопорами. На участках перегиба ленты к этим нагрузкам добавляется еще составляющая сила от натяжения леиты.
В трехроликовой желобчатой опоре
4.4. Рекомендации по выбору диаметра ролика желобчатой и прямой роликоопоры
Диаметр ролика Dp (рис. 4.7, 4 ЛО)
Ширина ленты, мм
&о 8
Н о 4
§ ^ С в^
6
ч §^
5 ч 5
К д’
О и
(83); 89
400; 500; 650
1,6
2,0
800
1,6
1,6
(102); 108
400; 500; 650 >-
2,0
2,5
800; 1000; 1200
1,6
2,5
(127); 133
800; 1000; 1200
2,0
2,5
(152); 159'
800; 1000; 1200
-3,5
4,0
1400
3,5
3,2
1600; 2000
3,5
3,2
194; 219; 245
800; 1000; 1400
3,5
4,0
1600; 2000
4,0
6,3
П р и м е ч а
ние. Размеры, указ
аиные
в скоб-
ках, допускается
применять до 1983
Г.
вертикальная нагрузка на средний (горизонтальный) ролик составляет примерно 70%, а на боковые — по 15% общей нагрузки на роликоопоры. Подшипники качения роликов рассчитывают на срок службы (18 — 20) 103 ч.
Схема расположения роликоопор на конвейере дана на рис. 4.12. Расстояния между ролнкоопорами на верхней ветвн леиты выбирают в зависимости от характеристики транспортируемых грузов (табл. 4.5). Расстояния между ролико- опорами на нижней ветви принимают в 2 — 2,5 раза большими, чем иа верхней, но не более 3,5 м.
4.5. Расстояние между ролнкоопорами /рв (м) на средней части верхней ветвн конвейера при транспортировании насыпных грузов
Ширина ленты, мм
Плотность груза р, т/м?
До 0,8
0,81-1,6
1,61-2
2,1-2,5
Более ■2,5
400 ■
1,5
1,4
1,4
1,3
1,2
500
1,5
1,4
1,4
1.3
1,2
650
1,4
1,3
1,3
1,2
1,2
800
1,4
1,3
1,3
1,2
1,1
1000
1,3
1Л
1,2
1,1
1,1
1200
1,3
1,2
1,2
1,1
1,1
1400
1,3
1,2
1,2
1J
1,1
1600
1,3
1,2
1,2
1,1
1,1
2000
1,3'
1,2
1,1
1,0
1,0
Рис. 4.12. Порядок расстановки роликоопор на конвейере:ЖА — желобчатые амортизирующие роликоопоры; ЖР — желобчатые регулирующие; ЖЦ — желобчатые центрирующие; ПР — переходные; НЦ — нижние центрирующие: НД — нижние дисковые; ДФВ и ДФН — дефлекторные верхние и нижниеРис. 4.12. Порядок расстановки роликоопор на конвейере:ЖА — желобчатые амортизирующие роликоопоры; ЖР — желобчатые регулирующие; ЖЦ — желобчатые центрирующие; ПР — переходные; НЦ — нижние центрирующие: НД — нижние дисковые; ДФВ и ДФН — дефлекторные верхние и нижниеПри транспортировании кусковых грузов в зоне загрузочной воронки под лентой устанавливают не менее трех, пяти амортизирующих роликоопор (ЖА на рис. 4.12) на расстоянии /ра ~ 0,4 т- 0,5 м одна от другой. Центрирующие роликоопоры на верхней ЖЦ и на нижней НЦ ветвях ленты на конвейерах длиной более 50 м устанавливают на расстоянии 20 — 25 м одна от другой. Дефлекторные ролики на верхней ДФВ и на нижней ДФН ветвях применяют редко, только при особых условиях, способствующих сбегу ленты поперек ее движения; устанавливают их на расстоянии 15 — 20 м одна от другой.
Рис. 4.12. Порядок расстановки роликоопор на конвейере:
ЖА — желобчатые амортизирующие роликоопоры; ЖР — желобчатые регулирующие; ЖЦ — желобчатые центрирующие; ПР — переходные; НЦ — нижние центрирующие: НД — нижние дисковые; ДФВ и ДФН — дефлекторные верхние и нижние
Рис. 4.12. Порядок расстановки роликоопор на конвейере:
ЖА — желобчатые амортизирующие роликоопоры; ЖР — желобчатые регулирующие; ЖЦ — желобчатые центрирующие; ПР — переходные; НЦ — нижние центрирующие: НД — нижние дисковые; ДФВ и ДФН — дефлекторные верхние и нижние
Для снижения напряжений в кромках ленты при переходе с желобчатого профиля на прямой, по которому лента огибает концевые барабаны, перед передним (головным) и после заднего барабана конвейера устанавливают две-три переходные выл слаживающие роликоопоры ПР с уменьшенным углом наклона бокового ролика. Для этой же пели головной барабан устанавливают так, чтобы его образующая на высоту йр яе 0,5/1ж была выше образующей среднего ролика рядовой желобчатой роликоопоры с глубиной желоба Аж.
Для транспортирования штучных грузов массой'до 25 кг роликоопоры на рабочей ветви устанавливают примерно через 1,4—1 м, а тяжелых грузов с массой более 25 кг — на таком расстоянии,
чтобы груз опирался не менее чем на две роликоопоры.
Угол наклона боковых роликов желобчатой роликоопоры по ГОСТ 22645 — 77 равен 20 и 30е для всех грузов и любой ширины ленты; для легких грузов с плотностью 0,5—1 т/м" (зерна и других зернопродуктов) при ширине ленты 400 — 800 мм допускается увеличение этого угла до 45 — 60'.
Рекомендуется применять роликоопоры с углом наклона бокового ролика 30°. В зарубежном практике (ГДР, ФРГ и др.) применяют роликоопоры с углом наклона бокового ролика 36°. Увеличение этого угла до 45е повышает производительность (см. ниже), улучшает центровку ленты и уменьшает просыпи груза, но ограничивается толщиной ленты вследствие возникновения дополнительных напряжений в зоне ее изгиба.
Привод. В ленточном конвейере движущая сила передается на ленту трением при огибании ею приводного барабана (прн барабанном приводе) или при контакте приводной ленты с грузо- несущей (при прямолинейном промежуточном приводе многоприводного конвейера).
Барабанный привод состоит из барабана, передаточных механизмов (муфт и редукторов) и двигателя. В приводах наклонных конвейеров устанавливают также стопорное устройство (останов) и тормоз, препятствующие в случае вы-
Рис. 4.13. Схема однобарабапного приводаРис. 4.13. Схема однобарабапного приводаРис. 4.14. Схемы обводки ленты на приводе:а — двух барабан ном; б — трехбарабанном; П5 — приводной барабанРис. 4.14. Схемы обводки ленты на приводе:а — двух барабан ном; б — трехбарабанном; П5 — приводной барабанключения двигателя самопроизвольному движению ленты вниз под действием ^илы тяжести находящегося на ней груза.
Рис. 4.13. Схема однобарабапного привода
Рис. 4.13. Схема однобарабапного привода
Рис. 4.14. Схемы обводки ленты на приводе:
а — двух барабан ном; б — трехбарабанном; П5 — приводной барабан
Рис. 4.14. Схемы обводки ленты на приводе:
а — двух барабан ном; б — трехбарабанном; П5 — приводной барабан
Различают однобарабанные приводы с одним (рис. 4.13) или двумя (см. рис. 2.26,6) двигателями; двухбара- баиные с близко расположенными друг около друга приводными барабанами (рис. 4.14, а и 4.15) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах Конвейера (рис. 4.16); трехбарабанные с близко расположенными друг около друга барабанами (рис. 4.14,6) или с раздельным расположением двух приводных [барабанов на переднем (головном) и одного —
на заднем концах конвейера. Трехбарабанные приводы из-за сложности, многократных перегибов ленты и недостаточной надежиостн применяют крайне редко.
Однобарабанный привод небольшой мощности (до 30—50 кВт) выполняют с встроенным внутрь барабана электродвигателем и редуктором (рис. 4.17). Такие мотор-барабаны особенно необходимы для привода передвижных и-переносных конвейеров и для питателей; они компактны и имеют малую массу и небольшие габаритные размеры.! Во ВНИИПТМАШе разработано типовое оборудование мотор-барабанов диаметром от 200 до 800 мм, мощностью, от
Рис. 4.15. Схемы приводных механизмов двух барабанного привода с электродвигателями:
« — двумя; б — тремя; ПБ — приводной барабан
Рис. 4.16. Схема конвейера с приводами на переднем и заднем барабанах:
ПБ — приводной барабан; НУ — натяжное устройство
Рнс. 4.17. Мотор-барабая конструкции ВНИИПТМАШа:
1 — барабан; 2 — редуктор; 3 — электродвигатель; 4 — токоподвод
до 30 кВт; известны мотор-барабаны мощностью до 50 кВт н в отдельных конструкциях — до 250 кВт.
Двух барабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами применяют в трех конструктивных исполнениях: 1) с жесткой кинематической связью (например, зубчатой передачей) между приводными барабанами н общим приводным механизмом на. оба барабана; 2) с соединением приводных барабанов дифференциальным редуктором (уравнительным механизмом) и общим приводом; 3) с индивидуальным приводом на каждый барабан (см. рис. 4.15); в этом исполнении барабаны связаны один с другим только конвейерной лентой. Приводы с жесткой кинематической связью и дифференциальным редуктором (первое и второе исполнения) не получили распространения нз-за сложности конструкции и недостаточной надежности. Широкое применение нашлн однобарабанный привод и двухбарабанный привод с индивидуальными приводными механизмами (третье исполнение, так называемый тандем-привод).
К преимуществам одно барабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры, единичный перегиб ленты, оптимальная возможность использования силы тяжести спускающейся обратной ветви ленты как части тяговой силы для наклонных и горизонтально-наклонных конвейеров. Недостатками являются ограниченный угол обхвата лентой приводного барабана (обычно до 240°) и обусловленный этим пониженный коэффициент использования прочности ленты.
К преимуществу двухбарабанного привода (по сравнению с однобарабанным) относится увеличенный общий угол обхвата лентой приводных барабанов (обычно до 400°), обусловливающий возможность выбора менее прочной ленты, к недостаткам — увеличенные габариты н усложнение конструкции, пониженная надежность работы, повышенная стоимость, многократный перегиб
ленты, обусловливающий снижение срока ее службы.
При выборе однобарабанного или двухбарабанного привода учитывают коэффициенты трения между лентой н поверхностью приводного барабана и использования прочности ленты, профиль и протяженность трассы конвейера и, в отдельных случаях, местные условия расположения конвейера. Двухбарабанный привод обычно устанавливают на горизонтальных н горизонтально-наклонных конвейерах большой протяженности, когда при однобарабанном приводе нельзя использовать ленту имеющейся прочности. Окончательный выбор определяется сравнительным технико-экономическим расчетом возможных вариантов.
По общей теории фрикционного однобарабанного привода соотношение между натяжениями ветвей ленты — набегающей на приводной барабан 5нб и сбегающей S^ при отсутствии скольжения определяется зависимостью
Sh6 « 3^“, (4.6)
где ц — коэффициент трения (сцепления) ленты по поверхности барабана (табл. 4.6); а — угол обхвата лентой барабана, рад.
Величину еиа, определяющую тяговую способность приводного барабана, называют тяговым фактором (табл. 4.7).
Тяговое (окружное) усилие, которое может передать приводной барабан, без учета потерь на самом барабане из-за жесткости ленты
^SH6-Sc6 = Sc6(e^-l) (4.7) иди
^(е^-1)5нб/еца (4.8)
Как видно из формул (4.7) и (4.8), тяговое усилие, которое может быть передано с приводного барабана на ленту, возрастает с увеличением угла обхвата, коэффициента трения и первоначального натяжения ленты. Коэффициент трения зависит от рода поверхности барабана и состояния соприкасающихся по-
Поверхность приводного барабанаСостояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабанаАтмосферные условияУсловия работы конвейера (по табл.1.6)оСтальная или чугунная, безЧистыеСухоX0,35футеровкиПыльныеС0.3Загрязненные нелипким грузом (песком,Влажнот0,2углем и т. п.)Загрязненные липким грузом (глиной и т. п.)т0,1Футерованная резинойЧистыеСухоX0,5ПыльныеС0,4Загрязненные нелипким грузомВл а яснот0,25Загрязненные липким грузомт0,15Футерованная прорезинен-ЧистыеСухоX0,45ной лентой без обкладкиПыльные»С0,35Загрязненные нелипким грузомВлажнот0,25Загрязненные липким [рузом»т0,1Поверхность приводного барабанаСостояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабанаАтмосферные условияУсловия работы конвейера (по табл.1.6)оСтальная или чугунная, безЧистыеСухоX0,35футеровкиПыльныеС0.3Загрязненные нелипким грузом (песком,Влажнот0,2углем и т. п.)Загрязненные липким грузом (глиной и т. п.)т0,1Футерованная резинойЧистыеСухоX0,5ПыльныеС0,4Загрязненные нелипким грузомВл а яснот0,25Загрязненные липким грузомт0,15Футерованная прорезинен-ЧистыеСухоX0,45ной лентой без обкладкиПыльные»С0,35Загрязненные нелипким грузомВлажнот0,25Загрязненные липким [рузом»т0,14.6. Расчетные значения коэффициента трения р между лентой с резиновой обкладкой и приводным барабаном4.6. Расчетные значения коэффициента трения р между лентой с резиновой обкладкой и приводным барабаномверхностей ленты и барабана, а угол обхвата — ст схемы огибания лентой приводного барабана. Для повышения коэффициента трения поверхность обода приводного барабана покрывают (футеруют) фрикционными материалами (например, резиной) с канавками (насечкой) глубиной 3—4 мм, образующими прямоугольные или ромбические клетки для сбора грязи и отвода влаги. При нефутерованном барабане коэффициент трения небольшой и требуется значи-
Поверхность приводного барабана
Состояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабана
Атмосферные условия
Условия работы конвейера (по табл.
1.6)
о
Стальная или чугунная, без
Чистые
Сухо
X
0,35
футеровки
Пыльные
С
0.3
Загрязненные нелипким грузом (песком,
Влажно
т
0,2
углем и т. п.)
Загрязненные липким грузом (глиной и т. п.)
т
0,1
Футерованная резиной
Чистые
Сухо
X
0,5
Пыльные
С
0,4
Загрязненные нелипким грузом
Вл а ясно
т
0,25
Загрязненные липким грузом
т
0,15
Футерованная прорезинен-
Чистые
Сухо
X
0,45
ной лентой без обкладки
Пыльные
»
С
0,35
Загрязненные нелипким грузом
Влажно
т
0,25
Загрязненные липким [рузом
»
т
0,1
Поверхность приводного барабана
Состояние соприкасающихся поверхностей ленты и барабана
Атмосферные условия
Условия работы конвейера (по табл.
1.6)
о
Стальная или чугунная, без
Чистые
Сухо
X
0,35
футеровки
Пыльные
С
0.3
Загрязненные нелипким грузом (песком,
Влажно
т
0,2
углем и т. п.)
Загрязненные липким грузом (глиной и т. п.)
т
0,1
Футерованная резиной
Чистые
Сухо
X
0,5
Пыльные
С
0,4
Загрязненные нелипким грузом
Вл а ясно
т
0,25
Загрязненные липким грузом
т
0,15
Футерованная прорезинен-
Чистые
Сухо
X
0,45
ной лентой без обкладки
Пыльные
»
С
0,35
Загрязненные нелипким грузом
Влажно
т
0,25
Загрязненные липким [рузом
»
т
0,1
4.6. Расчетные значения коэффициента трения р между лентой с резиновой обкладкой и приводным барабаном
4.6. Расчетные значения коэффициента трения р между лентой с резиновой обкладкой и приводным барабаном
4.7. Значение тягового фактора Т=в^ и коэффициента Г = Цфе^” — 1)
Коэффициент трения д
Величина
Углы обхвата лентой барабана а, градус
200
240
300
360
400
0,15
т
1,69.
1,88
2,20
2,57
2,85
г
1,45
1J4
0,84
0,64
0,54
0,25
г
2,40
2,85
3,71
4,82
5,74
г
0,72
0,54
0,37
0,26
0,21
0,30
т
2,85
3,52
4,82
6,60
8,14
г
0,54
0,40
0.26
0,18
0,14
0,35
т
3,40
4,34
6,27
9,05
11,55
г
0.42
0,30
0,19
0,13
0,08
0,40
т
4,05
5,35
8,14
12,39
16,38
г
0,33
0,23
0,14
0,09
0,07
Примечая!
- 1) = Г + 1.
I е. К
ээффм
циенг 2
К = е^
/(е^ -
тельное первоначальное натяжение, поэтому применение нефутерованных барабанов неэффективно.
Повышения тягового усилия без увеличения первоначального натяжения ленты можно достичь путем приложения внешней силы, прижимающей ленту к барабану при помощи прижимного ролика или прижимной ленты, охватывающей- приводной барабан поверх конвейерной ленты, или же атмосферного давления при создании вакуума между барабаном и лентой (при так называемом присасывающем барабане). Однако эти устройства вследствие их сложности не получили промышленного распространения.
Для обеспечения необходимого запаса силы трейня на приводном барабане расчетное натяжение сбегающей ветви ленты принимают несколько увеличенным :
«сб-^з^/(е^-1), (4.9)
и расчетное натяжение набегающей ветви ленты
5иб =^т>е^= K3^L>^ 1). (4.10)
где Кэ = 1,1 -.- 1.2 - коэффициент запаса
сцепления ленты с барабаном; IV-тяговое усилие, равное общему сопротивлению движения ленты, определяемое тяговым расчетом конвейера, Н.
Мощность (кВт) приводного двигателя с учетом коэффициента запаса
N = К3 WUOOOri), (4.11)
где г — скорость движения ленты конвейера, м/с; ц — общий КПД механизмов привода (обычно Г) = 0,8 4- 0,9).
В двух барабанном приводе имеем (см. рис. 4.14, а)
$.61 < $сб2е(1“”,+Ц2“,),(4.12)
где SH6i — натяжение ветви ленты, набегающей на первый по ходу ленты приводной барабан, Н; SC62 — натяжение ветви леиты, сбегающей со второго приводного барабана, Н; Р1 и р2 ~ коэффициенты трения ленты соответственно о поверхность первого и второго барабанов; оц и «2 — углы обхвата лентой соответственно первого и второго, барабанов, рад.
Для обеспечения более высокого коэффициента трения обводка должна быть такой, чтобы лента соприкасалась с поверхностью барабана нижней (внутренней, «чистой») стороной, как показано на рис. 4.2 и 4.14, а; схема обводки ленты, изображенная на рис. 4.3, ж, и, менее благоприятная, так как лента на-, бегает на второй барабан наружной, грузонесущей («грязной», с прилипшими частицами груза) стороной, и коэффициент трения снижается.
Общая потребная мощность двигателей двух барабанного привода N определяется по формуле (4.11) и распределяется между барабанами в соответствии с принятым коэффициентом соотношения мощностей:
^ = ^1 + ^2;(4.13)
N1 = МКфККф +1) * Nto; (4.14)
Ni = N^K4 + 1) к Ni» (4.15)
где Кф = Л^д/Л^д—коэффициент соотношения мощностей принятых электродвигателей на первом и втором барабанах; ^Iд и
^2д ~ принятые по каталогу мощности электродвигателей.
Обычно принимают Кф =14-3 в зависимости от коэффициента Ф полезного использования ленты. Для наибольшей унификации оборудования часто принимают Кф = 2, тогда на первом барабане устанавливают два одинаковых приводных механизма и электродвигателя, а иа втором — одни такой же комплект (см. рис. 4.15,6).
Общее суммарное тяговое усилие W, необходимое для преодоления всех сопротивлений движению ленты на трассе конвейера, распределяется на два окружных усилия Wi и W2, создаваемых первым и вторым барабанами:
W= W^W^ (4.16)
Wi- WK^K^V); (4.17) W2 = W^ + 1).(4.18)
Расчетное натяжение ветви ленты, сбегающей со второго барабана,
5=62 = 1Р2К3/(е^^ - 1).(4.19)
Натяжение ленты, набегающей на второй барабан н сбегающей с первого барабана,
SH62 = 5=61 = 5сб2е^“’.(4.20)
Натяжение ветви ленты, набегающей иа первый барабан,
5нб1 = 5^ + K3WV = Sc62e^ + K,^.
(4-21)
Так как
S^i/S^ е(Ц1“1+№) е^^1 ■ е^1, то тяговый фактор для первого приводного барабана
е"'-' > S^S^-y (4.22)
По натяжению SH61 рассчитывают на прочность ленту.
Коэффициент полезного использования прочности ленты в общем виде Ф = W5h6 - WR^ 5сб) = (е^“ - 1)/е^“.
(4.23)
Для однобарабанного привода ф1 = (е^-1)/еиа,(4.23')
для двухбарабанного привода
Ф2 _ ^(щоч + ^аз) __ ^^(n^i + ^aJ (4.23')
Коэффициенты Ф для различных значений у и Кф даны в табл. 4.8. Анализ данных таблицы показывает, что при ц ^ 0,3 коэффициенты использования прочности ленты для однобарабанного и двухбарабанного приводов приблизительно одинаковы, и, следовательно, при у ^ 0,3 целесообразно применять однобарабанный привод.
Тяговое усилие промежуточного прямолинейного фрикционного привода конвейера (см. рис. 2.27, д) при отсутствии груза на всей длине привода
Р^ = УдУп^ cos р, (4.24)
4.8. Коэффициенты Ф полезного использования прочности ленты при различных типах фрикционных приводов
Привод
0J
0,2
0,3
0,4
0,5
Однобарабанный Двухбарабанный при Кф:
1
0,34
0,57
0,72
0,82
0,88
0,51
0,73
0,84
0,9
0,94
1,5
0,57
0,77
0,87
0,91
0,94
2
0,5
0,82
0,89
0,93
0,95
3
0,45
0,76
0,92
0,94
0,96
наклона боковых роликов 30° ца = 0,6; для средних цп = 0,5 и для тяжелых рп = 0,45 (летом) и рп = 0,35 (зимой)]; /п — длина контакта приводной и грузоиесущей дейт, равная примерно длине приводного конвейера (см. рис. 2.27, д), м; р — угол наклона конвейера.
К преимуществам прямолинейных приводов относятся совместная работа (передача натяжения) в зоне контакта приводной и грузоиесущей лент, обеспечивающая снижение расчетного натяжения лент, широкие возможности создания унифицированных конструкций из типового оборудования для конвейеров разной длины и возможность установки на конвейере большой длины нескольких приводов; недостатком является дополнительный расход ленты на приводной конвейер.
Промежуточные приводы применяются в многоприводных конвейерах.
Одним из ближайших перспективных решений является привод с линейным асинхронным двигателем поступательного движения без передаточных механизмов.
Выбор диаметра барабанов. Диаметр барабана определяется его назначением, действующим иа барабане натяжением, шириной и типом тягового каркаса ленты. Для конвейеров с резинотканевыми лентами:
D = КаКб1, (4.26)
где Ка - коэффициент, зависящий от типа прокладок, м/тт. прокладок.
Прочность ткани про
кладки, Н/мм. . .55100150200300400
Ка, м/шт 125-140 141 -160 161-170 171 -180 181 -190 191 -200
Примечание. Меньшие значения коэффициента Ка принимают для лент меньшей ширины общего диапазона ширин лент каждой прочности, выпускаемых по ГОСТ 20 — 76 (например, для прокладок прочностью 55 Н/мм; Ка = 125 для ленты В = 400 мм и Ка — 140 для ленты В = 2000 мм);
при наличии груза на всей длине привода
Рг = (9л + 9г) Уп^п cos р, (4.25)
где 9Л и qT — линейные нагрузи соответственно от силы тяжести ленты и труза, Н/м; рп — коэффициент трения между желобчатой грузоиесущей и приводной лентами [для хороших условий работы конвейера при угле
Кд — коэффициент, зависящий от назначения барабана (для барабана однобарабанного привода Kg = 1, двухбарабанного — Кд = 1,1; -■ для концевого, оборотного и натяжного ба- • рабанов при натяжении ленты до 60 % от допускаемого Кд =0,8 4-0,85, а более 60% от допускаемого — Кд = 0,9; для отклоняющего барабана К6 = 0,5); i - число прокладок основы тягового каркаса ленты.
Для резинотросовой ленты
D = ЛбКб,(4.27)
где Рб — диаметр приводного барабана (см. табл. 4.3).
Полученный по формулам (4.26) и (4.27) диаметр барабана надо округлить до ближайшего большего или меньшего размера из нормального ряда размеров барабанов по ГОСТ 44644-77: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 2000, 2500 мм. !
Выбранный диаметр приводного барабана D§ (мм) проверяют по действующему давлению ленты на поверхность барабана рл> которое не должно превышать допускаемого рлщ:
360
(4.28)(4.28)3608иб / е^ +1 \ алВЛе \ еиа /
(4.28)
(4.28)
где SH6 и Sc6 — натяжение соответственно ветви ленты набегающей и сбегающей с барабана при установившемся движении, Н;
Рис. 4.18. Узел загрузки конвейера
а — угол обхвата лентой барабана, град; В — ширина ленты, мм.
Допускаемое давление на поверхность барабана для резинотканевой ленты рдл = 0,2 4- 0,3, для резинотросовой Рл.д = 0,35 -ь 0,55 МПа.
Расчетный крутящий момент на валу приводного барабана, по которому выбирают типоразмер барабана и редуктора,
,Ихр-0.5К(И^ (4.29)
где К3 = 1,1 4- 1,2 — коэффициент запаса и неучтенных потерь; РУ—окружное усилие на приводном барабане.
Загрузочные устройства. Конструкция загрузочных устройств зависит от характеристики транспортируемого груза и способа его подачи на конвейер. Штучные грузы подаются на конвейер при помощи различных направляющих спусков или укладываются непосредственно на него. Насыпные грузы подаются на конвейер при помощи загрузочной воронки 2 и направляющего лотка 3 (рис. 4.18). Воронка и лоток формируют поток груза и направляют его в середину ленты. Для обеспечения высокого срока службы ленты и роли- коопор высота падения груза из воронки на ленту должна быть минимально возможной, а скорость и направление подачи груза должны быть близки к скорости и направлению движения загруженной ленты. Это условие наиболее точно выполняется при параболическом очертании направляющей стенки воронки, которая воспринимает удары падающего груза. Углы наклона стенок воронки ав должны быть на 10-15° больше углов трения груза о стенки. На концах боковых и задней стенок направляющего лотка устанавливают уплотнительные полосы из мягкой износостойкой резины с твердостью не выше 70 международных единиц твердости.
Для предохранения передней стенки от износа, особенно- при перегрузке абразивных грузов, выполняют различные конструктивные защиты стенок: устанавливают броневой лист 1
(рис. 4.18) из закаленной твердой стали; устраивают отдельные отсеки — ячейки («карманы»), заполняемые частицами груза, и груз скользит по слою груза; устанавливают листы из износостойкой резины. Наилучшие результаты получаются при футеровке стенки гребенчатой износостойкой резиной. Обычно принимают длину лотка /л — = (1,25 ч- 2) В, высоту йл =(0,3 4- 0,5) В, ширину Bv % 0,5 В, В2 = 0,6 В (см. рис. 4.18),
При транспортировании грузов с пылевидными частицами загрузочную воронку делают герметичной и снабжают устройством для принудительного отсоса пыли. От конструкции и выбора размеров и углов наклона загрузочной воронки во многом зависит общая надежность работы конвейера, поэтому конструктор должен уделить большое] внимание этим вопросам при проектировании конвейера.
Разгрузочные устройства. Разгрузка конвейера производится с концевого барабана или на трассе конвейера при помощи плужковых илн барабанных раз-' гружателей; последние применяют только для насыпных грузов.
При разгрузке с барабана частицы транспортируемого груза, отрываясь от ленты, движутся по параболе (рис. -419, а\ очертание которой определяется координатами
х = «it; (4.30) У = 0,5#Г2 = дхг!^\ (4.31)
где и, — скорость движения частицы груза, м/с, t — время движения частицы, с; д = 9,81 м/с2— ускорение свободного падения.
Для внутреннего очертания слоя груза на ленте
^=i>;(4.32)
для наружного очертания слоя груза
Vj = v^ + hrpyr; (4.32)
для движения отдельных кусков груза
(4.32")(4.32")«1 = игк/г,
(4.32")
(4.32")
Рис. 4.19. Схемы для определения траектории движения частиц грузаРис. 4.19. Схемы для определения траектории движения частиц грузагде и — скорость движения ленты конвейера, м/с; г = eg + 8 — радиус поворота наруж-ной стороны ленты на барабане, м (здесь rg— радиус барабана, м; 8 — общая толщина ленты, м); Игр — высота слоя груза на ленте, м; гк—расстояние от центра тяжести куска груза до центра барабана, измеренное перпендикулярно линии ленты, м.
Рис. 4.19. Схемы для определения траектории движения частиц груза
Рис. 4.19. Схемы для определения траектории движения частиц груза
Траекторию движения частиц груза с разгрузочного барабана строят следующим образом (рис. 4.19,6): в точке А отрыва частицы груза от барабана проводят касательную к окружности барабана (ось х). На этой линии откладывают равные отрезки х, соответствующие, например, времени движения г = 1 с, и от них вертикально откладывают отрезки щ, у2,..., Уп соответствующей длины, рассчитанные по формуле (4.31). Соединение концов отрезков определяет траекторию движения частиц груза. Такое построение делают для внутреннего и наружного очертания слоя груза на ленте.
Точка отрыва частиц груза от ленты на барабане определяется соотношением между полюсным расстоянием h^ и радиусом г. При hn<r точка А находится во втором квадранте (рис. 4.19, в), при 6П = г точка А находится на вертикальной оси |рис. 4.19, г) и при 6П >
Рис. 4.20. Барабанные рязгружатели конвейера;а — схема установки; 6 — с приводом от ленты конвейера; в — с самостоятельным приводом;£ф — длина фронта разгрузкиРис. 4.20. Барабанные рязгружатели конвейера;а — схема установки; 6 — с приводом от ленты конвейера; в — с самостоятельным приводом;£ф — длина фронта разгрузки> г - точка А находится в первом квадранте (рис. 4.19,3).
Рис. 4.20. Барабанные рязгружатели конвейера;
а — схема установки; 6 — с приводом от ленты конвейера; в — с самостоятельным приводом;
£ф — длина фронта разгрузки
Рис. 4.20. Барабанные рязгружатели конвейера;
а — схема установки; 6 — с приводом от ленты конвейера; в — с самостоятельным приводом;
£ф — длина фронта разгрузки
Полюсное расстояние
йп-^/о2(4.33)
Положение точки А во втором квадранте определяется углом наклона конвейера р (рис. 4.19, в), а в первом квадранте — углом Рд. Для . нижнего слоя и отдельного куска груза
Ря« = Pr - arcsin (v2 sin pT/(ffr), (4.34)
для верхнего слоя груза
Рдв = <Р 1 - arcsin [?(r + Лгр) sin <pi/(gr2)],
(4.35)
где рт = arctg cpi — угол трения частицы груза о поверхность ленты, град (здесь /1— коэффициент трения частицы груза о поверхность ленты); cpi — угол свободного расположения груза на движущейся ленте.
Барабанный разгружатель (рис. 4.20) состоит из тележки 4, установленных на
ней оборотных барабанов I и 2 и разгрузочной воронки 3. Транспортируемый груз сбрасывается с верхнего барабана 2 в воронку и направляется ею вправо или влево или одновременно в обе стороны от конвейера. Тележка движется вдоль горизонтального участка конвейера по всему фронту разгрузки (рис. 4.20, а). Она приводится от ленты конвейера через барабан 2 (рис. 4.20,6, легкий тип для лент шириной 500 — 650 мм) или от отдельного электродвигателя (рис. 4.20, в) с кабельным подводом электроэнергии. Рельсовые пути устанавливают на станине конвейера или на полу разгрузочной эстакады. Последнее исполнение характерно для разгружате- лей конвейеров тяжелого типа с лентой шириной 1600-2000 мм. В этом исполнении металлоконструкция тележки делается в виде портала, внутри которого проходит станина конвейера типовой конструкции.
Барабанные разгружатели применяют для широкой номенклатуры насыпных грузов при загрузке длинных бункерных эстакад или открытых складов. Разгружатели имеют реверсивное движение вдоль всего фронта разгрузки длиной 100 м и более с автоматическим управлением с центрального пульта.
К преимуществам барабанных разгру- жателей относятся полная автоматизация управления, возможность разгрузки на участке большой протяженности широкого ассортимента насыпных грузов, в том числе высокоабразивных и кусковых, Недостатками являются сложность конструкции, большая масса, значительные габаритные размеры, двукратный перегиб ленты, снижающий ее срок службы. Из-за этих недостатков барабанные разгружатели в ряде проектных решений заменяют подвижными распределительными (Челноковыми) загрузочными конвейерами.
Плужковый разгружатель (рис. 4.21) состоит из разгрузочного (сбрасывающего) 2 и зачистного 1 щитов, установленных параллельно друг другу под углом 30 — 45° к продольной оси ленты опорного стола 4, приемной воронки
*5 и подъемного механизма 3; для направления потока груза служат стационарные бортовые подгребатели 6. Разгрузочный щит, изготовляемый из стального листа, устанавливают с некоторым зазором от поверхности ленты; он отводит с ленты основную часть транспортируемого груза. Зачистной щит с кромкой, оснащенной резиновой полосой, опирается на поверхность ленты и сдвигает с нее оставшуюся часть груза.
Принцип работы плужкового разгру- жателя очень прост. В рабочем положении он опирается на ленту и сдвигает с нее груз в разгрузочную воронку; в нерабочем положении он приподнят и свободно пропускает под собой ленту с грузом. По направлению разгрузки ленты различают двусторонние (рис. 4.21, а) и односторонние (рис. 4.21,6) разгружатели. Первые более предпочтительны, так как у них силы бокового сдвига ленты уравновешены. По интенсивности разгрузки различают разгружатели с полной (рис. 4.21, щ 6) и частичной (рис. 4.21, в, г) разгрузкой ленты. Последние бывают односторонние с поворотным щитом (рис. 4.21, в) н двусторонние с раздвижными щитами (рис. 4.21, г).
Плужковые разгружатели с полной разгрузкой ленты обеспечивают подачу груза только в одно место разгрузки; разгружатели с частичной разгрузкой подают груз одновременно в несколько мест разгрузки.
Опорный стол служит для выпрямления ленты в месте установки разгружа- теля и выполняется в виде гладкого стального листа (для лент шириной до 1000 м) или подъемных и поворотных роликов, обеспечивающих желобчатый профиль ленты после подъема разгру- жателя. Подъем разгружателя для его перевода в нерабочее положение может быть угловым или плоскопараллельным в вертикальной или горизонтальной плоскости. Подъемный механизм может иметь ручной (для лент шириной до 800 мм), пневматический (рис. 4.21,6) и электрический привод. Последние имеют ав-
томатизиров анное и дистанционное управление.
Плужковые разгружатели применяют на горизонтальных конвейерах с лентой шириной 400 — 2000 мм для разгрузки пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов небольшой влажности при скорости движения ленты не более 2 м/с. Плужковые разгружатели не рекомендуются для разгрузки твердых и высокоабразивных грузов из-за быстрого изнашивания щитов и ленты. Широкое распространение получили плужковые разгружатели на конвейерах топливопо- дач электростанций (для разгрузки дробленого угля и торфа) и в литейных цехах (для разгрузки формовочной земли).
Кроме рассмотренных стационарных известны также передвижные плужковые разгружатели, установленные на тележках, передвигаемых вдоль фронта разгрузки подобно барабанным разгру- жателям, однако они получили малое распространение.
Для разгрузки штучных грузов применяют плужковые разгружатели с неподвижными (см. рис. 4.21,6) и подвижными (см. рис. 4.21,6) щитами. Подвижным щитом служит лента (гладкая или с накладками), приводимая электродвигателем.
Рис. 4.21. Схемы плужковых стационарных разгружателей:а. б —с полной разгрузкой ленты соответственно двусторонний и односторонний; в, г, д- с частичной разгрузкой ленты соответственно поворотный, раздвижной и с подвижной лентойРис. 4.21. Схемы плужковых стационарных разгружателей:а. б —с полной разгрузкой ленты соответственно двусторонний и односторонний; в, г, д- с частичной разгрузкой ленты соответственно поворотный, раздвижной и с подвижной лентойНатяжные устройства. В ленточных конвейерах используют винтовые, гидравлические (редко), грузовые, грузоле-
Рис. 4.21. Схемы плужковых стационарных разгружателей:
а. б —с полной разгрузкой ленты соответственно двусторонний и односторонний; в, г, д- с частичной разгрузкой ленты соответственно поворотный, раздвижной и с подвижной лентой
Рис. 4.21. Схемы плужковых стационарных разгружателей:
а. б —с полной разгрузкой ленты соответственно двусторонний и односторонний; в, г, д- с частичной разгрузкой ленты соответственно поворотный, раздвижной и с подвижной лентой
Рис. 4.22. Тележечное грузовое натяжное устройствоРис. 4.22. Тележечное грузовое натяжное устройствобедочные и грузопружинные натяжные устройства. Винтовые натяжные устройства (см. рис. 2.25, а) применяют на горизонтальных и наклонных конвейерах длиной примерно до 60 м. Грузовые натяжные устройства разделяют на тележечные (рис. 4.22) и рамные (вертикальные, рис. 4.23) с непосредственным воздействием груза на натяжную тележку или через полиспаст. Их применяют на конвейерах длиной 60 — 500 мм. Рамное натяжное устройство устанавливают на обратной ветви ленты в средней части конвейера или непосредственно после приводного барабана, когда под конвейером имеется соответствующее место по высоте размещения устройства.
Рис. 4.22. Тележечное грузовое натяжное устройство
Рис. 4.22. Тележечное грузовое натяжное устройство
В простом, неуправляемом грузолебедочном натяжном устройстве (рис. 4.24, а) постоянное натяжение ленты создается массой груза, воздействующего на натяжную тележку через канатный полиспаст, а перемещение груза из его крайних положений обеспечивается автоматически лебедкой, управляемой путевыми выключателями. Когда груз опускается до нижнего предельного положения из-за вытяжки ленты, путевой выключатель дает ко
манду на включение электродвигателя лебедки для подъема груза. При достижении верхнего положения груза лебедка включается в обратном направлении, и груз опускается в рабочее положение. Лебедку также используют при проведении ремонтных и монтажных работ
и при стыковке ленты. Натяжное устройство имеет аварийный путевой выключатель, останавливающий привод конвейера при обрыве ленты или троса
Рис. 4.23. Рамное (вертикальное) грузовое натяжное устройство
Рис. 4.24. Тележечное натяжное устройство:а — грузе лебедочное; б — лебедочное; в — датчик контроля натяженияРис. 4.24. Тележечное натяжное устройство:а — грузе лебедочное; б — лебедочное; в — датчик контроля натяженияи падении грузов. Шахта для перемещения натяжного груза закрыта ограждениями.
Рис. 4.24. Тележечное натяжное устройство:
а — грузе лебедочное; б — лебедочное; в — датчик контроля натяжения
Рис. 4.24. Тележечное натяжное устройство:
а — грузе лебедочное; б — лебедочное; в — датчик контроля натяжения
В управляемом лебедочном натяжном устройстве (рис. 4.24, б) натяжение ленты создается лебедкой 1 и автоматически регулируется при помощи гидравлического датчика контроля натяжения 2 (рис. 4.24, в). Датчик снабжен электро- контактными манометрами 4, реагирующими иа изменение давления в ги
дросистеме датчика от воздействия натяжения ленты через, систему блоков 3 и рычагов 6 на шток гидроцилиндра 5. Манометры дают команду электроприводу лебедки подтянуть или ослабить канаты для установления необходимого первоначального натяжения ленты и перемещения натяжной тележки. Это лебедочное натяжное устройство может обеспечить повышенное натяжение при пуске конвейера и поддерживать необ-
ходимое натяжение при установившемся движении, однако задачу автоматического изменения первоначального натяжения в зависимости от требуемого тягового усилия оно не решает. Существуют и другие конструкции натяжиых устройств с датчиками управления.
Грузолебедочные и лебедочные натяжные устройства устанавливают на мощных ленточных конвейерах большой протяженности (500 м и более) и при сложной трассе. Натяжные усилия достигают нескольких сотен килоньютон, тяговые усилия — 100—150 кН. Ход натяжного устройства и усилия натяжения определяют по формулам, приведенным в гл. 2.
Отклоняющие устройства. Направление движения ленты изменяется при помощи концевых оборотных (рис. 4.25, а) и отклоняющих (рис. 4.25,6) барабанов, роликовой батареи (рис. 4.25, в) и по кривой свободного провисания ленты (рис. 4.25, г).
Переход ленты от наклонного положения к горизонтальному (или на меньший наклон) при помощи отклоняющего барабана (рис. 4.25,6) целесообразен для обратной ветви ленты конвейера, а. также для грузонесущей ветви
с прямыми роликоопорами. Диаметр отклоняющего барабана определяют по формуле (4.26) или (4.27). На конвейере с желобчатыми роликоопорами этот переход выполняется на роликовой батарее из трех-пяти роликоопор (рис. 4.25, в) для сохранения желобчатости ленты и исключения возможности просыпи транспортируемого груза. Роликоопоры устанавливают на расстоянии I, в 2 — 2,5 раза меньшем, чем на прямом участке /рв (см. табл. 4.5). При отклонении ленты на желобчатых роликоопорах в кромках возникают дополнительные напряжения, которые в сумме с напряжениями от натяжения ленты не должны превышать допускаемых пределов.
Теоретический радиус выпуклого участка ленты на отклоняющей роликовой батарее зависит от ширины и типа ленты (ее допускаемого удлинения), угла наклона боковых роликов, устанавливаемых на криволинейном участке, и натяжения ленты в верхней точке участка (рис. 4.25,в):
где В — ширина ленты, м; аж — угол наклона бокового ролика, град; е$ =где В — ширина ленты, м; аж — угол наклона бокового ролика, град; е$ =5)5)Рис. 4.25. Схемы отклонения ленты:а. б — на барабане; в — на роликовой батарее; г — по кривой свободного провисанияРис. 4.25. Схемы отклонения ленты:а. б — на барабане; в — на роликовой батарее; г — по кривой свободного провисания^Imin > 0,3S sin осж/(е - е5) - к^В, (4.36)
где В — ширина ленты, м; аж — угол наклона бокового ролика, град; е$ =
где В — ширина ленты, м; аж — угол наклона бокового ролика, град; е$ =
5)
5)
Рис. 4.25. Схемы отклонения ленты:
а. б — на барабане; в — на роликовой батарее; г — по кривой свободного провисания
Рис. 4.25. Схемы отклонения ленты:
а. б — на барабане; в — на роликовой батарее; г — по кривой свободного провисания
= е5/5д— относительное удлинение ленты от натяжения в конце выпуклого участка трассы (здесь е - относительное удлинение ленты при допускаемой нагрузке S^; 5 — натяжение ленты в верхней точке кривой при установившемся движении, Н).
Коэффициент, зависящий от типа ленты и дополнительного напряжения в ее кромках (табл. 4.9),
к\ = 0,3 sin осж/(е - е5). (4.37)
чения натяжения при пуске конвейера; к2 — коэффициент, зависящий от типа ленты и натяжного устройства (при грузовом натяжном устройстве н резинотканевой ленте к2 = 1,2, при резинотросовой — к2 = 1,3; при винтовом, пружинном, лебедочном натяжном устройстве и резинотканевой ленте к2 = = 1,4, при резинотросовой /с2 = 1>5); дл—линейная сила тяжести ленты, Н/м; Р — угол наклона конвейера, град; кз = = 1/cos2 р:
Р, град 0-89-1213-1516-1819-2122-24
к3 .......11,041,071,11,151,17
Переход ленты от горизонтального направления на наклонное осуществляется по кривой свободного провисания ленты (рис. 4.25, г). Такой кривой в первом приближении является парабола, однако практически она строится по радиусу R2 дуги окружности, который определяется натяжением ленты, ее массой, углом наклона конвейера, типом ленты и натяжного устройства:
^2min ^ З'д&и.с^Д'Зл cos Р) — 8дкпск2кз/дп.,
(4.38)
где S4— натяжение ленты в высшей точке А участка перегиба при загруженном полностью горизонтальном участке и незагруженных криволинейном и наклонном участках (см. рис. 4.25, г) при установившемся движении, Н; /спс = 1,2 — коэффициент увели-
4.9. Значении коэффициента кг
Е
«ж, градус
Натяжение, % от допускаемого
До 50 включительно
60
70
80
Рез
шотканевы
: ленты
0,02
20
12
15
20
30
30
15
20
30
45
0.03
20
10
12
15
20
30
12
15
20
30
0,035
20
10
12
15
20
30
12
15
20
25
0,04
20
10
12
12
20
30
12
15
20
25
Рез»
шотросовы
ленть
0,0025
20
90
110
160
225
30
120
160
200
320
Очистные устройства. Очистка ленты от прилипших частиц транспортируемого груза — важная задача обеспечения надежной и экономичной эксплуатации ленточных конвейеров. Частицы груза, прилипшие к ленте, напрессовываются на поверхность роликов обратной ветви, вызывают сбег ленты на сторону, ссыпаются с ленты под конвейер, образуя завалы груза. На уборку груза из-под конвейера и очистку роликов требуются большие затраты ручного труда. Для очистки наружной (грузонесущей) поверхности ленты от прилипших частиц груза применяют при сухих и влажных, но не липких грузах — одинарные 1 (рис. 4.26, а) или двойные скребки, а при влажных и липких — вращающиеся щетки 2 (рис. 4.26,6). Рабочий элемент скребков и щеток выполняют из износостойкой резины твердостью не выше 70 международных единиц твердости, специальной пластмассы, капроновых нитей, а также из других износостойких материалов, не вызывающих чрезмерного износа ленты. Очистные устройства устанавливают у концевого барабана, с которого происходит разгрузка конвейера, и счищаемый груз падает в воронку. Применяют гидроочистку (обмыв) ленты при обеспечении направленного стока воды и просушки ленты.
При транспортировании липких примерзающих грузов обратную ветвь ленты переворачивают на 180° таким образом, чтобы лента опиралась на ро- ликоопоры обратной ветви своей вну-
Рис. 4.26. Устройства для очистки ленты:Рис. 4.26. Устройства для очистки ленты:а-скребок; б - вращающаяся щетка: s - плужковый очиститель для внутренней поверхности лентыа-скребок; б - вращающаяся щетка: s - плужковый очиститель для внутренней поверхности лентытренней чистой стороной. При этом исключается распределение просыпи прилипших частиц груза вдоль всего конвейера, но не устраняется просыпь в местах поворота. Лента переворачивается два раза — в первый раз у концевого барабана, затем движется в средней части в перевернутом виде и снова переворачивается в исходное положение на обратной ветви перед головным барабаном. Длину каждого участка переворота для резинотканевых лент принимают равной не менее 15, а для резинотросовых — не менее 25 ширин ленты, чтобы в кромках ленты не возникало чрезмерных напряжений.
Рис. 4.26. Устройства для очистки ленты:
Рис. 4.26. Устройства для очистки ленты:
а-скребок; б - вращающаяся щетка: s - плужковый очиститель для внутренней поверхности ленты
а-скребок; б - вращающаяся щетка: s - плужковый очиститель для внутренней поверхности ленты
Для очистки внутренней поверхности ленты от груза, случайно просыпавшегося на нижнюю ветвь, у концевого барабана устанавливают плужковый очиститель 3 (рис. 4.26, в). В целях предохранения от попадания просыпавшегося груза на нижнюю ветвь ленты применяют также сплошное перекрытие из тонкой листовой стали между верхней и нижней ветвями ленты. Поверхность нефутерованных барабанов и отдельных роликов обратной ветви очищается стальными скребками.
Станина конвейера. Конструкция средней части стационарного конвейера (станины, став) бывает жесткой и гибкой. Жесткую станину (рис. 4.27) выполняют из прокатных профилей металла в виде продольных балок, на которые устанавливают роликоопоры. Гибкая станина состоит из двух или четырех продольных канатов, к которым подвешивают роликоопоры. Станины того и другого типов бывают опорные и подвесные.
В опорной станине продольные балки или канаты прикрепляют к периодически расставленным поперечным стойкам, изготовленным из прокатных профилей. Стойки прикрепляют к полу помещения или фундаменту. В подвесной станине продольные балки или канаты на тягах подвешивают к перекрытию здания или галереи. Периодически через 20 —30 м устанавливают растяжки, воспринимающие продольные усилия и обеспечивающие неподвижное состояние станины. Подвесную станину применяют только для горизонтальных участков конвейера.
Гибкая станина имеет повышенную амортизирующую способность и мень-
Рис. 4.27. Жесткая металлоконструкция средней части конвейера: а — опорная; б — подвесная
шую металлоемкость по сравнению с жесткой подвесной и опорной конструкцией и применяется главным образом на конвейере, транспортирующем крупнокусковые грузы. Выбор конструкции станины зависит в основном от местных условий, назначения и профиля трассы конвейера.
Контрольные и предохранительные устройства. Для обеспечения надежной работы конвейера, сокращения обслуживающего персонала и приближения к автоматизации управления на современном конвейере устанавливают комплект контрольных и предохранительных устройств: датчики контроля скорости движения, поперечного сдвига, продольного порыва ленты, целостно
сти тросов в резинотросовой ленте, функционирования системы подачи смазки к редукторам привода и др. При отклонении работы конвейера от нормальной датчики автоматически останавливают конвейер и дают предупредительные сигналы.
На конвейерах с наклонными участками в приводе устанавливают тормоз для ликвидации самопроизвольного движения ленты при остановке загруженного конвейера и ловители для улавливания леиты при ее обрыве. Вдоль конвейера, кроме периодически расположенных кнопок «Стоп», протягивается трос для аварийной остановки. Трос соединен с рычагами путевых выключателей, размещенных на расстоянии 10 — 25 м
вдоль всего конвейера. При возникновении аварийного положения достаточно потянуть за трос и это вызовет срабатывание одного из путевых выключателей и остановку конвейера.
4.2.2. Расчет конвейеров
Исходные данные. Для определения типоразмера ленты и привода конвейера должны быть заданы характеристика транспортируемого груза (см. п. 1.10), средняя и максимальная плановая объемная или массовая производительность и схема конвейера с основными размерами, производственные условия размещения н эксплуатации конвейера (см. п. 1.7), характер его загрузки и разгрузки.
Определение ширины ленты. При транспортировании насыпных грузов ширину ленты определяют по максимальной расчетной производительности загрузочного устройства и крупности кусков транспортируемого груза, а для щтучных грузов — в зависимости от количества и габаритных размеров грузов и способу их подачи на ленту конвейера.
Расположение насыпного груза на ленте определяется профилем сечения рабочей ветви ленты, уложенной на ро- ликоопоры. На ленте, поддерживаемой прямыми роликоопорами (рис. 4.28, а), насыпной груз располагается примерно по равнобедренному треугольнику, площадь которого
Е = ЬкК^2 = 0Д5Ь2К^Ч)1, (4.39)
4.10. Значения коэффициента Аф для транспортирования насыпных грузов различной подвижности на ленте с резиновой гладкой рабочей поверхностью
Подвижность частиц груза
ФЬ градус
Угол наклона конвейера,
градус
1-5
6-10
11-15
16-20
21 -24
Легкая
10
0,95
0,90
0,85
0,80
Средняя
15
I
о; 97
0,95
0,90
0,85
Малая
20
1
0,98
0,97
0,95
0,90
груз, м; h = 0,5 b tg срi — высота слоя груза, м; Кр— коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере (табл. 4.10); ф1 » де 0,35 ср — угол свободного расположения насыпного груза в поперечном сечении движущей ленты, град (здесь (р - угол естественного откоса в покое (см. табл. 4.10).
Основание b треугольника сечения груза принимают меньше полной ширины ленты во избежание просыпи груза. На ленте, поддерживаемой желобчатыми роликоопорами (рис. 4.28,6), общая площадь сечения насыпного груза складывается из суммы площадей равнобедренного треугольника и трапеции, стороны которой определяются размерами роликов и углом их наклона. Расчетная максимальная массовая производительность конвейера (т/ч) по наибольшему грузопотоку, определяемая по формуле (3.2) с учетом коэффициента неравномерности загрузки и использования конвейера по времени, которую должен обеспечить конвейер,
где b = (0,9В — 0,05) — грузоиесущая ширина где F — площадь поперечного сечения насып- лентьц т. е. ширина, на которой расположен ного груза на ленте, м2; и — скорость движе-где b = (0,9В — 0,05) — грузоиесущая ширина где F — площадь поперечного сечения насып- лентьц т. е. ширина, на которой расположен ного груза на ленте, м2; и — скорость движе-Рис. 4.28. Схемы расположения:а, б — насыпного груза на ленте, установленной соответственно на прямых и желобчатых роли- коопорах; в — штучного грузаРис. 4.28. Схемы расположения:а, б — насыпного груза на ленте, установленной соответственно на прямых и желобчатых роли- коопорах; в — штучного груза5 А. О. Спиваковский5 А. О. Спиваковский2р м-ЗбООГгр-К.я^М (4.40)
где b = (0,9В — 0,05) — грузоиесущая ширина где F — площадь поперечного сечения насып- лентьц т. е. ширина, на которой расположен ного груза на ленте, м2; и — скорость движе-
где b = (0,9В — 0,05) — грузоиесущая ширина где F — площадь поперечного сечения насып- лентьц т. е. ширина, на которой расположен ного груза на ленте, м2; и — скорость движе-
Рис. 4.28. Схемы расположения:
а, б — насыпного груза на ленте, установленной соответственно на прямых и желобчатых роли- коопорах; в — штучного груза
Рис. 4.28. Схемы расположения:
а, б — насыпного груза на ленте, установленной соответственно на прямых и желобчатых роли- коопорах; в — штучного груза
5 А. О. Спиваковский
5 А. О. Спиваковский
4.11. Значения коэффициента Кд
Роликоопора
Угол наклона бо- ко вых ро- ликов аж, градус
Подвижность частиц груза
легкая
средняя
малая
Прямая (рис.
0
158
240'
328
4.28, а)
Желобчатая,
20
393
470
550
трехроликовая
30
480
550
625
(рис. 4.28,6)
45
580
633
692
60
582
620
662
ния ленты, м/с; р — плотность груза, т/м3; Кп = 3600F/b2— коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте (табл. 4.11).
Необходимая ширина (м) ленты
В = 1,16 + 0,056 =
=ы ^\! ^"г +°-о5У <4-41) \У КпирКр /
Скорость движения ленты конвейера выбирают (табл. 4.12) в зависимости от характеристики транспортируемого груза, ширины ленты, наличия промежуточной разгрузки, назначения, месторасположения конвейера. Для конвейеров, имеющих промежуточную разгрузку при помощи барабанных разгружителей, принимают скорость ленты не более 2 м/с, плужковых разгружате- лей—1 — 1,6 м/с. Наиболее употребительный нормальный ряд скоростей по ГОСТ 22644-77: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8 и 10 м/с.
С увеличением ширины ленты повышается устойчивость и центрирование
ее движения и понижается возможность просыпи груза. Поэтому для широких лент возможны более высокие скорости (в заданных пределах), чем для узких, при прочих равных условиях. Для конвейеров, расположенных в закрытых помещениях, принимают меньшие скорости, чем для конвейеров, работающих на открытой местности. Для конвейеров с наибольшим углом наклона целесообразны меньшие скорости, чем для горизонтальных конвейеров, чтобы избежать возможной просыпи груза.
В современных установках стремятся повысить скорость движения ленты для увеличения производительности конвейера. Однако повышение скорости предъявляет более жесткие требования к качеству изготовления роликоопор и барабанов — необходима их динамическая балансировка.
При транспортировании кусковых грузов полученную по формуле (4.41) ширину ленты необходимо проверить по кусковатости груза согласно условию
Вк = Ха + 200, (4.42)
где Вк — ширина ленты с учетом кусковатости груза, мм; X — коэффициент крупности груза (принимают для сортированного груза Х = 3,5; для рядового Х = 2,5); а — максимальный линейный размер типичных кусков груза, мм (см. п. 1.10).
Транспортируемые грузыШирина ленты, мм400-500650-8001000-Л 200. 1400-16002000-2500Порошкообразные и зернистые,1,25-1,62-2,52,5-43,15-43,15-5крошение которых не понижает их качестваМелко- и среднекусковые -1,25-1,6• 1,6-22-2,52.5-3,153,15Крупнокусковые——1,6-22-2,52,5-3,15Пылевидные и порошкообраз-0,80,8111ные, сухие, пыляшиеХрупкие, кусковые, крошение1,251,61,622которых снижает их качество Зерно1,62-2,53,15-4——Овоши, фрукты0,80,81——Транспортируемые грузыШирина ленты, мм400-500650-8001000-Л 200. 1400-16002000-2500Порошкообразные и зернистые,1,25-1,62-2,52,5-43,15-43,15-5крошение которых не понижает их качестваМелко- и среднекусковые -1,25-1,6• 1,6-22-2,52.5-3,153,15Крупнокусковые——1,6-22-2,52,5-3,15Пылевидные и порошкообраз-0,80,8111ные, сухие, пыляшиеХрупкие, кусковые, крошение1,251,61,622которых снижает их качество Зерно1,62-2,53,15-4——Овоши, фрукты0,80,81——4.12. Рекомендуемые скорости движения (м/с) ленты конвейера при транспортировании насыпных грузов без промежуточной разгрузки4.12. Рекомендуемые скорости движения (м/с) ленты конвейера при транспортировании насыпных грузов без промежуточной разгрузкиЕсли вычисленная по формуле (4.41) ширина ленты В < Вк, то надо принять
Транспортируемые грузы
Ширина ленты, мм
400-500
650-800
1000-Л 200
. 1400-1600
2000-2500
Порошкообразные и зернистые,
1,25-1,6
2-2,5
2,5-4
3,15-4
3,15-5
крошение которых не понижает их качества
Мелко- и среднекусковые -
1,25-1,6
• 1,6-2
2-2,5
2.5-3,15
3,15
Крупнокусковые
—
—
1,6-2
2-2,5
2,5-3,15
Пылевидные и порошкообраз-
0,8
0,8
1
1
1
ные, сухие, пыляшие
Хрупкие, кусковые, крошение
1,25
1,6
1,6
2
2
которых снижает их качество Зерно
1,6
2-2,5
3,15-4
—
—
Овоши, фрукты
0,8
0,8
1
—
—
Транспортируемые грузы
Ширина ленты, мм
400-500
650-800
1000-Л 200
. 1400-1600
2000-2500
Порошкообразные и зернистые,
1,25-1,6
2-2,5
2,5-4
3,15-4
3,15-5
крошение которых не понижает их качества
Мелко- и среднекусковые -
1,25-1,6
• 1,6-2
2-2,5
2.5-3,15
3,15
Крупнокусковые
—
—
1,6-2
2-2,5
2,5-3,15
Пылевидные и порошкообраз-
0,8
0,8
1
1
1
ные, сухие, пыляшие
Хрупкие, кусковые, крошение
1,25
1,6
1,6
2
2
которых снижает их качество Зерно
1,6
2-2,5
3,15-4
—
—
Овоши, фрукты
0,8
0,8
1
—
—
4.12. Рекомендуемые скорости движения (м/с) ленты конвейера при транспортировании насыпных грузов без промежуточной разгрузки
4.12. Рекомендуемые скорости движения (м/с) ленты конвейера при транспортировании насыпных грузов без промежуточной разгрузки
ширину Вк и соответственно уменьшить скорость движения ленты для обеспечения заданной производительности. Окончательную ширину ленты выбирают из нормального ряд а: 300; 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 2000; 2500; 3000 мм по ГОСТ 22644-77.
Длина конвейера, м..1020304050Кд.4,53,22,82,62,4транспортировании штучных Lr- длинаДлина конвейера, м..1020304050Кд.4,53,22,82,62,4транспортировании штучных Lr- длинаПриПригрузов ширину ленты определяют в зависимости от габаритных размеров груза и способа загрузки его на ленту так, чтобы по обе стороны от грузов оставались свободные поля ленты шириной не менее 50—100 мм (рис. 4.28,в). Загрузочное устройство должно обеспечить наиболее рациональное положение груза на ленте минимальной ширины, например, направить груз длинной стороной вдоль, а не поперек ленты. Скорость ленты выбирают в пределах 0,5—1 м/с
Длина конвейера, м..1020304050
Кд.4,53,22,82,62,4
транспортировании штучных Lr- длина
Длина конвейера, м..1020304050
Кд.4,53,22,82,62,4
транспортировании штучных Lr- длина
При
При
Условия работы конвейера . . . .Длина конвейера, м:до 100 включительноболее 100 . . . Условия работы конвейера . . . .Длина конвейера, м:до 100 включительноболее 100 . . . в зависимости от характера груза, его массы и производительности конвейера. Если на конвейере выполняется какой- либо технологический процесс, то скорость ленты определяют по его ритму.
Условия работы конвейера . . . .
Длина конвейера, м:
до 100 включительно
более 100 . . .
Условия работы конвейера . . . .
Длина конвейера, м:
до 100 включительно
более 100 . . .
Расчетное натяжение ленты (и, следовательно, ее необходимую прочность), тяговое усилие и мощность двигателя привода вычисляют двумя способами: по обобщенной формуле для приближенных ориентировочных расчетов (например, в техническом предложении, эскизном проекте, при предварительном выявлении параметров машины) и по подробному тяговому расчету для точных, окончательных и поверочных расчетов.
Приближенное определение натяжения ленты и мощности привода. Общее сопротивление при установившемся движении ленты по всей трассе загруженного конвейера, равное тяговому усилию привода, определяют по обобщенной формуле
И7% K^Lr [(4r + 9p.g + Ул) wb +
+ ton + yp.JwJty.H, (4.43)
где Кд — обобщенный коэффициент местных сопротивлений на оборотных барабанах, в местах загрузки и других пунктах:
1002003005001000 и
более
1,71,51,41,31,1
горизонтальной проекции рас-
стояния между осями концевых барабанов конвейера, м (см. рис. 4.3); qr, qn, qpB, q^ — линейные силы тяжести соответственно груза, ленты и вращающихся частей роли- коопор на верхней и нижней ветвях ленты, Н/м; wB — коэффициент сопротивления движению верхней ветви ленты; при движении ленты по плоскому настилу из стали или дерева wB = 0,35 -ь 0,6 в зависимости от условий эксплуатации; при движении ленты на желобчатых трехроликовых опорах значения wB следующие:
ХорошиеСредниеТяжелые (летом)Тяжелые (зимой)0,020,0250,0350,0450,0180,0220,0320,042ХорошиеСредниеТяжелые (летом)Тяжелые (зимой)0,020,0250,0350,0450,0180,0220,0320,042wH — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты (для ветви на прямых однороликовых опорах для хороших условий работы конвейера и1,] = 0,018, средних wH = = 0,022, тяжелых летом wH = 0,03, тяжелых зимой wu = 0,04); знак « + » перед последним членом ставится при подъеме груза, а « — » при спуске.wH — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты (для ветви на прямых однороликовых опорах для хороших условий работы конвейера и1,] = 0,018, средних wH = = 0,022, тяжелых летом wH = 0,03, тяжелых зимой wu = 0,04); знак « + » перед последним членом ставится при подъеме груза, а « — » при спуске.Линейные силы тяжести ленты и ро- ликоопор первоначально принимают приближенно и затем уточняют после окончательного выбора типоразмера ленты и оборудования. При больших расхождениях расчет корректируют.
Хорошие
Средние
Тяжелые (летом)
Тяжелые (зимой)
0,02
0,025
0,035
0,045
0,018
0,022
0,032
0,042
Хорошие
Средние
Тяжелые (летом)
Тяжелые (зимой)
0,02
0,025
0,035
0,045
0,018
0,022
0,032
0,042
wH — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты (для ветви на прямых однороликовых опорах для хороших условий работы конвейера и1,] = 0,018, средних wH = = 0,022, тяжелых летом wH = 0,03, тяжелых зимой wu = 0,04); знак « + » перед последним членом ставится при подъеме груза, а « — » при спуске.
wH — коэффициент сопротивления движению нижней ветви ленты (для ветви на прямых однороликовых опорах для хороших условий работы конвейера и1,] = 0,018, средних wH = = 0,022, тяжелых летом wH = 0,03, тяжелых зимой wu = 0,04); знак « + » перед последним членом ставится при подъеме груза, а « — » при спуске.
Линейная сила тяжести (Н/м) насыпного груза
9г = gQp.c/(3,6u),(4.44)
где Qpc—расчетная средняя производительность конвейера, т/ч;
штучных грузов
9г.ш — 9ттМ01(4.45)
где тг — масса одного наиболее тяжелого груза или комплекта грузов, кг; /о — расстояние между отдельными грузами в направлении движения ленты, м,
вращающихся частей роликоопор на верхней и нижней ветвях (табл, 4.13):
9р.в — У^рлДр-в?(4.46)
9р.н ~ 9^ир.нДр.ю(4-47)
где Шр в и трн — массы вращающихся частей соответственно верхней и нижней ролико- опоры, кг (принимают по каталогам заводов-изготовителей); /рв и /р.н— расстояния между роликоопорами соответственно на верхней и нижней ветвях ленты, м;
9л = д™А (4.48)
где тл — масса 1 м2 ленты, кг (принимают по ГОСТ 20 — 76 или техническим условиям завода — изготовителя лент).
Приближенно для резинотканевой ленты значение дл можно вычислить по формуле (4.4).
По рассчитанному по формуле (4.42) сопротивлению движению ленты и выбранному типу привода по выражениям (4.10) —(4.12) и (4.29) определяют натяжение и типоразмер ленты, мощность привода и крутящий момент.
4.13. Приближенные значения линейных сил тяжести (Н/м) ленты и вращающихся частей роликоопор для ко ни ей еров среднего типа с резинотканевой лентой при расстояниях между роликоопорами по табл. 4.5
Ширина ленты, мм
4л
4р.в
9р.я
400
36
80
22
500
46
82
27
650
60
96
40
800
80
192
70
1000
140
222
85
1200
170
266
122
1400
200
320
170
1600
270
335
180
2000
335
625
285
Примечание. Для конвейеров тяжелого типа ^р в и угр.н увеличиваются примерно на 50 % по сравнению с приведенными значениями.
Тяговый расчет конвейера. Подробный тяговый расчет конвейера в соответствии с рекомендациями гл. 3 выполняют методом последовательного суммирования сил сопротивления движению ленты на всей трассе конвейера. Линейные силы тяжести ленты и роликоопор первоначально принимают приближенно, а потом уточняют.
Контур трассы конвейера разделяют на отдельные участки по виду сопротивлений — прямолинейные (горизонтальные, наклонные), повороты — отклонения ленты на роликах или барабанах, узлы загрузки и разгрузки и т. п. Нумерацию н расчет начинают от точки сбегания ленты с приводного барабана и продолжают по всему контуру трассы до конечной точки набегания ленты на приводной барабан.
Сопротивление движению ленты на прямолинейных участках: на нижней (обратной) ветви
И'н = w н (ул + 9р.н) i + 9л^; (4.49)
на верхней (рабочей) ветви
ТСв - wB (9л + 9г + 9р.в) / ± (9л + 9г) К
(4.50)
где, кроме величин, обозначенных ранее, I и h — горизонтальная и вертикальная проекции длины рассматриваемого прямолинейного участка, м.
Для горизонтального участка h = 0; для незагруженной верхней ветви дг = 0. В формулах (4.49) и (4.50) у второго члена знак «плюс» принимается для участков подъема, а знак «минус» — спуска ленты и груза.
Натяжение ленты, сбегающей с отклоняющего или оборотного барабана (ролика),
S2 = №. (4.51)
где — коэффициент сопротивления движению ленты на барабане (обычно принимают £ = 1,02 -ь 1,06 в зависимости от угла обхвата и условий работы конвейера); St— натяжение ленты, набегающей на отклоняющий барабан, Н.
Натяжение ленты, сбегающей с роликовой батареи,
S2 = XSb (4.52)
где X — коэффициент сопротивления движению ленты на роликовой батарее (обычно принимают X = 1,02 4-1,06 в зависимости от угла отклонения ленты и условий работы конвейера); St — натяжение ленты, набегающей на роликовую батарею.
Сопротивление движению ленты в месте загрузки конвейера транспортируемым грузом
Т^з-^зу+^зб+^з-п. (4-53)
Сопротивление, возникающее от сообщения грузу необходимого ускорения при подаче его на ленту н неизбежного прн этом трения частиц груза о леиту,
Н/у ^ 0Д</(г2 - r(h ~ 0,1</А^ (4.54)
где qt — в Н/м; у — в м/с; vq— проекция скорости движения частиц груза при поступлении его на ленту из загрузочной воронки, м/с.
Обычно величина Аг2 = (г2 — у») изменяется от 2 м3/с2 при высоте наклонной стенки воронки йв — 1 м до 10 м2/с2 при йв = 6 м.
Для уменьшения величины П'!у необходимо так проектировать загрузочную воронку, чтобы скорость поступления груза была близка к скорости движения ленты: при уо = у И/зу = 0.
Сопротивление трению частиц груза о неподвижные борта направляющего лотка воронки
W3.6^fih26pglnn6s (4.55)
где /] — коэффициент трения частиц груза о стенку борта лотка (рекомендуется принимать для камня и руды j\ = 0,8 4-0,9; для песка, щебня и цемента /^0,7; для угля /1=0,4); йб—высота груза у борта лотка, м (см. рис. 4.18); /-длина бортов лотка, м (см. рис, 4.18); ng — коэффициент бокового давления (ng ~ 0,6 4- 0,9).
Сопротивление трению уплотнительных полос загрузочного лотка
о ленту
Из.П = ^П.л/ъ(4.56)
где Кпл— удельное сопротивление трению (принимают для конвейеров с лентой В < ^ 1000 мм Хпл = 30 4- 50 Н/м; при В > 1000 мм Кпл = 60 4- 100 Н/м соответственно ширине ленты).
Сопротивление движению ленты в месте разгрузки насыпного груза при помощи плужкового разгружателя с неподвижным щитом
И/.р » КслДгВ, (4.57)
где Ксп — коэффициент удельного сопротивления (для пылевидных и зернистых грузов принимают Ксп = 2,7; для мелкокусковых Ке.п = 3,6).
В фрикционном барабанном приводе натяжение Хсб ветви ленты, сбегающей с приводного барабана, зависит от необходимого тягового усилия, равного сумме всех сопротивлений движению ленты на трассе конвейера и тягового фактора привода, определяемого углом обхвата и коэффициентом трения ленты о поверхность барабана. Сопротивления движению ленты на отклоняющих и поворотных барабанах и роликовых батареях зависят от натяжения ленты в местах их установки. Следовательно, в процессе выполнения тягового расчета взаимосвязанные натяжения сбегающей 5Сб и набегающей на приводной барабан $нб ветвей ленты являются неизвестными величинами, которые можно определить из решения двух уравнений.
Первое уравнение получаем в результате тягового расчета конвейера:
s„6 = Z№ ++ Z w„, =
-K^ + Z^»(4.58)
где / и Х; — коэффициенты сопротивлений движению ленты на барабанах и батареях, зависящие от ее натяжения на отдельных участках трассы конвейера и определяющие так называемые местные сопротивления; S,- — натяжение ленты на отдельном участке трассы, Н; И/, — сопротивления движению
ленты на прямолинейных горизонтальных и наклонных участках, не зависящие от натяжения ленты (называемые линейными); Н; Км — П^Х, > 1 - общийкоэффициент
местных сопротивлений.
Второе уравнение получаем из теории фрикционного барабанного привода:
SH6^Sc6e^5(4.59)
где ц — коэффициент трения ленты о поверхность приводного барабана; а — угол обхвата лентой приводного барабана, рад; для однобарабаниого привода £|Ш = ца; для двухбарабанного привода ^ца = щец + ща2.
Задавшись типом привода и выбрав р и а, определим значение величины е1*1™. Из .решения уравнений (4.58) и (4.59) получим формулы для нахождения величин 5^ и 5нб с учетом коэффициента запаса Кэ:
Зсее^ЩК-Зсб + ЕИМК,. (4.60)
откуда
«сб-КзЕИ'лЛ^-^мКз) (4.61)
Обычно принимают К3 = 1,1 ч- 1,2.
Натяжение ленты, набегающей на барабан,
8^=8^.(4.62)
По величине 5нб определяют прочность ленты конвейера.
Общее окружное усилие на приводном барабане рассчитывают по формуле (4.7), а мощность приводного электродвигателя — по формуле (4.11).
Выполненный тяговый расчет необходимо проверить по минимальному натяжению ленты на трассе конвейера. Лента на всем контуре трассы должна быть натянута и минимальное натяжение не должно быть меньше определенного значения.
Минимальное натяжение ленты Smjn обусловливается допускаемым провесом ее между роликоопорами. Для верхней загруженной ветви ленты при транспортировании насыпных грузов
Samin ^ Ке (qr + 9 л) ^р.в c°s Р? (4.63)
где Ке — коэффициент (для конвейеров длиной до 100 м с простой трассой Ке = 5; для конвейеров длиной более 100 м и сложной трассой Ке = 8 : 10);
при транспортировании штучных грузов по одному массой тт в пролете между роликоопорами
Sb min ^ 10 (9л/р. в cos Р + 2^); (4.64) для нижней (обратной) ветви
^нипп ^ ^9л^р.нСО$р. (4.65)
При размещении в пролете между роликоопорами нескольких штучных грузов Sam in определяют по формуле (4.63). Формулы (4.63) — (4.65) выведены из приближенного допущения, что лента провисает между роликоопорами по параболе. Фактически леита, особенно желобчатая, провисает по более сложной кривой.
Если полученные в тяговом расчете значения минимальных натяжений меньше (в пределах 10%) значений, вычисленных по формулам (4.63) - (4.65), то необходимо в точках минимальных натяжений иа трассе конвейера принимать значения SBmin и SHmia и сделать перерасчет натяжения ленты по всему контуру трассы. Можно также уменьшить расстояния между роликоопорами в зоне минимальных натяжений.
Определение дополнительных усилий при пуске конвейера. Процесс пуска конвейера состоит из двух периодов: трогания с места и разгона всех движущихся масс до номинальной скорости. При приложении к упругой ленте тягового импульса от привода вдоль ленты распространяется динамический импульс деформации (упругая волна) с последующими продольными колебаниями. По выполненным исследованиям установлено, что динамические нагрузки на ленту и механизмы привода значительно уменьшаются, если принять такое ускорение движения ленты при пуске, при котором время tn пуска конвейера в 5—10 раз больше времени ty распространения динамического импульса, т. е. времени изменения натяжения ленты по
всему контуру трассы конвейера; для этого должно быть выдержано условие
tn/ty 5.(4.66)
При выполнении условия (4.66) максимальное натяжение ленты при пуске конвейера может быть определено по приближенной формуле
*^пуск *^н.п + ^н. а + ^в.п +
+ 7(24л + ^)(1+^Ш(4.67)
гДе 5НП—первоначальное пусковое натяжение сбегающей ленты, создаваемое натяжным устройством, Н; H7^ и WB.n ’ статические сопротивления движению ленты соответственно на иижней и верхней ветвях конвейера, подсчитанные по пусковому коэффициенту сопротивления Н; j - ускорение ленты при пуске конвейера, м/с2; ки = 0,05 ч- 0,08 — коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс роликов и барабанов (меньшее значение принимают при длине конвейера до 100 м, большее — при длине более 100 м).
Расчетный коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам на подшипниках качения при пуске конвейера
™п « ^n.cW,(4.68)
где кпс = 1,2 4- 1,5 — коэффициент увеличения сопротивления (меньшее значение принимают при температуре окружающей среды выше 0 °C, большее — при температуре ниже 0°С и использовании обычных смазок); w — коэффициент сопротивления движению ленты при установившемся ее движении (для верхней ветви w = wB, для нижней w = wH).
По величине SnycK проверяют выбор прочности ленты при номинальном запасе прочности ку = 5 [см. формулу (4.2)].
Ускорение при пуске конвейера, обеспечивающее выполнение условия (4.66),
j < 5iv|/(wncos р + sin P)/(Le), (4.69)
где Бг = 0,4 4- 0,8 — коэффициент (меньшее значение принимают для конвейеров длиной более 300 м, большее — при длине менее 300 м); L — длина конвейера, м; е — относительное удлинение ленты.
Рекомендуется принимать у = 0,1 4- т-0,2 м/с2, что должно быть обеспечено соответствующей электросхемой и пусковыми устройствами. Принятое ускорение не должно превышать максимально возможного ускорения, при котором сохраняется надежное положение груза на ленте при пуске конвейера:
Утах = Б^д ^2 cos р - sin Р), (4.70)
где Б^ = 0,6 4- 0,8 — коэффициент безопасности; /2 = 03 4- 1,0 — коэффициент трения груза о ленту; р — угол наклона конвейера, град.
При равноускоренном движении ленты прн пуске конвейера минимальная продолжительность (с) пуска
fnmin ^ УЬ- (4-71)
Время (с) пуска конвейера по пусковым характеристикам электродвигателя привода
kGD\n^g
<472)
где (GD2)K — момент инерции всех движущихся частей конвейера, приведенный к валу двигателя, кг-м2; лн—номинальная частота вращения двигателя, об/мин; Мпс — средний пусковой момент электродвигателя, Н - м; М^ — момент статических сил сопротивления при установившемся движении конвейера, приведенный к валу электродвигателя, Н-м; ку— коэффициент, учитывающий упругое удлинение ленты, обеспечивающее неод- новременность приведения масс конвейера в движение (для резинотканевых лент ку = = 0,7 4- 0,8; для резинотросовых ку = 0,9 4-1).
Для электродвигателя с короткозамкнутым ротором, включаемого в сеть непосредственно без пусковых устройств, значение Мпс принимают по каталогам электродвигателей. Для электродвигателя с фазным ротором, включаемого в сеть через пусковое устройство (роторную станцию с набором ступеней сопротивлений или тиристорнре устройство), принимают Мп,с - (1,2 4- 1,5) Мст.
Маховой момент движущихся частей конвейера
(GD2)k^Kk(GD2)p +
365и2п Г1
4^2— (9г + 2дл) L— +
+ £трл + Хтр.н + £тб) ,
(4-73)
где Кк = 1,1 -г 1,2 — коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода к ротору двигателя; (GZ)2)p—маховой момент ротора электродвигателя (принимают по каталогу электродвигателя), кг-м2; v — скорость движения конвейера, м/с; г, — общий КПД механизмов привода; трв, трн и mg—массы вращающихся частей соответственно роликоопор на верхней и нижней ветвях и барабанов, установленных на конвейере, кг.
Для выполнения условия (4.66) соответствующей электросхемой должно быть обеспечено условие
^п.д ^ tnmin.(4.74)
По пусковым нагрузкам определяют необходимый пусковой момент, который должен преодолеть двигатель по перегрузочной способности. По максимальному пусковому моменту двигателя находят максимальное натяжение ленты, которое может создать двигатель в период пуска, и проверяют прочность ленты.
Определение тормозного момента. На конвейере с наклонными участками при условии
t/maxE^S^ (4-75)
где Угтах У ^ — составляющая силы тяжести наклонных участков конвейера при наибольшей загрузке, Н; У W сопротивление движению ленты на всех участках конвейера, Н, в приводном механизме устанавливают тормоз во избежание самопроизвольного обратного движения ленты прн случайной остановке конвейера.
Расчетный тормозной момент на валу приводного барабана
Мт - 0,5 (grmax X h - Ктр X W) D6ti - — 0,5 [^rmax Х^1 — ^Tpt^O — 9г £^)] ^бЛ, (4-76) где qrmax и qt — линейные силы тяжести транспортируемого груза соответственно при максимальной и нормальной загрузках ленты конвейера, Н/м; £й — суммарная высота подъема груза на конвейере, м; Ктр = 0,5 -г 0,6 — коэффициент возможного уменьшения сопротивления на трассе конвейера (меньшее значение для тяжелых условий); т] — общий КПД механизмов привода; De — диаметр приводного барабана, м; Wq— окружное усилие на приводном барабане, Н.
Время торможения (с) до остановки конвейера
t (G£)2)K«Hg т ~ 375 (Мт + Мст) ’ где обозначения указаны после (4.72).
полной(4-77)формулыполной(4-77)формулыПример 4.1. Рассчитать ленточный конвейер для транспортирования железной руды от карьера до причального склада. Схема конвейера приведена на рис. 4.29, а.
полной
(4-77)
формулы
полной
(4-77)
формулы
Исходные данные. Транспортируемый груз — рядовая руда крупностью 0 — 300 мм, плотностью 2,5 т/м3, влажностью до 10%. Конвейер установлен на открытой местности и имеет легкое укрытие от дождя и снега [температура окружающей среды изменяется от +25° (летом) до — 30° (зимой)]. Привод размещен в отапливаемом закрытом помещении (температура окружающей среды от +'10° до 25°С). Максимальная влажность воздуха 75%, абразивной пылн в воздухе до 20 мг/м3.
Конвейер работает две смены по 7 ч (14 ч в сутки) и 305 дней в году. Плановая средняя массовая производительность конвейера Qc — 66000 т/сутки; максимальная производительность по пропускной способности загрузочного устройства QM = 100000 т/сутки. Коэффициент готовности конвейера Кг = = 0,96; коэффициент использования конвейера по рабочему времени Кв = 0,85 ч- 0,9.
Расчет. Определяем режим и расчетные группы работы конвейера. Коэффициенты планового использования конвейера по времени в сутки [по формуле (1.3)] и в год
Рис. 4.29. Схема для расчета конвейера:а— трасса конвейера; б — диаграмма натяжения лентыРис. 4.29. Схема для расчета конвейера:а— трасса конвейера; б — диаграмма натяжения ленты[по формуле (1.3')]
Рис. 4.29. Схема для расчета конвейера:
а— трасса конвейера; б — диаграмма натяжения ленты
Рис. 4.29. Схема для расчета конвейера:
а— трасса конвейера; б — диаграмма натяжения ленты
Кв.с = гпЖ = И/24 « 0,58; Квт = tM/tr =
" = 305-14/(365-24)^0,49.
По табл. 1.1 находим, что эти значения коэффициентов соответствуют классу ВЗ использования конвейера по времени.
Коэффициент использования по производительности рассчитываем по формуле (1.9):
Кзг = Qc/Qm = 66 000/100 000 = 0,66.
Это соответствует классу ПЗ использования конвейера по производительности. По табл. 1.2 определяем, что конвейер будет работать в тяжелом режиме (Т).
По табл. 1.6 устанавливаем, что конвейер работает в тяжелых условиях (группа Т). Группа температурных и климатических условий ТГ2; исполнение У (табл. 1.7). Определяем, что транспортируемый груз — руда соответствует группе средней подвижности и высокой абразивности.
По формуле (3.2) находим расчетную производительность конвейера для определения ширины ленты:
6р.м = QM/TK3 = 100000/(14 • 0,75) = 9525 т/ч.
При расчете принято Т=гпс = 14 ч; Кв = = 0,85; Кг = 0,96; общий эксплуатационный ко
эффициент К3 = КвКгКн = 0,85 -0,96 -0,92 =0,75; коэффициент неравномерности загрузки Кн = 0,92. Предполагаем, что лента должна иметь ширину в пределах 1400 — 2000 мм; тогда по табл. 4.12 для транспортирова-
ния тяжелого крупнокускового груза принимаем скорость движения ленты 2,5 м/с. На конвейере устанавливаем желобчатые роли- коопоры тяжелого типа диаметром 194 мм с углом наклона боковых роликов 30°, Для груза средней подвижности из табл. 4.11 принимаем коэффициент Кп = 550; коэффициент Кр = 1 (по табл. 4.10 при Р = О°35').
Необходимая ширина ленты по формуле (4-41)
Вр=МВр=М+ 0,05 КптрКр+ 0,05 КптрКр= 1,1= 1,1/9525/ 550-2,5-2,5-1/9525/ 550-2,5-2,5-1+ 0,05 = 1,9 м.+ 0,05 = 1,9 м.Принимаем ленту шириной В = 2000 мм, резинотросовую общего назначения, предварительно типа 2РТЛ-315О; прочность 3150 Н/мм и масса 1 м2 тл = 43 кг/м2.
Вр=М
Вр=М
+ 0,05 КптрКр
+ 0,05 КптрКр
= 1,1
= 1,1
/9525
/ 550-2,5-2,5-1
/9525
/ 550-2,5-2,5-1
+ 0,05 = 1,9 м.
+ 0,05 = 1,9 м.
Для обеспечения заданной расчетной производительности Qp м = 9525 т/ч при принятой ширине ленты В = 2 м скорость ленты должна составлять
ир = vB^/B2 = 2,5 ■ 1,92/2 2= 2,23 м/с.
По нормальному ряду скоростей (ГОСТ 22644 — 77) имеем скорости 2 и 2,5 м/с. Оставляем принятую скорость 2,5 м/с, что дает возможность уменьшить на 10% заполнение ленты грузом при расчетной производительности. При скорости 2 м/с линейная нагрузка на ленту увеличится на 10%, что нецелесообразно.
Проверяем ширину ленты по кусковатости груза. По формуле (4.42) Вк = Ха + 200 = = 2,5 ■ 300 + 200 = 950 мм.
Получили Вк < В, следовательно, принимаем В = 2000 мм.
По табл. 4.5 выбираем расстояния между роликоопорами на верхней ветви /рв = 1 м; на нижней /р.н = 2 м. По каталогу завода-изготовителя массы вращающихся частей ро- лнкоопор трв = 108 кг; трн = 53 кг. Отсюда линейные силы тяжести, определенные по формулам (4.45), (4.46) и (4.47),
9рв = 9,81 • 108/1 = 1060 Н/м; 9р.н =
= 9,81-53/2 = 260 Н/м; 9л = 9,81 ■ 43 ■ 2 =
= 860 Н/м.
Линейную силу тяжести транспортируемого груза определяем по средней производительности
Qpc = Qc/TK' = 66 000/( 14 • 0,68) = 6940 т/ч;
принято: К* = 0,9; Кг = 0,96; Кн = 0,8; К^ = = 0,68.
Тогда по формуле (4.44) находим
9г = SQp.c/(3,6v) =
= 9,81-6940/(3,6-2,5) да 7600 Н/м.
Общее сопротивление движению ленты на конвейере в зимнее время определяем по формуле (4.43):
W= Кд^г [(9г + 9р.в + 9л) №в + (9л + 9р.н) wh] +
+ qTH =
= 1,2-800 [(7600+ 1060 + 860)0,042 +
+ (860 + 260)0,04] + 7600-7,5 =
= 484 000 Н,
где Кд =1,2; wB= 0,042; wH = 0,04 (для работы в зимнее время).
При работе конвейера в летнее время при тех же нагрузках (wB = 0,032; H’Ti = 0,03)
W= 383 000 Н.
По формуле (4.11) определяем мощность приводного двигателя для работы в зимнее время при коэффициенте запаса К3 = 1,15 и
П = 0,8:
N = KJ+t%^
= 1,15-484 000-2,5/(1000-0,8) да 1700 кВт;
в летнее время
N = 1,15 • 383 000 • 2,5/(1000 - 0,8) = 1175 кВт.
На конвейере устанавливаем двухбара- баниый привод. По табл. 4.6 для футерованного барабана при тяжелых производственных условиях принимаем коэффициент трения ленты о поверхность барабана ц = = 0,25; общий угол обхвата (cq + с^) = 400°; тогда тяговый фактор (см. табл. 4.11) Т= = ец^’+а^ = 5,74 и выражение е^+^д^^ +“й _ р = 1т21. Дальнейший расчет ведем для условий работы конвейера в зимнее время.
Расчетное натяжение ленты
SH6i =K3B^(ai+^(ep(a,+a^ 1) =
= 1,15-484 000-1,21 =670 000 Н.
Расчетный коэффициент запаса прочности ленты по формуле (4.2) при Кст = 0,9; Кт = 1 ; Кр = 0,95
К' = К0/(КстКтКр) = 7/(0,9 -1 • 0,95) = 8,2.
Необходимая прочность резинотросовой ленты
5рт = 5йбХК'/В = 670000 • 8,2/2000 == 2740 Н/мм.
Резинотросовая лента типа 2РТЛ-315О имеет прочность 3150 Н/мм и максимальное допускаемое натяжение 5ртд = 380 Н/мм.
Выполняем проверку:
Smax/B = SH61/B = 670000/2000 = 335 Н/мм <+ [5рт.д = 380].
Принимаем диаметры барабанов: приводного D6 = 1250 мм, оборотных перед приводными Do = 1250 мм, после приводных Dq = 1000 мм, натяжного DH = 1000 мм [см. табл. 4.3 и формулу (4.27)].
Коэффициент использования прочности ленты определяем по формуле (4.23"):
Ф2 =(е^“>+ай_ i)/e^(ai +0t2J = (5,74 - 1)/5,74= = 0,83.
По табл. 4.8 выбираем коэффициент распределения нагрузки между приводными барабанами Кф = 2.
По формулам (4.14) и (4.15) для работы конвейера в зимнее время находим мощности электродвигателей для привода первого и второго барабанов:
^ = NK^K^ + 1) = 1700-2/(2 + 1) =
= 1133 кВт;
N2 = ^(Кф + 1) = 1700/(2 + 1) = 567 кВт.
В целях унификации и использования типовых приводных механизмов устанавливаем на первом барабане два одинаковых приводных механизма с электродвигателями с фазным ротором типа АК 312-52-4 мощностью по 630 кВт, частотой вращения пн = = 1485 об/мин, а на втором барабане один такой же привод с электродвигателем мощностью 630 кВт.
По формулам (4.17) и (4.18) определяем окружное усилие на первом и втором барабанах :
Wx = WK^K^ + 1) = 484 000-2/(2 +1) == 322 600 Н;
W2 = И7(Кф + 1) = 484 000/(2 + 1) = 161 300 Н.
По формуле (4.19) вычисляем натяжение ленты, сбегающей со второго барабана,
Sc62 = ^з^зДе^"^ - 1) = 161 300- 1,15/1,4 == 133 000 Н,
а по формуле (4.20) натяжение ленты, набегающей на второй барабан и сбегающей с первого барабана,
SH62 = S^ = Sc62e^ = 133 000 - 2,4 =
= 320 000 Н,
где принято ц2 = Ц = 0,25; ос3 = 200°; е12"2 = = 2,4.
По формуле (4.22) находим тяговый фактор для первого приводного барабана: egl^ = 5нб1/(5сб2е№) = 670 000/(133 000- 2,4) =
= 2,1.
Принимаем для первого приводного барабана pi = 0,25 и oct = 200°, при этом e^,otl = 2,4 и общий тяговый фактор ец^‘ +“2) = 5,74.
По формуле (4.28) определяем давление иа поверхности первого приводного барабана:
3605нб1 / еЦ13’ + 1 \
0С]ЯВРб \ eMi«i /
360-670 000/ 2,4 + 1 \
МПа,МПа,200-3,14-2000-1250 \ 2,4 )
МПа,
МПа,
что вполне допустимо, так как Рл,д = = 0,35 МПа (см. с. 118).
Этим заканчивается обобщенный приближенный расчет. Корректировка расчета не требуется.
Подробный тяговый расчет. Для подробного тягового расчета всю трассу конвейера разделяем на отдельные участки, начиная от точки сбега ленты со второго приводного барабана П2 (см. рис. 4.29, а, б). Результаты расчета представлены в табл. 4.14.
По формуле (4.60)
S^S^-S^/e^1^;
отсюда Sie^^1 +a2' = K3S14.
После подстановки имеем
5,74Si = 1,15(1,2451 + 462 000) =
= l,426St +530 000;
5 30 000
s = s б2 == 122000 Н.
14,314
Сравнение полученных значений SHgi по тяговому расчету — 700 кН и по обобщенному расчету — 670 кН показывает расхождение + 4,5 %. Следовательно, поверочного расчета ленты н электродвигателей не требуется.
Проверяем минимальное натяжение ленты по формулам (4.63) и (4.65):
, Semin = ^е (9г 4” 9л) ^р.в COS р =
= 8 (7600 + 860) 1 • 1 = 67 700 Н;
Sumin = ^9л/р.н cos р = 8 - 860 - 2 -1 = 13 760 Н,
где Ке = 8 и cos 0 = 1.
На конвейере минимальное натяжение леиты 5сб2 = 122 000 Н, что значительно больше требуемых минимальных значений; следовательно, пересчета иатяжеиий не требуется.
Анализ результатов расчета в зимний и летний периоды работы конвейера показывает, что конвейер в зимнее время может работать с двух барабанным приводом и тремя электродвигателями мощностью по 630 кВт, а в летний период с однобарабанным приводом на переднем барабане с двумя электродвигателями по 630 кВт и отключенном приводном механизме второго барабана. В этом случае коэффициент запаса Кэ = 1,23; натяжное устройство должно обеспечить натяжение ветви ленты, сбегающей с приводного барабана, SC6i = 240 кН. Возможна также работа с двухбарабанным приводом и двумя двигателями.
4.14. Результаты тягового расчета конвейера (см. рнс. 4.29)
№ точки
Формула
Числовые значения (кН) для работы конвейера
ЗИМОЙ
летом
1
51 = 5сб2
51
51
2
52-5[
51
5[
3
s3 = у2
1,05 S,
1,05 S,
4
S4 = 5Э + WH<qn + 9p н) 13_4
4 1,05 S[ + 0,224
1,05 Sj +0,168
5
! S5 - ^S4
1,07 Sj +0,228
l,07Si +0,171
6
S6 = s5 + wH (4Л + 4P. я) l5-6 - 4ЛН
1,07 Si + 28,5
1.07S, + 19,76
7
Si - i;s6
1,12S[ + 30
1.12S, +20,8
8
Sy — Si + WB (4Л + 4р. вН? - 8
1,12S] +30,16
l,12Si + 20,92
9
5g = Sg + ^з ~ 5g + ^з.у + ^з.б + ^з.п
1,12 5, +45,46
1,12S! + 36,2
1+3у = 0,14гДу2
4,5
4,5
^.6=/i^
10,5
10,5
З.П = ^п.л^л
0,3
0,3
10
Si о = S9 + wB (ул + др B + 4Г) /8 _10 + (4Г + 4Л) H
l,12Si 4 419
l,12Si + 342,7
и
Si i = ^S, 0
1,18 Si + 440
1,18 S, +360
12
Si г — Sf i + wH (уд + 4p. ц) /> i - j 2
1,185, + 440,2
1,18 S, + 360,2
13
S13 — £S12
1,24 S] +462
1,24 Si + 378
14
514 — ^IS = ^нб]
700
575
15
515 = 5c6I
292
240
Расчет дополнительных усилий при пуске конвейера. По формуле (4.67) определяем максимальное натяжение ленты при пуске конвейера в зимнее время:
SnyCK = 5НП + 1Рн.П 4" ^в.п 4"+ j (29л + 9г) U + ки) Мз =
= 146 000 + 45 000 + 519 500 + 123 100 =
= 833 600 Н.
Принято: SH п = KnCSC62 = 1,2 ■ 122 000 = = 146 000 И; j =0,15 м/с2; k„ = 0,08; wH.n =
= 1,2 - 0,04 = 0,048; wB.n = 1,2- 0,042 = 0,05;
^н. п = ВДл + 9 р. н) WH. П “ 9лЛ "
= 1,2-800 (860 + 260)0,048 - 860-7,5 =
= 45 000 Н;
^в.п = КдЦ9г 4- 9р.в 4" 9л) ^в.п 4" (9г 4- 9л) Л =
= 1,2-800(7600+ 1060+860)0,05 +
+ (7600 + 860)7,5 =519 500 Н.
Для проверки правильности выбора ленты по формуле (4.2) при Коп = 5 определяем
Кк = Коп/(КстКтКр) = 5/(0,9 • 1 • 0,95) = 6.
По формуле (4.5) находим
6
SDT = 8тжКуВ = 833 600—— = 2500 <
р.т пуск п/2000
Проверку выбранного значения ускорения при пуске конвейера выполняем по формуле (4.69):
7 = Бху
= 0,6 • 2,5
wncos Р + sin р
0,05 -1+0 800-0,0025
= 0,24
м/с2,
где Бг = 0,8; wn = 0,05; р а; 0°; б = 0,0025.
Принято j = 0,15 < [f = 0,24] м/с2.
По формуле (4.71) определяем минимальное время пуска
inmin = УП = 2,5/0,15 = 16,7 с.
По формуле (4.72) находим время пуска по пусковым характеристикам приводных электродвигателей
_ (GD ) KnHg _л'д = 375 (Мпс — Мст)ку ”
1233-1485-9,81
=■= 22 с.
375(10480-8060)0,9
Маховой момент всех движущихся частей конвейера [формула (4.73)]
^GD^ к — Кк ^GD ) р +j [(9г 4- 2^л) Lg +
«в
<[3150] Н/мм.<[3150] Н/мм.
<[3150] Н/мм.
<[3150] Н/мм.
(Е^р.в + ^№р.н 4- £mg)] =
ПараметрШирина ленты, мм400500650Длина конвейера, мВысота разгрузки, м:510610151016минимальнаямаксимальная для конвейеров с лентой:1,51,81,61,8 *2,21,82,4гладкой2,13,82,53,85,53,85,8рифленойз,з6,23.96,29,06,29,6Масса конвейера без ленты, кг, не более Скорость движения ленты, м/с435600500850 0,5-3,15100011001500ПараметрШирина ленты, мм400500650Длина конвейера, мВысота разгрузки, м:510610151016минимальнаямаксимальная для конвейеров с лентой:1,51,81,61,8 *2,21,82,4гладкой2,13,82,53,85,53,85,8рифленойз,з6,23.96,29,06,29,6Масса конвейера без ленты, кг, не более Скорость движения ленты, м/с435600500850 0,5-3,151000110015004.15. Основные параметры передвижных ленточных конвейеров по ГОСТ 2103- 784.15. Основные параметры передвижных ленточных конвейеров по ГОСТ 2103- 78
Параметр
Ширина ленты, мм
400
500
650
Длина конвейера, м
Высота разгрузки, м:
5
10
6
10
15
10
16
минимальная
максимальная для конвейеров с лентой:
1,5
1,8
1,6
1,8 *
2,2
1,8
2,4
гладкой
2,1
3,8
2,5
3,8
5,5
3,8
5,8
рифленой
з,з
6,2
3.9
6,2
9,0
6,2
9,6
Масса конвейера без ленты, кг, не более Скорость движения ленты, м/с
435
600
500
850 0,5-3,15
1000
1100
1500
Параметр
Ширина ленты, мм
400
500
650
Длина конвейера, м
Высота разгрузки, м:
5
10
6
10
15
10
16
минимальная
максимальная для конвейеров с лентой:
1,5
1,8
1,6
1,8 *
2,2
1,8
2,4
гладкой
2,1
3,8
2,5
3,8
5,5
3,8
5,8
рифленой
з,з
6,2
3.9
6,2
9,0
6,2
9,6
Масса конвейера без ленты, кг, не более Скорость движения ленты, м/с
435
600
500
850 0,5-3,15
1000
1100
1500
4.15. Основные параметры передвижных ленточных конвейеров по ГОСТ 2103- 78
4.15. Основные параметры передвижных ленточных конвейеров по ГОСТ 2103- 78
365-2,52-0,8 ,= 1,15-3-143+^2[(7600 + 2• 860) х
х 800/9,81 +(800-106 + 400-52 + 4-3000 ++ 3-2000)] = 1233 кг-м2,
где Кк = 1,15; (С£>2)р = 143 кг • м2 — по каталогу электродвигателей; Ку =0,9 для резинотросовой ленты; Мп с = 1,ЗА/И. = 1,3 ■ 8060 = 10 480 Н ■ м;
Мст = ИД)биб/(2пв) =
= 502 600-1,25 ■ 38/2* 1485 = 8060 Нм.
Общее окружное усилие
W= (SH61 — Sc62) =
= -^(700 000-122 000) = 502 600 Н.
Частота вращения приводного барабана иб = бОпДяРб) = 60'2,5/(3,14-1,25) =
= 38 об/мин.
Условие по формуле (4.74) гп.д^гпт1+ 22 > 16,7 с — выполняется.
На этом заканчивается расчет конвейера.
Ленточные конвейеры специальных типов с прорезиненной лентой
Передвижные и переносные конвейеры
Передвижной ленточный конвейер (рис. 4.30) состоит из тех же элементов, что и стационарный, но дополнительно имеет колесный ход 2 и механизм изменения угла наклона конвейера 1 для
141
обеспечения подачи груза на разные высоты разгрузки. Наличие колесного хода позволяет легко перемещать конвейер в различные места загрузки и разгрузки.
В переносных конвейерах нет колесного хода и механизма изменения угла наклона; они имеют малую длину (обычно до 5 м) и незначительную массу (не более 100 кг). Их переносят с места на место вручную.
Передвижные и переносные конвейеры применяют для механизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ с насыпными и штучными грузами на складах, железнодорожном, автомобильном, водном транспорте и строительстве. Основные параметры передвижных конвейеров регламентированы ГОСТ 2103- 78 (табл. 4.15).
На конвейерах применяют резинотканевую ленту с гладкой (рис. 4.30, я) или рифленой наружной поверхностью, с бортами и перегородками (рис. 4.30,6) и без них. Роликоопоры — желобчатые с. двумя или тремя роликами, иногда — сплошной настил; привод — от мо- тор-барабана или от электродвигателя с встроенным редуктором с клиноременной или цепной передачей; натяжное устройство — винтовое; несущая ферма — сварная из стальных нли дюралюминиевых труб, легкого уголкового или фасонного проката.
Основным недостатком передвижных и переносных конвейеров является ручная загрузка, поэтому конвейеры некоторых современных конструкций снабжают механической загрузочной
Рис. 4.30. Передвижные конвейеры: а— с желобчатой лентой; б —с лентой, в — с механической загрузочной лопатойРис. 4.30. Передвижные конвейеры: а— с желобчатой лентой; б —с лентой, в — с механической загрузочной лопатойпоперечные перегородки;поперечные перегородки;имеющей волнистые бортаимеющей волнистые борта
Рис. 4.30. Передвижные конвейеры: а— с желобчатой лентой; б —с лентой, в — с механической загрузочной лопатой
Рис. 4.30. Передвижные конвейеры: а— с желобчатой лентой; б —с лентой, в — с механической загрузочной лопатой
поперечные перегородки;
поперечные перегородки;
имеющей волнистые борта
имеющей волнистые борта
лопатой с электроприводом (рис. 4.30, в) или же они работают в комплексе с погрузочными машинами.
Конвейеры для поточного производства
Ленточные конвейеры имеют широкое применение для пооперационного перемещения изделий в поточном производстве швейной продукции, приборов, часов и других изделий. Лента движется вдоль рабочих мест (рис. 4.31),
рабочие снимают с нее изделия, выполняют необходимую операцию и возвращают изделие на леиту для передачи другому исполнителю. Отличительные особенности конвейеров такого типа - объединение станины со столиками рабочих мест, полное ограждение всех движущихся частей, кроме верхней ветви ленты, малая скорость движения ленты (обычно 0,2 —0,5 м/с), обусловленная ритмом подачи изделий, и наличие в приводе вариатора для плавного изменения скорости.
Конвейер имеет резинотканевую (иногда — стальную) ленту шириной 400 — 800 мм, движущуюся по сплошному деревянному или металлическому настилу илн по прямым роликоопорам. Привод - однобарабанный, приводной механизм размещается под барабаном; натяжное устройство - винтовое. На некоторых производствах конвейеры имеют автоматическое адресование грузов и разгрузку в заданном месте при помощи управляемых плужковых раз- гружателей.
Телескопические конвейеры
Телескопическим называется конвейер с переменной длиной транспортирования (переменным расстоянием между осями концевых барабанов) при одной и той же длине общего замкнутого контура ленты. Длина конвейера изменяется путем перемещения комплекта откло
няющих и натяжного барабанов. Телескопический конвейер 1ЛТ-80 для транспортирования угля (рис. 4.32) состоит из переднего 1 и заднего 8 концевых оборотных барабанов, двухбарабанного привода 2, неподвижных 3 и подвижных 4 барабанов телескопического устройства, блоков 5 натяжного устройства, приводного механизма 9 телескопического устройства с электродвигателем, редуктором и барабаном для намотки натяжного каната, роликоопор 6 и замкнутого контура ленты 7. Передний барабан 1 перемещается при помощи привода телескопического устройства.
Техническая характеристика конвейера 1Л Т-80
Ширина ленты, мм 800
Скорость движения ленты, м/с . . .1,6 и 2
Максимальная производительность (по углю), т/ч 270
Максимальная длинаконвейера,м..700
Телескопичность, м 22,5
Рис. 4.31. Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами: а — общий вид; б —поперечное сечениеРис. 4.31. Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами: а — общий вид; б —поперечное сечениеМаксимальный ход подвижной тележки телескопическогоустройства,м..8,3
Рис. 4.31. Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами: а — общий вид; б —поперечное сечение
Рис. 4.31. Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами: а — общий вид; б —поперечное сечение
Рис. 4.32. Схема телескопического ленточного конвейераРис. 4.32. Схема телескопического ленточного конвейераТелескопические конвейеры применяют при необходимости изменения фронта разгрузки (например, бункерной эстакады) при стационарном положении конвейера.
Рис. 4.32. Схема телескопического ленточного конвейера
Рис. 4.32. Схема телескопического ленточного конвейера
Конвейеры
для крупнокусковых грузов
Основным направлением новой технологии добычи полезных ископаемых для различных отраслей промышленности и на строительстве плотин гидроэлектростанций является применение методов циклично-поточной и поточной технологии с значительным увеличением объема перевозок горной массы при помощи высокопроизводительных машин непрерывного транспорта, причем в общем объеме массы, которую необходимо перевозить, значительную часть составляют полускальные и скальные крупнокусковые породы. Применение промежуточного измельчения крупнокусковых грузов перед их транспортированием при помощи дополнительных взрывных или механических способов резко повышает трудоемкость добычи и ограничивает возможность повышения производительности.
Внедрение новых методов добычи полезных ископаемых предъявляет следующие требования к транспортирующим машинам: высокая производительность (от 3500 т/ч и выше), надежное бесперегрузочное транспортирование грузов с кусками размером до 600 — 800 мм (а в отдельных случаях - и большего размера), массой до 500 кг и выше по трассе большой протяженности. Удовлетворение этого комплекса
требований — сложная задача. Известны многие варианты ее решения: применение пластинчатых, тележечных, на ходовых опорах и тому подобных конвейеров. Однако более полно удовлетворяют поставленным требованиям ленточные конвейеры со специальными составными элементами. Основные отличительные особенности ленточных конвейеров для транспортирования крупно кусковых грузов по сравнению с конвейерами тяжелого типа общего назначения состоят в следующем: лента (резинотканевая или резинотросовая) повышенной надежности и высокой амортизирующей способности (например, МКА 300/100 с дополнительной защитной прокладкой) с обкладками толщиной 10-20 мм на верхней и 8-10 мм на нижней сторонах; специальное загрузочное устройство, способное надежно воспринять динамические нагрузки от падения тяжелых грузов; комплекс роликоопор, закрепленных на упругой («податливой») станине. Привод и натяжное устройство — общего типа.
Загрузка конвейера, как правило, производится пластинчатым или кареточным питателем тяжелого типа. Для непосредственной передачи грузов с конвейера на конвейер загрузочное устройство имеет криволинейную направляющую стенку в виде стационарной решетки из тяжелых рельсов для просева мелочи, амортизирующих роликоопор и подвижного ленточного амортизатора — вспомогательного конвейера, расположенного под лентой основного транспортирующего конвейера. Податливая станина с шахматным расположением опорных роликов на рабо-
чей ветви конвейера впервые была разработана институтом Геотехнической механики АН УССР и имеет несколько конструктивных исполнений (рис. 433). В ней каждый опорный ролик может независимо перемещаться при встрече с транспортируемым грузом. Это свойство, а также крепление роликов к продольно расположенным канатам обеспечивает станине высокую амортизирующую способность, снижающую динамические нагрузки на ролики и станину и повышающую их долговечность.
Конвейеры с бесконтактной опорой ленты
Перспектива создания конвейеров высокой производительности и большой протяженности при одновременном снижении удельного расхода энергии и металла и применения лент нормальной прочности ограничивается возможностями существующих конструкций ленточных конвейеров.
В конвейерах традиционных конструкций лента на всем протяжении трассы поддерживается роликоопорами. С увеличением ширины ленты шаг ролико- опор уменьшается, а их число и масса
возрастают (рис. 4.34). Масса ролико- опор составляет в среднем 22—35% общей массы, а стоимость 17-25% стоимости всего конвейера. При увеличении скорости движения ленты (более 3,15 м/с) требуется повышенная точность изготовления и тщательная динамическая балансировка роликов. Обслуживание и ремонт роликоопор — трудоемкая операция, которая все более усложняется с увеличением ширины ленты и требует применения специальных грузоподъемных устройств. В связи с этим весьма перспективны разработки высокоскоростного конвейера с бесконтактной опорой ленты под действием давления воздуха (на воздушной подушке) или сил магнитного поля (на магиитиой подушке) без роликоопор. Бесконтактная опора ленты обеспечивает экономию металла, значительное снижение сопротивлений движению ленты и расхода энергии, упрощение обслуживания и ремонта, возможность увеличения скорости, производительности и длины конвейера.
Рис. 4.33. Схемы податливой станины конвейера:а — двухканатной; б — четырехканатнойРис. 4.33. Схемы податливой станины конвейера:а — двухканатной; б — четырехканатнойКонвейер с опорой ленты под действием давления воздуха (рис. 4.35) в простейшем вйде состоит из ленты 2, огибающей приводной 3 и натяжной
Рис. 4.33. Схемы податливой станины конвейера:
а — двухканатной; б — четырехканатной
Рис. 4.33. Схемы податливой станины конвейера:
а — двухканатной; б — четырехканатной
Рис. 4.34. Зависимость массы ролнкоопор от ширины ленты:
— желобчатых трехроликовых тяжелого типа; 2 — то же, среднего типа; 3 — прямых однороли- ковыХ для обратной ветви ленты
1 барабаны. В средней части ветви леиты проходят под воздушными камерами 4 и 5. Из камер под ленту подается воздух, приподнимающий ее и создающий воздушную прослойку между лентой и опорной поверхностью желоба, в котором движется лента. Существует несколько разных систем подачи воздуха, ио наибольшее распространение получила камерная система вследствие простоты и надежности работы. Обычно избыточное давление воздуха составляет около ,2-10э Па, толщина воздушного зазора 0,4— 1 мм; мощность, затрачиваемая на создание воздушной опоры, 0,3 —0,8 кВт на 1 м конвейера в зависимости от ширины ленты и интенсивности ее загрузки.
В Советском Союзе исследованиями и разработкой конвейеров на воздушной опоре занимаются Ленинградский институт водного транспорта (ЛИВТ), Московское Высшее Техническое училище (МВТУ) им. Н. Э. Баумана и ряд других организаций.
К преимуществам воздушной опоры ленты относятся применение стандартной ленты, возможность транспортирования грузов широкого ассортимента (кроме пылящих), а к недостаткам — необходимость установки дополнительного воздуходувного оборудования, падение давления воздуха вдоль трассы, особенно при большой длине конвейера, дополнительный расход энергии на подачу воздуха, возможность нарушения поддержки ленты при местной ее перегрузке.
Рнс. 4.35. Принципиальная схема конвейера с лентой на воздушной опоре конструкции Ленинградского института водного транспортаРнс. 4.35. Принципиальная схема конвейера с лентой на воздушной опоре конструкции Ленинградского института водного транспортаКонвейер с магнитной опорой опытной конструкции Кузбасского политехнического института (рис. 4.36) имеет обычную схему, с той лишь разницей, что вместо роликоопор установлены постоянные пластинчатые ферритоба- риевые магниты размером, например, 120 х 80 х 15 мм и лента (магнитоэласт) имеет свойство постоянного магнита. Такая лента — эластичный магнит, изготовляется обычным методом горячей вулканизации; для придания ей свойств магнита в обкладочную резину вводят порошок феррита бария. После изготовления лента намагничивается на специальной электромагнитной установке и сохраняет свойства магнита дли-
Рнс. 4.35. Принципиальная схема конвейера с лентой на воздушной опоре конструкции Ленинградского института водного транспорта
Рнс. 4.35. Принципиальная схема конвейера с лентой на воздушной опоре конструкции Ленинградского института водного транспорта
Рис. 4.36. Принципиальная схема конвейера с лентой на магнитной опоре:1 и 4 — приводной футерованный и натяжной барабаны; 2 — лента (магнитоэласт); 3 — постоянный магнитРис. 4.36. Принципиальная схема конвейера с лентой на магнитной опоре:1 и 4 — приводной футерованный и натяжной барабаны; 2 — лента (магнитоэласт); 3 — постоянный магниттельный срок (до 10 лет). Ферритоба- риевые постоянные магниты изготовляют в серийном производстве для нужд электропромышленности и устанавливают на конвейере примерно с тем же шагом, что и роликоопоры, или сплошными рядами. Лента и опорные магниты располагаются одноименными полюсами (^ к N и S к S) друг к другу.
Рис. 4.36. Принципиальная схема конвейера с лентой на магнитной опоре:
1 и 4 — приводной футерованный и натяжной барабаны; 2 — лента (магнитоэласт); 3 — постоянный магнит
Рис. 4.36. Принципиальная схема конвейера с лентой на магнитной опоре:
1 и 4 — приводной футерованный и натяжной барабаны; 2 — лента (магнитоэласт); 3 — постоянный магнит
Удельная подъемная сила магнитов составляет около 700 Н/м2, но может быть доведена до 3 кН/м2.
Преимуществами магнитной опоры ленты являются возможность применения простых, недорогих серийно изготовляемых постоянных магнитов; постоянство действия силы магнитов вдоль всей трассы конвейера любой протяженности; отсутствие какой-либо проводки к магнитам; простота устройства опор из набора типовых узлов; полная бесшумность и экономичность конструкции и обслуживания; возможность работы при местных перегрузках ленты, так как с уменьшением зазора между опорой н лентой силы отталки
вания возрастают. К недостаткам относятся необходимость использования специальной магнитной ленты (опытные образцы такой ленты в СССР освоены); сложность обеспечения поперечной устойчивости положения ленты; ограничение ассортимента транспортируемых' грузов (ферромагнитные грузы нельзя транспортировать на магнитной ленте - они притягиваются к ней).
Выбор оптимальных областей применения той или иной системы бесконтактной опоры ленты определится дальнейшим развитием поисковых разработок.
Конвейеры повышенной производительности
Повышение производительности конвейера при одной и .той же ширине ленты, кроме увеличения скорости ее движения (что не всегда возможно), наиболее эффективно достигается при помощи увеличения емкости ленты, т. е. увеличения площади поперечного сече-
4.16. Рекомендуемая высота гофрированных бортов для различных насыпных грузов н ширины ленты
Груз
Плотность груза, т/м3
Высота бортов /г, мм
Ширина ленты В, мм
Сухой песок, минеральные удобрения
1-1,6
50-80
400-500
Доменные окатыши, мелкий агломерат
1,6-2,5
80; 100; 120
500-1000
Мелкий гравий, формовочная земля, грунтовой песок
1-1,6
120-160
500- 1200
Пылевидный уголь, цемент, химикаты
0,7-0,9
200
650- 1200
Чай, комбикорм, мука, зерно
0,2-0,6
300
650-1200
Рис. 4.38. Лента с бортами:а — конструкция; б — зависимость соотношения производительностей конвейеров, имеющих прямую ленту с бортами (Qg) и желобчатую ленту (бж) в одинаковых условиях, от высоты бортов hРис. 4.38. Лента с бортами:а — конструкция; б — зависимость соотношения производительностей конвейеров, имеющих прямую ленту с бортами (Qg) и желобчатую ленту (бж) в одинаковых условиях, от высоты бортов h
Рис. 4.38. Лента с бортами:
а — конструкция; б — зависимость соотношения производительностей конвейеров, имеющих прямую ленту с бортами (Qg) и желобчатую ленту (бж) в одинаковых условиях, от высоты бортов h
Рис. 4.38. Лента с бортами:
а — конструкция; б — зависимость соотношения производительностей конвейеров, имеющих прямую ленту с бортами (Qg) и желобчатую ленту (бж) в одинаковых условиях, от высоты бортов h
Рнс. 4.37. Зависимость коэффициента производительности конвейера от угла наклона аж боковых роликов для грузов с различной подвижностью частиц ^К — коэффициент соотношения объемных производительностей конвейера с роликоопорами различной желобчатостн (Г,) и конвейера с ролнко- опорамн, имеющими аж — 20° (V20) в одинаковых условиях]
ния груза на ней. Эта задача решается двумя способами: увеличением угла же- лобчатости ленты и применением ленты с гофрированными бортами.
Повышать угол наклона боковых роликов трехроликовой желобчатой опоры при одинаковой их длине целесообразно только до 50°, так как дальнейшее повышение угла не приводит к увеличению площади сечеиия груза на ленте. При повышении угла наклона от 20 до 45° производительность конвейера возрастает на 30% при одной и той же ширине и скорости ленты (рис. 4.37). Значительно большего увеличения производительности можно достичь при применении ленты с бортами (рис. 4.38, а). Борта высотой 50—300 мм (табл. 4.16) при помощи вулканизации приклеивают к прорезиненной ленте любого типа вдоль ее кромок на всем ее протяжении. Борта делают гофрированными из резины для обеспечения свободного прохождения ленты на барабанах малого диаметра. Применение ленты с бортами на прямых однороликовых опорах дает увеличение производительности в 1,5 —2,5 раза по сравнению с применением лент без бортов на желобчатых роликоопорах (рис. 4.38,6). Применение бортов целесообразно на лентах шириной 400—1200 мм, так как с увеличением ширины ленты влияние бортов на повышение площади сечения груза уменьшается (рис. 4.38,6). Борта располагаются под углом 6 = 90 — аж к плоскости ленты (где аж — угол наклона бокового ролика желобчатой опоры), чтобы на желобчатой опоре они размещались вертикально.
Рис. 4.39. Ленты для конвейеров с увеличенным углом наклона, имеющие на грузоиесущей поверхности :
а и б — соответственно волнообразную и прямоугольную насечки; виг - соответственно шевронные и фасонные выступы; д — схема сравнения наклонных конвейеров с гладкой 1 и рифленой 2 лентами при подаче груза на одинаковую высоту
Конвейеры, оснащенные лентой с бортами, имеют в принципе такое же оборудование и параметры, что и конвейеры с гладкими прорезиненными лентами. Рабочая ветвь ленты с бортами опирается на прямые или желобчатые роликоопоры, а обратная ветвь — на укороченные прямые или дисковые опоры. Ленты и борта очищаются вращающимися щетками. Часто на ленте с бортами устанавливают поперечные перегородки одинаковой с бортами высоты для крутонаклонного транспортирования' насыпных грузов (см. п. 4.3.7).
Конвейеры с увеличенным углом наклона
Увеличение угла наклона конвейера больше допускаемого для гладкой ленты позволяет уменьшить длину конвейера и ленты и площадь, занимаемую
конвейером при подаче груза на одну и ту же высоту, более компактно разместить производственное оборудование и отдельные цехи и галереи при межцеховом транспортировании (рис. 4.39, д).
Увеличить угол наклона конвейера возможно путем увеличения коэффициента трения груза о поверхность движущейся ленты, повышения давления между грузом и лентой на роликоопо- рах с глубоким полукруглым желобом, устройства на ленте поперечных подпорных перегородок, создания магнитного притяжения ферромагнитных грузов. Особую группу представляют крутонаклонные двухленточные (с грузоне- сущей и прижимной лентами) и трубчатые конвейеры. В последних лента при помощи направляющих роликов свернута в круглую трубу. Для увеличения коэффициента трения груза грузоне- сущую поверхность ленты выполняют
с насечками или выступами — рифлями различного очертания и расположения в зависимости от вида транспортируемых грузов. Для транспортирования штучных грузов (мешков, кип, пакетов) применяют ленты с шероховатой поверхностью и с фасонной волнообразной (рис. 4.39, я) или прямоугольной насечкой (рис. 4.39, бу Недостаток таких лент — сложность очистки , и опоры обратной ветви. Для транспортирования насыпных грузов применяют ленты с выступами — рифлями (рис. 4.39, в, г).
Наибольшее распространение и наилучшую эффективность имеют рифленые ленты с шевронным расположением рифлей высотой 5—10 мм (рис. 4.39, в). Рифли препятствуют сдвигу частиц и образуют устойчивый нижний слой насыпного груза; последующие слои груза, опираясь на иижний слой, удерживаются силами внутреннего трения частиц груза. Поскольку коэффициент трения частиц груза по грузу больше, чем по гладкой поверхности ленты, можно заметно увеличить угол наклона конвейера при транспортировании пылевидных, порошкообразных и зернистых грузов (см. табл. 4.1). Для кусковых грузов, особенно круглой формы, ленты с выступами небольшой высоты малоэффективны, так как они ие удерживают куски и ие обеспечивают увеличение угла наклона груза. Для мелкокусковых грузов (например, картофеля) применяют леиты с рифлями фасонного лопастеобразного очертания высотой до 20—35 мм (рис. 4.39,г). Расположение рифлей должно обеспечивать свободный перегиб леиты иа желобчатых опорах верхней ветви и безударное перемещение на прямых роликоопо- рах нижней ветви.
Основное преимущество рифленой ленты — возможность ее использования на том же оборудовании, что и леиты с гладкой поверхностью. Очищается рифленая лента от прилипших частиц груза вращающейся щеткой или гидрормы- вом. Стыковка концов рифленой ленты производится в обычных вулканизационных прессах с применением метал
лической прокладки с вырезами по профилю рифлей или с гипсовой прослойкой пространства между рифлями. Рифленые ленты изготовляют обычным методом в пресс-формах с соответствующими выемками.
Поперечные перегородки высотой 100 — 300 мм (рис. 4.40) приклеивают к гладкой ленте; они состоят из отдельных частей, обеспечивающих расположение ленты на желобчатых опорах. Перегородки позволяют увеличить угол наклона конвейера до 45 и даже до 60°, однако при этом значительно (в 2 — 3 раза) уменьшается производительность конвейера из-за уменьшения количества груза, удерживаемого перегородкой. Увеличение высоты перегородки требует повышения ее жесткости (закладки прокладок) и прочности крепления к ленте, что трудно осуществимо. Недостатками леиты с перегородками являются также сложность опоры нижней (обратной) ветви ленты (применяют дисковые роликоопоры, но при сдвиге ленты перегородки повреждаются) и сложность загрузки крутонаклонного участка конвейера. Часто участок загрузки делают горизонтальным с последующим крутым перегибом ленты при помощи дисков, установленных у кромок ленты. Однако это значительно усложняет конструкцию конвейера.
Для крутонаклониого и вертикального транспортирования насыпных грузов применяют также ленту с гофрированными бортами (см. п. 4.6) и поперечными перегородками. Совокупность бортов и перегородки образует открытую замкнутую емкость — ящик, который удерживает груз и при вертикальном подъеме. Конвейер такого типа фирмы К. Шольтц (ФРГ) имеет следующую техническую характеристику: лента резинотросовая шириной 1600 мм; высота бортов и перегородок 400 мм; скорость леиты 2,3 м/с; высота подъема 82 м; производительность 816 т/ч; транспортируемый груз — известняк объемной массой 1,5 т/м3 и крупностью 0 — 250 мм. Конвейер . имеет горизонтально-вертикально-горизонтальную
Рис. 4.40. Конвейер, имеющий ленту с поперечными перегородками:
а — поперечное сечение конвейера; б — зависимость производительности конвейера И от угла его наклона р (ширина ленты 650 мм; высота перегородки 6 = 133 мм; аж — 30"; шаг перегородок 2П = 330 мм; скорость ленты 1 м/с)
ко силу тяжести груза, но и силу его отрыва от ленты.ко силу тяжести груза, но и силу его отрыва от ленты.Рнс. 4.41. Крутонаклонный конвейер с магнитным удержанием грузов:а — схема; б — узел передачи грузов с горизонтального 1 на вертикальный 3 конвейер с магнитами М и передаточным устройством 2Рнс. 4.41. Крутонаклонный конвейер с магнитным удержанием грузов:а — схема; б — узел передачи грузов с горизонтального 1 на вертикальный 3 конвейер с магнитами М и передаточным устройством 2
ко силу тяжести груза, но и силу его отрыва от ленты.
ко силу тяжести груза, но и силу его отрыва от ленты.
Рнс. 4.41. Крутонаклонный конвейер с магнитным удержанием грузов:
а — схема; б — узел передачи грузов с горизонтального 1 на вертикальный 3 конвейер с магнитами М и передаточным устройством 2
Рнс. 4.41. Крутонаклонный конвейер с магнитным удержанием грузов:
а — схема; б — узел передачи грузов с горизонтального 1 на вертикальный 3 конвейер с магнитами М и передаточным устройством 2
(зетобразную) трассу с горизонтальными участками для загрузки и разгрузки.
Для крутонаклонного (под углом 45 — 60°) транспортирования ферромагнитных насыпных грузов (магнетитовой железной руды, агломерата, окалины, стружки черных металлов, обрезков металла, деталей, банок и т. п.) используют ленточный конвейер с серийным оборудованием и стандартной лентой, у которого под грузоиесущей ветвью ленты установлены секции постоянных магнитов М (рис. 4.41, а). Система магнитов создает в области ленты магнитное поле, притягивающее ферромагнитный груз к ленте и обеспечивающее его надежное движение по крутому наклону. Возможны как подъем груза вверх, так и спуск его вниз при соответствующем направлении движения ленты, а также автоматическая передача мелких штучных грузов с горизонтального конвейера на вертикальный (рис. 4.41,6). При вертикальном транспортировании силы магнитного притяжения должны уравновешивать не толь
Рис. 4.42. Схемы двух лент очных конвейеров для транспорта насыпных грузов: а — с крутонаклонной трассой; б —с зетобразной трассой
Крутонаклонный конвейер с магнитным прижимом груза, разработанный Донецким политехническим институтом, имеет ленту шириной 400 мм; скорость движения леиты 0,9 м/с; производительность 30 т/ч.
Двухленточные конвейеры-элеваторы
Двухленточный конвейер-элеватор (рис. 4.42) состоит из двух расположенных один параллельно другому вертикально замкнутых конвейеров, из которых один (иижний) является основным транспортным Т, а второй (верхний) прижимным П. Обе ленты движутся с одинаковой скоростью от самостоятельных (или единого) приводов.
Транспоруный конвейер в начале и в конце своей трассы имеет обычно горизонтальные участки для удобства загрузки и разгрузки. Груз укладывается на горизонтальный участок ленты транспортного конвейера, передается ею до участка сопряжения с лентой прижимного конвейера, зажимается между двумя лентами и транспортируется в таком положении в вертикальном направлении до верхнего разгрузочного участка транспортного конвейера, с ко
торого перегружается по назначению.
На крутонаклонном или вертикальном участке параллельное расположение лент с постоянным расстоянием одной от другой обеспечивается роли- коопорами — опорными 1 и прижимными 2. Надежность работы двухленточ- иого конвейера зависит от плотности и стабильности образования грузонесу- щего желоба из транспортной и прижимной лент, который должен обеспечить высокую производительность без повреждения и просыпи груза.
Для рассматриваемых конвейеров применяют ленты плоские, гладкие, стандартные (наиболее экономичный вариант), с направляющими выступами, с бортами и перегородками, с упругими накладками и др. Прижимными устройствами служат ролики — цилиндрические на общей шарнирной обойме, дисковые на отдельных шарнирных рычагах (рис. 4.42, я), коисольиые (на краях ленты) жесткие и шарнирные и другие типы. Прижим роликов пружинный, рессорный или пневматический. Поиски наиболее оптимального решения задерживают широкое внедрение этой машины.
Крутоиаклонные и вертикальные двухленточные конвейеры необходимы в различных отраслях промышленности
для транспортирования пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых, а также плохосыпучих волокнистых (например, щепы, коры, целлюлозы, асбеста, древесных стружек, бетонной смеси и т. п.) насыпных грузов и штучных грузов: однородных — кусков мыла, пачек бумаги, газет и т. п. и неоднородных — чемоданов, дорожных сумок и другого багажа в аэропортах (рис. 4.43).
У конвейеров для штучных грузов ленты имеют толстую упругую наружную обкладку из губчатой резины или пенопласта; упругая прижимная лента как бы обхватывает транспортируемый груз (например, чемодан) и надежно перемещает его в вертикальном направлении.
При транспортировании газет и обрезков бумаги следует принять меры к отводу заряда электростатического электричества, которое может возникнуть на лентах.
Для обеспечения надежного подъема груза сила трения (сцепления) F груза о ленту должна быть больше сил тяжести G и инерции груза при пуске конвейера, т. е. должно быть выдержано условие
F = цР (G + mf)k, (4.78)
где ц - коэффициент трения груза о ленту; Р - усилие прижима груза; m — масса движущегося груза; j — ускорение движения ленты при пуске конвейера; к — коэффициент запаса.
Отсюда усилие прижима груза
Р ^ k(G + mj^v- = kG(l Fj/gW- (4-79)
Основными преимуществами двухлен- точных конвейеров являются непрерывное высокоскоростное перемещение груза единым слоем, удобство загрузки и разгрузки, бесперегрузочное транспортирование по сложной трассе, сохранность груза, возможность подъема груза на большую высоту с высокой производительностью (до 900 т/ч).
Основные параметры конвейеров: ширина ленты 500—1000 мм; скорость транспортирования насыпных грузов 1—4 м/с, штучных 0,3—1 м/с; высота подъема до 50 — 90 м; конструкция оборудования и его параметры такие же, как у ленточных конвейеров. Тяговый расчет конвейера выполняется по правилам расчета ленточных конвейеров.
Криволинейные конвейеры
На многих открытых разработках, в карьерах, на строительстве гидротехнических сооружений, в криволинейных штреках шахт и на магистральном межцеховом транспорте по условиям планировки местности трасса транспортирования грузов не располагается по прямой линии, а имеет сложное очертание в виде отдельных отрезков простраи- ствеиной ломаной линии. В этих условиях для транспортирования грузов приходится устанавливать каскад из нескольких отдельных конвейеров, расположенных по ломаной линии, с пунктами перегрузок груза с одного конвейера на другой. Такое решение имеет много недостатков, поэтому встала задача создания бесперегрузочного конвейерного транспорта по сложной извилистой пространственной трассе. Для ее решения применяют криволинейный ленточный конвейер, имеющий повороты в горизонтальной плоскости по радиусу 100-1000 м. Известны несколько конструктивных разновидностей криволинейных конвейеров, одиако не все из иих являются эффективными.
К оптимальной конструкции криволинейного ленточного конвейера предъявляются следующие требования: применение стандартной прорезиненной ленты серийного производства, максимальное использование серийного оборудования, обеспечение надежного центрированного движения ленты по криволинейному участку трассы без какого- либо принудительного воздействия на кромку ленты.
Криволинейный конвейер конструкции ВНИИПТМАШ на прямолинейных
Рнс. 4,43. Двухленточный конвейер для транспортирования штучных грузов в аэропорту (фирма Телефлекс, Франция)
Рис. 4.44. Криволинейный ленточный конвейер конструкции ВНИИПТМАШа
горизонтальных и наклонных участках имеет обычное устройство (рис. 4.44, сечение Л —Л). На верхней (рабочей) ветви ленты криволинейного участка обойма каждой желобчатой роликоопоры устанавливается шарнирно (см. сечение Б — Б) и опирается на рессору (пружину или другой упругий элемент) так, что может поворачиваться на угол 6 = — 6 4- 8° в вертикальной плоскости. При отсутствии груза на ленте под действием упругих сил рессоры обойма роликоопоры поднимается в верхнее положение и препятствует сдвигу ленты к центру кривизны. При полной загрузке ленты обойма опускается и имеет малый наклон, обеспечивая отсутствие просыпи груза. Сила трения загруженной ленты о ролики намного больше,
чем при отсутствии нагрузки, и поперечного сдвига ленты опасаться не приходится.
Радиус поворота ленты в горизонтальной плоскости определяется двумя условиями. Первое условие: суммарное удлинение наружной кромки ленты от растяжения и изгиба не должно превышать допускаемых пределов:
Р1 ^ В [2 + е(1 - ks)]/[2£(l - fcs)], (4.80)
где В — ширина ленты, м; s - относительное удлинение ленты при допускаемой нагрузке; ks = 5/5д — коэффициент (отношение натяжения S ленты в конце поворотного участка при полной загрузке конвейера к допускаемому натяжению 5Д ленты выбранного типоразмера).
По второму условию радиус поворота верхней ветви ленты определяется отсутствием сдвига и отрыва ленты от роликоопор под действием радиальной составляющей натяжения ленты в самых неблагоприятных условиях, когда участок поворота не загружен и сила трения минимальная:
Ri>STF/qn, (4.81)
где Sr— максимальное натяжение ленты в конце участка поворота при полной загрузке всего конвейера, кроме участка поворота; Г = А/Б — соотношение коэффициентов геометрии расположения роликов роликоопоры (4) и распределения нагрузки на ролики роликоопоры (Б); ул—линейная сила тяжести ленты, Н/м.
Для желобчатой трехроликовой опоры при отсутствии нагрузки на ленту
А cos 6 — sin (аж + 6) sin аж —
— ц sin (аж + 6) cos аж - ц sin 9; (4.82) Б = 0,3 [cos (аж — 6) sin аж — cos а^ х х sin (аж - 6) + р cos (аж - 6) cos аж] +
+ 0,3 [cos аж sin (аж + 9) -
- соз(аж + 6) sinax +
+ ц cos аж cos (аж + 9)] +
+ 0,4 (sin 9 + Ц cos 9),(4.83)
гДе аж — угол наклона боковых роликов роликоопоры; 9 — угол наклона обоймы роликоопоры; ц — коэффициент трения ленты о ролики.
В проекте принимают наибольший радиус из Ri и R^. Практически для резинотканевых лент R = 100 -ь 600 м, для резииотросовых R = 400 -г 2000 м в зависимости от ширины ленты.
Радиус поворота нижней ветви ленты принимают одинаковым с радиусом поворота верхней ветви; он обеспечивается наклонной и вертикальной установкой опорных и прижимных роликов. Положение роликов обратной ветви выбирают таким, чтобы в статическом состоянии при первоначальном натяжении
лента под действием силы тяжести не сдвигалась вниз, а при работе конвейера с наибольшим натяжением не сдвигалась внутрь кривизны.
Особую группу криволинейных конвейеров составляют круговые передаточные конвейеры (рис. 4.45, а). Для этих конвейеров ленту выкраивают в виде круглой заготовки (рис. 4.45,6), которую складывают пополам и концы стыкуют один с другим — образуется замкнутый контур. Диаметры конических концевых (приводного и натяжного) барабанов Dx и Di выбирают таким образом, чтобы поворот наружной и внутренней кромок ленты происходил на одни и тот же угол, отсюда DijDi = Ri/R\. Обычно выбирают К « 2В. где В — ширина ленты; угол поворота т — 20 — 180°.
Круговые конвейеры применяют для перегрузки главным образом штучных грузов с конвейера на конвейер, расположенных под углом один к другому.
Из комбинации приводных круговых конвейеров и наклонных площадок комплектуют механизированные круговые спиральные спуски для межэтажной передачи штучных грузов массой 25 — 1500 кг. Максимальный угол наклона спирали по внешней кромке 15°; минимальные диаметры спуска — внутренний 800 мм, наружный — 1600 мм.
Подвижные распределительные конвейеры
Подвижной распределительный (загрузочный) конвейер (рис. 4.46) представляет собой горизонтальный ленточный конвейер длиной Lr, установленный на раму, которая может передвигаться от собственного привода вдоль фронта разгрузки длиной £ф.
Подвижные конвейеры предназначаются для загрузки эстакады бункеров или штабелей, расположенных под углом (как правило, перпендикулярно) к продольной оси стационарного транспортного конвейера. В этом их отличие от барабанных разгружателей, которые обеспечивают загрузку бункеров и штабелей, расположенных по продольной
Рис. 4.45. Круговой передаточный конвейер фирмы Беумер (ФРГ):
а — конструкция; б — заготовка ленты; / и 4 — натяжной и приводной конические барабаны; 2 — лента; 3 — приводной механизм
Рис. 4,46. Подвижные распределительные конвейеры:
а — откатной; б — челноковый; в — конструкция; 3 — участок загрузки; Р — участок разгрузки
оси транспортного конвейера. Подвижные конвейеры применяют для транспортирования высокоабразивных, крупнокусковых, влажных и тому подобных насыпных грузов, разгрузка которых барабанными разгружателямн представляет значительные трудности.
По характеристике передвижения и работы подвижные конвейеры разделяются на откатные и челноковые, а по направлению движения ленты — реверсивные и нереверсивные (с движением ленты только в одном направлении). Откатной конвейер (рис. 4.46, а) подает груз при неподвижной раме (в стационарном положении) и перемещается периодически по мере изменения места разгрузки; движение ленты, как правило, одностороннее. Челноковый конвейер (рис. 4.46,6) разгружается при непрерывном возвратно- поступательном движении конвейера вдоль фронта разгрузки и реверсивном движении ленты. Направление хода конвейера изменяется автоматически при помощи конечных выключателей.
Основные параметры подвижных распределительных конвейеров: ширина ленты 650 — 2000 мм; скорость движения ленты 1 — 3,15 м/с, конвейера 0,3 — 0,4 м/с; длина конвейера 30—100 мм и в отдельных случаях — до 200 м.
Элементы подвижного конвейера имеют такую же конструкцию, как и элементы стационарных конвейеров. Привод ленты имеет обычную конструкцию и располагается на концевом барабане; натяжное устройство — винтовое для коротких конвейеров легкого типа и лебедочное с регулированием первоначального натяжения — на конвейерах повышенной длины и тяжелого типа. Привод движения рамы конвейера — иа одном, двух или трех ведущих осях в зависимости от длины конвейера. Роликоопоры — стандартные, с уменьшенным расстоянием одной от другой. Управление движением конвейера полностью автоматизированное, с центрального пульта. Во избежание просыпи груза ширину леиты подвижного конвейера принимают примерно на 10 %
больше, чем для стационарного конвейера одинаковой производительности. Токоподвод к двигателям приводов — от кабельного барабана.
Ленточно-канатные конвейеры
В ленточно-канатном конвейере (рис. 4.47) тяговым элементом служат два стальных каната Д расположенных вдоль кромок специальной ленты 2, несущей транспортируемый груз. Лента имеет у кромок утолщения с седлообразными пазами и свободно опирается на канаты, входящие в этн пазы. Внутри ленты завулканизированы упругие стальные полосы 3 размером, например, 5 х 12 мм, вследствие чего лента под действием силы тяжести транспортируемого груза принимает плавную желобчатую форму (рис. 4.47, а, б). На концах конвейера канаты 1 огибают приводные 5 я натяжные 4 блоки, а лента — барабаны: оборотный 7 и натяжной 6. В промежутках между концевыми барабанами канаты с лентой опираются на двойные опорные блоки 8.
Ленточно-канатные конвейеры конструкции Гипроуглеавтоматизации имеют следующую характеристику; ширина ленты 900 мм; скорость ее движения 2,1 м/с; масса 1 м ленты 26,5 кг/м; транспортируемый груз — руда плотностью 2,1 т/м3; производительность 870 т/ч; длина конвейера 3862 м с уклоном на спуск под углом до 3°; тяговый канат диаметром 32 мм; диаметр приводного блока 2,5 м; мощность приводного двигателя по 250 кВт для каждого каната.
В ленточно-канатном конвейере отечественной конструкции правый и левый, тяговые канаты имеют самостоятельные приводы. Согласованность движения канатов достигается смягчением механических характеристик приводных асинхронных электродвигателей с фазным ротором и постоянно включенным в цепь ротора сопротивлением.
К преимуществу ленточно-канатных конвейеров относится возможность по-
Рнс. 4.47. Ленточно-канатный конвейер:а — лента с канатом; б — схема конвейераРнс. 4.47. Ленточно-канатный конвейер:а — лента с канатом; б — схема конвейералучения большой длины транспортирования (в зарубежной практике имеются конвейеры длиной до 10—15 км) в одном ставе, а к недостаткам сложность и большие габаритные размеры привода (диаметр приводного блока равен 60—80 диаметрам каната), малый срок службы тяговых канатов (3 — 6 мес.), сложность конструкции ленты и ограниченность ее ширины (до 1200 мм) и производительности конвейера. Эти недостатки обусловили сравнительно малое распространение ленточно-канатных конвейеров.
Рнс. 4.47. Ленточно-канатный конвейер:
а — лента с канатом; б — схема конвейера
Рнс. 4.47. Ленточно-канатный конвейер:
а — лента с канатом; б — схема конвейера
К конвейерам с раздельным тяговым н несущим элементами относятся также установки с желобчатой лентой, подвешенной к тяговому канату. Они представляют собой сочетание подвесной канатной дороги с ленточным конвейером.
Ленточно-цепные конвейеры
В ленточно-цепных конвейерах тяговым элементом служит пластинчатая или круглозвенная цепь, а грузонесу-
щим — обычная резинотканевая лента. Применение прочной цепи и несколько промежуточных приводов обусловливает возможность значительного увеличения длины бесперегрузочного транс- портнровання груза прн использовании стандартной ленты с малым числом прокладок. Существует несколько конструктивных разновидностей ленточноцепных конвейеров с лентой, жестко (постоянно) прикрепленной к цепи и свободно лежащей на ней. К первому типу можно отнести изгибающиеся конвейеры со специальным складчатым настилом — лентой (см. гл. 5).
В ленточно-цепном конвейере с фрикционной связью ленты с цепью (рис. 4.48) конструкции Хостермана (ФРГ) тяговым элементом служит одна пластинчатая или, чаще, круглозвенная цепь 1, снабженная опорными площадками 2. на которые свободно опирается прорезиненная лента 3. Желобчатую форму ленте придают роликоопоры 4, у которых средний ролик отсутствует и вместо него проходит тяговая цепь, движущаяся на катках 6 по направляющим путям 5. Захват ленты осуществляется только трением между опорны-
Рис. 4.48. Ленточно-цепной конвейер:<7 — схема; 5 — ходовая часть; Б — оборотный барабан; П1, П2 ... приводные звездочки; НУ — натяжное устройствоРис. 4.48. Ленточно-цепной конвейер:<7 — схема; 5 — ходовая часть; Б — оборотный барабан; П1, П2 ... приводные звездочки; НУ — натяжное устройствоми площадками цепи и лентой. Эти площадки устанавливают на каждом втором звене цепи, и для увеличения сцепления с лентой к ним прикрепляют накладки из резины с насечкой на опорной поверхности. Движение цепи на собственных катках по сплошным направляющим путям исключает возможность отслаивания цепи от ленты.
Рис. 4.48. Ленточно-цепной конвейер:
<7 — схема; 5 — ходовая часть; Б — оборотный барабан; П1, П2 ... приводные звездочки; НУ — натяжное устройство
Рис. 4.48. Ленточно-цепной конвейер:
<7 — схема; 5 — ходовая часть; Б — оборотный барабан; П1, П2 ... приводные звездочки; НУ — натяжное устройство
К преимуществам ленточно-цепных конвейеров относятся возможность применения стандартной ленты с тремя- четырьмя прокладками, независимо от длины бесперегрузочного транспорта, так как на один неразрывной контур ленты можно установить несколько цепных контуров (рис. 4.48, а) с отдельными приводными механизмами, работающими согласованно один с другим. Недостатками являются ненадежность фрикционного соединения ленты с цепью из-за непостоянства коэффициента трения в условиях неизбежного загрязнения и увлажнения опорных площадок и малой сцепной массы; износ ленты и площадок от проскальзывания; ограничение скорости из-за наличия цепи и динамических нагрузок на нее;
ограничение угла наклона примерно до 10° из-за недостаточного усилия сцепления ленты с цепью.
Расчет ленточио-цепных конвейеров выполняют в обычном порядке; ширину ленты и производительность определяют так же, как и для ленточных конвейеров (см. п. 4.2); тяговый расчет проводят как для сочетания ленточного конвейера с пластинчатым (см. гл. 5).
Для исключения проскальзывания цепи по ленте необходимо, чтобы сила трения по опорным площадкам была больше силы сопротивления перемещению ленты с грузом, т. е. должно быть выдержано условие
Z Vc(9r + gj/cosp >
K3L(qr + q^ [sin р + (1 - /cj w cos p],
(4.84)
где £ /п — общая длина цепного приводного контура, м; кс - коэффициент распределения нагрузки от груза и ленты на опорную площадку цепи; обычно кс = 0,45 л 0,5; q^ и qn — линейные силы тяжести соответственно груза и ленты, Н/м; / — коэффициент трения ленты о площадки цепи; обычно f = 0,3 ч- 0,4;
Р — угол наклона конвейера; • К3 = = 1,25 — 1,5 — коэффициент запаса; L— длина конвейера, м; w — коэффициент сопротивления движению ленты по боковым роликам (для роликов на шарикоподшипниках W = 0,03 0,05).
Для проверки условия сцепления ленты с цепью при холостом ходе конвейера без груза необходимо в формуле (4.84) принять 9г = 0. Как правило, это условие определяет возможности применения и длину цепного привода.
Из сравнения тяговых усилий промежуточных ленточно-цепного [по формуле (4.84)] и ленточного [по формулам (4.24) и (4.25)] приводов видно, что последний имеет более чем в 2 раза большее тяговое усилие при одной и той же длине, поскольку для него кс = 1 и цп >/ из-за сцепления лент в желобчатом сечении.
Вследствие ранее указанных недостатков ленточно-цепные конвейеры получили малое распространение. Известно некоторое применение их в СССР для транспортирования угля в шахтах и в ФРГ. Основные параметры действующих ленточно-цепных конвейеров: ширина ленты 800 и 1000 мм; производительность 300 м3/ч при скорости 1 м/с; длина 200—750 м.
Ленточные конвейеры на ходовых опорах
Ленточный конвейер на ходовых опорах (иногда его называют ленточно-тележечным или ленточно-колесным) имеет вертикально замкнутый контур прорезиненной ленты- б, огибающей приводной 8 и натяжной 1 барабаны (рис. 4.49). Роликоопоры 2 установлены только около барабанов, а на остальном протяжении рабочей ветвн лента опирается на ходовые опоры — дугообразные рамки 4, соединяющиеся одна с другой цепями 5 и опирающиеся на катки 9, движущиеся по рельсам 10, уложенным вдоль конвейера на верхней и нижией ветвях. Обратная ветвь ленты опирается на роликоопоры 11. Цепной
б А. О. Спиваковский
контур ходовых опор не имеет привода и приводится в движение лентой при помощи сил трения между лентой и поверхностью дугообразных рамок. В концевых участках цепи огибают оборотную 7 и натяжную 3 звездочки. Поскольку опоры движутся вместе с лентой, груз не оказывает на них ударного действия. Это позволяет перемещать на конвейере тяжелые крупнокусковые грузы.
Опытные промышленные образцы конвейера на ходовых опорах с лентой шириной 1200 мм со скоростью 1,5 м/с эксплуатируются на предприятиях горной и химической промышленности. Наличие цепного контура ограничивает возможные скорости движения ленты до 1,6 м/с.
Дальнейшее совершенствование конструкции и накопление опыта эксплуатации позволит определить оптимальную область применения конвейера этого типа.
Конвейеры
с металлическими лентами
Конвейеры с цельнопрокатной стальной лентой по общему устройству, принципу действия и составу элементов подобны конвейерам с прорезиненной лентой, однако конструкции их элементов имеют существенное различие вследствие высокой продольной и поперечной жесткости и твердости стальных лент. Стальные ленты изготовляют прокаткой из углеродистой стали марок 65Г и 85Г и из коррозионно-стойкой стали 1Х18Н9 и разделяют на цельнокатаные шириной 400—1200 мм и продольно- стыкованные шириной до 7 м, соединенные из нескольких отдельных цельнокатаных узких лент при помощи специальной сварки в среде защитного газа нли боковых фигурных накладок.
В Советском Союзе выпускают конвейерные стальные цельнопрокатные ленты из стали марки 85 шириной 400; 500 и 600 мм, толщиной 0,8 н 1,0 мм, прочностью на разрыв до 900 МПа, плотностью 7,8 т/м3.
Рис. 4.49. Лент очный конвейер на ходовых опорах конструкции ГипроннкельРис. 4.49. Лент очный конвейер на ходовых опорах конструкции Гипроннкель
Рис. 4.49. Лент очный конвейер на ходовых опорах конструкции Гипроннкель
Рис. 4.49. Лент очный конвейер на ходовых опорах конструкции Гипроннкель
Стальную ленту из углеродистой стали можно применять для транспортирования горячих грузов с температурой до 120 °C при неравномерном и до 500 °C при равномерном нагреве в печи. Гладкая поверхность стальной ленты позволяет транспортировать на ней и надежно разгружать в различных промежуточных участках трассы клейкие и липкие грузы, например влажную глину, сахар-сырец, бетон, масло и т. п.
Конвейеры со стальной лентой получили распространение на сахарных заводах, кондитерских фабриках, мясокомбинатах и подобных предприятиях пищевой промышленности, а также в специальных технологических линиях (при производстве бетонных плит, проката листов пластмасс, толя и т. п.), в моечных, сушильных и холодильных установках и в качестве пассажирских конвейеров. Характерные области использования конвейеров со стальной лентой показаны на рис. 4.50.
Углы наклона конвейера со стальной лентой на 2 — 5° меньше, чем у конвейеров с прорезиненной лентой (см. табл. 4.1). Из-за повышенной жесткости стальной ленты необходимо применять концевые и отклоняющие барабаны
и роликоопоры увеличенного диаметра. Диаметр барабана D выбирают в зависимости от толщины ленты б и числа ее перегибов в единицу времени, которое зависит от скорости движения ленты (обычно не более 1 м/с), числа отклоняющих барабанов и длины конвейера. Обычно принимают D = (800 ч 1200)5 (меньшие величины относятся к тихоходным длинным, а большие — к коротким быстроходным конвейерам).
Рис. 4.50. Характерные примеры применения конвейеров со стальной лентой:а — линия поточного производства; б — конвейер с непрерывной сушкой грузов; s— конвейер в сушильных. охладительных или морозильных камерах; г — пассажирский конвейер; б — прессовый конвейер;е — сушильный конвейер с перфорированной лептойРис. 4.50. Характерные примеры применения конвейеров со стальной лентой:а — линия поточного производства; б — конвейер с непрерывной сушкой грузов; s— конвейер в сушильных. охладительных или морозильных камерах; г — пассажирский конвейер; б — прессовый конвейер;е — сушильный конвейер с перфорированной лептойПоддерживающим устройством для стальной ленты служат роликоопоры: прямые из отдельных дисков диаметром 200 — 250 мм, насаженных на общей оси, на которых лента имеет плоскую форму (рис. 4.51,л), и пружинные, на которых лента принимает плавную желобчатую форму (рис. 4.51, в), а также опоры скольжения из дерева, пластмассы или металла (рис. 4.51,6). Опора стальной ленты на обычные трехроликовые желобчатые роликоопоры не допускается, так как при резких перегибах в стальной ленте появляются продольные трещины. Концы стальной ленты соединяют внахлестку при помощи однорядного шва со специальными заклепками или же сваривают специальной сваркой.
Рис. 4.50. Характерные примеры применения конвейеров со стальной лентой:
а — линия поточного производства; б — конвейер с непрерывной сушкой грузов; s— конвейер в сушильных. охладительных или морозильных камерах; г — пассажирский конвейер; б — прессовый конвейер;
е — сушильный конвейер с перфорированной лептой
Рис. 4.50. Характерные примеры применения конвейеров со стальной лентой:
а — линия поточного производства; б — конвейер с непрерывной сушкой грузов; s— конвейер в сушильных. охладительных или морозильных камерах; г — пассажирский конвейер; б — прессовый конвейер;
е — сушильный конвейер с перфорированной лептой
Рис. 4.51. Поперечные сечения конвейера со стальной лентой:Рис. 4.51. Поперечные сечения конвейера со стальной лентой:я — на прямых роликоопорах; б — на гладком настиле с бортами; в — на пружинных роликоопо- рах; г-на брусьях при струйном охлаждении ленты и груза; <) — на роликоопорах при поточном охлаждении лентыя — на прямых роликоопорах; б — на гладком настиле с бортами; в — на пружинных роликоопо- рах; г-на брусьях при струйном охлаждении ленты и груза; <) — на роликоопорах при поточном охлаждении лентыФирма Сандвикеи (Швеция) выпускает широкий ассортимент стальных лент разного назначения: сплошную стальную универсального назначения, перфорированную с круглыми (рис. 4.52, а) и овальными (рис. 4.52,6) отверстиями (для сушильных и хлебопекарных печей непрерывного действия; обезвоживания и мойки различных грузов); с привулка- низированными к ленте одной (при ширине до 650 мм) и двумя клиновидными направляющими (рис. 4.52,6, г), с резиновым покрытием на одной (рис. 4.52,0) или на двух сторонах для пассажирских конвейеров. Клиновидные направляющие обеспечивают точное центрированное движение ленты и позволяют заменить тяжелые барабаны легкими шкивами с ободом клиновидного профиля.
Рис. 4.51. Поперечные сечения конвейера со стальной лентой:
Рис. 4.51. Поперечные сечения конвейера со стальной лентой:
я — на прямых роликоопорах; б — на гладком настиле с бортами; в — на пружинных роликоопо- рах; г-на брусьях при струйном охлаждении ленты и груза; <) — на роликоопорах при поточном охлаждении ленты
я — на прямых роликоопорах; б — на гладком настиле с бортами; в — на пружинных роликоопо- рах; г-на брусьях при струйном охлаждении ленты и груза; <) — на роликоопорах при поточном охлаждении ленты
Стальная лента примерно на 30 % легче и почти в пять раз дешевле прорезиненной равной ширины и прочности. Прорезиненная и стальная ленты не заменяют одна другую и имеют свои рациональные области применения.
Конвейеры с проволочной лентой также подобны конвейерам с прорезиненной лентой, но в качестве грузонесущего и тягового элемента они имеют проволочную ленту различных типов. Наибольшее распространение получила шарнирно-звеньевая проволочная лента (рис. 4.53), собираемая из отдельных плоских проволочных спиралей (звеньев) попеременно правой 1 и левой 2 навивки, соединяемых одна с другой при помощи стержней 3. Проволочные ленты этого типа обладают высокой прочностью, малым удлинением, равной прочностью как в стыках, так и в любом другом сечении и могут огибать барабаны малого диаметра. Проволочные ленты бывают плоскими без бортов (рис. 4.53, л) или с бортами высотой обычно 90—100 мм (рис. 4.53,6). Для них можно применять такое же оборудование конвейеров, как и для прорезиненной ленты, за исключением желобчатых роликоопор. Имея большую гибкость в продольном направле-
3-5,5—Л-3-5,5—Л-бооооооообооооооооооооооооо>ооооооооо>ооооооооо< оооооооооооооооооо< оооооооооРнс. 4.52. Исполнения стальных конвейерных дент
3-5,5
—Л-
3-5,5
—Л-
боооооооо
боооооооо
ооооооооо>
ооооооооо>
ооооооооо< ооооооооо
ооооооооо< ооооооооо
нии, проволочная лента обладает, благодаря наличию стержней, повышенной жесткостью в поперечном направлении и поэтому не принимает желобчатой формы.
Возможность широкого выбора материалов для проволоки, идущей на изготовление лент, позволяет применять этн ленты для механизации различных технологических процессов в разно образных отраслях промышленности.
Проволочные ленты также широко применяют для транспортирования штучных и кусковых грузов через различные закалочные, нагревательные, об-
Рнс. 4.53. Шарнирно-звеньевая проволочная лента: а — без бортов; б—с бортами; в—детали ленты; / — правая спираль; 2 — левая спираль; 3 — стержень
жиговые и сушильные печи с температурой до 1000"С, в качестве подвижного пода для выпечки хлебных и кондитерских изделий, а также в моечных, обезвоживающих, охладительных, сортировочных и других подобных установках.
Задачи научных исследований
К задачам научных исследований относятся :
установление оптимальных расстояний между роликоопорами с учетом
и сохранением желобчатого сечения современных типов резинотканевых и резинотросовых лент в зависимости от ширины, толщины и натяжения ленты и распределенной нагрузки на ленту;
определение оптимальных размеров и конструкций переходных участков ленты от желобчатого сечеиия на роли- коопорах до плоского сечения на оборотных (приводных, натяжных и т. п.) барабанах в зависимости от ширины, толщины, типа ленты и ее натяжения;
исследование и разработка конструкции натяжного устройства, автоматически обеспечивающего минимально необходимое (с постоянным гарантированным запасом сцепления) натяже
ние ветви ленты, сбегающей с приводного барабана, в зависимости от интенсивности загрузки конвейера;
разработка метода измерения натяжения ленты по всему контуру трассы в процессе реальной эксплуатации конвейера (система датчиков и фиксация их показаний, в том числе с радиопередачей);
надежное транспортирование грузов с липкими включениями, во влажных условиях на открытых разработках;
выбор оптимального способа опоры ленты большой ширины (более 1400 мм) магистральных конвейеров большой длины.
ПЛАСТИНЧАТЫЕ
КОНВЕЙЕРЫ
Основные типы конвейеров 166
Пластинчатые конвейеры общего назначения 167
Изгибающиеся пластинчатые конвейеры с пространственной трассой 178
Разливочные машины 181
Эскалаторы 181
Пассажирские конвейеры 185
Задачи научных исследований 186
Основные типы конвейеров
Пластинчатый конвейер служит для непрерывного транспортирования насыпных .и штучных грузов по трассе, расположенной в вертикальной плоскости или (при специальном исполнении) в пространстве. Тяговым элементом конвейера является одна или две цепи, грузонесущим — жесткий металлический или, реже, деревянный, пластмассовый, резинотканевый настил (полотно), со
стоящий из отдельных пластин (поэтому конвейер называется пластинчатым), движущийся по направляющим путям. Действие динамических нагрузок на тяговые цепи ограничивает скорость их движения обычно до 1,25 м/с, однако при использовании цепи конвейер может иметь увеличенную длину при больших линейных нагрузках как с одним, так и с несколькими приводами; крутые перегибы по сравнительно небольшим радиусам с повышенным углом наклона.
По конструкции настила, тяговой цепи и расположению трассы различают пластинчатые вертикально замкнутые конвейеры общего назначения (основной тип) и изгибающиеся конвейеры с пространственной трассой. К специальным пластинчатым конвейерам относят разливочные машины для транспортирования н охлаждения жидкого металла, эскаддторы, пассажирские конвейеры и конвейеры с настилом сложного профиля.
Известны пластинчатые конвейеры фирмы Беумер (ФРГ), у которых тяговым элементом служит резинотросовая лента; к ленте через специальные привулканизнрованные подкладки крепится коробчатый настил. На рабочей ветви лента с настилом опирается на прямые роликоопоры, а обратная ветвь движется по рельсам на катках, прикрепленных к стенкам настила. Применение ленты позволяет увеличить скорость конвейера, снизить массу и износ ходовой части и повысить плавность движения. Недостатками такой конструкции являются сложность ходовой части и повышенное рабочее наряжение из-за применения фрикционного привода.
Пластинчатые конвейеры общего назначения
Общее устройство н области применения
Пластинчатый конвейер (рис. 5.1) имеет станину 5, по концам которой установлены две звездочки — приводная 2 с приводом 9 и натяжная 7 с натяжным устройством 8. Бесконечный настил 3, состоящий из отдельных металлических или, реже, деревянных пластин, прикреплен к одной или двум тяговым цепям 4, которые огибают концевые звездочки и находятся в зацеплении с их зубьями. Вертикально замкнутые тяговые цепи снабжены опорными катками и движутся вместе с настилом по направляющим путям станины 5 вдоль продольной оси конвейера.
Конвейер загружается через одну или несколько воронок б в любом месте трассы, а разгружается через концевую звездочку и воронку 1. Промежуточная разгрузка возможна только для пластинчатых конвейеров с безбортовым плоским настилом.
Пластинчатые конвейеры применяют для транспортирования в горизонтальном и наклонном направлениях различных насыпных и штучных грузов в металлургической, химической, угольной, энергетической, машиностроительной и многих других отраслях промышленности, а также для перемещения изделий от одного рабочего места к другому по технологическому процессу при поточном производстве. Часто на пластинчатом конвейере одновременно с транспортированием грузы-изделия подвергаются технологическим операциям — закалке, отпуску, охлаждению, мойке, окраске, сборке, контролю и т. п. На пластинчатых конвейерах, в отличие от ленточных, перемещают более тяжелые крупнокусковые, абразивные (руда, камень и т. п.), а также горячие (поковки, отливки и т. п.) грузы.
Преимуществами пластинчатых конвейеров являются возможность транспортирования тяжелых крупнокусковых и горячих грузов при больших производительности (до 2000 м3/ч и более) и длине перемещения (известны установки длиной до 2 км) вследствие высокой прочности тяговых цепей и возможности применения промежуточных приводов ; спокойный и бесшумный ход; возможность непосредственной загрузки (самопитания) из бункеров без применения питателей, широкое разнообразие трасс перемещения грузов (рис. 5.2) с более крутыми, по сравнению с ленточными конвейерами, наклонами (до 35 — 60°) и меньшими радиусами переходов (5 — 8 м) с одного направления на другое. К -недостаткам пластинчатых конвейеров относятся значительные массы настила и цепей и повышенная их стоимость, усложненная эксплуатация из-за большого числа шарнирных сочленений деталей цепей.
Рис. 5.1. Пластинчатый конвейерРис. 5.1. Пластинчатый конвейер
Рис. 5.1. Пластинчатый конвейер
Рис. 5.1. Пластинчатый конвейер
Рис. 5.2. Схемы трасс пластинчатых конвейеров:
а — горизонтальной; б - наклонной; в - горизонтально-наклонной; г и д - сложной комбинированной; е — положение груза на наклонном участке конвейера
Пластинчатые конвейеры классифицируют по конструкции настила, конфигурации трассы и назначению. По назначению различают стационарные и передвижные конвейеры. Последние используют обычно как погрузочные и перегрузочные машины, самоходные и несамоходные.
Основные параметры (ширина и тип настила) стационарных пластинчатых конвейеров общего назначения установлены ГОСТ 22281-76.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом пластинчатых конвейеров служат две пластинчатые катковые цепи (ГОСТ 588—81) с шагом 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800 мм, одна (только для конвейеров легкого типа шириной до 400 мм) или две втулочные или роликовые цепи (ГОСТ 588 — 81) и круглозвенные цепи.
У катковых цепей катки служат опорными элементами, при помощи которых силы тяжести настила и транспортируемого груза передаются на направляющие пути конвейера. Катки бывают с ребордами и без них, на подшипниках скольжения или качения; последние применяют для конвейеров тяжелого типа.
В конвейерах с втулочными и роликовыми цепями опорными элементами служат стационарные ролики, укрепленные на станине; по ним гранями своих звеньев движутся цепи конвейера (рис. 5.3, в и 5.4). При гладком настиле (рис. 5.3, в) на обратной ветви по роликам движется настил. Конвейеры этого типа (рис. 5.4) с настилом шириной 800;
1000 и 1200 мм часто применяют для транспортирования горячих грузов; при этом для смазывания стационарных роликов используют централизованную смазочную систему.
Известны также конструкции конвейеров с бескатковыми пластинчатыми и круглозвенными цепями, у которых иастил поддерживается отдельными катками на сквозных осях, прикрепленных к звеньям цепи или к настилу через 400 — 800 мм. Такие выносные катки легко обслуживать, ремонтировать и смазывать, для их замены не требуется снимать цепи,
В специальных конвейерах легкого типа для транспортирования . легких штучных грузов (например, деталей машин, бутылок) с петлевым плоским настилом шириной 80; 100; 160 и 200 мм можно объединять цепи с настилом (рис. 5.5, а); такой настил скользит по металлическим или пластмассовым направляющим путям.
Настил является грузонесущим элементом пластинчатого конвейера; он выполняется с бортами и без них и имеет различную конструкцию в зависимости от характеристики транспортируемого груза. ГОСТ 22281 — 76 предусматривает следующие разновидности настила пластинчатых конвейеров (см. рис. 5.3): безбортовой плоский разомкнутый с катками (см. рис. 5.3, а и б) и без катков (см. рис, 5.3, в); плоский сомкнутый ПС с катками (см. рис. 5.3, г); безбортовой волнистый В (см. рис. 5.3, д); бортовой волнистый БВ (см. рис. 5.3, е) и коробчатый мелкий КМ и глубокий КГ (рис, 5.3, ж и з).
л-4
Рис. 5.3. Настилы (полотна) пластинчатого конвейера:
а и б — плоский разомкнутый безбортовой с катками; в—то же, без катков; г — плоский сомкнутый бортовой; д — волнистый безбортовой; е — то же, бортовой; ж и з — мелкий и глубокий коробчатые
Рис. 5.4. Поперечное сеченне конвейера со стационарными опорными роликами:
1 — ограждение из сетки; 2 — централизованная смазочная система
Плоский (гладкий) настил изготовляют из деревянных планок (см. рис. 5.3, а) или стальных пластин (см. рис. 5.3, в). Для надежного положения транспортируемых грузов (например, цилиндрической формы) настил ииогда снабжают фасонными накладками — упорами. Настилы волнистый (безбортовой и бортовой), бортовой плоский, глубокий и коробчатый штампуют из стальных листов толщиной 4-10 мм.
8-58-5Рис. 5.5. Ходовая часть конвейера с плоским петлевым настилом с грузонесущнм и тяговым элементами:Рис. 5.5. Ходовая часть конвейера с плоским петлевым настилом с грузонесущнм и тяговым элементами:а — совмещенными; б — разделеннымиа — совмещенными; б — разделенными
8-5
8-5
Рис. 5.5. Ходовая часть конвейера с плоским петлевым настилом с грузонесущнм и тяговым элементами:
Рис. 5.5. Ходовая часть конвейера с плоским петлевым настилом с грузонесущнм и тяговым элементами:
а — совмещенными; б — разделенными
а — совмещенными; б — разделенными
Безбортовой настил применяют для транспортирования штучных грузов. Чтобы предохранить груз от выпадания, иногда, особенно на участке загрузки, устанавливают вдоль настила неподвижные борта из досок или стальных полос. При неподвижных бортах безбортовые плоский сомкнутый и волнистый настилы применяют для насыпных грузов, бортовые плоский и волнистый настилы — для насыпных и штучных грузов (например, для горячего литья), а бортовые коробчатые настилы — исключительно для насыпных грузов при больших углах наклона (до 45 — 60°) и высокой производительности. Пластины настила крепят на болтах, заклепках или приваривают к специальным уголкам, прикрепляемым к пластинам тяговых цепей. Тяговые цепи соединяют друг с другом жесткими пластинами настила или сквозными осями, которые располагают через один- три шага цепи. Направление движения настила должно строго соответствовать стрелкам, указанным на рис, 5.3; в про
тивном случае возможно попадание груза между пластинами настила и его повреждение.
Для транспортирования стальных листовых отходов кузнечно-прессового производства и элементной металлической стружки применяют бортовой плоский сплошной настил с петлевым шарнирным соединением пластин (см. рис. 5.5,6).
Основными размерами настила (см. рис. 5.3) являются ширина В и высота h бортов, если они имеются. По ГОСТ 22281—76 настилы изготовляют с номинальной шириной 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мм и высотой борта 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450 и 500 мм.
Угол наклона пластинчатого конвейера Р определяется характеристикой транспортируемого груза и типом настила. Для гладкого и волнистого настила р ^ рт - 0 [здесь рт- угол трения груза о настил в движении; 0 — некоторый угол, обеспечивающий надежное положение груза на наклонном участке;
для гладкого настила 6 = 9-6°, для волнистого 6 = 5 -5- 3° (большие цифры относятся к. настилу без бортов, а меньшие — к иастилу с бортами)]. В любом случае 0 < (фд — 5°) (здесь фд — угол естественного откоса груза в движении).
Для насыпных грузов при коробчатом настиле 0 = 45 -г 60°, однако при больших углах наклона (более 35°) производительность конвейера заметно снижается, поскольку груз надежно удерживается только в пределах высоты упорной стенки настила (см. рис. 5.3, ж и з).
Для транспортирования штучных грузов, при наличии на настиле поперечных грузоудерживающих планок, угол наклона конвейера может быть повышен до 60°, если линия действия силы тяжести груза будет находиться внутри его опорной поверхности (см, рис. 5.3, е).
Привод пластинчатого конвейера — угловой или прямолинейный (гусеничный). Он состоит из приводных звездочек, передаточного механизма и электродвигателя. В конвейерах с наклонной илн комбинированной трассой, у которых возможно самопроизвольное движение ходовой части при случайном отключении электродвигателя или нарушении кинематической связи в передаточном механизме, устанавливают стопорное устройство храпового или роликового типа или электромагнитный тормоз. Приводные звездочки углового привода обычно имеют пять-восемь зубьев; изготовляют их литыми из ста
ли или, редко, из чугуна, а также составными — с литым корпусом из чугуна и венцом из листовой стали. Профиль зуба звездочек регламентирован ГОСТ 592 — 75. Для обеспечения единства передачи тягового усилия и ликвидации возможности перекоса цепей приводные звездочки закрепляют на приводном валу так, чтобы взаимное расположение зубьев у обеих звездочек было строго одинаковым.
Передаточным механизмом привода является один редуктор или редуктор с дополнительной зубчатой или цепной передачей. При необходимости плавного регулирования скорости в передаточный механизм между электродвигателем и редуктором устанавливают вариатор скорости. Известно применение гусеничных приводов с электромагнитным захватом звеньев цепи конвейера. Для этого на приводной гусеничной цепи укрепляют электромагниты, которые обесточиваются при подходе к приводной звездочке.
Длинные и тяжело иагружейные конвейеры выполняют с несколькими приводами. Известны пластинчатые конвейеры длиной до 2 км с девятью приводными гусеничными механизмами.
Рис. 5.6. Натяжное устройство:а — винтовое; б — пружинно-винтовоеРис. 5.6. Натяжное устройство:а — винтовое; б — пружинно-винтовоеНатяжное устройство конвейеров — винтовое или пружинно-винтовое, устанавливается на концевых звездочках (рис. 5.6). Ход натяжного устройства X = 320 -г 1000 мм принимается в зависимости от шага тяговой цепи (обычно
Рис. 5.6. Натяжное устройство:
а — винтовое; б — пружинно-винтовое
Рис. 5.6. Натяжное устройство:
а — винтовое; б — пружинно-винтовое
Рис. 5.7. Металлоконструкция секций станины пластинчатого конвейера: а — средней; б — криволинейнойРис. 5.7. Металлоконструкция секций станины пластинчатого конвейера: а — средней; б — криволинейнойне менее 1,6 — 2 шага). Одну из звездочек натяжного устройства закрепляют на валу иа шпонке, а другую - свободно для возможности самоустановки по положению шарниров цепи.
Рис. 5.7. Металлоконструкция секций станины пластинчатого конвейера: а — средней; б — криволинейной
Рис. 5.7. Металлоконструкция секций станины пластинчатого конвейера: а — средней; б — криволинейной
Станину конвейера, как правило, изготовляют из угловой или швеллерной стали (рис. 5:7). Концевые части выполняют в виде отдельных рам для привода и натяжного устройства, а среднюю часть (рис. 5.7, а) для опоры настила — в виде отдельных секций металлоконструкции длиной по 4 — 6 м. В качестве опорных (направляющих) путей для ходовых катков цепей служат уголки 1 для
конвейеров легкого типа и швеллеры или узкоколейные рельсы — для конвейеров тяжелого типа. На криволинейных секциях (рис. 5.7,6) над путевыми профилями устанавливают контршины 2. На конвейерах поточной линии у станины средней части и цепи рабочей ветви размещают предохранительные ограждения и сиденья для рабочих.
Расчет конвейеров
Рис. 5.8. Поперечное сечение насыпного груза на настиле пластинчатого конвейера: а — без бортов; б — с подвижными бортами; в—с неподвижными бортамиРис. 5.8. Поперечное сечение насыпного груза на настиле пластинчатого конвейера: а — без бортов; б — с подвижными бортами; в—с неподвижными бортамиОпределение основных параметров. На настиле без бортов насыпной груз располагается по треугольнику (рис. 5.8, а)
Рис. 5.8. Поперечное сечение насыпного груза на настиле пластинчатого конвейера: а — без бортов; б — с подвижными бортами; в—с неподвижными бортами
Рис. 5.8. Поперечное сечение насыпного груза на настиле пластинчатого конвейера: а — без бортов; б — с подвижными бортами; в—с неподвижными бортами
подобно тому, как это имеет место на ленточном конвейере с прямыми роли-, коопорами. Однако жесткость настила и малая скорость его движения позволяют принимать угол cpi при основании треугольника и размер основания b большими, чем на ленточном конвейере. Для пластинчатого конвейера обычно (pi = 0,4ф и b = 0,85 В, где ф — угол естественного откоса груза в состоянии покоя, а В — 'ширина настила.
Площадь (м2) сечения насыпного груза на настиле без бортов
Fi = ЬИхс^! = C262tgфl/4 to O,18c2Bntg<pi>
(5.1).
где hi — высота треугольника (см. рис. 5.8, а); с2 — поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение площади на наклонном конвейере (табл. 5.1).
5.1. Значения коэффициента с^
р. градус
Настил
без бортов
с бортами
До ю 11—20 Свыше 20
1 0,9 0,85
1 0,95 0,9
Производительность конвейера (т/ч) 2п - ЗбООЛри = 648B2c2rptg 9ь (5.2)
где р — плотность груза, т/м3; г — скорость конвейера, м/с; Вп — ширина настила без бортов, м.
При заданной производительности ширина (м) настила без бортов
Вп = M/(648c2vptg91).(5.3)
На настиле с бортами (подвижными и неподвижными) (рис. 5.8,6 и в) площадь сечения насыпного груза F равна сумме площадей треугольника Fi и прямоугольника F3:
F — Fi + Вз = B^i2c2/^ + В^Нз =
= 0,25В^с2 tg ф] + B^,(5.4)
где В^ — ширина настила с бортами, м; ф = = кз/h — коэффициент наполнения сечения настила по высоте h бортов (обычно принимают ф = 0,65 0,8).
Производительность (т/ч) конвейера при настиле с бортами
2б = ЗбОО^гр =
= 3600 (О,25ВбС2 tg cpt + B6h^ гр =
= 900Вбгр (Вбс2 tg ф! + 4йф), (5.5)
Производительность горизонтальных пластинчатых конвейеров при и = = 0,5 м/с, ф = 45°, С2 = 1, ф = 0,75 и h = = 0,2 м и максимальные размеры а типичных кусков насыпного груза приведены в табл. 5.2.
При крупнокусковом грузе, когда настил загружается сразу по всей ширине, можно считать, что груз располагается на настиле ровным прямоугольным слоем; в этом случае Fi = 0 и F = Вб^ф, а ф = 0,8 4- 0,9.
Полученную по формулам (5.3) и (5.5) ширину иастила необходимо проверить в соответствии с размерами кусков груза по соотношению (табл. 5.2)
Ширина настила, мТип настила и сорт грузаОЛ0,50,650.81,2ПроизводизельностьМ3/чБез бортов16,926,4 -44,567,5105,4152207270С бортами высотой 0,2 м131172238310416535665807Максимальнье размерЫ й, ммРядовой груз120Гво265350470590700800Сортированный груз74110165220295370445520Ширина настила, мТип настила и сорт грузаОЛ0,50,650.81,2ПроизводизельностьМ3/чБез бортов16,926,4 -44,567,5105,4152207270С бортами высотой 0,2 м131172238310416535665807Максимальнье размерЫ й, ммРядовой груз120Гво265350470590700800Сортированный груз741101652202953704455205.2. Производительность конвейеров и допускаемые максимальные размеры кусков груза5.2. Производительность конвейеров и допускаемые максимальные размеры кусков грузаВ ^ Xia + 200 мм, (5,6)
Ширина настила, м
Тип настила и сорт груза
ОЛ
0,5
0,65
0.8
1,2
П
роизводиз
ельность
М3/ч
Без бортов
16,9
26,4 -
44,5
67,5
105,4
152
207
270
С бортами высотой 0,2 м
131
172
238
310
416
535
665
807
Мак
симальнь
е размер
Ы й, мм
Рядовой груз
120
Гво
265
350
470
590
700
800
Сортированный груз
74
110
165
220
295
370
445
520
Ширина настила, м
Тип настила и сорт груза
ОЛ
0,5
0,65
0.8
1,2
П
роизводиз
ельность
М3/ч
Без бортов
16,9
26,4 -
44,5
67,5
105,4
152
207
270
С бортами высотой 0,2 м
131
172
238
310
416
535
665
807
Мак
симальнь
е размер
Ы й, мм
Рядовой груз
120
Гво
265
350
470
590
700
800
Сортированный груз
74
110
165
220
295
370
445
520
5.2. Производительность конвейеров и допускаемые максимальные размеры кусков груза
5.2. Производительность конвейеров и допускаемые максимальные размеры кусков груза
где ХД — коэффициент (для сортированного груза Z2 = 2,7; для рядового Xi = 1,7).
Окончательно выбранные ширина настила и высота бортов должны быть округлены до ближайших (из нормального ряда) размеров по ГОСТ 22281'- 76. Для штучных грузов ширину настила выбирают по габаритным размерам груза, способу его укладывания и количеству, так же как и для ленточных конвейеров; зазор между грузами вдоль конвейера — не - менее 100 — 300 мм.
Скорость движения настила пластинчатых конвейеров принимают обычно в пределах 0,05 — 0,63 м/с (пределы скоростей по нормальному ряду: 0,01 — 1 м/с). Такие небольшие значения скорости обусловлены применением цепей в качестве тягового элемента и стремлением к уменьшению динамических нагрузок вследствие неравномерности движения цепей (см. гл. 3). Использование сварных круглозвениых цепей с малым шагом позволяет повысить скорости до 1,25 м/с. Для конвейеров поточной сборки скорости выбирают в зависимости от заданного ритма производства.
Тяговый расчет. Максимальное натяжение цепей, пб которому производится их выбор н определение размеров элементов, рассчитывают путем последовательного нахождения сопротивлений на отдельных участках, начиная от точки наименьшего натяжения (см. гл. 3). Минимальное натяжение принимают не менее 5 % от допускаемого натяжения цепи выбранного типа, но не менее 500 Н на одну цепь; обычно Smin = 1 ч- 3 кН, На конвейерах с настилом без бортов и с движущимися бортами сопротивления на отдельных прямолинейных участках определяются по рекомендациям гл. 3.
Линейную силу тяжести настила с цепями до (Н/м) определяют по данным каталогов завода-изготовителя или по нормативам проектных организаций в зависимости от ширины и типа настила. Ориентировочно
g0 ^ 600В + А,(5.7)
где В — ширина настила, м; А - коэффициент, принимаемый по табл. 5.3.
5.3. Ориентировочные значения коэффициента А для стального бортового волнистого настила (см, рис, 5.3, е)
Тип настила
Ширина настила, м
0,4-0,5
0,65-0,8
Более 0,8
Легкий
400
500
700
Средний
600
700
1000
Тяжелый
800
1100
1500
Примечание. Для настила без бортов значение коэффициента А надо уменьшить на 10— 15 %.
Настил легкого типа применяют для перемещения зернистых и мелкокусковых грузов с малой объемной массой (р ^ 1 т/м3), тяжелого — для крупнокусковых и тяжелых (р^ 2 т/м3), средне-, го — для грузов со средней характеристикой.
Линейная сила, тяжести (Н/м) груза «г = 06/0» = 2,732/», (5.8)
где д — в м/с2; Q — в т/ч; v — в м/с.
Коэффициент w сопротивления движению настила на прямолинейных участках определяют по формуле (3.23) или выбирают по табл. 5.4. При расчете w по формуле (3.23) рекомендуется принимать коэффициент дополнительного сопротивления от трения реборд о рельсы С = 1,1 -г 1,2; приведенный
5.4. Ориентировочные значения коэффициента w для пластинчатых катковых цепей (ГОСТ 588 —81)
Условия работы конвейера *
Катки на подшипниках
скольжения **
качения
Хорошие
0,06-0,08
0,020
Средние
0,08-0,10
0,030
Тяжелые
0,10-0,13
0,045
* Характеристику условий работы см. гл. 1.
** Меньшие значения относятся к тяжелым цепям с катками увеличенного диаметра, а также к цепям с безребордными катками
Рис. 5.9. Расчетная схема пластинчатого конвейера и диаграмма натяжения цепиРис. 5.9. Расчетная схема пластинчатого конвейера и диаграмма натяжения цепикоэффициент трения ц в подшипниках качения (с учетом сопротивления смазки и уплотнения) для хороших условий работы - 0,01, для средних условий — 0,025 и для тяжелых условий — 0,045: коэффициент трения ц в подшипниках скольжения (сталь по чугуну) соответственно при регулярной жидкой смазке - 0,1; 0,15 и 0,2 и при периодически закладываемой консистентной смазке — 0,15; 0,2 и 0,25; коэффициент трения качения катков к для хороших условий работы - 0,06 см, средних — 0,08 см и тяжелых — 0,1 см.
Рис. 5.9. Расчетная схема пластинчатого конвейера и диаграмма натяжения цепи
Рис. 5.9. Расчетная схема пластинчатого конвейера и диаграмма натяжения цепи
Сопротивления на поворотных звездочках определяют по формуле (3.39), где общий коэффипиент сопротивления кц = 1,05 -ь 1,08 (меньшие значения коэффициента принимают при хороших, а большие — при тяжелых условиях работы конвейера). Сопротивления на криволинейных направляющих шинах определяют по формуле (3.29).
Максимальное статическое натяжение цепей (или цепи) пластинчатого конвейера с подвижным бортовым или безбортовым настилом можно ориентировочно для проектного расчета и предварительного выбора типоразмера цепи определить по приближенной обобщенной формуле
Smax ~ 1,05 {Smjn 4-
w [(qr + g0) ^г + ^qCJ ±
+ (9г + 9о) Щ, (5.9)
где If и /»- длины горизонтальной проекции загруженной и незагруженной ветвей конвейера, м; И — высота подъема, м (для наклонных конвейеров),
Знак «плюс» перед последним членом формулы (5.9) принимают для участков подъема, «минус» — для участков спуска.
На конвейерах с неподвижными бортами при транспортировании насыпных грузов к рассмотренным сопротивлениям добавляется еще сопротивление 1Уб трению груза о неподвижные борта
^б =/1^РЗПб/б, (5.10)
где /1 — коэффициент трения насыпного груза о стенки борта (см. гл, 1); h^ — рабочая высота борта (по высоте груза), м; р — плотность груза, кг/м3; «б = (у + 1,2)/(1 + sin ф) ^ < 1 — коэффициент бокового давления, учитывающий уменьшение горизонтального давления груза на борта вследствие взаимного сцепления частиц груза; для приближенных подсчетов принимают «д = 1 [здесь г — скорость движения настила конвейера, м/с; ф — угол естественного откоса груза (см.' гл. 1)]; /б— длина бортов, м,
Учитывая малое число зубьев иа звездочке, расчет тяговых цепей при скорости выше 0,2 м/с следует вести по полному расчетному усилию с учетом динамических нагрузок по формуле (3.69).
Если тяговый элемент состоит из I двух цепей, то .расчетное усилие на одну цепь Spi определяют по формуле (2.13). Тяговое усилие на приводных звездоч- |ках находят по формуле (3.40), а потреб-1ную мощность двигателя — по формуле1(3.45).*Пример 5.1.Рассчитать конвейер,предназ-iкаченный дляперемещения горячихотливокIв литейном цехе из выбивного отделения।в обрубное (рис. 5.9, а).[Исходные данные. Диаметр отливки600 мм, высота 250 мм, масса тт = 180 кг.IПроизводительность конвейера Z = 300 шт/ч,jкоэффициент неравномерности подачи отли-(вок на конвейер Кн = 1,92; коэффициент го-1товности конвейера Кг = 0,96."Расчет, Исходя из размеров отливок, обеспечивая зазоры между бортом и грузом до 100 мм на сторону, выбираем бортовой 1волнистый настил шириной В§ = 800 ммI с бортами h = 100 мм и дополнительными [ребрами жесткости. Наличие бортов нсклю-!чает возможность падения горячих отливокс настила и просыпи частиц стержневой и формовочной земли, заносимых с отливками.।В качестве тягового элемента принимаемдве пластинчатые катковые цепи исполнения $2, типа 4 (ГОСТ 588 — 81) с катками на подшипниках скольжения, Расчетная производительность конвейера2 max = KHZ/KT = 1,92.300/0,96 = 600 шт/ч;массовая производительностьQ = rnrZmax/1000 = 180 ■ 600/1000 = 108 т/ч,Принимаем расстояние между отливками на конвейере по; при диаметре отливки 0,6 м йо = 0,6 + 0,3 = 0,9 м. Скорость конвейераjV = Z maxao/36OO = 600-0,9/3600 « 0,16 м/с,Оставляем такую малую скорость, учитывая, что на конвейере должно происходить охлаждение отливок.По формуле (5.7) определяем линейную силу тяжести настила с цепями:9о^6ООВ+ А = 600-0,8 + 1100 « 1600 Н/м.Вследствие значительной массы отливок 1принимаем для настила тяжелого типа поу табл. 5,3 А = 1100.1 Линейная сила тяжести грузаqr = gmr/a0 = 9,81 ■ 180/0,9 як 2000 Н/м,Если тяговый элемент состоит из I двух цепей, то .расчетное усилие на одну цепь Spi определяют по формуле (2.13). Тяговое усилие на приводных звездоч- |ках находят по формуле (3.40), а потреб-1ную мощность двигателя — по формуле1(3.45).*Пример 5.1.Рассчитать конвейер,предназ-iкаченный дляперемещения горячихотливокIв литейном цехе из выбивного отделения।в обрубное (рис. 5.9, а).[Исходные данные. Диаметр отливки600 мм, высота 250 мм, масса тт = 180 кг.IПроизводительность конвейера Z = 300 шт/ч,jкоэффициент неравномерности подачи отли-(вок на конвейер Кн = 1,92; коэффициент го-1товности конвейера Кг = 0,96."Расчет, Исходя из размеров отливок, обеспечивая зазоры между бортом и грузом до 100 мм на сторону, выбираем бортовой 1волнистый настил шириной В§ = 800 ммI с бортами h = 100 мм и дополнительными [ребрами жесткости. Наличие бортов нсклю-!чает возможность падения горячих отливокс настила и просыпи частиц стержневой и формовочной земли, заносимых с отливками.।В качестве тягового элемента принимаемдве пластинчатые катковые цепи исполнения $2, типа 4 (ГОСТ 588 — 81) с катками на подшипниках скольжения, Расчетная производительность конвейера2 max = KHZ/KT = 1,92.300/0,96 = 600 шт/ч;массовая производительностьQ = rnrZmax/1000 = 180 ■ 600/1000 = 108 т/ч,Принимаем расстояние между отливками на конвейере по; при диаметре отливки 0,6 м йо = 0,6 + 0,3 = 0,9 м. Скорость конвейераjV = Z maxao/36OO = 600-0,9/3600 « 0,16 м/с,Оставляем такую малую скорость, учитывая, что на конвейере должно происходить охлаждение отливок.По формуле (5.7) определяем линейную силу тяжести настила с цепями:9о^6ООВ+ А = 600-0,8 + 1100 « 1600 Н/м.Вследствие значительной массы отливок 1принимаем для настила тяжелого типа поу табл. 5,3 А = 1100.1 Линейная сила тяжести грузаqr = gmr/a0 = 9,81 ■ 180/0,9 як 2000 Н/м,
Если тяговый элемент состоит из I двух цепей, то .расчетное усилие на одну цепь Spi определяют по формуле (2.13). Тяговое усилие на приводных звездоч- |ках находят по формуле (3.40), а потреб-
1ную мощность двигателя — по формуле
1(3.45).
*Пример 5.1.Рассчитать конвейер,предназ-
iкаченный дляперемещения горячихотливок
Iв литейном цехе из выбивного отделения
।в обрубное (рис. 5.9, а).
[Исходные данные. Диаметр отливки
600 мм, высота 250 мм, масса тт = 180 кг.
IПроизводительность конвейера Z = 300 шт/ч,
jкоэффициент неравномерности подачи отли-
(вок на конвейер Кн = 1,92; коэффициент го-
1товности конвейера Кг = 0,96.
"Расчет, Исходя из размеров отливок, обеспечивая зазоры между бортом и грузом до 100 мм на сторону, выбираем бортовой 1волнистый настил шириной В§ = 800 мм
I с бортами h = 100 мм и дополнительными [ребрами жесткости. Наличие бортов нсклю-
!чает возможность падения горячих отливок
с настила и просыпи частиц стержневой и формовочной земли, заносимых с отливками.
।В качестве тягового элемента принимаем
две пластинчатые катковые цепи исполнения $2, типа 4 (ГОСТ 588 — 81) с катками на под
шипниках скольжения, Расчетная производительность конвейера
2 max = KHZ/KT = 1,92.300/0,96 = 600 шт/ч;
массовая производительность
Q = rnrZmax/1000 = 180 ■ 600/1000 = 108 т/ч,
Принимаем расстояние между отливками на конвейере по; при диаметре отливки 0,6 м йо = 0,6 + 0,3 = 0,9 м. Скорость конвейера
jV = Z maxao/36OO = 600-0,9/3600 « 0,16 м/с,
Оставляем такую малую скорость, учитывая, что на конвейере должно происходить охлаждение отливок.
По формуле (5.7) определяем линейную силу тяжести настила с цепями:
9о^6ООВ+ А = 600-0,8 + 1100 « 1600 Н/м.
Вследствие значительной массы отливок 1принимаем для настила тяжелого типа по
у табл. 5,3 А = 1100.
1 Линейная сила тяжести груза
qr = gmr/a0 = 9,81 ■ 180/0,9 як 2000 Н/м,
Если тяговый элемент состоит из I двух цепей, то .расчетное усилие на одну цепь Spi определяют по формуле (2.13). Тяговое усилие на приводных звездоч- |ках находят по формуле (3.40), а потреб-
1ную мощность двигателя — по формуле
1(3.45).
*Пример 5.1.Рассчитать конвейер,предназ-
iкаченный дляперемещения горячихотливок
Iв литейном цехе из выбивного отделения
।в обрубное (рис. 5.9, а).
[Исходные данные. Диаметр отливки
600 мм, высота 250 мм, масса тт = 180 кг.
IПроизводительность конвейера Z = 300 шт/ч,
jкоэффициент неравномерности подачи отли-
(вок на конвейер Кн = 1,92; коэффициент го-
1товности конвейера Кг = 0,96.
"Расчет, Исходя из размеров отливок, обеспечивая зазоры между бортом и грузом до 100 мм на сторону, выбираем бортовой 1волнистый настил шириной В§ = 800 мм
I с бортами h = 100 мм и дополнительными [ребрами жесткости. Наличие бортов нсклю-
!чает возможность падения горячих отливок
с настила и просыпи частиц стержневой и формовочной земли, заносимых с отливками.
।В качестве тягового элемента принимаем
две пластинчатые катковые цепи исполнения $2, типа 4 (ГОСТ 588 — 81) с катками на под
шипниках скольжения, Расчетная производительность конвейера
2 max = KHZ/KT = 1,92.300/0,96 = 600 шт/ч;
массовая производительность
Q = rnrZmax/1000 = 180 ■ 600/1000 = 108 т/ч,
Принимаем расстояние между отливками на конвейере по; при диаметре отливки 0,6 м йо = 0,6 + 0,3 = 0,9 м. Скорость конвейера
jV = Z maxao/36OO = 600-0,9/3600 « 0,16 м/с,
Оставляем такую малую скорость, учитывая, что на конвейере должно происходить охлаждение отливок.
По формуле (5.7) определяем линейную силу тяжести настила с цепями:
9о^6ООВ+ А = 600-0,8 + 1100 « 1600 Н/м.
Вследствие значительной массы отливок 1принимаем для настила тяжелого типа по
у табл. 5,3 А = 1100.
1 Линейная сила тяжести груза
qr = gmr/a0 = 9,81 ■ 180/0,9 як 2000 Н/м,
Тяговый расчет начинаем с точки наименьшего натяжения. Наименьшее натяжение цепи возможно в точке 1 или 5; в точке 1 при q0(l\ + k)w > Hq^ (без учета сопротивления на криволинейных направляющих 2 — 3 и 4-5) и в точке 5 при qo(k + l^w < Hq0.
По табл. 5.4 для тяжелых условий работы (литейный цех, высокая температура) при катках на подшипниках скольжения w = 0,13. Тогда
90 01 + ^2)w = 9о(Ю + 30)0,13 = 5,29о < 90^ == Ю9о-
Следовательно, Sm;n = S5; принимаем S5 = =2000 Н.
Максимальное натяжение ходовой части находим приближенно по обобщенной формуле (5,9):
$тах = 1,05 {Smjn + w [(qr + 9о)Ег 4- 90^3 "Г
+ (9г + 90)Н}= 1,05 {2000 +
+ 0,13 [(2000 + 1600) 60 + 1600- 60] +
+ (2000 + 1600) 10} = 82 500 Н.
При проектировочном расчете можно ограничиться этими результатами, выбрав по ним цепь и двигатель привода.
При подробном тяговом расчете по отдельным участкам определяем
S6 = S5 + 90/3w = 2000 + 1600-20-0,13 = = 6160 Н;
57 = К]5б= 1,08-6160 = 6660 Н;
S8 = s7 + (9Г + 9o)lgw =
= 6660+ (2000+ 1600)20-0^13 = 16 020 Н;
S^SgA^Sge^ 58е°’13'°’3= 16020-1,04 =
= 16 670 Н;
S]Q = S9 + (9г + 9o)(G1w + ^) =
= 16 670+ (2000+ 16OO)(3O-O,13 + 10)= + и-
= 66700 H;на
ая
Sn =K2S,o= 1,04-66700 = 69 400 H; ш.
тли
S12 ^max 5], + (9г + 9o) 1|2^ rHOC
= 69 400 + (2000 + 1600) 10-0,13 = 74 К обЫ-
Сравнение максимального натяжения, полученного по обобщенной формуле (82 500 Н) и по подробному расчету (74 100 Н), показывает, что приближенный подсчет дает результат, увеличенный примерно на 11%.
Натяжения в точках 1—4 определяют в обратном порядке:
S4 = S5/K2 = 2000/1,04 = 1930 Н;
8з = 84 — Qo^iW + ЧоН =
= 1930 - 1600- 30-0,13 + 1600- 10 =
= 11 690 Н;
82 = 83/К2 = И 690/1,04 = 11 220 Н;
SL = S2 - 9o/1W = 11 220 - 1600 • 10 ■ 0,13 == 9140 Н.
Тяговое усилие на приводных звездочках w= Sn - St + щпр =
= S12 — Si + (S12 + Sj^ — 1) =
= 74100- 9140+ (74 100+ 9140)0,08 =
= 67 440 H.
Диаграмма натяжений цепей конвейера приведена на рис. 5.9,6. Потребная мощность электродвигателя при общем КПД передаточных механизмов привода р = 0,75 и коэффициенте запаса Кэ = 1
N = 1Ут/( Ю00р) = 67 440-0,16/(1000-0,75) =
= 13,6 кВт.
Изгибающиеся пластинчатые конвейеры с пространственной трассой
Коэффициент Кэ = 1 потому, что расчет выполнен по максимальной производительности.Принимаем электродвигатель мощностью N = 15 кВт; и = 980 об/мин.Выбираем тяговую цепь. Расчетное усилие на одну цепь определяем по формуле (2.13):Spi = Smax/CH = 74 100/1,8 = 41 300 Н.Tv. „„Вследствие малой скорости движения це- :й (и = 0,16 м/с) динамическую нагрузку на телпь не учитываем. Выбираем катковые тя- 0ПГВые цепи М315-4-315-2 ГОСТ 588-81, тиной 4, исполнения 2, с шагом 315 мм, валиком шетром 21 мм, с разрушающей нагрузкой ,кН; запас прочности 315/41,3 = 7,63 при симальной производительности конвейе- Кн = 1,92.Коэффициент Кэ = 1 потому, что расчет выполнен по максимальной производительности.Принимаем электродвигатель мощностью N = 15 кВт; и = 980 об/мин.Выбираем тяговую цепь. Расчетное усилие на одну цепь определяем по формуле (2.13):Spi = Smax/CH = 74 100/1,8 = 41 300 Н.Tv. „„Вследствие малой скорости движения це- :й (и = 0,16 м/с) динамическую нагрузку на телпь не учитываем. Выбираем катковые тя- 0ПГВые цепи М315-4-315-2 ГОСТ 588-81, тиной 4, исполнения 2, с шагом 315 мм, валиком шетром 21 мм, с разрушающей нагрузкой ,кН; запас прочности 315/41,3 = 7,63 при симальной производительности конвейе- Кн = 1,92.Рис. 5.10. Схема изгибающегося пространственного пластинчатого конвейера:Л —привод; НУ — натяжное устройствоРис. 5.10. Схема изгибающегося пространственного пластинчатого конвейера:Л —привод; НУ — натяжное устройствоИзгибающиеся пластинчатые конвейеры могут перемещать насыпные и штучные грузы по трассе с перегибами настила как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (рис. 5.10). Это свойство конвейера достигается применением специальной цепи и настила, обеспечивающих пространственную гибкость. Изгибающиеся пластинчатые. конвейеры применяют в угледобывающей промышленности для транспортирования угля в криволинейных выработках, а также в других отраслях для перемещения самых различных насыпных и штучных грузов, в том числе для транспортирования багажа в современных аэропортах. Основное преимущество простраистиенных конвейеров — обеспечение бесперегрузочиого транспортирования грузов по сложной пространственной трассе одним конвейером вместо нескольких прямолинейных конвейеров с перегрузками груза. Их недостаток — сложность конструкции и эксплуатации. Однако, несмотря на это, изгибающиеся конвейеры получили распространение в СССР, ФРГ и Англии.
Коэффициент Кэ = 1 потому, что расчет выполнен по максимальной производительности.
Принимаем электродвигатель мощностью N = 15 кВт; и = 980 об/мин.
Выбираем тяговую цепь. Расчетное усилие на одну цепь определяем по формуле (2.13):
Spi = Smax/CH = 74 100/1,8 = 41 300 Н.
Tv. „„
Вследствие малой скорости движения це- :й (и = 0,16 м/с) динамическую нагрузку на телпь не учитываем. Выбираем катковые тя- 0ПГВые цепи М315-4-315-2 ГОСТ 588-81, тиной 4, исполнения 2, с шагом 315 мм, валиком шетром 21 мм, с разрушающей нагрузкой ,кН; запас прочности 315/41,3 = 7,63 при симальной производительности конвейе- Кн = 1,92.
Коэффициент Кэ = 1 потому, что расчет выполнен по максимальной производительности.
Принимаем электродвигатель мощностью N = 15 кВт; и = 980 об/мин.
Выбираем тяговую цепь. Расчетное усилие на одну цепь определяем по формуле (2.13):
Spi = Smax/CH = 74 100/1,8 = 41 300 Н.
Tv. „„
Вследствие малой скорости движения це- :й (и = 0,16 м/с) динамическую нагрузку на телпь не учитываем. Выбираем катковые тя- 0ПГВые цепи М315-4-315-2 ГОСТ 588-81, тиной 4, исполнения 2, с шагом 315 мм, валиком шетром 21 мм, с разрушающей нагрузкой ,кН; запас прочности 315/41,3 = 7,63 при симальной производительности конвейе- Кн = 1,92.
Рис. 5.10. Схема изгибающегося пространственного пластинчатого конвейера:
Л —привод; НУ — натяжное устройство
Рис. 5.10. Схема изгибающегося пространственного пластинчатого конвейера:
Л —привод; НУ — натяжное устройство
Рис. 5.11. Пространственный пластинчатый конвейер конструкции Штюббе (ФРГ):я — поперечное сечение; б — секция и узлы; /—настил; 2 — цепь с соединительным звеном; 3 — опорное устройство; 4 — катокРис. 5.11. Пространственный пластинчатый конвейер конструкции Штюббе (ФРГ):я — поперечное сечение; б — секция и узлы; /—настил; 2 — цепь с соединительным звеном; 3 — опорное устройство; 4 — катокТяговым элементом изгибающихся конвейеров служат одна или две специальные пластинчатые или кругло- звенные (с длинными звеньями) и двухшарнирные цепи.
Рис. 5.11. Пространственный пластинчатый конвейер конструкции Штюббе (ФРГ):
я — поперечное сечение; б — секция и узлы; /—настил; 2 — цепь с соединительным звеном; 3 — опорное устройство; 4 — каток
Рис. 5.11. Пространственный пластинчатый конвейер конструкции Штюббе (ФРГ):
я — поперечное сечение; б — секция и узлы; /—настил; 2 — цепь с соединительным звеном; 3 — опорное устройство; 4 — каток
Настил конвейера имеет разнообразную конструкцию; его делают из стальных листов или, чаще, из металлических пластин с резиновыми элементами, имеющими плоские участки и фигурные складки (рис. 5.11). На плоских участках настил (его называют также складчатой лентой) при помощи стальных пластин прикрепляют к звеньям тяговой цепи. Наличие эластичных складок позволяет выполнять конвейеры с малыми радиусами поворота в горизонтальной плоскости, а наличие выступов-складок — с большим углом наклона (до 60°). Настил конвейера снабжается катками диаметром 50— 100 мм: опорными — с горизонтальной и направляющими — с вертикальной осями вращения. Опорные катки движутся по полкам ходовых путей, воспринимают вертикальные, нагрузки
и обеспечивают движение настила на горизонтальных и наклонных участках, расположенных в вертикальной плоскости, как у обычного пластинчатого конвейера. Катки с вертикальной осью вращения, обкатываясь внутри или снаружи криволинейных направляющих путей, обеспечивают повороты иастила в горизонтальной плоскости.
Радиусы горизонтальных поворотов для одноцепных конвейеров 4 — 7,5 м, для двухцепных 10—15 м. Ширина настила 400 —1400 мм. Промежуточная (кроме концевой) разгрузка на прямолинейном участке конвейеров может выполняться путем поперечного наклона настила; длина участка разгрузки на одну сторону 5,5—6,5 м, на две стороны — 8 м. Привод — угловой на концевых звездочках, или гусеничный на прямолинейных участках. Приводная звездочка имеет 8—12 зубьев. Значительное распространение получили многоприводные конвейеры. Натяжное устройство — пружинно-винтовое.
Параметры конвейера выбирают обы-
ПараметрПУ-50П-65МП-80 'Ширина настила, мм500650800Высота бортов, мм*140150180Производительность (по углю), т/ч330-500290-450500-750Скорость движения настила, м/с0,8- 1,20,8-1,20,8-1,2Длина конвейера, м50016001100Минимальный радиус поворота в плоскости, м: горизонтальной202030вертикальной505060Наибольший угол: поворота в горизонтальной плоскости,505040градусОбщая установленная мощность, кВт40185192Линейная масса конвейера, кг/м194242330Тяговый элемент — комбинированная круглозвенная цепь: шаг звена, мм808086диаметр прутка, мм181823разрушающее усилие, кН410041005000ПараметрПУ-50П-65МП-80 'Ширина настила, мм500650800Высота бортов, мм*140150180Производительность (по углю), т/ч330-500290-450500-750Скорость движения настила, м/с0,8- 1,20,8-1,20,8-1,2Длина конвейера, м50016001100Минимальный радиус поворота в плоскости, м: горизонтальной202030вертикальной505060Наибольший угол: поворота в горизонтальной плоскости,505040градусОбщая установленная мощность, кВт40185192Линейная масса конвейера, кг/м194242330Тяговый элемент — комбинированная круглозвенная цепь: шаг звена, мм808086диаметр прутка, мм181823разрушающее усилие, кН4100410050005.5. Характеристика изгибающихся пластинчатых конвейеров конструкции Гипроуглегормаш5.5. Характеристика изгибающихся пластинчатых конвейеров конструкции Гипроуглегормашчным порядком. Скорость движения настила 0,5 — 1 м/с, в отдельных случаях -до 2 м/с; производительность конвейера конструкции Штюббе с настилом шириной В = 1000 мм составляет 350 м3/ч при горизонтальном и 190 м3/ч при наклонном (Р = 60°) транспортировании со скоростью 1 м/с.
Параметр
ПУ-50
П-65М
П-80 '
Ширина настила, мм
500
650
800
Высота бортов, мм
*140
150
180
Производительность (по углю), т/ч
330-500
290-450
500-750
Скорость движения настила, м/с
0,8- 1,2
0,8-1,2
0,8-1,2
Длина конвейера, м
500
1600
1100
Минимальный радиус поворота в плоскости, м: горизонтальной
20
20
30
вертикальной
50
50
60
Наибольший угол: поворота в горизонтальной плоскости,
50
50
40
градус
Общая установленная мощность, кВт
40
185
192
Линейная масса конвейера, кг/м
194
242
330
Тяговый элемент — комбинированная круглозвенная цепь: шаг звена, мм
80
80
86
диаметр прутка, мм
18
18
23
разрушающее усилие, кН
4100
4100
5000
Параметр
ПУ-50
П-65М
П-80 '
Ширина настила, мм
500
650
800
Высота бортов, мм
*140
150
180
Производительность (по углю), т/ч
330-500
290-450
500-750
Скорость движения настила, м/с
0,8- 1,2
0,8-1,2
0,8-1,2
Длина конвейера, м
500
1600
1100
Минимальный радиус поворота в плоскости, м: горизонтальной
20
20
30
вертикальной
50
50
60
Наибольший угол: поворота в горизонтальной плоскости,
50
50
40
градус
Общая установленная мощность, кВт
40
185
192
Линейная масса конвейера, кг/м
194
242
330
Тяговый элемент — комбинированная круглозвенная цепь: шаг звена, мм
80
80
86
диаметр прутка, мм
18
18
23
разрушающее усилие, кН
4100
4100
5000
5.5. Характеристика изгибающихся пластинчатых конвейеров конструкции Гипроуглегормаш
5.5. Характеристика изгибающихся пластинчатых конвейеров конструкции Гипроуглегормаш
Тяговый расчет изгибающихся конвейеров выполняют подобно расчету подвесных грузонесущих конвейеров (см. гл. 8).
В СССР изгибающиеся пластинчатые конвейеры для транспортирования угля в криволинейных выработках шахт разработаны Институтом Гипроуглегормаш (табл. 5.5). Конвейеры имеют металлический настил с бортами и опорными ребордными катками с цен
трально расположенной тяговой круглозвенной цепью. Приводы — на передней звездочке и промежуточный прямолинейный, редукторные с гидромуфтами. Натяжное устройство — гидравлическое.
Рис. 5.13. Ходовая часть разливочной машиныРис. 5.13. Ходовая часть разливочной машиныРис. 5.12. Конвейер фирмы Фромме (ФРГ) для транспортирования багажа в аэропортах:а — поперечное сечение; б — схема трассыРис. 5.12. Конвейер фирмы Фромме (ФРГ) для транспортирования багажа в аэропортах:а — поперечное сечение; б — схема трассыКонвейер для транспортирования багажа в аэропортах (рис. 5.12) имеет центрально расположенную двухшарнирную цепь с сомкнутыми шарнирами (см. рис. 2.14), к пластинам которой прикреплен плоский настил из отдельных отрезков резиновых или пластмассовых листов. Концы отрезков листов настила накладываются внахлестку таким образом, что свободно перекрывают один другой на горизонтальных поворотах и вертикальных перегибах. ЧДепь движется внутри направляющих путей из стальных гнутых профилей. Конвейеры
Рис. 5.13. Ходовая часть разливочной машины
Рис. 5.13. Ходовая часть разливочной машины
Рис. 5.12. Конвейер фирмы Фромме (ФРГ) для транспортирования багажа в аэропортах:
а — поперечное сечение; б — схема трассы
Рис. 5.12. Конвейер фирмы Фромме (ФРГ) для транспортирования багажа в аэропортах:
а — поперечное сечение; б — схема трассы
для транспортирования багажа имеют сложную горизонтально замкнутую пространственную трассу для обслуживания нескольких пунктов приема и выдачи, Движение багажа на конвейерах регистрируется и управляется ЭВМ.
Основные параметры конвейера: ширина настила 0,8 — 1 м; скорость движения до 1,7 м/с, длина до 250 м при одном гусеничном приводе.
Фирма Фромме (ФРГ) выпускает горизонтально замкнутые багажные конвейеры с плоским настилом, допускающим повороты в любую сторону в горизонтальной плоскости.
Разливочные машины
Разливочная машина представляет собой конвейер, в котором движущийся настил состоит из литых мульд (рис. 5.13), последовательно заливаемых из ковша жидким металлом при медленном движении конвейера.
Длину и скорость конвейера выбирают такими, чтобы к моменту подхода мульд к концу конвейера залитый металл успел затвердеть и охладиться-до
такого состояния, при котором его в виде чушек можно разгрузить с конвейера иа склад или на железнодорожную платформу. Для регулирования скорости в приводе конвейера устанавливают вариатор.
Разливочные машины применяют для разливки цветных металлов (меди, олова, свинца), а также чугуна в доменных цехах металлургических заводов.
Разливочная машина для чугуна состоит обычно из двух расположенных параллельно наклонных конвейеров длиной 40 — 43 м; шаг мульд — 315 мм; масса чушки — 50 кг; скорость движения мульд 0,1—0,2 м/с; производительность машины — около 120 т/ч. Для ускорения охлаждения залитые мульды поливают водой.
Эскалаторы
Общее устройство
Эскалатор представляет собой наклонный конвейер в виде лестницы с движущимися ступенями для перемещения людей вверх и вниз с одного уровня на другой (рис. 5.14). Эскалатор состоит из ступенчатого настила 3 с двумя тяговыми цепями 5, приводных 7 и натяжных 7 звездочек, привода 6, опорной металлоконструкции с направляющими путями 8, входных площадок 2, балюстрады (ограждения) с каркасом 9 и поручневыми устройствами 4.
Эскалаторы применяют для перемещения людей на участках больших людских потоков, иапример на станциях метрополитена, стадионах, в больших магазинах, учреждениях, на вокзалах и т. п.
В соответствии с местом установки и интенсивностью людских потоков различают эскалаторы поэтажные для зданий и тоннельные — для метрополитена (табл. 5.6). По условиям техники безопасности скорость эскалаторов должна быть не более 1 м/с; кроме того, увеличение скорости более 1 м/с не способствует повышению производительности
Рис. 5.14. Эскалатор:Рис. 5.14. Эскалатор:
Рис. 5.14. Эскалатор:
Рис. 5.14. Эскалатор:
а — схема эскалатора; б —схема прохождения ступеней по направляющим путям у натяжной звездочки на нижней площадке
ТипЭскалаторпоэтажныйтоннельныйЛП-6КЛП-7КЛТ-2лт-зЛТ-4ЛТ-5Пропускная способность, чел/ч97204860162001620016 20016030Максимальная высота подъема, м81265452512Ширина ступени, мм10006661000100010001000Скорость движения ступеней, м/с0,540,540,90,90,90,9ТипЭскалаторпоэтажныйтоннельныйЛП-6КЛП-7КЛТ-2лт-зЛТ-4ЛТ-5Пропускная способность, чел/ч97204860162001620016 20016030Максимальная высота подъема, м81265452512Ширина ступени, мм10006661000100010001000Скорость движения ступеней, м/с0,540,540,90,90,90,95.6. Основные параметры отечественных эскалаторов5.6. Основные параметры отечественных эскалаторов
Тип
Эскалатор
поэтажный
тоннельный
ЛП-6К
ЛП-7К
ЛТ-2
лт-з
ЛТ-4
ЛТ-5
Пропускная способность, чел/ч
9720
4860
16200
16200
16 200
16030
Максимальная высота подъема, м
8
12
65
45
25
12
Ширина ступени, мм
1000
666
1000
1000
1000
1000
Скорость движения ступеней, м/с
0,54
0,54
0,9
0,9
0,9
0,9
Тип
Эскалатор
поэтажный
тоннельный
ЛП-6К
ЛП-7К
ЛТ-2
лт-з
ЛТ-4
ЛТ-5
Пропускная способность, чел/ч
9720
4860
16200
16200
16 200
16030
Максимальная высота подъема, м
8
12
65
45
25
12
Ширина ступени, мм
1000
666
1000
1000
1000
1000
Скорость движения ступеней, м/с
0,54
0,54
0,9
0,9
0,9
0,9
5.6. Основные параметры отечественных эскалаторов
5.6. Основные параметры отечественных эскалаторов
эскалатора из-за усложнения входа людей на быстродействующий настил и схода с него; в зарубежной практике приняты скорости 0,5—0,75 м/с.
Максимальный угол наклона эскалаторов всех типов — 35°.
Для удобства и безопасности входа и выхода пассажиров эскалатор имеет горизонтальные входные и выходные площадки длиной 0,8 —1,2 м (меньшую для скорости настила до 0,5 м/с, большую — для скорости более 0,5 м/с) и наклонную часть под углом 30—35°; на всей трассе эскалатора верхняя часть ступеней настила располагается горизонтально.
Неотъемлемой частью пассажирского эскалатора являются приводные поруч-
невые устройства, представляющие собой две бесконечные прорезиненные ленты специального профиля, движущиеся по бокам балюстрады на высоте 0,9—1 м.от ступеней, чтобы пассажиры могли удобно опираться руками на верхнюю ветвь одной из лент. Поручни имеют такую же скорость движения, как и настил эскалатора. Кроме пассажирских, применяют также грузовые эскалаторы для транспортирования грузов.
Эскалаторы могут иметь непрерывное и периодическое движение в зависимости от потока пассажиров. При малом потоке эскалатор включается автоматически датчиком с фотоэлементом при подходе пассажира и действует промежуток времени, необходимый для
Рис. 5.15. Тяговая цепь эскалатора ЛТ-3:/ — наружная пластина; 2— упор цепи; 3 — внутренняя пластина; 4 — ролик; 5—втулка; 6 — полый залик; 7 —стопорная шайба; 8 — соединительный валик; 9 — соединительная пластина; 10 — сплошной валик; 11 — пружинное кольцоРис. 5.15. Тяговая цепь эскалатора ЛТ-3:/ — наружная пластина; 2— упор цепи; 3 — внутренняя пластина; 4 — ролик; 5—втулка; 6 — полый залик; 7 —стопорная шайба; 8 — соединительный валик; 9 — соединительная пластина; 10 — сплошной валик; 11 — пружинное кольцоподъема или спуска его на полную высоту, а затем останавливается до подхода следующего пассажира.
Рис. 5.15. Тяговая цепь эскалатора ЛТ-3:
/ — наружная пластина; 2— упор цепи; 3 — внутренняя пластина; 4 — ролик; 5—втулка; 6 — полый залик; 7 —стопорная шайба; 8 — соединительный валик; 9 — соединительная пластина; 10 — сплошной валик; 11 — пружинное кольцо
Рис. 5.15. Тяговая цепь эскалатора ЛТ-3:
/ — наружная пластина; 2— упор цепи; 3 — внутренняя пластина; 4 — ролик; 5—втулка; 6 — полый залик; 7 —стопорная шайба; 8 — соединительный валик; 9 — соединительная пластина; 10 — сплошной валик; 11 — пружинное кольцо
Известны двухскоростные эскалаторы, минимальная скорость которых устанавливается автоматически при малом потоке пассажиров.
Применяют эскалаторы и для работы на открытом воздухе.
Элементы эскалаторов
Тяговым элементом эскалатора являются две специальные пластинчатые роликовые цепи (рис. 5.15) с шагом 100, 135 и 200 мм. Особенностью конструкции цепи является наличие упоров на наружных пластинах, которые обусловливают возможность перегиба цепи только в одну сторону. Эти упоры совместно с направляющими путями — ограничителями против складывания обеспечивают неизменное положение цепи в случае ее обрыва на любом участке трассы эскалатора.
Соединения валиков (бывают сплошными и полыми) и втулок с пластинами эскалаторной цепи выполняют нераз
борными с большими натягами по специальной прессовой посадке. Пластины цепи изготовляют из стали 40ХН, втулки и ролики — из стали 15Х, валики — из стали 15Х и 12ХНЗА и подвергают термообработке.
Настилом (полотном) эскалатора служат ступени, прикрепленные к двум тяговым цепям. Каждая ступень (рис. 5.16) опирается на четыре катка, два из которых — основные связаны осью с тяговыми цепями, а два других — вспомогательные. Основные и вспомогательные катки имеют разные колеи и движутся по четырем направляющим путям. Это позволяет при помощи соответствующего изгиба направляющих путей обеспечить горизонтальное положение плиты ступени на всем протяжении рабочей ветви эскалатора, в том числе и при переходе ее с горизонтальных на наклонные и с наклонных на горизонтальные участки трассы (см. рис. 5.14,6).
Ступень эскалатора состоит из металлического каркаса с опорной гребенчатой плитой (из пластмассы или деревянных реек), подступенка и четырех
Рис. 5.16. Ступень тоннельного эскалатора:7 — основные катки; 2 — подступенок; 3 — каркас; 4 — вспомогательные катки; 5 — тяговые цепи; б — гребенчатая плита; 7 и 8 — оси катковРис. 5.16. Ступень тоннельного эскалатора:7 — основные катки; 2 — подступенок; 3 — каркас; 4 — вспомогательные катки; 5 — тяговые цепи; б — гребенчатая плита; 7 и 8 — оси катковРнс. 5.17. Катки ступени эскалатора:а — пластмассовый; б и « — основной и вспомогательный с резиновым ободомРнс. 5.17. Катки ступени эскалатора:а — пластмассовый; б и « — основной и вспомогательный с резиновым ободомкатков диаметром 100— 180 мм. Катки (рис. 5.17) делают из пластмассы (карболита, волокнита) или из стали с ободом из литой резины и снабжают шарикоподшипниками. Применение пластмассовых и обрезиненных катков способствует снижению шума при работе эскалатора. Шаг ступеней равен 400 — 405 мм (он обязательно должен быть кратным шагу цепи), ширина 500-1000 мм, масса 25-60 кг. Расчетная пассажирская нагрузка 800 — 2400 Н. Линейная масса настила тоннельного эскалатора составляет примерно 200-275 кг/м. '
Рис. 5.16. Ступень тоннельного эскалатора:
7 — основные катки; 2 — подступенок; 3 — каркас; 4 — вспомогательные катки; 5 — тяговые цепи; б — гребенчатая плита; 7 и 8 — оси катков
Рис. 5.16. Ступень тоннельного эскалатора:
7 — основные катки; 2 — подступенок; 3 — каркас; 4 — вспомогательные катки; 5 — тяговые цепи; б — гребенчатая плита; 7 и 8 — оси катков
Рнс. 5.17. Катки ступени эскалатора:
а — пластмассовый; б и « — основной и вспомогательный с резиновым ободом
Рнс. 5.17. Катки ступени эскалатора:
а — пластмассовый; б и « — основной и вспомогательный с резиновым ободом
Привод эскалатора — редукторный, односторонний с дополнительной цепной или зубчатой передачей. Приме
няют редукторы червячные или с цилиндрическими зубчатыми передачами. Известно' также применение сдвоенного (двустороннего) привода, состоящего из двух приводных механизмов, соединенных при помощи зубчатых передач с правым и левым концами вала приводных звездочек. Каждый привод снабжают двумя (основным и дополнительным дублирующим) электромагнитными колодочными нормально замкнутыми тормозами с масляными демпферами, обеспечивающими плавную остановку полностью загруженного эскалатора. Ускорение при пуске и замедление при торможении эскалатора не должно быть более 0,6 м/с2.
В зарубежных конструкциях известны
эскалаторы с несколькими промежуточными реечными приводами. Вместо цепей тяговым элементом таких эскалаторов служат зубчатые рейки. Эскалатор собирается из типовых (модульных) секций средней части с отдельным реечным приводом на каждой секции. Приводы работают согласованно друг с другом, обеспечивая единую скорость всего контура движущихся ступеней эскалатора. Число секций определяется высотой эскалатора.
Кроме основного привода, в приводном механизме эскалатора предусмотрен вспомогательный (малый) привод для ремонтных и контрольных целей.
Натяжное устройство, как правило, пружинно-винтовое; известны также пружинно-грузовые и грузовые натяжные устройства.
Поручневое устройство (см. рис. 5.14, а) представляет собой вертикально . замкнутый конвейер, тяговым и грузонесущим элементом которого служит резинотканевый поручень, движущийся по металлической направляющей (разрез А — А). Поручень приводится в движение при помощи двух цепных передач от вала приводных звездочек эскалатора. Натяжное устройство — грузовое, размещается иа отклоняющих блоках, расположенных на наклонном участке; линейная масса поручня 1,85—2,5 кг/м, линейная расчетная нагрузка 50 Н/м; коэффициент трения скольжения по направляющей 0,27 — 0,37.
Расчет эскалаторов
Производительность эскалатора (чел/ч)
Z = ЗбООфЛфс - 9000Лфг, (5.11) где ф = 0,6 4- 0,96 — коэффициент заполнения ступени (наибольшее значение при скорости 0,4 м/с, наименьшее — при 1 м/с); А = = 1э-2 — число пассажиров на одной ступени; и = 0,4 4- 1 м/с — скорость эскалатора; ас = 0,4 4- 0,405 м — шаг ступеней эскалатора.
Тяговый расчет эскалатора выполняется так же, как и для пластинчатого
Пассажирские конвейеры 185 конвейера; коэффициент сопротивления движению настила 0,025 — 0,028.
Пассажирские конвейеры
Для современных крупных городов характерны большие потоки людей в аэропортах, на вокзалах, ярмарках, выставках, в подземных уличных переходах.
Массовое механизированное перемещение пассажиров в общественных местах осуществляется при помощи транспортирующих машин. Для вертикального и крутоиаклонного перемещений пассажиров служат лифты и эскалаторы; для горизонтального и слабонаклонного — пассажирские транспортирующие машины.
Современные пассажирские транспортирующие машины можно разделить на две самостоятельные конструктивные группы: пассажирские конвейеры для перемещения пассажиров на сравнительно небольшие расстояния (до 300 - 500 м) со скоростью до 1 м/с (движущиеся тротуары) и пассажирские дороги - конвейерные системы для высокоскоростного (до 7 м/с) перемещения пассажиров в кабинах на расстоянии в несколько километров. Пассажирские дороги характерны большим разнообразием конструктивных решений; они состоят из посадочных секций, движущихся с малой скоростью, и высокоскоростных транспортных секций и рассматриваются в специальной литературе.
Пассажирский конвейер (рис. 5.18) представляет собой вертикально замкнутый ленточный или пластинчатый конвейер. Грузонесущим элементом чаще всего служит лента (стальная обрезиненная или реже — резинотросовая) или пластинчатый плоский сомкнутый безбортовой настил. Лента и настил имеют на верхней поверхности продольные рифли — выступы, как и ступени эскалатора (см. сечение А — А на рис. 5.18). На коротких конвейерах (др, 20 м) лента движется по сплошным полированным опорам из коррозионностойкой стали, на длинных — по прямым
Рис. 5.18. Схема пассажирского конвейера:/ — привод; 2 и 5 - входные площадки; 3 — лента; 4 —поручень; б — натяжное устройство; 7 — роликоопорыРис. 5.18. Схема пассажирского конвейера:/ — привод; 2 и 5 - входные площадки; 3 — лента; 4 —поручень; б — натяжное устройство; 7 — роликоопоры
Рис. 5.18. Схема пассажирского конвейера:
/ — привод; 2 и 5 - входные площадки; 3 — лента; 4 —поручень; б — натяжное устройство; 7 — роликоопоры
Рис. 5.18. Схема пассажирского конвейера:
/ — привод; 2 и 5 - входные площадки; 3 — лента; 4 —поручень; б — натяжное устройство; 7 — роликоопоры
роликоопорам, расставленным с шагом 400 — 600 мм. Сплошная опора и частое расположение роликоопор способствуют более удобному положению пассажира на лейте. Пластинчатый настил прикрепляется к двум пластинчатым катковым цепям и перемещается по направляющим путям, как и в обычном пластинчатом конвейере.
Характерной особенностью пассажирских конвейеров является наличие балюстрады и движущегося поручня; как и на эскалаторе, пассажиры движутся стоя, держась за поручень. Для обеспечения безопасности при входе и выходе пассажиров конвейеры имеют входные площадки с гребенками, как и у эскалаторов.
В СССР выпускаются ленточные (тип КЛ) и пластинчатые (тип КП) пассажирские конвейеры со следующей характеристикой :производительность
8000—16 000 чел/ч; угол наклона 0 — 12°; скорость движения ленты или настила 0,9 — 0,95 м/с; рабочая ширина ленты по балюстраде 730, 930, ИЗО мм; полная ширина ленты или настила 800, 1000 . и 1200 мм, длина транспортирования 12-300 м; мощность электродвигателя главного привода 15 — 75 кВт; ресурс не менее 105 - 15 ■ 104 км пробега; уровень звукового давления не более 80 дБ.
Конвейеры имеют автоматическое
устройство для пуска и остановки как в непрерывном режиме, так и в зависимости от наличия пассажиров на рабочем полотне, оборудованы блокировочным устройством, позволяющим останавливать конвейер с любого места трассы в случае каких-либо неполадок. Кроме автоматического режима работы предусмотрено ручное управление непосредственно с пульта оператора.
Конвейер может иметь как прямое, так и обратное направление движения при помощи реверсирования двигателя.
Пассажирские конвейеры примерно в 2 раза дешевле эскалаторов.
Задачи иаучиых исследований
К задачам научных исследований относятся :
исследование пульсации движения ходовой части длинных пластинчатых и сборочных конвейеров при малой скорости (0,05—0,1 м/с) перемещения груза;
создание наиболее эффективных устройств для очистки настила от налипших частиц груза;
снижение массы и металлоемкости ходовой части конвейера.
СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫСКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫОсновные типы и области применения 187
СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Конвейеры со сплошными высокими скребками 188
Трубчатые скребковые конвейеры 195
Конвейеры со сплошными низкими скребками 199
Конвейеры с контурными скребками 206
Штанговые скребковые конвейеры для транспортирования витой металлической стружки 210
Задачи научных исследований 211
Основные тины и области применения
К скребковым конвейерам относятся разнообразные по конструкции транспортирующие машины, в которых груз при помощи движущихся скребков перемещается волочением по желобу или трубе прямоугольного или круглого сечения. Форма и высота скребка являются главными признаками, по которым скребковые конвейеры разделяют на конструктивные типы,, Различают конвейеры со сплошными и контурными (фигурными) скребками. Сплошные скребки бывают высокие и низкие; высота высоких скребков примерно равна высоте желоба и в несколько раз больше высоты тяговой цепи; высота низких скребков близка к высоте цепи и значительно (в 3 — 6 раз) меньше высоты желоба. Конвейеры с высокими и низкими сплошными скребками значительно отличаются друг от друга по конструктивным характеристикам. Отдельную конструктивную разновидность представляют собой трубчатые скребковые конвейеры с круглыми (или прямоугольными) сплошными скребками. Их отличительная особенность — широкая универсальность конфигурации трассы перемещения груза.
Контурные скребки классифицируют по их форме, обусловливающей различные конструктивные параметры конвейеров.
По , характеру движения, различают скребковые конвейеры с непрерывным поступательным и возвратно-поступательным движением скребков. Возвратно-поступательное движение характерно для штанговых скребковых конвейеров со сплошными высокими скребками, шарнирно укрепленными на жесткой штанге (их называют скребково-маятниковыми и применяют для транспортирования горячей земли в литейных цехах) и со специальными жестко' закрепленными скребками — шипами. Последние применяют для транспортирования витой металлической стружки. Известны канатно-дисковые конвейеры для транспортирования дров, деревянных балансов и подобных грузов в открытых желобах. Находят применение также конвейеры малой производительности (до 5 мэ/ч), принадлежащие к группе скребковых, не имеющие скребков; волочение груза в них происходит за счет сцепления его частиц с цепью (обычно круглозвенной), движущейся в трубе. Известно сочетание подвесного грузонесущего конвейера со скребковым, в котором над желобом
проходит подвесной путь с тяговой цепью и каретками, к которым консольно прикреплены скребки > волочащие груз по желобу, подвешенному к балкам пути (см. гл. 8).
Скребковые конвейеры основных типов со сплошными и контурными скребками применяют для транспортирования различных пылевидных, зернистых и кусковых хорошо сыпучих грузов. Конвейеры со сплошными (главным образом низкими) скребками используют для транспортирования и охлаждения горячих грузов — золы, шлака и различных грузов химической и металлургической промышленности. Скребковые конвейеры не применяются для транспортирования хрупких, сильно влажных и липких грузов; хрупкие грузы дробятся скребками, влажные и липкие прилипают к скребкам и плохо разгружаются, резко уменьшается производительность конвейера н засоряется его обратная ветвь.
Большое распространение получили скребковые конвейеры в угольных шахтах, на обогатительных фабриках, предприятиях химической и пищевой промышленности. Конвейеры с низкими скребками в разнообразных конструктивных модификациях являются в настоящее время основными агрегатами для подземного транспортирования угля в шахтах.
Преимуществами скребковых конвейеров являются простота конструкции и устройства промежуточной загрузки и разгрузки (везде, кроме вертикальных участков трассы); возможность герметичного транспортирования пылящих, газирующих и горячих грузов. К недостаткам относятся интенсивный износ ходовой части и желоба, особенно при перемещении абразивных грузов, поскольку скребки и в большинстве случаев тяговая цепь трутся о желоб в среде груза; значительный расход энергии из-за трения груза и ходовой части о желоб; крошение и измельчение груза при транспортировании волочением, что для некоторых грузов (например, для кокса) недопустимо, а для многих неже
лательно; эксплуатационные трудности транспортирования грузов с крепкими, трудно дробимыми кусками, так как заклинивание таких кусков между скребками и желобом (трубой) создает значительные нагрузки на тяговую цепь и может вызвать поломку конвейера. Последнее не относится к конвейерам с ящичными скребками, имеющими боковые стенки (см. ниже).
Значительные сопротивления перемещению груза и износ ограничивают скорость, длину и производительность скребковых конвейеров. Обычно скорость конвейера составляет 0,16 — 0,4 м/с и, в отдельных случаях (на угольных конвейерах), 0,5 — 1 м/с, длина до 100 м и производительность до 50 — 350 т/ч (в зависимости от конструктивного типа), и только у конвейеров отдельных типоразмеров с высокими скребками производительность доходит примерно до 700 т/ч.
Главиым параметром скребкового конвейера является ширина скребка или скребковой цепи (в некоторых случаях ширина желоба), а для трубчатых скребковых конвейеров (со стандартными трубами) наружный диаметр трубы.
Конвейеры со сплошными высокими скребками
Общее устройство и основные параметры
Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками (рис. 6.1) состоит из открытого желоба 5, укрепленного на станине 4, вдоль которого движется вертикально замкнутая тяговая цепь (или две цепи) 1 с укрепленными на ней скребками 2, огибающая концевые (приводную и натяжную) звездочки. Движение тяговая цепь получает от привода 3, а первоначальное натяжение — от на- тяжного устройства 6. Транспортируемый груз засыпается в желоб конвейера в любом месте по 'его длине и проталкивается скребком по желобу. Разгрузка конвейера может произво-
Рнс. 6.1. Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками:а —с одной рабочей ветвью; б —с двумя рабочими ветвями; П — привод; НУ — натяжное устройствоРнс. 6.1. Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками:а —с одной рабочей ветвью; б —с двумя рабочими ветвями; П — привод; НУ — натяжное устройствоРйс. 6.2. Схемы скребковых конвейеров со сплошными высокими скребками;П — привод; НУ — натяжное устройство; X — ход натяжного устройстваРйс. 6.2. Схемы скребковых конвейеров со сплошными высокими скребками;П — привод; НУ — натяжное устройство; X — ход натяжного устройствадиться в любом месте по его длине через отверстия в дне желоба, перекрываемые шиберными задвижками или затворами. Последние открываются при помощи электромеханического (винтового), пневматического или гидравлического привода с ручным или дистанционным управлением. Для конвейеров малых типоразмеров иногда применяют ручной привод.
Рнс. 6.1. Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками:
а —с одной рабочей ветвью; б —с двумя рабочими ветвями; П — привод; НУ — натяжное устройство
Рнс. 6.1. Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками:
а —с одной рабочей ветвью; б —с двумя рабочими ветвями; П — привод; НУ — натяжное устройство
Рйс. 6.2. Схемы скребковых конвейеров со сплошными высокими скребками;
П — привод; НУ — натяжное устройство; X — ход натяжного устройства
Рйс. 6.2. Схемы скребковых конвейеров со сплошными высокими скребками;
П — привод; НУ — натяжное устройство; X — ход натяжного устройства
Груз может транспортироваться по нижней ветви (рнс. 6.1, я), верхней ветви (при консольных скребках) или одновременно по верхней и иижней ветвям в разных направлениях (при симметричных скребках) (рис. 6.1, 6).
Скребковые конвейеры с высокими скребками в основных исполнениях являются вертикально замкнутыми и перемещают груз в горизонтальном (рис. 6.2, я), наклонном (рис. 6.2,6), наклонно-горизонтальном (рис. 6.2, в) и горизонтально-наклонном (рис. 6.2, г) направлениях. Комбинированные трассы (рнс. 6.2, в н г) возможны только для конвейеров с двумя тяговыми цепями
(рис. 6.3) или же с одной цепью, снабженной опорными катками для направления ходовой части на поворотном участке.
Угол наклона скребковых конвейеров обычно не превышает 30 — 40°, так как с его увеличением производительность конвейера значительно снижается. При использовании специальных, так называемых ящичных, скребков (рис. 6.3,6) с подвижными боковыми стенками угол наклона конвейера увеличивается до 50е. У конвейеров этого типа внутренние звенья тяговых цепей изготовляют из листов одинаковой высоты со скребком. Такая конструкция образует последовательный набор движущихся открытых ящиков без дна (рис. 6.3, в); дном служит неподвижный желоб конвейера. Груз в ящиках не трется о боковые стенки неподвижного желоба, не заклинивается между ними и скребком. Это уменьшает сопротивление перемещению груза и позволяет применять ящичные скребки для транспортирования кусковых грузов.
Рис. 6.3. Ходовая часть скребковых конвейеров:Рис. 6.3. Ходовая часть скребковых конвейеров:
Рис. 6.3. Ходовая часть скребковых конвейеров:
Рис. 6.3. Ходовая часть скребковых конвейеров:
а — с прямоугольными высокими скребками без стенками (ящичными скребками)
боковых стенок; би а — с боковыми подвижными
Размеры скребка, ммШаг скребков ас, ммТип скребкаШаг г звеньев цепи, ммЧисло тяговых цепейПроизводительность (м3/ч) при горизонтальном транспортировании со скоростью 0,5 м/сДо пускаемые наибольшие размеры кусков груза, ммШирина ScВысота htрядовогосортированного200100320Консольный1601305030250125320»1601506040320160500»2501608050400200500Консольный и симметричный2502100180120500200630Ящичный31521252201506502506J03152200300200800250630»31522503002201000320800»40024003503001200400800»4002630400350Размеры скребка, ммШаг скребков ас, ммТип скребкаШаг г звеньев цепи, ммЧисло тяговых цепейПроизводительность (м3/ч) при горизонтальном транспортировании со скоростью 0,5 м/сДо пускаемые наибольшие размеры кусков груза, ммШирина ScВысота htрядовогосортированного200100320Консольный1601305030250125320»1601506040320160500»2501608050400200500Консольный и симметричный2502100180120500200630Ящичный31521252201506502506J03152200300200800250630»31522503002201000320800»40024003503001200400800»40026304003506.1. Основные параметры нормализованных скребковых конвейеров с высокими сплошными скребками (см. рис. 6.3)6.1. Основные параметры нормализованных скребковых конвейеров с высокими сплошными скребками (см. рис. 6.3)
Размеры скребка, мм
Шаг скребков ас, мм
Тип скребка
Шаг г звеньев цепи, мм
Число тяговых цепей
Производительность (м3/ч) при горизонтальном транспортировании со скоростью 0,5 м/с
До пускаемые наибольшие размеры кусков груза, мм
Ширина Sc
Высота ht
рядового
сортированного
200
100
320
Консольный
160
1
30
50
30
250
125
320
»
160
1
50
60
40
320
160
500
»
250
1
60
80
50
400
200
500
Консольный и симметричный
250
2
100
180
120
500
200
630
Ящичный
315
2
125
220
150
650
250
6J0
315
2
200
300
200
800
250
630
»
315
2
250
300
220
1000
320
800
»
400
2
400
350
300
1200
400
800
»
400
2
630
400
350
Размеры скребка, мм
Шаг скребков ас, мм
Тип скребка
Шаг г звеньев цепи, мм
Число тяговых цепей
Производительность (м3/ч) при горизонтальном транспортировании со скоростью 0,5 м/с
До пускаемые наибольшие размеры кусков груза, мм
Ширина Sc
Высота ht
рядового
сортированного
200
100
320
Консольный
160
1
30
50
30
250
125
320
»
160
1
50
60
40
320
160
500
»
250
1
60
80
50
400
200
500
Консольный и симметричный
250
2
100
180
120
500
200
630
Ящичный
315
2
125
220
150
650
250
6J0
315
2
200
300
200
800
250
630
»
315
2
250
300
220
1000
320
800
»
400
2
400
350
300
1200
400
800
»
400
2
630
400
350
6.1. Основные параметры нормализованных скребковых конвейеров с высокими сплошными скребками (см. рис. 6.3)
6.1. Основные параметры нормализованных скребковых конвейеров с высокими сплошными скребками (см. рис. 6.3)
Параметры нормализованных скребковых конвейеров с прямоугольными скребками до типажу, разработанному ВНИИПТМАШем, даны в табл. 6.1.
Конвейеры со скребками шириной 200 — 320 мм имеют скорость 0,1 — 1 м/с; со скребками шириной 400—1200 мм 0,5-0,63 м/с. Конвейеры с высокими
скребками выпускают в открытом и закрытом исполнении. В последнем случае металлоконструкция конвейера закрывается стальными листами.
Кроме наиболее распространенных вертикально замкнутых конвейеров известны горизонтально замкнутые одноцепные скребковые конвейеры с высокими скребками, консольно прикрепленными к цепи. Их применяют сравнительно редко, например для транспортирования навоза на животноводческих фермах, древесных отходов и подобных грузов.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом конвейера с высокими скребками служат обычно одна нли две пластинчатые катковые цепи типа 4 по ГОСТ 588-81 с шагом 160, 200, 250, 315 и 400 мм. Основными недостатками пластинчатых цепей являются загрязнение втулок и катков и прекращение их работы в условиях сильного загрязнения. Это приводит к увеличению натяжения цепи и ее ускоренному изнашиванию. Поэтому имеются попытки использования специальных бескат- ковых цепей. Однако качественно изготовленная пластинчатая цепь с термически обработанными деталями и надежной защитой подшипников катков и направляющих путей будет более долговечной, чем бескатковая цепь.
В одноцепном вертикально замкнутом конвейере тяговая цепь располагается посередине ширины скребка над ним (см. рис. 6.1, я) или, редко, под ним. Ходовая часть конвейера перемещается при скольжении цепи со скребками по желобу, скольжении накладок-ползунов по желобу или боковым направляющим путям или прн качении катков цепи по направляющим путям (см. рис. 6.1, я). У двух цепного конвейера тяговые цепи располагаются по бокам скребков и движутся, как правило, на катках по боковым направляющим путям (см. рис. 6.1 и 6.3). Движение ходовой части на катках наиболее предпочтительно. Оно является важным преимуществом
конвейеров с высокими скребками по сравнению с конвейерами других типов, у которых цепь и скребки скользят по желобу или трубе конвейера.
Выбор числа тяговых цепей (одной или двух) обусловливается необходимым тяговым усилием, шириной скребка (определяющей производительность конвейера) и потребной длиной конвейера, а главное — устойчивостью положения скребка. Поэтому для скребков шириной до 400 мм применяют одну тяговую цепь, при большей ширине — две цепи.
Недостатком одноцепных конвейеров (особенно при узких скребках) является неудобство загрузки (при верхнем положении цепи) или разгрузки (при нижнем положении цепи) желоба конвейера, потому что цепь располагается посередине желоба. Двухцепные конвейеры и одноцепные горизонтально замкнутые конвейеры с консольными скребками этого недостатка не имеют.
Скребки выполняют трапецеидальной, полукруглой (рис. 6.4) или прямоугольной (одинарные или двойные) формы; последние необходимы для конвейеров с двумя рабочими ветвями (см. рис. 6.1,6). Изготовляют скребки из листовой стали толщиной 3 — 8 мм, для жесткости их укрепляют ребрами. Известно изготовление полукруглых скребков небольшой ширины (до 320 мм) из пластмассы (нейлона). Одинарные скребки имеют консольное, а двойные — симметричное крепление к тяговым цепям. Ширина плоских скребков составляет до 650 мм включительно, а ящичных 500— 1200 мм. Высоту скребка обычно принимают в 2 — 3 раза меньшей их ширины (большие цифры относятся к большей ширине). При значительном увеличении высоты скребка возрастает расчетная площадь сечения желоба, но н повышается консольная нагрузка на скребки и цепь, что нецелесообразно.
Шаг скребков определяется в зависимости от кусковатости и угла естественного откоса транспортируемого груза, высоты скребка и шага цепи. Для ку-
сковых грузов шаг скребков должен быть больше размера наибольшего куска груза. Для остальных грузов выбранный шаг скребков должен обеспечивать наибольшее заполнение пространства между скребками. Обычно принимают шаг скребков ас равным двум шагам цепи (320-800 мм) или «с = (2 -г 4) Лс, гДе йс — высота скребка.
Желоб конвейера изготовляют сварным или штампованным из листовой стали толщиной 4 — 6 мм прямоугольного, трапецеидального или полукруглого (по форме скребка) сечения. При транспортировании абразивных грузов для повышения срока службы дно желоба футеруют износостойким покрытием, например каменными плитами (из базальта). Для транспортирования легких грузов (опилок, зерна и т. п.), а также грузов, вызывающих коррозию металла (например, поваренной соли), желоба делают иногда деревянными. Желоб собирают по секциям длиной 3 —6 м; зазор между скребком и желобом принимают равным 5 — 15 мм на сторону.
Привод — редукторный, устанавливается на концевой звездочке. В передаточный механизм привода, особенно для конвейеров среднего и тяжелого типов, целесообразно устанавливать предохранительное устройство (срезной штифт) или муфту предельного момента для предохранения конвейера от поломок при случайных перегрузках.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое; его ход не менее 1,6 шага цепи. В конвейерах с высокими скребками натяжное устройство, поми
мо обычного назначения, обеспечивает устойчивое положение скребков (исключает возможность их опрокидывания из- за консольного приложения нагрузки) за счет увеличенного первоначального натяжения.
Станину конвейера изготовляют из прокатных профилей по секциям длиной 3 — 6 м. В отдельных конструкциях (см. рис. 6.4) кожух делают в виде несущего каркаса, закрывающего цепь и желоб.
Расчет конвейеров
Рис. 6.4. Скребковый конвейер со сплошными полукруглыми скребкамиРис. 6.4. Скребковый конвейер со сплошными полукруглыми скребкамиОпределение основных параметров. Площадь поперечного сечения желоба конвейера находят по заданной расчетной производительности конвейера Q (т/ч) с учетом коэффициента заполнения желоба ф транспортируемым грузом. Объем груза, находящегося перед скребком в промежутке между скребками, зависит от характеристики груза (кусковатости, угла естественного откоса) и скорости движения скребков. Лег- косы пучий зернистый и пылевидный груз располагается перед скребком отдельной порцией (телом волочения), продольное сечение которой близко к неравнобочной трапеции (рис. 6.5, а). Угол наклона длинной стороны этой трапеции ф' близок к углу естественного откоса груза в движении. При перегрузке желоба легкосыпучий груз может даже пересыпаться через гребень ведущего скребка. Плохосыпучий кусковой груз (например, уголь) перемещается более или менее ровным слоем (рис. 6.5,6), заполняя весь промежуток между скребками.
Рис. 6.4. Скребковый конвейер со сплошными полукруглыми скребками
Рис. 6.4. Скребковый конвейер со сплошными полукруглыми скребками
Рис. 6.5. Схемы расположения насыпного груза перед высокими сплошными скребкамиРис. 6.5. Схемы расположения насыпного груза перед высокими сплошными скребкамиПоскольку для установления формы сечения каждого груза и его состояния необходимо проведение испытаний, расчет конвейеров выполняют по усредненным данным, характеризуемым экспериментально установленным обобщенным коэффициентом заполнения желоба ф, представляющим собой отношение объема груза на участке между скребками к геометрическому объему этого участка. Для легкосыпучих мелких грузов принимают ф = 0,5 -г 0,6; для плохосыпучих кусковых грузов ф = = 0,7 4- 0,8. С увеличением угла р наклона конвейера объем груза перед скребком уменьшается (рис. 6.5, в), что
Рис. 6.5. Схемы расположения насыпного груза перед высокими сплошными скребками
Рис. 6.5. Схемы расположения насыпного груза перед высокими сплошными скребками
ответствии со способом его крепления к цепи принимают на 25 — 50 мм больше высоты желоба. Скорость движения скребка выбирают в пределах 0,1—0,63 м/с. Ширину желоба
5Ж = ^ж^ж (6-4)
округляют по типовым размерам ширины скребка в соответствии с рекомендованными зазорами между желобом и. скребком. Полученную ширину желоба и шаг скребка необходимо проверить по гранулометрическому составу транспортируемого груза, исходя из наибольшего типичного размера куска груза (см. гл. 2). Рекомендуется принимать
5Ж ^ Хса;ас > 1,5а.5Ж ^ Хса;ас > 1,5а.(6-5)(6-5)
5Ж ^ Хса;ас > 1,5а.
5Ж ^ Хса;ас > 1,5а.
(6-5)
(6-5)
учитывают введением в расчет экспериментального коэффициента Сз ^ 1:
Угол наклона конвейера р,
град
С3 для груза:
0
10
20
30
35
40
легкосыпучего
I
0,85
0,65
0,5
—
—
плохосыпучего, кускового . .
1
1
1
0,75
0,6
0,5
Конструктивную высоту скребка в со-Конструктивную высоту скребка в со-(6-6)(6-6)7 А. О. Спиваковский7 А. О. Спиваковский
Конструктивную высоту скребка в со-
Конструктивную высоту скребка в со-
(6-6)
(6-6)
7 А. О. Спиваковский
7 А. О. Спиваковский
Расчетная площадь (м2) сечения груза в желобе с учетом коэффициента ф
Г = ^ж^жфСз = /сж^жфСз, (6.1) где Вж и йж — рабочие ширина и высота желоба, м; кж = ЯЖДЖ = 2,4 4- 4 — коэффициент соотношения ширины и высоты желоба.
Производительность скребкового конвейера (т/ч)
2 = 3600Fpv = 36ООВж/гжфСзри —
= 3600/сж/1жфС3ри,(6.2)
откуда рабочая высота желоба (высота слоя груза)
^ж = ]/б/(36ОО/сжгрС3ф).(6.3)
Для двухцепных конвейеров при сортированном грузе Ус = 3 4- 4 и рядовом грузе Хс = 2 4- 2,5; для одноцепных конвейеров соответственно Xс = 5 4- 7 и Хс — 3 4 3,5, так как проходящая посередине желоба цепь ухудшает условия загрузки и разгрузки конвейера.
Тяговый расчет. Тяговый расчет скребкового конвейера выполняют по отдельным участкам (см. гл. 3), причем на рабочей ветви сопротивление движению груза и ходовой части рассчитывают отдельно по формуле
Sn = Sn_i + Wn =
= S»-1 + <wq0 + w^) l±<qr + q0) h,
где S„ и $„_! — натяжение цепи соответственно в конце и начале прямолинейного участка, Н; И^—сила сопротивления движению на прямолинейном участке, Н; w и иу — коэффициенты сопротивления движению соответственно ходовой части и груза; д0 и qr — линейные силы тяжести соответственно ходовой части и груза, Н/м; / — длина горизонтальной проекции участка трассы конвейера, м; h — длина вертикальной проекции (высота) участка, м.
Перед третьим членом правой части формулы (6.6) знак «плюс» берется при подъеме, а «минус» — при спуске груза.
Коэффициент сопротивления перемещению груза по желобу плоским скребком wr, учитывающий сопротивления от трения груза о дно и стенки стального желоба, приближенно можно принимать следующим: для крупного угля wr = — 0,7 -г 1; для угольной мелочи и пыли wr = 0,6-r0,7; для других грузов wr = = 1,1/, где / — коэффициент трения груза по желобу. Для ящичных скребков коэффициент сопротивления движению груза уменьшается примерно на 10—15%, и можно принимать vvr =/
Коэффициент сопротивления движению цепи с ходовыми катками на подшипниках скольжения wu = 0,l -? 0,13 в зависимости от условий работы; для цепей без катков, движущихся скольжением, ГГц = 0,25 0,4.
Линейную силу тяжести до (Н/м) ходовой части конвейера (цепей и скребков) определяют по каталогам заводов-
Рнс. 6.6. Схема сил, действующих на высокий скребок
изготовителей или по приближенному соотношению
до « КСВ,(6.7)
где Кс— эмпирический коэффициент; для одноцепных конвейеров Кс = 900 4- 1200; для двухцепных конвейеров Кс = 1500 4- 2500 (большие цифры относятся к конвейерам с цепями повышенной прочности и к ящичным двухцепи ым конвейерам); В — ширина скребка, м. ■
Первоначальное натяжение цепи So определяют из условия устойчивости скребка. Сопротивление W движению порции груза, размещенной перед скребком, по желобу стремится отклонить скребок и звено цепи, к которому он прикреплен, на некоторый угол а. Этому отклонению препятствует натяжение цепи Sq (рис. 6.6). Рассмотрим условие равновесия сил, приложенных к скребку. Для упрощения решения примем натяжения цепи в начале и в конце звена одинаковыми, равными Sq и направленными одно параллельно другому; массу скребка не учитываем. Тогда получим уравнение моментов
Wh cos с = Sgt sin с, (6.8)
где А — высота приложения силы сопротивления движению груза, м; обычно ее принимают равной высоте скребка hc для кусковых грузов или 0,8 hc для зернистых грузов; г — угол отклонения звена цепи; для надежной работы конвейера г ^2 4-3°; t — шаг звена цепи, м.
Сопротивление перемещению груза (Н) на наклонном конвейере
И% = дтг (wrcos р + sin р);(6.9)
на горизонтальном конвейере (р — 0)
И/ = gmrwT,(6.9')
где тг - масса порции груза перед скребком, кг.
Необходимое первоначальное натяжение тягового элемента
So > Wh cos e/(t sin a) = Wh etg e/t.
(6.10)
Для с — 3° ctgc = 19,1; тогда
So^ YSAWhjt. (6.10)
Обычно So = 3 4- 10 кН. Необходимость повышенного первоначального натяжения — заметный недостаток конвейера с высокими скребками.
В остальном тяговый расчет ведется так же, как и для пластинчатых конвейеров (см. гл. 5). Тяговое усилие и потребную мошность двигателя определяют по рекомендациям гл. 3.
Трубчатые скребковые конвейеры
Общее устройство и параметры
Трубчатый скребковый конвейер (рис. 6.7 и 6.8) имеет замкнутый контур цепи 1 с прикрепленными к ней круглыми или прямоугольными скребками 2. Цепь со скребками движется внутри герметичной трубы 3 круглого (илн прямоугольного) сечения и перемещает непрерывным потоком насыпной груз.
Движение цепь получает от приводной звездочки, вращаемой приводом 8 (см. рис. 6.7), места загрузки 4 и разгрузки 6 трубы располагаются в любом месте горизонтальных участков конвейера. В конце рабочей ветви, у последнего места разгрузки устанавливается вибрационное устройство 7 для очистки
цепи и скребков от прилипших частиц груза. Первоначальное натяжение цепь получает от натяжного устройства 9, расположенного на одном или двух нижних поворотных участках трубы. Повороты цепи в вертикальной или горизонтальной плоскости осуществляются на поворотных блоках, звездочках или криволинейных участках трубы 5.
Трубчатые конвейеры могут иметь разнообразные трассы: в вертикальной
плоскости — вертикально замкнутые (рис. 6.9, а — е), горизонтальные, наклонные и комбинированные; в горизонтальной плоскости — горизонтально замкнутые, циркуляционные (рис. 6.9, з, ж) и пространственные (см. рис. 6.7).
Рвс. 6.7. Схема трубчатого скребкового конвейера с пространственной трассойРвс. 6.7. Схема трубчатого скребкового конвейера с пространственной трассойТрубчатые скребковые конвейеры предназначены для транспортирования различных пылевидных, порошкообразных, зернистых и мелкокусковых (с кусками малой прочности, размером примерно в 5—10 раз меньше внутреннего диаметра трубы) насыпных грузов при малой и средней производительности: продуктов и полуфабрикатов химической промышленности, строительных материалов (сухой глины, песка, мела, извести, цемента), продукции лакокрасочного производства, пищевых продуктов (муки, крахмала, чая, сахара, солода, зерна, комбикорма), исходных материалов производства огнеупоров, древесных опилок, чугунной стружки, пыле-
Рвс. 6.7. Схема трубчатого скребкового конвейера с пространственной трассой
Рвс. 6.7. Схема трубчатого скребкового конвейера с пространственной трассой
Рис. 6.8. Ходовая часть трубчатых скребковых конвейеров :а и б — с разборной цепью соответственно для холодных и горячих грузов; в — с пластинчатой цепью и защищенным шарниромРис. 6.8. Ходовая часть трубчатых скребковых конвейеров :а и б — с разборной цепью соответственно для холодных и горячих грузов; в — с пластинчатой цепью и защищенным шарниромРис. 6.9. Схемы трубчатых скребковых конвейеров:а — е — вертикально замкнутых; ж и з — горизонтально замкнутых; П — привод; НУ — натяжное устройствоРис. 6.9. Схемы трубчатых скребковых конвейеров:а — е — вертикально замкнутых; ж и з — горизонтально замкнутых; П — привод; НУ — натяжное устройствовидного угля и др. Герметичность трубчатых конвейеров позволяет применять их для транспортирования ядовитых, пахучих н горячих насыпных грузов. Трубчатые конвейеры могут транспортировать жидкие и полужидкие нелипкие насыпные грузы по горизонтальной и вертикальной трассам.
Рис. 6.8. Ходовая часть трубчатых скребковых конвейеров :
а и б — с разборной цепью соответственно для холодных и горячих грузов; в — с пластинчатой цепью и защищенным шарниром
Рис. 6.8. Ходовая часть трубчатых скребковых конвейеров :
а и б — с разборной цепью соответственно для холодных и горячих грузов; в — с пластинчатой цепью и защищенным шарниром
Рис. 6.9. Схемы трубчатых скребковых конвейеров:
а — е — вертикально замкнутых; ж и з — горизонтально замкнутых; П — привод; НУ — натяжное устройство
Рис. 6.9. Схемы трубчатых скребковых конвейеров:
а — е — вертикально замкнутых; ж и з — горизонтально замкнутых; П — привод; НУ — натяжное устройство
Трубчатые конвейеры получили широкое распространение для раздачи кормов на птице- и животноводческих фермах (труба диаметром 60 мм, скорость цепи — до 0,56 м/с).
Трубчатыми конвейерами нельзя транспортировать липкие и быстро слеживающиеся грузы, а также грузы с кусками высокой прочности (например, щебень). Такие куски могут заклиниться между скребком и трубой и застопорить цепь, поэтому при возможности появления таких кусков в общей массе груза
в местах загрузки конвейера устанавливают решетки, не допускающие попадания кусков в трубу.
При транспортировании горячих грузов с температурой 700—1100°C (например, колчеданного огарка) н их охлаждении в процессе перемещения трубу с горячим грузом и цепью размещают внутри последовательно расположенных секций трубчатой водяной рубашки (см. рис. 6.8). В секции подается холодная и выпускается нагретая вода и обеспечивается непрерывный и интенсивный теплообмен. В местах крепления труб к неподвижным стойкам и соединения концевых секций устанавливают компенсаторы тепловых линейных расширений.
Преимуществами трубчатых конвейеров являются простота конструкции, надежная герметичность, большое раз-
ПараметрРазмер трубы по ГОСТ 8732 — 78 (наружный диаметр/толщина стенки), мм/мм108/4159/4,5219/6Диаметр скребка, ммШаг скребков для конвейера*, мм:94142198горизонтального320-400320-400480-600с комбинированной трассой160-200160-200320-400Линейная масса ходовой части **, кг/м8,711,617,6Расчетная произаодительность конвейера (м3/ч) при скорости 0,16 м/с4916ПараметрРазмер трубы по ГОСТ 8732 — 78 (наружный диаметр/толщина стенки), мм/мм108/4159/4,5219/6Диаметр скребка, ммШаг скребков для конвейера*, мм:94142198горизонтального320-400320-400480-600с комбинированной трассой160-200160-200320-400Линейная масса ходовой части **, кг/м8,711,617,6Расчетная произаодительность конвейера (м3/ч) при скорости 0,16 м/с49166.2. Рекомендуемые параметры трубчатых скребковых конвейеров6.2. Рекомендуемые параметры трубчатых скребковых конвейеров* Кратный шагу цепи 80—100 мм.** С разборной цепью (ГОСТ 589—81) при шаге стальных скребков 200 —400 мм для комбинированной трассы.* Кратный шагу цепи 80—100 мм.** С разборной цепью (ГОСТ 589—81) при шаге стальных скребков 200 —400 мм для комбинированной трассы.нообразие трасс перемещения груза на базе использования унифицированных узлов, широкая возможность применения готовых стандартных труб и цепей, высокий коэффициент заполнения трубы, отсутствие износа цепи от истирания при симметричном креплении скребка. Благодаря наличию сплошных круглых скребков по всему сечению трубы (исключая зазоры) транспортируемый груз (в том числе и пылевидный) на горизонтальных и вертикальных участках конвейера движется
Параметр
Размер трубы по ГОСТ 8732 — 78 (наружный диаметр/толщина стенки), мм/мм
108/4
159/4,5
219/6
Диаметр скребка, мм
Шаг скребков для конвейера*, мм:
94
142
198
горизонтального
320-400
320-400
480-600
с комбинированной трассой
160-200
160-200
320-400
Линейная масса ходовой части **, кг/м
8,7
11,6
17,6
Расчетная произаодительность конвейера (м3/ч) при скорости 0,16 м/с
4
9
16
Параметр
Размер трубы по ГОСТ 8732 — 78 (наружный диаметр/толщина стенки), мм/мм
108/4
159/4,5
219/6
Диаметр скребка, мм
Шаг скребков для конвейера*, мм:
94
142
198
горизонтального
320-400
320-400
480-600
с комбинированной трассой
160-200
160-200
320-400
Линейная масса ходовой части **, кг/м
8,7
11,6
17,6
Расчетная произаодительность конвейера (м3/ч) при скорости 0,16 м/с
4
9
16
6.2. Рекомендуемые параметры трубчатых скребковых конвейеров
6.2. Рекомендуемые параметры трубчатых скребковых конвейеров
* Кратный шагу цепи 80—100 мм.
** С разборной цепью (ГОСТ 589—81) при шаге стальных скребков 200 —400 мм для комбинированной трассы.
* Кратный шагу цепи 80—100 мм.
** С разборной цепью (ГОСТ 589—81) при шаге стальных скребков 200 —400 мм для комбинированной трассы.
6.3. Параметры трубчатых скребковых конвейеров фирмы Вебб (США) с пространственной трассой
Характеристика транспортируемого груза
j I S
1)Д
'о- 5 ч.
Производительность конвейера (м3/ч) при наружном диаметре трубы, мм
102
152
203
254
305
Высокоабра-
0,03
0,4
1,2
2,2
3,6
5,1
зивный
0,05
0,8
2,4
4,4
7,6
10,0
Средней абра-
0,10
1.7
4,6
9,0
14,4
20,4
ЗИВНОСТИ
0,125
2,0
5,7
10,8
18,0
25,1
Неабразивный
0.15
2,4
7,0
13,2
21,6
30,0.
0,20
3,2
9,3
18,0
28,8
40,0
Неабразивный
0,25
4,2
11,6
22,2
36,0
51,0
смазывающийся (типа графита)
0,30
4,8
14,3
26,4
43,2
60,0
без отставания с той же скоростью, что и скребки. В этом значительное преимущество трубчатых конвейеров по сравнению с конвейерами, имеющими контурные скребки.
Недостатком трубчатых конвейеров, как и скребковых люб ого типа, является изнашивание трубы и скребков, особенно на криволинейных участках прн транспортировании абразивных грузов. Однако для равномерного изнашивания прямолинейные секции трубы можно периодически поворачивать вокруг продольной оси на некоторый угол по мере изнашивания нижней части трубы в зоне соприкосновения с ней скребка.
Параметры трубчатых конвейеров, рекомендованные ВНИИПТМАШем, приведены в табл. 6.2; параметры конвейеров фирмы Вебб (США) с стержневой цепью даны в табл. 6.3.
Трубчатые конвейеры рекомендуется применять при малой и средней производительности (4 — 35 мэ/ч) и скорости транспортирования 0,16-0,32 м/с, длине прямолинейных участков до 60 м, максимальной высоте подъема до 20 м при общей длине комбинированной трассы до 80 м в соответствии с тяговыми способностями стандартных раз*борных цепей. Возможно и превышение этих параметров, однако это заметно увеличивает габаритные размеры конвейера н массу ходовой части.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом трубчатых скребковых конвейеров служит одна разборная (ГОСТ 589 — 81), -пластинчатая втулочная цепь типа 2 (ГОСТ 588 — 81) с шагом 80 или 100 мм или калиброванная круглозвенная цепь (ГОСТ 2319 — 70), иногда — канат. Известно также использование двухшарнирных и стержневых цепей с шаровым закрытым шарниром. Последние вместе с разборными и круглозвенными цепями необходимо применять для конвейеров с пространственной трассой. В зарубежной практике шарнир пластинчатой цепи защищают кольцами из резины или пластмассы (см. рис. 6.8, в), однако это значительно усложняет и удорожает цепь, создает дополнительные сопротивления трения при поворотах звеньев.
Скребки изготовляют из стали, чугуна, пластмассы или резины толщиной 10—20 мм. Известны конструкции комбинированных скребков, у которых центральная часть (остов) делается из стали или чугуна, а бандаж из резины или пластмассы.
Скребок приваривают или прикрепляют на болтах (см. рис. 6.8) к звену цепи. Крепление может быть центральным, симметричным (цепь проходит в центре скребка) или боковым, асимметричным (см. рис. 6.8, в). Прн боковом креплении скребков и внутреннем расположении цепи в звездочках и поворотных устройствах не требуется вырезов для прохода скребков; для скребков с симметричным креплением эти вырезы необходимы. Вырезы иногда делают в самих скребках (см. рис. 6.8,6), однако это не рекомендуется, так как при некотором повороте скребка плоскости выреза и звездочки могут не совпадать. Скребки с боковым креплением непригодны для конвейеров, имеющих трассу с поворотами в правую и левую стороны.
Шаг скребков ас принимают в зависимости от шага тяговой цепи t и диаметра трубы D из соотношений
ae = k\t-k2D, (6.И)
где kY и к2 — конструктивные коэффициенты; для конвейеров с прямолинейной трассой (горизонтальных и наклонных) &i = 2 т 6, к? = 2^3; для конвейеров с комбинированной трассой, имеющей вертикальные участ- ки, ку = 2 -? 4 и к2 = 1.
При любой трассе шаг скребков должен быть кратным двум шагам цепи. Диаметр скребка принимают на 10—15 мм меньше внутреннего диаметра трубы.
Поворотными устройствами конвейера (рис. 6.10, б, в) служат блоки с гладким ободом или звездочки, вращающиеся на подшипниках качения и закрепленные в герметичном кожухе со смотровыми люками. Поворотными устройствами могут служить также плавные закругления неподвижной трубы по радиусу 1,2 — 2 м. Секции средней части конвейера (горизонтальные и вертикальные) длиной 4 — 6 м изготовляют из стандартных труб (ГОСТ 8732-78) наружным диаметром 108—219 мм (известны до 305 мм) со стенками толщиной 3-6 мм и соединяют друг с другом болтами. В секциях, как и в кожухах приводной звездочки и блоков, предусматривают герметичные люки для осмотра и ремонта ходовой части. На трассе размещают ремонтную секцию со съемной крышкой.
Привод обычного типа со звездочкой и редуктором снабжают предохранительным срезным штифтом. Электродвигатель с редуктором соединяют при помощи упругой муфты или клиноременной передачи.
Натяжное устройство — винтовое (для конвейеров малой длины), пружинновинтовое и грузовое. Ход натяжного устройства — не менее 1,6 шага цепи.
Очистное устройство — вибрационное. Оно приводится электродвигателем, на валу которого укреплен эксцентрик со штоком; на конце штока горизонтальная планка, постоянно с некоторым прижимом соприкасающаяся с движущимися скребками, которые скользят по ней. При вращении двигателя шток совершает возвратно-поступательные движения и встряхивает движущиеся скребки
Рис. 6.10. Схемы узлов трубчатых скребковых конвейеров:а — устройство для загрузки; б и в — поворотные устройстваРис. 6.10. Схемы узлов трубчатых скребковых конвейеров:а — устройство для загрузки; б и в — поворотные устройства(амплитуда перемещения 2 — 3 мм, частота 750—1500 колебаний в минуту), освобождая их от прилипших частиц груза. Внутреннюю полость трубы в случае необходимости чистят специальными очистными скребками (два- три на конвейер) из резины или с резиновым ободом увеличенного диаметра, установленными в трубу без зазоров.
Рис. 6.10. Схемы узлов трубчатых скребковых конвейеров:
а — устройство для загрузки; б и в — поворотные устройства
Рис. 6.10. Схемы узлов трубчатых скребковых конвейеров:
а — устройство для загрузки; б и в — поворотные устройства
Расчет конвейеров
По заданной расчетной производительности определяют внутренний диаметр трубы конвейера и округляют его до ближайшего стандартного размера. Коэффициент заполнения сечения трубы с учетом объема, занимаемого цепью и скребками, принимают равным 0,8 — 0,9. Скорость движения скребков выбирают в пределах 0,1—0,4 м/с.
Тяговый расчет конвейера выполняют обычным порядком (см. гл. 3). Коэффициент сопротивления движению ходовой части для стальной трубы и стального или пластмассового скребка w = =/с = 0,3 4 0,5; для обрезиненного
скребка w = /р = 0,5 4- 0,6. Коэффициент сопротивления перемещению груза по трубе wr определяют с учетом давления его на стенки трубы и принимают в среднем для горизонтальных участков wr-0,6 4 0,7; для вертикальных участков wrB = 2,5 4 3.
Первоначальное натяжение цепи для конвейеров с прямолинейной трассой принимают равным 500—1000 Н; с пространственной трассой — 1500—2000 Н, чтобы исключить возможность чрезмерного (больше чем на 2 — 3°) поворота скребка.
Мощность электродвигателя привода определяют по рекомендациям гл. 3.
Конвейеры со сплошными низкими скребками
Общее устройство и основные параметры
Конвейер с низкими скребками (рис. 6.11) имеет закрытый каркас 1, нижняя часть которого образует желоб для перемещения груза. Тяговая цепь
Рис. 6Л1. Конвейер с низкими сплошными скребкамиРис. 6Л1. Конвейер с низкими сплошными скребками(или две цепи, рис. 6.12) со скребками 2 (рис. 6.11)' (отдельно показаны на рис. 6.13) проходит внутри каркаса и огибает концевые звездочки — приводную 3 (рис. 6.11) и натяжную 4. Нижняя ветвь скользит по дну желоба и перемещает транспортируемый груз; обратная ветвь цепи располагается в верхней части каркаса и движется по направляющим путям, иногда по сплошному дну, или опорным роликам. В некоторых конструкциях конвейер имеет два раздельных герметичных желоба (трубы), и перемещение груза возможно в нижнем и верхнем желобах в разных направлениях. Цепь получает движение от приводной звездочки вращаемой электродвигателем, через приводной механизм.
Рис. 6Л1. Конвейер с низкими сплошными скребками
Рис. 6Л1. Конвейер с низкими сплошными скребками
Конвейеры с низкими скребками имеют только вертикально замкнутое расположение тяговой цепи с прямолинейной (горизонтальной или наклонной) и комбинированной трассами перемещения груза (рис. 6.14). Груз, засыпанный в любом месте горизонтального желоба, перемещается цепью и скребками сплошным слоем, высота которого на горизонтальном участке значительно (в 2—6 раз, в зависимости от свойств груза) больше высоты скребков (рис. 6.14, е). Такое перемещение груза возможно потому, что сила сдвига (сцепление) частиц груза выше, чем сопротивление трения их о дно и стенки желоба. Движущиеся скребки как бы армируют сыпучую среду и заставляют ее двигаться сплошной массой. Поэтому
конвейеры с низкими сплошными скребками называют также конвейерами с погруженными скребками. В горизонтальном желобе высота слоя транспортируемого груза определяется главным образом его физико-механическими свойствами и условиями загрузки (интенсивностью подачи), хотя высота скребка имеет определенное значение. В наклонном желобе на частицы груза действуют составляющие силы их тяжести, и высота слоя груза значительно снижается, приближаясь к высоте скребка. Поэтому для наклонных конвейеров в ряде случаев применяют скребки повышенной высоты.
Конвейеры с низкими скребками могут иметь углы наклона до 60° (рис. 6.14,8,2 и 0) и перемещать насыпной груз сплошным слоем высотой, равной высоте скребка, если на переходном и наклонном участках трассы высоту желоба уменьшить до высоты скребков плюс зазор 5 — 10 мм (рис. 6.14, ж). Хотя производительность таких конвейеров невысока, но они имеют небольшую высоту поперечного сечения желоба.
Конвейеры с низкими скребками применяют для транспортирования самых разнообразных хорошо сыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов на предприятиях различных отраслей промышленности, в том числе и горячих грузов с температурой до 700 °C. Конвейеры этого типа с желобом шириной 200—650 мм и производительностью 25—175 т/ч иашли широкое применение для горизонтального и по-
Рис. 6.12. Конвейер КПС-650Т с погруженными скребками конструкции ВНИИПТМАШа:/ — привод; 2 — секция приводной звездочки; 3 — промежуточная секция; 4 — натяжное устройство; 5 — секция конвейера с охладительной водяной камерой; 6 — охладительная водяная камераРис. 6.12. Конвейер КПС-650Т с погруженными скребками конструкции ВНИИПТМАШа:/ — привод; 2 — секция приводной звездочки; 3 — промежуточная секция; 4 — натяжное устройство; 5 — секция конвейера с охладительной водяной камерой; 6 — охладительная водяная камера
Рис. 6.12. Конвейер КПС-650Т с погруженными скребками конструкции ВНИИПТМАШа:
/ — привод; 2 — секция приводной звездочки; 3 — промежуточная секция; 4 — натяжное устройство; 5 — секция конвейера с охладительной водяной камерой; 6 — охладительная водяная камера
Рис. 6.12. Конвейер КПС-650Т с погруженными скребками конструкции ВНИИПТМАШа:
/ — привод; 2 — секция приводной звездочки; 3 — промежуточная секция; 4 — натяжное устройство; 5 — секция конвейера с охладительной водяной камерой; 6 — охладительная водяная камера
Рис. 6.13. Ходовая часы. конвейера с низкими скребками: а — одноцепного горизонтального; б — наклонного; в — двухцепного со скребками увеличенной высоты
Рис. 6.14. Конвейеры с низкими скребками:
а — д — схемы конвейеров; е и ж — расположение груЧа соответственно на горизонтальном участке и при переходе с горизонтального на наклонный участок
логонаклонного (с углом подъема до 15°) транспортирования зерна и продуктов его переработки на зерновых элеваторах, мукомольных и комбикормовых предприятиях.
Конвейеры с низкими скребками имеют ширину желоба 125—1000 мм; скорость транспортирования ОД —0,4 м/с и, в отдельных случаях, до 0,8 м/с; производительность 5 — 400 т/ч; длина транспортирования до 60 м. В разработанном во ВНИИПТМАШе типаже предусмотрены конвейеры с низкими скребками (см. рис. 6.12) с желобом шириной и высотой Вж х к; 125 х 90; 200 х х125; 320x200; 500x 320; 650 x 400 мм
и производительностью 5,6— 320 м3/ч при скорости 0,16 — 0,4 м/с и горизонтальном транспортировании.
К преимуществу конвейеров с низкими скребками относится герметичность
транспортирования, а к недостаткам — износ цепи, скребков и днища желоба, возможность всплывания цепи над транспортируемым грузом (что наблюдается на длинных прямолинейных участках конвейера), ограниченность трассы перемещения груза, возможность перекоса скребков у двухцепных конвейеров из-за неравномерного изнашивания цепей, недостаточная жесткость длинных плоских скребков.
Тяговым элементом конвейера с низкими скребками служит пластинчатая втулочная и роликовая или специальная вильчатая цепь с шагом 160 или 200 мм. В конвейерах для транспортирования зерна известно применение пластинча- гой цепи с открытым шарниром (см. рис. 2.9). При ширине скребка до 500 мм применяют одну цепь (рис. 6.13, а и 6), более 500 мм — две цепи. Поскольку цепь в процессе работы истирается и ее расчетное сечение уменьшается, запас прочности берут повышенным (до 20) с учетом возможного ослабления сечения.
Скребки изготовляют из плоской (см. рис. 6.13, а), профильной (см. рис. 6.13,6) и листовой (см. рис. 6.13, в) полосы. В одноцепных конвейерах скребки приваривают к звену цепи перпендикулярно или под углом около 85° к его продольной оси. В двухцепных конвейерах скребки прикрепляют к звеньям при помощи толстых шплинтов (см. рис. 6.13, в).
Для горизонтальных и крутонаклонных конвейеров высота скребка равна или меньше высоты цепи (50—30 мм); для пологонаклонных конвейеров с углом наклона до 20—30° скребок делают более высоким, чем цепь |7д. — 60 — 130 мм). Шаг скребков принимают обычно равным одному или двум шагам t цепи. Для очистки цепи и скребков от прилипших частиц груза применяют специальные щетки, а для очистки желоба — специальные скребки с выступами.
Желоб конвейера имеет два конструктивных исполнения: в виде единого (для верхней и нижней ветвей) сварного каркаса из листовой стали толщиной 2 — 4 мм или в виде двух отдельных желобов, выполненных из швеллеров и листовой стали. Желоб первого исполнения используют при движении обратной верхней цепи по опорным роликам; он трудоемок для изготовления и ремонта, но имеет меньшую массу по сравнению с массой желоба второго исполнения.
Желоб конвейера в том и другом исполнении должен обязательно иметь герметичные люки для осмотра и ремонта ходовой части и дна желоба.
Наиболее изнашиваемые детали желоба — дно и криволинейная направляющая перехода трассы конвейера с прямолинейного на наклонный или с наклонного на прямолинейный участки. Для повышения срока службы этих участков в зоне их соприкосновения с движущейся цепью устанавливают сменные полосы из твердой марганцовистой стали (например, ЗОГ), термически обработанной. В тех случаях, когда установка сменных полос невозможна, дно желоба и направляющие делают из толстой (8 — 12 мм) марганцовистой стали и предусматривают возможность их быстрой замены при ремонте. В трущейся паре цепь — желоб последний должен иметь больший срок службы, поскольку его замена более трудоемка, чем замена цепи, запасные ветви которой могут быть всегда подготовлены заранее. Применяют футеровку дна желоба каменными плитами (базальтом).
Привод — обычного типа, редукторный, сблокированный с датчиком, отключающим электродвигатель при обрыве цепи. Приводную звездочку снабжают вильчатым съемником цепи, обеспечивающим правильный сбег последней со звездочки.
Поворотными и отклоняющими устройствами конвейера служат направляющие блоки, звездочки и неподвижные шины. Блоки, как и опорные ролики, вращаются на подшипниках качения, корпуса которых располагаются вне кожуха конвейера. Места выхода валов из корпуса закрывают надежным уплотнением для обеспечения необходимой герметичности.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое.
Расчет конвейеров
Ширину желоба конвейера выбирают по заданной расчетной производительности и принятой скорости (см. гл. 3).
Площадь поперечного сечения транспортируемого груза принимают равной произведению ширины желоба на высоту слоя груза; объем, занимаемый цепью со скребками, рассчитывают с учетом коэффициента использования сечения ф = 0,8 -г 0,85. Для конвейеров с крутонаклонными участками и низким желобом (см. рис. 6.14, ж) высота слоя груза равна высоте скребка; для горизонтальных конвейеров высота слоя hr обусловливается свойствами транспортируемого груза и принимается по экспериментальным данным или приближенно hr = (0,3 -г 0,6) Вс (где Вс — ширина скребка), но не менее высоты скребка (меньшее значение для пылевидных, большее — для зернистых грузов). Для пологонаклонных конвейеров снижение производительности учитывается коэффициентом С3 =0,9 -г 0,8 в зависимости от угла наклона конвейера и свойств груза; для крутонаклонных конвейеров при высоте слоя груза, равной высоте скребка, С3 = 1.
Тяговый расчет конвейера выполняется так же, как и конвейеров с высокими скребками (см. п. 6.2).
Особенности конструкций конвейеров с низкими скребками для транспортирования горнчнх грузов
При транспортировании горячих грузов могут быть поставлены две задачи — охлаждение груза или сохранение его тепла, если это необходимо для последующих технологических операций. Для сохранения температуры горячего груза в процессе его транспортирования каркас конвейера выполняют с двойными стальными стенками, между которыми помещают теплоизоляционный материал. Для охлаждения горячего груза в процессе транспортирования дно желоба конвейера снабжают охладительной камерой, в секции которой непрерывно подают холодную воду и отводят нагретую (рис. 6.15, а и б). Охлаждаются также валы приводной и натяжной звездочек (рис. 6.15, в).
Рнс. 6.15. Конвейер с низкими скребками для транспортирования горячих грузов:а — средняя часть; б — схема движения охлаждающей водь: в желобах нижней и верхней ветвей конвейера; в — узел охлаждения вала приводной звездочкиРнс. 6.15. Конвейер с низкими скребками для транспортирования горячих грузов:а — средняя часть; б — схема движения охлаждающей водь: в желобах нижней и верхней ветвей конвейера; в — узел охлаждения вала приводной звездочкиВ целях наибольшего охлаждения и увеличения времени пребывания в охлаждаемых желобах горячие грузы транспортируют с малой скоростью (0,01—0,16 м/с) тонким слоем (не выше
Рнс. 6.15. Конвейер с низкими скребками для транспортирования горячих грузов:
а — средняя часть; б — схема движения охлаждающей водь: в желобах нижней и верхней ветвей конвейера; в — узел охлаждения вала приводной звездочки
Рнс. 6.15. Конвейер с низкими скребками для транспортирования горячих грузов:
а — средняя часть; б — схема движения охлаждающей водь: в желобах нижней и верхней ветвей конвейера; в — узел охлаждения вала приводной звездочки
Рис. 6Л6. Подземные скребковые конвейеры для транспортирования угля в шахтах:а — общий вид; б — д — поперечные сечения средней части вертикально замкнутого двухцепного, трех- цепнОго, одноцепного и горизонтально замкнутого одноцепного конвейеров соответственно; 7 — привод; 2 — натяжное устройство; 3 — цепь; 4 — скребок; 5 — желобРис. 6Л6. Подземные скребковые конвейеры для транспортирования угля в шахтах:а — общий вид; б — д — поперечные сечения средней части вертикально замкнутого двухцепного, трех- цепнОго, одноцепного и горизонтально замкнутого одноцепного конвейеров соответственно; 7 — привод; 2 — натяжное устройство; 3 — цепь; 4 — скребок; 5 — желобскребка) и в ряде случаев одновременно на верхней и нижней ветвях конвейера (рис. 6.15, а); при этом груз засыпается в желоб в конце верхней ветви, перемещается в обратном направлении до начала конвейера, перегружается в желоб нижней ветви и транспортируется ею в прямом направлении к концу конвейера.
Рис. 6Л6. Подземные скребковые конвейеры для транспортирования угля в шахтах:
а — общий вид; б — д — поперечные сечения средней части вертикально замкнутого двухцепного, трех- цепнОго, одноцепного и горизонтально замкнутого одноцепного конвейеров соответственно; 7 — привод; 2 — натяжное устройство; 3 — цепь; 4 — скребок; 5 — желоб
Рис. 6Л6. Подземные скребковые конвейеры для транспортирования угля в шахтах:
а — общий вид; б — д — поперечные сечения средней части вертикально замкнутого двухцепного, трех- цепнОго, одноцепного и горизонтально замкнутого одноцепного конвейеров соответственно; 7 — привод; 2 — натяжное устройство; 3 — цепь; 4 — скребок; 5 — желоб
Корпус конвейера для траиспортиро- вання горячих грузов жестко крепится к фундаменту только в одном месте (обычно у привода), все остальное секции имеют свободные скользящие опоры для обеспечения возможных температурных перемещений. Загрузочные патрубки соединяют с желобом конвейера специальными подвижными герметичными устройствами с «песочным затвором». Смотровые и ремонтные люки имеют асбестовые прокладки. Цепь, скребки, отклоняющие блоки и звездочки имеют такую же конструкцию, как
и у конвейеров нормального использования, но изготовляются из специальных сталей (например, из стали 25ХГТ).
Скребковые конвейеры длн подземного транспортирования угля
Широко применяемые скребковые конвейеры для подземного транспортирования угля принадлежат к группе конвейеров с низкими скребками, но конструкция их значительно отличается от конструкции конвейеров, рассмотренных ранее. Многообразие видов работы в угольных шахтах обусловило большое число конструктивных разновидностей скребковых конвейеров (рис. 6.16).
Конвейер имеет одну (две, три) тяговую цепь с прикрепленными к ней низкими скребками, которые вместе с цепью движутся по дну открытого же-
лоба. Цепь огибает приводную и натяжную звездочки, расположенные по концам конвейера, и перемещается при помощи привода. Конвейер устанавливают непосредственно иа почву шахты. Одно из основных требований, предъявляемых к подземным конвейерам,— минимальная высота конвейера и особенно его рабочей ветви для снижения высоты погрузки угля.
По расположению тягового элемента (рабочей и холостой ветви) различают вертикально замкнутые (рис. 6.16, а — г), горизонтально замкнутые (рис. 6.16,6) и комбинированные подземные скребковые конвейеры. На последних концевые звездочки устанавливают в плоскости, расположенной под углом 45° к горизонту. Скребки, прикрепленные к цепи под углом 45°, на рабочей ветви располагают в горизонтальной, а на обратной — в вертикальной плоскости.
Вертикально замкнутые конвейеры выполняют с одной (рис. 6.16, а), двумя (рис. 6.16,6) и тремя (рис. 6.16, в) параллельно расположенными тяговыми цепями. Трехцепной конвейер может иметь увеличенную длину и повышенную надежность, так как при обрыве одной цепи скребок не теряет устойчивости и работоспособность конвейера не нарушается. Однако повышенная стоимость и увеличенная масса трехцепных конвейеров ограничивают их применение. У одноцепного конвейера скребки могут иметь симметричное (цепь в середине скребка), консольное, а также жесткое или шарнирное (с односторонним шарниром) крепления к тяговой цепи.
Трасса вертикально замкнутого конвейера для бесперегрузочного транспортирования угля в криволинейных выработках может быть прямолинейной (горизонтальной, наклонной и горизонтально-наклонной) и изгибающейся в горизонтальной плоскости (пространственной).
Тяговый элемент — цепь (одна, две, три) разборная, усиленная с шагом звена 80 мм типа Р1-8-290 ГОСТ 589 — 81 или круглозвенная с шагом звена 50 или
64 мм и стержнем диаметром 14 и 18 мм, изготовленные из стали 45Г2 или 40Х с термообработкой.
Скребки — стальные высотой, приблизительно равной высоте цепи. Шаг скребков 480, 640, 1024 мм, линейная масса цепи со скребками в среднем 10-18 кг/м.
Желоб штампуют из листовой стали 35 (с закалкой рабочей части) или ЗОГ по секциям длиной 2 — 2,5 м.
Привод — электрический, пневматический или элёктрогидравлический во взрывобезопасном исполнении. Широкое применение получил привод с одним-двумя двигателями в передней части и одним — в задней части. Приводной механизм — редукторный; электродвигатель соединяется с редуктором гидравлической муфтой.
Конвейеры с контурными скребками
Общее устройство и основные параметры
Конвейеры с контурными скребками (их называют также конвейерами Редле- ра, по имени их изобретателя) имеют закрытый желоб, разделенный на две части, внутри которых движутся рабочая и обратная ветви цепи со специальными фигурными скребками (рис. 6.17). Стержни скребков как бы повторяют (обрамляют) три стенки контура сечения желоба. Такой скребок, армируя насыпной груз, перемещает его не отдельными порциями перед каждым скребком, а сплошной массой, заполняющей на горизонтальных участках почти все сечение желоба.
Процесс сплошного волочения груза основан на том, что сопротивление прохождению контурных скребков через насыпной груз, помещенный в желоб с гладкими стенками, оказывается большим, чем сопротивление трению груза о дно и стенки желоба. Контурный скребок может более эффективно, чем низкий сплошной скребок, передавать движущую силу на все сечение насыпного
Рис. 6.17. Ходовая часть конвейеров с контурными скребками: а, б, в — вертикально замкнутых; г — горизонтально замкнутыхРис. 6.17. Ходовая часть конвейеров с контурными скребками: а, б, в — вертикально замкнутых; г — горизонтально замкнутыхгруза и поэтому позволяет в определенных условиях перемещать груз не только в горизонтальной, но и в круто наклонной и вертикальной плоскостях.
Рис. 6.17. Ходовая часть конвейеров с контурными скребками: а, б, в — вертикально замкнутых; г — горизонтально замкнутых
Рис. 6.17. Ходовая часть конвейеров с контурными скребками: а, б, в — вертикально замкнутых; г — горизонтально замкнутых
' Процесс перемещения груза на горизонтальных и особенно вертикальных участках конвейера в значительной степени обусловливается свойствами транспортируемого груза — его подвижностью (сыпучестью), сцеплением частиц, сопротивлением их сдвигу. При транспортировании сухих пылевидных легкосыпучих грузов (например, цемента, угольной пыли и т. п.), характеризуемых большой подвижностью и малым сцеплением частиц, наблюдается отставание груза от скребков, т. е. груз движется с меньшей скоростью, чем цепь со скребками. Особенно значительно проявляется это отставание на крутонаклонных и вертикальных участках, когда усилие перемещения груза возрастает, поскольку к сопротивлениям от трения груза добавляется составляющая силы его тяжести. Такое различие в скоростях скребков и груза, наблюдаемое при перемещении легкосыпучих грузов, кроме снижения производительности (из-за уменьшения скорости перемещения) создает дополнительные потери из-за скольже
ния скребков по слою груза. Этот недостаток пытаются исключить путем увеличения рабочего периметра контурного скребка (рис. 6.17, б, в), армирования его свободного промежутка дополнительной связью, приближая его к сплошному -скребку.
Конвейеры с контурными скребками могут иметь вертикально и горизонтально замкнутое расположение ходовой части (рис. 6.18, а,б).
Вертикально замкнутые конвейеры (рис. 6.19) могут иметь горизонтальные,
Рис. 6.18. Поперечные сечения конвейеров с контурными скребками:
а — вертикально замкнутых; б — горизонтально замкнутых
Рис. 6.19^ Схемы конвейеров с контурными скребками:
а — е — вертикально замкнутых; ж и з — горизонтально замкнутых; j — натяжная звездочка; 2 —
незагруженная ветвь цели; 3 — приводная звездочка; 4 — рабочая ветвь цепи
Рис. 6.20. Узлы конвейеров с контурными скребками:
a — загрузки петлеобразного конвейера-элеватора; 6 — разгрузки конвейера-элеватора; в — перехода с вертикального на горизонтальный участок конвейера с комбинированной трассой перемещения груза; г - загрузки конвейера на горизонтальном участке; д — разгрузки конвейера на горизонтальном участке; /—рабочая ветвь цепи со скребками; 2 — желоб конвейера; 3 — порожняя ветвь со скребками;
4 — приводная звездочка; 5 —скребок; 6 — поворотный барабан; 7 — патрубок для возврата просыпавшегося груза,
наклонные, вертикальные и комбинированные трассы перемещения груза с крутонаклонными и вертикальными участками (рис. 6.20). Горизонтально замкнутые конвейеры обычно имеют трассы прямоугольного очертания (рнс. 6.19, ж), расположенные в горизонтальной плоскости, и часто используются как распределительные.
Конвейеры с контурными скребками применяют для транспортирования лег- косыпучих пылевидных, зернистых и сортированных мелкокусковых грузов с легкодробимыми кусками малой прочности без твердых включений при сравнительно небольшой производительности (примерно до 60 т/ч) и небольших расстояниях транспортирования (примерно до 50 м при высоте подъема до 20 м). Значительные трудности при перемещении груза конвейерами с контурными скребками вызывают абразивность, влажность и липкость к металлу, корродирующее воздействие и наличие в грузе крупных твердых кусков, которые заклиниваются между скребком и желобом, создавая значительные сопротивления.
Вертикально замкнутые конвейеры с контурными скребками имеют ширину и высоту желоба (В х h) 125 х 90; 200 х х 125, 320 х 200 мм и при скорости движения скребков 0,16 м/с по комбинированной трассе обеспечивают производительность при транспортировании зернистых грузов 4-22 мэ/ч, пылевидных 2,6—14 м3/ч. Скорость движения скребков обычно составляет 0,1 —0,25 м/с1 (меньшие значения характерны для транспортирования пылевидных грузов).
Преимуществами конвейеров с контурными скребками являются герметичность транспортирования, простота устройства промежуточной загрузки на горизонтальных и наклонных участках трассы, разнообразие трасс перемещения груза в одной плоскости, саморегулирование загрузки без применения питателей. К недостаткам относятся интенсивное изнашивание цепи, скребков и желоба; отставание пылевидных грузов от скребков; повышенный расход
энергии; невозможность транспортирования липких грузов и грузов с твердыми включениями.
Элементы конвейеров
Ходовая часть — тяговая цепь со скребками (см. рис. 6.17 и 6.18) имеет много конструктивных модификаций как по способу изготовления, так и по очертанию скребков. Фирмы США и Англии изготовляют цепь заодно со скребками из ковкого чугуна с отливкой в металлических формах без обработки поверхностей шарнирного соединения (см. рис. 2.2). Фирмы ФРГ и Японии, как и в СССР, применяют вильчатую цепь, откованную из стали, и приваривают к ней контурные скребки необходимого очертания. Известно также применение круглозвениых цепей с приваренными скребками (ФРГ). Скребки изготовляют из стали или ковкого чугуна, а в некоторых случаях — из пластмассы (стекловолокна). Все остальное оборудование по конструкции аналогично оборудованию скребковых конвейеров других типов.
Расчет конвейеров
Расчетная производительность конвейеров с контурными скребками
Q = ЗбООГурф^^у — 3600ВжАжфуркс^у,
(6.12) где ф — 0,85 ч- 0,9 — коэффициент использования сечения желоба, учитывающий объем, занимаемый цепью со скребками; ке - скоростной коэффициент, характеризующий отставание транспортируемого груза от движущейся цепи со скребками (он равен отношению скорости груза к скорости цепи); ку — 1,05 4- 1.1 — коэффициент уплотнения груза в желобе; Вж и ^ — ширина и высота рабочей части желоба, м (см. рис. 6.20).
Для горизонтальных и пологонаклонных конвейеров с углом наклона до 16—20° кс = 0,94-0,8; для конвейеров вертикальных, крутоиаклоииых и с комбинированной трассой кс = 0,6 4-0,1 (большие значения принимают при транспортировании зернистых, меньшие - пылевидных насыпных грузов).
Рис. 6.21. Штанговый скребковый конвейер для транспортирования витой стружки: а — схема конвейера; б — секцияРис. 6.21. Штанговый скребковый конвейер для транспортирования витой стружки: а — схема конвейера; б — секцияШирина желоба конвейера должна быть проверена по размерам кусков груза; обычно Вж ^ (8 4 10)а.
Рис. 6.21. Штанговый скребковый конвейер для транспортирования витой стружки: а — схема конвейера; б — секция
Рис. 6.21. Штанговый скребковый конвейер для транспортирования витой стружки: а — схема конвейера; б — секция
Тяговый расчет конвейера производят путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках. Сопротивление определяют с учетом давления груза на стенки желоба.
Штанговые скребковые конвейеры для транспортирования витой металлической стружки
Среди многих насыпных грузов одним из наиболее трудно транспортируемых является витая (спиральная) металлическая стружка. Большой объем, сложные переплетения и цепкие связи отдельных ■ спиралей создают значительные трудности для транспортирования. Для решения этой сложной задачи разработан штанговый скребковый кон
вейер оригинальной конструкции. Он (рис. 6.21) имеет закрытый стальной желоб / квадратного сечения, внутри которого движется штанга 2, изготовленная из круглой трубы (например, диаметром 76 и толщиной 8 мм). К штанге с определенным шагом в горизонтальной и вертикальной плоскостях прикреплены под острым углом скребки 3. К верхней горизонтальной и боковым вертикальным стенкам желоба прикреплены остроугольные шипы 4. Штанга специальной опорной балкой 6 опирается на дно желоба и перемещается по нему в направляющих 7. При помощи гидравлического толкателя 5 штанга движется возвратно-поступательно.
Витая стружка, засыпанная в желоб, захватывается скребками и шипами штанги и перемещается вперед на ее рабочий ход. При обратном ходе штанги скребки и шипы, имеющие заостренные очертания, выскальзывают из вороха стружки, а направленные в противопо-
ложную сторону шины короба препятствуют обратному движению стружки. В следующий рабочий ход штанга опять проталкивает стружку вперед, н так постепенно стружка перемещается по длине всего желоба.
Ход штанги 1,5— 1,75 м; скорость движения 5—10 м/мин. Штанговые конвейеры имеют длниу 50 — 75 м и обеспечивают при желобе размером 600 х х 600 мм производительность 1,5 - 3 т/ч (8 — 15 м3/ч). Линейное усилие , перемещения штанги конвейера этого размера составляет 1,4 —2,2 кН на 1 м длины конвейера.
Штанговый конвейер непригоден для перемещения мелкой дробленой стружки. Мелочь, попадая в желоб, засоряет направляющие и затрудняет движение штанги. Это недостаток штангового скребкового конвейера. К его преимуществам относятся простота конструкции, возможность транспортирования витой стружки любого сорта, размера н длины, смоченной маслом и эмульсией.
Задачи научных исследований
Задачами научных исследований скребковых конвейеров являются:
теоретическое и экспериментальное исследования профиля «тела волочения» сыпучего груза перед высоким сплошным скребком в зависимости от характеристики груза, угла наклона конвейера и скорости транспортирования;
определение коэффициента сопротивления движению груза по желобу конвейера в зависимости от характеристики груза для разных типов скребковых конвейеров;
выявление условий «всплывания» (приподнимания над слоем груза) цепи и низких скребков в зависимости от характеристики груза, длины конвейера и типа скребков и разработка рекомендаций по ликвидации этого явления.
СКРЕБКОВО-КОВШОВЫЕ, КОВШОВЫЕ
И ЛЮЛЕЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Основные типы 211
Скребково-ковшовые конвейеры 212
Ковшовые конвейеры 215
Основные типы
Для транспортирования груза по сложной трассе с горизонтальными и вертикальными участками, расположенными в вертикальной плоскости (редко — в пространстве), служат скребково-ковшовые, ковшовые (рис. 7.1) и люлечные (рис. 7.2) конвейеры. Скреб-
Люлечные конвейеры 219
Конвейеры Дональта 220
Конвейеры — элеваторы 222
ково-ковшовые и ковшовые конвейеры транспортируют насыпные, а люлечные — однородные штучные грузы. Тяговым элементом этих конвейеров служат две пластинчатые цепи, несущим элементом — соответственно ковши или шарнирно подвешенные полки-люльки.
К преимуществам рассматриваемых конвейеров относятся бесперегрузочное
Рис. 7.1. Схемы скребково-ковшовых и ковшовых конвейеров:П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузкиРис. 7.1. Схемы скребково-ковшовых и ковшовых конвейеров:П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузкиРис. 7.2. Схемы люлечных конвейеров:П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузкиРис. 7.2. Схемы люлечных конвейеров:П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузкитранспортирование в одном агрегате по горизонтальной и вертикальной трассе, простота выполнения промежуточной разгрузки на всем протяжении горизонтальных (для скребково-ковшовых и ковшовых) и вертикальных (для лю- лечиых) участков трассы конвейеров, возможность транспортирования горячих грузов. Недостатками их являются сложность конструкции и повышенная масса ходовой части.
Рис. 7.1. Схемы скребково-ковшовых и ковшовых конвейеров:
П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузки
Рис. 7.1. Схемы скребково-ковшовых и ковшовых конвейеров:
П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузки
Рис. 7.2. Схемы люлечных конвейеров:
П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузки
Рис. 7.2. Схемы люлечных конвейеров:
П — привод; НУ — натяжное устройство; 3 — пункт загрузки; Р — пункт разгрузки
Несмотря на общность трассы и некоторое сходство принципа действия, конструктивные исполнения конвейеров этой группы имеют значительное различие.
Выбор расположения привода конвейера обусловливается анализом натяжения цепей на отдельных участках трассы. Рациональное расположение привода определяется по рекомендациям, указанным в гл. 3.
К ковшовым конвейерам относятся также конвейеры Дональта, у которых вместо ковшей применяют отрезки холста, образующие своего рода карманы
для грузов, а также конвейеры-элеваторы с горизонтальными участками загрузки и разгрузки.
Скребково-ковшовые конвейеры
Устройство и области применения
Скребково-ковшовый конвейер (рис. 7.3) имеет две бесконечные замкнутые тяговые цепи 4 с жестко прикрепленными к ним призматическими ковшами 5, движущимися на горизонтальных участках внутри открытого или закрытого желоба 7, а иа вертикальных участках — внутри закрытого направляющего кожуха 7. Цепи огибают поворотные звездочки 3, 2,6 и направляющие круговые щины. Одна звездочка 3 (как правило, верхняя, в конце рабочей ветви) — приводная, а другая 2 — натяжная. Желоб и кожух конвейера поддерживаются опорными металлоконструкциями 8, к которым прикреплены направляющие пути 9 из уголкового проката.
Рис. 7.3. Схема скребково-ковшового конвейераРис. 7.3. Схема скребково-ковшового конвейераЦепи с ковшами на горизонтальных участках перемещаются вдоль желоба на ходовых катках, катящихся по направляющим путям (сечение Б - Б), а на вертикальнь1Х участках поднимаются внутри направляющих путей (сечение А — Л), которые не позволяют ковшам отклоняться в стороны.
Рис. 7.3. Схема скребково-ковшового конвейера
Рис. 7.3. Схема скребково-ковшового конвейера
Подлежащий транспортированию насыпной груз загружается в желоб каким-либо одним или попеременно несколькими питателями в любом месте нижнего горизонтального участка конвейера. Движущиеся ковши, подобно скребкам, захватывают груз н перемещают его по желобу так же, как и в скребковом конвейере с высокими скребками (см. гл. 6). В конце нижнего горизонтального участка ковши при повороте цепей на звездочках 6 автоматически зачерпывают перемещаемый груз и поднимают его по вертикали, а затем, при переходе на верхний горизонтальный участок, пересыпают груз в желоб и перемещают его опять подобно скребкам. Груз может выгружаться в любом месте верхнего горизонтального участка конвейера через отверстия в дне желоба, закрываемые задвижками.
Скребково-ковшовые конвейеры (см. рис. 7.1) применяют для транспортирования различных хорошо сыпучих сухих пылевидных, зернистых и кусковых (с размером куска обычно до 150 мм) насыпных грузов при производительности до 200 м3/ч, длине горизонтальных участков до 100 м и высоте подъема до 25 м. Влажные и липкие грузы этими конвейерами не транспортируют нз-за сложностей разгрузки и очистки ковшей.
К недостаткам скребково-ковшовых ушвейеров относятся повышенный износ ковшей и желоба, высокий расход энергии, крошение груза, хотя и меньшее, чем в обычных скребковых конвейерах, поскольку боковые стеики ковша исключают трение груза о вертикальные стенки желоба. Вследствие этих недостатков скребково-ковшовые конвейеры имеют сравнительно малое распространение.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом являются две пластинчатые катковые цепи типа 4 с шагом 200, 250, 315, 400, 500 мм по ГОСТ
588 — 81. Катки — с ребордами, на подшипниках скольжения.
Ковши — призматической формы (рис. 7.4), сварные из листовой стали толщиной 3 — 6 мм; ширина ковша В = = 300 -ь1200 мм, вылет А — 300 и- 600 мм, глубина hy = 150 -г 300 мм. Для обеспечения свободной разгрузки боковые стенки ковша имеют угол наклона не меиее 45е. Расстояние между ковшами (шаг ковша) — не менее двух шагов цепи.
Привод — редукторный, снабжен автоматическим остановом н тормозом, препятствующим самоходному движению- ходовой части в обратную сторону.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое. Ход натяжного устройства равен полутора или двум шагам тяговой цепи.
Расчет конвейеров
Производительность скребково-ковшового конвейера определяют по рекомендациям гл. 3 из условия перемещения груза в ковшах на вертикальных участках. Дотребный объем (л) ковшей
io = 6як/(3,6ирф), (7.1)
где 2 — в т/ч; пк — таг ковшей, м; г — скорость движения цепей с ковшами (выбирают в пределах 0,16 — 0,6 м/с); р — в кг/л; ф — коэффициент наполнения ковша [принимают равным 0,75 — 0,9 (меньшее значение для кусковых, большее — для пылевидных и зернистых насыпных грузов)].
При транспортировании кусковых грузов должно быть выполнено условие: вылет (зев) конца
Рис. 714. Элементы скребково-ковшового конвейера: а — ходовая часть; б — поворотное устройствоРис. 714. Элементы скребково-ковшового конвейера: а — ходовая часть; б — поворотное устройствоА Х3я, (7.2)
Рис. 714. Элементы скребково-ковшового конвейера: а — ходовая часть; б — поворотное устройство
Рис. 714. Элементы скребково-ковшового конвейера: а — ходовая часть; б — поворотное устройство
Рис. 7.5. Схема ковшового конвейера:i — разгрузочное устройство;2 — приводная звездочка;3 — ковши; 4 — тяговая цепь;5 — направляющие; 6 — натяжная звездочкаРис. 7.5. Схема ковшового конвейера:i — разгрузочное устройство;2 — приводная звездочка;3 — ковши; 4 — тяговая цепь;5 — направляющие; 6 — натяжная звездочкагде а — размер наибольшего типичного куска груза (см. гл. 1); Х3 — коэффициент (для сортированных грузов Хз = 3 4- 5, для рядовых Х3 = 2,5 4- 3).
Рис. 7.5. Схема ковшового конвейера:
i — разгрузочное устройство;
2 — приводная звездочка;
3 — ковши; 4 — тяговая цепь;
5 — направляющие; 6 — натяжная звездочка
Рис. 7.5. Схема ковшового конвейера:
i — разгрузочное устройство;
2 — приводная звездочка;
3 — ковши; 4 — тяговая цепь;
5 — направляющие; 6 — натяжная звездочка
Тяговый расчет скребково-ковшовых конвейеров выполняют путем последовательного суммирования сопротивления по контуру трассы конвейера (см. Ъь 3). Сопротивления на прямолинейных горизонтальных участках определяют так же, как н для скребковых конвейеров, с теми же коэффициентами. На вертикальных участках сопротивление равно силе тяжести ходовой части с грузом (для загруженной ветви) и без груза (для незагруженной ветви). Первоначальное натяжение цепи — повышенное: So — Smjn = 3 - 10 кН (как и у скребковых конвейеров с высокими скребками; см. гл. 6) для обеспечения минимального отклонения скребков от вертикали на горизонтальных участках.
Ковшовые конвейеры
J. Устройство и области применения
Ковшовые конвейеры (рис. 7.5) имеют в основном такие же схемы трассы, как и скребково-ковшовые (см. рис. 7.1), однако конструкция и способ перемещения грузов у них значительно различаются. У ковшовых конвейеров ковши размещают также между двумя пластинчаты
ми катковыми цепями, но подвешивают их к цепям на свободных шарнирах. Ось подвешивания ковша всегда располагается выше его центра тяжести; этим обеспечивается движение ковшей параллельно самим себе как на вертикальных, так и на горизонтальных участках конвейера, устойчивое положение ковшей во время движения и автоматический возврат нх в исходное положение после опрокидывания для разгрузки.
Насыпной груз загружается в ковши в любом месте ннжнего горизонтального участка и перемещается в них как на горизонтальных, так и на вертикальных участках без пересыпок (см. рис. 7.5), что предохраняет груз от измельчеиня и истирания. Ковши разгружаются в любом месте верхнего горизонтального участка при помощи подвижных или стационарных разгрузочных устройств. Металлическая конструкция конвейера может быть открытой (с сетчатым предохранительным ограждением) или закрытой в герметичный кожух, что необходимо для транспортирования газирующих или токсичных грузов.
Ковшовые конвейеры, основные параметры которых даны в табл. 7.1, применяют для транспортирования сухнх, хорошо сыпучих пылевидных, зернистых н кусковых насыпных грузов на предприятиях химической и угольной промышленности, в системах топливопода-
Параметр-Ширина ковша В, мм4005006508001000Длина ковша А, мм470595595595740740920Шаг ак ковшей, мм5006306306308008001000Геометрический объем ковша, л306072,596149186288Шаг t тяговой цели, мм5006306306308008001000Линейная масса ходовой части (приближенно), кг/м1201501S0194220270300Объемная производительность конвейеров (м3/ч) при и — 0,315 м/с' и ф = 0,85 Наибольшие размеры кусков груза, мм:65103124165200250310рядового160200220220250250320сортированного100125160160200200250Допускаемое натяжение ходовой части, кН80126126126200200320Максимальная высота подъема груза плотностьео 1 т/м3, м53544538493650Параметр-Ширина ковша В, мм4005006508001000Длина ковша А, мм470595595595740740920Шаг ак ковшей, мм5006306306308008001000Геометрический объем ковша, л306072,596149186288Шаг t тяговой цели, мм5006306306308008001000Линейная масса ходовой части (приближенно), кг/м1201501S0194220270300Объемная производительность конвейеров (м3/ч) при и — 0,315 м/с' и ф = 0,85 Наибольшие размеры кусков груза, мм:65103124165200250310рядового160200220220250250320сортированного100125160160200200250Допускаемое натяжение ходовой части, кН80126126126200200320Максимальная высота подъема груза плотностьео 1 т/м3, м535445384936507.1. Основные параметры ковшовых конвейеров конструкции Союзпроммеханизации (см. рис. 7.6)7.1. Основные параметры ковшовых конвейеров конструкции Союзпроммеханизации (см. рис. 7.6)чи электростанций, коксогазовых, цементных и других заводах, а также для подъема угля нз шахты.
Параметр-
Ширина ковша В, мм
400
500
650
800
1000
Длина ковша А, мм
470
595
595
595
740
740
920
Шаг ак ковшей, мм
500
630
630
630
800
800
1000
Геометрический объем ковша, л
30
60
72,5
96
149
186
288
Шаг t тяговой цели, мм
500
630
630
630
800
800
1000
Линейная масса ходовой части (приближенно), кг/м
120
150
1S0
194
220
270
300
Объемная производительность конвейеров (м3/ч) при и — 0,315 м/с' и ф = 0,85 Наибольшие размеры кусков груза, мм:
65
103
124
165
200
250
310
рядового
160
200
220
220
250
250
320
сортированного
100
125
160
160
200
200
250
Допускаемое натяжение ходовой части, кН
80
126
126
126
200
200
320
Максимальная высота подъема груза плотностьео 1 т/м3, м
53
54
45
38
49
36
50
Параметр-
Ширина ковша В, мм
400
500
650
800
1000
Длина ковша А, мм
470
595
595
595
740
740
920
Шаг ак ковшей, мм
500
630
630
630
800
800
1000
Геометрический объем ковша, л
30
60
72,5
96
149
186
288
Шаг t тяговой цели, мм
500
630
630
630
800
800
1000
Линейная масса ходовой части (приближенно), кг/м
120
150
1S0
194
220
270
300
Объемная производительность конвейеров (м3/ч) при и — 0,315 м/с' и ф = 0,85 Наибольшие размеры кусков груза, мм:
65
103
124
165
200
250
310
рядового
160
200
220
220
250
250
320
сортированного
100
125
160
160
200
200
250
Допускаемое натяжение ходовой части, кН
80
126
126
126
200
200
320
Максимальная высота подъема груза плотностьео 1 т/м3, м
53
54
45
38
49
36
50
7.1. Основные параметры ковшовых конвейеров конструкции Союзпроммеханизации (см. рис. 7.6)
7.1. Основные параметры ковшовых конвейеров конструкции Союзпроммеханизации (см. рис. 7.6)
Производительность ковшовых конвейеров составляет 10 — 500 т/ч; длина горизонтальных участков до 150 м; высота подъема до 60 м. Известны случаи одновременного раздельного транспортирования иа одном ковшовом конвейере двух разных грузов (например, кокса и известняка в разных ковшах), а также использования спускающейся обратной ветви для перемещения другого груза. Применяют ковшовые конвейеры с пространственной трассой, однако они имеют сложную конструкцию и поэтому широкого распространения не получили.
Преимуществами (кроме указанных ранее) ковшовых конвейеров являются отсутствие истирания и крошения груза при транспортировании; возможность одновременного перемещения раздельно разных грузов при соответствующей блокировке загрузочных устройств. К недостаткам относятся некоторая сложность как изготовления, так и эксплуатации конвейера из-за большого числа шарниров и катков, требующих регулярного смазывания, а отсюда — и высокая стоимость; большая масса ходовой части; возможность раскачивания и ударов ковшей друг о друга при повышенной скорости (более 0,4 м/с).
Элементы конвейеров
Тяговым элементом служат две пластинчатые катковые цепи типа 4 по ГОСТ 588-81 с шагом 315, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм. Катки - с ребордами, на подшипниках скольжения и качения.
Ковшн (рис. 7.6) - сварные из листовой стали толщиной 2 — 6 мм; подвешивают их на сплошных или консольных осях, прикрепленных к пластинам цепн. Отсутствие сквозной оси облегчает загрузку и разгрузку ковшей. По способу взаимного расположения ковшей различают ходовые части конвейера с сомкнутыми (рис. 7.7, а, б) и расставленными (рис. 7.7, в) ковшами. Сомкнутые ковши (рис. 7.7, я) располагаются почти вплотную один к другому, и зазор между ними перекрывается боковыми пластинами-козырьками, а разомкнутые — на некотором расстоянии одни от другого. При разомкнутых ковшах требуется порциоиная подача груза при загрузке и соответственно усложняется загрузочное устройство, но упрощается конструкция ходовой части — не надо применять боковые козырьки и ролики для переориентирования козырьков и переори ентиров очные приспособления.
Конвейеры с расставленными ковшами используют обычно при транспортировании кусковых грузов, когда по раз-
Рис. 7.6. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:Рис. 7.6. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:/ — ролик для переориентирования ковшей; 2 — скоба — упор для разгрузки ковшей/ — ролик для переориентирования ковшей; 2 — скоба — упор для разгрузки ковшейа)а)6)6)Рис. 7.7. Схемы ходовой части конвейера с ковшами:Рис. 7.7. Схемы ходовой части конвейера с ковшами:а и б — сомкнутыми; в — расставленнымиа и б — сомкнутыми; в — расставленнымимерам кусков груза требуются большие ковши, а по производительности нет необходимости в уменьшении их шага. Однако какого-либо строгого разделения областей применения конвейеров с сомкнутыми и разомкнутыми ковшами не имеется.
Рис. 7.6. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:
Рис. 7.6. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:
/ — ролик для переориентирования ковшей; 2 — скоба — упор для разгрузки ковшей
/ — ролик для переориентирования ковшей; 2 — скоба — упор для разгрузки ковшей
а)
а)
6)
6)
Рис. 7.7. Схемы ходовой части конвейера с ковшами:
Рис. 7.7. Схемы ходовой части конвейера с ковшами:
а и б — сомкнутыми; в — расставленными
а и б — сомкнутыми; в — расставленными
Загрузка сомкнутых ковшей производится непосредственно из любого другого конвейера или питателя. Расставленные ковши загружаются при помощи специальных загрузочных устройств, обеспечивающих порционную подачу груза непосредственно в ковш (рис. 7.8).
Разгружаются ковши того и другого типа на верхнем горизонтальном участке конвейера опрокидыванием при помощи разгрузочных шин, установленных иа тележке, передвигаемой механическим приводом по всему фронту разгрузки (рнс. 7.9). Разгрузочные шины укреплены иа тележке шарнирно и могут подниматься в рабочее положение или опускаться при помощи эксцентрикового или рычажного механизма. Возможно также стационарное расположение группы разгрузочных шин, упра
вляемых дистанционно с центрального пульта при помощи кнопок управления или автоматически по заданной программе, а также по сигналам датчиков уровня загрузки приемных бункеров. Для опрокидывания ковши снабжаются криволинейными упорами (рис. 7.9^ я) или консольными роликами (рис. 7.9/6). Ковши с козырьками (для ходовой части с сомкнутыми ковшами) имеют также дополнительный консольно расположенный ролик 1 (см. рис. 7.6) для переориентирования козырьков. Переориентирование выполняется при помощи направляющих шин и состоит из наклона ковша и перевода его первого (по ходу) козырька из верхнего положения в нижнее или наоборот (см. рис. ТЛ^а и 6). Переориентирование козырьков сомкнутых ковшей необходимо в тех случаях, когда трасса конвейера имеет повороты ходовой части на звездочках в разные по ходу конвейера стороны (см. рис. 7.1).
Привод ковшовых конвейеров редукторный, с автоматическим тормозным устройством или остановом, препят-
Рис. 7.9. Схемы разгрузочных устройств ковшовых конвейеров:а — на тележке с подъемной шиной и упорами на ковшах; б —с роликами па ковшах; /—тяговая цепь; 2 — ковш;2 — разгрузочная шина в рабочем и нерабочем (2') положениях; 4 — тележка; 5 — упор; 6 — консольный роликРис. 7.9. Схемы разгрузочных устройств ковшовых конвейеров:а — на тележке с подъемной шиной и упорами на ковшах; б —с роликами па ковшах; /—тяговая цепь; 2 — ковш;2 — разгрузочная шина в рабочем и нерабочем (2') положениях; 4 — тележка; 5 — упор; 6 — консольный ролик
Рис. 7.9. Схемы разгрузочных устройств ковшовых конвейеров:
а — на тележке с подъемной шиной и упорами на ковшах; б —с роликами па ковшах; /—тяговая цепь; 2 — ковш;
2 — разгрузочная шина в рабочем и нерабочем (2') положениях; 4 — тележка; 5 — упор; 6 — консольный ролик
Рис. 7.9. Схемы разгрузочных устройств ковшовых конвейеров:
а — на тележке с подъемной шиной и упорами на ковшах; б —с роликами па ковшах; /—тяговая цепь; 2 — ковш;
2 — разгрузочная шина в рабочем и нерабочем (2') положениях; 4 — тележка; 5 — упор; 6 — консольный ролик
Рис. 7.8. Загрузочное устройство для конвейера с расставленными ковшами:
/ — загружаемый ковшовый конвейер; 2 — конвейер с направляющими козырьками; 3 — загрузочный ленточный конвейер
ствующим движению ходовой части в обратную сторону. При большой высоте подъема (например, для шахт) известно применение многоприводных конвейеров с несколькими гусеничными приводными механизмами, установленными на вертикальном участке.
Натяжное устройство — винтовое, пружинно-винтовое, иногда грузовое; его ход
X > l,6i. (7.3)
Расчет конвейеров
Производительность ковшового конвейера определяют по формуле (3.9), объем ковша — по формуле (7.1), так же как н для скребково-ковшовых конвейеров. Коэффициент наполнения принимают для сомкнутых ковшей ф — — 0.7 -г 0,85 (меньшие значения относятся к кусковым грузам). Скорость ковшовых конвейеров выбирают в преде-
лах 0,16 — 0,4 м/с. Наибольшую скорость принимают для цепей малого шага с целью уменьшения динамических нагрузок на цепи.
Шаг сомкнутых ковшей равен шагу цепи, а расставленных ковшей должен быть кратным шагу цепи. При транспортировании кусковых грузов размеры ковшей должны удовлетворять условию (7-2).
Тяговый расчет ковшовых конвейеров выполняют путем последовательного суммирования сопротивлений на трассе конвейера (см. гл. 3).
Наименьшее первоначальное натяжение цепей So = 2 - 3 кН. Коэффициенты сопротивлений w на прямолинейных участках принимают соответственно при хороших, средних и тяжелых условиях работы конвейера для катков цепи на подшипниках качения — 0,02; 0,03; 0,04; для катков на подшипниках скольжения - 0,06; 0,08; 0,10.
Сопротивление (Н) на разгрузочном устройстве приближенно определяют по формуле
Wp е 2g (m, + m^jf, я 12 (mK + a,mr),
(7.4)
где д — ускорение свободного падения; тк—масса ковша, кг; тг — масса полезного груза на 1 м длины конвейера, кг/м; ок — шаг ковшей, м; /к — коэффициент трения криволинейного упора ковша по направляющей шине.
Линейную силу тяжести (Н/м) ходовой части принимают по нормалям завода-изготовителя (см. табл. 7.1) или предварительно находят по приближенному соотношению
qo — (2500 -г 3000) В, (7.5)
где В — ширина ковша, м.
Для ориентировочных подсчетов максимальное статическое натяжение (Н) цепей ковшовых конвейеров определяют по обобщенной формуле
Smax ^ ^ {So + w [(gr + q0) LT + ^qLJ 4-
+ (qr 4- ^o) H, (7.6)
где i; = 1,05 д 1,08 — коэффициент учета местных потерь на поворотных звездочках; L и Lx- горизонтальные проекции загруженных (Д) и незагруженных (ЛД участков конвейера, м; Н — высота подъема, груза, м.
Мощность приводного двигателя рассчитывают по формуле (3.45).
Люлечные конвейеры
Люлечные конвейеры (рис. 7.10) по конструкции подобны ковшовым, но вместо ковшей они имеют шарнирно- подвешенные полки — так называемые люльки. Люлечные конвейеры применяют для транспортирования и пооперационного перемещения по технологическому процессу различных штучных грузов (поковок, деталей машин, книг, ящиков и т._ п.) сравнительно небольшой массы по сложной трассе, состоящей из горизонтальных и вертикальных участков, расположенных в одной вертикальной плоскости (см. рис. 7.2, а — в). Загрузку и разгрузку люлечных конвейеров производят на вертикальных участках вручную или автоматически при помощи различных приспособлений.
Люлечные конвейеры могут служить для междуэтажного перемещения грузов, а также внутри сушильных, травильных и других технологических установок. Общая длина люлечного конвейера определяется прочностью тяговых цепей и обычно не превышает 150 м при высоте вертикальных участков до 30 м.
Тяговый элемент — две пластинчатые катковые цепи с шагом обычно 100, 125, 160, 200, 250, 315 мм (ГОСТ 588-81) с ребордными ходовыми катками. Имеются также конструкции с одной тяговой цепью; они относятся к лю- лечным элеваторам и рассматриваются в гл. 11.
Несущими элементами являются люлькн (подвески), конструкции которых весьма разнообразны в зависимости от формы, размеров и массы транспортируемых грузов и способа их загрузки и разгрузки. Прн автоматической загрузке и разгрузке обычно применяют
гребенчатые (колосниковые) люльки (рис. 7.11).
Загрузочные н разгрузочные устройства конвейера обычно выполняют также в виде гребенчатых (колосниковых) столов-лотков, с которых грузы захватываются или снимаются с люлек автоматически на ходу конвейера. Имеются, кроме того, различные конструкции люлек для ручной загрузки и разгрузки.
Производительность люлечных конвейеров определяют по уравнениям (3.15) и (3.16). Скорость их обычно составляет до 0,35 м/с, так как автоматическая и" ручная загрузка штучных грузов при большей скорости становится затруднительной.
Тяговый расчет и определение потребной мощности электродвигателя привода выполняют так же, как и для других цепных конвейеров (см. гл. 3).
Конвейеры Дональта
Конвейер с несущими «карманами» (рис. 7.12), названный по имени его изобретателя конвейером Дональта (Англия), имеет две параллельные тяговые цепи (обычно пластинчатые, втулочнокатковые), соединенные одна с другой через некоторые промежутки поперечными стержнями. На стержни свободно надеты трубкн с прикрепленными к ним отрезками ленты из прочного холста или парусины. Длина этого от-
Рис. 7.10. Люлечнын конвейер:
/—отклоняющие звездочки; 2 — направляющие; J — загрузочное устройство; -/—натяжное устройство; 5 — привод; 6 — разгрузочное устройство; 7 — ходовая часть (цепи с люльками)
Ъ= 150t^160
Рис. 7.11. Ходовая часть двух ценного люлечного конвейера для транспортиров а ян я цилиндрических деталей (конструкции Со юз пром механизации)
OS? :к^
резка больше расстояния между стержнями, поэтому лента, провисая от силы тяжести,, на вертикальных (рис. 7.12,6) и на. горизонтальных (рис. 7.12, в) участках конвейера образует своего рода «карманы», удобные для укладки в них штучных грузов (мешков, кип, связок, фруктов, овощей и т. п.). Ширину ленты принимают обычно на 200 — 300 мм меньше расстояния между цепями; шаг стержней 750—1000 мм.
Конвейеры этого типа имеют примерно такие же трассы, как ковшовые конвейеры, и применяются главным образом в портах для загрузки и разгрузки судов. В связи с этим конвейеры часто монтируют на передвижных металлоконструкциях (подобно портальному крану или перегрузочному мосту) для выполнения погрузочных и разгрузочных работ по всей длине обслуживаемого судна.
Вертикальный загрузочный (илн разгрузочный) участок конвейера выполняется в виде свободно висящего хобота и может подниматься и опускаться в трюм судна. Нижние оборотные звездочки этого участка закрепляются на полу трюма, и конвейер загружается из
каждого этажа трюма судна. Загрузка и разгрузка конвейера в трюме, как правило, производится вручную, что является большим недостатком. В связи с этим масса транспортируемого груза не превышает 50 кг. Скорость движения цепи до 0,3 м/с.
Конвейеры-элеваторы
Конвейер-элеватор, или зет-конвейер (рис. 7.13) состоит нз двух горизонтальных (загрузочного и разгрузочного) и вертикального (подъемного) участков и предназначается для транспортирования мешков, кип, различных пакетов, ящиков и тому подобных штучных грузов массой 25 — 1000 кг.
Тяговым элементом конвейера служат четыре вертикально замкнутые (обычно пластинчатые втулочные роликовые и катковые).цепи с шагом 25 — 100 мм.
Рис. 7.12. Конвейер Дональта: а — схема; б и в — ходовая частьРис. 7.12. Конвейер Дональта: а — схема; б и в — ходовая частьНесущими элементами являются гибкие прямоугольные площадки-перемычки размером 0,5 х 0,7—1,2 х 1,5 м, изготовляемые в зависимости от массы и вида груза из отрезков текстильной ленты (для грузов в мягкой таре и малой массы) или из набора жестких
Рис. 7.12. Конвейер Дональта: а — схема; б и в — ходовая часть
Рис. 7.12. Конвейер Дональта: а — схема; б и в — ходовая часть
реек (металлических, деревянных), прикрепленных к отрезку брезента, парусины или текстильной ленты (для ящиков). Такая конструкция площадок обеспечивает им достаточную жесткость в поперечном направлении и высокую гибкость для перехода через звездочки и направляющие (подобно гибким жалюзи). Несущие площадки 1 крепят к двум поперечным стержням 2, один нз которых (передний) соединен с внутренними цепями 3, а другой (задний) с внешними цепями 4. На вертикальном участке внешняя и внутренняя тяговые цепи направляющими путями (или оборотными звездочками) устанавливаются в двух вертикальных плоскостях таким образом, что несущие площадки располагаются горизонтально, как полки, поднимая вверх уложенные на них грузы.
Привод П конвейера (см. рис. 7.13) соединен с приводными звездочками, установленными в верхней части конвейера. Первоначальное натяжение цепи получают от винтового или пружинновинтового натяжного устройства НУ
Загрузка н разгрузка конвейера-элеватора производится автоматически при помощи роликовых, ленточных или пластинчатых конвейеров. Конвейер-элеватор может как поднимать, так и спускать груз при непрерывном или пульсирующем движении. Конвейер снабжается тормозом и предохранительными устройствами, выключающими привод при аварийных положениях.
Основные параметры конвейера-элеватора : грузоподъемность площадки 25—1000 кг; скорость движения площадок 0,16-1 м/с; высота подъема до 20 м (в отдельных случаях — до 50 м).
Преимуществами конвейеров -элеваторов являются небольшие габаритные размеры в плане, широкая номенклатура транспортируемых грузов; возможность автоматизации загрузочных н разгрузочных операций; высокая производительность. Конвейеры-элеваторы получили распространение в самых различных отраслях промышленности, на торговых предприятиях и на складах
Рис. 7.13. Конвейер-элеватор:
П — привод; НУ — натяжное устройство
тарно-штучных грузов. Онн могут ВЫПОЛНЯТЬ функции накопителей грузов при их пульсирующей подаче.
Известны конструкции конвейеров- элеваторов с промежуточной (поэтажной) загрузкой и разгрузкой грузов.
На предприятиях связи получили распространение конвейеры-элеваторы высотой до 36 м с гибкими площадками — «карманами» для транспортирования мешков, посылок массой до 30 кг (скорость подъема 0,36 — 0,6 м/с; производительность 1300 — 2800 шт/ч).
ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫОсновные типы и общие свойства 224
ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Подвесные грузонесущие конвейеры 226
Подвесные толкающие конвейеры 260
Подвесные несуще-толкающие конвейеры 279
Подвесные грузоведущие конвейеры 281
Подвесные несуще-ведущие конвейеры
282
Задачи научных исследований 283
Основные типы и общие свойства
Подвесной конвейер служит для непрерывного (редко периодического) транспортирования штучных грузов (иногда насыпных) по. замкнутому контуру сложной, в большинстве случаев пространственной трассы. Подвесным он называется потому, что грузы размещаются на подвесках или в коробах, подвешенных к кареткам или тележкам, движущимся по подвесному пути.
По основному признаку — способу соединения тяговой цепи с подвеской, на которой находится транспортируемый груз, и по характеру перемещения грузов подвесные конвейеры разделяют на следующие типы.
Подвесной грузонесущий конвейер (рис. 8.1, а), имеющий каретки с подвесками для грузов прикрепленные к цепи и перемещающиеся по постоянной трассе подвесных путей, вдоль которых движется тяговая цепь.
Подвесной толкающий конвейер (рис. 8.1,6), у которого тележки с подвесками для грузов не прикреплены к тяговой цепи и движутся по отдельному подвесному пути при помощи толкателей. Последние закреплены на тяговой цепи и толкают находящиеся перед ни
ми тележки с грузами. Цепь с каретками и толкателями движется по тяговому подвесному пути, а тележки с грузами — по самостоятельному грузовому пути, который может иметь различные ответвления.
Подвесной несуще-толкающий конвейер, который представляет собой комбинированное сочетание грузонесущего и толкающего конвейеров. У конвейера этого типа к тяговой цепи прикреплены каретки с крюками-толкателями, имеющими предохранительные запоры. Подвеска с грузом прикреплена к грузовой тележке и перемещается на одних участках трассы проталкиванием (как у толкающего конвейера), а на других — в подвешенном состоянии на крюке каретки (как у грузонесущего конвейера).
Подвесной грузоведущий (грузотя- иущий) конвейер (рис. 8.1, в), у которого транспортируемый груз размещается на напольной тележке, передвигаемой по полу цеха или склада. Тележка имеет вертикальную ведущую штангу; со штангой сцепляется захват или толкатель, укрепленный на каретке, которая присоединена к тяговой цепи и перемещается по подвесному пути.
Подвесной несуще-грузоведущий конвейер, у которого напольная тележка шарнирно прикреплена к каретке, дви-
жущейся вместе с цепью по подвесному пути. На одних участках трассы тележка с грузом перемещается по полу помещения, как у грузоведущего конвейера, а на других, — например при переходе иа другой этаж или через проезд, поднимается и транспортируется в подвешенном состоянии.
Несмотря на значительное различие в характере перемещения грузов и способе соединения тяговой цепи с подвеской, конструкции отдельных элементов подвесных конвейеров всех типов имеют много общего. Максимальная унификация их является важнейшей задачей. Тяговые цепи, приводы, поворотные и натяжные устройства для конвейеров всех типов имеют одинаковые конструкции. Различные конструктивные исполнения характерны для ходовых путей, кареток, тележек.
По характеру привода различают одиоприводиые и многоприводные подвесные конвейеры, а по типу тягового элемента — цепные (получившие наи-
Основные типы и общие свойства 225 большее распространение) и канатные. На подвесных конвейерах можно транспортировать штучные грузы, разнообразные по форме, характеру, размерам (длиной от нескольких миллиметров до 12 м) и массе (от доли килограмма до 8 т), например заготовки, полуфабрикаты, готовые детали и сборочные единицы машин, приборов, радио- и телевизионных приемников, колеса, покрышки, ящики, кипы, мотки и др.
Рис. 8.1. Схемы конвейеров:а — грузонесущий; б — толкающий; в — грузе ведущий; 1 — каретка; 2 — подвеска; 3 — цепь; 4 — тележка;5 — грузовой путь; б — тяговый путь; 7 — толкательРис. 8.1. Схемы конвейеров:а — грузонесущий; б — толкающий; в — грузе ведущий; 1 — каретка; 2 — подвеска; 3 — цепь; 4 — тележка;5 — грузовой путь; б — тяговый путь; 7 — толкатель8 А. О. Спиваковский8 А. О. СпиваковскийПодвески загружаются н разгружаются на ходу конвейера автоматически или вручную — непосредственно или при помощи подъемных устройств. Замкнутый контур подвесного пути конвейера позволяет транспортировать грузы почти на всем его протяжении, сводя до минимума незагруженные участки. Подвешенные на конвейере грузы могут во время транспортирования подвергаться различным технологическим операциям: механической очистке в пескоструйных или дробеструйных камерах, мойке или травлению в химических ваннах, окра-
Рис. 8.1. Схемы конвейеров:
а — грузонесущий; б — толкающий; в — грузе ведущий; 1 — каретка; 2 — подвеска; 3 — цепь; 4 — тележка;
5 — грузовой путь; б — тяговый путь; 7 — толкатель
Рис. 8.1. Схемы конвейеров:
а — грузонесущий; б — толкающий; в — грузе ведущий; 1 — каретка; 2 — подвеска; 3 — цепь; 4 — тележка;
5 — грузовой путь; б — тяговый путь; 7 — толкатель
8 А. О. Спиваковский
8 А. О. Спиваковский
ске, сушке в покрасочных и сушильных камерах, термообработке, складированию, комплектации, сборке и т. п. Скорость подвесных конвейеров составляет 0,1 —30 м/мин, а грузоведущих — до 45 м/мин. .
По сравнению с другими транспортирующими машинами непрерывного действия подвесные конвейеры имеют следующие характерные особенности и преимущества: а) пространственная трасса (ходовая часть подвесного конвейера может перемещать грузы в любом направлении в пространстве) и большая протяженность трассы конвейера (до 500 м одноприводного и. до 3 км и более многоприводного) позволяют одним конвейером обслужить полный производственный цикл, выполняемый в помещениях, находящихся иа разных этажах или в рядом расположенных корпусах; б) легкая приспособляемость трассы конвейера к возможным изменениям технологического процесса производства; в) возможность создания на конвейере подвижного запаса изделий для ликвидации промежуточных складов в цехе, занимающих производственную площадь и требующих применения дополнительной рабочей силы для погрузочно-разгрузочных работ; г) малый расход энергии на транспортирование; д) возможность ши-i рокого применения автоматизации управления конвейером, автоматизации распределения грузов н погрузочно-разгрузочных операций. Благодаря этим преимуществам подвесные конвейеры являются основными и наиболее рас
пространенными средствами для внутрицехового и межцехового транспортирования самых различных грузов и межоперационной передачи изделий в поточном производстве различных отраслей промышленности — машиностроительной, резинотехнических изделий, металлургической, радиотехнической, текстильной, легкой и др.
Подвесные грузонесущие конвейеры
Общее устройство
Обозначение конвейераПредельная нагрузка на каретку, кНДиаметр катка каретки, ммТяговая цепьХодовой путьТипШаг звена, ммРазрушающая нагрузка, кН, не менееПрофильВысота, ммГН-120,231Двухшарнирная20025Корытный40ГН-200 Д-500,550»20050»60ЦПК-80Р2,562Разборная(ГОСТ 589-74)80106Двутавровая балка № 10100ЦПК-ЮОР583То же100220То же, № 14140ЦПК-160Р8125»160400То же, № 16160Обозначение конвейераПредельная нагрузка на каретку, кНДиаметр катка каретки, ммТяговая цепьХодовой путьТипШаг звена, ммРазрушающая нагрузка, кН, не менееПрофильВысота, ммГН-120,231Двухшарнирная20025Корытный40ГН-200 Д-500,550»20050»60ЦПК-80Р2,562Разборная(ГОСТ 589-74)80106Двутавровая балка № 10100ЦПК-ЮОР583То же100220То же, № 14140ЦПК-160Р8125»160400То же, № 161608.1. Техническая характеристика отечественных подвесных грузонесущих конвейеров8.1. Техническая характеристика отечественных подвесных грузонесущих конвейеровПодвесной грузонесущий конвейер (рис. 8.2) имеет тяговую цепь 3, замкнутую по контуру трассы, с прикрепленными к ней каретками 7, к которым шарнирно присоединены подвески 6. На подвески укладывают или подвешивают транспортируемые грузы 9. Кареткн при помощи цепи движутся по замкнутому подвесному пути 8, прикрепленному к частям здания или конструкциям конвейера. Тяговая цепь приводится в движение электродвигателем привода 5. Гибкость цепи в горизонтальной и вертикальной плоскостях позволяет подвесному конвейеру иметь пространственную трассу, т. е. его подвесной путь может быть с поворотами как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях в любом направлении. В горизонтальной плоскости цепь поворачивается на поворотных устройствах 4, а в вертикальной — при помощи вертикальных перегибов 2 ходового пути 8, выполняемых по соответственно выб-
Обозначение конвейера
Предельная нагрузка на каретку, кН
Диаметр катка каретки, мм
Тяговая цепь
Ходовой путь
Тип
Шаг звена, мм
Разрушающая нагрузка, кН, не менее
Профиль
Высота, мм
ГН-12
0,2
31
Двухшарнирная
200
25
Корытный
40
ГН-200 Д-50
0,5
50
»
200
50
»
60
ЦПК-80Р
2,5
62
Разборная
(ГОСТ 589-74)
80
106
Двутавровая балка № 10
100
ЦПК-ЮОР
5
83
То же
100
220
То же, № 14
140
ЦПК-160Р
8
125
»
160
400
То же, № 16
160
Обозначение конвейера
Предельная нагрузка на каретку, кН
Диаметр катка каретки, мм
Тяговая цепь
Ходовой путь
Тип
Шаг звена, мм
Разрушающая нагрузка, кН, не менее
Профиль
Высота, мм
ГН-12
0,2
31
Двухшарнирная
200
25
Корытный
40
ГН-200 Д-50
0,5
50
»
200
50
»
60
ЦПК-80Р
2,5
62
Разборная
(ГОСТ 589-74)
80
106
Двутавровая балка № 10
100
ЦПК-ЮОР
5
83
То же
100
220
То же, № 14
140
ЦПК-160Р
8
125
»
160
400
То же, № 16
160
8.1. Техническая характеристика отечественных подвесных грузонесущих конвейеров
8.1. Техническая характеристика отечественных подвесных грузонесущих конвейеров
Рис. 8.2. Подвесной грузонесущий конвейер ранным радиусам. Первоначальное натяжение цепи создается прн помощи натяжного устройства 1.
Основные параметры подвесных гру- зонесущих конвейеров с разборными цепями с шагом 80, 100 и 160 мм стандартизованы по ГОСТ 5946 — 79 (табл. 8.1).
Элементы конвейеров
Тяговый элемент. В качестве тягового элемента подвесного конвейера применяют чаще всего цепь различных типов или значительно реже стальной канат. Для конвейеров, расположенных в горизонтальной плоскости, можно применять цепи любого типа: тяговые пластинчатые роликовые с шагом 65 — 200 мм и пластинчатые приводные с шагом 25 — 38 мм. Для пространственных конвейеров используют цепи, обладающие двусторонней гибкостью. Наибольшее распространение получили на конвейерах легкого типа двухшар- нирные цепи с сомкнутыми (см. рис. 2.15) и разомкнутыми (см. рис. 2.14) осями шарниров с шагом 160 и 200 мм, на конвейерах среднего и тяжелого ти- 8*
пов — горячештампованные разборные цепи (ГОСТ 588 — 81) с шагом 80, 100 и 160 мм (см. рис. 2.11). Круглозвенные (сварные) термически обработанные цепи (ГОСТ 2319 — 74) диаметром 9, И, 13, 14 и 16 мм иногда применяют на конвейерах легкого типа. Сравнительно ограниченное распространение имеют также и секционные цепи (см. рис. 2.13 и 2.16).
Применение двухшарнирной или секционной цепи с шарнирной подвеской в виде жесткого треугольника (или консольного стержня) позволяет иметь на конвейере вертикальные подъемы и спуски (рис. 8.3, а и бу
В конвейерах легкого типа зарубежных конструкций известно использование цепей из стекловолокна с шаровыми шарнирами (см. рис. 2.16, в).
Каретки. Каретка (рис. 8.4) состоит нз двух катков 2 с консольными осями и подшипниками, кронштейнов 3 (к которым крепятся оси) и прокладки 4. Кронштейны соединяются друг с другом болтами / после установки во внутреннее звено 5 разборной цепи. Выступы 8 кронштейнов жестко фикси-
Рис. 8.4, Каретки подвесного грузонесущего конвейера конструкции Союзпроммехани- зацниРис. 8.4, Каретки подвесного грузонесущего конвейера конструкции Союзпроммехани- зацниРис. 8.3. Участки трассы подвесного грузонесущего конвейера с вертикальным подъемомРис. 8.3. Участки трассы подвесного грузонесущего конвейера с вертикальным подъемом
Рис. 8.4, Каретки подвесного грузонесущего конвейера конструкции Союзпроммехани- зацни
Рис. 8.4, Каретки подвесного грузонесущего конвейера конструкции Союзпроммехани- зацни
Рис. 8.3. Участки трассы подвесного грузонесущего конвейера с вертикальным подъемом
Рис. 8.3. Участки трассы подвесного грузонесущего конвейера с вертикальным подъемом
Рис. 8.5. Катки каретки и тележки конвейера:Рис. 8.5. Катки каретки и тележки конвейера:а — типовой каток-шарикоподшипник; 6 и в — специальные с игольчатыми и коническими (для работы в среде с высокой температурой) подшипниками соответственноа — типовой каток-шарикоподшипник; 6 и в — специальные с игольчатыми и коническими (для работы в среде с высокой температурой) подшипниками соответственно
Рис. 8.5. Катки каретки и тележки конвейера:
Рис. 8.5. Катки каретки и тележки конвейера:
а — типовой каток-шарикоподшипник; 6 и в — специальные с игольчатыми и коническими (для работы в среде с высокой температурой) подшипниками соответственно
а — типовой каток-шарикоподшипник; 6 и в — специальные с игольчатыми и коническими (для работы в среде с высокой температурой) подшипниками соответственно
руют положение звена цепи; болт 6 с распорной трубкой 7 служит для шарнирного крепления грузовой подвески.
Каретки бывают рабочие — грузовые (одинарные и траверсные) и вспомогательные — опорные (поддерживающие). Рабочие одинарные каретки предназначаются для непосредственного крепления подвески с грузом; к рабочим траверсным кареткам (обычно двум или четырем) крепят траверсу, к которой подвешивают тяжелый или громоздкий длинномерный груз. Вспомогательные каретки устанавливают между рабочими каретками для предупреждения провисания тяговой цепи. Цепь может иметь жесткое (рис. 8.4) или шарнирное (см. рис. 2.13) крепление к каретке. Последнее необходимо для обеспечения проходимости ходовой части по вертикальным перегибам путей с малым радиусом.
Катки кареток - безребордные. Профиль обода катка зависит от профиля пути, по которому каток передвигается. Для ходового пути из двутавровой балки ободы катков выполняют коническими, цилиндроконическими, сферическими и сфероконическими при горизонтальном расположении оси катка
и цилиндрическими и двухконусными при наклонном расположении оси катка. Катки с коническим ободом обеспечивают устойчивое, центрироваиное движение каретки по двутавровой балке, но вызывают дополнительные потери от трения скольжения из-за разницы скоростей точек внутренней и наружной окружностей конуса в зоне контакта с полкой балки и поэтому в современных конструкциях ие применяются. Сферический обод с центром сферы на оси симметрии катка не обеспечивает устойчивого центрированного движения каретки, создает возможность для ее бокового раскачивания и изнашивания пути в зоне контакта.
В современных каретках применяют катки-подшипники со сфероконическим ободом, изготовляемые на заводах шарикоподшипниковой промышленности как единый комплект катка и подшипника. Каток-подшипиик (рис. 8.5, а) состоит из наружного кольца — обода катка 3, внутреннего кольца 1, шариков 4 увеличенного диаметра, сепаратора 5, крышки б и лабиринтного уплотнения 2 из штампованных деталей. Большой диаметр шариков (10—16 мм) обеспечивает высокие допускаемые нагрузки на ка-
ток; благодаря увеличенным зазорам между шариками и беговыми дорожками подшипник надежно работает даже при загрязнении смазочного материала и при температуре окружающей среды ду 200 °C.
Тип и размер подшипника катка выбирают по расчетной нагрузке и температуре окружающей среды. Как правило, для легкости передвижения катки кареток имеют подшипники качения: стандартные шариковые при температуре среды до 120 °C и роликовые или конические при температуре до 350 °C (при смазывании сухим чешуйчатым графитом). На конвейерах легкого типа с катками из пластических масс в отдельных случаях применяют подшипники скольжения из антифрикционных материалов. Катки штампуют из стали 40, 45 и 50 с термической обработкой обода до твердости HRC 30—40 или отливают из чугуна (отливка в кокиль). Катки-под
шипники изготовляют из стали ШХ15. Для конвейеров легкого типа известно применение катков из пластических масс — поликапролактама и др.
Уплотнение катков, как правило, лабиринтное, обеспечивающее надежную защиту смазочного материала и подшипника от загрязнения. Смазывание подшипников — набивкой при межремонтных разборках или регулярное, периодическое при помощи пресс-масленок, часто — посредством автоматических устройств.
Кронштейны кареток должны иметь значительную прочность и высокую жесткость при минимальной массе. При малой жесткости кронштейны изгибаются, и нарушается правильный контакт катков с ходовыми путями. Кронштейны штампуют из стали 40 или отливают из стали 35Л.
Рис. 8.6. Схема нагрузок, действующих на каретку на вертикальном перегибе пути конвейераРис. 8.6. Схема нагрузок, действующих на каретку на вертикальном перегибе пути конвейераНагрузки на каретку зависят от профиля трассы конвейера. На конвейере
Рис. 8.6. Схема нагрузок, действующих на каретку на вертикальном перегибе пути конвейера
Рис. 8.6. Схема нагрузок, действующих на каретку на вертикальном перегибе пути конвейера
с трассой, расположенной в горизонтальной плоскости без вертикальных перегибов, нагрузка иа каретку Рт, несущую подвеску с грузом, на прямолинейном горизонтальном участке рабочей ветви складывается из сил тяжести наиболее тяжелого транспортируемого груза, подвески и отрезка цепи между каретками :
Рг = y(mrmax + тп| + Уц.к^к, (8-1)
где д=9,81 м/с2—ускорение свободного падения; mrmax и тп— масса, соответственно наиболее тяжелого груза и подвески, кг; 9ЦК—линейная сила тяжести цепи и каретки, Н/м; гк — шаг каретки, .м.
Постоянная по величине и направлению нагрузка Рг является основной для расчета каретки конвейера с горизонтальной трассой.
На конвейере с пространственной трассой, имеющей вертикальные перегибы, на горизонтальных участках на каретку действуют такие же нагрузки, как и на одноплоскостном конвейере, определяемые по формуле (8.1), а на вертикальных перегибах, кроме сил тяжести, на каретку дополнительно действует нагрузка от натяжения цепи, направленная по радиусу дуги перегиба. На дуге 1д (рис. 8.6) с выпуклостью вниз она направлена вверх, а на дуге 1g с выпуклостью вверх - вниз.
Дополнительная нагрузка на дуге 1д Рл= -2$Л8т(ак/2),
где S4 — натяжение цепи в конце закругления пути 1Л, Н; ак — угол поворота кареток на длине одного шага, град.
Поскольку sinfa^) to 1кД2К\ где tK — шаг кареток, a R — радиус перегиба,
Рд — —5д1к/Рд=- — Кк3д,
где Кк = 1к/Кл — коэффициент дополнительной нагрузки на каретку (рис. 8.7).
Дополнительная нагрузка на дуге 1g РВ = SbIk/Rb = KrSb-
Рнс. 8.7. Зависимость коэффициента Кк дополнительной нагрузки на каретку на дуге вертикального перегиба от шага кареток и радиуса закругления пути
Нагрузка на каретку на дуге закругления будет равна геометрической сумме нагрузок Рг и Рд или Pg.
Трасса пространственного конвейера имеет обычно несколько вертикальных перегибов с различным натяжением цепи. Следовательно, дополнительная и общая нагрузки на каретку будут различными. Они возрастают с увеличением натяжения и уменьшением радиуса вертикального перегиба (рис. 8.8).
Максимальная нагрузка на каретку будет на выходной дуге вертикального перегиба радиусом R с наибольшим натяжением Smax:
Рптах ~ Рг cos ак + ^тах^ктах/^- (8.2)
По этой нагрузке рассчитывают на прочность и жесткость оси, катки и кронштейны каретки.
Подобным образом находят нагрузку на вспомогательную каретку.
Подшипники качения катков каретки рассчитывают по эквивалентной нагрузке на каретку Рэкв, которую определяют по графику нагрузок Рл, действующих на каретку в каждый цикл работы конвейера (рис. 8.8).
Для конвейера с трассой, расположенной в одной плоскости,
Рг.экв = V^pR^pE^L, (8.3)
где L, Lr и Lx — длина горизонтальной проекции соответственно всего контура (Д, загруженной (Lp) и незагруженной (1^) ветвей трассы конвейера; Рх = дтп + qUKtK — нагрузка на рабочую каретку на горизонтальном участке незагруженвой ветви.
Для конвейера с пространственной трассой
+ 0,0175 f р, iR,P3„ + RgP3^ +
1
+ (8.4)
где Д и L^ — длины горизонтальных проекций соответственно загруженной и незагруженной ветвей трассы с вычетом длин горизонтальных проекций вертикальных перегибов, имеющихся на этих ветвях; р — угол наклона трассы при перегибе в вертикальной плоскости; i — номер вертикального перегиба на трассе конвейера при общем их числе х; Рпл и Рпв-нагрузки на каретку соответственно на дугах А и В вертикального перегиба (см. рис. 8.6); РН(-= Ргcosр;—нагрузка на каретку на i-m наклонном участке вертикального перегиба; /н<—длина i-ro наклонного участка.
Расчетный срок службы подшипника катков принимают в пределах 32 000 — 40 000 ч. Катки двухшарнирной цепи и их подшипники рассчитывают так же, как и катки кареток.
Подвесные конвейеры имеют трассы разнообразных конфигураций, различные скорости движения кареток и условия работы. Следовательно, фактические нагрузки иа каретки определяются конкретными параметрами каждого
конвейера в отдельности. В целях унификации при проектировании конвейеров используют типовые (стандартные) каретки серийного производства с заданной статической расчетной нагрузкой. По этой расчетной нагрузке Рр определяют возможную допускаемую полезную нагрузку РД для конкретного проектируемого конвейера с учетом его скорости, температурных условий и режима работы.
Для обеспечения работоспособности типовой каретки на проектируемом конвейере должны быть соблюдены два условия:
по прочности каретки
Рр ^ Ртах, (8.5)
где Ртах — максимальная нагрузка на каретку, определяемая по формуле (8.1) или (8.2) в зависимости от профиля трассы;
по нагрузке на подшипники каретки Рд^Рэкв- (8.6)
Если эти условия не соблюдаются, то надо подвешивать груз при помощи траверсы иа нескольких каретках или применять каретку более тяжелого типа. Величину Ртах можно уменьшить, увеличив радиус вертикального перегиба в зоне наибольших натяжений.
Допускаемую нагрузку Рд определяют с учетом коэффициентов Ki (отношения скорости проектируемого конвейера к номинальной скорости, принятой при расчете срока службы подшипника типовой каретки), Ki (температурных условий работы конвейера) и Кз = = 1,1 ~ 1,2 (неравномерности распределения нагрузки на катки каретки):
Рд = РрКгК^К3. (8.7)
Коэффициенты К| и 1G заданы в нормалях подшипниковой промышленности. Обычно принимают Ki — 0,8 + 0,6 при скорости движения каретки. 4 — 8 м/мин и Ki = 0,4 при скорости 30 м/мин; коэффициент Ki = 1 при температуре среды до + 125 °C и Ki = 0,7 при температуре +250 °C.
Рис. 8.8. Схемы для расчета нагрузок на каретку:а — эпюра линейных нагрузок q по трассе; б —профиль трассы конвейера; в — эпюра нагрузок на кареткуРис. 8.8. Схемы для расчета нагрузок на каретку:а — эпюра линейных нагрузок q по трассе; б —профиль трассы конвейера; в — эпюра нагрузок на кареткуДопускаемая наибольшая масса груза тГ1Д, транспортируемого на одной каретке (полезная грузоподъемность каретки для данного конкретного'конвейера): конвейера, расположенного в одной плоскости,
Рис. 8.8. Схемы для расчета нагрузок на каретку:
а — эпюра линейных нагрузок q по трассе; б —профиль трассы конвейера; в — эпюра нагрузок на каретку
Рис. 8.8. Схемы для расчета нагрузок на каретку:
а — эпюра линейных нагрузок q по трассе; б —профиль трассы конвейера; в — эпюра нагрузок на каретку
тг д у (Рд - qw^ (8-8)
пространственного конвейера
, 1 /тГ.Д — ~ I Рд “, 1 /тГ.Д — ~ I Рд “^ктахR^ктахR^тах^тах1cos(р/2)1cos(р/2)9ц. к^к max-
, 1 /
тГ.Д — ~ I Рд “
, 1 /
тГ.Д — ~ I Рд “
^ктах
R
^ктах
R
^тах
^тах
1
cos(р/2)
1
cos(р/2)
(8.9)(8.9)Если заданная масса транспортируемого груза больше допускаемой, определяемой по формулам (8.8) и (8.9), то груз при помощи траверсы подвешивают на двух или четырех каретках (рис. 8.9). Траверса представляет собой
(8.9)
(8.9)
фасонную балку, которая концами подвешивается на тягах или специальных болтах к кареткам, а в середине имеет отверстие для шарнирного крепления подвески или другой траверсы. Допускаемая нагрузка на траверсу
Рд.т ~ кТрпРа, (8.10) где ктр — коэффициент неравномерности распределения нагрузки на каретки траверсы (для конвейера, расположенного в одной плоскости, /стр = 0,9, для пространственного — /стр = 0,75); и — число кареток, на которые подвешивается траверса; обычно п = 2 4- 4; Рд — допускаемая нагрузка на одну каретку.
Шаг кареток (т. е. расстояние между ними) обусловливается шагом подвесок с грузом и необходимым радиусом вертикального перегиба конвейера. Чем меньше шаг кареток, тем меньше мож
Рис. 8.10. Схемы горизонтальных поворотов подвесных конвейеров:а, б и в — на звездочках или блоках; -г и д — на роликовой батарее; е — на направляющей шинеРис. 8.10. Схемы горизонтальных поворотов подвесных конвейеров:а, б и в — на звездочках или блоках; -г и д — на роликовой батарее; е — на направляющей шинено принять радиус вертикальных перегибов. Для конвейеров с вертикальными перегибами обычно каретки расставляют на расстоянии четырех — десяти шагов цепи, но не более 800—960 мм. При большем шаге подвесок между рабочими каретками с подвесками устанавливают вспомогательные (поддерживающие) кареткн, препятствующие чрезмерному провисанию тяговой цепи. У горизонтальных конвейеров без вертикальных перегибов шаг кареток можно увеличить до 1200—1600 мм. Траверсные каретки размещают через два — четыре шага цепи (см. рис. 8.9). У цепных конвейеров шаг кареток должен быть кратным двум шагам цепи, так как каретка может крепиться к звену цепи одного вида, например, у разборных цепей — только к внутреннему звену.
Рис. 8.10. Схемы горизонтальных поворотов подвесных конвейеров:
а, б и в — на звездочках или блоках; -г и д — на роликовой батарее; е — на направляющей шине
Рис. 8.10. Схемы горизонтальных поворотов подвесных конвейеров:
а, б и в — на звездочках или блоках; -г и д — на роликовой батарее; е — на направляющей шине
Рис. 8.11. Поворотные устройства:а — со звездочкой; 6 — с блоком; в — на роликовой батарееРис. 8.11. Поворотные устройства:а — со звездочкой; 6 — с блоком; в — на роликовой батарееРнс, 8.12. Профили обода поворотных блоковРнс, 8.12. Профили обода поворотных блоковПоворотные устройства. Повороты конвейера в горизонтальной плоскости (рис. 8.10) осуществляются при помощи поворотных устройств, в качестве которых используют звездочки, блоки, роликовые батареи и направляющие шины. Выбор того или иного поворотного устройства зависит от типа тягового элемента, его натяжения и радиуса поворота. Поворотное устройство со звездочкой (рис. 8.И,а) применяют для разборной, пластинчатой, двухшарнирной и других цепей; причем в первом случае — главным образом на участках конвейера с большим натяжением (более 50% от допускаемого). Профиль зуба звездочек для разборной цепи выполняют по ГОСТ 593 — 75, для пластинчатой и двухшарнирной цепи — по ГОСТ 592 — 75 или специальному очертанию.
Рис. 8.11. Поворотные устройства:
а — со звездочкой; 6 — с блоком; в — на роликовой батарее
Рис. 8.11. Поворотные устройства:
а — со звездочкой; 6 — с блоком; в — на роликовой батарее
Рнс, 8.12. Профили обода поворотных блоков
Рнс, 8.12. Профили обода поворотных блоков
Поворотные звездочки имеют обычно 6—13 зубьев и диаметр начальной
окружности 300-1300 мм; изготовляют их литыми из стали 35Л с нормализацией, из серого чугуна или сварными из листовой стали СтЗ.
Поворотные блоки (рис. 8.11,6) разделяют по профилю обода (рис. 8.12). Блоки с гладким ободом (рис. 8.12, а) используют для разборных и пластинчатых (роликовых и безроликовых) цепей с канавкой для разгрузки внутреннего звена разборной цепи (рис. 8.12,6) или сварной круглозвенной цепи (рис. 8.12, в). Блоки с гладким ободом для разборной цепи применяют только на участках с малым натяжением (до 50% от допускаемого), потому что внутреннее звено разборной цепи, опираясь на обод блока, в поперечном направлении обладает незначительной жесткостью и при большом натяжении в нем могут появиться остаточные деформации.
Поворотные блоки имеют диаметр 300—1200 мм; отливают их, как и звездочки, из серого чугуиа или сваривают из стали. Сварные блоки выполняют диаметром до 1,6 — 2 м.
Если в гладком ободе блока (или ролика батареи) выполнить концентричную выемку (рис. 8.12,6) глубиной 2 — Змм и шириной на 3—4 мм больше ширины внутреннего звена разборной цепи, чтобы исключить его изгиб, и опорными сделать наружные звенья цепи, то такие блоки (и роликовые батареи) можно применять при полном допускаемом натяжении цепи.
Звездочку или блок устанавливают обычно на двух подшипниках качения (шариковых или роликовых, конических радиально-упорных), монтируемых на неподвижной оси, закрепленной в опоре (см. рис. 8.11). Опору крепят болтами к поддерживающей металлоконструкции. Для правильного центрирования и надежного закрепления опору устанавливают на плиту с центрирующей расточкой, в которую входит специальный выступ опоры. В современных конструкциях поворотное устройство изготовляют и монтируют в виде единого узла с поворотным участком ходового пути. Это обеспечивает более высокое качество монтажа поворотного участка (главным образом по соосности и взаимному расположению цепи и пути по высоте) и удобство замены его при ремонте.
Роликовая батарея представляет собой ряд стационарных, расположенных по дуге вертикальных роликов, по которым перекатываются звенья цепи (см. рис. 8.11, в). Оси роликов закрепляют на неподвижном каркасе, прикрепляемом к поддерживающей металлоконструкции или непосредственно к ходовому пути конвейера при помощи кронштейнов.
Каждый ролик батареи монтируется на двух шарико- или роликоподшипниках и имеет диаметр 70 мм, шаг роликов 90—170 мм. Ролики изготовляют из серого чугуна с отливкой в металлическую форму (чтобы получить обод по
вышенной твердости для предохранения от быстрого изнашивания) или из стали 40 с поверхностной закалкой до HRC 42—50.
В современных конструкциях применяют ролики с двумя встроенными шарикоподшипниками, при этом обод и ступица ролика являются кольцами подшипников. Роликовые батареи обычно изготовляют по секциям с углом поворота на 15, 30, 45° и собирают из этих секций для получения требуемого полного угла поворота (до 180°). Радиусы роликовых батарей, измеряемые по оси огибаемой цепи, выбирают равными 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5 м.
Роликовые батареи применяют для разборных и пластинчатых цепей при углах поворота до 45° или при больших (до 180°), когда надо иметь большой радиус поворота (более 650 мм) в горизонтальной плоскости, так как в этом случае звездочки и блоки получаются слишком тяжелыми. На конвейере с разборными цепями роликовые батареи, как и блоки с гладкими ободами, устанавливают только на участках трассы с небольшим натяжением (примерно до 50% от допускаемого) из-за малой сопротивляемости внутренних звеньев цепи поперечному изгибу.
Направляющие шины представляют собой изогнутый по радиусу участок ходового пути, по которому двухшарнирная цепь (или секционная) обкатывается своими катками. Поворотное устройство с направляющими шинами имеет простую конструкцию, однако его можно применять только для тягового элемента, имеющего собственные катки (см. гл. 2). Направляющие шины применяют для углов поворота до 180° по радиусам (по оси цепи) 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5 м.
Радиус поворотного устройства выбирается из условия свободной проходимости подвесок с грузами на повороте и зависит от их габаритных размеров и расстояния между ними. Проходимость наибольших грузов на повороте проверяется графически. Минимальный зазор между выступающими частями
$ О в № ^
а)б)6)г)д)
Рнс. 8.13. Профили пути подвесного грузонесущего
грузов или подвесок доджей быть не менее 100—150 мм. Чем выше скорость конвейера и высота подвески, тем больше должен быть этот зазор, чтобы подвески -ие сталкивались друг с другом при пуске конвейера, при случайном их раскачивании и от воздействия центробежной силы на повороте. Зазор зависит также от характера груза: для хрупких грузов принимают повышенные зазоры. Для длинномерных грузов длиной 3 — 12 м (например, бревен, пиломатериалов, автомобильных рам, железобетонных плит и т. п.) даже при их небольшой ширине радиус поворота и расстояние между параллельными ветвями конвейера получаются очень большими. Поэтому в таких случаях применяют специальные устройства, обеспечивающие плоскопараллельное движение длинномерных грузов иа повороте без их вращения.
Поворотные устройства крепят на металлических стойках с консолями, на кронштейнах и специальных конструкциях или же подвешивают иа тягах или жестких каркасах к перекрытию здания.
Подвесной путь. Подвесной путь, по которому движутся каретки, поддерживающие цепь и подвески с грузами, называют направляющим или ходовым. Направляющий путь подвесного конвейера выполняют из одного или двух прокатных или гнутых профилей из сталей СтЗ, Ст5 или 45, 09Г2 и 14Г2; профили из стали 14Г2 обеспечивают длительный срок службы путей при больших нагрузках, Однобалочные пути (рис. 8.13,а —в) делают из двутавровых
конвейера
балок № 10, 12, 14 и 16 (ГОСТ 8239 — 72), из труб диаметром 60, 100 и 150 мм с продольной прорезью и из специальных коробчатых профилей. Двухбалочиые пути (рис. 8.13, г и д) выполняют из двух прокатных или гнутых уголков или двух специальных гнутых профилей.
Путь из двутавровых балок имеет наи- большое распространение для конвейеров среднего и тяжелого типов. К его преимуществам относятся простота изготовления, монтажа и крепления, значительная жесткость пути и возможность использования верхних полок в качестве коитршин.
Пути из уголков и фасонных гнутых профилей применяют главным образом для конвейеров среднего, легкого и весьма легкого типов с двухшарнирными и круглозвенными цепями. Их преимуществами являются возможность использования кареток с цилиндрическими катками, наличие свободного промежутка между путями, обеспечивающего возможность выполнения вертикальных перегибов с малым радиусом, малая масса. К недостаткам относятся малая жесткость, повышенная трудоемкость монтажа, креплений и установки контршин. Сравнивая однопрофильные и двухпрофильные пути, следует отдать предпочтение первым.
Пути изготовляют отдельными секциями в виде самостоятельных монтажных узлов. Секции соединяют друг с другом неподвижными (жесткими) и раздвижными стыками. Стыки делают сварными и болтовыми с центрирую-
щей накладкой и располагают их не далее чем на 1 —1,5 м от опоры, поскольку прочность стыкового соединения, как правило, меньше прочности целого сечения. Раздвижные стыки используют только на секциях, примыкающих к натяжному устройству (ход раздвнжкн 100 — 400 мм), а также в качестве температурных компенсаторов изменения длины пути конвейеров, проходящих через сушильные печи или холодильные камеры (ход раздвижки 15 — 20 мм).
При конструировании креплений пути конвейера необходимо максимально использовать конструкции здания, в котором проходит конвейер, и по возможности избегать специальных стоек, чтобы ие загромождать производственную площадь помещения. Поэтому путь крепят на круглых тягах (рис. 8.14, а) диаметром 16 — 20 мм или жёстких подве
сках к фермам перекрытия здания, на кронштейнах — к стенам или колоннам (рис. 8.14,6) и на специальных стойках (рнс. 8.14, в), когда нет возможности использовать элементы здания или когда путь проходит близко (2 — 2,5 м) от уровня пола здания.
Радиус поворота подвесного пути в горизонтальной плоскости зависит от типа и размеров поворотного устройства и тягового элемента. Радиус поворота пути на звездочке должен быть меньше радиуса ее начальной окружной, так как звено цепи с прикрепленной к нему кареткой устанавливается по хорде начальной окружности звездочки. Поэтому радиус поворота пути определяется по центрам расположения креплений кареток к цепи.
Рнс. 8.14. Металлические конструкции для крепления подвесного пути конвейера: а — на тягах; б — на кронштейне; в — на отдельных стойках ,Рнс. 8.14. Металлические конструкции для крепления подвесного пути конвейера: а — на тягах; б — на кронштейне; в — на отдельных стойках ,Прн повороте на блоках с гладкими обедами радиус поворота пути находят
Рнс. 8.14. Металлические конструкции для крепления подвесного пути конвейера: а — на тягах; б — на кронштейне; в — на отдельных стойках ,
Рнс. 8.14. Металлические конструкции для крепления подвесного пути конвейера: а — на тягах; б — на кронштейне; в — на отдельных стойках ,
также с учетом расположения тягового элемента и каретки на блоке.
Вертикальные перегибы конвейера (т. е. закругления пути в вертикальной плоскости) образуются непосредственно изгибом цепи и направляющего пути по соответственно выбранному радиусу. Радиус вертикального закругления конвейера определяют следующие основные факторы.
Тип, конструкция и шаг цепн. Для двухшарнирной и круглозвенной цепей, допускающих большой взаимный угол поворота смежных звеньев, и для каната радиус будет значительно меньше, чем для разборных цепей. Чем больше шаг цепи любого типа, тем большим соответственно должен быть выбран радиус перегиба.
Профиль направляющего подвесного пути. При равных условиях для двух- балочного пути (например, из двух уголков) радиус закругления может быть выбран меньшим, чем для однобалочного (например, из одной двутавровой балки). При малом радиусе перегиба цепь можно разместить в промежутке между двумя профилями, а прн однобалочном пути цепь должна располагаться на некотором минимальном расстоянии от нижней кромки пути, чтобы не касаться ее при своем движении.
Расстояние между каретками. Чем больше шаг кареток, поддерживающих цепь и подвески, тем большим должен быть радиус перегиба. Это условие обеспечивается тем, что цепь имеет наибольшее взаимное отклонение смежных звеньев в месте крепления каретки, а на остальном промежутке между каретками она располагается почти по хорде дуги перегиба.
Конструкция соединения цепи с кареткой. Шарнирное соединение допускает взаимный угол поворота звеньев в месте крепления к каретке обычно на 20—45°, а жесткое — до 3 — 8°. Поэтому при шарнирном соединении радиус перегиба может быть значительно меньше, чем прн жестком.
Натяжение цепи, особенно при
до 50|75|100при шаге кареток'к вшагах цепи гдо 50|75|100при шаге кареток'к вшагах цепи г8.2. .Рекомендуемые радиусы Д (в м) вертикальных перегибов подвесных конвейеров с разборной цепью (по оси двутавра на рис. 8.15,6)8.2. .Рекомендуемые радиусы Д (в м) вертикальных перегибов подвесных конвейеров с разборной цепью (по оси двутавра на рис. 8.15,6)Натяжение цепи на перегибе (в % от допускаемого)Натяжение цепи на перегибе (в % от допускаемого)4/6/8г4г6/8/4/6/8/801,62,02,52,02,53,152,53,154,01002,53,154,02,53,154,04,04,05,01604,05,06,35,05,06,35,06,38,04/6/8г4г6/8/4/6/8/801,62,02,52,02,53,152,53,154,01002,53,154,02,53,154,04,04,05,01604,05,06,35,05,06,35,06,38,0Шаг звена цепи,Шаг звена цепи,Примечание. Цепь разборная по ГОСТ 589 — 74 с цилиндрическими валиками. Угол поворота звеньев (pniin = 3Q.Примечание. Цепь разборная по ГОСТ 589 — 74 с цилиндрическими валиками. Угол поворота звеньев (pniin = 3Q.жестком ее соединении с кареткой. Чем больше натяжение цепи на перегибе (т. е. чем ближе к приводу на набегающей ветви расположен перегиб), тем большим должен быть радиус перегиба для уменьшения напряжений в деталях цепи и каретки и их износа. Рекомендуемые радиусы вертикальных перегибов конвейеров с разборными цепями приведены в табл. 8.2.
до 50|
75
|100
при шаге кареток
'к в
шагах цепи г
до 50|
75
|100
при шаге кареток
'к в
шагах цепи г
8.2. .Рекомендуемые радиусы Д (в м) вертикальных перегибов подвесных конвейеров с разборной цепью (по оси двутавра на рис. 8.15,6)
8.2. .Рекомендуемые радиусы Д (в м) вертикальных перегибов подвесных конвейеров с разборной цепью (по оси двутавра на рис. 8.15,6)
Натяжение цепи на перегибе (в % от допускаемого)
Натяжение цепи на перегибе (в % от допускаемого)
4/
6/
8г
4г
6/
8/
4/
6/
8/
80
1,6
2,0
2,5
2,0
2,5
3,15
2,5
3,15
4,0
100
2,5
3,15
4,0
2,5
3,15
4,0
4,0
4,0
5,0
160
4,0
5,0
6,3
5,0
5,0
6,3
5,0
6,3
8,0
4/
6/
8г
4г
6/
8/
4/
6/
8/
80
1,6
2,0
2,5
2,0
2,5
3,15
2,5
3,15
4,0
100
2,5
3,15
4,0
2,5
3,15
4,0
4,0
4,0
5,0
160
4,0
5,0
6,3
5,0
5,0
6,3
5,0
6,3
8,0
Шаг звена цепи,
Шаг звена цепи,
Примечание. Цепь разборная по ГОСТ 589 — 74 с цилиндрическими валиками. Угол поворота звеньев (pniin = 3Q.
Примечание. Цепь разборная по ГОСТ 589 — 74 с цилиндрическими валиками. Угол поворота звеньев (pniin = 3Q.
Если на конвейере каретки устанавливают! с различными шагами, то радиусы перегибов выбирают по наибольшим шагам кареток. В целях повышения срока службы путей, цепей н кареток рекомендуется для всех вертикальных перегибов конвейера принимать по возможности единый наибольший из рекомендуемых радиус, чтобы уменьшить нагрузки на каретку и пути.
Для двухшарнирной цепи и каната радиусы вертикальных перегибов принимают из следующего нормального ряда: 0,6; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0 м. При этом тяговый элемент не должен задевать за нижнюю кромку ходового пути. При использовании двухшарнирных цепей или канатов вертикальные перегибы могут выполняться также с поворотными блоками, звездочками нли направляющими шинами, расположенными в вертикальной плоскости.
При сочетании горизонтального поворота с вертикальным перегибом, между
Рис. 8.15. Вертикальный перегиб подвесного пути:а — расположение контршин; б —схема сочетания с горизонтальными поворотамиРис. 8.15. Вертикальный перегиб подвесного пути:а — расположение контршин; б —схема сочетания с горизонтальными поворотаминачальными и конечными точками того и другого и между дугами вертикального перегиба необходимо оставлять прямые участки Xi и Xj, минимальные длины которых указаны на рис. 8.15. Это необходимо для обеспечения правильного сбегания и набегания цепи на поворотную звездочку или блок и исключения возможности перегиба звеньев цепи в двух направлениях.
Рис. 8.15. Вертикальный перегиб подвесного пути:
а — расположение контршин; б —схема сочетания с горизонтальными поворотами
Рис. 8.15. Вертикальный перегиб подвесного пути:
а — расположение контршин; б —схема сочетания с горизонтальными поворотами
На вогнутых кривых вертикального перегиба (входных — для подъемных н выходных — для спускных участков) под действием натяжения цепи каретки стремятся приподняться. Для устранения чрезмерного подъема кареток и правильного направления их движения на вогнутых кривых размещают направляющие контршины. На двутавровом пути в качестве контршины обычно устанавливают-'Полосу (рис. 8.15, а), привариваемую под тем же углом наклона, что и полка двутавра, или опускают (осаживают) верхнюю полку при помощи выреза в вертикальной стейке. У ходового пути из двух уголков в качестве контршин используют дополнительную пару уголков над основными путями, причем для обеспечения повышенной жесткости вертикального перегиба уголки контршин устанавливают иногда не только иа вогнутой части, ио и на протяжении всего перегиба.
Подвесной путь рассчитывают по методам строительной механики на прочность от поперечного изгиба и местно
го отгиба полки под катками кареткн (допускаемое суммарное напряжение [ов] = 120 МПа), на деформацию от поперечного изгиба (допускаемая стрела прогиба /тах = 1/500 пролета) и на устойчивость плоской формы изгиба. Фасонные гнутые профили рассчитывают также на стесненное (нзгибное) кручение, когда катки каретки располагаются эксцентрично относительно вертикальной оси сечення профиля, проходящей через его центр изгиба.
Привод. В подвесных конвейерах применяют угловые и прямолинейные гусеничные приводы с постоянной н переменной скоростью. Угловой привод может передавать тяговое усилие зацеплением при помощи звездочки (для разборных, двухшарннрных и т. п. цепей) илн кулачкового блока (для секционного тягового элемента) или же при помощи трения (фрикционный привод для каната и круглозвенной цепи). Угловой
Рнс. 8.16. Редукторный угловой привод подвесного конвейера
привод со звездочкой устанавливают обычно на повороте трассы конвейера на 90 или 180°, хотя принципиально возможен и меньший угол обхвата звездочки цепью.
Угловой привод с передачей тягового усилия зацеплением (рис. 8.16) состоит из приводной звездочки 1, укрепленной на вертикальном валу редуктора 3, электродвигателя 5, соединенного с входным валом редуктора упругой муфтой 4, и предохранительного устройства 2.
Существуют три основные схемы редукторов для привода подвесных конвейеров: 1) с червячной и цилиндрическими зубчатыми передачами (рис. 8.17,а); 2) с конической и цилиндрическими зубчатыми передачами (рис. 8.17,6); 3) с цилиндрическими зубчатыми передачами и фланцевым двигателем, расположенным вертикально (рис. 8.17, в).
Редукторы с червячной передачей очень компактны и имеют сравнительно небольшую массу даже при больших передаточных числах. К недостаткам таких редукторов относится пониженный КПД (до 0,44), что ограничивает их распространение. Типовые и наиболее распространенные редукторы конструкции Союзпроммеханизации выполнены по второй схеме (рис. 8.17,6); их параметры приведены в табл. 8.3,
Рис. 8.17, Кинематические схемы редукторных приводов
Редукторы с вертикальным фланцевым двигателем имеют компактную конструкцию и высокий КПД; они перспективны для конвейеров легкого типа. Электродвигатель соединяется с редуктором при помощи упругой (чаще всего
8.3. Основные параметры редукторных приводов конструкции Союзпроммеханизации
Параметр
Тип редуктора
КДВ-160
КД В-200 М2
КДВ-250 М2
КДВ-350 М2
Максимальный крутящий момент иа валу приводной звездочки, Н м
800
1600
4000
10000
Диапазон передаточных чисел редуктора при 17 исполнениях
Диапазон скоростей движения цепи (м/мин) при частоте вращения приводного электродвигателя, об/мин:
81-2909
81-2909
81-2909
81-2909
1000
0,4-0,95
0,4-1,14
0,64-1,76
0,82-1,83
1500
0,7-22,4
0,6-23,2
0,96-22,8
0,92-23,2
Максимальная консольная нагрузка на тихо- хбдном валу редуктора, кН
5
9
14
32
Общая масса редуктора, кг
145
250
360
1250
Общий расчетный КПД редуктора
0,92
0,92
0,92
0,92
Тип грузонесущего конвейера
ЦПК-80Р
ЦПК-80Р ЦП К-100Р
ЦПК-100Р
ЦПК-160Р
ЦПК-160Р
Рис. 8.18. Гусеничный привод конвейера ЦПК-100Р конструкции Союзпроммеханизацнн
втулочно-пальцевой) илн гидравлической муфты, иногда применяется клино- ремеиная передача, особенно прн наличии вариаторов скорости.
Гусеничный привод (рнс. 8.18) состоит из приводной 1 и натяжной 4 звездочек, на которые надета приводная, так называемая гусеничная цепь 5 с кулаками 6; упорного направляющего рельса 8 и роликовой батареи 7. Приводная звездочка вращается от электродвигателя 3 через редуктор 2. Гусеничный привод устанавливают в горизонтальной плоскости на прямолинейном участке трассы конвейера, и тяговое усилие на цепь передается при помощи кулаков гусеничной цепи, входящих в зацепление с шарнирами конвейерной цепи.
Упорный направляющий рельс и роликовая батарея обеспечивают прямолинейное направление движения цепей и не допускают их отклонения (отжима) друг от друга. В качестве гусеничной цепи применяют специальную пластинчатую роликовую цепь. Кулаки цепи изготовляют из стали 45 или 40Х, и их рабочую поверхность подвергают термообработке до твердости HRC 44-48. Диаметры звездочек привода обычно принимают в пределах 400 — 500 мм, а расстояние между ними 0,9 —1,2 м.
Механизмы гусеничного привода размещают на подвижной раме 11, снабженной опорными 10 и направляющими 9 катками и пружинным упором 13. Подвижная рама может перемещаться на этих катках внутри неподвижной рамы 12, При работе привода усилие, направленное противоположно тяговому усилию гусеничной цепи, сжимает пружины и перемещает подвижную раму привода. Ход рамы соответствует тяговому усилию, и- при превышении его допускаемого значения подвижная рама включает конечный выключатель и конвейер останавливается. Перемещение рамы фиксируется стрелкой индикатора усилий (динамометра) на специальной шкале и характеризует действующее усилие. Упругое крепление рамы способствует уменьшению динамических нагрузок при пуске конвейера.
Сравнительный анализ углового и гусеничного (прямолинейного) приводов дан в гл. 2. Наибольшее распространение имеют гусеничные приводы.
Объединенный привод. На современных крупных заводах для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов требуются подвесные конвейеры большой длины (2 — 5 км и более), увеличивается также масса транспортируемых грузов. Выполнение длинных конвейеров с единичными приводами невозможно даже при грузах небольшой массы, так как при этом получаются весьма большие натяжения тяговой цепи, превышающие рациональные пределы допускаемых нагрузок для типового оборудования. Решать задачу транспортирования грузов по длинной трассе при помощи нескольких отдельных последовательно расположенных конвейеров нецелесообразно, так как это разрывает непрерывную подачу грузов и вызывает дополнительные их перегрузки с конвейера на конвейер, а следовательно, потери времени и добавочный труд, что нерентабельно и в отдельных случаях недопустимо.
Бесперегрузочное транспортирование на большое расстояние наиболее рационально осуществлять при помощи конвейера с объединенным приводом или, чаще всего, много приводного конвейера. Объединенный привод включает две, редко - три приводные звездочки, приводимые в движение при помощи общей трансмиссии (единого механического вала) от одного электродвигателя (рис. 8.19). Такое решение позволяет разделить общую трассу конвейера на две — три части н уменьшить натяжение цепи.
Конструктивно простым объединенный привод получается только тогда, когда несколько (две, три) ветвей конвейера проходят близко друг от друга на одной отметке в горизонтальной плоскости (рис. 8.19) или друг под другом — в вертикальной плоскости и натяжение цепи в этих местах делится примерно на равные части. Однако такие
Рис. 8.19. Схемы объединенного' приводя:а — угловою с горизонтальным; б —углового с вертикальным расположением приводного вала; 6 — гусеничного с горизонтальным приводным валомРис. 8.19. Схемы объединенного' приводя:а — угловою с горизонтальным; б —углового с вертикальным расположением приводного вала; 6 — гусеничного с горизонтальным приводным валомблагоприятные условия встречаются сравнительно редко, главным образом у тяжелых конвейеров горизонтальных сушил, испытательных станций, охладительных конвейеров длиной 300-500 м.
Рис. 8.19. Схемы объединенного' приводя:
а — угловою с горизонтальным; б —углового с вертикальным расположением приводного вала; 6 — гусеничного с горизонтальным приводным валом
Рис. 8.19. Схемы объединенного' приводя:
а — угловою с горизонтальным; б —углового с вертикальным расположением приводного вала; 6 — гусеничного с горизонтальным приводным валом
Многоприводные конвейеры. Универсальным и наиболее рациональным способом решения проблемы бесперегру- зочного транспортирования грузов на большое расстояние, с использованием стандартных цепей является применение многопрнводных подвесных конвейеров. В многоприводном конвейере (рис. 8.20) в соответствующих местах трассы устанавливают несколько (2—12) приводных механизмов с электродвигателями, работающими согласованно друг с другом. В практике современного конвейе- ростроения известны многоприводные подвесные конвейеры длиной до 3,5 км. Известны несколько систем многоприводных подвесных конвейеров с электрической синхронизацией работы приводов и без нее.
В Советском Союзе наибольшее распространение получила простая и надежная система совместно работающих приводных механизмов с постоянной скоростью движения цепи без электрической синхронизации. При этой системе все приводные электродвигатели ра
ботают совместно, и нагрузка, приходящаяся на отдельные ветви конвейера, распределяется между ними поровну. Приводные двигатели связаны друг с другом только при помощи тяговой цепи конвейера, и синхронизация их вращения осуществляется самой конвейерной цепью, поэтому последняя испытывает дополнительное натяжение, тем большее по абсолютной величине, чем больше неравномерность загрузки участков трассы конвейера между приводными механизмами н количество
Рис. 8.20. Схема подвесного конвейера с трехдвигательным приводом:
ИМ - приводной механизм; Д — двигатель; НУ - натяжное устройство
приводов. Возникновение дополнительных натяжений при неравномерной загрузке отдельных участков конвейера является недостатком этой системы. Неравномерность загрузки отдельных участков конвейера, даже при равномерном распределении приводных механизмов на трассе, проявляется в процессе загрузки и разгрузки конвейера или при внезапных перерывах подачи грузов. В этих случаях в краткие промежутки времени, когда одни участки конвейера оказываются загруженными, а другие незагруженными, возникает необходимость уменьшить усилие, действующее на наиболее нагруженный электродвигатель, что вызывает дополнительное натяжение цепи.
В системе совместно работающих приводов все приводные механизмы конвейера должны иметь одинаковое, строго постоянное передаточное число и электродвигатели с одинаковыми характеристиками по типу, мощности, частоте вращения и крутящему моменту. Электродвигатели должны иметь повышенное скольжение (6—10%); чем больше возможная неравномерность нагрузки, тем больше должно быть скольжение в указанных пределах. Поэтому в многоприводных конвейерах этой системы применяют асинхронные электродвигатели с фазным ротором и дополнительным сопротивлением в цепи ротора, электродвигатели типа ДОС с повышенным скольжением или обычные короткозамкнутые электродвигатели в сочетании с гидромуфтами. Гидромуфты обеспечивают необходимое скольжение и обусловливают равномерное распределение нагрузки между отдельными двигателями привода конвейера.
В Советском Союзе известны успешно работающие многоприводные конвейеры, имеющие от двух до пяти совместно работающих приводных механизмов.
Приводы с электрической синхронизацией (например, по системе «электрического вала») не получили распространения вследствие их конструктивной
и эксплуатационной сложности. Разработки простых систем электрической синхронизации (в том числе и с тиристорами) продолжаются.
Натяжные устройства. На подвесных конвейерах применяют грузовые, пневматические, гидравлические, пружинновинтовые и винтовые натяжные устройства. Грузовое натяжное устройство (рис. 8.21) состоит из подвижной тележки 9, к которой прикреплены поворотное устройство 1 (оборотная звездочка, блок или роликовая батарея) и подвижной поворотный участок 3 пути конвейера, натяжного груза 6 с тросами и направляющими блоками 5. Под действием силы тяжести натяжного груза тележка отходит назад и натягивает цепь, огибающую поворотное устройство, создавая тем самым необходимое первоначальное натяжение. Полный ход передвижения иатяжной тележки (ход натяжного устройства) обычно равен 250, 400 и 600 мм.
Натяжную тележку устанавливают на четырех вертикальных опорных 7 н горизонтальных направляющих 8 катках. Подвижной участок 3 пути конвейера, размещенный на тележке, соединяют с неподвижными концами путей при помощи специальных раздвижных стыков 2. Раздвижной стык состоит из верхней и нижней направляющих, которые обеспечивают непрерывность путей на соединении подвижного и неподвижного участков пути, несмотря на передвижение тележки на весь ее ход. В предельных положениях тележки установлены путевые выключатели 4.
Грузовые натяжные устройства выполняют без полиспаста (рис. 8.21, а) при натяжении до 4 кН и с полиспастом (рис. 8.21,6) при натяжения до 16 кН.
Наибольшее распространение в подвесных конвейерах получили грузовые натяжные устройства вследствие автоматичности их действия и большой надежности. Применение грузовых натяжных устройств обязательно на конвейерах, проходящих через сушильные, нагревательные или охладительные камеры, на конвейерах с фрикционным
и объединенным приводами, на мйого- приводных конвейерах. Число натяжных устройств на конвейерах с объединенными приводами должно быть равно числу приводных звездочек, иначе возможно значительное перенапряжение цепи при неравномерном ее изнашивании. В многоприводном конвейере число натяжных устройств равно числу приводных механизмов. Усилие натяжения и массу натяжного груза определяют по формулам (2.18) и (2.19).
У конвейеров легкого типа (с натяжением цепи до 4 кН) натяжное устрой
Рис. 8.21. Грузовое натяжное устройство ГПКИ «Союзпромме.ханнзацня»: а — без полиспаста; б — с полиспастомРис. 8.21. Грузовое натяжное устройство ГПКИ «Союзпромме.ханнзацня»: а — без полиспаста; б — с полиспастомство иногда объединяют с приводом, устанавливая приводной механизм на натяжной тележке. Это упрощает проектирование трассы конвейера н позволяет исключить одно-два поворотных устройства, но увеличивает величину натяжного усилия. При больших натяжениях цепи (например, более 4 кН) объединение привода с натяжным устройством нецелесообразно из-за неизбежного перекоса натяжной тележкн (вследствие разницы натяжений набегающей и сбегающей ветвей тягового элемента) и возрастания натяжного усилия.
Рис. 8.21. Грузовое натяжное устройство ГПКИ «Союзпромме.ханнзацня»: а — без полиспаста; б — с полиспастом
Рис. 8.21. Грузовое натяжное устройство ГПКИ «Союзпромме.ханнзацня»: а — без полиспаста; б — с полиспастом
Рис. 8.22. Характерные конструкции подвесок для грузовРис. 8.22. Характерные конструкции подвесок для грузовПодвески. В подвесном конвейере несущими элементами служат подвески разнообразной конструкции, на которые укладывают илн подвешивают транспортируемые грузы. Конструкция подвески зависит от характера груза, его габаритных размеров и массы, назначения конвейера и способа его загрузки и разгрузки. Подвески выполняют в виде этажерок, лотков, крюков, рычажных захватов, коробов, цепных тяг, стропов и т. п. (рис. 8.22, а - г). Параметры подвесок для транспортирования грузов в производственной таре нормализованы. Подвеска должна быть прочной, легкой, простой и экономичной по конструкции, удобной для загрузки и разгрузки и надежной для безопасного транспортирования грузов как на гори- з онтальных, так и на наклонных и поворотных участках конвейера. Она должна иметь шарнирное крепление к каретке или к траверсе, чтобы находиться в вертикальном положении на наклонных участках конвейера н тем самым обеспечивать надежное положение транспортируемых грузов.
Рис. 8.22. Характерные конструкции подвесок для грузов
Рис. 8.22. Характерные конструкции подвесок для грузов
Конвейеры с двухшарнирнымн цепями, а также с шарнирным креплением тягового элемента к кареткам могут иметь вертикальные участки подъемов н спусков. На таких конвейерах подвеску крепят к каретке при помощи консольного стержня или двух замкнутых стержней, образующих треугольник (см. рис. 8.3). Вылет консоли должен быть больше половины наибольшего габаритного размера груза с подвеской, чтобы груз не задевал за цепь на вертикальных участках трассы конвейера.
Загрузка и разгрузка подвесок конвейера могут производиться вручную, при помощи грузоподъемных устройств, полуавтоматически и автоматически.
Полуавтоматические загрузка н разгрузка конвейера предусматривают выполнение основных трудоемких операций самим конвейером. Наиболее часто для них используют участки вертикальных подъемов и спусков конвейера, иа которых можно легко подхватить (подцепить) груз на конвейер или же снять (отцепить) его с конвейера. Например, на участке загрузки конвейер
имеет вертикальный перегиб с крутым спуском и подъемом, загружаемые грузы (короба, ящики, массивные отливки) подаются на стол, расположенный под конвейером. Крюк, стропы, рычажный захват или обойму подвески конвейера рабочий вручную зацепляет за груз, лежащий на столе. Непосредственный захват груза (отрыв от опоры) производится самим конвейером на участке подъема.
Разгрузка конвейера производится подобным образом, но в обратном порядке: конвейер на участке спуска устанавливает груз на стол; отцепка крюка
Рис. 8.23. Схемы автоматических операций:а — загрузки; б, е, г—разгрузки; / — подвеска; 2 — загрузочный конвейер; 3 — упор; 4 — направляющие; 5 — подъемный стол; б— ролик на подвеске; 7 — направляющая щина; 8 —склизРис. 8.23. Схемы автоматических операций:а — загрузки; б, е, г—разгрузки; / — подвеска; 2 — загрузочный конвейер; 3 — упор; 4 — направляющие; 5 — подъемный стол; б— ролик на подвеске; 7 — направляющая щина; 8 —склизили захвата подвески от груза производится вручную. Разгрузка может выполняться также на прямом горизонтальном участке конвейера на подъемный стол, управляемый рабочим. Подъем стола может быть ручным или ножным через систему рычагов, пневматическим или электрическим с ручным или автоматическим управлением. Наибольшее распространение получают автоматическая загрузка и разгрузка подвесок с автоматическим адресованием грузов. Наиболее перспективными следует считать загрузку и разгрузку на горизонтальных участках пути.
Рис. 8.23. Схемы автоматических операций:
а — загрузки; б, е, г—разгрузки; / — подвеска; 2 — загрузочный конвейер; 3 — упор; 4 — направляющие; 5 — подъемный стол; б— ролик на подвеске; 7 — направляющая щина; 8 —склиз
Рис. 8.23. Схемы автоматических операций:
а — загрузки; б, е, г—разгрузки; / — подвеска; 2 — загрузочный конвейер; 3 — упор; 4 — направляющие; 5 — подъемный стол; б— ролик на подвеске; 7 — направляющая щина; 8 —склиз
Рис. 8.24. Схема расстановки аппаратов:а — децентрализованного адресования; б — контактного считывания адреса; СЛ — сбрасыватель адреса; Л — адресователь; АН — адресоноситель; БУ — блок управления; ИМ — исполнительный механизм; СУ — считывающее устройствоРис. 8.24. Схема расстановки аппаратов:а — децентрализованного адресования; б — контактного считывания адреса; СЛ — сбрасыватель адреса; Л — адресователь; АН — адресоноситель; БУ — блок управления; ИМ — исполнительный механизм; СУ — считывающее устройствоПроцесс автоматической загрузки подвесок состоит из следующих операций : грузы, предназначенные для погрузки, в заданном порядке подаются к месту загрузки конвейера; проходящие подвески автоматически подхватывают или подцепляют грузы на ходу конвейера, или специальным устройством автоматического адресования включают погрузочное приспособление, которое автоматически подготовляет груз к погрузке или непосредственно навешивает его на проходящую подвеску конвейера (рис. 8.23, а). В процесс автоматической разгрузки подвесок входят следующие операции: при загрузке груза способом автоматического адресования назначается пункт его разгрузки; перед прибытием к месту разгрузки подвеска автоматически включает приспособление для разгрузки (или непосредственно встречается с иим), при помощи которого подвеска или ее опорная часть наклоняется, поворачивается, опрокидывается, расцепляется и т. п. и освобождается от груза, или же груз на ходу конвейера передается (или сталкивается) на какое-либо другое стационарное или подвижное устройство (рис. 8.23,б,в и г).
Рис. 8.24. Схема расстановки аппаратов:
а — децентрализованного адресования; б — контактного считывания адреса; СЛ — сбрасыватель адреса; Л — адресователь; АН — адресоноситель; БУ — блок управления; ИМ — исполнительный механизм; СУ — считывающее устройство
Рис. 8.24. Схема расстановки аппаратов:
а — децентрализованного адресования; б — контактного считывания адреса; СЛ — сбрасыватель адреса; Л — адресователь; АН — адресоноситель; БУ — блок управления; ИМ — исполнительный механизм; СУ — считывающее устройство
Система автоматического адресовании иодвесок с грузами. Автоматическое
адресование обеспечивает автоматическую загрузку и разгрузку (иногда только загрузку или только разгрузку) подвесок в местах, обусловленных заданным адресом. Наиболее широко его применяют в подвесных толкающих конвейерах для распределения грузов по отдельным участкам трассы системы конвейеров.
По способу управления различают системы децентрализованного (местного) и централизованного (с общего пульта) адресования. Существуют также комбинированные системы.
Система централизованного адресования является весьма перспективной, но и наиболее сложной как по устройству, так и по организации производственного процесса. Система децентрализованного адресования более простая и легче приспособляемая к производственным условиям и их изменениям, поэтому в настоящее время она получила наибольшее распространение.
Система децентрализованного адресования любого конструктивного исполнения в общем виде включает (рис. 8.24) адресующее устройство - адресоноситель с набором элементов адресования (информации), считывающее устройство (читающее или приемное) — считыватель адреса, автоматическое устройство
250 Подвесные конвейеры для сброса адреса (приведение элементов адресования в нейтральное, «безадресное» положение) и автоматический адресователь (задатчик или настройщик адреса). В отдельных случаях, при маршрутном (программном) адресовании автоматические устройства для сброса адреса и адресователи на трассе конвейера не устанавливают.
Элементами адресования (их также называют элементами информации) служат диски, штыри, клавиши, выступы, контакты и другие подобные детали, комбинация расположения которых на адресоносителе по принятому коду обусловливает определенный адрес следования груза или выполнения необходимой операции.
Адресоноситель АН устанавливается на каждой подвеске конвейера и задает адрес или маршрут следования груза. Считыватели СУ устанавливают на определенных участках пути конвейера перед устройствами загрузки и разгрузки конвейера (рис. 8.24, а). При прохождении подвески с адресоносителем через считыватель, последний расшифровывает адрес, заданный на адресоно- сителе. Если расположение элементов адресования на адресоносителе совпадает с расположением приемных элементов (щупов, рычажков, светильников и т. п.) считывателя, т. е. адрес подвески совпадает с адресом считывателя (рис. 8.24, б), то он дает команду в блок управления БУ механизма загрузки или разгрузки подвески, который включает исполнительный механизм ИМ. Сбрасыватель адреса С А устанавливают после пунктов разгрузки перед началом нового маршрута. Автоматический адресователь А размещают после устройства для сбрасывания адреса в начале нового маршрута, как правило, после места разгрузки в пункте распределения грузов.
При децентрализованном адресовании адрес следования груза задается оператором или диспетчером при загрузке подвески. Оператор сам устанавливает на подвеске элементы назначения адреса (клавиши, штыри и т. п.) или
же нажимает соответствующую кнопку (набор кнопок) на пульте настройки необходимого адреса; в этом случае адрес на подвеске устанавливается адресовате- лем автоматически при прохождении через него подвески, путем соответствующего размещения на ее адресоносителе элементов назначения адреса.
Адресоноситель может закрепляться иа подвеске (тележке) горизонтально (рис. 8.25, а) или вертикально (рис. 8.25, б). Горизонтальное расположение адресоносителя более предпочтительно, так как обусловливает меньшие размеры поперечного сечения конвейеров по высоте (в вертикальной плоскости). Однако при большой длине горизонтального адресоносителя возможен его перекос, вызываемый перекосом подвески или действием момента, возникающего при контактном считывании элементов адресования.
К недостаткам вертикального адресоносителя относятся увеличенные габаритные размеры по высоте, возможность бокового раскачивания и, как следствие, погрешности адресования. Его преимуществом является простота конструкции как адресоносителя, так и узла его крепления к подвеске. Для уменьшения недостатков и повышения надежности работы адресоноситель любого типа должен по возможности иметь малую длину (обычно менее 300 мм).
Адресоноситель можно устанавливать не только на подвеске, но и на выносном кронштейне, присоединяемом непосредственно к скобе каретки (тележки) впереди и выше шарнира крепления подвески. Это уменьшает вертикальные размеры адресоносителя и лучше стабилизует его положение.
Адресоноситель или считыватель должны иметь самоустанавливающееся (плавающее) крепление, обеспечивающее правильное их взаимодействие при допускаемых погрешностях изготовления и монтажа. В зависимости от характера взаимодействия адресующих элементов различают контактные и бесконтактные способы считывания адреса.
Рис. 8.25, Узлы автоматического адресования с ад ресоносите л ем: а — горизонтальным; б — вертикальнымРис. 8.25, Узлы автоматического адресования с ад ресоносите л ем: а — горизонтальным; б — вертикальнымК контактным способам считывания адреса относятся электрические [замыкание контактов низкого напряжения (12 — 36 В)], механические (воздействие кулачков, дисков и тому подобных устройств на отклоняющие шины, рычаги), электромеханические (воздействие штырей, штифтов, упоров, выступов на конечные выключатели для замыкания
Рис. 8.25, Узлы автоматического адресования с ад ресоносите л ем: а — горизонтальным; б — вертикальным
Рис. 8.25, Узлы автоматического адресования с ад ресоносите л ем: а — горизонтальным; б — вертикальным
или размыкания цепи электрического тока), пневмомеханические (воздействие штырей, роликов, рычагов на элементы пневмоуправления для особопыльной и взрывоопасной среды).
Бесконтактные способы считывания разделяют иа фотоэлектрические (воздействие лучей света иа фотоэлементы), индукционные (использование измене-
ния магнитного потока и наведения электродвижущей силы в обмотках электромагнитов), радиоактивные (применение излучения изотопов), магнитные (воздействие магнитов на датчики включения) и др.
Системы с бесконтактными способами считывания более прогрессивны, поскольку их адресующие элементы не изнашиваются, однако они более сложны по устройству.
Емкость адресе носителя, т. е. количество возможных адресов, обусловливается числом расположенных на нем элементов адресования (обычно не более 16), способом их расположения и считывания (односторонний или двусторонний) и числом т (один, два, три, четыре) их одновременного действия. Таким образом, количество возможных адресов А определяется сочетанием числа элементов т из общего количества п. Для наиболее распространенного одностороннего считывания элементов адресования
А=Сп =
и (и — 1) (и — 2).... [и — (m — 1)]
1-2-3 .... т
При централизованном адресовании подвеска конвейера не имеет адресоно- сителя, и адрес ее следования задается с центрального пульта установленной программой перемещения грузов в соответствии с технологическими процессами производства или складирования. В простейшем случае маршрут следования груза задается диспетчером центрального пульта. В более сложных случаях маршрут перемещения подвесок записывается при помощи специального кода в виде зашифрованной программы на перфорированной карте или ленте, магнитной ленте и тому подобном программоносителе. Программоноситель устанавливается и расшифровывается (считывается) на центральном пульте управления конвейерами и задает маршруты движения грузов. При централизованном адресовании используют также специальные следящие устройства различных конструкций, например электромеханическое адресное устройство в виде вращающегося «барабана заказов» или электрическое устройство с набором логических элементов и т. п.
Рис. 8.26. Типовая конструкция ограждения конвейераРис. 8.26. Типовая конструкция ограждения конвейераВ качестве исполнительных механизмов, управляемых адресованием и обеспечивающих загрузку и разгрузку под-
Рис. 8.26. Типовая конструкция ограждения конвейера
Рис. 8.26. Типовая конструкция ограждения конвейера
Рис. 8.27. Ловитель, устанавливаемый на участках подъема конвейераРис. 8.27. Ловитель, устанавливаемый на участках подъема конвейеравесок конвейера, применяют подъемные (пневматические, гидравлические или электромеханические) столы, поворотные захваты, передвижные шины и т. п.
Рис. 8.27. Ловитель, устанавливаемый на участках подъема конвейера
Рис. 8.27. Ловитель, устанавливаемый на участках подъема конвейера
Предохранительные устройства. Для предохранения механизмов привода и ходовой части конвейера от поломок из-за случайных перегрузок или задевания подвесок за неподвижные конструкции на приводной звездочке устанавливают предохранительный штифт, который срезается при превышении расчетного тягового усилия на 25% (см. гл. 2); специальное устройство выключает подачу тока к двигателю привода, и конвейер останавливается.
Для исключения возможности падения транспортируемых грузов на пол на всех подъемах и спусках конвейера, а также на горизонтальных участках, расположенных над проходами и проездами, ставят ограждения в виде лотка. Обычно ограждения делают из стальной сетки или листовой стали и укрепляют на рамке, подвешенной к ходовому пути конвейера (рис. 8.26).
При обрыве или случайном разъединении тяговой цепи находящиеся на подъемах и спусках каретки и подвески с грузами под действием силы тяжести будут стремиться скатиться вниз, что
может вызвать повреждения грузов и конвейера. Для предупреждения этого на подъемах и спусках высотой более 1 м устанавливают ловители, которые при обрыве цепи захватывают и останавливают ее. Конструкции ловителей разнообразны в зависимости от принципа действия (храповые, рычажные, электромеханические и т. п.), местоположения на трассе конвейера (спуск или подъем), типа тягового элемента и профиля ходового пути. Ловитель простейшего типа, устанавливаемый на участках подъема (рис. 8.27), имеет стальную скобу Д подвешенную шарнирно на ось 3. Ось закреплена в стойке 4, приваренной к верхней полке путевого двутавра конвейера. При нормальном движении цепи Конвейера (вверх) скоба свободно отклоняется корпусом кронштейна каретки 2 и возвращается в исходное положение пружиной 6. При аварийном движении скоба отклоняется назад и, упираясь своей перемычкой в полку двутавровой балки, останавливает каретку, одновременно нажимая рычаг путевого выключателя 5 (или экранирует глазок бесконтактного переключателя) для выключения подачи напряжения к электродвигателю привода.
При прохождении конвейера через покрасочные и пескоструйные камеры, су-
шильные, моечные и травильные (бон- даризационные) устройства рекомендуется закрывать ходовую часть конвейера специальным кожухом с резиновым, асбестовым лабиринтным уплотнением. Такой кожух обычно соединяется с вентиляционной системой и надежно предохраняет цепь, каретки и путь от загрязнения, перегрева и вредного химического воздействия испарений. Поскольку такие укрытия не всегда бывают возможны и эффективны, то целесообразно располагать ходовую часть и путь конвейера вне этих камер и устройств (над ними), перемещая через них только подвески с грузами.
Расчет конвейеров
Для расчета подвесного конвейера должны быть заданы схема его трассы, масса и размер транспортируемых грузов, производительность и характеристика условий работы. Основными расчетными параметрами конвейера являются производительность Z (шт/ч), скорость v (м/мин), шаг подвесок с грузами ап (м) и количество грузов на подвеске i (штук). Их связь определяется формулой (3.14).
Наименьший шаг подвесок anmin должен обеспечивать свободную проходимость грузов наибольшей длины Ьтах на горизонтальных поворотах наимень
шего радиуса Rmjn (рис. 8.28, а) и на вертикальных перегибах с наибольшим углом наклона ртах (рис. 8.28,6). Тогда
йп ^ (^тах Т A)/COS Ртах? (8.11)
где А = 0,15 ч- 0,2 м — минимальный зазор между подвесками с грузом.
Для конвейера с вертикальными участками трассы (рис. 8.28, в)
tin ^ ^тах + Л.(8.11 )
Шаг подвесок ап должен быть кратным удвоенному шагу звена цепи.
Скорость для транспортных конвейеров выбирают в зависимости от массы грузов, заданной производительности и способов загрузки и разгрузки конвейера; обычно она составляет 3 — 25 м/мин и только в отдельных случаях — до 35 м/мин. Характерные скорости конвейеров приведены в табл. 8.4. Для технологических конвейеров, на которых выполняются производственные операции, скорость транспортирования определяется ритмом производства или заданным временем охлаждения, сушки транспортируемых изделий и тому подобными операциями (см. гл. 9).
Рис. 8.28. Схема расположения подвесок:а — на горизонтальном повороте; б — на наклонном участке; в — на вертикальном участке путиРис. 8.28. Схема расположения подвесок:а — на горизонтальном повороте; б — на наклонном участке; в — на вертикальном участке путиТяговый расчет подвесного конвейера производят так же, как и любого конвейера с тяговым элементом (см. гл. 3). Для правильной работы конвейера
Рис. 8.28. Схема расположения подвесок:
а — на горизонтальном повороте; б — на наклонном участке; в — на вертикальном участке пути
Рис. 8.28. Схема расположения подвесок:
а — на горизонтальном повороте; б — на наклонном участке; в — на вертикальном участке пути
Назначение конвейераМасса грузов, кгСпособ загрузки и разгрузкиХарактерная скорость, м/минВнутрицеховое и межцеховое транспортирование отливок, поковок и отдельных сборочных единиц машин500-1000 10-12 1-5 50-100ГрузоподъемнымиВручную»Автоматическисредствами4101218Транспортирование деталей машин (заготовок между станками)100-5005-15Грузоподъемными миВручнуюсредства-106Транспортирование литейных стержней на сборку форм10Вручную6-4Межоперационное транспортирование резиновых изделий и заготовок100-20010-12Грузоподъемными средствамиАвтоматическиВручнуюАвтоматически10-612-61018Транспортирование тюков, связок, пачек на складах и в почтовых экспедициях5-10 20-100Вручную Автоматически12-1816-24Назначение конвейераМасса грузов, кгСпособ загрузки и разгрузкиХарактерная скорость, м/минВнутрицеховое и межцеховое транспортирование отливок, поковок и отдельных сборочных единиц машин500-1000 10-12 1-5 50-100ГрузоподъемнымиВручную»Автоматическисредствами4101218Транспортирование деталей машин (заготовок между станками)100-5005-15Грузоподъемными миВручнуюсредства-106Транспортирование литейных стержней на сборку форм10Вручную6-4Межоперационное транспортирование резиновых изделий и заготовок100-20010-12Грузоподъемными средствамиАвтоматическиВручнуюАвтоматически10-612-61018Транспортирование тюков, связок, пачек на складах и в почтовых экспедициях5-10 20-100Вручную Автоматически12-1816-248.4. Характерные скорости движения подвесок грузе несущих и толкающих конвейеров8.4. Характерные скорости движения подвесок грузе несущих и толкающих конвейеровв точке наименьшего натяжения, которого следует ожидать на участке после наиболее загруженного спуска, или в точке сбегания цепи с приводной звездочки (у горизонтального конвейера) должно быть обеспечено натяжение So не менее 500—1000 Н, Для конвейеров с фрикционным приводом So рассчитывают из условия обеспечения передачи потребного тягового усилия (см. гл. 4).
Назначение конвейера
Масса грузов, кг
Способ загрузки и разгрузки
Характерная скорость, м/мин
Внутрицеховое и межцеховое транспортирование отливок, поковок и отдельных сборочных единиц машин
500-1000 10-12 1-5 50-100
Грузоподъемными
Вручную
»
Автоматически
средствами
4
10
12
18
Транспортирование деталей машин (заготовок между станками)
100-500
5-15
Грузоподъемными ми
Вручную
средства-
10
6
Транспортирование литейных стержней на сборку форм
10
Вручную
6-4
Межоперационное транспортирование резиновых изделий и заготовок
100-200
10-12
Грузоподъемными средствами
Автоматически
Вручную
Автоматически
10-6
12-6
10
18
Транспортирование тюков, связок, пачек на складах и в почтовых экспедициях
5-10 20-100
Вручную Автоматически
12-18
16-24
Назначение конвейера
Масса грузов, кг
Способ загрузки и разгрузки
Характерная скорость, м/мин
Внутрицеховое и межцеховое транспортирование отливок, поковок и отдельных сборочных единиц машин
500-1000 10-12 1-5 50-100
Грузоподъемными
Вручную
»
Автоматически
средствами
4
10
12
18
Транспортирование деталей машин (заготовок между станками)
100-500
5-15
Грузоподъемными ми
Вручную
средства-
10
6
Транспортирование литейных стержней на сборку форм
10
Вручную
6-4
Межоперационное транспортирование резиновых изделий и заготовок
100-200
10-12
Грузоподъемными средствами
Автоматически
Вручную
Автоматически
10-6
12-6
10
18
Транспортирование тюков, связок, пачек на складах и в почтовых экспедициях
5-10 20-100
Вручную Автоматически
12-18
16-24
8.4. Характерные скорости движения подвесок грузе несущих и толкающих конвейеров
8.4. Характерные скорости движения подвесок грузе несущих и толкающих конвейеров
Расчетные линейные нагрузки (Н/м) на обратной (незагружаемой) до и груженой q ветвях
qo ^(тп/«п + ^к/Гк) + дц; (8.12)
(813)
где тп и тк — соответственно массы подвески и каретки, кг; дп—шаг подвесок, м; Гк- шаг кареток, м; дн—линейная нагрузка от тягового элемента, Н/м; тг — масса полезного груза на подвеске, кг.
Для определения расчетных нагрузок необходимо выбрать типоразмер тягового элемента, кареток и конструкцию подвески для грузов. Тяговый элемент той или иной конструкции выбирают по наибольшему расчетному натяжению
Smax, которое для конвейера с передачей тягового усилия зацеплением на звездочке (угловой привод) или от цепи с кулаками (гусеничный привод) можно приближенно определить по обобщенному уравнению
Smax = S0KM + w^qLr + qoAx)(l + БКМ) +
+ qH, (8.14)
где So— первоначальное натяжение цепи (So — 500 э- 1000 Н); Км = (p^V — суммарный коэффициент местных сопротивлений движению кареток [здесь (р, £, X — коэффициенты сопротивлений соответственно на вертикальном перегибе, горизонтальном повороте на звездочке или блоке (Д и на роликовой батарее (X); х, у, z— число вертикальных перегибов (х), горизонтальных поворотов на звездочках или блоках (у) и на роликовых батареях (z) на трассе конвейера]; w — коэффициент сопротивления на прямолинейном участке; Д и Д — горизонтальные проекции соответственно загруженной и холостой ветвей конвейера, м; Б — коэффициент, зависящий от числа поворотов и перегибов и их расположения на трассе; Б = = 0,5.: 0,3 (меньшая величина для конвейеров, имеющих более пяти поворотов и перегибов); Н - наибольшая высота подъема груза на трассе конвейера, м.
П о полученному натяжению выбирают типоразмер тяговой цепи из условия
Smax ^ 5д-
Подробный расчет конвейера производят путем последовательного суммирования сопротивлений движению кареток иа отдельных участках трассы конвейера, определяемых по формулам:
для горизонтального прямолинейного участка
Sn = S„-i + wq'l; (8.15)
для поворотной звездочки (блока)
s» = №-i;(8.16)
для роликовой батареи
Sn = XS„_i;(8.17)
для вертикального перегиба
8п = ф (q)Sn _ 1 + wq'l ± q’h\ (8.18)
где Sn и SB _ 1 — натяжение в конце н начале рассматриваемого участка соответственно, Н; q' — линейная нагрузка, Н/м (для груженой ветви q'=q, для обратной q'= ЧоГ, I - длина горизонтальной проекции участка трассы, м; h — разность отметок в конце и в начале участка, м.
В формуле (8.18) перед членом q'h знак «плюс» берется при подъеме, знак «минус» — при спуске.
Коэффициенты сопротивления в формулах (8.14) — (8.18) принимают по табл. 8.5 и 8.6.
Коэффициенты w сопротивления движению кареток с шарикоподшипниками на прямолинейных участках трассы подвесных конвейеров с разборными цепями и ходовым путем из двутавровой балки
Масса груза, подвешенного на
Условия работы конвейера
каретке, кг
До 50 ] 100 ,200 и более
Работа в отапливаемых помещениях при температуре выше О °C
Хорошие
0,020
0,014
0,012
Средние
0,027
0,020
0,016
Тяжелые
0,032
0,025
0,020
Работа в неотапливаемых помещениях зимой при температуре до минус 20°С; смазка подшипников специальная, низкотемпературная (ЦИАТИМ-201, ЦИА ТИМ-203); при любой массе груза
Средние
0,038
0,038
0,038
Тяжелые
0,045
0,045
0,045
Тяговое усилие на приводной звездочке и потребную мощность двигателя находят по формулам (3.14) и (3.15) при наибольших скоростях и нагрузке. Допускаемые натяжения по долговечности разборных цепей даны в табл. 8.7.
Пример 8.1. Рассчитать подвесной грузоне- сущий конвейер, предназначенный для транспортирования отливок из обрубного отделения на склад.
Условия работы конвейера5при углах поворота, градус90180До 30456090180До 203545ХорошиеСредние ТяжелыеРаСредние ТяжелыеPai1,0201,025 1,035бота в н1,0401,055юта в or1,0301,0351,050еотаплив< смазка1,0501;065папливаел1,0201,0251,0302ЕЛ1ЫХ ПОподшип ни1,0351,040tux поме1,0251,0301,040иещения> ков — cnei1,0401,050щениях п,1,030 1,0401,045ЗНАЮЙ 2 щальная1,045 1,055пи темпе1,0401,0501,060ри темпе низко тем1,0651,070ратуре в1,071,091,10’ратуре о пературн1,101,15ыше 0°1,0101,0121,015о минус ая1,0251,0301,015 1,0201,02520 ° С;1,035 1,041,025 1,030 1,0351,045 1,05Условия работы конвейера5при углах поворота, градус90180До 30456090180До 203545ХорошиеСредние ТяжелыеРаСредние ТяжелыеPai1,0201,025 1,035бота в н1,0401,055юта в or1,0301,0351,050еотаплив< смазка1,0501;065папливаел1,0201,0251,0302ЕЛ1ЫХ ПОподшип ни1,0351,040tux поме1,0251,0301,040иещения> ков — cnei1,0401,050щениях п,1,030 1,0401,045ЗНАЮЙ 2 щальная1,045 1,055пи темпе1,0401,0501,060ри темпе низко тем1,0651,070ратуре в1,071,091,10’ратуре о пературн1,101,15ыше 0°1,0101,0121,015о минус ая1,0251,0301,015 1,0201,02520 ° С;1,035 1,041,025 1,030 1,0351,045 1,058.6. Коэффициенты сопротивления движению кареток на поворотных устройствах и вертикальных перегибах подвесных конвейеров8.6. Коэффициенты сопротивления движению кареток на поворотных устройствах и вертикальных перегибах подвесных конвейеровИсходные данные. Схема конвейера приведена на рис. 8.29. Масса одной отливки тт =
Условия работы конвейера
5
при углах поворота, градус
90
180
До 30
45
60
90
180
До 20
35
45
Хорошие
Средние Тяжелые
Ра
Средние Тяжелые
Pai
1,020
1,025 1,035
бота в н
1,040
1,055
юта в or
1,030
1,035
1,050
еотаплив< смазка
1,050
1;065
папливаел
1,020
1,025
1,030
2ЕЛ1ЫХ ПО
подшип ни
1,035
1,040
tux поме
1,025
1,030
1,040
иещения> ков — cnei
1,040
1,050
щениях п,
1,030 1,040
1,045
ЗНАЮЙ 2 щальная
1,045 1,055
пи темпе
1,040
1,050
1,060
ри темпе низко тем
1,065
1,070
ратуре в
1,07
1,09
1,10
’ратуре о пературн
1,10
1,15
ыше 0°
1,010
1,012
1,015
о минус ая
1,025
1,030
1,015 1,020
1,025
20 ° С;
1,035 1,04
1,025 1,030 1,035
1,045 1,05
Условия работы конвейера
5
при углах поворота, градус
90
180
До 30
45
60
90
180
До 20
35
45
Хорошие
Средние Тяжелые
Ра
Средние Тяжелые
Pai
1,020
1,025 1,035
бота в н
1,040
1,055
юта в or
1,030
1,035
1,050
еотаплив< смазка
1,050
1;065
папливаел
1,020
1,025
1,030
2ЕЛ1ЫХ ПО
подшип ни
1,035
1,040
tux поме
1,025
1,030
1,040
иещения> ков — cnei
1,040
1,050
щениях п,
1,030 1,040
1,045
ЗНАЮЙ 2 щальная
1,045 1,055
пи темпе
1,040
1,050
1,060
ри темпе низко тем
1,065
1,070
ратуре в
1,07
1,09
1,10
’ратуре о пературн
1,10
1,15
ыше 0°
1,010
1,012
1,015
о минус ая
1,025
1,030
1,015 1,020
1,025
20 ° С;
1,035 1,04
1,025 1,030 1,035
1,045 1,05
8.6. Коэффициенты сопротивления движению кареток на поворотных устройствах и вертикальных перегибах подвесных конвейеров
8.6. Коэффициенты сопротивления движению кареток на поворотных устройствах и вертикальных перегибах подвесных конвейеров
8.7. Допускаемые натяжении (кН) термически обработанных горячештампованных разборных цепей по ГОСТ 589—74 для среднего режима работы конвейера
Условия работы конвейера
Скорость цепи, м/мин
Шаг звена цепи, мм
80
100
160
Конфигурация трассы
о
с
и
g
0
о
с
с
и
f—
о
с
S
о О
Хорошие
До 9
Си. 9 до 18
Св. 18
10
9
8
9
8
7
15
13
12
13
12
11
35
32
28
32
30
26
Средние
До 9
Св. 9 до 18
Св. 18
9
8
7
8
7
6
13
12
10
12
11
9
32
28
23
30
26
21
Тяжелые
До 9
Св. 9 до 18
Св. 18
8
7
6
7
6
5
12
10
9
11
9
8
27
23
20
25
21
18
Примечания: I. Трасса простой конфигурации содержит не более 20 поворотов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, сложной — более 20 поворотов.
2. Для конвейеров, работающих в легком режиме, указанные значения натяжения увеличивают на 10%, а в тяжелом - уменьшают на 10%.
= 18.3 кг; наибольшие размеры 320 х 200 х х 220 мм; загрузка и разгрузка подвесок автоматическая. Расчетная производительность конвейера Z = 600 шт/ч. Конвейер работает в среднем режиме, 16 ч в сутки.
Расчет. В качестве ходовой части конвейера предварительно принимаем тяговую разборную цепь типа Р2-100-220 ГОСТ 589 — 74 с шагом 100 мм, Исходя изгабаритов отливок и удобства транспортирования их длинной стороной вдоль конвейера, принимаем шаг подвесок аи = 0,6 м. Наибольший угол наклона пути конвейера на вертикальном перегибе ртах = 35°, следовательно, по формуле (8.11)
Дн cos pmax Ьтах + А,
т. е. 600-0,819 > 320 + 150.
Графическая проверка прохождения грузов на поворотных звездочках диаметром Do = 834,6 мм показывает наличие необходимых зазоров между подвесками. Следовательно, шаг подвесок выбран правильно.
Для обеспечения заданной производительности на каждую подвеску укладываем по одной отливке, т. е. / = L Тогда скорость конвейера
г = Za„/(3600i) = 600-0,6/(3600-1) = 0,1 м/с.
Рис. 8.29. Расчетная схема подвесного грузонесущего конвейера (размеры / и Н приведены в метрах)Рис. 8.29. Расчетная схема подвесного грузонесущего конвейера (размеры / и Н приведены в метрах)9 А. О. Спиваковский9 А. О. СпиваковскийПринимаем скорость цепи г = 0,1 м/с, что соответствует нормальному ряду скоростей
Рис. 8.29. Расчетная схема подвесного грузонесущего конвейера (размеры / и Н приведены в метрах)
Рис. 8.29. Расчетная схема подвесного грузонесущего конвейера (размеры / и Н приведены в метрах)
9 А. О. Спиваковский
9 А. О. Спиваковский
цепи по ГОСТ 5946 — 79. Грузы подаются на подвески при помощи автоматического загрузчика-манипулятора с ритмом одна загрузка в 6 с.
Определяем линейные нагрузки:
на обратной ветви по формуле (8.12) qo = (”V«n + mK/tK + тц)у =
= (7,2/0,6 + 5,5/0,6 + 5,2)9,81 = 260 Н/м,
на груженой ветви по формуле (8.13)
4 = 4о + — = 260 +яп4 = 4о + — = 260 +яп9,81-18,30.69,81-18,30.6= 560= 560Н/м,Н/м,где принято: масса подвески т = 7,2 кг; шаг кареток t = д = 0,6 м; масса каретки m =5,5 кг; ли- К П, к
4 = 4о + — = 260 +яп
4 = 4о + — = 260 +яп
9,81-18,3
0.6
9,81-18,3
0.6
= 560
= 560
Н/м,
Н/м,
неиная масса цепи m = 5,2 кг/м.
ц
По формуле (8.14) приближенно определяем наибольшее натяжение цепи:
Smax — S0KM -f- w(qLr + qt>Lx)(l + 0,3KM) +
+ qH = 500- 1,2 +
+ 0,027 (560 • 309 + 260 - 42) (1 +
+ 0,3-1,2) + 560-6 = 10 60(7 H,
где согласно схеме трассы конвейера
Lr = /б + ^8 + ^9 + ^10 + ^12 + ^13 + Цд + ^16 =
= 100 + 5 + 7 + 40 + 106 + 5 + 10 + 36 =
= 309 м;
Гк = /| у + 1[ + /3 + /5 = 9 Т 10 + 3 + 20 — 42 м;
х = 6; у = 4; Н = 6 м; Км =
= 1,026 ■ 1,0254 -1,035 = 1,2.
Коэффициенты сопротивления по табл. 8.5 и 8.6 для средних условий работы при массе груза до 50 кг w = 0,027; ф = 1,02; ^ = 1,025; ^2 = 1,035. Полученное наибольшее натяже- ние 5тах = 10600 Н показывает, что цепь выбрана правильно, так как для принятой цепи допускаемая нагрузка равна 13 000 Н (см. табл. 8.7).
Привод конвейера располагаем в наивысшей точке 14 груженой ветви конвейера (см. рис. 8.29), минимальное натяжение цепи следует ожидать после спуска в точке 0 (17); с нее и начнем тяговый расчет по движению цепи конвейера [см. формулы (8.15) — (8.18)].
Принимаем 5р = 500 Н. Тогда
St = S0 + wq0/i =500 + 0,027-260-10 = 570 Н;
S2 = № = 1,035-570 = 590 Н;
S3 = $2 + wqol3 = 590 + 0,027- 260 - 3 = 611 И;
54 = ^,53 = 1,025-611 = 626 И;
S5 = S4 + wq0/5 = 626 + 0,027 ■ 260 ■ 20 = 772 H;
56 = 5S + wqi6 = 772 + 0,027-560-100 =
= 2282 H;
S7 = ^S6 = 1,025-2282 = 2340 H;
5g = S7 + wql8 = 2340 + 0,027 • 560 ■ 5 = 2420 H;
59 = ф(ф58 + wql9 + qh9) =
= 1,02 (1,02 - 2420 + 0,027 • 560 ■ 7 + 560 ■ 4) =
= 4920 H;
510 = 59 + wqlxo = 4920 + 0,027 ■ 560 ■ 40 =
= 5530 H;
^(1=^^0 = 1,025-5530 = 5680 H;
5]2 = 5ц + wqlu = 5680 + 0,027-560-106 =
= 7280 H;
S13 = <р(ф512 + wg/ia + qh^ =
= 1,02 (1,02 - 7280 + 0,027 ■ 560 ■ 5 + 560 ■ 2) =
= 8800 H;
S|4 = 5[3 + wq/14 = 8800 + 0,027 • 560 -10 =
= 9000 H.
Наибольшее натяжение получилось в точке 14: 514 = 9000 Н; оно на 17% отличается от приближенно подсчитанного 5тах = = 10 600 н.
■ Для определения натяжений в точках 16 и 15 необходимо вести расчет против хода конвейера в обратном порядке, начиная с точки 0 (17):
5|7 = 5о = 5ОО Н;
1/1\
^16 = I ^17 “ ^окч + 9о^16 ) =
Ф \ ф/
1 / 1 = - — 500 - 0,027 ■ 260 • 9 +
1,02 \ 1,02
+ 260-6^ = 1940 Н;
515 = S16 - wql16 = 1940 - 0,027 ■ 560 • 36 = = 1400 Н.
Тяговое усилие на приводной звездочке W= 5нб - 5сб + 1Гпр =
= 5]4-5I5 + ^i-1)(Si4 + 515) =
= 9000- 1400 + 0,025(9000+ 1400) =
= 8000 Н.
Рис. 8.30. Подвесные конвейеры для легких грузов:а и б — с совмещенными тяговым и несущим элементами; а —с вращающимся гибким валом; г — узлы перегрузки с одного конвейера на другойРис. 8.30. Подвесные конвейеры для легких грузов:а и б — с совмещенными тяговым и несущим элементами; а —с вращающимся гибким валом; г — узлы перегрузки с одного конвейера на другой
Рис. 8.30. Подвесные конвейеры для легких грузов:
а и б — с совмещенными тяговым и несущим элементами; а —с вращающимся гибким валом; г — узлы перегрузки с одного конвейера на другой
Рис. 8.30. Подвесные конвейеры для легких грузов:
а и б — с совмещенными тяговым и несущим элементами; а —с вращающимся гибким валом; г — узлы перегрузки с одного конвейера на другой
Потребную мощность электродвигателя находим по формуле (3.45):
Wu 8000-0,1
N === 1 кВт.
ЮООт, 1000-0,8
Принимаем электродвигатель мощностью N = 1,5 кВт и частотой вращения пн = = 1000 об/мин.
Масса натяжного груза
mH =(S । + $2 + 7} =
=(570 + 590 + 190) % 150 кг,
0,9-9,81 17
Специальные типы конвейеров
Для транспортирования особо легких грузов (например, швейных изделий, обуви), а также мелких деталей массой до 5—10 кг применяют подвесные конвейеры упрощенных конструкций с совмещенными тяговым и несущим элементами и без тягового элемента с вращающимся гибким валом. Конвейеры первого типа (рис. 8.30, е) имеют вертикально или горизонтально замкнутую трассу; тяговым и несущим элементом служат канат из синтетических нитей (например, нейлона), клиновой рези-
нокордный или резинотросовый ремень, скользящий по сплошным или периодически расположенным опорам из стали или пластмассы. Грузы транспортируются на подвесках-крючках, подвешиваемых непосредственно на канат или ремень. Для конвейеров с наклонными участками клиновые ремни на верхней поверхности имеют выступы и впадины, не позволяющие крючку подвески сдвигаться вниз (рис. 8,30,6).
Конвейеры второго типа (рис. 8.30, в) в качестве рабочего элемента имеют гибкий вал — стальной канат (иногда трубу) диаметром 12,7—18 мм, армированный проволокой, навитой по спирали подобно винтовой нарезке. Канат лежит в полукруглой канавке опорной балки конвейера (или опирается на отдельные опоры с пластмассовыми вкладышами) и вращается от привода. Транспортируемые грузы при помощи крючков-подвесок подвешиваются на канат и перемещаются вдоль него подобно гайке. Эти конвейеры не имеют обратной ветви, допускают прямую и обратную (путем реверсирования вращения каната) подачи грузов по горизонтальному и наклонному (до 15 — 30')
направлениям, а также их складирование (накопление) и передачу с одного конвейера на другой при помощи поворотных секций-стрелок (рис. 8.30, г).
Для■ транспортирования длинномерных грузов (пиломатериалов, рам автомобилей, секций сборных домов и т. п. длиной 6 м и более) разработаны подвесные конвейеры со специальной траверсной подвеской и направляющими катками, обеспечивающими плоскопараллельное движение грузов на поворотных устройствах.
Оригинальную конструкцию имеет подвесной скребковый конвейер, представляющий собой сочетание обычного грузонесущего подвесного конвейера с конвейером со сплошными скребками. К кареткам конвейера присоединены скребки, перемещающие насыпной груз в желобе, прикрепленном к подвесному пути конвейера. Конвейер может иметь одноплоскостную или пространственную трассу с наклонными подъемами и спусками. Цепь, каретки и направляющий путь расположены вне желоба, изолированно от транспортируемого груза и не подвергаются вредному его воздействию. Отделение цепи, катков и направляющего пути от среды транспортируемого груза снижает расход энергии, значительно увеличивает срок службы и облегчает монтаж, обслуживание и ремонт конвейера.
Подвесной скребковый конвейер может транспортировать горячие, ядовитые и химически активные насыпные грузы при использовании стандартных цепей и катков из обычных сталей. Известен также подвесной ленточный конвейер, у которого к кареткам на консольных подвесках по всей длине конвейера подвешена желобчатая резинотканевая лента для перемещения насьр иных грузов. Разгрузка ленты происходит при помощи ее выполаживания и наклона на направляющих роликах. Загрузка производится на ходу в любом месте трассы. Конвейер может имет> горизонтально замкнутую и пространственную трассу с поворотами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Подвесные толкающие конвейеры
Общее устройство
Подвесной толкающий конвейер (рис. 8.31) имеет замкнутую тяговую цепь 10 с прикрепленными к ней каретками 9, движущимися по верхнему ходовому пути 8, называемому тяговым. Цепь с каретками приводится в движение приводом 3. К цепи между каретками (или к кареткам) прикреплены толкатели 7, которые перемещают тележки 13 с подвесками 14 для транспортирования груза по грузовому пути 15, расположенному параллельно тяговому пути в вертикальной (один над другим) или горизонтальной плоскостях. Тяговый и грузовой пути соединяют друг с другом хомутами и подвешивают к перекрытию здания или к отдельным металлоконструкциям. Поскольку ходовые пути конвейера подвешивают к конструкциям, а тележки с грузом перемещаются при помощи толкателей, этот конвейер называют толкающим.
У подвесного толкающего конвейера в отличие от грузонесущего тяговая цепь не прикреплена к тележке с подвеской для груза и движется по отдельному тяговому пути. Отсутствие крепления цепи к тележке и наличие двух раздельных путей позволяют свободно включать и отключать тележки от тяговой цепи, переводить их на ответвления путей при помощи автоматически управляемых передаточных устройств и останавливать на ходу конвейера в тех или иных местах трассы при помощи специальных остановов или автостопов. Тяговая цепь имеет такую же конструкцию, как и у подвесных грузо- несущих конвейеров, и может изгибаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, благодаря чему толкающий конвейер может иметь не только горизонтальную, но и пространственную трассу. Повороты тяговой цепи в горизонтальной плоскости осуществляются поворотными устройствами или направляющими путями, а в вертикальной
Рис. 8.31. Подвесной толкающий конвейер:
а — общий вид: б — ходовая часть с кареткой, толкателем и тележкой
плоскости — при помощи вертикальных перегибов тягового и грузового путей 2. Грузовые пути конвейера могут иметь ответвления 1 от основного приводного контура трассы в любую сторону в горизонтальной плоскости для вывода тележек на приводной контур другого конвейера.
Передача тележек с одного уровня высоты на другой возможна по вертикальному перегибу с наклонными участками тяговых и приводных путей или при помощи опускной секции грузового пути. Опускная секция представляет собой отрезок грузового пути конвейера, перемещаемый * вертикально вверх и вниз подъемным механизмом. Иногда грузоподъемный механизм устанавливают на подвеске.
По взаимному расположению тягового и грузового путей и тяговой цепи различают толкающие конвейеры с вертикальным (рис. 8.31,6 и 8.32, а) и горизонтальным (рис. 8.32, в) расположением путей, а по расположению толкателей-конвейеры с соосными (рис. 8.31, как правило, с вертикальным расположением путей) и боковыми (рис. 8.32, в) толкателями. При перемещении тележки боковым толкателем возникает момент эксцентричного приложения толкающего усилия. Этот момент стремится вывернуть каретку и тяговую цепь в плоскости действия ее шарниров. Повышенный момент обусловливается необходимостью иметь увеличенную длину толкателя (или упорной планки тележки) для обеспечения бокового захвата тележки. Вследствие этих недостатков боковые толкатели применяются сравнительно редко и целесообразны только при малых (до 1,25 кН) нагрузках на тележку.
Грузовые тележки могут передвигаться внутри (см. рис. 8.31) или снаружи (рис. 8.32, е) грузовых путей. Конвейеры с наружным расположением тележек имеют увеличенную высоту поперечного сечения и наиболее целесообразны для тележек большой грузоподъемности (1250 кг и более).
Толкающие конвейеры с передвиже
нием тележки внутри профиля грузового пути бывают однопутные (рис. 8.32, а, б) и двухпутные (рис. 8.32, в, г, д,е). У однопутного конвейера, который впервые создан в Советском Союзе, тяговые и грузовые пути размещаются на одних и тех же путевых балках — двух швеллерах или коробчатых гнутых профилях. По наружным поверхностям верхних полок швеллеров движется цепь с каретками, а по внутренним поверхностям нижних полок перемещается грузовая тележка. Это позволяет уменьшить массу ходовой части и путей конвейера, сократить его габаритные размеры и снизить стоимость:.
Характерная особенность современной конструкции толкающих конвейеров - транспортирование грузов (особенно больших габаритных размеров и массы) на траверсах (сцепах) с двумя и тремя тележками, оснащенных механизмом само отцепления от толкателя — автостопом. Применение автостопов значительно расширяет возможности остановки и складирования грузов иа протяжении всей трассы конвейера, но заметно усложняет организацию и управление транспортного потока грузов.
Применяя толкающий конвейер, можно объединить в одну полностью автоматизированную систему отдельные различные по ритму транспортные и технологические линии, причем основная (циркуляционная, распределительная) грузовая трасса конвейера, по которой движется полный комплект подвесок с грузами, получается единой, несмотря на многочисленные разветвления, объединяемые несколькими тяговыми трассами. Это исключает необходимость перегрузок грузов при передаче их с одной линии на другую и позволяет обеспечитй бесперегрузочное транспортирован^ грузов-изделий по всему технологическому процессу от первой до последней рабочих операций.
Примерная схема принципиальной компоновки отдельных элементов оборудования системы подвесных толкающих конвейеров (основного — распреде-
Рис. 8.32. Ходовая часть и пути конвейера:
и. б — однопутного; в — двухпутною с горизонтальным расположением путей; г — е — двухпутного с вертикальным расположением путей; /—грузовой путь; 2 — тяговый путь; 3 — хомут; 4 — тяговая цепь; 5 - толкатель; 6 - упор тележки
лительного К1 и вспомогательных К2 и КЗ) представлена на рис. 8.33.
Автоматическая передача тележек с грузами с путей конвейера К1 на пути вспомогательных конвейеров К2 и КЗ и обратно выполняется при помощи передаточных устройств (передач) со стрелочными переводами (при угловых передачах) и без них — при прямых передачах. Вывод тележек с одного конвейера на другой при помощи той или иной передачи дает возможность выполнять в общей транспортной системе различные по ритму технологические операции; разделять и комплектовать различные грузы в заданном технологическом порядке необходимых сборочных операций; организовать одноярусные и многоярусные подвижные промежуточные склады грузов на подвесках, автоматически снабжающие в заданном порядке сборочные линии грузами необходимой номенклатуры; изменять шаги и скорости движения
подвесок при сохранении единого ритма выпуска продукции.
Распределение грузов по отдельным ответвлениям и управление передачами производятся при помощи устройств автоматического адресования грузов: на тележке устанавливают адресоноситель, настроенный на заданный адрес, а перед передачами на трассе конвейера располагают считыватели Cl, С2, СЗ ... с соответствующей настройкой.
Рис. 8.33. Примерная компоновка трассы системы подвесных толкающих конвейеров:Ki, К2, КЗ, К4 — конвейеры системы; Cl, С2 — считыватели адреса; ПН — привод — натяжное устройство; ГП — гусеничный привод; ВС — выдвижная секция; ОС — опускная секция; РМ — ремонтный путь; НУ — натяжное устройство; П — подъем; С— спуск; У ВЛ — угловая встречная левая передача; ИПП — прямая попутная правая передача; СП - сквозная правая передача; ПВП — прямая встречная правая передачаРис. 8.33. Примерная компоновка трассы системы подвесных толкающих конвейеров:Ki, К2, КЗ, К4 — конвейеры системы; Cl, С2 — считыватели адреса; ПН — привод — натяжное устройство; ГП — гусеничный привод; ВС — выдвижная секция; ОС — опускная секция; РМ — ремонтный путь; НУ — натяжное устройство; П — подъем; С— спуск; У ВЛ — угловая встречная левая передача; ИПП — прямая попутная правая передача; СП - сквозная правая передача; ПВП — прямая встречная правая передачаВ системе толкающих конвейеров возможна автоматическая передача тележек с грузами на различные уровни по высоте при помощи стационарных (ОС иа рис. 8.33 и 8.34, а, б) и передвижных (на краи-балках, рис. 8.34, в) опускных секций грузового пути. Этим достигается механизация погрузки, разгрузки и перегрузки грузов, установки изделий на рабочие места в процессе сборки, выполнения технологических операций (например, опускания в ванну) и передачи подвесок с грузами с конвейера на кон-
Рис. 8.33. Примерная компоновка трассы системы подвесных толкающих конвейеров:
Ki, К2, КЗ, К4 — конвейеры системы; Cl, С2 — считыватели адреса; ПН — привод — натяжное устройство; ГП — гусеничный привод; ВС — выдвижная секция; ОС — опускная секция; РМ — ремонтный путь; НУ — натяжное устройство; П — подъем; С— спуск; У ВЛ — угловая встречная левая передача; ИПП — прямая попутная правая передача; СП - сквозная правая передача; ПВП — прямая встречная правая передача
Рис. 8.33. Примерная компоновка трассы системы подвесных толкающих конвейеров:
Ki, К2, КЗ, К4 — конвейеры системы; Cl, С2 — считыватели адреса; ПН — привод — натяжное устройство; ГП — гусеничный привод; ВС — выдвижная секция; ОС — опускная секция; РМ — ремонтный путь; НУ — натяжное устройство; П — подъем; С— спуск; У ВЛ — угловая встречная левая передача; ИПП — прямая попутная правая передача; СП - сквозная правая передача; ПВП — прямая встречная правая передача
Рнс. 8.34. Схемы вертикальных и горизонтальных перемещений тележек толкающего конвейера па секциях:а, 6 —опускной стационарной; 6 — опускной передвижной (на кран-балке); г — выдвижной в горизонтальной плоскости; 7 — привод; 2 и 4 — отрезки грузового пути конвейера; 3— тележка: 5 — пути перемещения тележки; К - конвейер; РМ - ремонтный путьРнс. 8.34. Схемы вертикальных и горизонтальных перемещений тележек толкающего конвейера па секциях:а, 6 —опускной стационарной; 6 — опускной передвижной (на кран-балке); г — выдвижной в горизонтальной плоскости; 7 — привод; 2 и 4 — отрезки грузового пути конвейера; 3— тележка: 5 — пути перемещения тележки; К - конвейер; РМ - ремонтный путьвейер, установленные на разных уровнях и в одной плоскости (рис. 8.34, г).
Рнс. 8.34. Схемы вертикальных и горизонтальных перемещений тележек толкающего конвейера па секциях:
а, 6 —опускной стационарной; 6 — опускной передвижной (на кран-балке); г — выдвижной в горизонтальной плоскости; 7 — привод; 2 и 4 — отрезки грузового пути конвейера; 3— тележка: 5 — пути перемещения тележки; К - конвейер; РМ - ремонтный путь
Рнс. 8.34. Схемы вертикальных и горизонтальных перемещений тележек толкающего конвейера па секциях:
а, 6 —опускной стационарной; 6 — опускной передвижной (на кран-балке); г — выдвижной в горизонтальной плоскости; 7 — привод; 2 и 4 — отрезки грузового пути конвейера; 3— тележка: 5 — пути перемещения тележки; К - конвейер; РМ - ремонтный путь
В процессе перемещения грузов возможны автоматическое их взвешивание на конвейере при помощи встроенных в грузовой путь весовых секций с визуальным наблюдением по шкале или записью результатов на регистрирующем приборе, а также автоматический учет количества грузов, перемещаемых конвейером, при помощи импульсных счетчиков, осветителей и фотоэлементов или системы автоматического адресования.
Современный толкающий конвейер с автоматическим адресованием - машина повышенного класса точности и сложности. Помимо общей механической и путевой частей, он включает большой и сложный комплекс взаимно связанных вспомогательных механизмов, блокировочных устройств и автоматических приборов.
Подвесной толкающий конвейер значительно сложнее и дороже (в 1,5 —2,5 раза) подвесного грузонесущего конвейера. Толкающий конвейер имеет большую высоту путей и значительно более
высокую (в 1,5 —2,5 раза) массу, отнесенную к единице длины транспортирования, чем грузонесущий конвейер. Это объясняется наличием двух путей (тягового и грузового), кареток и тележек.
Несмотря на указанные особенности, подвесные толкающие конвейеры при рациональном применении обеспечивают высокую эффективность и окупаются в сравнительно небольшие сроки. Их используют в самых различных отраслях промышленности. Применение толкающего конвейера экономически наиболее целесообразно на транспортно-технологических линиях для совместного и одновременного транспортирования, выполнения технологических операций и складирования самых разнообразных штучных грузов-изделий. Толкающие конвейеры необходимы для объединения в одну автоматизированную систему отдельных, различных по времени транспортных и технологических операций с автоматической передачей грузов без перегрузки с одной ли
нии на другую и автоматического (по заданной программе) питания сбо- , рочных линий комплектующими изделиями.
Подвесные толкающие конвейеры экономически нецелесообразно применять на производственных линиях только с транспортными и распределительными операциями единого ритма, которые можно экономично выполнить на подвесном грузонесущем конвейере с автоматической загрузкой и разгрузкой.
ПараметрыМодель конвейераТПВ-200ДТПВ-100ТП-80КТ-100КТ-160Максимальная грузоподъемность на горизонтальном участке пути, кг:одиночной тележки501502505001250двухтележечного сцепа (траверсы)702803508002000Максимальный угол наклона путей, градус6030453030Тип цепиДвухшарнирнаяРазборная Г( 589-74ЭСТРазборная спРС100ециальнаяPC-L60Шаг звена, ммРасчетное тяговое усилие цепи при20010080100160среднем режиме работы, кН Максимальная скорость движения4,512,5812,530цепи, м/мин4030271818Тяговый путь, двутавр №10810*10*Грузовой путь, два швеллера Ne Масса, кг;—10810*15*головной тележки4,423102143концевой тележки2.42171435прямолинейной секции путей длиной б м88221158205345ПараметрыМодель конвейераТПВ-200ДТПВ-100ТП-80КТ-100КТ-160Максимальная грузоподъемность на горизонтальном участке пути, кг:одиночной тележки501502505001250двухтележечного сцепа (траверсы)702803508002000Максимальный угол наклона путей, градус6030453030Тип цепиДвухшарнирнаяРазборная Г( 589-74ЭСТРазборная спРС100ециальнаяPC-L60Шаг звена, ммРасчетное тяговое усилие цепи при20010080100160среднем режиме работы, кН Максимальная скорость движения4,512,5812,530цепи, м/мин4030271818Тяговый путь, двутавр №10810*10*Грузовой путь, два швеллера Ne Масса, кг;—10810*15*головной тележки4,423102143концевой тележки2.42171435прямолинейной секции путей длиной б м882211582053458.8. Основные параметры подвесных толкающих конвейеров, изготовляемых на Львовском производственном объединении «Конвейер»8.8. Основные параметры подвесных толкающих конвейеров, изготовляемых на Львовском производственном объединении «Конвейер»* Из специального проката.Примечание. Для конвейера ТПВ-200Д* Из специального проката.Примечание. Для конвейера ТПВ-200Дв качестве тягового ив качестве тягового игрузового пути исполь-грузового пути исполь-зуются балки коробчатого гнутого профиля.зуются балки коробчатого гнутого профиля.При проектировании транспортнотехнологических систем важно обеспечить независимое взаимодействие отдельных частей комплекса. Тогда при любом случайном выходе из строя отдельной части системы основная линия может продолжать работу. Такая компоновка системы обеспечивает повышенную надежность ее работы. Последовательное насыщение системы взаимосвязанными механизмами, кроме усложнения, значительно понижает об-
Параметры
Модель конвейера
ТПВ-200Д
ТПВ-100
ТП-80
КТ-100
КТ-160
Максимальная грузоподъемность на горизонтальном участке пути, кг:
одиночной тележки
50
150
250
500
1250
двухтележечного сцепа (траверсы)
70
280
350
800
2000
Максимальный угол наклона путей, градус
60
30
45
30
30
Тип цепи
Двухшарнирная
Разборная Г( 589-74
ЭСТ
Разборная сп
РС100
ециальная
PC-L60
Шаг звена, мм
Расчетное тяговое усилие цепи при
200
100
80
100
160
среднем режиме работы, кН Максимальная скорость движения
4,5
12,5
8
12,5
30
цепи, м/мин
40
30
27
18
18
Тяговый путь, двутавр №
10
8
10*
10*
Грузовой путь, два швеллера Ne Масса, кг;
—
10
8
10*
15*
головной тележки
4,4
23
10
21
43
концевой тележки
2.4
21
7
14
35
прямолинейной секции путей длиной б м
88
221
158
205
345
Параметры
Модель конвейера
ТПВ-200Д
ТПВ-100
ТП-80
КТ-100
КТ-160
Максимальная грузоподъемность на горизонтальном участке пути, кг:
одиночной тележки
50
150
250
500
1250
двухтележечного сцепа (траверсы)
70
280
350
800
2000
Максимальный угол наклона путей, градус
60
30
45
30
30
Тип цепи
Двухшарнирная
Разборная Г( 589-74
ЭСТ
Разборная сп
РС100
ециальная
PC-L60
Шаг звена, мм
Расчетное тяговое усилие цепи при
200
100
80
100
160
среднем режиме работы, кН Максимальная скорость движения
4,5
12,5
8
12,5
30
цепи, м/мин
40
30
27
18
18
Тяговый путь, двутавр №
10
8
10*
10*
Грузовой путь, два швеллера Ne Масса, кг;
—
10
8
10*
15*
головной тележки
4,4
23
10
21
43
концевой тележки
2.4
21
7
14
35
прямолинейной секции путей длиной б м
88
221
158
205
345
8.8. Основные параметры подвесных толкающих конвейеров, изготовляемых на Львовском производственном объединении «Конвейер»
8.8. Основные параметры подвесных толкающих конвейеров, изготовляемых на Львовском производственном объединении «Конвейер»
* Из специального проката.
Примечание. Для конвейера ТПВ-200Д
* Из специального проката.
Примечание. Для конвейера ТПВ-200Д
в качестве тягового и
в качестве тягового и
грузового пути исполь-
грузового пути исполь-
зуются балки коробчатого гнутого профиля.
зуются балки коробчатого гнутого профиля.
щую надежность системы, потому что при выходе из строя одного механизма останавливается вся система.
Основные параметры подвесных толкающих конвейеров отечественных конструкций приведены в табл. 8.8. Главный параметр конвейера — грузоподъемность тележки, которая в отличие от грузоподъемности каретки грузо- несущего конвейера определяется только массой транспортируемого груза и подвески. Грузоподъемность тележки достигает 1250 -кг, а при траверсной подвеске груза на сцепе с четырьмя тележками масса транспортируемого груза может составлять 6.8 т. Скорость движения тяговой цепи и тележек — от нескольких десятых метра в минуту до 30 м/мин. Общая протяженность отдельных автоматизированных систем толкающих конвейеров с несколькими приводными контурами достигает 8 км. Общая протяженность толкающих конвейеров на современных автомобильных заводах составляет около 100 км, соотношение длин грузонесущих и толкающих конвейеров 1:1 и 2:1.
Управление системой толкающих конвейеров должно включать весь необходимый комплекс аппаратуры, исполь
зуемый при управлении автоматизированными грузонесущими конвейерами; сложные современные системы толкающих конвейеров управляются при помощи ЭВМ.
Элементы оборудования
В подвесных толкающих конвейерах используют тяговые цепи, каретки, поворотные, натяжные и предохранительные устройства и приводы такие же, как и в подвесных грузонесущих конвейерах. Ниже рассматриваются элементы оборудования, специфичные для толкающих конвейеров.
рме. 8.35. Схемы толкателей:а, б — неуправляемых; в — ж — управляемых (г, б — поворотные; е, ж — выдвижные): РП — рабочее положение; НП — нерабочее положение; КШ — контршинарме. 8.35. Схемы толкателей:а, б — неуправляемых; в — ж — управляемых (г, б — поворотные; е, ж — выдвижные): РП — рабочее положение; НП — нерабочее положение; КШ — контршинаТолкатели. Толкатель служит для перемещения тележек по грузовым путям. Он может иметь жесткое (рис. 8.35, л) или одностороннее шарнирное (рис. 8.35,6) крепление к тяговой цепи или к каретке конвейера. При шарнирном креплении на цепи для каждой тележки устанавливают два толкателя: ведущий (задний) и предохранительный или удерживающий (передний по ходу цепи). Ведущий толкатель передвигает тележку на горизонтальных участках и подъемах трассы конвейера. Предохранительный толкатель удерживает те
рме. 8.35. Схемы толкателей:
а, б — неуправляемых; в — ж — управляемых (г, б — поворотные; е, ж — выдвижные): РП — рабочее положение; НП — нерабочее положение; КШ — контршина
рме. 8.35. Схемы толкателей:
а, б — неуправляемых; в — ж — управляемых (г, б — поворотные; е, ж — выдвижные): РП — рабочее положение; НП — нерабочее положение; КШ — контршина
лежку от самопроизвольного движения на спусках. Односторонний шарнир позволяет толкателю отклоняться только в одну сторону: ведущему — в сторону движения цепи, а предохранительному — против движения цепи. При жестком креплении толкателя к цепи тележка имеет два захвата, каждый из которых имеет одностороннее шарнирное крепление к корпусу тележки. В этом случае один захват тележки — ведущий, а другой — удерживающий. Обе конструкции позволяют легко ввести тележку под действие толкателя, но не допускают ее самопроизвольного выхода.
В ряде случаев для выполнения тех или иных производственных операций или складирования необходима остановка тележки с грузом (т. е. отключение ее от движущейся цепи) в определенных местах горизонтальных участков трассы конвейера. Для этого служат толкатели и захваты тележки различных конструкций, которые при взаимодействии с остановом отключают тележку от цепи.
Различают управляемые и неуправляемые толкатели. Управляемые толкатели бывают поворотные (в плоскости движения цепи) (рис. 8.35, в, г, 6), отклоняемые (в плоскости, перпендикулярной к плоскости движения цепи) и выдвижные (в вертикальной плоскости) (рис. 8.35, е, ж). Управляемые толкатели можно при помощи направляющей шины вводить или выводить из зацепления с тележкой без подъема тяговой цепи и без ее остановки. К неуправляемым относятся толкатели жесткие (рис. 8.35, а) и шарнирные с постоянным односторонним упором (рис. 8.35,6), положение которых на цепи неизменно и их вывод из зацепления с тележкой возможен только при подъеме участка цепи с толкателем или отклонении шарнирного захвата тележки. Имеются также шарнирные подпружиненные ведущие толкатели с упругим односторонним упором в виде пружины (рис. 8.35, в, г), однако их применяют редко.
Выбор конструкции толкателя зави
сит от назначения и конструкции конвейера. Толкатели любой конструкции должны быть прочными, легко подвижными (без заедания в шарнирах), надежно обеспечивающими свое рабочее положение. Толкатели и звено, к которому они крепятся, рассчитывают на изгиб от момента, равного произведению максимального усилия толкания тележки с грузом наибольшей массы (которое будет на наиболее крутом участке подъема вертикального перегиба) на плечо приложения усилия.
Автостоп, Автостоп — механизм, размещаемый на тележке и служащий для отцепления ее от толкателя движущейся цепи. Управлять расцеплением движущейся цепи с тележкой конвейера можно при помощи одиночных или групповых остановов.
Одиночный останов может остановить только одну тележку; следующие за ней тележки останавливаются только в том случае, если на каждой из иих имеется механизм саморасцепления ее с движущейся цепью — автостоп. При необходимости остановки группы движущихся на конвейере подвесок (рис. 8.36, я), например для накопления перед контролем, включается останов О, который останавливает первую тележку 1, цепь движется и подводит тележку 2 к остановленной тележке 7, механизм расцепления МР тележки 2 встречается с выключателем В тележки 1, взаимодействует с ним и отключает тележку 2 от цепи, останавливая ее рядом с тележкой 1. Затем таким же образом происходит остановка подводимых цепью тележек 3, 4 и т. д. (рис. 8.36,6).
Механизм автостопа может работать при помощи управляемого толкателя цепи или управляемого упора тележки.
Различают автостопы с нижним (под грузовыми путями), верхним (над грузовыми путями) и внутренним (внутри грузовых путей) расположением механизма отцепления тележки от цепи. Принцип действия автостопа с нижним расположением механизма (рнс. 8.37) очень прост: выступ 7 движущейся тележки встречается с уступом 2 остано-
Рнс. 8.36. Расположение подвесок с автостопами:а — при движении; б — при складированииРнс. 8.36. Расположение подвесок с автостопами:а — при движении; б — при складированииРнс. 8.37. Тележка с автостопом конвейера ковструкпии ВНИИПТМАШаРнс. 8.37. Тележка с автостопом конвейера ковструкпии ВНИИПТМАШавленной тележки и через систему рычагов опускает вниз упор тележки, расцепляя ее с толкателем движущейся цепи.
Рнс. 8.36. Расположение подвесок с автостопами:
а — при движении; б — при складировании
Рнс. 8.36. Расположение подвесок с автостопами:
а — при движении; б — при складировании
Рнс. 8.37. Тележка с автостопом конвейера ковструкпии ВНИИПТМАШа
Рнс. 8.37. Тележка с автостопом конвейера ковструкпии ВНИИПТМАШа
В конструкции автостопа с верхним расположением механизма расцепление возможно с отклонением управляемого
толкателя или отклонением упора тележки. Основными требованиями к конструкции автостопа являются обеспечение стабильного расположения тележки и подвески с грузом после отцепления от цепи, минимальный обратный ход (отскок), малое раскачивание подвески
с грузом и отсутствие саморасцепления механизма при обратном ходе тележки.
Тележки. Единичные тележки. Тележка служит для перемещения прикрепленной к ней подвески с грузом по грузовым путям. Тележки бывают с двумя, четырьмя (см. рис. 8.31) и шестью катками. Наибольшее распространение получили тележки с четырьмя катками. Четырехкатковая тележка состоит из корпуса 5 (см. рис. 8.31), к которому шарнирно прикреплена подвеска 14 с грузом, четырех катков 12 на двух осях, упоров 6 и 11 и направляющих роликов 4. Последние необходимы для обеспечения центрированного движения тележки по прямолинейным путям и иа закруглениях, а также для перевода пера попутной стрелки. Оси катков и направляющих роликов могут иметь жесткое (см. рис. 8.31) и шарнирное крепление к корпусу тележки.
Тележки с жестким креплением осей катков имеют более простую конструкцию, меньшую массу, устойчивое и центрированное движение на прямолинейных участках, но и более высокие потери на трение и больший радиус горизонтальных поворотов. В мировой практике находят применение тележки тех и других типов, но наибольшее распространение получили тележки с жестким креплением осей катков. У тележек этого типа радиус горизонтальных поворотов зависит от базы катков (т. е. от расстояния между осями катков в продольном направлении) — чем меньше база, тем меньшим может быть радиус поворота.
Катки тележки — безребордиые; изготовляют их из стали с термообработкой (твердость обода HRC 40 — 45) и монтируют на подшипниках качения, как правило, на катках-подшипниках тех же конструкций и типоразмеров, что и для кареток грузонесущих конвейеров (см. рис. 8.5). Катки тележек в диапазоне грузоподъемностей от 50 до 1250 кг имеют диаметр от 50 до 125 мм, база тележки 100—180 мм.
Точки приложения усилия толкания одиночной тележки и подвеса к ней гру
за расположены на некотором расстоянии друг от друга, поэтому при движении тележки возникает момент, стремящийся повернуть ее относительно оси переднего катка. На горизонтальных участках грузового пути усилие толкания тележки невелико, поэтому этот момент мал и не имеет существенного значения.
На наклонном участке вертикального перегиба грузового пути усилие толкания тележки значительно возрастает, и соответственно увеличивается момент. Последний зависит от конструктивного коэффициента к, равного отношению расстояния b от точки приложения усилия толкания тележки до оси шарнира крепления к ней подвески с грузом к базе тележки ai. Сила, действующая от катков тележки на пути и контршину, складывается из нормальной составляющей от силы тяжести груза и дополнительных усилий от действия момента пары сил.
На горизонтальных участках давления на передние и задние катки одинаковы. С увеличением угла наклона путей давление на переднюю пару катков возрастает, а на заднюю — уменьшается до нуля, затем изменяет направление и возрастает. Давление на катки резко возрастает с увеличением коэффициента к. Конструктивный параметр к = Ь/а^ является важным фактором, влияющим на величину и распределение нагрузок между катками; при проектировании тележки необходимо стремиться его уменьшить/ В существующих конструкциях к = 0,526 ч- 1,3. На закруглениях вертикальных перегибов на тележку не действуют дополнительные усилия от натяжения цепи, так как "цепь у ней не прикреплена. Подшипники катков рассчитывают по эквивалентной нагрузке (см. п. 8.2).
Нагрузки на катки тележки при постоянной общей нагрузке на тележку определяются конструкцией тележки (коэффициентом к, который имеет постоянное значение для каждой конструкции) и при постоянном угле наклона участков подъема и спуска путей
Рис. 8.38. Сцепы конвейера конструкции ВНИИПТМАШа:а, б — двухтележечные; я, г — трехтележечные; д — грузовая траверсаРис. 8.38. Сцепы конвейера конструкции ВНИИПТМАШа:а, б — двухтележечные; я, г — трехтележечные; д — грузовая траверсаявляются строго определенными для каждого наклонного участка при заданной нагрузке на тележку независимо от длины конвейера и натяжения цепи, т. е. являются величинами конструктивно стабильными. Поэтому грузоподъемность одной и той же тележки может быть различной для конвейеров с одно- плоскостиой и пространственной трассами. Нагрузка на каретку, в отличие от нагрузки на тележку, зависит от натяжения цепи, которое является переменным и на одном и том же конвейере имеет различные значения в зависимости от расположения перегиба. Нагрузки на каретку являются своего рода индивидуальным параметром для каждого конкретного конвейера.
Рис. 8.38. Сцепы конвейера конструкции ВНИИПТМАШа:
а, б — двухтележечные; я, г — трехтележечные; д — грузовая траверса
Рис. 8.38. Сцепы конвейера конструкции ВНИИПТМАШа:
а, б — двухтележечные; я, г — трехтележечные; д — грузовая траверса
Многотележечные сцепы (траверсные тележки). Грузы больших габаритных размеров и массы транспортируют на нескольких тележках, соединенных друг с другом одной или двумя траверсами. Такое соединение нескольких тележек для транспортирования одного изделия называют сцепом. Сцепы бывают двух- тележечные (рис. 8.38, и, б) и трехтележечные (рис. 8.38. а, а) и состоят из го
ловной 2, концевой 5 и промежуточной 8 тележек и сдвоенных траверс 7 (рис. 8.38,д). Головная тележка имеет управляемый ведущий 3 и предохранительный 4 упоры и механизм включения упора 1 (возможны конструкции сцепов с управляемыми толкателями). Концевая тележка 5 имеет хвостовик-выключатель 6. Концевые и промежуточные тележки бывают двух- и чстырехкат- ковые, в зависимости от нагрузки на сцеп. Промежуточные тележки устанавливают на трехтележечных сцепах при больших габаритных размерах грузов и большом шаге их складирования, не позволяющем применять двухтележечные сцепы. В соответствии с этим траверсы разделяют на грузовые СГ и промежуточные СХ (рис. 8.38). Грузовые траверсы прикрепляют к тележке по их оси симметрии, симметрично расположению опорных катков тележки, чтобы исключить возможность возникновения момента и перекоса катков. Длина сцепа (обычно 400—1000 мм) ограничивается определенным пределом свободной проходимости сцепа на повороте и передачах. Поэтому целесообраз-
но длинный сцеп комплектовать из нескольких коротких сдвоенных траверс.
Допускаемые нагрузки на одиночную тележку и сцепы зависят от профиля трассы и угла наклона путей.
Анализ допускаемых нагрузок на единичную тележку и многотележечные сцепы показывает, что при применении сцепов допускаемая нагрузка не повышается прямо пропорционально увеличению числа тележек, это является основным недостатком применения сцепов. Грузоподъемность сцепа ограничивается тяговой способностью толкателя Т и дополнительными нагрузками на вертикальных перегибах.
На наклонных участках пути (расположенных под углом Р) на толкатель действует продольная составляющая силы тяжести груза тгд:
F = дтт (sin Р + w cos 0) ^ Т.
Эта сила воспринимается только первой ведущей тележкой, независимо от общего числа тележек сцепа. Поскольку прочность толкателя и звена цепи в месте его крепления, обусловливающая тяговую способность толкателя Т,— величина постоянная, то чем больше угол подъема груза Р, тем меньше допустимая масса груза. Следовательно, эффективность применения сцепов для конвейера с пространственной трассой резко уменьшается с увеличением угла наклона путей и зависит не от числа тележек, а главным образом от допускаемой нагрузки на толкатель и цепь.
Ходовые пути. Для конвейеров легкого д среднего типов с тележками грузо- подьемностью до 125 кг наиболее перспективно применение фасонных профилей (рис. 8.32, й), гнутых из листовой стали толщиной 2,5—4 мм. Использование гнутых профилей обеспечивает большую экономию металла, снижает массу путей и позволяет применять передовую технологию изготовления горизонтальных и вертикальных участков штамповкой. Изготовлять пути из четырех — шести отдельных прокатных уголков нецелесообразно из-за необхо
димости тщательной подгонки и рихтовки отдельных уголков.
Для конвейеров среднего и тяжелого типов с тележками грузоподъемностью 125 кг и более наибольшее распространение получили пути из прокатных профилей — тяговый путь из двутавровой балки № 8—10, грузовой путь из двух швеллеров № 8—16 (см. рис. 8.31). У конвейеров с горизонтальным строением ходовых путей и боковым толканием в качестве путей легкого типа применяют трубы с продольным вырезом; средних типов — коробчатые гнутые профили; тяжелых типов — двутавровые балки.
Для повышения срока службы пути изготовляют из стали 09Г2. На наиболее изнашиваемых участках вертикальных перегибов и горизонтальных поворотах целесообразно применять термообработку рабочих поверхностей путей.
Трасса конвейера имеет прямолинейные участки, горизонтальные повороты и вертикальные перегибы, состоящие из входной и выходной криволинейных частей и наклонных прямолинейных участков. Радиусы поворотов и перегибов выбирают в соответствии с типом цепи и шагом кареток по рекомендациям, указанным в п. 8.2.
Тяговый и грузовой пути, отдельные балки грузового пути, а также контршины соединяют друг с другом при помощи хомутов 16 (см. рис. 8.31), которые устанавливают вдоль путей на расстоянии 1 — 1,2 м друг от друга и на стыковых соединениях. Применение хомутов способствует сохранению необходимых расстояний между путями по высоте и колее и обеспечивает необходимую жесткость и устойчивость путей.
На конвейере с грузовыми путями закрытого профиля, внутри которых движутся грузовые тележки (например, внутри двух швеллеров или внутри коробчатых гнутых профилей), необходимо предусматривать в балках пути смотровые отверстия — окна иа отдельных доступных для осмотра участках, а также ремонтные участки с открытыми или
поворотными путями для профилактического осмотра тележек.
Стыки отдельных участков путей выполняют на смежных концевых хомутах при помощи болтов или, очень редко, сваркой. Раздвижные стыки путей у натяжного устройства и для компенсации тепловых расширений выполняются так же, как и у грузонесущих конвейеров.
Пути крепят за хомуты к строительным элементам здания (фермам, балкам перекрытия или к колоннам) или к специально установленным поддерживающим конструкциям при помощи тяг или жестких раскосных креплений таким же способом, что и для грузонесущих конвейеров.
Система тяговых и грузовых путей при движении тележек с грузами подвергается общему поперечному изгибу, местному изгибу полок под катками тележек и стесненному (изгибному) кручению от эксцентричного расположения катков тележек относительно вертикальной оси сечения профиля, проходящей через его центр изгиба. Балки путей рассчитывают на изгиб и прогиб, который не должен превышать 1/500 пролета. При большом прогибе могут возникнуть чрезмерные поперечные колебания путей и выход толкателя из зацепления с тележкой, особенно при пуске конвейера. Чрезмерный прогиб также повышает усилие перемещения тележки с грузом. Общее максимальное напряжение сечения балок складывается из отдельных составляющих напряжений и для стали СтЗ не должно превышать 140 МПа, а для стали 09Г2—160 МПа.
Хомут рассчитывают как жесткую раму на изгиб и растяжение от вертикальной н горизонтальной (распорной) нагрузок. '
Передаточные устройства. Передаточное устройство предназначается для перемещения тележки или сцепа тележек с одного конвейера системы на другой, например с распределительного конвейера на вспомогательный и наоборот Конструкции передаточных устройств весьма разнообразны. Передаточное устройство состоит из передаточного
Подвесные толкающие конвейеры 273 механизма, поворотного устройства и стрелочного перевода (стрелки) грузового пути, по которому тележка переходит с одного пути на другой. Использование непосредственной передачи тележек с толкателя одного конвейера на толкатель другого конвейера значительно упростило конструкцию передаточного устройства и исключило необходимость применения специального передаточного механизма (вместо него используется тяговая цепь одного из конвейеров).
В зависимости от направления перемещения тележки с одного конвейера па другой различают угловые и прямые передаточные устройства. Правое и левое угловые устройства применяют при расположении трасс передающего и принимающего конвейеров в зоне передачи под некоторым углом (обычно 90 или 60е). Прямое передаточное устройство используют при прямолинейной трассе конвейера, когда подвеска не изменяет своего направления и движется по прямолинейному пути, например, сквозное правое СП передаточное устройство, прямое встречное правое ПВП и прямое попутное правое ППП (см. рис. 8.33). Передаточное устройство, направляющее тележки с попутным отклонением стрелки (два, три потока объединяются в один), называют попутным (например, передаточное устройство угловое попутное левое УПЛ на рис. 8.33). Правое и левое передаточные устройства определяют расположение передающего и принимающего путей относительно прямолинейного участка по ходу движения тележки. Встречное передаточное устройство конструкции ВНИИПТМАШа с перемещением тележки непосредственно толкателями передающего РК и принимающего ОК конвейеров (рис. 8.39, а) состоит из участков основного 4 и примыкающего / путей, роликовой батареи 7 для отклонения тяговой цепи примыкающего (отводного) конвейера и стрелочного перевода 3. Встречная стрелка имеет отрезки путей 4 и 1, перо 6, ось 2. закрепленную в корпусе, и привод 5. Ось
Рис. 8.39. Схемы передаточных устройств:я — встречного левого; б — попутного правого; в —с толкателя на толкательРис. 8.39. Схемы передаточных устройств:я — встречного левого; б — попутного правого; в —с толкателя на толкатель
Рис. 8.39. Схемы передаточных устройств:
я — встречного левого; б — попутного правого; в —с толкателя на толкатель
Рис. 8.39. Схемы передаточных устройств:
я — встречного левого; б — попутного правого; в —с толкателя на толкатель
■стрелки может свободно вращаться в опорных шарикоподшипниках, закрепленных в корпусе стрелки, и поворачивать жестко насаженное на ось перо в прямое (показано штриховой линией) или боковое (показано сплошной линией) положение. Перо стрелки поворачивается при помощи привода 5. Приводом стрелки могут служить один или два электромагнита, пневмоцилиндр или кольцевой линейный асинхронный электродвигатель. Последний наиболее перспективен; он обеспечивает повышенное число включений (до 10 млн.). Привод стрелки включается по импульсу считывателя системы автоматического адресования движения тележек.
Попутная стрелка (рис. 8.39,6) не имеет привода, и ее перо переводится направляющим роликом 8 движущейся
тележки. Ролик на тележке должен располагаться таким . образом, чтобы он поворачивал перо раньше, чем на него наедет каток движущейся тележки. Перемещение тележки на передаточном устройстве непосредственно толкателями цепи без промежуточных передаточных механизмов (принцип передачи «с толкателя на толкатель») наглядно показано на схеме рис. 8.39, в. В зоне А толкатель 12 перемещает тележку 11 и выводит ее на поворотный участок путей. Дальнейшее перемещение тележки в зоне Б и на всей трассе отводного (принимающего) конвейера производит толкатель 9 цепи этого конвейера. Для исключения возможности наезда сбоку толкателя 9 принимающего конвейера на корпус тележки, ведомой толкателем 12 по закруглению, в конце зоны
А (перед зоной Б) устанавливают направляющую шииу 10, которая опускает вниз на 16 мм ведущий упор тележки (в системе управляемого толкателя опускается ведущий толкатель), что позволяет находящемуся в этой зоне и набегающему сбоку толкателю цепи принимающего конвейера проходить над упорами тележки. После прохода опасной по заклиниванию зоны упор тележки выходит из соприкосновения с шиной, и тележка захватывается набегающим сзади толкателем цепи принимающего конвейера. В соответствии с этим тяговый путь передающего конвейера в зоне передаточного устройства приближается к грузовому пути (опускается) на 14 мм и располагается ниже пути принимающего конвейера, что позволяет ведущему толкателю передающего конвейера соответственно опуститься и глубже войти в зацепление с ведущим упором тележки.
Перемещение сцепа из нескольких тележек на поворотных участках возможно непосредственно за ведущий упор головки тележки без доталкивания и с доталкиванием за упор концевой тележки. Первый способ наиболее перспективен и выполняется при увеличенной ширине толкателя и упора головной тележки. К его недостатку относится большое боковое усилие, действующее на коицевую тележку при передвижении длинных сцепов на горизонтальных поворотных участках трассы.
Остановы. Остановом (групповым или одиночным) называют механизм для остановки тележки в заданном месте грузового пути конвейера.
Групповые остановы устанавливаются на складских путях и состоят из головного, промежуточных и концевого остановов, работающих последовательно один за другим* Их применяют на конвейерах, у которых тележки не имеют механизма автостопа. Одиночные остановы используют на конвейерах с тележками, имеющими автостоп, обеспечивающий остановку группы тележек (см. рис. 8.36).
Рис. 8.40. Останов конструкции ВНИИПТМАШа
’Одиночный останов конструкции ВНИИПТМАШа для тележек с широким ведущим упором (рис. 8.40) имеет коромысло 2, шарнирно подвешенное на оси 3, закрепленной в каркасе 4. На одном копне коромысла установлена стопорная планка 1, встречающаяся с упором тележки, а на другом — противовес 5. Под действием противовеса коромысло останова всегда находится в рабочем положении, и упор движущейся тележки, встречаясь со стопорной планкой, опускается ею, выходит из зацепления с толкателем, и тележка останавливается. Включается останов с пульта управления или с рабочего места при помощи электромагнита 6, который воздействует на противовес 5 и выводит коромысло из зоны зацепления с упором тележки. В некоторых конструкциях вместо электромагнита применяют пневмоцилиндр.
Предохранительные устройства. В системе толкающих конвейеров применяют те же предохранительные устройства, что и для груз о несущ их конвейеров (см. п. 8.2), с той лишь разницей, что вместо ловителей цепи на подъемах и спусках устанавливают ловители тележек. Принцип действия и порядок размещения ловителей тележек такие же, как и ловителей цепи.
Опускные и выдвижные секции. Опускной секцией называют механизм для вертикального (стационарная секция, см. рис. 8.34, и, б) и горизонтально-вертикального (передвижная секция, см.
рис. 8.34, в) перемещения отрезка грузового пути с тележкой или со сцепом тележек с одного уровня трассы конвейера на другой.
Опускная секция служит для подачи груза непосредственно на рабочее место или технологическую операцию (см. рис. 8.34, а) или для передачи тележки с грузовых путей одного конвейера на пути другого конвейера, расположенные на разных уровнях в одной вертикальной к плоскости (один под — или над другим) или в двух вертикальных плоскостях, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Установка тележки на опускной участок пути производится тяговой цепью конвейера или специального механизма; последний также передает тележку на пути другого конвейера.
Типы и конструкции опускных секций разнообразны. Обычно опускная секция имеет подвижную часть, перемещающуюся свободно или в жестких направляющих балках, и привод, установленный на неподвижной раме, подвешенной к конструкции здания. Подвижная часть секции состоит из отрезка грузового пути конвейера с механизмом перемещения (если он применяется) и жестким- каркасом для соединения с грузоподъемным элементом. Последним могут быть два или четыре каната (стальных), или две цепи. Привод состоит из электродвигателя кранового типа (обычно двухскоростного), тормоза, редуктора и барабанов для канатов или звездочек — для цепного подъемного элемента.
Основные параметры опускной секции — грузоподъемность (обычно 0,2-0,5 т); высота подъема (1—5 м); длина опускного участка пути (обычно 0,6 — 2 м), определяемая габаритными размерами груза и длиной сцепа; транспортная (10 — 20 м/мин) и посадочная (5 — 8 м/мин) скорость подъема.
Выдвижная секция (см. рис. 8.33, позиция ВС и рис. 8.34, г) предназначается для перемещения груза на одном и том же уровне в горизонтальной плоскости к рабочему месту или для вывода те
лежки-сцепа от основной трассы конвейера К на ремонтный участок РМ грузового пути.
Элементы путевой автоматики. Для надежной самоуправляемой работы толкающего конвейера на различных участках его трассы устанавливаются специальные приборы — датчики путевой автоматики. Оии обеспечивают контроль, согласованность и очередность работы отдельных устройств конвейера и исключают возможность возникновения аварийных положений. Движущаяся цепь с толкателем, тележка, подвеска тем или иным способом (чаще всего механическим контактом) воздействуют на щуп датчика, который передает этот сигнал непосредственно в датчик (например, в контактный или бесконтактный конечный выключатель), включенный в схему управления конвейером. Датчик передает сигнал на пульт, откуда поступает команда управления тем или иным механизмом конвейера. Передача сигнала и импульса на вспомогательный механизм может быть электрическая, пневматическая (для взрывоопасных сред), гидравлическая и комбинированная. Датчики обеспечивают ввод тележек на свободное место и их вывод, исключают возможность их столкновения, контролируют взаимное расположение тележек с подвесками и выполняют ряд других операций работы конвейера.
Несмотря на большое разнообразие назначений датчиков путевой автоматики, в современных толкающих конвейерах используют три унифицированных типа: датчик тележки, датчик толкателя и датчик свободного толкателя.
В современных конструкциях путевой автоматики основным является индуктивный датчик с бесконтактным переключателем в комплекте с соответствующим реле. Он имеет два исполнения: нормально открытое и нормально закрытое, отличающихся формой экрана для управления переключателем.
Датчик толкателя (рис. 8.41) состоит из рычага — щупа 1, индуктивного датчика 3 с валиком 2 и штепсельным
разъемом 4, кронштейна 5 и зажима 6; датчик прикрепляется к тяговому пути и взаимодействует с толкателем Т цепи конвейера. Толкатель движущейся каретки встречается с щупом датчика и отклоняет его на 30—50°. Щуп поворачивает валик 2, перемещает находящийся в нем экран, вводя в действие датчик, и посылает в схему управления необходимый сигнал.
Принципиальные схемы расположения датчиков на попутном и встречном угловых передаточных устройствах конструкции ВНИИПТМАШа показаны на рис. 8.41,6 и в. Подготовленная к перемещению на конвейер К1 тележка конвейера К2 останавливается на останове О (позиция ожидания) и дожидается подхода свободного толкателя на конвейере К1. При встрече свободного толкателя с его датчиком Д СТ, последний дает сигнал, останов О выключается и выпускает тележку на попутную стрелку; подошедший свободный толкатель захватывает тележку и ведет ее по трассе конвейера KL Датчики тележек ДТ1 и ДТ2 блокируют безопасный выход одной и подход следующей тележек. При подходе к встречному передаточному устройству (рис. 8.41, в), адресоноситель движущейся тележки взаимодействует со считывателем СУ, который при совпадении адреса дает сигнал на перевод стрелки для входа тележки на конвейер К2 и одновременно включает останов на положение «стоп», исключающее возможность прохода следующей тележки до безопасного вывода первой тележки. Датчики тележек ДИ и ДТ2 выключают останов после прохода тележки по стрелке, обеспечивая возможность прохода следующей тележке, датчик ДТ2 включает привод стрелки и возвращает ее перо в исходное положение прямого направления пути.
Система автоматического адресования. Общие основы автоматического адресования были рассмотрены в п. 8.2.
В толкающих конвейерах кроме автоматической загрузки и разгрузки подвесок устройства автоматического адресования должны обеспечивать автомати
ческое движение тележек по заданному маршруту в общей системе путей конвейера и распределение тележек по ответвлениям — пунктам назначения, заданным адресам следования.
Выбор системы автоматического адресования и ее параметров обусловливается транспортно-технологическим маршрутом, по которому должны следовать тележки с грузами-изделиями согласно заданному производственному процессу. Распределение адресатов (стрелок и пунктов загрузки и разгрузки) на трассе системы конвейеров может быть последовательным и параллельным. При первом способе, который используется при малом числе (10 — 20) адресов, последние последовательно один за другим располагают на трассе конвейера, и их число равно числу адресов, заложенных в адресоносителе системы. При втором способе применяют групповой метод адресования, позволяющий при малой емкости адресоносителя иметь большое число возможных адресатов.
В современных подвесных толкающих конвейерах применяют децентрализованную магнитную систему автоматического адресования без механического контакта элементов информации в считывателе. Известны, также системы адресования с электронной моделью на центральном пульте без носителя информации на тележках конвейера и ряд других.
Расчет конвейеров
Для расчета толкающе! о конвейера используют те же исходные данные, что и для расчета подвесного грузопесутцег о конвейера. Минимальный шаг толкателей (а следова тельно, и тележек с i руза- ми) определяют, как и для грузонссуще- го конвейера, по формуле (8.11) из условия свободного прохода груза максимальных габаритных размеров на самых крутых наклонных участках трассы, но для обеспечения более сво- -- бедных зазоров принимают Д = — 0,2 -т 0,3 м. Кроме того, должно быть
Рис. 8.41. Датчик толкателя конструкции ВНИИПТМАШа:а — конструкция; б — схема расположения на трассе конвейераРис. 8.41. Датчик толкателя конструкции ВНИИПТМАШа:а — конструкция; б — схема расположения на трассе конвейеравыполнено условие беспрепятственного вывода груза через стрелку на отводной путь.
Рис. 8.41. Датчик толкателя конструкции ВНИИПТМАШа:
а — конструкция; б — схема расположения на трассе конвейера
Рис. 8.41. Датчик толкателя конструкции ВНИИПТМАШа:
а — конструкция; б — схема расположения на трассе конвейера
Шаг кареток обусловливается радиусом вертикального перегиба (см. табл/ 8.2) и шагом толкателей и составляет четыре - шесть шагов цепи.
Скорость цепи конвейера основной трассы принимают обычно в пределах 0,3 — 24 м/мин (см. табл. 8.4); скорость вспомогательных конвейеров на отводных линиях и скорость передаточных механизмов стрелок может быть выше этих значений (но не более 25 м/мин), чтобы обеспечивался быстрый вывод тележки с основной трассы. Тяговый расчет толкающего конвейера выполняют так же, как любого конвейера с тяговым элементом (см. гл. 3 и п. 8.2). Первоначальное натяжение сбегающей ветви цепи принимают повышенным (So = 1500 д 3000 Н), чтобы исключить возможность чрезмерного отклонения толкателя в плоскости толкания и его саморасцепления с тележкой.
Расчетные линейные нагрузки (Н/м) определяют раздельно для тяговой qo и грузовой незагруженной q\ и загруженной q ветвей;
90= 9ц + 9WtK + тт.к/ап); (8.19)
9i = 9(М тГ|)/ап; (8.20)
9 = 91 +№/ап,(8.21)
где кроме указанных ранее (см. п. 8.2) гп^ и тт — массы соответственно толкателей и тележки, кг.
Максимальное натяжение цепи конвейера рассчитывают по обобщенной формуле
^max = SqKm + Kw^qL +
+ W1 (qLT + 91LJ] (1 + Б IQ 4- qti, (8.22)
где w и wi — коэффициенты сопротивления движению кареток и тележек соответственно (см. табл. 8.5 и 8.9).
8.9. Коэффициенты сопротивления движению тележек и>! на катках-под шип никах при работе конвейера в отапливаемых помещениях
Условия работы конвейера
Масса груза, подвешенною на тележке, кг
До 50
100
150
200 и более
Хорошие
0,025
0,020
0,016
0,015
Средние
0.032
0,027
0,022
0,020
Тяжелые
0,045
0,036
0,027
0,022
Подробный расчет конвейера выполняют путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках трассы конвейера, определяемых по формулам:
для горизонтального прямолинейного участка
S„ - S„_t+(wg0 + wig')/;(8.23)
для горизонтального поворота на звездочке или роликовой батарее
$п — ^Sn-1 + Ф1Рч‘, (8.24) для вертикального перегиба
S„ - ф [<pS„ _ 1 + (wg0 + wi д') I + (до + д') h, (8.25) где д'—линейная нагрузка грузовой ветви, Н/м (для загруженной ветви д'= д, для незагруженной д' = gj; Ф — обобщенный коэффициент сопротивления движению одиночной тележки на горизонтальном повороте; i - число тележек на повороте; Рт — нагрузка на тележку с учетом силы тяжести тележки и подвески, Н.
Коэффициенты сопротивления движению и (р даны в табл. 8.6. Коэффициент Ф сопротивления движению тележек с жесткой базой на горизонтальном повороте составляет при угле поворота 90° — 0,05; 0,06; 0,07, при угле поворота 180" —0,08; 0,10; 0,12 соответственно для хороших, средних и тяжелых условий работы конвейера.
При движении миоготележечного сцепа по круговому участку пути любого поворотного устройства возникают дополнительные сопротивления из-за расположения сцепа по хорде дуги поворота.
Подвесные несуще-толкающие конвейеры
Подвесной .иесуще-тол кающий конвейер впервые создан в Советском Союзе. Он представляет собой сочетание грузонесущего и толкающего конвейеров; на транспортных участках трассы работает как грузонссущий конвейер, а на участках складирования, распределения, остановок груза и т. п. технологических операций, которые невозможно выполнить на непрерывно движущемся грузонесущем конвейере, — как толкающий конвейер.
Подвесной иесуще-тол кающий конвейер с тележками грузоподъемностью 500 кг имеет тяговый путь /, каретки 2, цепь 3 (рис. 8.42, п), привод, поворотные и натяжные устройства грузонесущего конвейера.
К каретке шарнирно прикреплен крюк-толкатель 5 с упорными роликами 6. На транспортных участках трассы конвейера грузовая тележка 8 с захватной скобой 7 и подвеской для груза висит на крюке каретки и перемещается по тяговому пути в подвешенном состоянии как на грузонесущем конвейере. На участках с технологическими операциями устанавливают грузовые пути 9 с направляющими 4(для упорного ролика-крюка толкателя. При подходе к технологическому участку грузовая тележка входит в направляющий раструб грузового пути, приподнимается, выходит из зацепления с зевом крюка каретки и проталкивается верхней частью крюка-толкателя, как на толкающем конвейере.
Участок конвейера с грузовыми путями может иметь любые ответвления со стрелками, передаточными устройствами и опускными секциями, как на толкающем конвейере. Распределение тележек на то или иное ответвление грузового пути выполняется при помощи системы автоматического адресования. В конце участка грузового пути каретка с крюком-толкателем поднимается по вертикальному перегибу тягового пути. Крюк, приподнимаясь, входит в зев за-
Рис. 8.42. Несуще-толкающнй конвейер:
а + среднего типа; 6 — легкого типа
Рис. 8.43. Подвесной грузов едущий конвейер с автоматическим адресованием
хватной скобы тележки, подхватывает ее, и катки тележки выходят из соприкосновения с грузовыми путями, которые на этом месте заканчиваются. Далее тележка перемещается в подвешенном состоянии как на подвесном грузонесущем конвейере. Переход тележки от грузонесущего конвейера к толкающему происходит автоматически на ходу конвейера.
Несуще-толкающий конвейер легкого типа (рис. 8.42,6) имеет тележку 1 грузоподъемностью 50 кг с Т-образным стержнем 2 и каретки 3 с валикообразным захватом 4. Захват каретки всегда находится под боковыми полками стержня, что исключает возможность расцепления каретки с тележкой. Это значительно повышает надежность работы конвейера, поскольку падение тележки (отрыв от каретки) невозможно. На участках толкающего типа тележка перемещается шарнирным толкателем 5, который может быть отключен от нее при помощи шины б останова.
Несуще-толкающие конвейеры рекомендуется применять для транспортирования грузов массой от 50 до 500 кг при
сравнительно невысоких скоростях движения цепи (примерно до 12 м/мин) в тех случаях, когда конвейер предназначен в основном для транспортирования и участки технологического назначения имеют сравнительно малую протяженность (например, менее 40% общей трассы конвейера), и на межцеховых линиях.
Подвесные грузоведущие конвейеры
У подвесного гр уз о ведущего конвейера транспортируемый груз располагается на напольной тележке, перемещаемой по полу производственного помещения при помощи захвата (см. рис. 8.1, в) или толкателя (рис. 8.43), укрепленного на каретке, которая движется по подвесному пути.
На ведущей стойке напольной тележки можно установить адресоноситель любой системы автоматического адресования. Это позволяет автоматически распределять тележки с грузами при помощи стрелок, располагаемых на направляющих путях для роликов стойки те-
лежки. На отводных путях тележки передвигаются при помощи дополнительных подвесных конвейеров; возможно также взаимодействие с напольными тележечными конвейерами. При использовании остановов возможно отключение тележки от движущейся цепи на любом участке трассы.
К преимуществам грузоведущих конвейеров относятся свободный ввод и вывод пустых и загруженных тележек из сферы действия движущейся цепи при непрерывном транспортировании грузов по всей трассе конвейера; возможность транспортирования тяжелых грузов (массой до 2,5 т и более), так как сила тяжести груза передается на пол, а не на подвесной путь; широкие возможности применения автоматизации и взаимодействия с напольными авто- и электротележками и погрузчиками при использовании поддонов; отсутствие заглублений и щелей в полу помещения, свободный осмотр всего механического и электрического оборудования, простота изменения трассы конвейера. Недостатком является верхнее приложение тягового усилия, обусловливающее в отдельных случаях возможность опрокидывания тележки на наклонных участках трассы и при большой массе груза.
Грузоведущие конвейеры имеют такие же параметры, как и грузонесущие, но допускают более высокую скорость (до 45 м/мин), так как нет опасности раскачивания грузов; кроме того, оии имеют увеличенные радиусы горизонтальных поворотов (3 — 5 м) и плавные подъемы и спуски (с уклоном до 10—15%). Горизонтальные повороты выполняют иа роликовых батареях.
Грузоведущие конвейеры применяют на складах, в багажных отделениях и других местах, где необходимо сортирование и распределение штучных грузов на большой площади.
Расчет грузоведущих конвейеров выполняют подобно расчету толкающих конвейеров. Коэффициент сопротивления движению напольных тележек зависит от типа покрытия пола и шии катков тележек (табл. 8.10).
8.10. Коэффициент сопротивления движению напольных тележек с катками на подшипниках качения при средних производи венных условиях
Тип дорожного покрытия
Шины тележки
резиновые
пневматические
Асфальт
0,033
0,025
Бетонное покрытие
0,028
0,020
Деревянный настил
0,030
0,024
Утрамбованный грунт
—
0,080
Сухой песок
—
0,150
Подвесные несуще-ведущие конвейеры
Необходимость бесперегрузочного транспортирования грузов по нескольким этажам здания и обеспечения крутонаклонного подъема и спуска тележек с грузами на коротком отрезке трассы обусловила создание комбинированного подвесного грузонесущего и грузоведущего конвейера, который на подъемах и спусках работает как грузонесущий, а на горизонтальных участках — как грузоведущий. В самой простой конструкции конвейера для легких грузов (до 50 кг) тележка крепится к каретке при помощи рычажного захвата (рис: 8.44): при повороте рукоятки захвата тележка приподнимается, подвешивается к каретке и транспортируется как подвеска на грузонесущем конвейере с крутыми подъемами и спусками. В ие-
Рис. 8.44. Несуще-ведущий конвейер легкого с рычажным подъемом тележки
Рис. 8.45. Несуще-ведущий конвейер конструкции Жиордани (Италия):
ы — тележка; б —участок подвешивагшя тележки к кареткам; а — участок толкания тележки; г — отключение крюка тележки от цепи конвейера
обходимом месте рукоятка поворачивается, подвеска-тележка опускается на пол помещения и перемещается по полу, как на грузоведущем конвейере.
В несуще-ведущем конвейере конструкции Жиордани тележка (рис. 8.45, а) имеет крюк 3, который входит в зацепление с расположенным в раструбе 2 штырем 7, прикрепленным к кареткам конвейера. На наклонном участке конвейера (рис. 8.45,6) тележка при помощи крюка 3 висит на штыре 1 и транспортируется в подвешенном состоянии. При переходе от спуска трассы к горизонтальному расположению тележка опускается конвейером на пол и перемещается по полу помещения. В этом случае штырь 1 (рис. 8.45, в) работает как толкатель, упирающийся в вертикальную стейку крюка 3, и конвейер становится грузоведущим. Крюк 3 имеет упор 4, который препятствует повороту крюка на оси 5 (рис. 8.45, г). При опускании упора 4 от нажима на педаль крюк отклоняется, и тележка останавливается, отсоединяясь от запе- пления с каретками движущейся цепи конвейера. Несуще-ведущий конвейер
Жиордани применяется для транспортирования грузов массой о г 125 до 1000 кг и имеет такие же элементы оборудования, как и грузонесущий конвейер, и такие же параметры, как грузоведущий конвейер, но более низкую скорость перемещения (обычно не более 16 м/мин) для обеспечения безопасности сцепления и расцепления крюка на участках подъема и спуска.
Задачи научных исследований
К задачам научных исследований подвесных конвейеров относятся;
исследование и разработка методики расчета напряжений в деталях разборной цепи при повороте звеньев в плоскости оси шарнира на верз и- кальных перегибах при различных шагах кареток;
определение удельной интенсивности изнашивания деталей цепи в различных условиях эксплуатации в зависимости от давления в шарнирах;
расчет на прочность и деформацию различных участков комплекса тягового и грузового путей двухпутного толкающего конвейера;
исследования распределения горизонтальных нагрузок от натяжения цепи в общем жестком контуре подвесных путей и передачи их на узлы крепления путей;
выбор оптимального соотношения твердостей контактной пары каток — путь при изготовлении путей из стандартных прокатных и гнутых профилей, обеспечивающего высокие сроки службы катков и путей.
выбор оптимального размещения приводов в замкнутом контуре сложной трассы многоприводпого конвейера с учетом всех возможных вариантов его загрузки;
выбор оптимальной системы регулируемых (управляемых) приводов (десяти и более) конвейера, обеспечивающей единую скорость движения всего контура цепи при различных нагрузках на приводы.
999,1. Основные типы и области применения2849.2. Вертикально замкнутые конвейеры 2859.3. Цепенесушие конвейеры 2919.4. Горизонтально замкнутые напольные9,1. Основные типы и области применения2849.2. Вертикально замкнутые конвейеры 2859.3. Цепенесушие конвейеры 2919.4. Горизонтально замкнутые напольныетележечные конвейеры для транспортирования литейных форм 2939.5. Распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 3049.6. Задачи научных исследований 308тележечные конвейеры для транспортирования литейных форм 2939.5. Распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 3049.6. Задачи научных исследований 308Основные типы и области применения
9
9
9,1. Основные типы и области применения
284
9.2. Вертикально замкнутые конвейеры 285
9.3. Цепенесушие конвейеры 291
9.4. Горизонтально замкнутые напольные
9,1. Основные типы и области применения
284
9.2. Вертикально замкнутые конвейеры 285
9.3. Цепенесушие конвейеры 291
9.4. Горизонтально замкнутые напольные
тележечные конвейеры для транспортирования литейных форм 293
9.5. Распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 304
9.6. Задачи научных исследований 308
тележечные конвейеры для транспортирования литейных форм 293
9.5. Распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 304
9.6. Задачи научных исследований 308
Тележечный грузонесущий конвейер состоит из замкнутого контура тяговой цепи с постоянно прикрепленными к ней тележками (платформами), движущимися по направляющим путям; на тележках располагаются транспортируемые грузы-изделия; тележки и направляющие пути являются непосредственными составными частями конвейера. В этом состоит принципиальное отличие грузо- несущих тележечных конвейеров от напольных грузоведущих конвейеров, рассматриваемых в гл. 10.
Тележечные грузонесущие конвейеры предназначены для перемещения грузов по отдельным технологическим операциям поточного производственного процесса. Их применяют для транспортирования изделий от одного рабочего места к другому в процессе сборки, для перемещения литейных форм в процессе сборки, заливки, охлаждения, выбивки, возврата пустых опок в литейном цехе, для межоперационной передачи изделий от одного рабочего места к другому в процессе изготовления, а также для выполнения ряда других операций подобного назначения. Широкое разнообразие использования тележечных кон
вейеров обусловило большое число их конструктивных разновидностей.
Основными признаками классификации тележечных конвейеров являются расположение тягового элемента и направляющих путей и положение тележек на ветвях конвейера. По первому признаку различают конвейеры вертикально замкнутые и горизонтально замкнутые; последние могут быть расположены как в одной горизонтальной плоскости, так и в пространстве. По положению тележек на обратной ветви различают вертикально замкнутые конвейеры с опрокидывающимися и неопро- кидывающимися тележками. Горизонтально замкнутые конвейеры бывают с напольным и настольным (на уровне высоты.столов рабочих мест) перемещением тележек. По характеру перемещения изделий известны конвейеры с непрерывным (с постоянной и регулируемой скоростью) и пульсирующим движением тележек.
Выбор того или иного типа конвейера зависит от характера технологического процесса, обслуживаемого конвейером, характеристики перемещаемого груза и планировки производственного помещения.
Вертикально замкнутые конвейеры наиболее компактны, так как у них
обратная ветвь помещается под рабочей ветвью, однако при опрокидывающихся тележках может быть полезно использована только верхняя ветвь; для использования обеих ветвей (при неопрокиды- вающихся тележках) конструкция конвейера усложняется. При значительной продолжительности производственного процесса, обслуживаемого конвейером, длина вертикально замкнутого конвейера становится большой; это усложняет планировку производственного помещения.
В горизонтально замкнутых конвейерах для работы используются обе ветви, но для их размещения требуется большая производственная площадь. На конвейерах этого типа грузы могут совершать круговые движения без съема с тележек, что позволяет рационально использовать конвейер при сравнительно меньшей длине помещения для длительных производственных процессов (например, при охлаждении или сушке изделий на конвейере), а также как подвижный склад.
Выбор типа конвейера зависит также от характеристики груза. Для перемещения в процессе сборки сравнительно тяжелых и громоздких изделий (например, автомашин, тракторов, моторов и т. п. и их узлов) применяют, как правило, вертикально замкнутые, а для легких малогабаритных — горизонтально замкнутые конвейеры. Технологические конвейеры с длительными и различными по времени операциями (например, литейные конвейеры, конвейеры испытательных станций и т. п.) делают, как правило, горизонтально замкнутыми с одно плоскости ой и пространственной трассами.
Основные параметры тележечного конвейера — грузоподъемность и размеры тележки-платформы конвейера. Они определяются габаритными размерами и массой транспортируемого груза. Грузы, как правило, рекомендуется располагать длинной стороной вдоль продольной оси конвейера и в соответствии с этим выбирать длину тележки (размер вдоль продольной оси конвейе-
ра) / больше ее ширины В. Обычно принимают //В — 1,25 -г 2, и только в отдельных случаях / = В. Рекомендованное соотношение размеров позволяет применять более экономичные длиннозвенные тяговые цепи и обусловливает большие удобства для выполнения технологических операций. В отдельных случаях, для узких длинных изделий применяют поперечную укладку, часто на двух раздельных тележках двух - цепных конвейеров. Номинальный ряд ширины тележек: 200. 320, 400, 500, 650, 800, 1200 мм. Грузоподъемность тележек 10 — 8000 кг.
К вертикально замкнутым тележечным конвейерам можно с некоторой условностью отнести также цепепесу- щие конвейеры, у которых перемещаемый груз (например, шасси автомобиля или трактора) устанавливается на специальные опоры (гнезда), жестко прикрепленные к пластинам тяговых цепей, или же непосредственно на уширенные пластины цепей. Роль тележки при этом выполняют непосредственно тяговые цепи с ходовыми катками.
Особую группу современных тележечных конвейеров представляют распределительные настольные тележечные конвейеры с автоматической разгрузкой тележек по заданным рабочим местам при помощи системы автоматического адресования. Эти конвейеры бывают вертикально и горизонтально замкнутые и в отдельных случаях с пространственной трассой.
Вертикально замкнутые конвейеры
Общее устройство
Вертикально замкнутый тележечный конвейер с опрокидывающимися тележками (рис. 9.1 и 9.2) состоит из тягового элемента 2 (см. рис. 9.1) с прикрепленными к нему тележками 3, движущимися во направляющим путям опорной конструкции конвейера 4, привода 1 и натяжного устройства 5. У сборочных конвейеров тележки обычно
Рис. 9.1. Вертикально замкнутый тележечный конвейер с опрокидывающимися тележками для сборки автомобильных двигателей:
а — схема конвейера; б — схема нагрузок на тележки
Рис. 9.2. Поперечные сечения конвейеров с опрокидывающимися тележками:
а - для сборки автомобильных двигателей (к рис. 9.I.); б — для сборки автомобиля
снабжают установочными кондукторами 1 (рис. 9.2), поворотными приспособлениями 2 и другими устройствами для облегчения процесса сборки. Металлоконструкция с боковых сторон закрывается съемным предохранительным ограждением 4 из стальных листов или сетки, а верхняя ветвь отделяется от нижней сплошным перекрытием 3. Выполненное в виде короба из стальных листов перекрытие предохраняет рабочих-сборщиков от несчастных случаев, препятствует попаданию инструмента, крепежных деталей и других посторонних предметов на нижнюю ветвь конвейера и служит маслосборником.
Тележки конвейеров жестко крепятся к одному из звеньев цепи. Эти конвейеры выполняют одноцепными или двухцепными, в зависимости от колеи и базы тележки и тягового усилия. Приблизительно можно считать, что при размере колеи тележки Л ^ 4 шагов цепи для устойчивого положения тележки достаточно применять одну цепь, а при А > 4 шагов целесообразно использовать две тяговые цепи. Для направления движения тележек во время их опрокидывания на участке приводной звездочки устанавливают неподвижные направляющие контршины, по которым движутся катки тележки при опрокидывании, а на валу натяжной звездочки размещают два опорных диска (рис. 9.3), передвигаемых вместе с валом и звездочкой при натягивании цейи. Диаметр дисков выбирают таким, чтобы рама тележки на повороте прижималась к ним под действием натяжения цепи.
Конвейеры с неопрокидывающимися тележками (рис. 9.4) имеют две тяговые цепи, располагаемые с двух сторон вне габарита тележки по ширине. Каждая тележка конвейера имеет две оси. Ведущая (ВЩ) ось тележки шарнирно прикреплена к тяговым цепям, а ведомая (ВМ) остается свободной. Чтобы тележки свободно проходили между цепями у приводных и натяжных звездочек, последние устанавливают на консольных осях так, чтобы между ними по середине конвейера оставался свободный про-
Рис. 9.3. Узел натяжной звездочки с направляющими дисками:
1 — тележка; 2 — гяговая цепь: 3 — диск; 4 — звездочка
межуток, достаточный для прохода тележек. На поворотных участках тележки могут перемещаться с небольшим наклоном в сторону (рис. 9.4, и) или совершать плоскопараллельное движение, оставаясь в горизонтальном положении на всем протяжении поворота (рис. 9.4,6). Такой характер перемещения тележки (как при первом, так и при втором способах) достигается при помощи установки па поворотных участках системы специальных механизмов и направляющих путей.
Конвейеры с неопрокидывающимися тележками могут иметь только прямолинейную горизонтальную трассу. Консольное крепление звездочек, усложненное крепление тележек к цепям и наличие дополнительных механизмов и направляющих на участках поворота усложняют и удорожают конструкцию конвейеров этого тина, поэтому они сравнительно мало распространены. Их преимуществом является возможность перемещения грузов как на верхней, так и на нижней ветвях конвейера. Это преимущество используется в литейных цехах: на верхней ветви конвейера производят сборку и заливку горячим металлом заформованных опок, а па нижней ветви — охлаждение залитых опок
Рис. 9.4. Схема вертикально замкнутого тележечного конвейера с неопрокидываюшимися тележками, перемещающимися с ветви на ветвь:« — наклонно; б — плоскопараллельно; / — привод; 2 — устроит во для передачи тележек с ветви на ветвь; 3 — тележка: 4 — цепь; 5 — путьРис. 9.4. Схема вертикально замкнутого тележечного конвейера с неопрокидываюшимися тележками, перемещающимися с ветви на ветвь:« — наклонно; б — плоскопараллельно; / — привод; 2 — устроит во для передачи тележек с ветви на ветвь; 3 — тележка: 4 — цепь; 5 — путьи подачу их на выбивку. Поэтому конвейеры такого типа применяют в литейных цехах при сравнительно небольшой массе литейных форм (примерно до 300 кг), а также в других случаях, когда в условиях ограниченной производственной площади (особенно по длине помещения) по производственному процессу необходим конвейер увеличенной длины для выполнения технологических операций различных ритмов (например, сборка, заливка, охлаждение и сборка, окраска, сушка и т. п.).
Рис. 9.4. Схема вертикально замкнутого тележечного конвейера с неопрокидываюшимися тележками, перемещающимися с ветви на ветвь:
« — наклонно; б — плоскопараллельно; / — привод; 2 — устроит во для передачи тележек с ветви на ветвь; 3 — тележка: 4 — цепь; 5 — путь
Рис. 9.4. Схема вертикально замкнутого тележечного конвейера с неопрокидываюшимися тележками, перемещающимися с ветви на ветвь:
« — наклонно; б — плоскопараллельно; / — привод; 2 — устроит во для передачи тележек с ветви на ветвь; 3 — тележка: 4 — цепь; 5 — путь
Элементы конвейеров
Тяговым элементом вертикально' замкнутых тележечных конвейеров служат одна или две цепи: пластинчатые, втулочные и роликовые с шагом 80 — 320 мм по ГОСТ 588 — 81 (наиболее частый случай), разборные с шагом 100 и 160 мм по ГОСТ 589 — 74, пластинчатые комбинированные и иногда (при малых нагрузках) пластинчатые безвту- л очные.
Опорные устройства и тележкн должны обеспечивать удобную, надежную и простую установку и съем грузов и их устойчивое положение на всей длине конвейера, т. е. на всех его рабочих местах в процессе сборки изделия. В случае необходимости, на опорном устройстве должны быть предусмотрены крепления, фиксаторы, зажимы, а также приспособления для наклона, поворота или подъема изделия, необходимые в процессе сборки. Центр тяжести изделия-груза должен находиться внутри опорного контура тележки иа всех позициях сборки. Если же по условиям сборки необходимо иметь консольное расположение изделия на тележке (например, при сборке крыла самолета или заднего моста автомобиля), то для обеспечения устойчивости его положения конвейер снабжают дополнительными контршинами или упорами. Для громоздких тяжелых или длинных изделий применяют двухцепные конвейеры с раздельными небольшими тележками, прикрепленными отдельно к каждой тяговой цепи
о
'. Спиваковский
Рис. 9.5. Схема двухценного конвейера с раздельными тележками для длинномерных грузов (ГДР): / - натяжное устройство; 2 — тележка; 3 — тяговая цепь; 4 — привод
(рнс. 9.5). Катки тележки, как правило, устанавливаю! на подшипниках качения.
Привод — обычного типа, размещается на месте расположения поворотной звездочки, как правило, с единым редуктором или с одной дополнительной цепной илн зубчатой передачей (см. рис. 9.1). Первую применяют при установке привода в приямке под полом, чтобы не загромождать производственного помещения и обеспечить удобный съем грузов в конце конвейера, а вторую в приводе конвейера с неопрокнды- вающимнся тележками при консольном расположении приводных звездочек.
Конвейер с непрерывным движением, как правило, имеет в приводе вариатор для плавного изменения скорости движения тележки. Для предохранения конвейера от поломок при случайных перегрузках или случайном застопорении цепи на приводной звездочке или на передаче устанавливают предохранительный срезной штифт, который при увеличении тягового усилия сверх допускаемого (см. п. 2) срезается, и конвейер останавливается. Кроме того, конвейеры с опрокидывающимися тележками снабжают обычно предохранительным устройством в виде конечного выключателя КВ (рис. 9.1, а), сблокированного с электродвигателем, которое останавливает конвейер, если тележка с неснятым грузом подходит к поворотной звездочке.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое обычного типа; последнее предпочтительнее на конвейерах большой длины. В натяжных устройствах для двухцепных конвейеров одна звездочка закрепляется на оси шпонкой, а другая свободно вращается на оси для обеспечения самоустановкн относительно расположения зубьев звездочек при разнице в длинах двух цепей из-за возможного неравенства шагов их звеньев.
Ход натяжного устройства обычно 400 — 500 мм. При чрезмерном износе цепи заменяют полным комплектом для обеспечения постоянства шага тележек.
Основные параметры выбирают по рекомендациям, указанным в п. 9.1, а также в гл. 3. Грузоподъемность тележки определяют по наибольшей массе перемещаемого груза на последней технологической операции, включая массу устанавливаемых на тележку приспособлений, а шаг тележек — по их длине, зависящей от продольного размера транспортируемого груза.
Темп или ритм выпуска, т. е. время (мни), за которое одно готовое изделие сходит с конвейера,
tB - 60TKmKBK3/ZCT, (9.1)
где Тк — количество рабочих часов в смене; т - число рабочих смен в сутки; Кв — коэффициент использования конвейера по времени, учитывающий возможные простои (обычно Кв = 0,9 = 0,95); К3 — коэффициент загрузки тележек на конвейере (обычно К, =0,85 ч- 0,9); ZCT — количество изделий, выпускаемых в сутки (суточная производительность) на конвейерной линии, шт/сутки.
Время выполнения операции на рабочем месте при непрерывном движении конвейера
tp = tB.(9.2)
При пульсирующем движении конвейера, когда технологическая операция выполняется во время его остановки, tp — 1в tnp,(9-3)
где tnp — время, необходимое для передвижения конвейера на одну позицию.
Скорость непрерывного движения конвейера
и = nor/tp,(9.4)
где и — число изделий на одной тележке; аТ— шаг тележек.
Обычно сборочные конвейеры имеют скорость 0,6 — 6 м/мин, а при пульсирующем движении 6—8 м/мин.
Если общая трудоемкость сборки из-
делия Тх и рабочие операции распределены по времени равномерно, то число рабочих мест на конвейере (с учетом резерва по загрузке и времени)
TJtB (9.5)
и общая длина технологической линии конвейера
Lj. = nTL (9.6)
Если на конвейере происходит охлаждение (сушка или испытание) изделия и на этот процесс необходимо время ц (мнн), то при принятой скорости непрерывного движения конвейера и (м/мин) длина охладительного (испытательного или сушильного) участка конвейера
^охл — vic- (9-7)
Тяговый расчет вертикально замкнутых тележечных конвейеров выполняют обычным методом, путем последовательного обхода трассы конвейера по характерным пунктам (см. гл. 3).
Линейные нагрузки определяют по графику загрузки тележек в соответствии с производственным процессом, поскольку масса груза /лг в процессе сборки увеличивается периодически (см. рис. 9.1,6).
Для предварительных подсчетов и проверки выбора типоразмеров ходовой части максимальное натяжение цепи конвейера Smax можно рассчитать по обобщенной формуле
Smax^^So + w^y^ (9.8)
где — коэффициент учета местных потерь на поворотных звездочках (выбирают в зависимости от условий работы конвейера); обычно = 1,08 э- 1,12; 50— первоначальное натяжение цепи (обычно принимают 50 = 1 -э ■ь 2 кН); w - коэффициент сопротивления движению ходовой части конвейера (см. гл. 3); у,—линейная нагрузка иа различных участках и ветвях трассы конвейера, Н/м (масса тележек принимается приближенно по проектным данным и аналогии с действующими установками); /, —длины отдельных участков конвейера с различными линейными нагрузками, м.
Цепенесущие конвейеры
Цспенесущий конвейер имеет две вертикально замкнутые тяговые цепи (обычно пластинчатые катковые), па пластинах которых через определенный шаг укреплены упоры — гнезда. На упоры (или на торцы уширенных пластин цени) укладывают транспортируемый груз. Цепи движутся па катках по направляющим путям.
Цепенесущие конвейеры имеют горизонтальную прямолинейную или комбинированную трассу (рис. 9.6). При комбинированной трассе начальный или конечный (или тог и другой) участок делают наклонным для размещения натяжного устройства и привода в приямке, под полом, в целях удобства установки и съема изделий с конвейера и предупреждения загромождения пола производственного помещения.
По конструкции цепенесущие конвейеры значительно проще обычных тележечных, однако их можно использовать только для изделий с удобными опорными поверхностями.
Цепенесущие конвейеры применяют для перемещения автомобилей, тракторов и других подобных изделий на линиях главной сборки, для межопера- пнонного транспортирования крупных деталей, для транспортирования горячих изделий в процессе их охлаждения, а также в качестве подвижного пода нагревательных печей. На конвейере для сборки автомобилей (см. рис. 9.6) в процессе сборки изделие проходит через покрасочную н сушильную камеры, обслуживаемые отдельным самостоятельным участком 77 конвейера. Разделение конвейера на три участка сделано для того, чтобы не допустить загрязнения краской всего конвейера. Конвейер приводится в движение от одного общего привода. Отдельные участки соединены друг с другом цепными передачами, которые на участках 7 — 7/7 являются передаточными устройствами для перемещения изделия с одного участка на другой.
Для транспортирования бутылок, кон-
Гоаийи — 2 ?^эиэаноя энхеьних
-эевп — 9 5тчс1эиех эинчвитХэ и BEHhoardxou — f :ояхэиойюЛ aoHhoxeiradau — ^ 5hiXu aHtncHBirgEdBEH — f tnuan энаохкх — j togiayodiaX эонжихин — [ : на [гидом ox яг хияослЯх нлйодэ киг гЛаиавном охэтХээнэпэП вмахд -д-^ -эид
Рис. 9.7. Схема многорядного цепенесущего конвейера с пространственной вильчатой цепью:
а — схема трассы одного ряда цепи; б — средняя часть конвейера с разветвлениями
сервных банок и других однородных грузов-изделий применяют однорядные и многорядиые цепенесущне конвейеры с вильчатой цепью (рис. 9.7). Вильчатая цепь (см. рис. 2.16, в) — стальная (литая или штампованная) или пластмассовая характеризуется увеличенными зазорами в шарнире, благодаря чему конвейеры с такой цепью могут иметь пространственную трассу. Цепь располагается в узком желобе и скользит по его дну; боковые стенки желоба служат направляющими на горизонтальных поворотах трассы. Изделия устанавливаются непосредственно на звенья цепи и движутся внутри желоба.
Цепенесущне конвейеры с пространственной вильчатой цепью получнлн широкое распространение на участках наполнения, мойки, упаковки, сортирования бутылок н банок и других транспортно-технологических линиях.
Основные параметры конвейеров: скорость движения цепи 0,3 —0,5 м/с; линейная нагрузка 50— 1000 Н/м; коэффи-
циенты трения скольжения стальной цепи по стали без смазывания /— — 0,40 ч- 0,45, при смазывании маслом или водой с мылом/=0,15 л- 0,2; коэффициент сопротивления на горизонтальных поворотах ^ = 1,1 при угле поворота 15" и ^ — 1,5 при повороте иа 90".
При повышенных нагрузках цепь снабжают катками.
Выбор параметров н тяговый расчет цепенееущих конвейеров выполняют так же, как и вертикально замкнутых тележечных (см. п. 9.2) или подвесных пространственных (см. гл. 8) конвейеров.
Горизонтально замкнутые напольные тележечные конвейеры
для транспортирования литейных форм
Общее устройство
Наибольшее распространение имеют тележечные конвейеры трех типов для перемещения литейных форм: конвейеры с раздельными тележками-платформами для транспортирования форм по горизонтально замкнутой одноплоскостной (тип Г, рис. 9.8) и пространственной (тип П, рис. 9.9) трассам и конвейеры с перекрывающими платформами (со сплошным настилом) с одноплоскостной трассой (тип ГС). Основные параметры этих конвейеров регламентированы в ГОСТ 5938 — 73.
Горизонтально замкнутый напольный тележечный конвейер типа Г (рис. 9.8) состоит из центрально расположенной тяговой цепи 3 (оси шарниров которой располагаются вертикально) с прикрепленными к ней тележками-платформами 2, движущимися, по двум направляющим путям 4; привода 5 и натяжного устройства /. Ходовая часть конвейера (рис. 9.10) состоит из пластинчатой катковой цепи 2, одноосных тележек 3, жестко прикрепленных к пластинам цепи, платформ 5, на которые устанавливают транспортируемые опоки, и щит-
Рис. 9.8. Горизонтально замкнутый одноплоскостной тележечный конвейер типа Г для литейных форм (Союзпроммех а низания)
Рис. 9.9. Схема пространственного тележечного конвейера типа П для литейных форм (Союзпроммеханизация)Рис. 9.9. Схема пространственного тележечного конвейера типа П для литейных форм (Союзпроммеханизация)
Рис. 9.9. Схема пространственного тележечного конвейера типа П для литейных форм (Союзпроммеханизация)
Рис. 9.9. Схема пространственного тележечного конвейера типа П для литейных форм (Союзпроммеханизация)
Рис. 9.10. Ходовая часть конвейера типа Г для транспортирования литейных форм:
а — общий вид; б — схема сборки цепи с одинаковым шагом; в—схема сборки цепи с разным шагом; г — узел шарнира тяговой цепи между платформами; б — узел шарнира тяговой цепи под платформой
Рис. 9.11. Схема трассы горизонтально замкнутых тележечных конвейеров типов Г и ГС конструкции Союз- проммеханизации:
П — привод; НУ — натяжное устройство
Заливка Формовка
г)
Охлаждение
Формовка
е)
5)
Охлаждение . П выбивка I а)
ков 4, предохраняющих цепь от загрязнения землей и брызгами металла. Каждая платформа опирается на две тележки и соединяется с ними прн помощи штырей, причем на одной тележке (ведущей) отверстие для штыря выполняют круглым, а на другой — овальным для компенсации сокращения расстояния между тележками на криволинейных поворотных участках трассы.
На втулках тяговой цепи устанавливают катки 1, снабженные шарикоподшипниками или коническими роликоподшипниками (см. рис. 2.7); катки движутся между направляющими шинами и исключают возможность бокового сдвига тележек с рельсовых путей.
Секцию тяговой цепи, приходящуюся на одну платформу, составляют из двух или четырех звеньев, причем в четырехзвенной секции шаг звеньев цепи может быть различным (например, 250 и 400 мм) в зависимости от шага платформ (рис. 9.10,6 и в\ В каждой секции в звене между платформами один шарнир делают подвижным, для чего отверстия во внутренних пластинах с одной стороны выполняют удлиненными (рис. 9.10, г). Подвижные шарниры допускают некоторое сокращение длины цепи при действии усилий сжатия и позволяют в отдельных случаях устанавливать конвейеры этого типа без натяжных устройств, компенсируя возможное несоответствие в длинах цепи и контура направляющих путей.
Наличие отдельных одноосных тележек с без ребордными катками, прикреп
ленных к пластинам ка гковой цепи, и шарнирное крепление платформ к тележкам обеспечивают возможность поворота ходовой части конвейера в любую сторону в горизонтальной плоскости по сравнительно небольшим радиусам. Благодаря этому качеству ходовой части конвейеры могут иметь трассы самого разнообразного очертания (рис. 9.11).
Общая длина трассы конвейера определяется как сумма длин отдельных его участков по обслуживаемым технологическим зонам литейного процесса (рис. 9.11). Участок формовки и сборки составляет обычно около 30 — 50 м, заливки 10—15 м, охлаждения 40 — 60 м, выбивки 3 — 10 м.
Основными преимуществами конвейеров этого типа являются легкая приспособляемость трассы к производственным условиям, возможность использования всей длины конвейера, высокая надежность и возможность широкой механизации загрузки и разгрузки.
Конвейер с раздельными тележками и пространственной трассой типа П (см. рис. 9.9) имеет в принципе такую же конструкцию, как и конвейер типа Г, с той лишь разницей, что у него тяговая цепь снабжена дополнительным шарниром с горизонтальным валиком 1 (рис. 9.12) для обеспечения поворота ходовой части в вертикальной плоскости. Основными преимуществами конвейеров с пространственной трассой являются рациональное использование производственной площади, улучшение
Рнс. 9.12. Ходовая часть конвейера типа П конструкции Союзпроммеханизации
Рис. 9.13. Горизонтально, замкнутый тележечный конвейер типа ГС конструкции Союзпроммеханйзацни: о — общий вид; б — ходовая часть
Размер платформ, ммШаг плат-Примерная масса 1 м ходовой частиГрузо- подъем-Максимальный радиус поворота ходовойКоэффициент сопротивления движениюРекомендуемые средние скорости движения тележек, м/минШирина5Длина /форм dTl ммпри платформе с плоской плитой, кг/мплатформы, тчасти /?г в горизонтальной плоскости, мтележек на прямолинейных участках w5006508001000800100012502202001800,51,250,0253; 4,8; 7,565065080010001250800100012501600260 225-320 210-2902500,50,5-10,5-111,60,0201,9; 3; 4,8; 7,58008001000125016001000125016002000340 320-380 280-34032011 -21 -2211-21-220,0201,9; 3; 4,8; 7,5100010001250160020001250' 160020002500430 370-780 350-6905902 2-4 2-442,50,0151,2: 1,9; 3120012501600200025001600200025003150860 780-980 680-8807904 4-8 4-883,153,153,152,50,0151,2; 1,9Размер платформ, ммШаг плат-Примерная масса 1 м ходовой частиГрузо- подъем-Максимальный радиус поворота ходовойКоэффициент сопротивления движениюРекомендуемые средние скорости движения тележек, м/минШирина5Длина /форм dTl ммпри платформе с плоской плитой, кг/мплатформы, тчасти /?г в горизонтальной плоскости, мтележек на прямолинейных участках w5006508001000800100012502202001800,51,250,0253; 4,8; 7,565065080010001250800100012501600260 225-320 210-2902500,50,5-10,5-111,60,0201,9; 3; 4,8; 7,58008001000125016001000125016002000340 320-380 280-34032011 -21 -2211-21-220,0201,9; 3; 4,8; 7,5100010001250160020001250' 160020002500430 370-780 350-6905902 2-4 2-442,50,0151,2: 1,9; 3120012501600200025001600200025003150860 780-980 680-8807904 4-8 4-883,153,153,152,50,0151,2; 1,99.1. Основные параметры тележечных конвейеров конструкции Союзпроммеханизации для транспортирования литейных форм по ГОСТ 5938 — 73 (см. рис. 9.8, 9.9)9.1. Основные параметры тележечных конвейеров конструкции Союзпроммеханизации для транспортирования литейных форм по ГОСТ 5938 — 73 (см. рис. 9.8, 9.9)
Размер платформ, мм
Шаг плат-
Примерная масса 1 м ходовой части
Грузо- подъем-
Максимальный радиус поворота ходовой
Коэффициент сопротивления движению
Рекомендуемые средние скорости движения тележек, м/мин
Ширина
5
Длина /
форм dTl мм
при платформе с плоской плитой, кг/м
платформы, т
части /?г в горизонтальной плоскости, м
тележек на прямолинейных участках w
500
650
800
1000
800
1000
1250
220
200
180
0,5
1,25
0,025
3; 4,8; 7,5
650
650
800
1000
1250
800
1000
1250
1600
260 225-320 210-290
250
0,5
0,5-1
0,5-1
1
1,6
0,020
1,9; 3; 4,8; 7,5
800
800
1000
1250
1600
1000
1250
1600
2000
340 320-380 280-340
320
1
1 -2
1 -2
2
1
1-2
1-2
2
0,020
1,9; 3; 4,8; 7,5
1000
1000
1250
1600
2000
1250
' 1600
2000
2500
430 370-780 350-690
590
2 2-4 2-4
4
2,5
0,015
1,2: 1,9; 3
1200
1250
1600
2000
2500
1600
2000
2500
3150
860 780-980 680-880
790
4 4-8 4-8
8
3,15
3,15
3,15
2,5
0,015
1,2; 1,9
Размер платформ, мм
Шаг плат-
Примерная масса 1 м ходовой части
Грузо- подъем-
Максимальный радиус поворота ходовой
Коэффициент сопротивления движению
Рекомендуемые средние скорости движения тележек, м/мин
Ширина
5
Длина /
форм dTl мм
при платформе с плоской плитой, кг/м
платформы, т
части /?г в горизонтальной плоскости, м
тележек на прямолинейных участках w
500
650
800
1000
800
1000
1250
220
200
180
0,5
1,25
0,025
3; 4,8; 7,5
650
650
800
1000
1250
800
1000
1250
1600
260 225-320 210-290
250
0,5
0,5-1
0,5-1
1
1,6
0,020
1,9; 3; 4,8; 7,5
800
800
1000
1250
1600
1000
1250
1600
2000
340 320-380 280-340
320
1
1 -2
1 -2
2
1
1-2
1-2
2
0,020
1,9; 3; 4,8; 7,5
1000
1000
1250
1600
2000
1250
' 1600
2000
2500
430 370-780 350-690
590
2 2-4 2-4
4
2,5
0,015
1,2: 1,9; 3
1200
1250
1600
2000
2500
1600
2000
2500
3150
860 780-980 680-880
790
4 4-8 4-8
8
3,15
3,15
3,15
2,5
0,015
1,2; 1,9
9.1. Основные параметры тележечных конвейеров конструкции Союзпроммеханизации для транспортирования литейных форм по ГОСТ 5938 — 73 (см. рис. 9.8, 9.9)
9.1. Основные параметры тележечных конвейеров конструкции Союзпроммеханизации для транспортирования литейных форм по ГОСТ 5938 — 73 (см. рис. 9.8, 9.9)
санитарных условий работы в литейном цехе, когда участки формовки и заливки размещаются на первом этаже, а участки охлаждения и выбивки — в изолированном подвале. Радиусы поворота ходовой части в вертикальной плоскости 5 —8 м, наибольший угол подъема 6°.
У тележечных конвейеров типа ГС конструкции Союзпроммеханизации со сплошным настилом (рис. 9.13) для транспортирования литейных форм платформы имеют полукруглое (выпуклое с одной и вогнутое — с другой стороны) очертание торцовых сторон. Такое расположение платформ образует сплошной настил на прямолинейных и поворотных участках конвейера и надежно защищает его ходовую часть и пути от загрязнения и заплесков металла. Конвейер не имеет тяговой цепи; функции грузонесущего и тягового элементов выполняют платформы с тележками.
Секция ходовой части конвейера (рис. 9.13,6) состоит из тележки 8, платформы 2, продольной балки 3 и соединительных звеньев 1. Тележка имеет горизонтальную ось 11с ходовыми катками 12 и роликами 10 и 9 для опоры платформ, вертикальную ось 7, которая является шарниром для соединения продольных балок 3 смежных секций, и коромысло 4 с горизонтальными катками 5. Ролики 10, расположенные ближе к продольной оси платформы, служат для опоры платформы своей секции, а ролики 9 — для опоры платформы смежной секции. Наличие опорных роликов уменьшает потери на трение при поворотах платформ. Коромысло с катками 5 обеспечивает направленное движение тележки на поворотных участках путей. Конвейер имеет гусеничный привод и пружинио-виитовое иатяжное устройство. В середине балки 3 закреплен ролик 6, при помощи которого
толкатель гусеничного привода перемещает ходовую часть конвейера.
Основные параметры тележечных конвейеров для транспортирования литейных форм даны в табл. 9.1; наибольшее рабочее натяжение тяговой цепи 30—50 кН; наибольшая скорость — 12 м/мин.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом горизонтально замкнутых тележечных конвейеров для литейных форм служит одна пластинчатая катковая цепь по ГОСТ 588 — 81 с увеличенной подвижностью некоторых шарниров (см. рис. 9,10, г).
Тяговым элементом пространственных конвейеров (см. рис. 9.9) является двухшарнирная цепь, которая имеет вертикальные и горизонтальные шарниры, позволяющие звеньям цепи свободно отклоняться в любую сторону, или обычная пластинчатая цепь с креплением к тележкам при помощи шарнира, ось которого перпендикулярна осям шарниров цепи. Тележки-платформы у пространственных конвейеров имеют упоры, предохраняющие сползание грузов на наклонных участках.
Платформы конвейеров для транспортирования литейных форм имеют три исполнения (рис. 9.14): с плоской плитой, с роликовым настилом и с поворотными плитами. Плоские плиты изготовляют из чугуна; с нижней стороны их укрепляют ребрами для жесткости и предохранения от коробления, а с наружной — выполняют канавки для свободного выхода газов из нижней опоки. Платформы с плоскими плитами применяют главным образом для тяжелых форм при загрузке и разгрузке конвейера краном или электроталью или для весьма легких форм при загрузке и разгрузке вручную. Платформы с роликовым настилом применяют для форм массой до 2000 кг при загрузке с роликовых конвейеров и разгрузке при помощи толкателя. Роликовый настил выполняют в виде двух секций, прикрепленных шарнирно к раме платформы
а)6)6)
Рис. 9.14. Платформы тележечных конвейеров для транспортирования литейных форм:
а — с плоской плитой (для конвейеров типов Г. ГС и II); 6 —с роликовым настилом (для конвейеров типа Г): в—с поворотными плитами (для конвейеров типа Г)
и отклоняемых в сторону для удобства удаления из-под роликов просыпавшейся земли.
Платформы с поворотными плитами изготовляют шириной до 650 мм и применяют для транспортирования без- опочного литья. Разгрузка такой платформы производится автоматически при помощи наклона плиты на криволинейной шине. На шину при движении конвейера накатывается ролик, укрепленный сбоку плиты, отчего плита принимает наклонное положение (см. рис. 9.4, в), и форма сползает с нее на выбивную решетку. Катки тележек конвейера делают из чугуна СЧ 15 с отливкой в кокиль или, чаще, из стали 45 с поверхностной закалкой обода токами высокой частоты и снабжают подшипниками качения (шариковыми или коническими роликовыми) для уменьшения тягового усилия. Из-за весьма тяжелы^ условий работы в литейных цехах узел
Рис. 9.15. Схема гусеничного привода тележечного конвейера :I — приводная звездочка; 2 — толкатель гусеничной цепи; 3 — направляющие шины; 4 — тяговая цепь конвейера; 5 — платформа; б — натяжная.звездочка; 7 — приводная (гусеничная) цепьРис. 9.15. Схема гусеничного привода тележечного конвейера :I — приводная звездочка; 2 — толкатель гусеничной цепи; 3 — направляющие шины; 4 — тяговая цепь конвейера; 5 — платформа; б — натяжная.звездочка; 7 — приводная (гусеничная) цепьРис. 9.16. Приводная цепь с толкателямиРис. 9.16. Приводная цепь с толкателямиподшипников должен иметь надежное лабиринтное уплотнение для предохранения их от засорения.
Рис. 9.15. Схема гусеничного привода тележечного конвейера :
I — приводная звездочка; 2 — толкатель гусеничной цепи; 3 — направляющие шины; 4 — тяговая цепь конвейера; 5 — платформа; б — натяжная.звездочка; 7 — приводная (гусеничная) цепь
Рис. 9.15. Схема гусеничного привода тележечного конвейера :
I — приводная звездочка; 2 — толкатель гусеничной цепи; 3 — направляющие шины; 4 — тяговая цепь конвейера; 5 — платформа; б — натяжная.звездочка; 7 — приводная (гусеничная) цепь
Рис. 9.16. Приводная цепь с толкателями
Рис. 9.16. Приводная цепь с толкателями
Привод — гусеничный (см. рис. 9.8 и 9.15), состоит из вертикально замкнутой приводной цепи 9 (см. рис. 9.8) с кулаками 70, приводной 7 и натяжной 77 звездочек, зубчатой передачи 6, редуктора 8, вариатора 75, клиноремениых передач 14, электродвигателя 13 и металлоконструкции 12. Толкатели приводной цепи (рис. 9.16) упираются в катки тяговой цепи конвейера и приводят ее в движение. Для выхода толкателя из зацепления с катком шаг толкателей иа приводной цепи должен быть на 3 — 5 мм меньше шага катков цепи конвейе
ра. Вследствие этого последующий толкатель включается в работу раньше выхода из зацепления предыдущего, благодаря чему обеспечивается непрерывная, без рывков передача усилия с приводной цепи на тяговую цепь конвейера.
Для предохранения механизмов привода от поломки при внезапной перегрузке зубчатое колесо приводного вала снабжают предохранительным срезным штифтом (см. гл. 2). Привод, как правило, устанавливают после наиболее загруженного участка, например после основной части охладительного участка, перед участком выбивки форм.
Типовые приводы Союзпроммехани-
Рис. 9.17. Натяжное устройство горизонтально замкнутого тележечного конвейераРис. 9.17. Натяжное устройство горизонтально замкнутого тележечного конвейеразации имеют расстояния между звездочками 2010 — 2675 мм и электродвигатели мощностью 1,5 — 15 кВт.
Рис. 9.17. Натяжное устройство горизонтально замкнутого тележечного конвейера
Рис. 9.17. Натяжное устройство горизонтально замкнутого тележечного конвейера
Haiнжное устройство (рис. 9,17) устанавливают на повороте конвейера на 180°. Оно представляет собой прочную раму 4, на которой крепят криволинейные участки рельсов 2 и направляющих путей 1. Рама опирается на опоры 3 и перемещается по ним при помощи натяжного винта 5. Ход натяжного устройства обычно составляет 500 — 600 мм. Концы рельсовых и направляющих путей натяжного устройства сопрягаются с неподвижными их частями при помощи раздвижных стыков.
Натяжное устройство необходимо обязательно устанавливать на конвейерах со сложной горизонтальной и пространственной трассой (см. рис. 9.11,6 — г, с и ж), а также на конвейерах большой длины (более 50 м). На тихоходных (и < 4 м/м ин) конвейерах с простой трассой (см. рис. 9.11,а) при небольшой длине (до 50 м) натяжные устройства можно не применять при условии обеспечения повышенной точности изготовления и монтажа конвейера. На конвейерах с прямоугольной трассой (см. рис. 9.11,0) натяжные устройства также не устанавливают, так как они получаются громоздкими и сложными.
Ходовые пути состоят из опорных и направляющих частей. Опорные пути выполняют из железнодорожных рельсов типа Р11, Р24 и РЗЗ, последние — для наиболее тяжелых конвейеров. Направляющие, между которыми движутся катки тяговой цепи, изготовляют из уголков (обычно 60 х 60 х 6 или 75 х х 60 х 6 мм). Пути крепят болтами к сварным или литым опорным башмакам.
Расчет конвейеров
Размеры платформы выбирают по габаритным размерам и массе перемещаемых грузов и принимают обычно на 100—150 мм больше габаритных размеров опок. По размерам тележек-платформ выбирают их шаг, кратный длине секции цепи. Среднюю расчетную скорость конвейеров для сборочных работ определяют по ритму технологических операций и по заданной производительности с учетом коэффициентов загрузки и использования конвейера по времени. По принятой скорости (обычно в пределах 1,2 —7,5 м/мин; см. табл. 9.1) проверяют и корректируют длины различных технологических участков и время нахождения грузов на них в соответствии с формулой (9.7).
Тяговый расчет конвейера выполняют обычным порядком по точкам, путем последовательного определения и суммирования сопротивлений на отдельных участках трассы конвейера. Массу ходовой части конвейера выбирают по табл. 9.1. Первоначальное натяжение принимают равным 1 — 1,5 кН. Сопротивления на участках трассы конвейера определяют по рекомендациям гл. 3.
Теоретические коэффициенты сопротивления движению тележек на прямолинейных участках конвейеров для транспортирования литейных форм конструкции Союзпроммеханйзации с катками на конических роликоподшипниках приведены в табл. 9.1.
Сопротивления на криволинейных участках определяют в зависимости от конструкции тележек и поворотного
устройства конвейера раздельно — для тележек и цепи. Сопротивления движению на вертикальных перегибах конвейеров с пространственной трассой вычисляют так же, как и для подвесных конвейеров (см. гл. 8).
Горизонтально замкнутые напольные тележечные конвейеры применяют не только для транспортирования литейных форм, но и для перемещения других разнообразных грузов-изделий (например, газовых 'плит, холодильников и т. п.) в различных технологических процессах (на сборке, мойке, окраске и т. п.). Их конструкции разнообразны, но значительно проще и легче, чем конструкции литейных конвейеров. Их выполняют с центральным и боковым расположением тяговой цепи (с консольными тележками), двухрельсовыми и однорельсовыми с приводом от поворотной звездочки или гусеничной цепи. Известны безцепные горизонтально замкнутые тележечные конвейеры с приводом от вращающейся трубы, стационарно устаиовлениой вдоль трассы перемещения тележек. Тележка имеет поворотный ведущий диск, который соприкасается с приводной трубой. Силы трения между диском и трубой обеспечивают перемещение тележки; поворот диска по отношению к оси трубы обусловливает скорость движения тележки. Когда диск располагается перпендикулярно к продольной оси трубы, тележка не движется. Управление движением тележек осуществляется при помощи направляющих шин, воздействующих на положение ведущего диска тележки.
Распределительные настольные
тележечные конвейеры с автоматическим адресованием
Общее устройство
На распределительном настольном тележечном конвейере (рис. 9.18, а, б) тележки прикреплены к тяговой цепи и движутся по направляющим путям опорной металлоконструкции на уровне
Рис. 9.18. Настольный тележечный конвейер:а — вертикально замкнутый: б — горизонтально замкнутый: / — пульт управления: 2 — тележка; 3 — адресоноситель автоматического адресования; 4 — короб для изделий (контейнер): 5 —толкатель для автоматической подачи короба на тележкуРис. 9.18. Настольный тележечный конвейер:а — вертикально замкнутый: б — горизонтально замкнутый: / — пульт управления: 2 — тележка; 3 — адресоноситель автоматического адресования; 4 — короб для изделий (контейнер): 5 —толкатель для автоматической подачи короба на тележкурабочих мест (обычно на высоте 700 — 800 мм). Транспортируемые грузы — швейные или обувные изделия, детали приборов, радиоприемников, телевизоров, мелкие детали машин и т. п, укладывают на тележку непосредственно или в специальной производственной таре — открытом коробе — контейнере. Загрузка может быть ручная или авто
Рис. 9.18. Настольный тележечный конвейер:
а — вертикально замкнутый: б — горизонтально замкнутый: / — пульт управления: 2 — тележка; 3 — адресоноситель автоматического адресования; 4 — короб для изделий (контейнер): 5 —толкатель для автоматической подачи короба на тележку
Рис. 9.18. Настольный тележечный конвейер:
а — вертикально замкнутый: б — горизонтально замкнутый: / — пульт управления: 2 — тележка; 3 — адресоноситель автоматического адресования; 4 — короб для изделий (контейнер): 5 —толкатель для автоматической подачи короба на тележку
матическая. При автоматической загрузке тара с грузом перемещается со стола рабочего места на тележку автоматически управляемым пневматическим или механическим толкателем. Масса единицы изделия и тары обычно составляет 0,1-25 кг.
Тележки конвейера (иногда контейнеры — открытые короба для грузов)
имеют адресоносители для автоматического адресования грузов по рабочим местам автоматической разгрузки, На рабочих местах, которые расположены вдоль конвейера, в пунктах разгрузки устанавливают считыватели и площадки приема грузов. Опорные плиты тележки делают поворотными или наклонными с управляемыми упорами; последние необходимы только для грузов, транспортируемых в коробах-контейнерах. При совпадении адреса адресоносителя тележки с адресом считывателя, установленного у рабочего места, поворотная плита тележки наклоняется при помощи включенной управляемой направляющей шины и транспортируемый груз-изделие соскальзывает на рабочее место. Эта же операция выполняется при наклонной плите, когда по сигналу считывающего устройства упор опускается и тара с грузом под действием силы тяжести соскальзывает с тележки на приемный стол рабочего места.
Конвейеры могут иметь централизованное управление адресованием грузов с центрального пульта по установленной программе или местное, с рабочего места. В последнем случае, рабочий, вы
полнив свою операцию и положив изделие на свободную тележку, сам назначает адрес дальнейшего, следования изделия. Тележки конвейера могут иметь непрерывное (обычно со скоростью 0,5 — 6 м/мин) или пульсирующее (со скоростью 8—10 м/мин) движение, управляемое с центрального пульта.
По конфигурации трассы и расположению тяговой цепи распределительные конвейеры бывают вертикально замкнутыми с неопрокидывающимися и опрокидывающимися тележками, горизонтально замкнутыми (рис. 9,18,6) и пространственными.
Конструкции распределительных тележечных конвейеров разнообразны в зависимости от технологических особенностей обслуживаемых ими производственных процессов (рис, 9,19).
Рис. 9.19. Поперечное сечение полуавтоматического горизонтально замкнутого настольного тележечного конвейера для транспортирования полуфабрикатов обуви:У — тяговая цепь; 2 — тележка; 3 — катки тележки; 4 — пути; 5 — контейнер с обувью; б — защелка для удержания контейнера на тележке конвейераРис. 9.19. Поперечное сечение полуавтоматического горизонтально замкнутого настольного тележечного конвейера для транспортирования полуфабрикатов обуви:У — тяговая цепь; 2 — тележка; 3 — катки тележки; 4 — пути; 5 — контейнер с обувью; б — защелка для удержания контейнера на тележке конвейераРаспределительные тележечные конвейеры предназначаются для межоиера- ционного транспортирования грузов-изделий между рабочими местами при поточном массовом и серийном производстве в легкой (швейной, обувной), радиоэлектронной, приборо- и машиностроительной промышленности, Благодаря широким возможностям автомати-
Рис. 9.19. Поперечное сечение полуавтоматического горизонтально замкнутого настольного тележечного конвейера для транспортирования полуфабрикатов обуви:
У — тяговая цепь; 2 — тележка; 3 — катки тележки; 4 — пути; 5 — контейнер с обувью; б — защелка для удержания контейнера на тележке конвейера
Рис. 9.19. Поперечное сечение полуавтоматического горизонтально замкнутого настольного тележечного конвейера для транспортирования полуфабрикатов обуви:
У — тяговая цепь; 2 — тележка; 3 — катки тележки; 4 — пути; 5 — контейнер с обувью; б — защелка для удержания контейнера на тележке конвейера
ческого адресования изделий и конструктивным особенностям распределительных конвейеров их применяют даже при отсутствии строгой последовательности в расстановке технологического оборудования по производственному процессу, а также для одновременного обслуживания нескольких производственных бригад, выполняющих операции с различным ритмом. Последнее возможно потому, что производственные операции в данном случае выполняются не непосредственно на тележках конвейера (как на сборочных конвейерах), а на рабочих местах рядом с конвейером, и распределение грузов- изделий производится самим рабочим или диспетчером по заранее обусловленной программе, Поэтому гележки с изделиями могут циркулировать по трассе конвейера и подавать изделия (разгружаться) на любое заданное рабочее место.
Основные параметры распределительных тележечных конвейеров: грузоподъемность тележки 10, 25, 50 кг; ширина платформ 250 — 300 мм, длина соответственно 400-800 мм. Применяемая производственная тара — стандартная,
Распределительно-сортировочный тележечный конвейер фирмы Телефлекс (Франция) с пространственной трассой (рис. 9.20) имеет тележки 5, прикрепленные к пластинам двухшарнирной цепи 5. Грузоиесущая часть тележки состоит из двух полок 1, которые могут поворачиваться вокруг оси 2 при воздействии на направляющий каток 4. Тележки движутся по путям б, а цепь — по путям 7 из гнутых тонкостенных профилей. В местах загрузки или разгрузки каток 4 встречается с направляющей шиной и наклоняет полку / для приема груза или его скольжения в приемное устройство. Управление погрузочно-разгрузочными пунктами автоматизировано. Загрузка конвейера производится при помощи автоматически управляемых роторных загрузочных устройств.
Рис. 9.20. Поперечное сечение тележечного конвейера фирмы Телефлекс (Франция) с автоматической загрузкой и разгрузкой
Конвейер предназначен для перемещения и сортирования посылок, кип, мешков, свертков и других массовых штучных грузов.
Параметры конвейеров: грузоподъемность тележки — 10, 30 н 70 кг при длине соответственно 600, 900 и 1200 мм. Благодаря широкому применению пластмасс в деталях цепи и тележки скорость тележек достигает 150 м/мин. Цепь имеет шаг 203 мм, радиус поворота пути 0,6 —1,8 м; привод — угловой или гусеничный, [ яговое усилие 8 — 15 кН.
Элементы конвейеров
Тяговым элементом распределительных конвейеров основных типов служит, как правило, одна тяговая цепь — пластинчатая роликовая с шагом 80— 100 мм по ГОСТ 588 — 81; двухшарнирная с шагом 160 — 200 мм, иногда приводная пластинчатая цепь с шагом 25,4 — 38,1 мм; известно также применение круглозвенных цепей, В вертикально замкнутых конвейерах с неопрокиды-
Бающимися тележками используют две стандартные тяговые пластинчатые цепи по ГОСТ 588 — 81. Двухшарнирные цепи применяют для горизонтально замкнутых конвейеров со сложной трассой, а также главным образом для пространственных конвейеров.
Тележки выполняют с гладкой горизонтальной или наклонной плитой или с роликовым настилом. Каркас тележки жестко прикреплен к звену цепи и иногда снабжен дополнительным направляющим катком (см. рис. 9.19). При применении двухщарнирной цепи тележка собственных катков может ие иметь.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое.
Привод, как правило, редукторный, такой же конструкции, как и угловой привод подвесных конвейеров, с верхним расположение^ приводного вала и размещением приводной звездочки над редуктором, У конвейеров с пульсирующим движением в приводе устанавливают колодочный тормоз для ликвидации свободного выбега ходовой части и точной фиксации остаиовки тележек.
Металлоконструкцию средней части выполняют из прокатных профилей и труб, с боковых сторон закрывают щитами для обеспечения требований техники безопасности. Часто ее оснащают регулируемыми по высоте сиденьями для рабочих, ступеньками и погрузочно-разгрузочными столами на уровне рабочих мест.
Системы автоматического адресования в распределительных конвейерах служат для распределения грузов по заданным пунктам разгрузки — адресам, а также для количественного и номенклатурного учета транспортируемых изделий. Конструкции применяемых систем адресования разнообразны, но наиболее часто используют бесконтактную систему с местным управлением.
Тележка разгружается при наклоне поворотной плиты, на которой находится груз, или при перемещении запорного штифта, препятствующего сдвигу тары с грузом.
При движении после разгрузки тележка специальным рычагом снова устанавливает исполнительный механизм в рабочее положение. Конвейер имеет автоматическую систему блокирования, исключающую возможность разгрузки тележки на занятое рабочее место. Если заданный адрес занят, то тележка не разгрузится и пойдет к следующему рабочему месту с этим адресом или же сделает полный кругооборот по трассе конвейера.
Расчет распределительных конвейеров выполняют так же, как и расчет других тележечных конвейеров (см, пп. 9.2, 9.4 и гл, 3).
Задачи научных исследований
В задачи научных исследований конвейеров входят:
экспериментальное определение коэффициентов сопротивления движению ходовой части конвейера на всех участках трассы сложного профиля в реальных условиях эксплуатации;
определение динамических нагрузок на цепь при пуске конвейера с пространственной трассой;
выбор оптимального расположения привода на конвейере для литейных форм со сложной пространственной трассой;
определение сопротивления движению ходовой части на горизонтальных поворотах тележечного конвейера для литейных форм;
определение спектра нагрузок на катки тележек конвейера для литейных форм со сложной пространственной трассой за один цикл движения цепи по контуру трассы;
оптимальная организация работы распределительного конвейера при различном ритме выполнения рабочих операций;
организация работы распределительного конвейера в качества транспортного и склада — накопителя.
10.1. Основные типы 30910.2. Грузоведущис вертикально замкнутые конвейеры 31110.3. Штанговые конвейеры 31410.4. Горизонтально замкнутые и простран10.1. Основные типы 30910.2. Грузоведущис вертикально замкнутые конвейеры 31110.3. Штанговые конвейеры 31410.4. Горизонтально замкнутые и пространственные грузоведущие тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 31610.5. Шагающие конвейеры 32310.6. Задачи научных исследований 328ственные грузоведущие тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 31610.5. Шагающие конвейеры 32310.6. Задачи научных исследований 328Основные гипы
10.1. Основные типы 309
10.2. Грузоведущис вертикально замкнутые конвейеры 311
10.3. Штанговые конвейеры 314
10.4. Горизонтально замкнутые и простран
10.1. Основные типы 309
10.2. Грузоведущис вертикально замкнутые конвейеры 311
10.3. Штанговые конвейеры 314
10.4. Горизонтально замкнутые и простран
ственные грузоведущие тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 316
10.5. Шагающие конвейеры 323
10.6. Задачи научных исследований 328
ственные грузоведущие тележечные конвейеры с автоматическим адресованием 316
10.5. Шагающие конвейеры 323
10.6. Задачи научных исследований 328
Грузоведущим называется конвейер, на котором под действием тягового элемента штучные грузы транспортируются на собственном колесном ходу (рис. 10.1), на тележках, движущихся по полу или по уложенным на нем направляющим путям, скольжением по настилу, а также качением по стационарным неприводным роликам. У грузоведущего конвейера тележка нс прикреплена к тяговому элемен ту и перемещается им при помощи толкателя или saxsata. В этом основное отличие грузоведущих конвейеров от грузонесущих тележечных конвейеров, рассмотренных в гл. 9.
Тяговым элементом грузоведущего конвейера служат одна или, реже, две цепи, канат, комбинация цепи с одной- двумя жесткими штангами, жесткие одна или две штанги. Конвейеры с тяговым элементом в виде жесткой балки- штаиги или сочетания штанги с цепью (канатом, тягой) называют штанговыми. Особые группы штанговых конвейеров составляют скребково-штанговые конвейеры для насыпных грузов и специальные штанговые для транспортирования витой металлической стружки (см. гл. 6). Однако по характеру перемещения грузов их нельзя назвать грузоведу
щими, поэтому в дайной главе они не рассматриваются.
По расположению тяговой цепи грузоведущие тележечные конвейеры могут быть вертикально или горизонтально замкнутые или пространственные. Тяговая цепь может располагаться на полу помещения, под ним или же вверху на подвесном пути. Соответственно этому различают грузоведущие тележечные конвейеры с напольным, подпольным и подвесным расположением тяговой цени. Последние были рассмотрены в п. 8.5.
Преимуществами грузоведущих конвейеров являются простота конструкции и невысокая стоимость, малые габаритные размеры, отсутствие загромождения производственной площади (исключение составляют конвейеры с напольным расположением цепи, но они имеют ограниченное распространение), широкие возможности автоматизации. Конвейеры с пространственной трассой и с автоматическим адресованием тележек обеспечивают бесперегрузочное транспортирование грузов по сложной трассе на разных этажах здания. Грузоведущие тележечные конвейеры легко взаимодействуют со средствами напольного периодического транспортирования: авто- и электротележками, автопогрузчиками, автомашинами и кранами-
Рис. 10.1. Вертикально замкнутый грузоведущий безтележечный конвейер для сборки трактора с захватом его за иеиь конвейера
штабелерами. Все погрузочно-разгрузочные операции с грузами могут выполняться этими машинами в едином транспортно-производственном цикле.
К недостаткам грузоведущих конвейеров относятся сложность обслуживания при подпольном расположении тяговой цепи, путей и оборудования, необходимость возврата пустых тележек у вертикально замкнутых конвейеров.
Грузоведущие конвейеры применяют для перемещения штучных грузов при поточном производстве на сборочных, отделочных, ремонтных, распределительных и других подобных транспортно-технологических линиях механосборочных цехов, ремонтных баз и механизированных складов. Подобные области использования характерны для шагающих конвейеров, которые не имеют тележек и перемещают грузы на продольной раме, движущейся возвратно-поступательно.
Конвейеры для сборочных и других технологических операций имеют непрерывное или пульсирующее движение, их скорость определяется ритмом технологической операции и шагом рабочих мест (см. гл. 9).
Грузоведущие вертикально замкнутые конвейеры
Общее устройство
Грузоведущий вертикально замкнутый конвейер без тележек (см. рис. 10.1) или с тележками (рис. 10.2) состоит из тяговой цепи (поз. 3 на рис. 10.1 и поз. 4 на рис. 10.2), огибающей приводную (поз. 1 на рис. 10.1 и поз. 2 на рис. 10.2) и натяжную (поз. 8 на рис. 10.1 и ноз. 5 на рис. 10.2) звездочки и движущейся по направляющим путям 7 скольжением (см. рис. 10.1, 10.2) или качением на ходовых катках 2 (рис. 10.3), опорной металлоконструкции б (см. рис. 10.1), привода (поз. 2 на рис. 10.1 и поз. 1 на рис. 10.2), натяжного устройства 9 (см. рис. 10.1) и поворотных устройств 4.
Транспортируемый груз (трактор, ва
гон, автомобиль, самолет и т. и.) перемещается своим ходом или на тележке 3 (см. рис. 10.2) по специальным путям 10 (см. рис. 10.1), уложенным непосредственно па полу, вне металлоконструкции конвейера, что позволяет значительно упростить и облегчить ее. При перемещении на собственном ходу груз соединяется с тяговой цепью крючками или тягами 5 (см. рис. 10.1), которые автоматически или вручную отсоединяются от груза в конце конвейера. При транспортировании груза на тележке (а также при скольжении его по пастилу или качении по роликам) на тяговой цепи устанавливают толкатели (поз. б на рис. 10.2 и поз. 1 на рис. 10.3). которые упираются в захваты (поз. 2 на рис. 10.2 и поз. 3 на рис. 10.3) тележек или непосредственно в упоры грузов и перемещают их по путям. Захват имеет одностороннее шарнирное крепление к раме тележки с упором в сторону движения, что позволяет свободно подкатывать тележки к толкателю цепи.
Привод и натяжное устройство конвейера располагают в приямках под полом, чтобы обеспечить свободный подход для установки и съема грузов и отвода тележки. Установка и съем груза на конвейере производятся грузоподъемными средствами, или же груз (например, трактор) съезжает с последней позиции собственным ходом. За последней позицией на конвейере обычно устанавливают конечный выключатель, останавливающий конвейер, если груз с него не снят.
Вертикально замкнутые конвейеры широко применяют при сборке и ремонте вагонов и платформ и их отдельных частей — тележек, рам. кузовов. Отдельную конструктивную 1 руину представляют вертикально замкнутые грузоведущие конвейеры для перемещения грузов по роликовому (рис. 10.4) или сплошному настилу. Эти конвейеры (их называют также цепными толкателями) применяют для перемещения литейных форм, пустых опок в литейных цехах, для проталкивания слитков в печах и т. п.
Рис. 10.2. Схема вертикально замкнутого грузоведущего тележечного конвейера с горизонтальной трассой движения тележекРис. 10.2. Схема вертикально замкнутого грузоведущего тележечного конвейера с горизонтальной трассой движения тележек
Рис. 10.2. Схема вертикально замкнутого грузоведущего тележечного конвейера с горизонтальной трассой движения тележек
Рис. 10.2. Схема вертикально замкнутого грузоведущего тележечного конвейера с горизонтальной трассой движения тележек
Рис. 10.3. Ходовая часть грузоведущего тележечного конвейера:
а — конструкция; б — расчетная схема
Тяговый элемент — одна цепь любого типа, чаще всего — пластинчатая безвту- лочная или втулочная с шагом 80 — 200 мм по Г ОСТ 588 — 81, иногда стальной канат диаметром 15 — 22 мм. Ведущие толкатели шарнирно или жестко присоединяют к звеньям цепи на расстоянии шага транспортируемых грузов. На тяговом канате прикрепляют крюки- захваты, за которые зацепляются тяги для ведения груза на собственном ходу.
Направляющими путями для ходовой части служат швеллеры (см. рис. 10.1), уголки или узкоколейные рельсы (см. рис. 10.3). Для грузов, перемещаемых на своих колесах или на тележках с безре- бордными катками, направляющий путь состоит из швеллера, уложенного широкой полкой на пол (с одной стороны), и гладкой широкой полосы (с другой стороны) (см. рис. 10.1), чтобы исключить возможность заклинивания колес груза или тележки. Для перемещения вагонов путями служат железнодорожные рельсы.
Привод — редукторный, иногда с дополнительной ценной или зубчатой передачей. При необходимости плавного изменения скорости применяют вариатор. Для предохранения конвейера от поломок на одном из элементов привода устанавливают предохранительный штифт.
Для канатных конвейеров приводом служит барабанная лебедка реверсивного действия.
Натяжное устройство — винтовое или пружинно-винтовое и грузовое — для канатных конвейеров.
Расчет конвейеров
Основные параметры грузоведущих транспортных конвейеров определяют по формулам, приведенным в гл. 3; параметры технологических конвейеров находят по формулам гл. 9. Обычно длина конвейера достигает 300 м; скорость при непрерывном движении 0,1 — 6 м/мин, при пульсирующем 6 — 12 м/мин.
Рис. 10.4. Вертикально замкнутый грузоведущий конвейер для перемещения грузов по стационарным роликам:
7 — натяжная звездочка; 2 — толкатель; 3 - тяговая цепь; 4 — приводная звездочка: 5 — направляющий путь
Тяговый расчет выполняют путем последовательного определения сопротивлений на отдельных участках трассы. Поскольку груз перемещается на своих колесах, на тележке или по роликовому настилу, а цепь с толкателями — на собственных катках или волоком, то общее сопротивление на рабочей ветви вычисляют как сумму отдельных сопротивлений перемещению груза и цепи. Кроме того, необходимо учитывать дополнительное сопротивление от усилия, возникающего из-за консольного или наклонного приложения силы тяги по отношению к продольной оси цепи. Эта сила зависит от способа соединения тягового элемента с перемещаемым грузом или его тележкой. При транспортировании тележки с грузом при помощи закрепленных на цепи консольных толкателей (см. рис. 10.3,6) дополнительное сопротивление
W^W^W^h^, (10.1)
где Wr — сила сопротивления перемещению груза, Н; кд = (26//i)wu - коэффициент дополнительного сопротивления; b и h — расстояние между катками и вылет толкателя (см.
рис. 10.3, б); vvu - коэффициент сопротивления движению цепи.
При скольжении цепи по направляющему пути коэффициент сопротивления движению цепи равен коэффициенту трения стали по смазанной стали и можно принять wu = 0,25 д- 0,35. При передвижении цепи и тележек на катках коэффициент сопротивления определяется по формуле (3.23). При перемещении груза на своих колесах целесообразно коэффициент сопротивления определять экспериментально, замерив динамометром усилие передвижения груза, а если это невозможно, то находить его приближенно по формуле (3.23).
При качении груза по роликам коэффициент сопротивления вычисляют по формуле (3.23).
Штанговые конвейеры
Общее устройство
Грузоведущий штанговый конвейер (рис. 10.5) состоит из одного или двух вертикально замкнутых комбинированных тяговых элементов с толкателями, привода и натяжного устройства. Тяговый элемент движется возвратно- поступательно и перемещает груз с одной позиции на другую на своем ходу или же на одной или двух опорных тележках.
Комбинированный цепештанговый элемент на рабочей ветви состоит из нескольких соединенных между собой балок — штанг 3 с закрепленными на их концах отрезками цепи (или каната) 2, огибающими приводную 1 и натяжную 10 звездочки (барабан, блоки). Длина отрезков цепи на 2 — 3 м превышает длину рабочего хода конвейера. На обратной ветви тяговым элементом служит тяга 7 из круглого стального прута или стального каната диаметром 6 — 8 мм. Штанги 3 имеют опорные катки 5 и ведущие толкатели б, при помощи которых груз перемещается на своих колесах или на тележках 4 по рельсовым путям 9.
При включении электродвигателя привода 8 отрезки цепи со штангами приводятся в движение, и толкатели штанг передвигают грузы вперед на один шаг. Затем, при воздействии автоматического переключателя изменяется направление вращения электродвигателя, и штанги без грузов возвращаются в исходное положение.
Благодаря замене дорогостоящей цепи штангами с толкателями на основной части рабочей ветви и простыми тягами на обратной ветви штанговые конвейеры по сравнению с обычными цепными вертикально замкнутыми грузоведущими конвейерами имеют меньшую стоимость, проще в изготовлении и эксплуатации, особенно при большой длине и значительных нагрузках.
Штанговые конвейеры выполняют одноштанговыми с одним рядом штанг и двухштанговыми (рис. 10.5) с двумя независимыми друг от друга параллельными рядами штанг, приводимых в движение от одного общего привода. Последние применяют для транспортирования особо тяжелых и широких грузов при колее тележки более 3 м.
Особую конструктивную разновидность представляют штанговые конвейеры с реечным приводом, у которых ведущим (тяговым) элементом, служат одна или две жесткие штанги, расположенные вдоль всего конвейера, а гибкий элемент отсутствует.
Штанговые конвейеры применяют для перемещения в процессе сборки, изготовления или ремонта тяжелых и громоздких изделий и грузов (например, железнодорожных вагонов, платформ, самолетов, железобетонных изделий и т. п.).
Скорость движения штанг составляет 6 — 15 м/мин; масса перемещаемого изделия 0,5 — 50 т и более; длина конвейера 50 — 300 м; расстояние между штангами двухштанговых конвейеров 3 —8 м; рабочий ход штанги 5 — 30 м.
Обратный ход достигается реверсированием двигателя. Особое внимание уделяется согласованному положению толкателей на обеих штангах.
Рис. 10.5. Схема грузоведу шего двухштангового конвейераРис. 10.5. Схема грузоведу шего двухштангового конвейера
Рис. 10.5. Схема грузоведу шего двухштангового конвейера
Рис. 10.5. Схема грузоведу шего двухштангового конвейера
Элементы конвейеров
Штанга конвейера (см. рис, 10.5) представляет собой балку из отдельных отрезков двутавра, сдвоенных швеллеров или призматических стержней. К штанге прикреплены опорные катки и толкатели. При помощи катков штанга движется по направляющим путям металлоконструкции конвейера, а толкателями перемещает грузы. Толкатели закрепляют жестко или шарнирно с упором в сторону рабочего движения на определенном расстоянии друг от друга, соответствующем шагу рабочих позиций на конвейере. Для уменьшения тягового усилия при пуске конвейера иногда применяют переменный шаг , толкателей. Это позволяет при пуске перемещать не сразу все грузы, а по отдельным группам или поочередно — один за другим, что значительно уменьшает инерционные силы.
Гибкий тяговый элемент — цепь любого типа, или канат. Последний применяют только для одноштангового конвейера, так как при двух штангах канаты из-за различной вытяжки не могут обеспечить их согласованное движение .
Привод и натяжное устройство обычного типа (см. п. 10.2).
Расчет конвейеров
Усилие перемещения штанги (Н) при рабочем ходе
^ш.р « ^д О т £ тт + пт^) + W штш +
+ pomj(Ю.2)
при обратном ходе
^ш.о * ^9 [w ш^ш + ВД], (Ю.З)
где ^ = 1,05 — коэффициент сопротивления движению цепи на оборотных звездочках; wT и №ш—коэффициенты сопротивления движению соответственно тележки и штанги; Vmr- общая масса всех транспортируемых на конвейере грузов, кг; и — число тележек на конвейере; тт и тш — массы соответственно тележки и штанги (или двух штанг для двухштангового конвейера) с катками и тол
кателями, кг; ро =0,25 — коэффициент трения скольжения цепи и тягового элемента по направляющим путям; тэ— общая масса гибкого тягового элемента (цепи и тяги), кг.
Типоразмер тяговой цепи и мощность приводного двигателя определяют по усилию И^р, сечение тяги обратного хода — по усилию Wm
Горизонтально замкнутые и пространственные грузоведущие тележечные конвейеры
с автоматическим адресованием
Общее устройство
Горизонтально замкнутый и пространственный грузоведущий напольный тележечный конвейер (рис. 10.6) имеет одну тяговую цепь 1, огибающую приводную 5 и. натяжную 4 звездочки, и поворотные устройства 2 и 3, располагаемые в одной или нескольких горизонтальных плоскостях на различных уровнях. Вертикальные перегибы цепи выполняют при помощи направляющих путей 6 так же, как в подвесных конвейерах (см. гл. 8).
Тяговая цепь конвейера может располагаться над полом (рис. 10.6 и 10.7, а) или ниже пола в узком продольном приямке (рис. 10.7,6). Связь тяговой цепи с грузовой тележкой осуществляется так же, как в подвесном толкающем конвейере (см. гл. 8). К звену цепи прикрепляют толкатель 11 жестко (см. рис. 10.6) или с односторонним шарниром. На тележке 7, транспортирующей груз, в первом случае выполняют односторонний шарнирный упор 8 или перемещающийся по вертикали стержень (рис. 10.7,6).
Тяговая цепь движется по направляющим тяговым путям 9 (рис. 10.6), поддерживаемая опорными планками 12 (часто непосредственно торцами звеньев) или каретками с катками (рис. 10.7). Тележки перемещаются по направляющим грузовым путям 10 (рис. 10.6) или, наиболее часто, непосредственно по полу производственного помещения.
Рис. 10.6. Схема и узлы пространственного грузоведущего тележечного конвейера с надпольным расположением цепи для отделки кабины автомобиляРис. 10.6. Схема и узлы пространственного грузоведущего тележечного конвейера с надпольным расположением цепи для отделки кабины автомобиля
Рис. 10.6. Схема и узлы пространственного грузоведущего тележечного конвейера с надпольным расположением цепи для отделки кабины автомобиля
Рис. 10.6. Схема и узлы пространственного грузоведущего тележечного конвейера с надпольным расположением цепи для отделки кабины автомобиля
Грузоведущие тележечные конвейеры с надпольным расположением путей и цепи (рис. 10.6 и 10.7, а) применяют главным образом на транспортно-технологических линиях (на сборке, окраске, сушке, мойке и т. п.) с простой горизонтально-замкнутой трассой, расположенных на межэтажных перекрытиях. Основным недостатком этих конвейеров
является загромождение пола направляющими путями; к преимуществам относятся отсутствие углубления в полу (сохранение поверхности пола), легкая доступность к пути и цепи для осмотра
Грузоведущие тележечные конвейеры с подпольным расположением путей <и цепи (рис. 10.7,6) имеют сложную горизонтально-замкнутую или пространственную трассу с механическими передачами тележек при помощи системы автоматического адресования с одного конвейерного контура на другой (рис. 10.8 и 10.9,п). При помощи автома-
и ремонта.жают адресе носителем системы автома-и ремонта.жают адресе носителем системы автома-Рис. 10.7. Грузоведущий тележечный конвейер с расположением тяговой цепи:а - над полом; б — под полом: / — тележка; 2 — ведущий стержень; 3. - выключатель; 4 — тяговая цепьРис. 10.7. Грузоведущий тележечный конвейер с расположением тяговой цепи:а - над полом; б — под полом: / — тележка; 2 — ведущий стержень; 3. - выключатель; 4 — тяговая цепьтически управляемых стрелок тележки направляются на ответвления, на которых захватываются толкателями вспомогательной цепи, и перемещаются в заданном направлении. Тележки снаб-
и ремонта.жают адресе носителем системы автома-
и ремонта.жают адресе носителем системы автома-
Рис. 10.7. Грузоведущий тележечный конвейер с расположением тяговой цепи:
а - над полом; б — под полом: / — тележка; 2 — ведущий стержень; 3. - выключатель; 4 — тяговая цепь
Рис. 10.7. Грузоведущий тележечный конвейер с расположением тяговой цепи:
а - над полом; б — под полом: / — тележка; 2 — ведущий стержень; 3. - выключатель; 4 — тяговая цепь
Рис. 10.8. Схема горизонтально замкнутого тележечного конвейера с подпольным расположением цепи для механизации транспортирования на железнодорожном складеРис. 10.8. Схема горизонтально замкнутого тележечного конвейера с подпольным расположением цепи для механизации транспортирования на железнодорожном складетического адресования. Взаимодействие адресоносителя со считывающими устройствами, расставленными по трассе конвейера перед стрелками тяговых путей, обеспечивает автоматическое распределение тележек по заданным адресам. Тележки имеют неуправляемый или управляемый ведущий стержень, поднимая и опуская который вручную или при помощи механического останова, можно останавливать тележку с грузом в любом месте трассы конвейера.
Рис. 10.8. Схема горизонтально замкнутого тележечного конвейера с подпольным расположением цепи для механизации транспортирования на железнодорожном складе
Рис. 10.8. Схема горизонтально замкнутого тележечного конвейера с подпольным расположением цепи для механизации транспортирования на железнодорожном складе
К преимуществам тележечных конвейеров с подпольным расположением тяговой цепи относятся беспрепятственное передвижение по полу (так как цепь расположена под ним) в пределах трассы конвейера любых других видов напольного транспорта и возможность создания сложных транспортно-технологических систем с автоматическим адресованием грузов. Недостатками являются сложность осмотра, обслуживания, очистки и ремонта тяговой цепи и механизмов, расположенных под полом, и наличие щели в полу, в которую могут попадать пыль, грязь и посторонние предметы; ограничение возможности
расположения путей на межэтажных перекры тиях. В некоторых конструкциях конвейеров предусматривается перекрытие щели резиновыми полосами, которые обеспечивают свободное прохождение ведущего стержня тележки и затем, благодаря упругости резины, надежно перекрывают щель в полу (см. рис. 10.5).
Несмотря на недостатки, конвейеры с подпольным расположением цепи получили наибольшее распространение в промышленности.
Характерный пример механизации транспортирования и распределения штучных грузов на железнодорожном складе при помощи разветвленной системы грузоведущих тележечных конвейеров с подпольным расположением цепи показан на рис. 10.8. Грузы прибывают в железнодорожных вагонах и распределяются по складу или подаются непосредственно на погрузочную площадку к автотранспорту. Погрузочно- разгрузочные операции на площадках выполняются автопогрузчиками, а штабелирование грузов па складе — крапами-штабелерами, а также специальными штабелирующими машинами.
Рис. 10.9. Грузоведущий конвейер с подпольным расположением цепи:а — схема пространственной трассы конвейера; б — ходовая часть и пути с разборной цепью (фирмы Вебб, США); в — то же, с пластинчатой цепью (фирма Фромме, ФРГ)Рис. 10.9. Грузоведущий конвейер с подпольным расположением цепи:а — схема пространственной трассы конвейера; б — ходовая часть и пути с разборной цепью (фирмы Вебб, США); в — то же, с пластинчатой цепью (фирма Фромме, ФРГ)Основные параметры грузоведущих напольных тележечных конвейеров с расположением цепи над полом и под полом регламентированы ГОСТ 15517 — 77, в котором предусмотрено применение на конвейерах стандартных тележек номинальной грузоподъемностью 50, 125, 250, 500, 1000, 2000 и 3200 кг.
Рис. 10.9. Грузоведущий конвейер с подпольным расположением цепи:
а — схема пространственной трассы конвейера; б — ходовая часть и пути с разборной цепью (фирмы Вебб, США); в — то же, с пластинчатой цепью (фирма Фромме, ФРГ)
Рис. 10.9. Грузоведущий конвейер с подпольным расположением цепи:
а — схема пространственной трассы конвейера; б — ходовая часть и пути с разборной цепью (фирмы Вебб, США); в — то же, с пластинчатой цепью (фирма Фромме, ФРГ)
В качестве тягового элемента используют разборные цепи по ГОСТ 589-74 с шагом 80, 100 и 160 мм; конвейеры имеют непрерывное движение с номинальной скоростью тележек 0,3 — 47,5 м/мин; углубление в полу для
цепи не более 250 мм от уровня пола (рис. 10.9).
В зарубежной практике известны конвейеры с тележками грузоподъемностью до 20 т. Наибольший угол наклона путей обычно не превышает 15°. Длина одноприводных конвейеров 50 — 500 м, миогоприводиых до 3 км.
Тележечный напольный конвейер Львовского конвейеростроительного завода имеет тележку грузоподъемностью 250 кг, двухшариирную цепь с шагом 200 мм и тяговым усилием до 4,5 кН; скорость до 25 м/мин, адресование — бесконтактное; количество адресов — 15.
Элементы конвейеров
Элементы оборудования, управления и автоматического адресования грузоведущих напольных тележечных конвейеров в значительной части унифицированы с элементами подвесных конвейеров, рассмотренными в гл. 8.
Тяговая цепь — разборная с шагом 80, 100 и 160 мм по ГОСТ 589-74 (рис. 10.9,6), двухшарнирная с шагом 160 и 200 мм или специальная пластинчатая без втулок (рис. 10.9, в).
Каретки и шарнирные упоры (рис. 10.9,6) такой же конструкции, как и тележки в подвесных толкающих конвейерах.
Грузовые тележки — на четырех или шести катках. У четырехколесной тележки передние катки поворотные (рояльного типа), задние — с жестким креплением оси. У шестиколесной тележки два передних и два задних катка поворотные, а два средних катка жестко прикреплены к общей оси. Такая тележка имеет хорошую проходимость и малое сопротивление движению на поворотных участках конвейера.
Катки со стальным ободом применяют редко, потому что они создают большое сопротивление при качении по негладкому засоренному полу и вызывают большой износ его покрытия. Стальные катки наиболее удобны при перемещении по полу из стальной плиты, по металлическим направляющим путям (см. рис. 10.6), по полу, загрязненному маслом, металлической стружкой или химикатами. Катки с пневматическими шинами хорошо приспособлены к любому покрытию пола, но они сжимаются под нагрузкой, при этом изменяется уровень ведущего стержня тележки, что может вызвать повреждение стержня или ведущей каретки. Наиболее универсальными являются катки с ободом из жесткой резины (грузовой шины). Они успешно применяются при любом покрытии пола.
В передней части тележки устанавливают шарнирное предохранительное
устройство, которое автоматически расцепляет ведущий стержень с тяговой цепью при столкновении тележки с каким-либо препятствием или же с другой тележкой.
Ходовые пути выполняют из прокатных или гнутых профилей коробчатого сечения по секциям длиной 3 - 6 м. На трассе конвейера через каждые 100 — 200 м размещают специальные смотровые (ремонтные) секции, которые не заливаются бетоном и обеспечивают доступ к ходовой части для ее осмотра, смазывания, очистки и ремонта.
Привод — редукторный, такого же типа, как и у подвесных конвейеров, но с верхним расположением приводной звездочки. Используют как угловые, так и, чаще всего, прямолинейные (гусеничные) приводы; широкое распространение получили многоприводные конвейеры.
Натяжное устройство может быть винтовым, пружинно-винтовым или гидравлическим.
Поворотными устройствами являются роликовые батареи, звездочки и блоки. Для уменьшения сопротивления перемещению цепи и увеличения срока ее службы применяют поворотное устройство в виде подвижного горизонтально замкнутого контура катковой цепи. Тяговая цепь прижимается к каткам цепи поворотного устройства и увлекает их за собой. Катки обкатываются по цепи и направляющей полосе. Катковая цепь поворачивается на оборотных звездочках.
Система авуоматического адресования и управления — централизованная или децентрализованная, каждая имеет свои оптимальные области применения в зависимости от конкретных условий. Следует иметь в виду, что для грузоведущих тележечных конвейеров конструктивное исполнение систем автоматического адресования существенно отличается от исполнения систем адресования подвесных конвейеров из-за разного расположения элементов адресования на тележках и у стрелочных переводов (на полу и под полом).
Из централизованных систем в наиболее простой запись адресов производится на магнитном барабане, объем памяти которого соответствует количеству адресных операций конвейера. Магнитный барабан вращается синхронно с приводом конвейера, но со значительно меньшей скоростью, как бы моделируя движение цепи конвейера по всей его трассе.
Более сложная централизованная система адресования состоит из набора регистров сдвига, которыми моделируется движение тележек по трассе. Расстояние между пунктом отправления и получателем груза соответствует определенному количеству импульсов, поступающих от специального датчика,, механически связанного с цепью конвейера. Логическая часть электрической схемы адресования построена на типовых феррит-траизисторных модулях, обеспечивающих большую компактность и надежность работы системы.
Операции адресования выполняются следующим образом. После загрузки тележки, введенной на трассу конвейера, отправитель груза нажимает на пульте управления кнопку, соответствующую адресу грузополучателя. По прибытии тележки с грузом к месту назначения выдается сигнал, - у получателя включается сигнальная лампа, и выводная стрелка переводится на прием для перемещения тележки с грузом к получателю.
Основными преимуществами централизованной системы являются отсутствие ад ресо носителя иа тележках и считывающего устройства перед переводными стрелками мест назначения; нахождение всех основных адресующих элементов не на трассе конвейера, а в шкафах пульта управления, что обеспечивает лучшую их сохранность; удобство обслуживания. К недостаткам относятся сложность устройства и коммутации, высокая стоимость.
Децентрализованная система адресования является более простой (особенно при малом количестве адресов) и имеет
много различных конструктивных контактных и бесконтактных исполнений, которые можно оптимально приспособить к конкретным условиям. Наиболее простую конструкцию имеет штифтовая система, при которой оператор вручную вставляет один или два вертикальных штифта в адресную пластину — адресо- носитель, размещенную на передней стенке тележки. Штифты взаимодействуют с элементами считывающих устройств, расставленных на трассе конвейера перед стрелочными переводами. Известны контактные и бесконтактные — фотоэлектрические, магнитные и радиочастотные способы считывания адресов.
У контактной системы адресования с управляемым (направляющим) клином (рис. 10.10) в передней части тележки 6 устанавливают двустороннюю поворотную планку — карту 5 ад ресоносите- ля с отверстиями (обычно до 10 отверстий с каждой стороны). В отверстия в различных, комбинациях сочетаний номеров вставляют адресующие штифты 4. Установка двух штифтов (один справа, другой слева) в различных комбинациях обеспечивает назначение до 100 адресов. При необходимости иметь до 20 адресов достаточно применить только один адресующий штифт, установив его в правую или левую часть карты. Второй штифт закрепляют в одном из отверстий. На трассе конвейера перед каждым ответвлением со стрелочной передачей размещают считыватель, состоящий из двух адресующих упоров 7, установленных в различных комбинациях поперек пути в. зоне прохода штифтов, и отклоняющего упора 8. Каждая тележка проходит через считыватель (рис. 10.10, а). Если расположение адресующих упоров 7 и штифтов 4 совпадает, они соприкасаются, отклоняя планку 5 (рис. 10.10,6) и отводят в сторону защелку 1. Направляющий клин 9 с роликом 10 опускается вниз по ведущему стержню 3 с рукояткой 2. Продолжая движение, тележка подводит направляющий клии 9 к отклоняющему упору 8, последний направляет ролик. 10 в про-
Рис. 10.10. Контактная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)Рис. 10.10. Контактная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)Рис. 10.11. Бесконтактная магнитная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)Рис. 10.11. Бесконтактная магнитная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)резь ответвления пути, и тележка переходит на отводной путь (рис. 10.10, в). Клин выполнен двусторонним для обеспечения вывода тележки иа правое или левое ответвление, смотря по назиаче- иию. Направляющий клин возвращается в исходное положение вручную или автоматически.
Рис. 10.10. Контактная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)
Рис. 10.10. Контактная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)
Рис. 10.11. Бесконтактная магнитная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)
Рис. 10.11. Бесконтактная магнитная система автоматического адресования тележек (фирма Вебб, США)
В бесконтактной магнитной системе адресования (рис. 1.0.11, а) тележка имеет двусторонний адресоиоситель 1 с пазами, в которые в соответствующей комбинации оператор вставляет один или два штифта 2, с прикрепленным на конце магнитом 3. В считывателе 4, находящемся под полом, в соответствующем порядке расположены малогабаритные датчики 5. При совпадении расположения штифтов с магнитами и датчиков считывателем подается команда иа включение стрелки отводного пути. Известны и другие конструкции бесконтактных систем адресования.
Расчет грузоведущих тележечных конвейеров выполняют так же, как подвесных толкающих и грузоведущих тележечных конвейеров с верхним расположением пути (см. гл. 8).
Шагающие конвейеры
Общее устройство
Шагающий конвейер служит дчя периодического перемещения штучных грузов по отдельным операциям технологического процесса в механических, сборочных, термических и других цехах различных отраслей промышленности, а также на заводах железобетонных изделий. Перемещение грузов происходит при помощи возвратно-поступательных горизонтальных и вертикальных («шагающих») движений подвижной рамы (рис. 10.12), на которую укладываются грузы.
Впервые шагающий конвейер был разработан в Советском Союзе институтом «Гипростанок» для поточных линий сборки станков; затем было создано несколько разновидностей конструкций конвейеров для сборки электродвигателей и других изделий.
Шагающий конвейер (рис. 10.12) состоит из неподвижной рамы I с направляющими роликами 2, подвижной рамы 3, расположенной внутри рамы Л
нескольких подъемников 4 с опорными катками 5, на которых лежит подвижная рама, и привода 6 для перемещения последней.
Конвейер работает следующим образом. Транспортируемый груз устанавливается на первую позицию неподвижной рамы, подвижная рама в это время находится в опущенном положении. Для передачи груза на следующую рабочую позицию подвижная рама поднимается подъемниками приблизительно на 20 мм выше уровня неподвижной рамы и подхватывает груз; включается привод, и подвижная рама перемещается вперед на один шаг, т. е. на расстояние между рабочими позициями. Затем подвижная рама опускается и устанавливает груз на неподвижную раму, после чего под действием привода возвращается в исходное положение.
При полностью заполненном конвейере подвижная рама перемещает грузы на всех рабочих позициях на один шаг вперед через равные промежутки времени, соответствующие ритму технологи
ческих операций. Таким образом весь цикл работы шагающего конвейера осуществляется автоматически за четыре последовательных хода подвижной рамы: подъем, рабочий ход (ход вперед), опускание и обратный ход (рис. 10.12,6).
Шагающий конвейер конструкции УЗПИ (Украинского заочного политехнического института) с пневматическими приводами для грузов массой до 200 кг (рис. 10.13) имеет пневмоцилиидр подъема 1 с подшипниками 2 и рычагами подъема 3 и И, пневмоцилиидр привода перемещения 4, тяг 5, подвижной рамы 6 и неподвижной рамы 7, транспортируемые грузы 8, направляющие 9 и опорные 10 ролики.
Конвейер работает по описанному ранее принципу (см. рис. 10.12,6).
Общая грузоподъемность конвейера 12 т; ход рамы (шаг грузов) 500 мм; рабочее давление Воздуха в пневмосистеме 0,49 МПа; обшая масса конвейера 3,6 т.
К преимуществам шагающих конвейеров относятся легкая доступность
Рис. 10.12. Шагающий конвейер:
а — схемы положений рамы конвейера за один цикл перемещения груза; б — схема перемещения рамы конвейера
Рис. 10.13. Шагающий конвейер с пневмоприводом конструкции УЗПИ
к грузу, стабильность его положения на неподвижной раме, сравнительная простота конструкции из-за малого числа вращающихся и трущихся пар. Недостатками являются ограниченность конфигурации трассы (конвейер может быть только прямолинейным), невозможность непрерывного движения, необходимость устройства приямков для рамы, подъемников и привода, если перемещение грузов происходит на уровне пола (см. рис. 10.12), постоянно повторяющиеся динамические нагружения привода и несущих конструкций из- за частых пусков, остановок и торможений.
В транспортных системах шагающие конвейеры легко взаимодействуют с подвесными, люлечными и роликовыми конвейерами и с автопогрузчиками, обеспечивая автоматическую перегрузку грузов с одной машины на другую.
Для увеличения количества грузов на конвейере при сохранении его общей длины применяют двухэтажный шагающий конвейер (рис. 10.14), представляющий собой систему вертикально замкнутых конвейеров. Он состоит из двух обычных шагающих конвейеров, расположенных один над другим, и двух гидравлических подъемников для передачи груза с одного конвейера на другой. На верхнем шагающем конвейере происходят, например, сборка и заливка литейных форм, иа иижнем — их охлаждение. Первый подъемник опускает залитые формы с верхнего конвейера на нижний, а второй поднимает остывшие формы.
Система работает следующим образом. При пуске поднимаются подвижные рамы верхнего и нижнего конвейеров с формами и опускаются оба подъемника (первый с формой, второй — без формы) до их нижиего положения. Затем подвижная рама верхнего конвейера перемещается с формами на шаг влево, а рама нижнего конвейера — вправо, захватывая при этом залитую форму с первого подъемника и передавая остывшую форму на второй подъемник. Достигнув крайнего по
ложения, подвижные рамы опускаются, и одновременно поднимаются оба подъемника (первый без формы, второй — с формой). В верхнем положении подъемники переключают приводы подвижных рам и при их обратном ходе возвращают рамы в исходное положение. При этом на первом подъемнике находится залитая форма, а со второго подъемника остывшая форма снимается краном и передается на выбивную решетку.
Цикл работы двухэтажного конвейера выполняется за четыре последовательных хода механизмов. Все операции механизмов сблокированы и осуществляются автоматически.
Двухэтажный шагающий конвейер дает значительную экономию производственной площади и улучшает условия труда в литейных цехах, поскольку охлаждение форм с неизбежным выделением тепла и газов происходит в отдельном закрытом подвале. Этот конвейер можно применять не только для транспортирования литейных форм, но также и в других производствах при подобных условиях, например при сборке, окраске и сушке изделий.
Для увеличения количества грузов на шагающем конвейере при ограниченной длине производственного помещения его можно выполнять в виде горизонтально замкнутой системы, составляя из нескольких последовательно расположенных в горизонтальной плоскости под прямым углом друг к другу единичных шагающих конвейеров. Грузы с одного конвейера на другой передаются при помощи приводных роликовых конвейеров, цепных или пневматических толкателей. Однако такие системы получаются многозвенными; наличие передаточных устройств снижает надежность их работы. Поэтому в подобных случаях предпочтение следует отдать единому горизонтально замкнутому тележечному конвейеру. При отсутствии перегрузочных пунктов он будет более надежным, чем система отдельных шагающих конвейеров.
Основные параметры шагающих конвейеров: длина 3 — 150 м; общая грузо-
Рис. 10.14. Вертикально замкнутый двухэтажный шагающий конвейер дли транспортирования литейных формРис. 10.14. Вертикально замкнутый двухэтажный шагающий конвейер дли транспортирования литейных форм
Рис. 10.14. Вертикально замкнутый двухэтажный шагающий конвейер дли транспортирования литейных форм
Рис. 10.14. Вертикально замкнутый двухэтажный шагающий конвейер дли транспортирования литейных форм
подъемность 4 — 900 т; масса транспортируемого груза 0,1 — 15 т; число рабочих позиций 4 — 70; скорость перемещения рамы 1—25 м/мин; продолжительность одного цикла движений 12 с — 8 мин; линейная масса конвейера 200—700 кг/м; ширина конвейера на неподвижной раме 0,4 —3,5 м; ритм операций 20—120 мин и более.
Элементы конвейеров
Рамы — прочные и жесткие металлоконструкции из стальных прокатных профилей (швеллеров, двутавров); собирают их из отдельных секций длиной 3 —6 м. Направление движения подвижной рамы строго фиксируется горизонтальными и вертикальными направляющими роликами. Верхняя ее поверхность покрывается рифленой листовой сталью.
Привод может быть электромеханическим (реечным, кривошипно-шатунным,
винтовым), пневматическим или гидравлическим с давлением в сети до 6,5 мПа. При механическом приводе необходима установка тормоза для точной фиксации положения рамы.
Подъемники — пневматические (при транспортировании грузов массой до 1,5 т), эксцентриковые и гидравлические (при транспортировании грузов массой 1,5 т и выше).
Задачи научных исследований
К задачам научных исследований относятся:
исследование динамики пуска и торможения штанговых и шагающих конвейеров, а также сборочных и тележечных конвейеров с пульсирующим движением ходовой части;
исследование сопротивления движению рамы шагающего конвейера.
11.1. Основные типы и области применения 328
11.2. Ковшовые элеваторы 329
11.3. Ковшовые элеваторы специального типа 346
11.4. Полочные элеваторы 346
11.5. Люлечные элеваторы 349
11.6. Задачи научных исследований 350
11Ц. Основные типы и области применения
Элеваторы служат для транспортирования насыпных или штучных грузов по вертикальному или крутонаклонному (60 — 82° к горизонтали) направлению и соответственно разделяются на вертикальные и наклонные. По роду грузоие-
сущего элемента элеваторы бывают ковшовые, полочные и люлечные.
Ковшовые элеваторы применяют для перемещения насыпных грузов — пылевидных, зернистых и кусковых (например, цемента, химикатов, песка, зерна, муки, угля, торфа и т. п.) на предприятиях химической, металлургической и машиностроительной (в литейных це-
хах) промышленности, в производстве строительных материалов и огнеупоров, на углеобогатительных фабриках, в зернохранилищах, пищевых комбинатах и т. п. Их используют только для подъема грузов от начального до конечного пункта без промежуточной загрузки и разгрузки.
Ковшовые элеваторы разделяют на стапионарные и передвижные (последние устанавливают на погрузочных машинах), транспортные и технологические, например обезвоживающие, у которых груз в процессе транспортирования освобождается от воды. Особую конструкцию имеет элеватор с центральной загрузкой и разгрузкой и фасонными ковшами.
Люлечные и полочные элеваторы служат для транспортирования штучных грузов — мешков, *кип, ящиков, бочек, а также отдельных деталей на складах, базах, магазинах и предприятиях различных отраслей промышленности. Люлечные и некоторые полочные элеваторы могут поднимать и опускать грузы (например, с одного этажа на другой) с промежуточной загрузкой и разгрузкой.
Особую группу представляют специальные вертикальные люлечные элеваторы (конвейеры) для междуэтажного транспортирования книг с автоматической разгрузкой по этажам в крупных библиотеках.
Для вертикального и крутонаклонного транспортирования некоторых насыпных и мелких штучных грузов применяют .двухленточные конвейеры-элеваторы, у которых транспортируемый груз зажимается между двумя лентами (см. гл. 4), а также четырехцепные конвейеры-элеваторы (см. гл. 7).
Ковшовые элеваторы
11.2Л. Общее устройство и разновидности
Ковшовый элеватор (рис. 11.1) имеет вертикально замкнутый тяговый элемент 1 с жестко прикрепленными к нему
грузонесущими элементами - ковшами 2; тяговый элемент огибает верхний приводной 5 и нижний натяжной 9 барабаны (или звездочки). Ходовая часть и поворотные устройства элеватора помещаются в закрытом металлическом кожухе, состоящем из верхней части («головки») б, средних секций 4 и нижней части («башмака») 10. Тяговый элемент с ковшами приводится в движение от привода 12, а первоначальное натяжение создается натяжным устройством 8. Насыпной груз подается в загрузочный патрубок (носок) нижней части элеватора, загружается в ковши, поднимается в них и разгружается на верхнем барабане (звездочке) в патрубок верхней части элеватора. Привод снабжен остановом 11 для предохранения от обратного движения ходовой части. Кожух элеватора имеет направляющие устройства 7.
К преимуществам ковщовых элеваторов относятся малые габаритные размеры в поперечном сечении, возможность подачи груза на значительную высоту (до 60—75 м) и большой диапазон производительности (5 — 500 м3/ч и выше). Недостатками являются возможность отрыва ковшей при перегрузке и необходимость равномерной подачи груза.
По типу тягового элемента различают ленточные и цепные с одной или двумя цепями (известны конструкции с четырьмя параллельными цепями) элеваторы, а по направлению перемещения — вертикальные (рис. 11.1) и наклонные (рис. 11.2). Последние имеют обратную ветвь, свободно свисающую (рис. 11.2, а и б) или поддерживаемую (рис. 11.2, в).
У наклонных ленточных элеваторов рабочая ветвь движется по опорным роликам 1, у цепных элеваторов — по направляющим путям 2 (рис. 11.2, в), по которым перемещаются звенья цепи или их катки (наиболее распространенный случай); имеются конструкции цепных элеваторов, у которых рабочая ветвь движется по опорным роликам (рис. 11.2,6).
Рис. 11.2. Схема наклонного элеватора с сомкнутыми ковшами:а — ленточного; б — цепного со свободно свивающейся обратной ветвью; в — двухцепного с поддерживаемой обратной ветвьюРис. 11.2. Схема наклонного элеватора с сомкнутыми ковшами:а — ленточного; б — цепного со свободно свивающейся обратной ветвью; в — двухцепного с поддерживаемой обратной ветвьюРис. 11.3. Схемы загрузки, разгрузки и расположения ковшей элеватора:а — загрузка зачерпыванием, разгрузка под действием центробежной силы; б — загрузка засыпанием в ковши, разгрузка самотечная направленная; в — самотечная свободная разгрузка; г — центральная разгрузкаРис. 11.3. Схемы загрузки, разгрузки и расположения ковшей элеватора:а — загрузка зачерпыванием, разгрузка под действием центробежной силы; б — загрузка засыпанием в ковши, разгрузка самотечная направленная; в — самотечная свободная разгрузка; г — центральная разгрузка
Рис. 11.2. Схема наклонного элеватора с сомкнутыми ковшами:
а — ленточного; б — цепного со свободно свивающейся обратной ветвью; в — двухцепного с поддерживаемой обратной ветвью
Рис. 11.2. Схема наклонного элеватора с сомкнутыми ковшами:
а — ленточного; б — цепного со свободно свивающейся обратной ветвью; в — двухцепного с поддерживаемой обратной ветвью
Рис. 11.3. Схемы загрузки, разгрузки и расположения ковшей элеватора:
а — загрузка зачерпыванием, разгрузка под действием центробежной силы; б — загрузка засыпанием в ковши, разгрузка самотечная направленная; в — самотечная свободная разгрузка; г — центральная разгрузка
Рис. 11.3. Схемы загрузки, разгрузки и расположения ковшей элеватора:
а — загрузка зачерпыванием, разгрузка под действием центробежной силы; б — загрузка засыпанием в ковши, разгрузка самотечная направленная; в — самотечная свободная разгрузка; г — центральная разгрузка
11.1. Типы ковшовых вертикальных элеваторов для транспортирования насыпных трузов (ГОСТ 2036 — 77)
Тип элеватора
Наименование
Способ разгрузки ковшей
Производительность, м3/ч
ЛГ
Ленточный быстроходный с расставленными глубокими ковшами типа Г
Центробежный
3,2- 100
ЛМ
Ленточный быстроходный с расставленными мелкими ковшами типа М
»
1,6-63
ЛО
Ленточный тихоходный с сомкнутыми остроугольными ковшами типа О
Гравитационный
6,3-40
ЦГ
Цепной быстроходный с расставленными глубокими ковшами типа Г
Центробежный
3,2-100
цм
Цепной быстроходный с расставленными мелкими ковшами типа М
»
1.6-63
цо
Цепной тихоходный с сомкнутыми остроугольными ковшами типа О
Гравитационный
6.3-40
цс
Цепной тихоходный с сомкнутыми скругленными ковшами типа С
40 - 32'0
По способу загрузки и разгрузки ковшей элеваторы разделяют на быстроходные с разгрузкой главным образом под действием центробежной силы и тихоходные с разгрузкой ковшей в основном под действием силы тяжести груза (см. ниже). Разгрузочный патрубок элеватора может иметь боковое (рис. 11.3, а, б и в) и центральное (рис. 11.3, г) расположение; последнее возможно только у двухцепных элеваторов (применяется редко).
По расположению ковшей на тяговом элементе различают элеваторы с расставленными ковшами (рис. 11.3, я), т. е. расположенными на некотором расстоянии друг от друга, и с сомкнутыми ковшами (рис. 11.3,6), т. е. расположенными вплотную друг к другу. К ленте ковш всегда прилегает и крепится задней стенкой. Выбор того или иного способа расположения ковшей обусловливается главным образом характеристикой транспортируемых грузов и предопределяет способ загрузки и разгрузки ковшей.
Основные параметры стационарных вертикальных ковшовых элеваторов общего назначения установлены ГОСТ 2036 — 77 (табл. 11.1), а наклонных ГОСТ 12864 — 69; диапазон скоростей движения ковшей 0,4 —2,5 м/с.
Специальные ковшовые элеваторы (нории) для вертикального транспортирования зерна и муки на мукомольных
и комбикормовых предприятиях и зернохранилищах имеют специфические конструктивные особенности; их параметры обусловлены ГОСТ 10190 — 70 (максимальная скорость до 4 м/с, производительность 5 — 500 т/ч зерна, высота до 60 м).
Способы наполнения н разгрузки ковшей
Наполнение (загрузка) ковшей производится либо зачерпыванием груза из нижней части кожуха элеватора (см. рис. 11.3, я), либо засыпанием груза в ковши (см. рис. 11.3,6). Практически ковши наполняют тем и другим способом одновременно при преимущественном преобладании одного из них: Наполнение ковшей зачерпыванием применяется в ленточных и цепных элеваторах с расставленными ковшами при транспортировании сухих хорошо сыпучих, пылевидных и мелкокусковых насыпных грузов (например, угольной пыли, фрезерного торфа, зерна, цемента, земли, песка, опилок, дробленого угля, фосфоритной муки и т. п.), черпание которых не создает значительных сопротивлений и может происходить при повышенной скорости движения ковшей (0,8 — 4 м/с).
Крупнокусковые и абразивные грузы (гравий, руда, кусковой уголь и т. п.) черпать ковшом со дна кожуха затруд-
нительно, так как вследствие больших сопротивлений возможен отрыв ковшей и даже обрыв тягового элемента. Наполнение ковшей крупиокусковыми и абразивными грузами производится непосредственно засыпанием их в ковши. Применение этого способа возможно только при непрерывном, сомкнутом расположении ковшей (что не позволяет грузу просыпаться между ковшами) и при пониженных скоростях движения (не более -1 м/с), так как при повышенной скорости ковши плохо заполняются и отбрасывают груз:
Разгрузка ковшей бывает центробежная (см. рис. 11.3, а), самотечная свободная (см. рис. 11.3,6 и г) и самотечная направленная (см. рис. 11.3,6). При центробежной разгрузке ковши разгружаются главным - образом под действием центробежной силы, возникающей во время прохождения ковшей через барабан (или звездочку). Транспортируемый груз выпадает непосредственно в разгрузочный патрубок кожуха элеватора. Для соблюдения условия центробежной разгрузки и исключения просыпания груза необходимо правильно выбрать частоту вращения приводного барабана и расположение разгрузочного патрубка элеватора в верхней части кожуха.
Центробежную разгрузку применяют для быстроходных (преимущественно ленточных, реже — цепных) элеваторов с расставленными ковшами при транспортировании легкосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов. Скорость движения ковшей элеваторов принимают обычно 1 — 4 м/с. Расстояние между ковшами в быстроходных элеваторах выбирают таким, чтобы выброшенные из ковша частицы груза не попадали на впереди идущий ковш.
Свободная самотечная разгрузка (см. рис. 11.3, в) характеризуется дополнительным отклонением ковша, обеспечивающим свободное высыпание груза под действием силы тяжести. Этот вид разгрузки применяют для плохосыпучих влажных, хлопьеобразных и мокрых грузов (например, угольной пыли, мела,
различных химикатов, мокрой золы, опилок и т. п.).
В вертикальных элеваторах свободная самотечная разгрузка обеспечивается путем отклонения обратной ветви на дополнительных направляющих звездочках, роликовых батареях (редко) или направляющих шинах, устанавливаемых в двухцепных элеваторах с боковым креплением цепей к расставленным и сомкнутым ковшам. В одноцепных элеваторах такое отклонение обратной ветви возможно только для специального исполнения при двухрядном консольном креплении ковшей (параллельными рядами справа и слева от цепи) боковыми стеиками к звеньям центрально расположенной цепи, свободной для зацепления (и отклонения) с наружной и внутренней сторон.
В наклонных элеваторах свободная самотечная разгрузка обеспечивается наклонным положением самого элеватора, поэтому иногда для отклонения ковшей вертикальные элеваторы делают с наклонной верхней частью. Однако это приводит к значительным дополнительным сопротивлениям и ускоренному изнашиванию цепи и направляющих шин.
Свободную самотечную разгрузку имеют специальные двухцепные элеваторы с центральной внутренней разгрузкой ковшей (см. рис. 11.3, г). Разгрузка производится при пониженной скорости движения ковшей (0,6 —0,8 м/с).
Самотечная направленная разгрузка (см. рис. 11.3,6) характерна для вертикальных и наклонных элеваторов (ленточных и цепных) с непрерывным сомкнутым (чешуйчатым) расположением ковшей. При огибании верхнего барабана груз высыпается из ковша под действием силы тяжести на заднюю стенку предыдущего ковша и направляется ею и боковыми бортами ковша в разгрузочный патрубок элеватора. Этот способ разгрузки применяют в тихоходных элеваторах при скорости движения ковша 0,4 — 0,8 м/с для транспортирования кусковых, тяжелых, абразивных и мало- абразивных грузов (гравий, руда, шлак,
Рнс. 11.4. Схемы для определения полюсного расстоянияРнс. 11.4. Схемы для определения полюсного расстояния
Рнс. 11.4. Схемы для определения полюсного расстояния
Рнс. 11.4. Схемы для определения полюсного расстояния
334 Ковшовые, полочные и люлечные крупнокусковой уголь и т. пД а также хрупких грузов (торф, древесный уголь, кокс и т. н.), измельчение которых понижает их качество.
Центральную загрузку и разгрузку ковшей применяют в элеваторах фирмы Шенк (ФРГ).
Основные критерии характера разгрузки ковшей. На восходящей ветви вертикального элеватора до подхода к верхнему барабану ковш движется прямолинейно и равномерно, и имеющийся в нем груз находится только под действием силы тяжести Р — тд (рис. 11.4, я). Когда ковш с тяговым элементом, подойдя к барабану, поворачивается вокруг его оси, начинает действовать центробежная сила.
F = mv^r, (11.1) где m — масса груза в ковше, кг; у0 — скорость движения центра тяжести груза в ковше, м/с; г —радиус вращения, т. е. расстояние от центра тяжести А груза в ковше до центра барабана О, м.
Равнодействующая R сил Р и F при вращении ковша изменяется по величине и направлению. Однако, если продлить вектор равнодействующей до пересечения с вертикалью, проходящей через центр барабана, то при любом положении ковша вектор R будет пересекать вертикаль в одной и той же точке
В, называемой полюсом. Расстояние Ип от точки В до центра барабана О называется полюсным расстоянием.
Из подобия треугольников АВО и Abe имеем
hn/r = P/F = тд^т^г^
откуда полюсное расстояние
hn = gr2h4 (И.2)
Подставив значение г0 = лгп/30, получим
hn = д^2 1302/(л2г2п2) = 895/п2, (11.3)
где и — частота вращения барабана, об/мин.
Следовательно, полюсное расстояние h^ зависит только от частоты вращения барабана. С ее увеличением полюсное расстояние уменьшается, и центробежная сила возрастает по сравнению с силой тяжести. Такой же вывод был получен при анализе разгрузки груза с барабана ленточного конвейера (см. гл. 4).
При уменьшении частоты вращения барабана влияние силы тяжести на процесс разгрузки возрастает, и величина hn увеличивается. П. С. Козьмин в своих исследованиях показал, что при hn ^ Гб, т. е. когда полюс находится внутри окружности барабана (рис. 11.4, б и 11.5, а), величина центробежной силы
Рис. 11.5. Силы, действующие при разгрузке ковша а — центробежной; б — самотечной; в — смешанной значительно больше силы тяжести; все частицы груза движутся в ковше к его наружной стене и происходит центробежная разгрузка ковшей. При Ап > г^ т. е. когда полюс располагается вне окружности, проходящей через наружные кромки ковшей (рис. 11.4, в и 11.5,6), сила тяжести велика по сравнению с центробежной силой, и происходит самотечная (гравитационная) разгрузка ковшей через заднюю (ближнюю к барабану) кромку. При Гб < &п ^ га имеет место смешанный (центробежный и самотечный) способ разгрузки ковшей (рис. 11.5, в).
Следовательно, характер разгрузки ковшей определяется соотношением между полюсным расстоянием и радиусом барабана: .
6 = ^. (11.4)
Из формулы (11.2) имеем
Б = йп/г6 = б'^А^б) = 9^/v2, (11.5) где v — окружная скорость барабана элеватора, м/с.
Таким образом, характер разгрузки ковшей элеватора определяется не абсолютным значением скорости их движения, а соотношением между этой скоростью и диаметром барабана. Можно при сравнительно небольшой скорости и малом диаметре барабана обеспечить центробежную разгрузку ковшей, и, наоборот, при большой скорости и увели
ченном диаметре барабана разгрузка будет самотечной.
Н. К. Фадеев рекомендует следующие соотношения между диаметром барабана (или начальной окружностью звездочки) Dq (в м) и скоростью тягового элемента и (в м/с) для различных способов разгрузки:
для высокоскоростного элеватора с центробежной разгрузкой
5<1; Рб = 2КГ/^< 0,204г2 ; (11.6)
для быстроходного элеватора с центробежной и самотечной (смешанной) разгрузкой
5 = 1 -г 1,4; D^ = (0,205 - 0,286)г2;
(11.7)
для среднескоростного элеватора с центробежной и самотечной (смешанной) разгрузкой ковшей с внутренней стенки
Б= 1,5 ч- 3; D6 -(0.306 - 0,612)г2;
(И.8)
для тихоходного элеватора с самотечной разгрузкой
Б>3; D6>0,6v2.(11.9)
Траектория выбрасывания груза из ковша. При вращении ковша с грузом на верхнем барабане на частицу груза, перемещающуюся в ковше, действуют сила тяжести, центробежная сила и сила инерции, вызванная ускорением Кориолиса и относительным ускорением
скольжения частицы по кромке ковша. Решение уравнения движения частицы груза позволяет определить ее путь и скорость скольжения ус. Абсолютная скорость частицы груза га определяется в виде геометрической суммы окружной скорости v = о)га и скорости скольжения ас (см. рис. 11.6, я). Выброшенная из ковша частица будет двигаться по параболе. Начало ее выброса зависит от способа разгрузки. При центробежной разгрузке (рис. 11.6,6) перемещение груза в ковше начинается при повороте последнего на угол Ро=15ч-ЗО°. Примерные траектории движения частиц груза при центробежной и самотечной разгрузке ковшей показаны на рис. 11.6.
В соответствии с траекториями движения груза проектируется очертание верхней части кожуха (головки) элеватора. Конфигурация кожуха должна способствовать тому, чтобы все выброшенные частицы направлялись в разгрузочный патрубок, исключались бы их удары о стенки кожуха, излишнее крошение и пыление. Положение разгрузочного патрубка определяется углом разгрузки р. Для элеватора с центробежной и центробежно-самотечной разгрузкой принимают Р = 30 4- 45°. Положение разгрузочного патрубка должно исключать возможность просыпания груза на обратную ветвь элеватора.
Ковши. Основные параметры ковша - геометрические размеры (ширина В, вылет L и высота Щ и объем. Конструкция (тип) ковша определяется свойствами транспортируемого груза и способами загрузки и разгрузки ковшей. ГОСТ 2036—77 для вертикальных элеваторов предусмотрены четыре типа ковшей: глубокие (рис. 11.7,я), мелкие (рис. 17.7,6) со скругленным (цилиндрическим) днищем и ковши с бортовыми направляющими с остроугольным (рис. 11.7,в) и скругленным (рис. 11.7, г) днищем. Известно также 'применение трапецеидальных ковшей увеличенного объема и других ковшей специальных конструкций. В наклонных элеваторах преимущественное распространение нашли ковши с бортовыми направляющими с остроугольным и закругленным днищем, а также трапецеидальные ковши увеличенного объема.
Рис. 11.6. Схемы для определения траектории выбрасывания груза из ковшей:а — схема составляющих скорости частиц груза; б — траектория частиц при центробежной разгрузке для последовательного положения ковшей (7 — отгибающая кривая; 2 — профиль кожуха головки элеватора); в — то же, при самотечной разгрузкеРис. 11.6. Схемы для определения траектории выбрасывания груза из ковшей:а — схема составляющих скорости частиц груза; б — траектория частиц при центробежной разгрузке для последовательного положения ковшей (7 — отгибающая кривая; 2 — профиль кожуха головки элеватора); в — то же, при самотечной разгрузкеГлубокие ковши (рис. 11.7, я) имеют пологий обрез передней кромки и повышенную глубину; применяют их для сухих, легкосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов (например, зерна, песка, земли, мелкого угля и т. п,). При креплении глубоких ковшей боковыми стенками к двум цепям (рис. 11.7, я, вариант 3) и при свободной самотечной разгрузке
Рис. 11.6. Схемы для определения траектории выбрасывания груза из ковшей:
а — схема составляющих скорости частиц груза; б — траектория частиц при центробежной разгрузке для последовательного положения ковшей (7 — отгибающая кривая; 2 — профиль кожуха головки элеватора); в — то же, при самотечной разгрузке
Рис. 11.6. Схемы для определения траектории выбрасывания груза из ковшей:
а — схема составляющих скорости частиц груза; б — траектория частиц при центробежной разгрузке для последовательного положения ковшей (7 — отгибающая кривая; 2 — профиль кожуха головки элеватора); в — то же, при самотечной разгрузке
Рис. 11.7. Схемы ковшей вертикальных ковшовых элеваторов и их креплений к тяговому элементу;1 — 4 — варианты крепления глубокого ковша к ленте или цепямРис. 11.7. Схемы ковшей вертикальных ковшовых элеваторов и их креплений к тяговому элементу;1 — 4 — варианты крепления глубокого ковша к ленте или цепямс отклонением обратной ветви в глубоких ковшах можно транспортировать и некоторые насыпные грузы плохой сыпучести (например, сажу, шламовую известь и т. п.).
Рис. 11.7. Схемы ковшей вертикальных ковшовых элеваторов и их креплений к тяговому элементу;
1 — 4 — варианты крепления глубокого ковша к ленте или цепям
Рис. 11.7. Схемы ковшей вертикальных ковшовых элеваторов и их креплений к тяговому элементу;
1 — 4 — варианты крепления глубокого ковша к ленте или цепям
Мелкие ковши (рис. 11.7,6) имеют крутой обрез передней кромки и малую глубину, что способствует лучшему опорожнению при разгрузке, поэтому их применяют для транспортирования влажных и слеживающихся плохосыпучих пылевидных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов.
Наличие цилиндрического днища у глубоких и мелких ковшей также способствует их лучшему опорожнению и уменьшает возможность прилипания частиц груза к днищу.
Известен опыт применения попеременно по секциям расставленных ковшей с дном и без дна для обеспечения лучшей разгрузки ковшей при транспор-* тировании плохосыпучих грузов. В секции два-три ковша не имеют сомкнутого дна, затем идет стандартный ковш со сплошным дном и т. д. На вертикали
Ширина ковша В, ммШирина ленты Вп (для ленточных элеваторов), ммШаг рас- ставлен- нь[х ковшей /Кз ммКовши глубокие, типа ГКовши мелкие, типа МШаг сомкнутых ковшей, ммКовши с бортовыми направляющимиг0, лipС л/м'0, лioС л/мОстроугольные, типа ОСкругленные, типа Спервый рядвторой ряд'(Г лipл/мЧь лioл/м1001252000,210,10,5———1251601503200,41,30,20,66————1602003200,620,351,171600,654,06——200250—4001,33,240,751,872001,36,52503003154002,051,43,52002103203704005004,082,75,42504 '166,425,6Е_4004505005006,312,6j4,28,43207,824,41443,750055060063012196,810,84002870650700—63016,826,611,518,2500——60120800——————6301181871000—————630148235Ширина ковша В, ммШирина ленты Вп (для ленточных элеваторов), ммШаг рас- ставлен- нь[х ковшей /Кз ммКовши глубокие, типа ГКовши мелкие, типа МШаг сомкнутых ковшей, ммКовши с бортовыми направляющимиг0, лipС л/м'0, лioС л/мОстроугольные, типа ОСкругленные, типа Спервый рядвторой ряд'(Г лipл/мЧь лioл/м1001252000,210,10,5———1251601503200,41,30,20,66————1602003200,620,351,171600,654,06——200250—4001,33,240,751,872001,36,52503003154002,051,43,52002103203704005004,082,75,42504 '166,425,6Е_4004505005006,312,6j4,28,43207,824,41443,750055060063012196,810,84002870650700—63016,826,611,518,2500——60120800——————6301181871000—————63014823511.2. Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036 — 77 (см. рис. 11.8)11.2. Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036 — 77 (см. рис. 11.8)в ковше без дна груз удерживается силами внутреннего сцепления своих частиц и страхуется ковшом со сплошным дном, а на разгрузке - полностью выгружается.
Ширина ковша В, мм
Ширина ленты Вп (для ленточных элеваторов), мм
Шаг рас- ставлен- нь[х ковшей /Кз мм
Ковши глубокие, типа Г
Ковши мелкие, типа М
Шаг сомкнутых ковшей, мм
Ковши с бортовыми направляющими
г0, л
ip
С л/м
'0, л
io
С л/м
Остроугольные, типа О
Скругленные, типа С
первый ряд
второй ряд
'(Г л
ip
л/м
Чь л
io
л/м
100
125
200
0,2
1
0,1
0,5
—
—
—
125
160
150
320
0,4
1,3
0,2
0,66
—
—
—
—
160
200
320
0,6
2
0,35
1,17
160
0,65
4,06
—
—
200
250
—
400
1,3
3,24
0,75
1,87
200
1,3
6,5
250
300
315
400
2,0
5
1,4
3,5
200
2
10
320
370
400
500
4,0
8
2,7
5,4
250
4 '
16
6,4
25,6
Е_400
450
500
500
6,3
12,6j
4,2
8,4
320
7,8
24,4
14
43,7
500
550
600
630
12
19
6,8
10,8
400
28
70
650
700
—
630
16,8
26,6
11,5
18,2
500
—
—
60
120
800
—
—
—
—
—
—
630
118
187
1000
—
—
—
—
—
630
148
235
Ширина ковша В, мм
Ширина ленты Вп (для ленточных элеваторов), мм
Шаг рас- ставлен- нь[х ковшей /Кз мм
Ковши глубокие, типа Г
Ковши мелкие, типа М
Шаг сомкнутых ковшей, мм
Ковши с бортовыми направляющими
г0, л
ip
С л/м
'0, л
io
С л/м
Остроугольные, типа О
Скругленные, типа С
первый ряд
второй ряд
'(Г л
ip
л/м
Чь л
io
л/м
100
125
200
0,2
1
0,1
0,5
—
—
—
125
160
150
320
0,4
1,3
0,2
0,66
—
—
—
—
160
200
320
0,6
2
0,35
1,17
160
0,65
4,06
—
—
200
250
—
400
1,3
3,24
0,75
1,87
200
1,3
6,5
250
300
315
400
2,0
5
1,4
3,5
200
2
10
320
370
400
500
4,0
8
2,7
5,4
250
4 '
16
6,4
25,6
Е_400
450
500
500
6,3
12,6j
4,2
8,4
320
7,8
24,4
14
43,7
500
550
600
630
12
19
6,8
10,8
400
28
70
650
700
—
630
16,8
26,6
11,5
18,2
500
—
—
60
120
800
—
—
—
—
—
—
630
118
187
1000
—
—
—
—
—
630
148
235
11.2. Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036 — 77 (см. рис. 11.8)
11.2. Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036 — 77 (см. рис. 11.8)
Глубокие и мелкие ковши применяют только на элеваторах с расставленными ковшами: Изготовляют их из листовой стали толщиной 1—6' мм сваркой или штамповкой, иногда отливают из ковкого чугуна; известно также изготовление ковшей из пластмассы (волокнита, стекловолокна) и из резины. Для предохранения от быстрого изнашивания на передней (черпающей) стенке ковша приваривают или прикрепляют заклепками накладки из твердой стали.
Ковши с бортовыми направляющими и остроугольным-днищем (рис. 11.7, в) применяют на тихоходных цепных элеваторах для транспортирования самых различных насыпных грузов — пылевидных, зернистых и кусковых. Для ковшей с бортовыми направляющими любого типа характерно только сомкнутое расположение на цепи или ленте. У обезвоживающих элеваторов ковши имеют отверстия для стока воды.
Основные параметры ковшей по ГОСТ 2036-77 даны в табл. 11.2.
В зарубежной практике известно применение ковшей шириной до 1600 мм.
Тяговый элемент. Тяговым элементом
ковшовых элеваторов служит леита или цепь (одна или две). Применяют ленты конвейерные резинотканевые (ГОСТ 20 — 76) и резинотросовые такого же типа, как для ленточных конвейеров (см. гл. 4). Ковши крепят к ленте болтами со специальной головкой (рис. 11.8, а); чтобы головки болтов не мешали прохождению ленты на барабанах, в задней стенке ковша делают соответствующие углубления. Чтобы исключить скопление частиц груза между задней стенкой ковша и лентой, применяют резиновые прокладки (рис. 11.9, а) или накладки, привулканнзированные к ковшу (рис. 11.9,6) или ленте (рис. 11.9,в).
Ширина ленты должна быть на 25—150 мм больше ширины ковша; число прокладок в ленте определяют из тягового расчета, исходя из прочности ленты. Ленты рассчитывают так же, как и ленты ленточных конвейеров (см. гл. 4), но с учетом их ослабления отверстиями для болтов крепления ковшей.
Если для соединения ленты используют металлические элементы (коэффициент прочности стыка Кст = 0,4 4- 0,5, см. гл. 4), то такой стык получается равнопрочным по сечению, ослабленному креплением ковшей, и тогда дополнительного учета ослабления не требуется.
Для надежного крепления ковшей лента должна иметь не менее четырех
Рис. 11.8. Крепление ковшей: а — к ленте; б — к одной цепи; в — к двум цепямРис. 11.8. Крепление ковшей: а — к ленте; б — к одной цепи; в — к двум цепямРнс. 11.9. Крепление ковшей фирмы Беумер (ФРГ)Рнс. 11.9. Крепление ковшей фирмы Беумер (ФРГ)прокладок. Резинотросовые ленты применяют на элеваторах большой высоты с широкими ковшами. Известно также использование проволочных шарнирнозвеньевых лент, главным образом для элеваторов, транспортирующих горячие грузы.
Рис. 11.8. Крепление ковшей: а — к ленте; б — к одной цепи; в — к двум цепям
Рис. 11.8. Крепление ковшей: а — к ленте; б — к одной цепи; в — к двум цепям
Рнс. 11.9. Крепление ковшей фирмы Беумер (ФРГ)
Рнс. 11.9. Крепление ковшей фирмы Беумер (ФРГ)
Чаще всего применяют пластинчатые, втулочные, роликовые и катковые (последние преимущественно для наклонных элеваторов с поддерживаемой ветвью) цепи по ГОСТ 588 — 81 с шагом 100-630 мм и сварные круглозвенные из круглой стали диаметром 16 — 28 мм по ГОСТ 2319 — 70 с термической обработкой звеньев. Выбор типа цепи (пластинчатой или круглозвенной) обусловливается главным образом характеристикой груза. При транспортировании
пылевидных и зернистых абразивных грузов, а также грузов химической промышленности, вызывающих коррозию металла, в стандартных пластинчатых цепях возможны засорение шарниров и потеря их подвижности. Для исключения этого увеличивают зазоры между валиком и втулкой цепи до 0,4 —0,6 мм, подвергают их нитроцементации, доводя поверхностную твердость до HRC 58-62.
Круглозвенные цепи имеют открытый шарнир, и наличие указанных грузов не препятствует подвижности шарниров (частицы груза не удерживаются в них), но вызывает их заметный износ. Для уменьшения износа применяют поверхностную термообработку звеньев на глубину 2 мм до твердости HRC 55 — 60.
Элеваторы с термически обработанными круглозвенными цепями с центробежной и центробежно-самотечной разгрузкой нашли широкое применение для транспортирования пылевидных грузов.
Цепи к ковшам крепят при помощи уголков или фасонных звеньев на болтах или заклепках. При ширине ковшей до 250 мм применяют одну тяговую цепь с центральным креплением к задней стенке ковша (рис. 11.8,6), а при ширине 320 мм и выше — две тяговые цепи, присоединяемые к задней или к боковым (рис. 11.8, в) стенкам ковшей.
Выбор ленты или цепи для элеватора обусловливается его производительностью, высотой подъема и характеристикой груза. Резинотканевая лента по сравнению с цепью имеет большую скорость и меньше изнашивается при транспортировании абразивных грузов, однако для иее характерны меньшие тяговое усилие и прочность крепления ковшей. П оэтому ленты применяют преимущественно в быстроходных элеваторах для транспортирования пылевидных, порошкообразных и мелкокусковых насыпных грузов малой и средней плотности, которые ие оказывают большого сопротивления при загрузке зачерпыванием. Цепи применяют преимущественно при большой производительности, значительной высоте подъема, для перемещения тяжелых кусковых, а также горячих грузов, транспортирование которых на резинотканевой ленте недопустимо из-за вредного их воздействия.
Для перемещения абразивных грузов используют, по возможности, ленточные элеваторы, поскольку цепи в среде абразивных грузов быстро изнашиваются. Применение резииотросовой леиты позволяет значительно увеличить тяговое усилие и высоту элеватора. Как ленточные, так и цепные элеваторы делают с расставленными и сомкнутыми ковшами.
Привод. Привод элеваторов редукторный, размещается в верхней части элеватора. При малой мощности (до 10 кВт) применяют мотор-редукторы.
Для цепных элеваторов большой высоты перспективно применение прямолинейных промежуточных приводов.
Для ленточных элеваторов диаметр приводного барабана 0$ определяют в зависимости от способа разгрузки ковшей [см. формулы (11.6) —(11.9)], проверяют по числу прокладок i в ленте [обычно Об = (125 -а- 150) г, мм] и в соответствии с ГОСТ 2036 — 77 принимают из следующего ряда размеров: 250, 320, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм. Барабаны, как правило, имеют фрикционную футеровку. Для элеваторов с пластинчатыми цепями согласно ГОСТ 2036 — 77 приводные звездочки должны иметь 5 — 20 зубьев. Для элеваторов с круглозвенными цепями применяют фрикционный привод и приводные блоки с ободом, имеющим гладкую фасонную выемку, или же звездочки со вставными зубцами; их диаметр выбирают из ряда нормальных диаметров барабанов и звездочек. Валы приводного барабана или звездочки вращаются в самоустанавливающихся подшипниках качения. Для предохранения от самопроизвольного обратного движения тягового элемента с ковшами при остановке элеватора приводы снабжают стопорными устройствами (остановами). В качестве последних применяют бесшумные храповые и роликовые остановы, устанавливаемые на валу приводного барабана (звездочки) или размещаемые в упругой муфте между электродвигателем и входным валом редуктора. В зарубежных конструкциях между двигателем и редуктором устанавливают гидромуфту. У элеваторов тяжелого типа в качестве останова используют также электромагнитный тормоз. В кожухе головки элеватора выполняют люки с герметичными дверцами для осмотра и ремонта.
Натяжное устройство. Применяют винтовое (рис. 11.10), пружинно-винтовое или грузовое натяжные устройства; последнее может быть с непосредственным воздействием груза на вал натяжного барабана или звездочки (рис. 11.11) или рычажное. Выбор типа
Рис; 11Л0. Нижняя часть кожуха и винтовое натяжное устройство вертикального ковшового ленточного элеватораРис; 11Л0. Нижняя часть кожуха и винтовое натяжное устройство вертикального ковшового ленточного элеваторанатяжного устройства зависит от типа тягового элемента и привода и высоты элеватора. Элеваторы с круглозвенными цепями снабжают грузовыми устройствами.
Рис; 11Л0. Нижняя часть кожуха и винтовое натяжное устройство вертикального ковшового ленточного элеватора
Рис; 11Л0. Нижняя часть кожуха и винтовое натяжное устройство вертикального ковшового ленточного элеватора
Натяжное устройство размещают на валу нижнего барабана (или звездочки) и крепят к боковым стенкам башмака элеватора. Ход натяжного устройства составляет 200 — 500 мм. Для ленточных элеваторов натяжной барабан выполняют с решетчатым ободом для устранения налипания иа него груза. Натяжной барабан (или звездочки) имеет обычно такой же диаметр, как и приводной.
Кожух. Нижняя часть кожуха («башмак») элеватора может быть с высоким
и низким расположением загрузочного носка (см. рис. 11.10). Высокий носок с днищем под углом 60° к горизонту применяют при транспортировании влажных ллохосыпучих грузов, а низкий (с днищем под углом 45°) — для сухих хорошо сыпучих грузов. Для обслуживания и ремонта «башмак» имеет в боковых стенках люки с герметичными дверцами. Средние секции кожуха элеватора изготовляют из листовой стали толщиной 2 — 4 мм и для жесткости окантовывают уголками в продольном направлении и по торцовым сечениям.
Высота секций 2 — 2,5 м; соединяют секции друг с другом болтами, для герметичности стыков применяют прокладки.
Рис. 11.11. Нижняя часть кожуха и грузовое натяжное устройство вертикального ковшового цепного элеватораРис. 11.11. Нижняя часть кожуха и грузовое натяжное устройство вертикального ковшового цепного элеватораИзвестны элеваторы с бетонным кожухом.
Рис. 11.11. Нижняя часть кожуха и грузовое натяжное устройство вертикального ковшового цепного элеватора
Рис. 11.11. Нижняя часть кожуха и грузовое натяжное устройство вертикального ковшового цепного элеватора
Кожух является силовым каркасом элеватора, воспринимающим статические и динамические нагрузки. Для направления движения ходовой части в средних секциях кожуха элеватора устанавливают направляющие устройства (см. рис. 11.1).
Предохранительные устройства. Для предохранения ходовой части элеватора от падения при случайном обрыве цепи или ленты применяют специальные предохранительные устройства: на цепных элеваторах — ловители цепи, на ленточных — соединение ковшей по боковым стенкам стальными канатами,
которые без натяжения свободно располагаются вдоль ленты; при обрыве ленты канаты исключают возможность падения ходовой части. Кроме того, на натяжных барабанах (или звездочках) элеватора устанавливают реле скорости, которое при обрыве тягового элемента выключает электродвигатель привода элеватора.
Расчет элеваторов
Определение параметров. Тип элеватора и форму ковшей выбирают в зависимости от характеристики транспортируемого груза (табл. 11.3) и заданной производительности Q. Производитель-
11.3- Рекомендация по выбору типа ковшовых элеваторов
Насыпные грузы
Примеры характерных грузов
Тип элеватора
Тип ковшей
Средний коэффициент заполнения ковшей ф
Скорость, м/с
ленты
цепи
Пылевидные сухие
Угольная пыль
Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой
г
0,85
-
0,6-0,8
Цемент, мука фосфоритная
Быстроходный с центробежной разгрузкой
г
0,8
1,25-2,0
-
Пищевые продукты помола зерна (мука, комбикорм)
Быстроходный с центробежно-самотечной разгрузкой
м
0,85
1-1,6
Пылевидные и зернистые, влажные плохосыпучие
Земля, песок, мел в порошке; химикаты
Быстроходный с центробежной разгрузкой
м
0,6
1 -2
0,8-2,0
Зернистые и мелкокусковые, малоабразивные
Пищевое зерно
Быстроходный с центробежной разгрузкой
г
0,75
2,0-3,2
-
Древесные опилки, щепа, сухая глина в комках; торф фре- : зерный, мелкий уголь
То же
г
0,8
1,25-2,0
1,0-1,6
Шламовая известь, сажа
Тихоходный с самотечной разгрузкой
г
°,8
-
0,4-1,0
Зернистые и мелкокусковые, сильно абразивные
Гравий, руда, шлаки
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
о с
0,8
0,4—0,8
0,4-0.63
Песок, зола, земля, порода
Быстроходный с центробежной разгрузкой
г
0,8
1-2
-
Ср ед не-ку ск о в ы е (я — 60 мм), малоабразивные
Каменный уголь
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
о с
0,7
0,4-0,63
Кусковой торф
Быстроходный с центробежной разгрузкой
г
0,65
-
0,8 -1,6
Средне-кусковые, сильно абразивные
Камень, руда, шлаки
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
о с
0,7
0,4-0,63
Кусковые хрупкие, не допускающие крошения
Древесный уголь
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
о с
0,6
0,4-0,63
0,4-0,63
Примечание. Типы ковшей: Г —глубокий; М — мелкий; О — остроугольный с бортовыми направляющими; С — со скругленным дном, с бортовыми направляющими.
ность ковшового элеватора определяют по линейному объему ковшей (л/м):
<оЛк=дам (идо)
где io — геометрический полезный объем ковша, выбираемый по ГОСТ 2036-77 (см. табл. 11.1) или каталогам заводов-изготовителей, л; tK-шаг ковшей, м [для глубоких и мелких ковшей, располагаемых с интервалом (расставленных), гк = (2,5 — 3,0) Н; для ковшей с бортовыми ■ направляющими, располагаемых непрерывно, tK ss Н (здесь Н — высота ковша, м)]; а — скорость движения ленты или цепи, м/с (см. табл. 11.3); р — плотность груза, т/м3; ф — коэффициент заполнения ковша (см. табл. 11.3).
Для цепных элеваторов шаг ковшей должен быть кратным шагу или двум шагам цепи.
Из зависимости линейного объема стандартных ковшей от их ширины (рис. 11.12) следует, что элеваторы с сомкнутыми ковшами, даже при понижен-
Рис. 11.12. Зависимость отношения 12Лк от ширины ковша В (типы ковшей: М — мелкий; Г — глубокий; О — остроугольный; С — со скругленным днишем)
ной скорости, могут обеспечить высокую производительность вследствие большого отношения (оДк-
При транспортировании кусковых грузов выбранные ковши проверяют по наибольшему размеру типичных кусков а согласно условию
L^aXK, (11.11)
где L— вылет ковша; Хк- коэффициент (для рядовых грузов Хк = 2 — 2,5, для сортированных Хк = 4 -г- 5).
Тяговый расчет. Тяговый расчет элеватора выполняют путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках контура трассы. Отличительной особенностью его является учет сопротивлений зачерпыванию груза расставленными ковшами в нижней загрузочной части кожуха элеватора. Это сопротивление определяется опытным путем и зависит от характеристики перемещаемого груза, скорости движения ковшей, их типа и расстояния между ними, от зазоров между ковшами и стенками нижней части кожуха, степени наполнения кожуха грузом и характера подачи груза в ковши.
Сопротивление зачерпыванию приближенно можно определить по формуле
^зач ~ ^зач^г, G 1-12)
где Кзач — коэффициент зачерпывания, выражающий удельную работу, затрачиваемую на зачерпывание груза, Н-м/Н; дг = — gQ/(3,6v) — линейная сила тяжести груза, Н/м.
При скорости ковшей 1 — 1,25 м/с принимают по рекомендации Ганфш- тенгеля для порошкообразных и мелкокусковых насыпных грузов Кэаг = = 1,25 -г 2,5 Н ■ м/Н; для среднекусковых грузов Кзач = 2 -г 4 Н • м/Н. Массы ленты, цепей и ковшей выбирают по нормалям заводов-изготовителей или по соответствующим стандартам.
Для элеваторов с фрикционным приводом наибольшее натяжение Smax = ^нб
должно быть проверено по сцеплению ленты с приводным барабаном согласно общей теории фрикционного привода.
По полученному наибольшему расчетному натяжению рассчитывают цепь и ленту на прочность (см. гл. 2 и 4). Мощность двигателя элеватора определяют по формуле (3.45).
Пример, Рассчитать вертикальный ковшовый элеватор (рис. 11.13, а), предназначенный для транспортирования отработанной формовочной земли литейного цеха завода.
Исходные данные. Расчетная производительность элеватора 6=30 т/ч; высота подъема Н = 22 м; плотность земли р = 1,5 т/мэ.
Расчет. Основные параметры элеватора. По табл. 11.3 для транспортирования сухой формовочной земли принимаем ленточный элеватор с расставленными глубокими ковшами и скоростью движения ленты г = 1,6 м/с. Выбираем ленту с четырьмя прокладками; тогда диаметр приводного барабана D6 = 125-4 = 500 мм и радиус барабана rg = 0,25 м. Частота вращения барабана при и = 1,6 м/с
и = бОиДлОд) = 60-1,6/(3,14 ■ 0,5) = 61 об/мин.
Полюсное расстояние по формуле (11.3) hn = 895/и2 = 895/612 = 0,24 м.
Так как hn < rg, обеспечивается центробежная разгрузка ковшей.
По формуле (11.13) при ф = 0,8
io/ tK = 6/(3,бгрф) = 30/(3,6-1,6-1,5-0,8) =
= 4,34 л/м.
По табл. 11.2 для 10Лк = 5 выбираем глубокий ковш шириной В = 250 мм и объемом 2 л; тогда ширина ленты Вл = 300 мм и шаг ковшей tK = 0,4 м.
При принятых параметрах ковшей и скорости движения леиты 1,6 м/с заданная производительность 30 т/ч обеспечивается при коэффициенте заполнения ковшей
ф = tKQ/(3,6upi0) = 0,4 - 30/(3,6 • 1,6 • 1,5 ■ 2) = 0,7.
Можно было бы уменьшить скорость до 1,4 м/с, однако она является нестандартной и не обеспечивает центробежную разгрузку.
Линейные нагрузки. Линейная масса ленты типа 2 по ГОСТ 20-76 с четырьмя
Рис. 11.13. Схема для расчета элеватора:
а — схема элеватора; б — диаграмма натяжения ленты
прокладками из ткани БКНЛ-65 составляет тл = 2,55 кг/м. Тогда
9л = 9™л = 9,81 -2,55 ss 25 Н/м.
По данным Союзпроммеханнзации масса глубокого ковша (В = 250 мм) тк = 3,38 кг; тогда
9о = 9л + 9ткК = 25 + 9,81 ■ 3,38/0,4 =
= 108 Н/м.
Полезная нагрузка
9г = #6/(3» = 9,81 • 30/(3,6 -1,6) = 52 Н/м.
Линейная нагрузка на загруженной ветви
9 = 9о + 9г = Ю8 + 52 = 160 Н/м.
Тяговый расчет. В соответствии с расчетной схемой (рис. 11.13,6) наименьшее натяжение ленты следует ожидать в точке 1. Расчет ведем в общем виде, поскольку неизвестно натяжение 84 сбегающей ветви с приводного барабана, необходимое для обеспечения потребного тягового усилия. Принимаем Si = Sq. Натяжение в точке 2 с учетом сопротивления на оборотном барабане и зачерпывания груза определяем по формуле (11.15) для тяжелых условий работы при ^ = 1,08 и Кэач = 2:
52=^5) + Wia4 = l,08So + K3a4qr =
= l,O8So +2-52 = l,O8So +104;
83 = 8нб = S2 + qH = l,O8So + Ю4 + 160'22 =
= l,O8So+ 3630.
При подсчете против движения ленты
S4 = Scg = 81 + q^H = So + 108 ■ 22 = So + 2380.
Из теории фрикционного привода имеем 8цб $сбей
или, для рассматриваемого случая, S3 ^ 34е^.
Для стального барабана при большой влажности (элеватор установлен на открытой площадке) коэффициент трения ц = 0,1, и при ос =180° получаем е^ — 1,37. Отсюда
S3 1,3784
или, для рассматриваемого случая,
1,О88о + 3630 ^ 1,37 (80 + 2380).
Из решения этого уравнения получаем 80 > 290 Н. Для обеспечения запаса по сцеплению принимаем 80 = 500 Н; тогда
S3 = Sh6 = 1,37S4 = 1,37-2880 ^ 4000 Н.
S4 = 8сб = 80 + 2380 = 2880 H.
Необходимое число прокладок в ленте находим (см. гл. 4) при Кр = 55 Н/мм и запасе прочности К = 10:
i = KSmax/BKp = 10-4000/(300-55) = 2,43.
Учитывая ослабление ленты болтами н необходимость прочного закрепления ковшей на ленте, оставляем принятую ленту с четырьмя прокладками.
Окружное усилие на приводном барабане с учетом потерь на нем
W = (S3 - S4) 5 = (4000 - 2880) 1,08 = 1210 Н.
Мощность приводного двигателя прн . КПД приводного механизма ц = 0,85 и коэффициенте запаса К3 = 1,25
N = К31Уа/(1000ц) =
= 1,25 ■ 1210-1,6/(1000'0,85) = 2,8 кВт.
Принимаем электродвигатель мощностью 3 кВт с частотой вращения 980 об/мин.
Н.З. Ковшовые элеваторы специального типа
Для транспортирования абразивных (руда), легкоразрушающихся (окатыши, брикеты) и горячих (клинкер, агломерат с температурой до 900 °C) грузов фирмы Шенк и Беумер (ФРГ) применяют элеваторы с фасонными («карманными») ковшами с центральной гравитационной загрузкой и разгрузкой (рис. 11.14). Ковши 1 (рис. 11.14, а) изготовляют из резины, пластмассы или стали (для горячих грузов) и крепят вплотную друг к другу к двум узким лентам 2 или круглозвенным цепям.
Преимуществом этих элеваторов является загрузка без черпания груза непосредственно в ковши, что уменьшает сопротивление при загрузке и способствует сохранности груза. К недостатку относится усложнение конструкции, особенно при наличии двух параллельных лент.
Основные параметры: ширина ковшей 200—1600 мм, вылет 400-710 мм, шаг ковшей (сомкнутое расположение) 250 — 710 мм; высота подъема до 55 м, производительность 5—1000 м3/ч при скорости 0,3 —0,4 м/с.
IL4. Полочные элеваторы
Полочные элеваторы выполняют вертикальными (рис. 11.15, а, в) и наклонными (рис. 11.15,6). Они предназначаются для подъема различных штучных грузов (бочек, ящиков, кип, тюков, частей машин и т. п.).
Полочный элеватор (рис. 11.15, а) состоит из двух вертикально замкнутых цепей, огибающих верхние и нижние звездочки. К цепям на определенном расстоянии друг от друга жестко прикреплены консольные захваты-полки, форма которых зависит от рода перемещаемых грузов (рис. 11.16).
Загрузка и разгрузка полок элеватора производятся автоматически или вручную. Наибольшие удобства для автоматизации загрузки и разгрузки представляют грузы цилиндрической формы,
Рис. 11.14. Элеватор фирмы Шенк (ФРГ):а — ходовая часть; б — схема трассыРис. 11.14. Элеватор фирмы Шенк (ФРГ):а — ходовая часть; б — схема трассыРис. 11.15. Схемы полочных элеваторов:а — вертикальный; б — наклонный; в — вертикальный с отклонением захвата на рабочей ветви; г — расчетная схемаРис. 11.15. Схемы полочных элеваторов:а — вертикальный; б — наклонный; в — вертикальный с отклонением захвата на рабочей ветви; г — расчетная схемакоторые можно перекатывать по наклонному настилу и легко перегружать с гребенчатого (колосникового) стола на гребенчатую полку и с полки на стол. Кроме применяемой обычно разгрузки в верхней точке нисходящей ветви, воз
Рис. 11.14. Элеватор фирмы Шенк (ФРГ):
а — ходовая часть; б — схема трассы
Рис. 11.14. Элеватор фирмы Шенк (ФРГ):
а — ходовая часть; б — схема трассы
Рис. 11.15. Схемы полочных элеваторов:
а — вертикальный; б — наклонный; в — вертикальный с отклонением захвата на рабочей ветви; г — расчетная схема
Рис. 11.15. Схемы полочных элеваторов:
а — вертикальный; б — наклонный; в — вертикальный с отклонением захвата на рабочей ветви; г — расчетная схема
можна также разгрузка грузов на восходящей ветви путем отклонения полки при помощи дополнительных отклоняющих звездочек (см. рис. 11.15,в).
Захваты-полки выполняют в виде кронштейнов с изогнутой или плоской
формой опорной части (рис. 11.16, а) в зависимости от конфигурации груза. Иногда захваты снабжают специальным поворотным приспособлением (рис. 11.16,6), позволяющим разгружать груз в любом месте на восходящей ветви элеватора и управляемым при помощи упоров или направляющих шин, выдвигаемых в местах разгрузки. Поворотные части захвата возвращаются в исходное положение, как правило, при помощи пружин или направляющих шин.
Тяговым элементом полочных элеваторов служат пластинчатые втулочные и катковые цепи. Полочные элеваторы имеют малые скорости движения (не более 0,2 —0,3 м/с).
Тяговый расчет полочных элеваторов выполняют обычным порядком (см. гл. 3). Дополнительным является сопротивление движению упорных катков полок по неподвижным направляющим, возни
кающее вследствие консольного расположения груза по отношению к цепи (рис. 11.15,г). Если т — масса груза на полке, / — расстояние от места крепления консоли до центра тяжести ее с грузом и b — расстояние между точками крепления захвата к цепи, то сила давления на направляющие в местах крепления захвата (без учета собственного веса полки и влияния натяжения цепи)
Na = gml/b(11.13)
и дополнительное сопротивление
М^оп « 2Naw = 2gmlw/b, (11.14)
где1 w — коэффициент сопротивления движению катков цепи по направляющим.
Полное усилие, необходимое для вертикального подъема полки с грузом, Рв = дт + И-доп = gm (1 + 2Lw/b\
Рис. 11.16. Схемы захватов-полок полочных элеваторов различных типовРис. 11.16. Схемы захватов-полок полочных элеваторов различных типов(11.15)
Рис. 11.16. Схемы захватов-полок полочных элеваторов различных типов
Рис. 11.16. Схемы захватов-полок полочных элеваторов различных типов
Рис. 11.17. Схема люлечиого элеватора:л — двухцепиого; б — одноцепного; /—привод; 2 — приводные звездочки; 3 — тяговые цепи; 4 — люльки; 5 — натяжные звездочкиРис. 11.17. Схема люлечиого элеватора:л — двухцепиого; б — одноцепного; /—привод; 2 — приводные звездочки; 3 — тяговые цепи; 4 — люльки; 5 — натяжные звездочкиЕсли тяговые цепи элеватора имеют ходовые катки, то w = 0,03 ч- 0,05; если цепь без катков и скользит по направляющим, то w = / = 0,25 —0,35; / — коэффициент трения цепи по направляющим в зависимости от условий работы элеватора.
Рис. 11.17. Схема люлечиого элеватора:
л — двухцепиого; б — одноцепного; /—привод; 2 — приводные звездочки; 3 — тяговые цепи; 4 — люльки; 5 — натяжные звездочки
Рис. 11.17. Схема люлечиого элеватора:
л — двухцепиого; б — одноцепного; /—привод; 2 — приводные звездочки; 3 — тяговые цепи; 4 — люльки; 5 — натяжные звездочки
Люлечные элеваторы
Люлечные элеваторы (рис. 11.17) предназначены для вертикального транспортирования различных штучных грузов. В отличие от полочных, их гру- зонесущим элементом являются шарнирно подвешенные к цепям полки (так называемые люльки). Наличие таких люлек позволяет производить разгрузку
элеватора в любом месте нисходящей ветви.
Люлечные элеваторы устроены так же, как и люлечные конвейеры (см. гл. 7), и отличаются от них лишь коифшура- цией трассы; элеваторы перемещают грузы только по вертикали, а конвейеры — последовательно в горизонтальном и вертикальном направлениях. Обычно люлечные элеваторы двух- цепные (рис. 11.17,а). Для транспортирования легких грузов (например, книг) применяют одноцепные элеваторы (рис. 11.17,6) с консольными люльками. Такой элеватор (рис. 11 18) имеет на каждом этаже автоматически действующие загрузочные и разгрузочные устройства. При нажиме кнопки упра-
Рис. 11.18. Люлечный одноцепной элеватор для транспортирования книг:а — общий вид; б — узел загрузочных и разгрузочных устройств; в — узел консольной люльки; 1 — люлька; 2 — роликовый конвейер; 3 — разгрузочный стол; 4 — привод; 5 — тяговая цепь; б — натяжное устройство; 7 — загрузочный колосниковый столРис. 11.18. Люлечный одноцепной элеватор для транспортирования книг:а — общий вид; б — узел загрузочных и разгрузочных устройств; в — узел консольной люльки; 1 — люлька; 2 — роликовый конвейер; 3 — разгрузочный стол; 4 — привод; 5 — тяговая цепь; б — натяжное устройство; 7 — загрузочный колосниковый столвления колосниковый стол загрузочного устройства вместе с грузом вдвигается внутрь шахты, н люлька с колосниковым основанием, поднимаясь по восходящей ветви, снимает груз со стола. После снятия груза стол автоматически возвращается в исходное положение. В месте разгрузки поворотный стол под действием сигнала управления поворачивается внутрь шахты, и спускающаяся люлька оставляет на столе груз. Снятый груз по наклонному столу соскальзывает на роликовый конвейер и подается по нему к месту назначения, после чего поворотный стол возвращается в исходное положение.
Рис. 11.18. Люлечный одноцепной элеватор для транспортирования книг:
а — общий вид; б — узел загрузочных и разгрузочных устройств; в — узел консольной люльки; 1 — люлька; 2 — роликовый конвейер; 3 — разгрузочный стол; 4 — привод; 5 — тяговая цепь; б — натяжное устройство; 7 — загрузочный колосниковый стол
Рис. 11.18. Люлечный одноцепной элеватор для транспортирования книг:
а — общий вид; б — узел загрузочных и разгрузочных устройств; в — узел консольной люльки; 1 — люлька; 2 — роликовый конвейер; 3 — разгрузочный стол; 4 — привод; 5 — тяговая цепь; б — натяжное устройство; 7 — загрузочный колосниковый стол
Расчет люлечных элеваторов произво дится обычным порядком (см. гл. 3), так
же, как и люлечных конвейеров (см. гл. 7).
Задачи научных исследований
К задачам научных исследований ковшовых, полочных и люлечных элеваторов относятся:
экспериментальное определение удельного расхода энергии иа загрузку ковшей элеваторов различных типов, особенно при транспортировании кусковых грузов;
разработка мероприятий, обеспечивающих очистку ковшей от остатков груза и ликвидацию просыпи груза на обратной ветви.
12
ВИНТОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Виды и области применения 351
Горизонтальные конвейеры 351
Вертикальные конвейеры 355
Транспортирующие трубы 358
Виды н области применения
Винтовые конвейеры выполняют горизонтальными или пологоиаклонными под углом до 20° (основной тип) и вертикальными или крутоиаклониыми. К ним можно также отнести винтовые транспортирующие трубы. Эти три вида винтовых конвейеров имеют как сходные, так и отличительные конструктивные характеристики, но особенно отличаются друг от друга по принципу действия, рассматриваемому ниже.
Винтовые конвейеры применяют для транспортирования пылевидных, порошкообразных и реже — мелкокусковых насыпных грузов иа сравнительно небольшое расстояние (обычно до 40 м по горизонтали и до 30 м — по вертикали) при производительности обычно до 100 т/ч в химической и мукомольной промышленности и на предприятиях строительных материалов.
Винтовыми конвейерами нецелесообразно транспортировать липкие и сильно уплотняющиеся, а также высокоабразивные грузы.
К преимуществам винтовых конвейеров относятся простота устройства и несложность технического обслуживания, небольшие габаритные размеры, удобство промежуточной разгрузки, герметичность, что особенно важно при перемещении пылящих, горячих
и остропахнущих грузов. Недостатками винтовых конвейеров являются связанный со способом перемещения высокий удельный расход энергии, значительное истирание и измельчение груза, повышенный износ винта и желоба, а также чувствительность к перегрузкам, ведущая к образованию внутри желоба (особенно у промежуточных подшипников) скопления грузов.
Горизонтальные конвейеры
Горизонтальный (или пологона- клоиный) винтовой конвейер (рис. 12.1) состоит из винта в виде расположенного в подшипниках продольного вала с укрепленными на нем винтовыми витками, желоба с полуцилиндрическим днищем, в котором винт размещен соосно, и привода (электродвигатель и редуктор), вращающего винт. Насыпной груз подается в желоб через одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль желоба, подобно тому, как движется по винту гайка, удерживаемая от совместного с иим вращения. Совместному вращению груза с виитом препятствует сила тяжести груза и трение его о желоб. Разгрузка желоба производится через одно или несколько отверстий в днище, снабженных затворами.
Рис. 12.1. Винтовой конвейер:
/ — электродвигатель; 2, 4 — соединительные муфты; 3 — редуктор; 5— головной подшипник; 6 — смотровой люк; 7—желоб; 8 — промежуточный подшипник; 9 - загрузочный патрубок; 70 — задний подшипник; И - вал с винтом; 12 — промежуточный разгрузочный патрубок; 13 - передний разгрузочный патрубок
ч.
Рис. 12.2. Винты конвейеров:
а — полностенный (со сплошной винтовой поверхностью); 6 — ленточный; в — лопастный; г — фасонный
Винт конвейера выполняют с правым или левым направлением спирали, одно-, двух- или трехзаходным. Поверхность винта может быть сплошной, ленточной или прерывистой в виде отдельных лопастей фасонной формы (рис. 12.2), Винт со сплошной поверхностью применяют преимущественно при перемещении сухого мелкозернистого и порошкового насыпного груза, не склонного к слеживанию; с ленточной, лопастной и фасонной — при перемещении слеживающихся грузов. Кроме того, лопастный и фасонный винты используют в тех случаях, когда при перемещении груза должен быть выполнен еще и определенный технологический процесс, например интенсивное перемешивание.
Витки полностенного и ленточного винта изготовляют штамповкой из стального листа или полосы, а затем приваривают к валу. Спираль ленточного и лопасти лопастного виита укрепляют на стерженьках, пропускаемых через просверленные в валу отверстия.
Вал винта, состоящий для удобства сборки из отдельных секций, может быть сплошным или трубчатым. Трубчатые валы имеют меньшую массу, и их более удобно скреплять между собой с помощью вставляемых по концам коротких соединительных валиков. Вал винта лежит в промежуточных и концевых подшипниках. Промежуточные подшипники подвешиваются сверху на укрепленных на желобе поперечных
планках. Они должны иметь по возможности малые диаметр и длину (так как витки винта на эту длину приходится прерывать), а также надежное уплотнение во избежание загрязнения частицами груза. Нередко это подшипники скольжения, в которых вращаются соединительные валики. Смазка к подшипникам подводится по трубкам от пресс-масленок, расположенных сверху иа планках. Концевые подшипники укрепляют в торцовых стенках желоба. Один из иих делают упорным и устанавливают обычно со стороны, в которую перемещается груз, для восприятия действующей вдоль вала осевой растягивающей силы.
На рис. 12.3 показан пример применения винтового конвейера для распределения по бункерам просушенной формовочной земли, подаваемой из сушильного отделения литейного цеха пневмотранспортом в циклон, из которого земля через затвор-дозатор ссыпается в желоб конвейера.
Производительность винтового кон-") вейера (Q — в т/ч, К— в м3/ч) зависит от диаметра D (м), шага t (м), частоты вращения и (об/мин) винта и коэффициента наполнения поперечного сечения винта ф:
к£>2,,
Q- Vp - 60—-—гпфрС — 47£>2тфрС,
(12-1)
12 А. О. Спиваковский12 А. О. Спиваковскийгде р — плотность груза, т/м3; С - поправочный коэффициент, зависящий от угла
12 А. О. Спиваковский
12 А. О. Спиваковский
Рис. 12.3. Установка винтового конвейера над бункерами землеприготовительного отделения литейного цехаРис. 12.3. Установка винтового конвейера над бункерами землеприготовительного отделения литейного цехаР наклона конвейера:
Рис. 12.3. Установка винтового конвейера над бункерами землеприготовительного отделения литейного цеха
Рис. 12.3. Установка винтового конвейера над бункерами землеприготовительного отделения литейного цеха
0, град ... О 5
С 10.9
1015200,80J0,61015200,80J0,6Скорость транспортирования (м/с) г - Zn/60. (12.2)
10
15
20
0,8
0J
0,6
10
15
20
0,8
0J
0,6
Коэффициент наполнения ф во избежание скопления груза у промежуточных подшипников принимают относительно небольшим; он зависит от свойств насыпных грузов (табл. 12.1).
На наклонных . винтовых конвейерах с движением груза вверх производительность уменьшается с возрастанием угла наклона, особенно при наличии промежуточных подшипников.
Шаг винта для сравнительно легко перемещаемых грузов принимают t = D, для трудно перемещаемых грузов его уменьшают до t = 0.8/2 или применяют двух-, трехзаходные винты.
Частоту вращения винта и выбирают в зависимости от рода перемещаемого
ГрузыРасчетные коэффициентыФАИ'Легкие и неабразивные (зерновые продукты, мука, древесные опилки)0,4651,2Легкие и малоабразивные (мел, угольная пыль, асбест, торф, сода)0,32501,6Тяжелые и малоабразивные (соль, кусковой уголь, глина сухая)0,25452,5Тяжелые и абразивные (цемент, зола, песок, глина сырая, дробленая руда, шлак)0,125304,0ГрузыРасчетные коэффициентыФАИ'Легкие и неабразивные (зерновые продукты, мука, древесные опилки)0,4651,2Легкие и малоабразивные (мел, угольная пыль, асбест, торф, сода)0,32501,6Тяжелые и малоабразивные (соль, кусковой уголь, глина сухая)0,25452,5Тяжелые и абразивные (цемент, зола, песок, глина сырая, дробленая руда, шлак)0,125304,012.1. Значения расчетных коэффициентов ф, А н w12.1. Значения расчетных коэффициентов ф, А н wгруза и диаметра винта; она должна обеспечивать спокойное, без пересыпания через вал продвижение груза; частота вращения уменьшается с увеличением диаметра винта, плотности
Грузы
Расчетные коэффициенты
Ф
А
И'
Легкие и неабразивные (зерновые продукты, мука, древесные опилки)
0,4
65
1,2
Легкие и малоабразивные (мел, угольная пыль, асбест, торф, сода)
0,32
50
1,6
Тяжелые и малоабразивные (соль, кусковой уголь, глина сухая)
0,25
45
2,5
Тяжелые и абразивные (цемент, зола, песок, глина сырая, дробленая руда, шлак)
0,125
30
4,0
Грузы
Расчетные коэффициенты
Ф
А
И'
Легкие и неабразивные (зерновые продукты, мука, древесные опилки)
0,4
65
1,2
Легкие и малоабразивные (мел, угольная пыль, асбест, торф, сода)
0,32
50
1,6
Тяжелые и малоабразивные (соль, кусковой уголь, глина сухая)
0,25
45
2,5
Тяжелые и абразивные (цемент, зола, песок, глина сырая, дробленая руда, шлак)
0,125
30
4,0
12.1. Значения расчетных коэффициентов ф, А н w
12.1. Значения расчетных коэффициентов ф, А н w
и абразивности груза. Наибольшую допускаемую частоту вращения (об/мин) винта можно определить по эмпирической формуле
nmax = A[^D, (12.3)
где А — коэффициент (см, табл, 12,1); D — в м.
Значение D в уравнении (12.3) выбирают ориентировочно и проверяют по уравнению (12.1). Окончательно его назначают с учетом ряда диаметров по ГОСТ 2037-75; 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63 и 0,8 м.
Рассчитывая диаметр виита для перемещения кусковых грузов, необходимо учитывать крупность кусков:
Р>(10д- 12)я; Р^(4-6)ятах, (12.4) где а — размер кусков сортированного (однородного по крупности) насыпного груза; ятах - размер наибольших кусков в рядовом (неоднородном по крупности) насыпном грузе.
Общее сопротивление движению груза на винтовом конвейере складывается из сил трения груза о желоб и о поверхность винта, сопротивления в промежуточных и концевых подшипниках (включая и упорный подшипник), а также сопротивления подъему при перемещении вверх по наклону. Если известны коэффициенты трения, то эти сопротивления можно рассчитать. Однако, кроме того, на винтовом конвейере действуют добавочные, трудно учитываемые сопротивления, возникающие из-за скоплений груза у промежуточных подшипников, треиия иа кромке винта о частицы, затягиваемые в зазор между винтом и желобом, и перемешивания груза. Поэтому при определении мощности двигателя наиболее удобно пользоваться полученным опытным путем общим коэффициентом сопротивления w, зависящим главным образом от свойств перемещаемого груза (см. табл. 12.1). Подставив значения w в фор
мулу (3.18), находят мощность на валу двигателя N (кВт).
Крутящий момент (Н • м) на валу винта
мо - 1000- 60Nti/(2tch),(12.5)
где N — в кВт; ц — КПД механизма привода; п — в о$/мин.
Наибольшая действующая на винт продольная сила (Н)
rtg(oc + ср) k£>tg(a + (р) ’ где г — радиус, на котором действует сила Р, м; [ориентировочно принимают r = kD/2 = = (0,7 4- 0,8) Д/2]; a — угол подъема винтовой Линии винта на радиусе г; ф — угол трения груза о поверхность винта; tgф =/, (где /1 — коэффициент трения груза о поверхность винта).
Вал виита, который можно рассматривать как многоопорный разрезной вал с расстоянием между опорами (подшипниками) /, рассчитывают на сложное сопротивление скручиванию под действием момента Мо, продольное сжатие или растяжение силой Р, изгиб под действием момента Рг, а также изгиб на длине / от собственной силы тяжести. Винт проверяют также на деформацию изгиба, причем прогиб не должен существенно изменять зазор между кромкой винта и желобом,
* Вертикальные конвейеры
Вертикальные винтовые конвейеры относятся к конвейерам специального типа (рис. 12.4, я и б). Конвейер состоит из подвешеииого на упорном подшипнике вала со сплошными винтовыми витками, вращающегося в цилиндрическом кожухе (трубе); короткого горизонтального винта-питателя, тоже вращающегося в трубе, и одного (рис. 12.4, я) или двух раздельных (рис. 12.4, б) приводов для обоих винтов. Разгрузка конвейера производится через патрубок вверху кожуха. Нижний участок вертикального винта, в который подается груз, делают либо переменного, уменьшающегося кверху диаметра,
либо с уменьшенным шагом. При большой высоте конвейера во избежание биения вала иногда устанавливают промежуточные подшипники.
На рис. 12.4,в показан крутона- клониый перегрузочный винтовой конвейер с фланцевым электродвигателем.
Движение насыпного груза вверх вдоль вертикального вннта происходит следующим образом. Груз, подаваемый горизонтальным, регулирующим производительность винтом к вертикальному винту, приводится последним во вращение. При этом груз под действием
Рис. 12.4. Бинтовые конвейеры:а, б — вертикальные; в — круто наклонныеРис. 12.4. Бинтовые конвейеры:а, б — вертикальные; в — круто наклонныецентробежной силы прижимается к поверхности цилиндрического кожуха и под действием силы трения о нее и силы тяжести несколько отстает в движении от винтовой поверхности, т. е. вращается с меньшей угловой скоростью, чем угловая скорость винта; следовательно, подобно гайке, которая притормаживается на вращающемся винте, груз получает относительное движение вдоль оси винта, совершая абсолютное движение по винтовой траектории, но с меньшей осевой скоростью, чем скорость перемещаемой по этому винту невращающейся гайки.
Рис. 12.4. Бинтовые конвейеры:
а, б — вертикальные; в — круто наклонные
Рис. 12.4. Бинтовые конвейеры:
а, б — вертикальные; в — круто наклонные
Для создания необходимой центробежной силы винт должен иметь достаточно большую частоту вращения, т. е. в противоположность горизонтальным винтам, для которых ограничивается максимальная частота вращения, на вертикальных винтах ограничивается ее минимальное допустимое (критическое) значение, необходимое для транспортирования груза вверх по винту. Рассмотрим, как определяется эта частота вращения. На частицу силой тяжести G по винтовой поверхности действуют две силы: одна направлена по винтовой поверхности вниз и равна G sin ос, другая — сила трения частицы о винтовую поверхность GfB cos а, где /в — коэффициент трения (рис. 12.5).
Прю вращении частицы иа окружности винта со скоростью v возникает центробежная сила. mv2/R (здесь m — масса частицы), и, следовательно, действующая в горизонтальной плоскости сила трения частицы о стенку цилиндрического кожуха равна mfKv2/R (рис. 12.5,6), где /к — коэффициент трения частицы о кожух. Составляющая этой силы, действующая на винтовую поверхность, равна mv2/K sin &./R (рис. 12.5, в), а сила трения о винтовую поверхность тт2/к/в sin a/R.
Наибольшая скорость на окружности винта, при которой частица не имеет осевого движения и вращается вместе с винтом, т. е. критическая скорость икр находится из уравнения
mg sin а + mg cos а/в + тгкр/к/в sin а/& — — ти2р/к cos ol/R = 0,(12.7)
откуда
/ gR sin а + /в cos а _
Укр / /к cos а — /в sin а
- /^-tg(a + pB), (12.8) ' Jk
где pB = arctg/B.
Учитывая, что укр = 2тсЯпкр = тсРнКр, получим критическую частоту вращения
Рис. 12.5. Схемы для расчета вертикального винтового конвейераРис. 12.5. Схемы для расчета вертикального винтового конвейеравинта
Рис. 12.5. Схемы для расчета вертикального винтового конвейера
Рис. 12.5. Схемы для расчета вертикального винтового конвейера
ии!кр = —Рв)- (12-9)!кр = —Рв)- (12-9)При частоте вращения п > дкр частица движется вверх по винтовой поверхности.
и
и
!кр = —Рв)- (12-9)
!кр = —Рв)- (12-9)
Из выражения (12.9) видно, что для движения частицы насыпного груза вверх по оси винта частота ее вращения должна быть тем больше, чем больше угол подъема винта и меньше его радиус, меньше коэффициент трения частицы о винт и больше коэффициент трения о стенку кожуха.
Вертикальные винтовые конвейеры применяют для подъема груза иа высо- 'ту обычно до 15 м и не больше 30 м при транспортировании порошкообразных, зернистых и мелкосыпучих материалов прн ограниченной производительности. Их преимущества и недостатки примерно те же, что и горизонтальных винтовых конвейеров. По сравнению с ковшовыми элеваторами они имеют меньшие габаритные размеры и большее удобство разгрузки в любую сторону, но значительно более энергоемки.
Особым случаем использования вертикальных винтовых конвейеров (при весьма малом диаметре винта и малой производительности) является применение их в качестве установок для бурейия вертикальных скважин и шпуров. Транс-
Рис. 12.6. Буровая штата с транспортирующим винтом
портирующий винтовой орган совмещен на ннх с рабочим органом буровой машины — быстро вращающейся штангой с буровой коронкой на конце (рис. 12.6). Кожухом в этих условиях1 служит цилиндрическая стенка скважины или обсадная труба. Образовавшаяся под коронкой буровая мелочь создает в нижней части скважины подпор, забирается н транспортируется укрепленной на штанге винтовой лопастью. Скорость транспортирования и производительность возрастает с повышением частоты вращения штанги (рис. 12.7).
. Транспортирующие трубы
Винтовая транспортирующая труба (рис, 12.8) вращается на установленных на некотором расстоянии друг от друга парных роликах. Внутри трубы на ее стенке укреплены винтовые витки. При вращении трубы насыпной груз, поданный к ней с одного конца, постепенно пересыпаясь под действием силы тяжести по образуемому витками винтовому желобу, продвигается вдоль осн
труоы и высыпается с другого конца. В местах опирания на ролики на трубу насажены охватывающие ее стальные кольца (бандажи), которыми труба перекатывается по роликам. Кроме опорных роликов, иа тех же станинах прикреплено по два упорных ролика, расположенных по обе стороны от колец и удерживающих трубу от осевого смещения. Вращение передается трубе от привода с зубчатыми колесами, причем колесо последней зубчатой пары надето, подобно кольцу, на корпус трубы. Для удобства подачи насыпного груза внутрь трубы при небольшом ее диаметре со стороны загрузки (справа на рнс. 12.8, а) укреплена коническая винтовая секция. Разгрузка с противоположной стороны трубы происходит ссыпанием через ее кромку.
Винтовые транспортирующие трубы устанавливают горизонтально или с небольшим наклоном. Разновидностью устройств этого типа являются транспортирующие трубы без винтовых витков внутри, т. е. с гладкой цилиндрической поверхностью. Для обеспечения осевого движения груза их устанавливают всегда с наклоном в сторону движения груза; такие трубы являются технологическими агрегатами, служащими для выполнения тех или иных технологических процессов, например обжига, сушкн, агломерирования, смешивания и т. п. Перемещение по винтовым трубам тоже обычно совмещается с технологическими процессами, причем длина труб, достигающая 200 — 250 м, нередко определяется периодом времени, в течение которого груз должен находиться в трубе для завершения технологической операции.
К преимуществам винтовых транспортирующих труб относится сравнительная простота конструкции и надежность, изоляция по всей длине от внешней среды, широкий диапазон производительности и длины; к недостаткам — большая масса, значительные габаритные размеры, высокий расход энергии (хотя и меньший, чем на винтовых конвейерах).
Рис. 12.7. Зависимость скорости транспортирования от частоты вращения штангиРис. 12.7. Зависимость скорости транспортирования от частоты вращения штангиПроизводительность винтовой транспортирующей трубы определяют по формуле (12.1), а скорость у транспортирования по формуле (12.2). Если по технологическим условиям груз должен оставаться в трубе в течение времени tB, то потребная длина трубы
Рис. 12.7. Зависимость скорости транспортирования от частоты вращения штанги
Рис. 12.7. Зависимость скорости транспортирования от частоты вращения штанги
L = vtB. (12.10)
Шаг винта обычно принимают t = = 0,5D, а коэффициент заполнения трубы ф = 0,2 : 0,3.
Чтобы груз мог перемещаться по трубе, частота ее вращения не должна превышать некоторого критического числа мКр, прн котором груз под действием центробежной силы С не отрывается от трубы, а вращается вместе с нею. Для определения икр рассмотрим условие равновесия частицы силой тяжести G, поднятой при вращении трубы с частотой п на угол а. ,
Скольжение этой частицы по стенке трубы начинается в момент, когда сила трения F ее о стенку трубы становится меньше составляющей силы тяжести частицы, направленной по касательной (рис. 12.9,а). Подставляя в равенство
Рис. 12.8. Винтовая транспортирующая труба:а — общий вид; б — опорная рама с роликами; 1 — опорно-упорные ролики; 2 — привод; 3 — труба; 4 — опорный ролик; 5 — упорный ролик; б — рамаРис. 12.8. Винтовая транспортирующая труба:а — общий вид; б — опорная рама с роликами; 1 — опорно-упорные ролики; 2 — привод; 3 — труба; 4 — опорный ролик; 5 — упорный ролик; б — рамаG sin а = (С + G cos ос)/—G sin а = (С + G cos ос)/—G D 2 \ , —— ю + G cos ос / sg 2 г
Рис. 12.8. Винтовая транспортирующая труба:
а — общий вид; б — опорная рама с роликами; 1 — опорно-упорные ролики; 2 — привод; 3 — труба; 4 — опорный ролик; 5 — упорный ролик; б — рама
Рис. 12.8. Винтовая транспортирующая труба:
а — общий вид; б — опорная рама с роликами; 1 — опорно-упорные ролики; 2 — привод; 3 — труба; 4 — опорный ролик; 5 — упорный ролик; б — рама
G sin а = (С + G cos ос)/—
G sin а = (С + G cos ос)/—
(12.11)(12.11)(где коэффициент трения частицы о стенку трубы /= tg ср) о = ли/30, находим
(12.11)
(12.11)
п - 42,3п - 42,3sin (а — ср)D sin фsin (а — ср)D sin ф(12.12)(12.12)Частоту вращения икр = итах получим, подставив ос = 90° + ф:
п - 42,3
п - 42,3
sin (а — ср)D sin ф
sin (а — ср)D sin ф
(12.12)
(12.12)
икр = 42,3 |/1/(О зшф). (12.13)
Условие равенства центробежной силы С н силы тяжести груза в верхней точке трубы имеет место при ос = 180°. Тогда
И! ^42,3/j/D> нкр. (12.14)
Практически для предельной частоты вращения принимают
и — (0,50 -г 0,65) л Р
Энергия, затрачиваемая на вращение трубы, расходуется на преодоление со-
Рис. 12.9. Схемы для расчета транспортирующей трубы
противления на опорных роликах и на работу подъема пересыпающегося внутри трубы груза. Считая приближенно давление на опорные ролики одинаковым с обеих сторон, находим силу давления на ролики
2P = (G + G0)/cosa0, (12.15)
где G и Со — сила тяжести груза в трубе и сила тяжести трубы; ot0 — половина центрального угла расположения опорных роли-
ков (рис. 12.9,6).
Если а — расстояние от центра массы слоя груза до вертикали, проходящей через ось трубы (а як 0,25D), DK — диаметр колец, которыми труба катится по опорным роликам, Dp и d — диаметры роликов и цапф роликов,/ и к — коэффициенты трения скольжения в цапфах и качения колец по роликам, то момент на оси трубы
Ik^fd DK
M=Ga^2P- (12.16)
Dp 2
и мощность двигателя (кВт)
N = Мю/ЮОбр = Мкн/30- ЮООр =
= Ми/9586ц,(12.17)
где М — в Н• м; и — в 1/с; и — в об/мии; Т| — КПД передаточного механизма привода.
КАЧАЮЩИЕСЯ КОНВЕЙЕРЫ
13.1. Основные типы и области применения 13.3. Инерционные конвейеры 36413.1. Основные типы и области применения 13.3. Инерционные конвейеры 364
13.1. Основные типы и области применения 13.3. Инерционные конвейеры 364
13.1. Основные типы и области применения 13.3. Инерционные конвейеры 364
360
Динамические режимы работы качающихся конвейеров 362
Основные типы и области применения
Качающийся (колебательный) конвейер в общем виде представляет собой открытый или закрытый герметичный желоб или трубу, подвешенную или опертую на опорную конструкцию. Желобу (или трубе) при помощи возбудителя
Вибрационные конвейеры 366
Задачи научных исследований 387
колебания сообщается возвратно-поступательное (колебательное) движение, в результате которого груз, находящийся в желобе, совершает следуемые друг за другом короткие перемещения вперед с определенной скоростью. Характер перемещения груза зависит от режима движения желоба, определяемого конструкцией и характеристикой работы привода и типа опорных устройств.
Строгая и полная классификация качающихся конвейеров весьма затруднительна как нз-за'обилия конструктивных типов, так и из-за тесной их взаимосвязи. Качающиеся конвейеры по режиму движения желоба и груза разделяют на инерционные (с постоянным н переменным давлением груза на дно желоба) и вибрационные. На инерционном конвейере груз скользит по желобу под действием силы инерции (вертикальная составляющая* ускорения желоба меньше ускорения свободного падения); на вибрационном конвейере груз отрывается от желоба («подскакивает») н движется мнкробросками (вертикальная составляющая ускорения желоба больше ускорения свободного падения). Это принципиальное различие в движении груза обусловливает различие в характере изнашивания стенок желоба конвейера и участия массы транспортируемого груза в колебательном движении.
Качающиеся инерционные конвейеры широко применяли для подземного транспортирования угля в шахтах, однако в настоящее время из-за присущих им недостатков в шахтах их не используют. Наибольшее распространение получили вибрационные конвейеры.
По профилю трассы качающиеся конвейеры разделяют на прямолинейные горизонтальные, пологонаклоиные (с подъемом вверх и уклоном вниз под углом до 15°) и вертикальные — с перемещением груза вверх в желобе, расположенном по винтовой поверхности (пространственной спирали).
Преимуществами качающихся конвейеров являются сравнительная простота конструкции; возможность полной герметизации при транспортировании пылящих, ядовитых и горячих грузов; возможность выполнения различных технологических операций (грохочения, сушки, охлаждения) одновременно с TpancJ портированием; малый износ желоба вибрационных конвейеров даже при перемещении абразивных грузов и сравнительно небольшой расход энергии при установившемся движении.
К недостаткам конвейеров относятся
значительное снижение производительности при транспортировании груза по наклонной вверх; невозможность перемещения липких грузов; уменьшение скорости и производительности при транспортировании пылевидных мелко- дисперсиоиных грузов; передача вибрационных нагрузок на опорные конструкции, что не позволяет неуравновешенные конструкции конвейера устанавливать на междуэтажные перекрытия зданий и без фундамента; сравнительно невысокий срок службы упругих элементов и подшипников привода. Кроме того, у инерционных конвейеров наблюдается интенсивное изнашивание желоба при транспортировании абразивных грузов.
■ Качающиеся конвейеры применяют для транспортирования насыпных и, реже, штучных грузов в горизонтальном и пологонаклонном направлениях при л сравнительно небольших расстояниях перемещения (до 50 м, редко — до 100 м) н производительности примерно до 400 мэ/ч. Вертикальные качающиеся конвейеры транспортируют грузы по винтовой поверхности вверх на высоту до 12 м при производительности до 20 м3/ч.
Наиболее оптимальной областью применения качающихся (и особенно — вибрационных) конвейеров следует считать герметичное транспортирование пылящих, горячих, газирующих, ядовитых, химически агрессивных насыпных грузов в условиях полной изоляции от окружающей среды на предприятиях химической и металлургической промышленности, при производстве строительных материалов и т. п.
Горизонтальные качающиеся конвейеры используют для транспортирования чугунной и витой стальной стружки в механических цехах, а также горячей выбитой земли, литников и мелкого литья в цехах машиностроительных заводов, горячих изделий с температурой до 600 °C в цехах металлургических заводов и др. Вертикальные качающиеся конвейеры специальной конструкции используют также в виде бункеров-нако-
пителей и загрузочных устройств при транспортировании мелких деталей машин (винтов, заклепок, деталей приборов) на линиях механической обработки и сборки на машиностроительных и приборостроительных заводах, в автоматических линиях. Такие конвейеры называют также вибро бункерам и, хотя онн, как правило, работают в режимах инерционных конвейеров, т. е. с перемещением грузов без отрыва от желоба.
Качающиеся конвейеры всех типов не могут транспортировать липкие грузы (иайример, влажную глину) и очень плохо транспортируют тонкодиспер- сионные пылевидные грузы (например, цемент).
Качающиеся (в том числе и вибрационные) конвейеры нецелесообразно применять для транспортирования песка, гравия, щебня, угля, камня, зерна и тому подобных насыпных грузов в их обычном состоянии, так как эти грузы можно более эффективно, надежно и экономично транспортировать ленточными конвейерами.
Динамические режимы работы качающихся конвейеров
Если плоскость, наклоненная под углом гх к горизонту, получит от внешнего источника энергии колебательное
Рис. 13.1. Схема для расчета силы давления груза на желоб
движение с ускорением ;ж, направленное под углом р (рис. 13.1), то частица груза, лежащая на плоскости, будет перемещаться вдоль нее. Нормальное давление М частицы груза на плоскость (т. е. на дно желоба или трубы конвейера) складывается из нормальных составляющих силы тяжести частицы и силы инерции:
N = mg cos ос + mjy, (13.1)
где m — масса частицы груза; д — ускорение свободного падения; jy — составляющая ускорения /ж по оси У
Оси координат У и У направим параллельно и перпендикулярно плоскости, а их центр поместим в центре тяжести частицы груза. Тогда составляющая ускорения плоскости по оси У jy = — j$sinp= — ясо2 sin cpsin Р (13.2) н сила давления груза на плоскость
^ = mucosa — аю2 sin <рsin Р), (13.3)
где а — амплитуда колебаний плоскости; (о — угловая скорость возбудителя колебаний; <р = ог — фазовый угол колебаний (здесь t — время).
Соотношение между величинами правой части уравнения (13.3), находящимися в скобках, характеризует направление силы давления груза на плоскость: при д cos ос > a(o2 sin tp sin р она направлена вниз (будем считать ее положительной), и груз постоянно находится на дне желоба; при д cos ос < аю2 sin <р sin Р сила давления направлена вверх, и груз стремится оторваться от плоскости. Угол ср изменяется от 0 до 360°, и sin <р имеет максимальное значение (равное единице) при <р = к/2 = 90°.
Отношение максимальной нормальной составляющей ускорения желоба jymax = ясо2 зт(л/2)8т Р = асо2 sin Р к составляющей ускорения силы тяжести д cos ос называют коэффициентом Г режима работы качающегося (колебательного) конвейера:
Г = асо2 sin P/(# cos ос). (13.4)
Рис. 13.2. Схема движения частиц груза на вибрационном конвейере:ПГ — направление перемещения груза; КЖ — направление колебаний желобаРис. 13.2. Схема движения частиц груза на вибрационном конвейере:ПГ — направление перемещения груза; КЖ — направление колебаний желобаДля горизонтального конвейера cos а = cosO° = 1; отсюда коэффициент режима
Рис. 13.2. Схема движения частиц груза на вибрационном конвейере:
ПГ — направление перемещения груза; КЖ — направление колебаний желоба
Рис. 13.2. Схема движения частиц груза на вибрационном конвейере:
ПГ — направление перемещения груза; КЖ — направление колебаний желоба
Гг — аю2 sin P/g. (13.5)
Коэффициент Г характеризует динамический режим работы качающегося конвейера (динамические нагрузки на привод и другие элементы конвейера) и характер движения частиц груза: при Г < 1 груз лежит на колеблющейся плоскости н перемещается, не отрываясь от нее (режим инерционных конвейеров); прн Г > 1 груз отрывается от колеблющейся плоскости и перемещается преимущественно микробросками (режим вибрационных конвейеров, рис. 13.2); при Г = 1 имеют место граничные условия. Установление оптимальных значений коэффициента режима работы конвейера, особенно при Г > 1, подчинено оптимальному решению основных задач — организации наиболее высокоскоростного движения частиц груза, рационально согласованного с движением колеблющейся плоскости (желоба конвейера), при минимальных динамических нагрузках иа привод и элементы конвейера.
Если плоскость совершает гармонические колебания с коэффициентом режима Г = 1, то траектория движения частицы груза в вертикальной плоскости совпадает с направлением движения плоскости (рис. 13.3). Прн 1<Г^З,3 движение частицы груза состоит из нескольких этапов, выполняемых в различные промежутки времени одного периода колебаний плоскости. Некоторое время tv частица груза движется вместе
с желобом, затем, по мере увеличения фазового угла ф и достижения этапа с Г > 1, груз отрывается от колеблющейся плоскости и совершает свободный полет (микробросок) в промежутке времени 1п-=^2 —И; затем он опять падает на плоскость н движется совместно с ней в промежутке времени Гз — t^- После этого цикл движения груза повторяется.
Задача обеспечения наиболее эффективного движения частиц груза на вибрационном конвейере (прн Г>1) состоит в выборе времени 12 (время встречи груза с желобом) таким, чтобы груз попал на плоскость желоба в момент его переднего хода и движение груза совместно с желобом было бы минимально необходимым для подготовки следующего полета без скольжения, перемешивания, обратного движения и тому подобных перемещений, препятствующих рациональному движению частиц. С точки зрения оптимального перемещения груза наиболее рациональными (идеальными) режимами работы конвейера следует считать та-
Рнс. 13.3. Диаграмма движения частиц груза на вибрационном конвейере при различных коэффициентах режима работы Г
кие, при которых движение частиц происходит при непрерывном подбрасывании и время их микрополета tn равно или кратно целому периоду колебания конвейера Т, т. е.
t^-pT, (13.6)
где р - любое целое число.
Исследованиями установлено, что движение с непрерывным подбрасыванием частиц груза происходит при
Г = ^р+г (13.7)
При р — 1, когда время t^ мнкробро- ска частицы груза равно одному полному периоду колебания конвейера, коэффициент режима Г — 3,3; прн /’ — 2. когда Гп — 2 Г, имеем Г = 6,36 (см. рис. 13.3) и т. д.
В результате исследований получено, что при р > 1 и Г >3,3 имеются определенные зоны снижения скорости перемещения груза, т. е. не происходит пропорционального ее увеличения. Кроме того, при Г > 3,3 конвейер работает со значительными ускорениями (например, большими 6,6д при £ = 30°), обусловливающими большие динамические нагрузки на привод, подшипники и другие элементы. Следовательно, для вибрационного конвейера коэффициент режима работы должен находиться в теоретических пределах 1 < Г < 3,3. Рекомендуемые практические значения коэффициента Г (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)
с учетом как оптимального перемещения различных грузов, так н динамических нагрузок приведены в табл. 13.1.
Инерционные конвейеры
В инерционных конвейерах груз перемещается под действием силы инерции. По характеру движения грузонесущего желоба и груза и давления груза на дно желоба различают два основных типа качающихся инерционных конвейеров: с постоянным (система Маркуса, Эйкго- фа и др., ФРГ) и с переменным (система Крейса) давлением груза на дно желоба.
Конструкция конвейераТип вибрацион- ного приводаКоэффициент Г для транспортирования грузовпылевидных и порошкообразныхкусковыхОднотрубные (одножелобные) легкого и среднегоЦентробежный или3-3,32,8-3типов (при 2 < 50 т/ч) подвесной и опорной конструкцииТо же, тяжелого типа(при Q > 50 т/ч)электромагнитныйТо же2-2,51,8-2,3Двухтрубные и однотрубные уравновешенные, лег-Эксцентриковый1,6-2,?1,5-2,5кого и среднего типов (при Q < 50 т/ч и L < 30 м)То же, тяжелого типа (при Q> 50 т/ч и L > 30 м)1,3-2,51,2—2Конструкция конвейераТип вибрацион- ного приводаКоэффициент Г для транспортирования грузовпылевидных и порошкообразныхкусковыхОднотрубные (одножелобные) легкого и среднегоЦентробежный или3-3,32,8-3типов (при 2 < 50 т/ч) подвесной и опорной конструкцииТо же, тяжелого типа(при Q > 50 т/ч)электромагнитныйТо же2-2,51,8-2,3Двухтрубные и однотрубные уравновешенные, лег-Эксцентриковый1,6-2,?1,5-2,5кого и среднего типов (при Q < 50 т/ч и L < 30 м)То же, тяжелого типа (при Q> 50 т/ч и L > 30 м)1,3-2,51,2—213.1. Рекомендуемые значения коэффициента режима работы Г вибранноиных конвейеров13.1. Рекомендуемые значения коэффициента режима работы Г вибранноиных конвейеровКонвейер Маркуса состоит из желоба, опирающегося на стационарные катки, и двухкрнвошипного привода. Желоб совершает прямолинейное возвратно- поступательное движение в горизонтальной плоскости с различными скоростью и ускорением при прямом (в направлении вперед) и обратном ходах. На значительной части прямого хода скорость желоба плавно возрастает, потом резко снижается, доходя до нуля, и затем меняет направление. При обратном ходе скорость желоба в первой части хода резко возрастает, затем плавно снижается. Ускорение желоба тоже плавно возрастает, затем резко уменьшается, изменяет свое направление, доходя до наибольшего отрицательного значения, и опять резко увеличивается. Такой характер движения желоба обеспечивается1 двухкривошипным приводом или же приводом с качающейся кулисой.
Конструкция конвейера
Тип вибрацион- ного привода
Коэффициент Г для транспортирования грузов
пылевидных и порошкообразных
кусковых
Однотрубные (одножелобные) легкого и среднего
Центробежный или
3-3,3
2,8-3
типов (при 2 < 50 т/ч) подвесной и опорной конструкции
То же, тяжелого типа(при Q > 50 т/ч)
электромагнитный
То же
2-2,5
1,8-2,3
Двухтрубные и однотрубные уравновешенные, лег-
Эксцентриковый
1,6-2,?
1,5-2,5
кого и среднего типов (при Q < 50 т/ч и L < 30 м)
То же, тяжелого типа (при Q> 50 т/ч и L > 30 м)
1,3-2,5
1,2—2
Конструкция конвейера
Тип вибрацион- ного привода
Коэффициент Г для транспортирования грузов
пылевидных и порошкообразных
кусковых
Однотрубные (одножелобные) легкого и среднего
Центробежный или
3-3,3
2,8-3
типов (при 2 < 50 т/ч) подвесной и опорной конструкции
То же, тяжелого типа(при Q > 50 т/ч)
электромагнитный
То же
2-2,5
1,8-2,3
Двухтрубные и однотрубные уравновешенные, лег-
Эксцентриковый
1,6-2,?
1,5-2,5
кого и среднего типов (при Q < 50 т/ч и L < 30 м)
То же, тяжелого типа (при Q> 50 т/ч и L > 30 м)
1,3-2,5
1,2—2
13.1. Рекомендуемые значения коэффициента режима работы Г вибранноиных конвейеров
13.1. Рекомендуемые значения коэффициента режима работы Г вибранноиных конвейеров
В некоторый период времени прямого хода желоба груз движется вместе с ним без скольжения, накапливая кинетическую энергию. Когда скорость желоба резко, изменяется и ускорение достигает некоторого предельного значения, груз по инерции продолжает перемещаться вперед с некоторым замедлением, скользя вперед и при обратном ходе желоба. Желоб как бы выскальзывает из-под груза. В некотором промежутке времени обратного хода скольжение груза прекращается, и он вместе с желобом движется вперед. Таким образом груз перемещается вперед с переменной скоростью в течение наибольшей части прямого и обратного хода желоба и только небольшой промежуток времени общего цикла колебаний (т. е. каждого оборота кривошипа) движется назад вместе с желобом при его обратном ходе. Режим работы конвейера выбирают таким, чтобы обратный ход груза был минимальным. Сила давления груза на дно желоба в каждый цикл колебаний будет всегда одинаковой, равной силе тяжести груза; постоянной будет также сила трения груза по дну желоба. Груз всегда будет лежать на дне желоба, не отрываясь от него. Постоянное трение груза по желобу вызывает его изнашивание.
Основные параметры конвейеров Маркуса: амплитуда колебаний желоба, определяемая радиусом ведущего кривошипа, 50—150 мм; частота колебаний (частота вращения ведущего вала) 40 — 85 1/мин; ширина желоба 200— 1200 мм; длина до 50 м (иногда до 100 м); скорость перемещения груза на горизонтальном конвейере обычно не превышает 0,2 м/с.
Конвейер Крейса имеет желоб, опертый на упругие стойки, жестко прикрепленные к нему и опорной раме и установленные под углом 20 — 30° к вертикали. Колебательное движение желоб получает от обычного кривошипного привода. Кривошип вращается с постоянной угловой скоростью и сообщает желобу возвратно-поступательное движение одинакового характера
как для прямого, так и для обратного ходов в направлении, перпендикулярном к опорным стойкам. Так как стойки установлены под углом, то при движении вперед желоб немного приподнимается вверх, а прн движении вниз — опускается. Упругие стойки-рессоры, изготовляемые из рессорно-пружинной стали марок 60С2 или 55С2, являются своего рода аккумулятором энергии: при прямом ходе желоба они изгибаются, запасая кинетическую энергию и преобразовывая ее в потенциальную энергию упругих сил, а при обратном ходе вследствие своей упругости возвращают желобу накопленную энергию.
Скорость и ускорение желоба направлены перпендикулярно направлению опорных стоек. При движении желоба вперед вертикальная составляющая скорости (и ускорения) направлена вверх, перпендикулярно дну желоба, а при ходе желоба назад — вниз. Когда желоб движется вперед, приподнимаясь, на частицу груза, лежащего на дне желоба, действуют по вертикали сила тяжести и вертикальная составляющая силы инерции, направленные вниз, а по горизонтали сила трения и горизонтальная составляющая силы инерции. Сила давления на дно желоба равна сумме сил тяжести и вертикальной составляющей силы инерции.
Для движения частицы груза вперед при прямом ходе желоба необходимо, чтобы сила трения груза о дно желоба была больше, чем горизонтальная составляющая силы инерции груза. При обратном ходе, когда желоб движется назад (опускаясь), вертикальная составляющая силы инерции груза направлена вверх, а сила тяжести — вниз, и сила давления груза на дно желоба, равная их разности, и сила трения груза уменьшаются. Для движения груза вперед при перемещении желоба назад необходимо, чтобы горизонтальная составляющая силы инерции была больше силы трения. Это вполне возможно, так как сила давления груза на желоб и сила трення уменьшились. Таким образом, силы давления груза на дно желоба при пря-
366 Качающиеся конвейеры мом и обратном его хрдах получаются различными по значению, что обеспечивает возможность непрерывного перемещения груза по желобу.
Для обеспечения движения груза вперед при прямом и обратном ходах желоба необходимо, чтобы груз не отрывался от него и сила инерции груза в период замедления желоба при прямом ходе была больше силы трения груза о желоб и обеспечивала бы грузу движение вперед и при обратном ходе желоба. Для выполнения первого условия необходимо, чтобы вертикальная составляющая ускорения желоба была меньше ускорения силы тяжести. Поэтому для качающихся конвейеров Крейса с переменным давлением груза на желоб принимают коэффициент режима Г < 1. В результате груз никогда не отрывается от желоба и скользит по его дну с некоторой переменной скоростью.
Выполнение второго условия определяется соответствующим выбором ускорения желоба
/ж = и2п/90 >/g/(cosp -/sin 3), (13.8) где п — частота вращения вала кривошипа; а — амплитуда колебания, равная радиусу кривошипа; / — коэффициент трения груза о дно желоба; р — угол наклона опорных стоек к вертикали.
Основные параметры конвейеров Крейса: амплитуда колебаний, определяемая радиусом кривошипа, 10 — 20 мм; частота колебаний 300 — 400 1/мин; ширина желоба 200 —1000 мм; средняя скорость движения груза иа горизонтальном конвейере 0,15 — 0,2 м/с; на наклонном конвейере с подачей груза вверх на подъем скорость движения груза значительно уменьшается с увеличением угла наклона, который обычно не превышает 10—15°.
Конвейер Крейса является первой ступенью перехода от инерционных к вибрационным конвейерам, Вследствие указанных ранее недостатков инерционные конвейеры в настоящее время имеют малое распространение (в основном применяются в технологических машинах).
Вибрационные конвейеры
Основные типы
Существует много конструктивных типов вибрационных конвейеров, которые можно классифицировать по различным признакам.
По направлению перемещения груза вибрационные конвейеры разделяют на горизонтальные, пологонаклонные и вертикальные.
По способу крепления грузонесущего элемента (желоба, трубы) различают виброконвейеры на свободных упругих подвесках-амортизаторах (подвесная, свободноколеблющаяся конструкция) и на наклонных направляющих стойках (опорная конструкция с наклонными направляющими упругими элементами). В опорной конструкции наклонные упругие стойки служат не только опора- ,ми грузонесущего элемента, но и обусловливают направление его колебаний (желоб получает направленные колебания).
По числу одновременно колеблющихся масс в колебательной системе конвейера различают конвейеры одномассные, двухмассные и многомассные.
По характеру динамической уравновешенности виброконвейеры разделяют на уравновешенные и неуравновешенные.
По числу грузонесушнх элементов различают внброконвейеры одноэлементные (т. е. одножелобные нли однотрубные) н двухэлементные (двухже- лобные, двухтрубные). Одноэлементные конвейеры могут иметь одинарный или сдвоенный грузонесущий элемент; в последнем случае грузонесущие элементы, например две параллельные трубы, жестко соединенные друг с другом, колеблются как единое целое. Такую конструкцию применяют, например, для одновременного транспортирования различных грузов.
По производственному назначению бывают вибрационные конвейеры, питатели и дозаторы, предназначенные для транспортирования груза; конвейеры-
Рис. 13.4. Диаграммы параметрон желоба вибрационного конвейера при гармонических колебаниях: а — перемещения; б — скорости; е — ускоренияРис. 13.4. Диаграммы параметрон желоба вибрационного конвейера при гармонических колебаниях: а — перемещения; б — скорости; е — ускорениягрохоты для одновременного транспортирования и распределения частиц груза по их крупности или отделения, например, литников или литья от земли, виброгрохоты для грохочения груза.
Рис. 13.4. Диаграммы параметрон желоба вибрационного конвейера при гармонических колебаниях: а — перемещения; б — скорости; е — ускорения
Рис. 13.4. Диаграммы параметрон желоба вибрационного конвейера при гармонических колебаниях: а — перемещения; б — скорости; е — ускорения
По характеристике и настройке упругих опорных элементов (колеблющейся системы) различают виброконвейеры с резонансной, дорезонансной и зарезонансной настройкой упругой системы. При резонансной настройке частота возмущающейся силы вибровозбудителя ю и основная частота собственных колебаний упругой системы конвейера ш0 одинаковы или приблизительно равны (практически для устойчивой работы принимают 0,85 < cd/cd0 < 1,1). При дорезонансной настройке частота возмущающей силы вибровозбудителя значительно меньше частоты собственных колебаний конвейера (и <к ю0). При зарезонансной настройке частота возмущающей силы значительно выше частоты собственных колебаний конвейера (03 » (00).
Резонансная настройка упругой системы конвейера обеспечивает малый расход энергии при установившейся работе конвейера, возможность создания конвейера высокой производительности, но требует значительных пусковых усилий из-за большой жесткости упругой системы. Резонансная настройка упругой системы получила преимущественное распространение на конвейерах среднего и тяжелого типов.
При зарезонансной настройке упругой системы ее жесткость невысокая, пусковые усилия снижаются, но повышается расход энергии при установившейся работе конвейера; возможна дли
тельная устойчивая работа машины при различных изменениях нагрузки. Основной недостаток зарезонансной настройки — возможность значительного увеличения напряжений в упругих элементах из-за кратковременного увеличения амплитуды колебаний при проходе через область резонанса при пуске и главным образом при остановке конвейера (в периоды нарастания и снижения частоты возмущающей силы и ее совпадения с частотой собственных колебаний системы). Для ликвидации этого недостатка разработан ряд специальных устройств. Кроме того, малая жесткость упругих элементов вызывает их значительные деформации (осадку) под действием силы тяжести, поэтому зарезонансную настройку применяют главным образом для подвесных и опорных конвейеров сравнительно легкого типа. Дорезонансная настройка имеет малое распространение.
Грузонесущий элемент горизонтального вибрационного конвейера, как правило, совершает прямолинейные (в отдельных конвейерах круговые нли эллиптические) симметричные гармонические колебательные движения (рис. 13.4) с синусоидальным изменением возмущающей силы. Известны конвейеры и с другими законами периодического изменения возмущающей силы; используют также двухчастотные (бигармонические) колебательные движения, однако такие конвейеры большого распространения не получили. Вертикальные вибрационные конвейеры совершают двойное гармоническое колебательное движение: прямолинейное вдоль вертикальной оси и вращательное вокруг вертикальной
оси (т. е. продольные и крутильные колебания).
Вибровозбудители колебаний грузоне- сущего элемента могут быть центробежными, эксцентриковыми (кривошипно-шатунными), электромагнитными, гидравлическими и пневматическими. Наибольшее распространение получили электромагнитные и эксцентриковые вибровозбудители, гидравлические и пневматические применяют редко и главным образом для работы во взрывоопасных условиях. Вибрационные конвейеры имеют сравнительно малые амплитуды колебаний (обычно 1 —15 мм) и большие частоты колебаний (3000 — 400 1/мин соответственно значениям амплитуд).
К современным конструкциям вибрационных конвейеров предъявляют следующие основные требования: 1) минимальная передача динамических нагрузок на опорные конструкции и возможность установки опорной рамы конвейера не только на фундамент, но и на междуэтажные перекрытия; 2) полная герметичность при транспортировании, в том числе и в местах концевой и промежуточных загрузок и разгрузок; 3) возможность промежуточной загрузки и разгрузки конвейера и автоматического управления этими операциями; 4) наименьшая общая масса и масса колеблющихся частей на единицу произво
дительности конвейера; 5) возможность бесперегрузочного транспортирования на наибольшее расстояние, т. е. наибольшая оптимальная длина на один привод; 6) малые габариты по высоте; 7) высокая надежность упругих элементов и привода — коэффициент готовности не менее 0,98, ресурс до первого капитального ремонта не менее 8000 ч; 8) малый уровень шума при работе конвейера—80-85 дБ. Технические требования на горизонтальные и пологонаклонные виброконвейеры регламентированы ГОСТ 11732-78.
Влияние свойств
насыпных грузов на эффективность работы вибрационных конвейеров 1
В отличие от конвейеров других типов эффективность работы вибрационных конвейеров (производительность, скорость транспортирования, высота слоя и т. п.) в значительной степени зависит от свойств (главным образом от гранулометрического состава — крупности частиц) транспортируемого груза.
1 По исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе.1 По исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе.Рис. 13.5. Сравнительная анаграмма отношения скорости рассматриваемого груза и, к скорости движения песка гп при транспортировании на горизонтальном (а — 0) и наклонном(а = 10°)вибрационных конвейерах (амплитуда колебаний а = 3,5 мм и частота 1000 1/мин):— песок; 2 мелкокусковая руда; 3 — мелкокусковой шлак; 4 — кусковой уголь;— фосфоритная мука; б — апатит; 7 — порошкообразный доломит; 8 — порошкообразный шамот; 9 — цемент (по исследованиям во ВНИИПТМАШе)Рис. 13.5. Сравнительная анаграмма отношения скорости рассматриваемого груза и, к скорости движения песка гп при транспортировании на горизонтальном (а — 0) и наклонном(а = 10°)вибрационных конвейерах (амплитуда колебаний а = 3,5 мм и частота 1000 1/мин):— песок; 2 мелкокусковая руда; 3 — мелкокусковой шлак; 4 — кусковой уголь;— фосфоритная мука; б — апатит; 7 — порошкообразный доломит; 8 — порошкообразный шамот; 9 — цемент (по исследованиям во ВНИИПТМАШе)При одинаковых параметрах вибрации на одном и том же конвейере разные насыпные грузы движутся с различными скоростями и высотами слоя, обеспечивая различную производительность (рис. 13.5). Это важное свойство
1 По исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе.
1 По исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе.
Рис. 13.5. Сравнительная анаграмма отношения скорости рассматриваемого груза и, к скорости движения песка гп при транспортировании на горизонтальном (а — 0) и наклонном(а = 10°)вибрационных конвейерах (амплитуда колебаний а = 3,5 мм и частота 1000 1/мин):
— песок; 2 мелкокусковая руда; 3 — мелкокусковой шлак; 4 — кусковой уголь;
— фосфоритная мука; б — апатит; 7 — порошкообразный доломит; 8 — порошкообразный шамот; 9 — цемент (по исследованиям во ВНИИПТМАШе)
Рис. 13.5. Сравнительная анаграмма отношения скорости рассматриваемого груза и, к скорости движения песка гп при транспортировании на горизонтальном (а — 0) и наклонном(а = 10°)вибрационных конвейерах (амплитуда колебаний а = 3,5 мм и частота 1000 1/мин):
— песок; 2 мелкокусковая руда; 3 — мелкокусковой шлак; 4 — кусковой уголь;
— фосфоритная мука; б — апатит; 7 — порошкообразный доломит; 8 — порошкообразный шамот; 9 — цемент (по исследованиям во ВНИИПТМАШе)
вибрационных конвейеров надо обязательно учитывать при их применении.
Наибольший эффект достигается при транспортировании сухих однородных порошкообразных, зернистых и мелкокусковых насыпных грузов (песка, шлака, угля й т. п.); скорость горизонтального транспортирования доходит до 0,3 м/с и в отдельных случаях до 0,6 м/с при наиболее оптимальных режимах вибрации. Менее эффективно использовать вибрационные конвейеры для транспортирования неоднородных насыпных грузов с большой примесью пылевидных частиц — скорость их перемещения в 2—3 раза меньше. Неэффективно транспортируются пылевидные грузы с размером частиц менее 0,05 мм (например, цемент). Скорость их горизонтального перемещения обычно составляет 0,1 — 0,15 м/с при высоте слоя 50 — 60 мм, даже при наибольшей амплитуде колебаний.
В процессе вибрационного транспортирования пылевидных грузов, при подбрасывании их частиц возникают воздушные прослойки, и создается повышенное сопротивление воздуха их микрополету. Этим обусловливается малая эффективность транспортирования пылевидных тонко дисперсных грузов методом вибрации. Важнейшей проблемой является выбор оптимального режима вибрации и конструкции вибрационного конвейера, которые бы обеспечили эффективное транспортирование пылевидных грузов. С увеличением амплитуды колебаний эффективность транспортирования пылевидных грузов увеличивается, поэтому для их перемещения используют вибрационные конвейеры с эксцентриковым приводом (амплитуда колебаний 12—15 мм, частота 500—400 1/мин). На конвейерах с электромагнитным вибровозбудителем, имеющим малую амплитуду (0,5-1,2 мм) и большую частоту (3000 1 /мин) колебаний; транспортирование пылевидных грузов практически неэффективно. У наклонных конвейеров с подачей груза вверх скорость перемещения и производительность Q пони-
Рнс. 13.6. Экспериментальная зависимость производительности Q двухтрубного вибрационного конвейера (диаметр трубы 310 мм, амплитуда колебаний 12,5 мм, частота 600 1/мин, коэффициент режима Г = 2,52) от угла наклона конвейера а при транспортировании:
I — шлака доменных печей (размер кусков 0 — 35 мм); 2 — песка естественной влажности; 3 — сланцевого кокса (размер кусков 0 — 30 мм); 4 — сухого клинкера (размер кусков 0—10 мм);
5 — дробленого щебня (размер 0 — 30 мм); 6- сухого цемента
жаются примерно на 3-5% на каждый градус подъема (рис. 13.6), поэтому, как правило, вибрационные конвейеры не выполняют с углом подъема более 10".
Для пылевидных грузов, например цемента, а также несортированных грузов с большим количеством (более 60 %) пылевидных частиц, угол наклона конвейера при транспортировании вверх на подъем обычно не превышает 5°, так как при больших углах транспортирование практически прекращается.
При подаче по уклону вниз, на спуск (практически под углом не более 10°) значительно лучше транспортируются все виды грузов. Поэтому пылевидные грузы целесообразно по возможности
транспортировать при уклоне вниз под углом 10—5°.
Незначительная влажность (приблизительно до 10%) грузов, не обладающих липкостью и вязкостью (например, чистый песок, древесные опилки), не препятствует их перемещению и даже в отдельных случаях способствует увеличению скорости; однако при некотором повышении влажности эффективность транспортирования резко снижается. Липкие влажные связные грузы, например глина, транспортируются очень плохо. Известны попытки футеровать желоб конвейера изнутри различными пластмассами и резиной для повышения эффективности транспортирования грузов, склонных к налипанию, однако заметных успехов не достигнуто
Сортированные крупно- и среднекусковые грузы при отсутствии мелких частиц хорошо перемещаются виброконвейером, однако при движении они издают шум от ударов о дно желоба и вызывают изнашивание желоба; возможно крошение кусков. Для повышения износостойкости стенки желоба футеруют резиной.
Разнородные, несортированные грузы имеют пониженную скорость транспортирования, однако полного разделения частиц груза по фракциям в общем слое не наблюдается, хотя на поверхности слоя замечается некоторое увеличение скорости движения более крупных кусков груза по более мелким частицам.
В вибрационных конвейерах-грохотах, имеющих дно желоба с отверстиями для просева мелких частиц груза, скорость транспортирования на 10 — 20 % меньше, чем при движении груза по гладкому дну без отверстий при прочих равных условиях. Плотность транспортируемого груза заметного влияния на скорость перемещения не оказывает; например, древесные опилки и железная руда имеют, при равных условиях, приблизительно одинаковые скорости транспортирования, несмотря на большую разницу в плотности. Комбинированный груз из слоев песка, мела и дробленого кирпича одинаковой крупности
транспортируется единой массой без разделения.
Скорость транспортирования однородных кусковых грузов почти не зависит от высоты слоя и практически остается постоянной при коэффициенте заполнения желоба 0,2 —0,8. Легкоподвижные пылевидные и сухие зернистые грузы при тонком слое перемещаются с наибольшей скоростью. С повышением высоты слоя скорость транспортирования заметно уменьшается, поэтому такие грузы транспортируют при малой высоте слоя (50—100 мм).
Таким образом, при применении вибрационных конвейеров необходимо особо тщательно учитывать свойства транспортируемых грузов.
Горизонтальные и пологонаклоиные вибрационные конвейеры
Подвесные конвейеры. Вибрационный конвейер подвесной конструкции со свободно колеблющейся одномассной системой (рис. 13.7, а) состоит из грузо- несущего элемента (трубы или желоба) 1, свободно подвешенного (или опертого, рис. 13.7, б) на упругих связах — амортизаторах 3 к неподвижным опорным конструкциям и получающего направленные колебания от центробежного привода 4 направленного действия, и предохранительного пояса 5. Последний необходим на случай аварийного обрыва упругих подвесок.
Приводом служат центробежный (инерционный, дебалансный) вибровозбудитель — маятниковый, сдвоенный или два синхронизированных электродвигателя-вибратора (рис. 13.7,в). Привод может иметь нижнее (рис. 13.7,6, показано сплошными линиями) или верхнее (показано штриховыми линиями) расположение по отношению к грузоне- сущему элементу. Синхронизированные мотор-вибраторы могут иметь также центральное боковое расположение (рис. 13.7, в).
Для обеспечения перемещения груза в заданном направлении привод устава-
вливают таким образом, чтобы линия действия направленной возмущающей силы' развиваемой им, составляла угол Р' = 20 ч- 30° с продольной осью конвейера, называемый углом направления колебания. Поскольку в процессе колебания частицы груза совершают микрополеты (микроброски), груз транспортируется в направлении, совпадающем с линией действия возмущающей силы над продольной осью конвейера (или над верхним уровнем слоя груза в трубе), как это показано на рис. 13.7.
Для обеспечения строго направленных прямолинейных колебаний гру- зонесущего элемента привод конвейера должен располагаться так, чтобы линия действия возмущающей силы (или равнодействующая двух сил от двух мо- тор-вибраторов) проходила через центр инерции (ЦИ) всей колебательной системы.
Для рассматриваемых случаев при полной симметричности системы в поперечной плоскости центр инерции совпадает с центром тяжести системы, координаты которого в пространственной системе определяются по общеизвестным законам теоретической механики. Если это условие не соблюдено и линия действия возмущающей силы, вызывающей колебания системы, не проходит через центр инерции (тяжести) системы, то образуется момент, и система получает не только прямолинейные, но и дополнительные крутильные колебания, неблагоприятно воздействующие на процесс перемещения груза.
Для стабильности распространения колебаний важно также обеспечить высокую жесткость узла крепления кронштейна привода к грузонесущему элементу конвейера. При малой жесткости крепления возникают местные колебания стенок трубы или желоба, которые неблагоприятно воздействуют на процесс перемещения груза и могут вызвать разрушения как стенок трубы, так и крепления привода.
При использовании клиноременной передачи от электродвигателя к валу центробежного привода направленного
действия ось клиноременной передачи (рис. 13.7,6) должна располагаться перпендикулярно линии направления колебаний. Только в этом случае колебания конвейера не будут вредно воздействовать на передачу, и она не будет ограничивать размах колебания трубы конвейера. Упругие подвески (или опоры) конвейера имеют малую жесткость и служат лишь амортизаторами; частота собственных колебаний системы на таких подвесках значительно ниже частоты возмущающей силы. Поэтому конвейеры свободноколеблющейся системы работают в зарезонансном режиме, что позволяет почти полностью исключить передачу вибрационных нагрузок от конвейера на опорные конструкции.
Загрузочные и разгрузочные патрубки колеблющейся трубы конвейера соединяют с неподвижными конструкциями, например бункерами или пересыпными воронками, при помощи гибких гофрированных патрубков 2 (рис. 13.7, п) из прочной ткани, резины или пластмассы. Эти патрубки, обеспечивая герметичность соединения, не препятствуют колебательному движению трубы или желоба.
При установке конвейера непосредственно под выпускным отверстием бункера вертикальное давление столба насыпного груза, находящегося в бункере, не должно передаваться на конвейер; оно должно восприниматься стенками неподвижной направляющей воронки, при помощи которой загружается конвейер. При невозможности размещения такой доронки между бункером и конвейером необходимо установить специальный питатель. Эти рекомендации относятся к виброконвейерам любого типа. Амплитуду колебаний грузонесу- щего элемента свободно колеблющегося конвейера при жесткости упругих связей к и внутреннем сопротивлении в них ц определяют из решения дифференциального уравнения вынужденных колебаний центра инерции системы (рис. 13.7, г):
(т + т0) х + ц/сх + кх = moroco2 sin cot.
Если пренебречь сопротивлениями в упругих подвесках (ц = 0) и ввести некоторые другие упрощения, что для зарезонансной настройки вполне допустимо, то амплитуду колебания конвейера а (в см) можно определить по формуле
аа"Vo"Voт ’т ’(13-9)
а
а
"Vo
"Vo
т ’
т ’
где т0 — общая масса дебалансов центробежного возбудителя; г0 — эксцентриситет расположения массы дебалансов, т. е. расстояние от центра тяжести дебаланса до оси вращения; w — общая масса колеблющихся частей конвейера с учетом присоединенной массы транспортируемого груза;
т — тТ + тп + ^г,(13.10)
здесь тт — масса трубы (или желоба) конвейера со всеми прикрепленными к ней деталя
ми; тп — масса вибровозбудителя, прикрепленного к трубе; X — эмпирический коэффициент учета массы транспортируемого груза, зависящий от коэффициента Г режима работы конвейера (рис. 13.8); mr — масса транспортируемого груза, находящегося в трубе при расчетном коэффициенте ее заполнения.
Длина конвейера подвесной конструкции зависит от прочности и жесткости грузонесущего элемента и обычно не превышает 6 м, так как увеличение размера грузонесущего элемента повышает его собственную массу и уменьшает амплитуду колебаний.
Рис. 13.7. Схемы одномассных свободноколеблю- щнхся вибрационных конвейеров с центробежным внбровозбудителем :а, б, в — конструктивные; г — расчетнаяРис. 13.7. Схемы одномассных свободноколеблю- щнхся вибрационных конвейеров с центробежным внбровозбудителем :а, б, в — конструктивные; г — расчетнаяРис. 13.8. Экспериментальная зависимость коэффициента X от коэффициента режима работы конвейера Г (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)Рис. 13.8. Экспериментальная зависимость коэффициента X от коэффициента режима работы конвейера Г (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)Если трубу (или желоб) усилить продольным ребром 4 (рис. 13.9, я), то максимальную длину конвейера можно довести до 8 м.
Рис. 13.7. Схемы одномассных свободноколеблю- щнхся вибрационных конвейеров с центробежным внбровозбудителем :
а, б, в — конструктивные; г — расчетная
Рис. 13.7. Схемы одномассных свободноколеблю- щнхся вибрационных конвейеров с центробежным внбровозбудителем :
а, б, в — конструктивные; г — расчетная
Рис. 13.8. Экспериментальная зависимость коэффициента X от коэффициента режима работы конвейера Г (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)
Рис. 13.8. Экспериментальная зависимость коэффициента X от коэффициента режима работы конвейера Г (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)
Рис. 13.9. Схемы подвесных вибрационных конвейеров с электромагнитным приводом: а — двухмассного; б — многомассногоРис. 13.9. Схемы подвесных вибрационных конвейеров с электромагнитным приводом: а — двухмассного; б — многомассногоК преимуществам подвесных вибрационных конвейеров относятся простота, сравнительно небольшая масса, возможность устройства промежуточной разгрузки и загрузки, малые динамические нагрузки на опоры. Их недостатками являются малая длина перемещения и амплитуда колебаний, некоторое уменьшение амплитуды колебания при увеличении загрузки. Несмотря на эти недостатки, подвесные конвейеры имеют большое распространение. Их параметры: диаметры трубы 160, 200, 320 и 400 мм, производительность 6 — 50 м3/ч и длина 4 —6 м.
Рис. 13.9. Схемы подвесных вибрационных конвейеров с электромагнитным приводом: а — двухмассного; б — многомассного
Рис. 13.9. Схемы подвесных вибрационных конвейеров с электромагнитным приводом: а — двухмассного; б — многомассного
Подвесной вибрационный конвейер с электромагнитным возбудителем колебаний представляет собой двух- массиую - колеблющуюся систему (рис. 13.9, а): первой массой является грузонесущий элемент (труба или желоб) 1 с прикрепленной к нему активной частью электромагнитного вибровозбудителя 3, вторая масса — реактивная часть вибровозбудителя 2. Все остальные узлы — такие же, как и у подвесного виброконвейера с центробежным приводом.
На подвесных конвейерах применяют однотактные и двухтактные электромаг
нитные вибровозбудители. Известны также многоприводные (многомассные) подвесные вибрационные конвейеры с несколькими (обычно не более двух, четырех) электромагнитными вибровозбудителями, укрепленными на одном грузонесущем элементе (рис. 13.9, б). При установке нескольких вибровозбудителей на одну трубу (или желоб) конвейера трудно достичь строгой синфаз- ности их работы. Поэтому многоприводные вибрационные конвейеры как подвесной, так и опорной (см. ниже) конструкции имеют сравнительно малое распространение.
Опорные виброконвейеры. Опорный вибрационный конвейер с наклонными направляющими упругими стойками (рис. 13,10,а) состоит из грузонесущего элемента 4, опорных упругих элементов 3, наклоненных под углом направления колебаний Р к вертикальной оси, вибрационного привода 2, опорной рамы 1, которая может устанавливаться непосредственно на фундамент или на упругие амортизаторы 5 (рис. 13.10,6). Ви- бровозбудитель может быть центробежным или электромагнитным (однотактным), а также эксцентриковым. Центробежные и электромагнитные ви-
Рнс. 13.10. Схемы опорных вибрационных конвейеров:а — одномассного; б — двухмассного с центробежным (или электромагнитным) приводом: в- двухмассного с тяжелой опорной рамой и эксцентриковым приводом; г — двухмассного сдвоенного с эксцентриковым приводом; д — многомассного с дополнительными дебалансамиРнс. 13.10. Схемы опорных вибрационных конвейеров:а — одномассного; б — двухмассного с центробежным (или электромагнитным) приводом: в- двухмассного с тяжелой опорной рамой и эксцентриковым приводом; г — двухмассного сдвоенного с эксцентриковым приводом; д — многомассного с дополнительными дебалансамибровозбудители1 могут иметь как нижнее, так и верхнее расположение. Возмущающая сила привода любого типа должна быть направлена под углом на
Рнс. 13.10. Схемы опорных вибрационных конвейеров:
а — одномассного; б — двухмассного с центробежным (или электромагнитным) приводом: в- двухмассного с тяжелой опорной рамой и эксцентриковым приводом; г — двухмассного сдвоенного с эксцентриковым приводом; д — многомассного с дополнительными дебалансами
Рнс. 13.10. Схемы опорных вибрационных конвейеров:
а — одномассного; б — двухмассного с центробежным (или электромагнитным) приводом: в- двухмассного с тяжелой опорной рамой и эксцентриковым приводом; г — двухмассного сдвоенного с эксцентриковым приводом; д — многомассного с дополнительными дебалансами
правления колебаний 0, и ее линия действия должна проходить через центр инерции колебательной системы. Для увеличения амплитуды колебаний грузо-
Рис. 13.11. Конвейер типаРис. 13.11. Конвейер типаКВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа:КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа:а — общий вид; б — узела — общий вид; б — узелупругой резиновой опоры; в — поперечное сечение конвейера у приводаупругой резиновой опоры; в — поперечное сечение конвейера у приводанесущего элемента в некоторых конструкциях двухмассных опорных конвейеров центробежный привод располагают на тяжелой опорной раме. Поскольку в замкнутой колебательной системе амплитуды колебаний обратно пропорциональны колеблющимся массам, то при малых амплитудах колебаний тяжелой рамы более легкий грузо- несущий элемент будет иметь увеличенную амплитуду колебаний.
Рис. 13.11. Конвейер типа
Рис. 13.11. Конвейер типа
КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа:
КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа:
а — общий вид; б — узел
а — общий вид; б — узел
упругой резиновой опоры; в — поперечное сечение конвейера у привода
упругой резиновой опоры; в — поперечное сечение конвейера у привода
Все конструктивные рекомендации, указанные для подвесных виброкоивейе- ров, относятся также и к опорным виброконвейерам.
Опорные конвейеры с центробежными приводами имеют зарезонансную, а с электромагнитным и эксцентриковым приводом чаще всего резонансную настройку упругой системы.
Техническая характеристика опорных желобчатых вибрационных конвейеров типа КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа с эксцентриковым приводом и резиновой упругой системой (рис. 13.11) приведена в табл. 13.2. Конвейеры имеют амплитуду колебаний желоба 6 мм; частоту 680 1/мин; угол
направления колебаний 22е; температуру транспортируемого груза не более 100 °C.
Основным и весьма существенным недостатком конвейеров опорной конструкции является их неуравновешенность и передача вибрационных нагрузок (в основном в виде реакций опорных упругих элементов) на опорные конструкции, и, как следствие этого, необходимость устройства фундаментов для установки конвейера. Для уменьшения этих нагрузок конвейер снабжают тяжелой рамой (в том числе и с металлическим каркасом, залитым бетоном), масса которой в 3 — 5 раз больше.массы грузонесущего элемента, и устанавливают ее на упругие амортизаторы (рис. 13.10, в), однако это значительно утяжеляет конвейер.
Для уравновешивания продольных усилий опорные конвейеры с эксцентриковым приводом^ выполняют из двух одинаковых секций (рис. 13.10,г), между которыми установлен привод. Шатуны привода соединены с каждой секцией со сдвигом фаз на 180°, что позволяет уравновесить горизонтальные составляющие действующих сил; верти-
ПараметрыКВЖГ-200КВЖГ-320КВЖГ-500Размеры желоба, мм: ширина В200320500высота h125160250наибольшая длина24 0003000038 000Производительность при транспортировании песка на го-103264ризонтальной установке, м3/ч Мощность электродвигателя, кВт2,2/3,05,5/7,57,5/10,0Масса 1 м, кг/м80/96130/150210/240Размеры, мм:А87010501500Н390470655L448632882ПараметрыКВЖГ-200КВЖГ-320КВЖГ-500Размеры желоба, мм: ширина В200320500высота h125160250наибольшая длина24 0003000038 000Производительность при транспортировании песка на го-103264ризонтальной установке, м3/ч Мощность электродвигателя, кВт2,2/3,05,5/7,57,5/10,0Масса 1 м, кг/м80/96130/150210/240Размеры, мм:А87010501500Н390470655L44863288213.2. Техническая характеристика конвейеров типа КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа (см. рис. 13.11, в)13.2. Техническая характеристика конвейеров типа КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа (см. рис. 13.11, в)Примечание. В числителе даны значения менателе — с герметичным желобом.Примечание. В числителе даны значения менателе — с герметичным желобом.для исполнения конвейера с открытым, а в зна-для исполнения конвейера с открытым, а в зна-кальные составляющие остаются неуравновешенными, следовательно для установки конвейеров необходим фундамент.
Параметры
КВЖГ-200
КВЖГ-320
КВЖГ-500
Размеры желоба, мм: ширина В
200
320
500
высота h
125
160
250
наибольшая длина
24 000
30000
38 000
Производительность при транспортировании песка на го-
10
32
64
ризонтальной установке, м3/ч Мощность электродвигателя, кВт
2,2/3,0
5,5/7,5
7,5/10,0
Масса 1 м, кг/м
80/96
130/150
210/240
Размеры, мм:
А
870
1050
1500
Н
390
470
655
L
448
632
882
Параметры
КВЖГ-200
КВЖГ-320
КВЖГ-500
Размеры желоба, мм: ширина В
200
320
500
высота h
125
160
250
наибольшая длина
24 000
30000
38 000
Производительность при транспортировании песка на го-
10
32
64
ризонтальной установке, м3/ч Мощность электродвигателя, кВт
2,2/3,0
5,5/7,5
7,5/10,0
Масса 1 м, кг/м
80/96
130/150
210/240
Размеры, мм:
А
870
1050
1500
Н
390
470
655
L
448
632
882
13.2. Техническая характеристика конвейеров типа КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа (см. рис. 13.11, в)
13.2. Техническая характеристика конвейеров типа КВЖГ конструкции ВНИИПТМАШа (см. рис. 13.11, в)
Примечание. В числителе даны значения менателе — с герметичным желобом.
Примечание. В числителе даны значения менателе — с герметичным желобом.
для исполнения конвейера с открытым, а в зна-
для исполнения конвейера с открытым, а в зна-
Опорный конвейер фирмы Уде (ФРГ) имеет грузонесущую трубу (или желоб) 4 (см. рис. 13.10, 6), установленную на упругих опорах 3, центробежный привод 2 из двух самосинхронизирующихся мотор-вибратор ов с дебалансами, опорную раму 1 и дополнительные уравновешивающие массы 6, укрепленные на упругих кронштейнах под углом направления колебаний fl Совместные колебания дополнительных масс обеспечивают направленность перемещения трубы и транспортируемого груза и некоторую уравновешенность общей системы.
Основные параметры конвейеров этого типа: диаметр трубы 152 — 610 мм, длина 12 — 27 м; масса 1 м 36 — 156 кг/м; мощность каждого двигателя 1 — 7,5 кВт.
Амплитуда колебаний конвейеров опорной конструкции с зарезонансной упругой системой, центробежным приводом и опорной рамой, жестко укрепленной на фундаменте (см. рис. 13.10, а), определяется по формуле (13.9). Для конвейера, изображенного на рнс. 13.10,6, эта формула дает приближенное решение. У конвейеров с эксцентриковым приводом амплитуда колебаний а задается радиусом эксцентрика
Привода и распределяется между рамой и грузонесущим элементом обратно пропорционально их массам (см. рис. 13.12, п = г/2); если рама жестко закреплена на фундаменте, то амплитуда гру- зонесущего элемента равна радиусу эксцентрика (а = г). При применении привода с упругим шатуном (см. ниже) амплитуда колебаний меньше радиуса эксцентрика (рис. 13.12, г).
Двухтрубный (двухжелобчатый) уравновешенный вибрационный конвейер опорной конструкции (рис. 13.12 и 13.13) состоит из параллельно расположенных грузонесущих элементов — труб 7 и 3 (или желобов), соединенных друг с другом шарнирными коромыслами (рычагами-качалками) 6 и упругими связями — пластинчатыми рессорами 5 (рис. 13.12, я) или резинометаллическими пакетами 9 (рис. 13.12,6), и эксцентрикового привода 8, закрепленного непосредственно на трубах — над или между ними. Коромысла 6 шарнирно, при помощи резинометаллических втулок, крепятся к трубам и к опорным осям 4, которые опираются на стойки 2, соединенные с неподвижной рамой 1. Коромысла и рессоры устанавливают под углом направления колебаний р к вертикали. Шатуны привода в крайнем положении размещают перпендикулярно к продольным осям рессор и коромысел и располагают в плоскости, проходящей через центр инерции системы (ЦИ).
Рис. 13.12. Двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейераа — с рессорной упругой системой и жестким шатуном, б — с резинометаллической упругой системой и упругим шатуном; в, г — расчетные схемы конвейера с жестким шатуном и с упругим шатуном для одной из колеблющихся масс; а — амплитуда колебаний; г — радиус эксцентрикаРис. 13.12. Двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейераа — с рессорной упругой системой и жестким шатуном, б — с резинометаллической упругой системой и упругим шатуном; в, г — расчетные схемы конвейера с жестким шатуном и с упругим шатуном для одной из колеблющихся масс; а — амплитуда колебаний; г — радиус эксцентрикаРис. 13.13. Двухтрубный вибрационный конвейер фирмы Биндер (Австрия)Рис. 13.13. Двухтрубный вибрационный конвейер фирмы Биндер (Австрия)Двухтрубный конвейер представляет собой уравновешенную двухмассную колебательную систему, колеблющимися массами которой являются верхняя и нижняя грузонесущие трубы (или желоба). При помощи эксцентрикового привода верхняя и нижняя трубы движутся возвратно-поступательно, параллельно друг другу со сдвигом фаз на 180°, т. е. когда одна труба движется вперед, другая на эту величину отклоняется назад, поскольку корпус подшипников приводного вала прикреплен к одной трубе, а головки шатуна — к другой. Этим обеспечивается уравнове
Рис. 13.12. Двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейера
а — с рессорной упругой системой и жестким шатуном, б — с резинометаллической упругой системой и упругим шатуном; в, г — расчетные схемы конвейера с жестким шатуном и с упругим шатуном для одной из колеблющихся масс; а — амплитуда колебаний; г — радиус эксцентрика
Рис. 13.12. Двухтрубный уравновешенный вибрационный конвейера
а — с рессорной упругой системой и жестким шатуном, б — с резинометаллической упругой системой и упругим шатуном; в, г — расчетные схемы конвейера с жестким шатуном и с упругим шатуном для одной из колеблющихся масс; а — амплитуда колебаний; г — радиус эксцентрика
Рис. 13.13. Двухтрубный вибрационный конвейер фирмы Биндер (Австрия)
Рис. 13.13. Двухтрубный вибрационный конвейер фирмы Биндер (Австрия)
шивание движущихся масс конвейера. Так как массы труб одинаковы, амплитуды их колебаний также одинаковы (см. рис. 13.12,в).
Транспортируемый груз перемещается по верхней и нижней трубам в одном направлении, обусловленном наклоном направляющих коромысел. Груз будет транспортироваться в ту сторону, в какую отклонена продольная ось коромысла по отношению к перпендикуляру, опущенному из центра верхнего шарнира коромысла на продольную ось конвейера.
Для уравновешивания системы необ-
ходимо, чтобы были одинаковыми массы верхнего и нижнего грузонесуще- го элементов и длины верхних и нижних плеч всех коромысел, а продольная ось центров опорных осей всех коромысел находилась в плоскости продольной оси симметрии расположения грузонесущих элементов, проходящей через центр инерции всей системы. Некоторая неуравновешенность будет при разной загрузке труб.
Основные параметры двухтрубных вибрационных конвейеров фирмы Биндер (Австрия) с резинометаллической упругой системой (рис. 13.13) приведены в табл. 13.3. Производительность конвейеров 15—150 м3/ч при транспортировании песка.
Фирма выпускает также конвейеры с трубами прямоугольного сечения и с желобами. Для транспортирования горячих грузов применяются конвейеры со стальными рессорами.
Двухтрубные виброконвейеры с трубами диаметром 160, 220, 320 и 400 мм производительностью 10 — 70 м3/ч для транспортирования грузов температурой 500 — 850 °C разработаны ВНИИ- цветметом.
Двухмассную систему конвейера при полной симметрии и равенстве масс верхних и нижних труб и перемещений можно приближенно рассматривать как одномассную систему какой-либо одной ее половины с одной степенью свободы (см. рис. 13.12,6). Тогда дифференциаль-
Техническая характеристика двухтрубных виб- роконвейерев фирмы Биндер (Австрия)
ПараметрПараметрR10R10Размеры трубы: внутренний104
Параметр
Параметр
R10
R10
диаметр D, мм наибольшая 10
длина, м
Габаритные размеры поперечного сечения конвейера, мм:
А250
Тип конвейераТип конвейераН370
Тип конвейера
Тип конвейера
ное уравнение движения полусистемы с жестким шатуном будет иметь вид
тх + (ку + к2 + к3)х + R = Ро sin cot,
(13.11)
где т — масса одного грузонесущего элемента конвейера со всеми закрепленными на нем деталями и присоединенной массой транспортируемого груза [см. формулу (13.10)]; х — перемещение центра инерции системы по оси X; к{, к2 и к3 — коэффициенты жесткости рессор или резинометаллических пакетов (kj и резинометаллических шарниров ^к2, кэ), взятые для одной массы, R = = iy0S — обобщенная сила сопротивления (здесь f - ]/ — 1 — мнимая единица; Yq — обобщенный коэффициент сопротивлений; S — усилие деформаций упругих связей); Ро— максимальное значение возмущающей силы привода конвейера (по максимальной амплитуде перемещения одного грузонесущего элемента); со — круговая частота возмущающей силы.
Жесткости упругих связей выбирают для резонансной настройки по условию
0,85 < о)/що < 1,1,(13.12)
где ю0 = l/^t + к2 + к^т — круговая частота собственных колебаний системы.
Двухтрубные конвейеры могут иметь устройства промежуточной загрузки и разгрузки с затворами барабанного или клапанного типа. Загрузка и разгрузка должны быть равномерными для обеих труб.
Преимуществами двухтрубных конвейеров являются уравновешенность колеблющихся масс; удвоенная производительность по сравнению с однотрубными конвейерами; наибольшая длина транспортирования, доходящая до 60 и даже до 100 м в одном агрегате с одним приводом; постоянство амплитуды колебаний из-за применения эксцентрикового привода; малый расход энергии в связи с резонансной настройкой упругой системы. К недостаткам конвейеров относятся некоторая усложненность их конструкции и узлов промежуточной загрузки и разгрузки, большие габаритные размеры.
Рис. 13.14. Однотактный электро магнитный внбровоз будите ль: а — принципиальная схема; и — конструкцияРис. 13.14. Однотактный электро магнитный внбровоз будите ль: а — принципиальная схема; и — конструкцияУравновешенную двухмассную систему имеет также конвейер, у которого нижний грузонесущий элемент заменен уравновешивающей балкой равной массы (противомассой). Такой однотрубный (одножелобный) конвейер с уравновешивающей балкой удобен при непрерывной загрузке по всей длине конвейера, при транспортировании и одновременном грохочении и т. п.
Рис. 13.14. Однотактный электро магнитный внбровоз будите ль: а — принципиальная схема; и — конструкция
Рис. 13.14. Однотактный электро магнитный внбровоз будите ль: а — принципиальная схема; и — конструкция
Элементы конвейеров
Грузонесущий элемент. Грузонесущие элементы выполняют в виде труб круглого, квадратного илн прямоугольного сечения или желобов различного очертания, закрытых и открытых. Для транспортирования пылевидных грузов малым слоем предпочтительно применение закрытых желобов прямоугольного сечения.
Трубы и желоба изготовляют из листовой высококачественной малоуглеродистой или специальной стали толщиной 3 — 5 мм по секциям длиной 4 —б м, соединяемым болтами с надежными замками против самоотвертывания. Для повышения износостойкости трубы и желоба изнутри покрывают резиной, полиуретаном, пластмассой и другими подобными материалами. При транспортировании горячих грузов применяют воздушное охлаждение.
Приводы. В общем понятии вибрационным приводом называется совокупность устройств для возбуждения механических колебаний, их преобразования и передачи рабочему элементу машины.
Приводом вибрационного конвейера служит комплект вибровозбудителя и электродвигателя с соответствующей связью между ними или без нее. Возможно также применение пневматического или гидравлического двигателя.
В электромагнитном приводе-возбудителе электродвигатель отсутствует.
Эксцентриковый привод представляет собой разновидность шатунно-кривошипного привода, в котором кривошип малого радиуса заменен диском, эксцентрично расположенным на приводном валу.
В вибрационных конвейерах наибольшее распространение получили электромагнитные, центробежные и эксцентриковые приводы.
Электромагнитные вибровозбудители бывают однотактные и двухтактные. Однотактный электромагнитный вибровозбудитель (рис. 13.14) состоит нз статора — электромагнита 1 с обмотками 2, присоединенными через выпрямитель 3 к сети электрического переменного тока, якоря 4, поперечины 5, упругих связей — пружин б, набора регулировочных грузов 7 и кожуха 8. Поперечины и пру-
380 Качающиеся конвейеры жины соединяют между собой статор и якорь электромагнита. Упругая связь в виде цилиндрических пружин или резиновых элементов определяет взаимное расположение статора и якоря, зазор между ними, кинематику прямолинейного возвратно-поступательного их движения н, вместе с регулировочными грузами, — настройку (как правило, резонансную) колебательной системы конвейера.
Колебательное движение статора и якоря электромагнита возникает под действием пульсирующей силы магнитного притяжения в статоре электромагнита при питании его катушек однофазным переменным током. Сила притяжения электромагнита прямо пропорциональна силе тока в обмотке катушки. При синусоидальном изменении силы тока максимальная сила притяжения магнита за один период изменения силы тока возникает дважды; следовательно, дважды за один период якорь притянется к статору и под действием реактивной силы пружин оттолкнется от статора. В этом случае при питании катушки переменным током с частотой 50 Гц частота притяжения якоря в статоре будет равна 100 Гц. Такую высокую частоту нельзя использовать для вибрационных конвейеров, и поэтому непосредственное включение катушек в сеть переменного тока не применяется. Для уменьшения частоты колебания вибратора питание катушки электромагнита статора осуществляется через однополупериодный выпрямитель (селеновый, ламповый и т. п.), что позволяет ликвидировать (или уменьшить) одну из полуволн синусоидального тока. В результате этого в каждый период изменения силы тока происходит только одно притяжение якоря к статору, и частота колебаний вибровозбудителя (а следовательно, и конвейера) равна частоте тока — 50 Гц (3000 колебаний в минуту).
Основные преимущества однотактных вибровозбудителей — малые габаритные размеры и масса; их недостаток — малая мощность (обычно не более 1 кВт),
поэтому их применяют для конвейеров и питателей с малой производительностью (приблизительно до 20 м3/ч).
Двухтактный электромагнитный вибровозбудитель МЕХАНОБРа (Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых) (рис. 13.15, а) состоит из статора 1 Н- образной формы, двух якорей 2, жестко связанных между собой при помощи скобы, обмоток переменного тока 3 и постоянного тока 4, и упругих связей 5, выполненных в виде пакета пластинчатых рессор (рис. 13.15,6). Под воздействием переменного и постоянного токов в статоре возбуждаются постоянные и переменные магинтиые потоки, которые вызывают возвратно-поступательное движение якорей. При этом когда верхний якорь притягивается к статору, нижний отталкивается, и наоборот.
Двухтактные вибровозбудителн применяют для двухмассных питателей и конвейеров тяжелого типа подвесной конструкции; их существенный недостаток — большие габаритные размеры и масса (до 20 кг на 1 т/ч производительности).
Питатели и конвейеры с электромагнитным приводом конструкции МЕХАНОБРа имеют производительность 50 — 650 т/ч при мощности вибраторов 0,5 — 8,0 кВт, амплитуде колебаний 0,625 —1,25 мм и частоте колебаний 3000 1/мин.
Электр омагнитные вибров озбудител и снабжают аппаратурой управления, которая позволяет плавно изменять силу тока в обмотках электромагнитов и амплитуду колебаний, а следовательно, и производительность конвейера.
Преимуществами электромагнитных вибровозбудителей являются отсутствие трущихся и вращающихся частей, возможность плавного регулирования производительности, простота эксплуатации. К их недостаткам относятся значительное снижение производительности при падении напряжения в питающей сети источника тока и большая масса двухтактных вибровозбудителей. По-
Рис. 13.15. Двухтактный электромагнитный вибро воз будите ль МЕХАНОБРа:Рис. 13.15. Двухтактный электромагнитный вибро воз будите ль МЕХАНОБРа:о — принципиальная схема; б — конструкцияо — принципиальная схема; б — конструкцияситет массы дебаланса; го — угловая скорость вала.ситет массы дебаланса; го — угловая скорость вала.стоянство частоты (3000 1/мин) и малые амплитуды (0,5 — 2 мм) ограничивают возможность применения электромагнитных вибровозбудителей для транспортирования пылевидных насыпных грузов. Их используют для питателей и конвейеров малой длины (до 2,5 — 6 м).
Рис. 13.15. Двухтактный электромагнитный вибро воз будите ль МЕХАНОБРа:
Рис. 13.15. Двухтактный электромагнитный вибро воз будите ль МЕХАНОБРа:
о — принципиальная схема; б — конструкция
о — принципиальная схема; б — конструкция
ситет массы дебаланса; го — угловая скорость вала.
ситет массы дебаланса; го — угловая скорость вала.
Приводы с центробежными вибровозбудителями бывают одинарные де- балансные [с упругошарнирным (рис. 13.16, а) и жестким креплением, с направленным действием возмущающей силы], объединенные (рис. 13.16,6) илн раздельные в виде двух деба- лансных мотор-внбраторов с самосинхронизацией (см. рис. 13.7, в). Последние в настоящее время получают наибольшее распространение.
Дебалансный одинарный центробежный привод-вибровозбудитель (рис. 13.16, а) представляет собой электродвигатель 1, на валу 3 которого на некотором расстоянии от оси вращения закреплен груз — дебаланс 2. При вращении последнего возникает центробежная сила
P = m0r0to2, (13.13)
где т0 — масса дебаланса; г0 — эксцентри
Проекции центробежной силы
Рх = Pcos(p; Ру — Psintp.
Статический момент массы дебаланса
Мк = того.(13.14)
Чтобы сообщить трубе конвейера прямолинейные направленные колебания, одинарный дебалансный привод (рис. 13.16, а) снабжают опорной плитой 4 с упругим шарниром 5. Плита через шарнир передает конвейеру только продольные составляющие центробежной силы Ру, а поперечные составляющие Рх воспринимаются упругим шарниром (поэтому привод называют маятниковым) и на конвейер не передаются. В сдвоенном центробежном приводе (рис. 13.16,6) на двух сцепленных друг с другом зубчатых колесах б (или на двух валах 3) укреплены одинаковые дебалансы 2. При вращении .колес возникают центробежные силы Р, продольные составляющие которых Ру складываются (так как оии направлены
Рис. 13.16. Схемы приводов вибрационных конвейеров:а, ц — центробежных; в, г — эксцентриковыхРис. 13.16. Схемы приводов вибрационных конвейеров:а, ц — центробежных; в, г — эксцентриковых
Рис. 13.16. Схемы приводов вибрационных конвейеров:
а, ц — центробежных; в, г — эксцентриковых
Рис. 13.16. Схемы приводов вибрационных конвейеров:
а, ц — центробежных; в, г — эксцентриковых
в одну сторону), а поперечные составляющие Рл уравновешиваются (так как они направлены в разные стороны). Максимальная направленная (продольная) центробежная сила
2Р? = 2того(й2. (13.15)
Центробежные приводы применяют для подвесных и опорных конвейеров и питателей.
Преимуществами центробежного привода являются сравнительная простота конструкции, малый шум при работе, возможность надежной герметизации и получения большого диапазона частот (2800—750 об/мин) и возмущающих сил (до 100 кН). К недостаткам относится небольшой срок службы опорных подшипников (до одного года).
Эксцентриковые (кривошипно-шатунные) приводы с жестким (рис. 13.16, в), полужестким и упругим (рис. 13.16,2 и 13.17) шатунами применяют на однотрубных и главным образом на уравновешенных двухтрубных конвейерах с резонансной настройкой упругой системы. Их преимуществами являются возможность получения большого диапазона амплитуд (до 15 мм) и частот колебаний (от 400 до 800 в минуту); к недостатку относится ускоренное изнашивание опорных подшипников.
У вибрационных конвейеров с резонансной настройкой жесткость упругой системы очень высокая, так как она должна при прямом ходе аккумулировать большое количество кинетической энергии колеблющейся трубы (или желоба) с грузом, а при обратном ходе возвращать ее обратно. Первоначальное деформирование такой жесткой упругой системы при пуске конвейера требует больших пусковых усилий. При установившемся движении требуется подвод небольшой энергии, необходимой только для преодоления сопротивлений в упругой системе и перемещения груза.
Для преодоления больших усилий при пуске конвейера используют следующие способы: 1) в приводе устанавливают один двигатель большой мощности по
Рис. 13.17. Эксцентриковый привод с упругим шатуном двухтрубного вибрационного конвейера
пусковым усилиям или же специального исполнения с высоким (например, в 10 раз большим номинального) пусковым моментом; 2) в приводе устанавливают два двигателя обычного исполнения, которые используются оба одновременно при пуске конвейера, а при установившемся движении один из двигателей отключается; 3) в механизм привода вводят упругий элемент, который позволяет постепенно раскачивать упругую систему от малых перемещений до полной рабочей амплитуды. В современных конструкциях наибольшее распространение получил третий способ, как наиболее экономичный и эффективный. Упругими элементами служат полужесткий и упругий шатун, упругий (резиновый) эксцентрик, шатун с масляным демпфером и др.
При наличии в приводе упругого элемента амплитуда колебаний трубы или желоба конвейера близка по значению, но не равна радиусу эксцентрика, так как в общей работе колебательной системы участвуют ■ не только основная, но и приводная упругие связи (см. рис. 13.12, г).
Полужесткий и упругий шатуны крепят к грузонесущему элементу через упругую связь — цилиндрическую пружину или резинометаллические пакеты (см. рис. 13.17). В полужестком шатуне упругая связь имеет предварительное поджатие или соответственно подобранную жесткость, при которой во время пуска конвейера шатун работает как
упругий, а при установившемся движении — как жесткий.
Упругие свизи основной колебательной системы выполняют из стальных листовых рессор (рис. 13.18, а), цилиндрических спиральных пружин или рези- нометаллических пакетов (рис. 13.18, в). К упругим элементам относятся также резинометаллические шарниры (втулки, рис. 13.18, б), устанавливаемые в шарнирных узлах опорных коромысел. Рессоры и пружины изготовляют из высококачественной термически обработанной пружинной стали 55С2, 60С2 и 60С2Н2А; рессоры рассчитывают на изгиб с пониженным допускаемым напряжением для стали до 100—120 МПа для обеспечения повышенного срока службы.
Преимуществами рессор являются простота и экономичность конструкции, а недостатками — высокие напряжения при больших амплитудах колебания и сравнительно небольшой срок службы (1—2 года) из-за высокочастотных знакопеременных нагрузок. Известно также применение рессор из древеснослоистых пластиков и стеклопластиков. Значительные перспективы имеют пневматические упругие связи, однако они не получили распространения из-за сложности.
Резинометаллические пакеты (рис. 13.18, в) работают на сдвиг и обеспечивают большие амплитуды колебания и высокий срок службы, поэтому их применение наиболее перспективно; однако они не могут работать при новы-
Рис. 13.18. Упругие элементы конвейера:я — пластинчатые рессоры; б — резинометаллическая втулка (шарнир); я — резинометаллический элементРис. 13.18. Упругие элементы конвейера:я — пластинчатые рессоры; б — резинометаллическая втулка (шарнир); я — резинометаллический элементшенных температурах (более 100 °C). В упругих шатунах, как правило, применяют резинометаллические пакеты.
Рис. 13.18. Упругие элементы конвейера:
я — пластинчатые рессоры; б — резинометаллическая втулка (шарнир); я — резинометаллический элемент
Рис. 13.18. Упругие элементы конвейера:
я — пластинчатые рессоры; б — резинометаллическая втулка (шарнир); я — резинометаллический элемент
Расчет конвейеров
Теория и расчет вибрационного конвейера включает три взаимосвязанные задачи: 1) расчет колебательной системы конвейера; 2) определение размеров сечения грузонесущего элемента на основе расчета средней' скорости перемещения груза н производительности и 3) определение мощности привода конвейера для преодоления инерционных усилий, сопротивлений перемещению груза и потерь в упругих связях колебательной системы.
При решении первой задачи определяют амплитуду и частоту колебаний, усилия в приводе и упругих связях и их настройку. При этом используют основные положения теории механических
колебаний и динамики колебательной системы с линейными и нелинейными упругими связями, составляют и решают дифференциальные уравнения движения системы. Наиболее простые уравнения системы и их решения были даны при рассмотрении отдельных конструкций конвейеров.
Частота и амплитуда колебаний конвейера определяются рекомендуемым коэффициентом режима работы (см. табл. 13.1) и выбираются из табл. 13.4 в зависимости от типа привода и характеристики транспортируемого груза. По выбранным частоте и амплитуде колебаний из дифференциального уравнения движения системы находят характеристику упругих связей конвейера, а также параметры привода и действующие на него усилия.
Вид настройки упругих связей системы (зарезонансная или резонансная), определяемой конструктивным типом конвейера, был указан ранее, при рас-
смотрении отдельных конструкций конвейеров.
13.4. Рекомендуемые значения амплитуды а н частоты колебаний го вибрационных конвейеров
Тип привода
го, 1/мин
а (мм) для грузов
пылевидных и порошкообразных
кусковых
Электромагнитный
3000
1,2-2
0,75-1
Центробежный оди -
2800- 1500
1,2-3
0,8-2,5
парный
Центробежный
1500-1000
2-4
2-3
сдвоенный
Эксцентриковый
800-450
5-15
4-8
Угол направления колебаний р принимают в зависимости от частоты колебаний со: при со ^ 1000 1/мин р = = 20 -г 25°; при ш < 1000 1/мин р = = 30 -г 35°; в среднем р = 30°.
Скорость транспортирования и (м/с) зависит от свойств транспортируемых грузов и угла наклона конвейера:
р яЦК1 ^К2 sin a) a® cos р ]/1 — 1/Г2, (13.16)
Kj и К2—эмпирические коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств транспортируемого груза (табл. 13.5); а — угол наклона конвейера; а — амплитуда колебаний; Г — коэффициент режима работы конвейера (см. табл. 13.1).
В формуле (13.16) з нак «минус» в скобках принимается для конвейеров, работающих иа подъем (при подаче груза по наклону вверх), а знак «плюс» — для конвейеров, работающих на спуск (при подаче груза по наклону вниз).
Для горизонтальных конвейеров K2sina = 0 и скорость
v = K^cocosР|/1 — 1/Г2. (13.16')
Меньшие значения коэффициентов К^ и большие К2 относятся к более мелким грузам, так как чем мельче частица груза, тем меньше скорость его транспортирования (см. табл. 13.5).
Производительность вибрационного конвейера определяют по формуле (3.8) при коэффициенте заполнения: для от-
А. О. Спиваковский
крытых желобов ф — 0,6 -? 0,9, прямоугольных труб ф = 0,6 ч- 0,8 и для круглых труб ф = 0,5 -ь 0,6; меньшие значения принимают для грузов мелких фракций. Ширину желоба и диаметр трубы проверяют по кусковатости грузов. Максимальный размер куска рядового груза не должен превышать 1/4, а сортированного — 1/3 диаметра трубы или ширины желоба конвейера.
Мощность N (кВт) приводного электродвигателя с повышенным пусковым моментом (типа АОП) определяют по эмпирическим формулам, предложенным В. К. Дьячковым: для коротких конвейеров длиной L^ 10 м
СвО / Я \
K3L+—— ; (13.17) 103п \о,36) v 7
для конвейеров длиной L>J0 м
103п _103п _10K3 + (L-10)K4+-4- ,10K3 + (L-10)K4+-4- ,(13.18)
103п _
103п _
10K3 + (L-10)K4+-4- ,
10K3 + (L-10)K4+-4- ,
где Св — коэффициент транспортабельности груза; для зернистых и кусковых грузов, обладающих хорошей транспортабельностью (песок, уголь, шлак, зерно), Св = 1; для порошкообразных и пылевидных насыпных грузов, обладающих пониженной транспортабельностью (цемент, огарки, апатит), соответственно Св = 1,5 -г 2; Q — расчетная производительность конвейера, т/ч; К3 и К4 — коэффициенты удельной затраты
13.5. Средние обобщенные значения опытных коэффициентов ^ и К2 (по исследованиям В. К. Дьячкова во ВНИИПТМАШе)
Транспортируемый груз
Размер характерных частиц, мм
Влажность,
^1
^2
Кусковой
5-200
0,9-1,1
1,5-2
Зернистый
0,5-5
0,5-10
0,8-1,0
1,6-2,5
Порошкообразный
0,1-0,5
0,5-5
0,4-0,5
1,8-3
Пылевидный
Менее 0,1
0,5-5
0,2 -0,5
2-5
Вибрационный конвейерРасчетная производительность конвейера, т/ч^3К4Подвесной одпомассньш с центробежным приводом5-50Более 506-75 -5.5-Опорный одномассный с направляющими наклонными стойками-рессорами с центробежным приводом5-50Более 507-10 5-65-63.5-4Двухтрубный и однотрубный двухмассный, уравновешенный с эксцентриковым приводом5-50С жесткими шатунами10-12 '8-105-50Более 50С упругими шатунами4.5-53,5-44-53-3.5Вибрационный конвейерРасчетная производительность конвейера, т/ч^3К4Подвесной одпомассньш с центробежным приводом5-50Более 506-75 -5.5-Опорный одномассный с направляющими наклонными стойками-рессорами с центробежным приводом5-50Более 507-10 5-65-63.5-4Двухтрубный и однотрубный двухмассный, уравновешенный с эксцентриковым приводом5-50С жесткими шатунами10-12 '8-105-50Более 50С упругими шатунами4.5-53,5-44-53-3.513.6. Средние значения коэффициентов К; и А413.6. Средние значения коэффициентов К; и А4мощности (табл. 13.6); L—горизонтальная проекция длины транспортирования груза, м; Н - высота подъема груза (при наклонном транспортировании), м; т] = = 0,95 4- 0,97 — КПД механизмов привода.
Вибрационный конвейер
Расчетная производительность конвейера, т/ч
^3
К4
Подвесной одпомассньш с центробежным приводом
5-50
Более 50
6-7
5 -5.5
-
Опорный одномассный с направляющими наклонными стойками-рессорами с центробежным приводом
5-50
Более 50
7-10 5-6
5-6
3.5-4
Двухтрубный и однотрубный двухмассный, уравновешенный с эксцентриковым приводом
5-50
С жесткими шатунами
10-12 '8-10
5-50
Более 50
С упругими шатунами
4.5-53,5-4
4-53-3.5
Вибрационный конвейер
Расчетная производительность конвейера, т/ч
^3
К4
Подвесной одпомассньш с центробежным приводом
5-50
Более 50
6-7
5 -5.5
-
Опорный одномассный с направляющими наклонными стойками-рессорами с центробежным приводом
5-50
Более 50
7-10 5-6
5-6
3.5-4
Двухтрубный и однотрубный двухмассный, уравновешенный с эксцентриковым приводом
5-50
С жесткими шатунами
10-12 '8-10
5-50
Более 50
С упругими шатунами
4.5-53,5-4
4-53-3.5
13.6. Средние значения коэффициентов К; и А4
13.6. Средние значения коэффициентов К; и А4
.4.4. Вертикальные вибрационные конвейеры
Вертикальный вибрационный конвейер-элеватор (рис. 13.19,а) имеет жесткий цилиндрический каркас (трубу) 1; с наружной (иногда с внутренней) стороны его по спирали прикреплен открытый желоб (или герметичная труба) 2, по которому снизу вверх перемещается груз. Вверху или внизу каркаса конвейера устанавливается привод-вибровозбудитель 3, сообщающий каркасу направленные колебания вдоль и вокруг вертикальной оси (т. е. продольные и крутильные колебания), которые обеспечивают движение частиц транспортируемого груза вверх по спирали.
В свободно подвешенной конструкции каркас конвейера прикрепляют к опорным частям здания или фундаменту сверху и снизу при помощи амортизирующих пружин 4 или резиновых амортизаторов малой жесткости, благодаря которым исключается передача вибрационных нагрузок на опорные конструкции (зарезонансная настройка упругих связей).
Возбудителем колебаний вертикаль
ного конвейера могут быть два электромагнитных вибровозбудителя или деба- лансных мотор-вибратора, прикрепленных под углом направления колебаний к основанию каркаса конвейера; один двухвальный центробежный ви- бровозбудитель направленного действия или эксцентриковый привод.
Двухвальпый вибровозбудитель (рис. 13.19,6) состоит из прочного каркаса .5, внутри которого размещены два параллельных вала 6; на концах валов имеются диски с одинаковыми дебалансами 7, установленными попарно под определенным углом друг к другу. Валы, соединенные друг с другом при помощи цилиндрических зубчатых передач 8, получают строго синхронное и синфазное вращение от электродвигателя. При вращении дебалансов возникают центробежные силы Р; вертикальные составляющие Рг этих сил вызывают колебания конвейера вдоль его вертикальной оси; горизонтальные составляющие Рх, направленные в разные стороны, образуют момент, вызывающий крутильные колебания конвейера. Сочетание этих колебаний при определенной частоте и амплитуде обеспечивает транспортирование груза вверх по спирали.
Вертикальные конвейеры с электромагнитными вибровозбудителями имеют частоту колебаний 3000 1/мин,
Рис. 13.19. Вертикальный вибрационный конвейер:а — конструктивная схема; б — схема двухвального центробежного вибровозбудителя; в — составляющие амплитуды колебанияРис. 13.19. Вертикальный вибрационный конвейер:а — конструктивная схема; б — схема двухвального центробежного вибровозбудителя; в — составляющие амплитуды колебанияс центробежными 1000—1500 1/мин, с эксцентриковыми 600—700 1/мин, суммарные (направленные) амплитуды колебаний (рис. 13.18, в) соответственно а = 0,5 -ь 8 мм.
Рис. 13.19. Вертикальный вибрационный конвейер:
а — конструктивная схема; б — схема двухвального центробежного вибровозбудителя; в — составляющие амплитуды колебания
Рис. 13.19. Вертикальный вибрационный конвейер:
а — конструктивная схема; б — схема двухвального центробежного вибровозбудителя; в — составляющие амплитуды колебания
Если задана амплитуда колебаний а (см), то масса т^ (кг) одного из четырех дебалансов двухвального вибровозбудителя
ат 1 bR V .,
т/ = / ■—г- cos е + sin е,
4г Д \ Ри /
(13.19) где т - общая масса колеблющихся частей конвейера с присоединенной массой груза, кг; b и R — размеры (см.) по рис. 13.18; с = 45е - угол установки дебалансов; г0 — эксцентриситет массы дебаланса, см; ри—радиус инерции конвейера, см.
Производительность конвейера определяют по формуле (3.8); скорость транспортирования можно найти по выражению (13.16), подставив вместо угла наклона конвейера а. угол подъема спирали Q = 4 8е. Наружный диаметр каркаса конвейера DK W/10, где Н — высота подъема. В существующих установках DK = 300 — 900 мм, ширина желоба 100 — 400 мм, производительность до 20 м3/ч, высота подъема 6 — 12 м.
Вертикальный виброконвейер конструкции ВНИИПТМАШа имеет эксцентриковый привод, одномассную систему с резонансной настройкой. Характеристика конвейера: наибольшая производительность при транспортировании песка 10 м3/ч; наружный диаметр кожуха конвейера 800 мм; ширина желоба 200 мм; шаг спирали 200 мм; наибольшая высота конвейера 9,7 м; амплитуда колебаний 6,5 мм; частота 600—700 1/мин; наибольшая скорость транспортирования песка 0,15 м/с; угол установки упругих элементов 45' ; мощность электродвигателей при наибольшей высоте 2x4 кВт; линейная масса грузонесущей секции 120 кг/м.
13.5. Задачи научных исследований
К задачам исследований по совершенствованию качающихся конвейеров относятся :
разработка оптимальных конструкций и режимов колебаний конвейера для высокопроизводительного транспортирования пылевидных грузов;
увеличение длины бесперегрузочно- го транспортирования грузов на одном конвейере.
14
РОЛИКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Основные типы 388
Неприводные роликовые конвейеры 388
Приводные роликовые конвейеры 394
Основные типы конвейеров
Роликовые конвейеры служат для перемещения по горизонтали или под небольшим углом наклона штучных грузов (слитков, плит, опок, профильного проката, труб, досок, поддонов, контейнеров, ящиков и т. п.), которые могут перекатываться по роликам, имеют плоскую опорную поверхность или прямые продольные опорные ребра, цилиндрическую форму и пр. При транспортировании на конвейере грузы катятся по стационарным роликам, оси которых укреплены на раме конвейера.
По способу действия роликовые конвейеры разделяют на приводные и неприводные. На приводных конвейерах ролики приводятся во вращение двигателем и сообщают движение лежащим на них грузам. На неприводных конвейерах грузы перемещаются под действием непосредственно приложенной к ним движущей силы и, накатываясь на ролики, приводят их во вращение.
Наиболее часто неприводные роликовые конвейеры устанавливают с небольшим наклоном в сторону движения; силой, движущей грузы, служит продольная составляющая их силы тяжести. Такие конвейеры, называемые гравитационными, представляют по существу наклонную плоскость, на которой сплошной настил заменен роликами для уменьшения сопротивления движе
нию и угла наклона. Для перемещения грузов на неприводном роликовом конвейере по горизонтали или по наклону вверх к грузам прикладывается внешняя сила, передаваемая, например, цепным захватом, толкающей штангой и т. п. В простейших случаях нетяжелые грузы на незначительную длину перемещают вручную.
Расстояние между осями роликов должно быть таким, чтобы груз всегда лежал не менее чем иа двух роликах; практически, для достижения спокойного хода груза это расстояние принимается не больше 1/3 длины груза, а при длинномерных грузах, которые могут изгибаться в пролетах между роликами, еще меньше.
По типу роликов различают конвейеры с цилиндрическими и дисковыми роликами.
Неприводные роликовые конвейеры
Типы и конструкции
Роликовые конвейеры разделяют на стационарные или переносные (рис. 14.1, а) и передвижные, монтируемые на колесах (рис. 14.1,6). Конвейер собирают из секций, состоящих из опирающейся на стойки рамы и укрепленных иа ней роликов. Для регулиро-
вания угла наклона конвейера стойки выполняют выдвижными (рис. 14.1, а).
Ролики имеют, как правило, цилиндрическую форму и вращаются на шарикоподшипниках на неподвижных осях. При транспортировании грузов цилиндрической формы, например труб, круглой стали и т. п., применяют конои- дальные либо парные наклонные ролики. Парные ролики устанавливают также в тех случаях, когда грузы передвигаются цепью с захватами; цепь располагается вдоль конвейера в просвете между роликами. Обечайки роликов обычно изготовляют из стальной трубы. При нетяжелых условиях работы применяют ролики из синтетических материалов. Они имеют меньшую массу, повышенную кислотоупорность и кор- роз ионностойкость, обладают некоторой эластичностью и бесшумны при движении по иим грузов.
Во многих случаях вместо цилиндрических применяют дисковые ролики, устанавливаемые иа специальных шарикоподшипниках на неподвижных осях. Такие ролики бывают разной конструкции, например с наружными и внутренними кольцами из пластмассы, с одно
рядным или двухрядным подшипником, стальными ступицей и закладными кольцами (рис. 14.2) и др. Дисковые ролики имеют преимущества перед цилиндрическими; например, на криволинейных в плане конвейерах, при прохождении грузов диски на радиально расположенных осях вращаются с неодинаковой угловой скоростью (скорость с внешней стороны больше, чем с внутренней), и скольжение по ним грузов практически отсутствует. При грузах небольших размеров оси дисковых роликов, расположенных в шахматном порядке, могут устанавливаться ближе друг к другу, что обеспечивает более спокойный ход грузов.
Рнс. 14.1. Секции неприводных роликовых конвейеровРнс. 14.1. Секции неприводных роликовых конвейеровНеприводные роликовые конвейеры допускают пересечения и разветвления, на которых специальные переходные секции можно переставлять подобно стрелке рельсовых путей. На пересечениях специальная секция конвейера монтируется иа поворотном круге и может располагаться продольной осью по длине одного или другого конвейера (рис. 14.3, а, 6). Применяют также дисковые ролики, смонтированные на поворотных головках и самоустанавли-
Рнс. 14.1. Секции неприводных роликовых конвейеров
Рнс. 14.1. Секции неприводных роликовых конвейеров
вающиеся по ходу грузов, и шаровые опоры, допускающие движение грузов в любую сторону (рис. 14.3,8, узел 1). Для уменьшения сопротивления скольжению на криволинейных участках с цилиндрическими роликами устанавливают по два раздельных ролика на каждой оси или конические ролики.
На рис. 14.4 показан продольный распределительный роликовый конвейер с четырьмя примыкающими к нему боковыми приемными конвейерными секциями, на которые движущиеся грузы передаются с помощью автоматически или вручную включаемых ленточных разгружателей. С боковых секций грузы попадают па электротележки.
Пример устройств автоматического адресования находящихся в специальных контейнерах грузов на ответвленные роликовые конвейеры показан на рис. 14.5, я. В днище каждого контейнера заделаны несколько металлических пластинок по числу ответвлений от главного конвейера. На одной из пластинок устанавливается с помощью электромагнитной головки кодированный адрес конвейера. Перед каждым
ответвлением ниже роликов крепится считывающее устройство. Если кодовая комбинация на контейнере совпадает с комбинацией данного считывающего устройства, то посылается команда на отклоняющее устройство в виде поворотного рычага, переводящего контейнер на боковой конвейер; при несовпадении кодовых комбинаций контейнер беспрепятственно проходит данное ответвление н продолжает движение по главному конвейеру до соответствующего ответвления.
На сходящихся под острым углом конвейерах во избежание столкновения грузов устанавливают блокирующие механические или электрические устройства. Механическое устройство в виде колонки с поворотным двуплечим рычагом показано на рис. 14.5,6. Проходящий по одному конвейеру груз не допускает на время , своего прохода движение по второму конвейеру. При электрическом способе блокирования (рис. 14.5, в) на конвейерах монтируют электрические выключатели и соединенный с ними, установленный на со-' пряженном конвейере стопор. При про-
Рис. 14.2. Конвейер с дисковыми роликами с трассой: а — прямой: б — изогнутой
Рис. 14.3. Неприводные роликовые конвейеры:а — конвейеры с криволинейными секциями; б —стрелка; в — узел пересечения на поворотном круге, на шарикахРис. 14.3. Неприводные роликовые конвейеры:а — конвейеры с криволинейными секциями; б —стрелка; в — узел пересечения на поворотном круге, на шарикахРис. 14.4. Неприводной распределительный роликовый конвейер с четырьмя приемными секциями:/ - ласк ;роо ка ; _\ -Л 5. 7 — приемные секции; 3 — управление экранами; 6 — распределительный конвейерРис. 14.4. Неприводной распределительный роликовый конвейер с четырьмя приемными секциями:/ - ласк ;роо ка ; _\ -Л 5. 7 — приемные секции; 3 — управление экранами; 6 — распределительный конвейер
Рис. 14.3. Неприводные роликовые конвейеры:
а — конвейеры с криволинейными секциями; б —стрелка; в — узел пересечения на поворотном круге, на шариках
Рис. 14.3. Неприводные роликовые конвейеры:
а — конвейеры с криволинейными секциями; б —стрелка; в — узел пересечения на поворотном круге, на шариках
Рис. 14.4. Неприводной распределительный роликовый конвейер с четырьмя приемными секциями:
/ - ласк ;роо ка ; _\ -Л 5. 7 — приемные секции; 3 — управление экранами; 6 — распределительный конвейер
Рис. 14.4. Неприводной распределительный роликовый конвейер с четырьмя приемными секциями:
/ - ласк ;роо ка ; _\ -Л 5. 7 — приемные секции; 3 — управление экранами; 6 — распределительный конвейер
Рис. 14.5. Схемы автоматических устройств на стрелках:
я — передача груза на ответвленный конвейер; б и в — блокирующие устройства; / —контейнер; 2 — считывающий датчик; 3 — ответвленный конвейер; 4 — переводной рычаг; 5 — считывающее устройство;
6 — колонка с двуплечим рычагом; 7 — электрические выключатели; 8 — стопор
хождении грузов по одному из сопряженных конвейеров на втором с помощью выключателей выдвигается стопор.
Параметры изготовляемых с обечайками из стальных бесшовных или электросварных труб цилиндрических роликов неприводных роликовых конвейеров нормированы по ГОСТ 8324 — 71. Им устанавливаются диаметры ролика и конца его оси, длина ролика, расчетная нагрузка на него и масса. Кроме того, нормируется биение наружной рабочей поверхности роликов, которое для обработанных роликов может составлять 0,2 —0,5 мм в зависимости от диаметра, и предельное отклонение от плоскости, которое не должно превышать 0,4—1,2 мм в зависимости от диаметра ролика. Длина цилиндрических роликов принимается из размерного ряда чисел 160, 200, 250, 320, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200 мм, шаг роликов из размерного ряда 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм.
Расчетная нагрузка на ролик Р принимается приближенно в зависимости от отношения 1гр//р длины груза к шагу
роликов; она уменьшается с возрастанием этой величины, так как повышает
ся вероятность распределения силы тяжести груза Grp на большее количество роликов. При 2/р < /гр < 3/р принимают P = 0,5G; при 3/р</гр<4р P = 0,33G; при 4/р < /гр < 5/р Р — 0,25G.
Расчет иеприводиых конвейеров
Передвижение грузов по стационарным роликам конвейера представляет собой по существу рассмотренный в п. 3.2 способ «перемещения на колесах», при котором имеет' место трение качения грузов по роликам и трение скольжения или качения в подшипниках роликов. В общем случае коэффициент сопротивления при движении грузов по роликам может быть определен по формуле (3.23).
Определим силу W, необходимую для перемещения груза по горизонтальному неприводному конвейеру, и необходимый угол наклона р гравитационного конвейера для движения груза со скоростью V (м/с).
Ролики конвейера, как указывалось, вращаются накатывающимися на них грузами. После прохождения груза (если непосредственно за ним не следует новый груз) ролики под действием сил трения в подшипниках вращаются с замедлением и перед накатыванием следующего груза могут полностью остановиться.
Диаграмма скорости по окружности ролика, а следовательно, и его угловой скорости, приведена для этого случая на рис. 14.6, а. В начальный период Г/, пока скорость на окружности ролика не становится равной скорости поступательного движения груза г, которую можно считать постоянной, груз по ролику одновременно скользит и катится. Скорость ролика, находящегося под действием постоянной силы треиия скольжения от накатывающегося груза, возрастает по закону прямой (ОЛ на рис. 14.6, а). Затем ролик вращается грузом с постоянной окружной скоростью г (прямая АВ). Далее освобожденный от груза ролик вращается замедленно (прямая ВС) и затем остается в покое (прямая CD) до накатывания следующего груза. После этого цикл возобновляется. При перемещении г грузов в час, время (с) одного полного цикла ti = 3600/z.
Если G* — сила давления груза на ролик и До — коэффициент трения скольжения в движении, то сила трения между ними в период ускорения ролика равна G'p0, и путь, на котором она действует, ut/ (на рис. 14.6, а — площадь OEAF); следовательно, работа груза равна G'mvtj. Путь любой точки по окружности ролика в этот же период равен uti/2 (площадь OAF); отсюда путь скольжения тоже равен ^(/2 (площадь ОБЛ). Таким образом, половина всей работы груза в период вращения ролика с ускорением превращается в работу трения, а вторая половина — в кинетическую энергию ролика. Иначе говоря, работа груза равна удвоенной кинетической энергии ролика 2 А. где для вращающихся частей ролика с силой тяжести Р
А = KPv2/^
Рис. 14.6. Диаграмма скорости ролика на неприводном роликовом конвейере
где К < 1 — коэффициент, учитывающий, что не вся масса вращающейся части ролика расположена на его окружности; практически можно считать К = 0,8 -^ 0,9; д — ускорение свободного падения, м/с2.
Таким образом, полная сила сопротивления движению груза с силой тяжести G по роликовому конвейеру складывается из следующих составляющих.
Сопротивление качению груза по роликам
Wv = G2k/D, (14.1)
где к — коэффициент трения качения груза по роликам.
Сопротивление вследствие трения в цапфах роликов; если груз лежит на г' роликах,
1Е2=(С + Р/)р^/Д,(14.2)
где ц — коэффициент трения в шейке ролика; d — диаметр шейки ролика.
Сопротивление вследствие скольжения груза по роликам и сообщения им кинетической энергии. Для одного ролика соответственная работа равна 2А, а для всех z роликов на конвейере 2Az; следовательно, составляющая сопроти-
влепия при длине конвейера L (м) (пути перемещения груза)
^3 = 2Az^L= KPzi^gL\ (14.3)
Полная сила сопротивления движению груза или сила, необходимая для передвижения груза по горизонтальному неприветному роликовому конвейеру,
И/= wv + w2 + w3 -
= G2k/D + (G + Pz^gdP + KPzi?^gI}.
(14.4)
Отсюда находится коэффициент сопротивления движению груза w' и равный ему тангенс угла р наклона гравитационного конвейера, на котором груз движется с постоянной скоростью г:
W W
2к / Pz'\ gd KPzv1
= 75" + V+ "^Jir+ gLG
(14.5)
Если, как показано на диаграмме рис. 14.6.6, интервал времени между грузами G меньше периода вращения ролика под грузом ^'(g < Е/), то ролик не останавливается, и сообщаемая ему кинетическая энергия меньше, чем в предыдущем случае, так что и сила сопротивления, и потребный угол наклона конвейера получаются меньшими. Если интервал времени tt равен периоду равномерного вращения роликов FH, то сила сопротивления и потребный угол наклона достигают минимума:
2к (л РГ
min = lg Pmin - I 1 + -^-
IFIF2k + gd Pe’ gd2k + gd Pe’ gd(14.5f)(14.5f)Независимо от режима подачи грузов на роликовый конвейер угол его наклона может быть тем меньше, чем меньше сила тяжести вращающихся частей роликов и больше вес грузов, т. е. меньше отношение P/G. Поэтому на конвейерах
IF
IF
2k + gd Pe’ gd
2k + gd Pe’ gd
(14.5f)
(14.5f)
14. L Наклон роликоных конвейеров
Груз
Масса груза, кг
Наклон конвей- ера, %
Листовая сталь:
рихтованная
30
J.0- 1,5
нсрихтоварная
30
2-3
рифленая
30
2
Литье гладкое обработанное
30
0,5-1,5
Чугун в чушках
30
3,5-4,0
Заформованныс опоки
10-50
1,5-2,5
Деревянные брусья
100-400
0,5- 1,5
Доски:
пиленые
30
3-4
15
4
строганые
15
2.5
Контейнеры из листового ме-
10-30
2-3
галла
30-150
2,0-2,5
150-500
1.5-2,0
500 - 1000
1.0-1.5
Ящики из строганых досок.
10-25
2,0-2,5
деревянные поддоны
25-125
1.5-2,0
,500- 1200
0,5-1,5
Картонные коробки
1,5-3,0
6-7
3-8
5-6
8-25
4—5
с роликами, имеющими одинаковые характеристики, с уменьшением силы тяжести грузов приходится увеличивать угол наклона конвейера. Немалое значение имеет также состояние опорной поверхности груза и определяемый ею коэффициент трения качения к, к также тип и состояние подшипников и диаметр роликов D. В качестве средних величин наклона на основании данных практики можно принять данные табл. 14.1. На криволинейных участках конвейера наклон увеличивается на 0,5-1%.
Приводные роликовые конвейеры
Типы и общее устройство
В приводных роликовых конвейерах вращение передается от двигателя на все рабочие ролики. Эти конвейеры широко используют в прокатных цехах для транспортирования металла к прокатным станам, к ножницам, пилам, правильным и охлаждающим устройствам, а также на склад готовой продук-
ции. Большое распространение имеют приводные роликовые конвейеры на заводах, производящих резку и раскрой листового и профильного металла, на лесопильных и деревообделочных предприятиях при передаче бревен и досок от станка к станку и пр.
Роликовые конвейеры прокатных цехов разделяют на рабочие (маневровые) и транспортные. Первые устанавливаются непосредственно у прокатных станов н служат для подачи и отвода от них металла, вторые — для транспортирования по цеху.
По способу передачи на ролики движущей силы различают роликовые конвейеры с групповым и индивидуальным приводом. При групповом приводе движущая сила передается на ролики продольным валом, приводными цепями, клиновым ремнем или лентой (рис. 14.7). На рис. 14.7, а показана схема привода с помощью продольного вала и конических передач, установленных на консольных концах валов роликов. Валы вращаются во внешних подшипниках. Конвейеры этого типа, приспособленные для тяжелых условий работы, нередко выполняются реверсивными; реверс осуществляется переключением двигателя или передаточного механизма.
На рис. 14.7,6 показана схема привода с помощью коротких приводных цепей, соединяющих каждая по два ролика, для чего на- концах роликов насажены по две цепные звездочки.
На рис. 14.7,6 изображен ролик, приводимый во вращение одной протянутой по длине конвейера (или по части длины) приводной цепью; от соскакивания со звездочек цепь удерживается расположенным сверху щитком. Обратная ветвь цепи движется скольжением по продольному желобку. Разные схемы цепных передач, применяемых, как правило, при нетяжелых условиях работы и небольших скоростях движения грузов, показаны отдельно на рнс. 14.8.
На рис. 14.7, г изображена схема привода роликового конвейера с помощью ленты. Лента расположена под рабочи
ми роликами и прижимается к ним добавочными роликами. Такне же ролики служат для поддержания обратной ветви лепты. Конвейер этого типа характеризуется плавным и бесшумным действием и может успешно применяться в нетяжелых условиях работы при требующейся большой скорости движения грузов. В некоторых случаях в процессе перемещения на роликовом конвейере штучных грузов необходимо их поворачивать. Для этого можно применять ролики конической формы, на которых грузу сообщается с одной стороны большая линейная скорость, чем с другой. Однако длина участка поворота на таких роликах получается значительной. Поворот на небольшой длине или даже в одной точке конвейера вокруг вертикальной осн можно осуществить при использовании разрезных роликов, состоящих из двух роликов на одной оси, вращаемых с помощью планетарной или цепной передачи в разные стороны.
Два типа роликов для тяжелых условий работы — на металлургических конвейерах представлены на рис. 14.9. На рис. 14.10 показан общий вид такого конвейера со снятым настилом. При крупносерийном производстве электродвигателей упрощенной конструкции привод этого типа, имеющий свои эксплуатационные преимущества, в ряде случаев предпочтительнее по сравнению с групповым приводом.
Расчет приводных конвейеров
Транспортный конвейер. На включенном транспортном конвейере все ролики- вращаются двигателем непрерывно, независимо от того, лежат ли в каждый данный момент проходящие по конвейеру грузы на всех роликах конвейера или на части их. При расчетной производительности конвейера Q (т/ч) (с учетом неравномерности поступления грузов), его длине L(m) и длине горизонтальной проекции Д (м), высоте подъема Н (м), при количестве роликов на конвейере z, силе тяжести вращающейся части каждого ролика Р (Н) и скорости движе-
Рис. 14.7. Схемы привода роликового конвейера:
а — продольным валом и коническими зубчатыми передачами; б —приводными цепями от ролика к ролику; в ~ одной приводной цепью; ? —лентой
zPw'tv1000zPw'tv1000(14.7)(14.7)/ GZLw'N =/ GZLw'N =zPwitA 1zPwitA 13600•10001000 ) ц3600•10001000 ) ц(14-7)(14-7)
zPw'tv
1000
zPw'tv
1000
(14.7)
(14.7)
/ GZLw'
N =
/ GZLw'
N =
zPwitA 1
zPwitA 1
3600•10001000 ) ц
3600•10001000 ) ц
(14-7)
(14-7)
ния груза и (м/с) потребная мощность двигателя (кВт)
/ QH OLfW zPw^v\ 1 \ЗбО"+ 360 + 1000 / тР
где w' — коэффициент сопротивления перемещению лежащих на конвейере грузов [см. уравнение (3.23)]; w[ — коэффициент сопротивления вращению роликов, получаемый из уравнения (3.23) при к = 0 (w[ = щ//£>); T] — КПД приводного механизма.
Для горизонтального конвейера Н = 0 и Lv = Ц следовательно, мощность (кВт)
QL
360
Если заданы сила тяжести грузов G (Н) и количество их в час Z [см. уравнение (3.15)], то предыдущее выражение получает вид
С увеличением производительности Z и количества роликов z мощность двигателя возрастает. Коэффициент полезного действия принимают равным 0,8-0,85.
Интервал времени (с) между прохождением грузов при равномерном поступлении нх на конвейер
t = 3600/Z,(14.8)
продолжительность (с) движения их по конвейеру
Т = L/v(14.9)
и количество грузов, одновременно находящихся на конвейере,
Zo - Т ft = ZL/(3600i^(14.10)
Тогда потребная мощность двигателя (кВт)
(ZnGw' + zPw^v
N = — —.(14.11
1000ц
При подаче малого количества грузов в час может оказаться Zo < 1, т. е. периодически груз на конвейере отсут-
Рис. 14.8. Схемы цепных передач на приводном роликовом конвейере:
а — короткими передачами от ролика к ролику; б — секциями на группы роликов; в — секциями с нажимными роликами для образования на роликах углов обхвата; г —с цепью, охватывающей звездочки под углом около 180°
Рис. 14.10. Роликовый конвейер с индивидуальным приводом роликовРис. 14.10. Роликовый конвейер с индивидуальным приводом роликов
Рис. 14.10. Роликовый конвейер с индивидуальным приводом роликов
Рис. 14.10. Роликовый конвейер с индивидуальным приводом роликов
Рие. 14.9. Ролики металлургического конвейера с приводом:
tz — групповым; б — индивидуальным
М' =М' =К, Gw'—+ Pw'К, Gw'—+ Pw'D у (14-12)D у (14-12)м,м,
М' =
М' =
К, Gw'
—+ Pw'
К, Gw'
—+ Pw'
D у (14-12)
D у (14-12)
м,
м,
ствует. В этом случае в уравнении (14.11) следует принимать Zo — I.
Наибольший крутящий момент (Н ■ м), передаваемый па один ролик, если груз одновременно лежит на i роликах и сила тяжести его распределяется на них с коэффициентом неравномерности К_>1,
Если груз удерживается стопором, а ролики продолжают вращаться, то крутящий момент (Н ■ м)
VK^ f /к^ л л в
h (h Р W [ —
1 У I / J 2 '
где f - коэффициент трения груза о поверх
ность ролика.
При этом мощность (кВт) двигателя конвейера, определяемая по уравнению (14.7) (с учетом того, что сила трения скольжения роликов увеличивается,
а сила трения качения уменьшается), возрастает на
G^- 2J</D)y/(1000p) to G/r/(W00p).
(14.13)
Рабочий конвейер. Для рабочих (маневровых) конвейеров у прокатных станов с частыми и быстрыми изменениями направления движения необходимо учитывать действующие в периоды ускоренного движения добавочные силы. Будем считать, что частота вращения роликов в такие периоды возрастает по прямолинейному закону, и, следовательно, угловое и линейное ускорения на окружности роликов постоянны. При этом в зависимости от ускорения, определяемого мощностью, пусковой характеристикой двигателя и силой сопротивления, возможны два случая.
Сила трения, с которой груз массой т увлекается в движение роликами, равна или больше силы инерции груза, т, е.
mgf0^mj0 или]0^д/0, (14.14)
где /0 — коэффициент трения покоя груза относительно поверхности роликов; у0- линейное ускорение груза.
В этом случае груз катится по роликам без скольжения, т. е. движется с линейной скоростью, равной окружной скорости роликов.
Сила трения груза о ролики меньше силы инерции груза, вследствие чего в период ускорения груз катится и одновременно скользит по роликам. Ускорение груза
j"9f, (14.15)
При групповом приводе конвейера все z роликов сразу приводятся во вращение. Статический момент на валу роликов в период ускорения:
D
M^-^Gw' + zPw^ — =
2к +\
G-+сР — _
DD )
= {Gk + G + zp)^ (14.18)
Мст = Gk + {G + zP)^+ Gf^,
— М' + I Jp + JдB +— М' + I Jp + JдB +
— М' + I Jp + JдB +
— М' + I Jp + JдB +
где /—коэффициент трения скольжения груза относительно поверхности роликов.
В этом случае груз в период ускорения движется отдельно от роликов, так что его масса не оказывает влияния на действующие на конвейер динамические силы, но между грузом и роликами действует постоянная по величине сила трения Gf.
Угловое ускорение роликов соответственно для первого и второго случаев:
so = 2Jo/D^2/og/D;(14.16)
£ = 2ЦП = 2fg/D. (14.16')
При индивидуальном приводе, если двигатели установлены на осях роликов, находим наибольший крутящий момент на валу двигателя [см. уравнение (14.12)]:
М — М^т + Мдин "
K'G D2 \
■ л- ) Е°’
гд )
■(14-17)
М — Мет + МдИН —
K'G/ D , :+ (jp + /дв)
(14.17)
где 4р и 4дв— моменты инерции ролика и ротора двигателя; К’— коэффициент, учитывающий, какая часть силы тяжести груза передается на ролик; есчи шаг роликов больше длины груза, то К' = 1, если меньше, то К' < 1.
(14.18')
где к — коэффициент трения качения.
Динамический момент на валу роликов:
/ gd2\
Мдип= /Р3+ Ео; (14.19) \ 4g у
МДИ1[ = JpZE. (14.19')
Если Хп— передаточное отношение между валом двигателя и валами роликов и р — КПД передаточного механизма, то полный момент в период ускорения на валу двигателя
Мда — (Мст + МдИН) —+ JдвЕдвС,
(14.20)
где £дв - угловое ускорение вала двигателя, в Кп раз больше ускорения вала роликов, С - коэффициент, которым учитывается момент инерции вращающихся масс передаточного механизма (ориентировочно С = = L1 - 1,2).
Наибольшая мощность двигателя в период ускорения имеет место в конечный момент, когда частота вращения двигателя достигает верхнего предела. При выборе мощности электродвигателя следует учитывать его перегрузочные способности. Обычно пусковой момент двигателя в 1,8 — 2 раза выше его номинального момента при установившемся движении.
УСТАНОВКИ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО И ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
Установки гидравлического транспорта 400
Установки пневматического транспорта 410
Расчет гидро- и пневмотранспортных установок 423
15Л. Установки гидравлического транспорта
Общее устройство
На установках гидравлического транспорта насыпной груз перемещается по трубам или желобам в струе жидкости, как правило, — воды. Смесь его с водой называется гидросмесью, или пульпой. Консистенцию пульпы определяет соотношение количества составляющих ее твердого и жидкого компонентов.
Пульпа перемещается по желобам (каналам) самотеком, поэтому желоб должен быть наклонен в сторону движения.
По трубопроводам пульпа транспортируется как самотеком, так и под напором, создаваемым насосом. В последнем случае груз может перемещаться не только вниз, но и по горизонтали или вверх.
Гидравлическое транспортирование насыпных грузов нашло широкое применение. В котельных тепловых электростанций гидравлическим способом производят уборку золы и шлаков, на металлургических заводах — уборку от печей гранулированных шлаков, на предприятиях горной промышленности — транспортирование и подъем на поверхность угля, руд и других по
лезных ископаемых, а также транспортирование материалов для закладки выработанных пространств, на строительстве — перемещение размытого струей воды грунта.
К преимуществам гидравлического транспорта относятся высокая производительность и большая длина транспортирования без перегрузок по сложной трассе с подъемами под любым углом и по вертикали; отсутствие механического оборудования на трассе трубопровода (за исключением сосредоточенных в отдельных пунктах машинных отделений) и, следовательно, несложное техническое обслуживание; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами («мокрым» обогащением полезных ископаемых, гашением и гранулированием шлаков, сортированием по крупности и т. п.); возможность полной автоматизации и, следовательно, невысокая трудоемкость, и пр. Все это определяет во многих случаях более высокие экономические показатели гидротранспорта по сравнению с механическим транспортом — конвейерным, автомобильным, рельсовым.
Недостатками гидравлического транспорта, сужающими область его применения, являются ограничения по роду и характеристикам перемещаемых грузов, в частности по их крупности, что
вызывает нередко необходимость предварительного дробления груза; повышенный износ трубопровода и входящих в соприкосновение с гидросмесью механических частей при перемещении абразивных грузов; увеличенный расход энергии; потребность в больших количествах воды; опасность замерзания в зимних условиях; повышение влажности в закрытых помещениях и пр.
Схемы установок
Напорные гидротранспортные установки наиболее удобно классифицировать по способу ввода перемещаемого груза в трубопровод, который определяет и применяемое механическое оборудование. Основные схемы установок показаны на рис. 15.1, а и б. В схеме, изображенной на рис. 15.1,а, пульпона- сос из резервуара забирает пульпу и нагнетает ее в трубопровод. В схеме, показанной на рис. 15.1,6, водяной насос забирает воду из резервуара и нагнетает ее в трубопровод, а перемещаемый груз вводится в трубопровод специальным устройством, в данном случае представляющим собой камеру с герметичным вращающимся барабанным питателем. Преимуществом первой схемы является отсутствие довольно сложного питающего устройства, а второй — упрощение основного механического агрегата — во
дяного насоса, работающего на чистой воде, и, главное, уменьшение его износа и повреждений твердыми частицами груза.
В конечном пункте установки пульпа может выбрасываться из трубопровода непосредственно в приемный резервуар (как показано на рис. 15.1,6) или приниматься на водоотделяющий грохот. При необходимости осветленная вода из приемного резервуара отдельным насосом перекачивается в резервуар для пульпы и снова поступает в трубопровод, совершая замкнутый цикл.
В отдельных случаях, если напор может быть создан разностью уровней (например, при спуске в шахту по трубопроводу закладочного материала и последующем транспортировании его под землей до выработанного пространства), насыпной груз и вода подаются в приемную смесительную воронку (рис. 15.1, в).
Рис. 15.1. Схемы гидротранспортных установок:Рис. 15.1. Схемы гидротранспортных установок:а — с пульпонасосом; б —с водяным насосом и питателем; в — самотечная; / — водопровод; 2 — пульпоНасос; 3 — пульпопровод; 4 — насос для осветленной воды; 5 — водоотделительный грохот; 6 — резервуар для пульпы; 7 — водяной насос; 8 — бункер для породы с питателем; 9 - резервуар для воды; 10 — резервуар для пульпы; 11 — бункер для породы; 12 — смесительная воронкаа — с пульпонасосом; б —с водяным насосом и питателем; в — самотечная; / — водопровод; 2 — пульпоНасос; 3 — пульпопровод; 4 — насос для осветленной воды; 5 — водоотделительный грохот; 6 — резервуар для пульпы; 7 — водяной насос; 8 — бункер для породы с питателем; 9 - резервуар для воды; 10 — резервуар для пульпы; 11 — бункер для породы; 12 — смесительная воронкаСхема гидротранспортной установки для шлако- и золоудаления из котельной показана на рис. 15.2, а. Водяной насос 5 нагнетает воду под высоким давлением в водовод 6, имеющий ответвления к шлаковым и зольным сборникам 1, из которых шлаки' и зола смываются с помощью эжекторов и по сборному пульпопроводу 2 перемещаются в отвал либо, как показано на рис. 15.2, а, передаются в резервуары 4,
Рис. 15.1. Схемы гидротранспортных установок:
Рис. 15.1. Схемы гидротранспортных установок:
а — с пульпонасосом; б —с водяным насосом и питателем; в — самотечная; / — водопровод; 2 — пульпоНасос; 3 — пульпопровод; 4 — насос для осветленной воды; 5 — водоотделительный грохот; 6 — резервуар для пульпы; 7 — водяной насос; 8 — бункер для породы с питателем; 9 - резервуар для воды; 10 — резервуар для пульпы; 11 — бункер для породы; 12 — смесительная воронка
а — с пульпонасосом; б —с водяным насосом и питателем; в — самотечная; / — водопровод; 2 — пульпоНасос; 3 — пульпопровод; 4 — насос для осветленной воды; 5 — водоотделительный грохот; 6 — резервуар для пульпы; 7 — водяной насос; 8 — бункер для породы с питателем; 9 - резервуар для воды; 10 — резервуар для пульпы; 11 — бункер для породы; 12 — смесительная воронка
Рис. 15.2. Гидротранспортная установка для шлако- и золоудаления нз котельной:а — схема; 6 — эжекторное устройствоРис. 15.2. Гидротранспортная установка для шлако- и золоудаления нз котельной:а — схема; 6 — эжекторное устройствоа затем грейфером 3 грузятся в вагоны.
Рис. 15.2. Гидротранспортная установка для шлако- и золоудаления нз котельной:
а — схема; 6 — эжекторное устройство
Рис. 15.2. Гидротранспортная установка для шлако- и золоудаления нз котельной:
а — схема; 6 — эжекторное устройство
Эжекторное устройство (струйный аппарат) установки показано на рис. 15.2,6. Струя воды под давлением с большой скоростью выходит из конического сопла и, образуя вокруг себя разреженное пространство, засасывает шлак и золу из воронок. Смешение воды и груза и образование пульпы происходит в сменном патрубке, примыкающем к конической трубе — диффузоре, в котором кинетическая энергия струи снова превращается в потенциальную энергию давления, служащую для
дальнейшего транспортирования пульпы по пульпопроводу.
На рис. 15.3 показана схема установки для спуска в шахту и транспортирования к забоям материала (шлака, дробленой породы и пр.), служащего для закладки выработанного пространства. Установка работает по принципу использования естественного напора, образующегося в расположенном в вертикальном стволе трубопроводе. Она включает ленточный конвейер 1, подающий закладочную породу; неподвижный грохот для породы 3, на который свер-
Рис. 15.3, Схема гидротранспортной установки для спуска в шахту закладочного материалаРис. 15.3, Схема гидротранспортной установки для спуска в шахту закладочного материалаху подается вода из трубопровода 2; валковую дробилку 4, дробящую крупные, не прошедшие сквозь грохот куски породы; установленную под грохотом приемную смесительную воронку 10 и расположенный внутри водяной камеры трубопровод 9. В нижней части трубопровод 9 имеет продольные прорезы, через которые выходит воздух и дополнительно поступает из камеры вода, регулирующая уровень пульпы в трубопроводе. На трубопроводах установлены измерительные приборы, регистрирующие расход воды и пульпы (5 и 7) и измеряющие давление в пульпопроводе (8).
Рис. 15.3, Схема гидротранспортной установки для спуска в шахту закладочного материала
Рис. 15.3, Схема гидротранспортной установки для спуска в шахту закладочного материала
Механическое оборудование установок
Питатели или загрузочные устройства и насосы представляют собой главное механическое оборудование гидротранспортных установок.
Загрузочные устройства, служащие для ввода насыпного груза в находящийся под высоким давлением трубопровод, не должны при работе пропускать воду из трубопровода. Это достигается одним из двух основных способов загрузки трубопровода: I) питатель, работающий под открытым бункером или воронкой, преодолевая давление воды,
механически вводит груз в полость трубопровода высокого давления; 2) насыпной груз перепускается («шлюзуется») через одну или две последовательно расположенные камеры с попеременно открывающимися и закрывающимися отверстиями в верхней и нижней части. Питатели, работающие по второму способу, называются камерными.
Бескамерные питатели характеризуются непрерывностью действия, а камерные — цикличностью, причем цикл их работы складывается из времени наполнения камеры, ее опорожнения и маневрирования поочередно закрывающимися и открывающимися затворами. Для достижения непрерывного или почти непрерывного действия камерные питатели устраивают обычно из двух рядом стоящих секций, и управление затворами осуществляется на них таким образом, что в период, когда выпускная камера одной секции заполняется грузом, вторая разгружается в трубопровод.
Бескамерный винтовой питатель непрерывного действия (рис. 15.4) состоит из трех узлов: привода 3 (двигатель, турбомуфта и редуктор), винта 2 в цилиндрическом кожухе, входящего с одной стороны в приемную воронку, и трубопровода 1, примыкающего к свободному от винта цилиндрическому патрубку и образующего в этом месте смесительную камеру. Трубопровод
снабжен задвижками, которые могут перекрывать его или перепускать воду для промывки в обход смесительной камеры.
Насыпной груз, в данном случае уголь, подается ленточным конвейером в воронку и из нее перемещается винтом к цилиндрическому патрубку и далее — к смесительной камере, в которой образуется гидросмесь, перемещаемая по рабочему трубопроводу. Создающееся .в цилиндрическом патрубке уплотнение угля (для чего винтовой питатель выполняют иногда с уменьшающимся к выходному отверстию шагом винта) препятствует проникновению воды через винт в воронку. Однако надежная герметизация достигается только при условии, что скорость подачи угля в патрубок превышает скорость фильтрации воды через толщу находящегося в нем уплотненного угля. Поэтому винтовые питатели не применяют при транспортировании грузов, состоящих из твердых, несминающихся кусочков, так как вода под давлением быстро проникает через промежутки между кусками. Нецелесообразно использовать питатели этого типа и при перемещении абразивных грузов, вызывающих повышенный износ винта, кожуха и патрубка.
•—*■ - Пульпа о—Вова•—*■ - Пульпа о—ВоваРис. 15.4. Винтовой питатель гидротранспортной установкиРис. 15.4. Винтовой питатель гидротранспортной установкиРасход энергии и износ в винтовых питателях высок. Если считать полезной работу ввода в трубопровод груза и вы-
•—*■ - Пульпа о—Вова
•—*■ - Пульпа о—Вова
Рис. 15.4. Винтовой питатель гидротранспортной установки
Рис. 15.4. Винтовой питатель гидротранспортной установки
Рис. 15.5. Схема двухкамерного питателя гидротранспортом установкиРис. 15.5. Схема двухкамерного питателя гидротранспортом установкитеснения воды под давлением (пропорциональную произведению объема груза в единицу времени на давление воды в трубопроводе), то КПД винтового питателя, подсчитанный по установленной мощности двигателя, не превышает 20-30%.
Рис. 15.5. Схема двухкамерного питателя гидротранспортом установки
Рис. 15.5. Схема двухкамерного питателя гидротранспортом установки
Преимуществом винтового питателя являются непрерывность его действия и относительно небольшие размеры. Однако из-за трудности достижения герметичности и высокой производи
тельности на стационарных установках более широкое применение находят камерные питатели, производящие «шлюзование» насыпного груза из внешнего пространства в трубопровод высокого давления.
Схема такого питателя, состоящего из двух секций с двумя соединенными между собой камерами в каждой, изображена на рис. 15.5.
Верхняя перепускная (шлюзующая) камера каждой секции снабжена кла-
панными затворами вверху и внизу. Нижняя выпускная смесительная камера внизу затвора не имеет. Перемещаемый насыпной груз (уголь, порода крупностью до 70 мм) с конвейера передается на двухсекторный опрокидываемый дозатор 1, объем каждой секции которого равен полезному объему перепускной камеры 3. При подаче груза в эту камеру через короб 2 нижний затвор между нею и смесительной камерой остается закрытым, а верхний открыт. После загрузки перепускной камеры верхний затвор автоматически закрывается, и в нее для выравнивания давления в обеих камерах подается вода под напором, затем открывается нижний затвор, и груз поступает в смесительную камеру 4 и из нее в пульпопровод 5.
Во второй секции в это время аналогичным образом происходит наполнение верхней перепускной камеры, так что работа обеих секций смещена во времени одна относительно другой на половину продолжительности цикла. Автоматическое управление дозатором и клапанами осуществляется с помощью гидравлических цилиндров.
В последнее время в установках для транспортирования рядовых и куско- ватых грузов под высоким напором все более широкое применение находят камерные трубчатые питатели, характеризующиеся относительной простотой конструкции, автоматичностью действия и приспособленностью для работы с кусковатыми грузами.
Схема трубчатого питателя, состоящего из двух камер-труб 4 с соответственной арматурой, показана на рис. 15.6. Концы труб соединяются с одной стороны с подающим пульпу трубопроводом 1 и подающим воду трубопроводом 2, а с другой — с транспортным магистральным трубопроводом 5. Ввод в камеры-трубы пульпы и вымывание ее водой в магистральный трубопровод регулируются четырьмя автоматически управляемыми обратными клапанами 3, а подвод и слив воды производятся по программе при помощи задвижек 8 и 6, управляемых с пульта 7. Таким образом, процессы попеременного заполнения одной камеры пульпой и подачи пульпы в магистральный трубопровод из другой камеры происходят одновременно и почти непрерывно.
Пульпонасосы, применяемые в установках, как правило, центробежные и, в редких случаях, при перемещении неабразивных грузов из мелких фракций — поршневые. Недостатками поршневых пульпонасосов являются повышенный износ, большие габаритные размеры, а также пульсирующее действие, в результате которого из пульпы в трубопроводе могут выпадать частицы твердых фракций. К их преимуществу относится возможность создания высоких давлений.
Рнс. 15.6. Схема камерно-трубчатого питателяРнс. 15.6. Схема камерно-трубчатого питателяПо конструкции и принципу действия центробежные насосы для пульпы мало отличаются от насосов для воды. В за-
Рнс. 15.6. Схема камерно-трубчатого питателя
Рнс. 15.6. Схема камерно-трубчатого питателя
Рис. 15,7. Гуммированный песково-химический насос ЧПХ-4РРис. 15,7. Гуммированный песково-химический насос ЧПХ-4Рвисимости от числа рабочих колес в одном кожухе различают одно-, двух- или многоступенчатые насосы. Для пульпы обычно применяют одноступенчатые насосы, в редких случаях, для получения более высокого давления — двухступенчатые. Однако двухступенчатые насосы имеют недостатки — сложность конструкции и большой износ, а при перемещении таких грузов, как уголь — сильное его измельчение.
Рис. 15,7. Гуммированный песково-химический насос ЧПХ-4Р
Рис. 15,7. Гуммированный песково-химический насос ЧПХ-4Р
Специфическими требованиями, предъявляемыми к пульпоиасосам, являются обеспечение транспортирования достаточно крупных кусков (практически до 100 мм), возможно большая износостойкость частей и удобство ремонта и замены наиболее быстро изнашивающихся элементов, особенно уплотнений, а также не сильное измельчение частиц груза от ударов при входе пульпы на колесо и при дальнейшем движении внутри насоса. Для повышения срока службы колеса и других подверженных изнашиванию деталей при
меняют специальные стали и высоко- хромистый чугун, производят наплавление слоя металла высокой твердости или армирование навулканизированной резиной.
На рис. 15.7 показан продольный разрез гуммированного песково-химического насоса, предназначенного для перекачки особо агрессивных гидросмесей. Корпус насоса и подшипники вала крепятся на общей станине 7 с крышкой 1, несущей центральный входной патрубок. Вертикальный напорный патрубок 3 расположен на периферии корпуса. Рабочее колесо 2 насажено на коисоли вала, имеющего мягкое уплотнение со штуцером 5, через который при засорении уплотнения может быть подведена промывочная жидкость. Корпус, крышка и рабочее колесо покрыты слоем, износоустойчивой резины 4. Вращение валу передается клиноременной передачей 6 от электродвигателя, установленного под насосом или рядом с ним. Насосы данного типа выпускаются для относи-
тельно небольшого расхода пульпы (до 300 — 400 м3/ч) и давления (до 0,5 МПа). Наибольший расход и давление имеют грунтовые насосы: до 4000 м3/ч и 0,66 МПа, а по специальному заказу до 7000 м3/ч и 0,71 МПа.
Для увеличения напора одноступенчатые насосы иногда монтируют по два в одной установке и соединяют между собой последовательно. На длинных трубопроводах или при большой высоте подъема трубопровод делят на участки с промежуточными перекачными насосами. Это осуществляют одним из двух способов: либо трубопровод предыдущего участка соединяют непосредственно с всасывающим патрубком последующего участка, либо в местах сопряжения участков устанавливают промежуточные резервуары (зумпфы), из которых насосом засасывается пульпа. Первый способ связан с меньшими гидравлическими потерями, но требует более согласованной работы всех находящихся на значительном расстоянии друг от друга насосов.
Способы автоматического регулирования гидротранспортных установок
Основной задачей автоматического регулирования гидротранспортных установок является поддержание наиболее благоприятного (оптимального) режима работы. В общем случае оптимальный режим достигается при работе с такой консистенцией и скоростью движения пульпы по трубопроводу, при которых расход жидкости для перемещения насыпного груза не превышает расход, необходимый для достижения требуемой производительности по твердой фракции, при обеспечении устойчивой и надежной работы установки. При оптимальном режиме, как правило, уменьшается расход энергии на транспортирование пульпы, а также на перекачку воды для последующего ее использования.
Для одной и той же установки расход энергии зависит от потери напора на
единицу длины трубопровода. В горизонтальном трубопроводе потеря напора обусловлена только сопротивлениями при движении пульпы.
Как видно из полученной экспериментальным путем диаграммы (рис. 15.8), потери напора растут с увеличением консистенции пульпы, однако общий объем перекачиваемой пульпы и воды с увеличением консистенции уменьшается значительно быстрее, поэтому в общем случае рациональной является работа с гидросмесью, имеющей высокую (до известного предела) консистенцию. Что же касается влияния скорости движения пульпы, то, как можно видеть из той же диаграммы, потери напора для воды растут почти пропорционально скорости, а для пульпы сначала уменьшаются (до значения, при котором частицы груза в основном начинают двигаться в пульпе во взвешенном состоянии), а затем возрастают тоже почти пропорционально скорости. Таким образом, устойчивый экономический режим работы достигается при скоростях пульпы, несколько превышающих наименьшие ее значения, т. е. примерно по пересекающей прямой на рис. 15.8.
Допускаемая концентрация гидросмеси зависит главным образом от свойств перемещаемого насыпного груза. Для
Рис. 15.8. Зависимость потерь напора от концентрации пульпы (%) и скорости ее движения
Рис. 15.9. Схемы гидротранспортных установок с пульпонасосом с автоматическим регулированием производительности :а — с применением гидромуфты; б —с применением регулируемого электродвигателяРис. 15.9. Схемы гидротранспортных установок с пульпонасосом с автоматическим регулированием производительности :а — с применением гидромуфты; б —с применением регулируемого электродвигателянетяжелых и легко перемещаемых грузов (например, торфа, мелкого угля) она может быть выше, чем для трудно перемещаемых (например, руды). Нередко свойства груза не остаются неизменными; в этом случае изменяются потери напора и потому следует соответственно регулировать и концентрацию гидросмеси.
Рис. 15.9. Схемы гидротранспортных установок с пульпонасосом с автоматическим регулированием производительности :
а — с применением гидромуфты; б —с применением регулируемого электродвигателя
Рис. 15.9. Схемы гидротранспортных установок с пульпонасосом с автоматическим регулированием производительности :
а — с применением гидромуфты; б —с применением регулируемого электродвигателя
Рассмотрим автоматическое изменение концентрации пульпы в зависимости от действительной потери напора в горизонтальном трубопроводе, а следовательно, и сопротивления в нем на примере установки с естественным напором в вертикальном (или наклонном) трубопроводе (см. рис. 15.1,в).
Давление на выходе из трубопровода близко к атмосферному, следовательно, в начале горизонтального трубопровода скоростной напор выходящей струи приблизительно равен сопротивлению по всей его длине. Установленный в этом месте дистанционный манометр может служить датчиком, регистрирующим- сопротивление, и через соответственную аппаратуру по кабелю передавать импульс вверх к погрузочной станции. Последняя состоит из бункера, питателя под бункером, смесительной воронки и трубопровода.
При постоянном количестве подаваемой в систему воды автоматическое регулирование концентрации пульпы может производиться изменением количества загружаемого в воронку груза, что достигается перестановкой над питателем заслонки или изменением режима работы питателя (наиболее просто это
осуществляется на питателе вибрационного типа). При увеличении сопротивления в трубопроводе сверх определенного предела питатель должен уменьшать количество загружаемого в воронку груза, а при уменьшении сопротивления - увеличивать.
Еще одна задача регулирования гидротранспортной установки состоит в обеспечении нормального режима при неравномерном по техническим причинам поступлении твердой фракции и пульпы, например при подаче от котлов гидросмеси со шлаками. Наиболее просто это выполняется на установке с пульпонасосом регулированием частоты вращения его рабочего колеса. Две схемы таких установок с автоматически регулируемой производительностью в зависимости от указателя уровня пульпы в резервуаре 1, из которого она засасывается пульпонасосом, показаны на рис. 15.9. На установке, показанной на рис. 15.9,д, частота вращения рабочего колеса пульпонасоса 8 изменяется регулированием гидромуфты 3, соединяющей вал колеса с короткозамкнутым асинхронным двигателем 4; на установке, изображенной на рис. 15.9,6,— регулированием частоты вращения электродвигателя 4 с фазным ротором. В обоих случаях импульс для регулирования передается от указателя уровня 1 пульпы в резервуаре 2, сигнал от указателя уровня воспринимается контрольным аппаратом 7. В установке, изображенной на рис. 15.9, а, контрольный аппарат посылает соответствующий импульс на исполнительный
механизм, изменяющий с помощью сервомотора 6 положение рычага регулятора 5 скорости ведомого вала гидравлической муфты 3.
В установке, показанной на рис. 15.9, б, контрольный аппарат 2 передает импульс на барабанный контролер 3, регулирующий частоту вращения двигателя 4 с фазовым ротором.
Для плавного регулирования частоты вращения рабочего колеса пулыюнасоса в широком пределе можно использовать имеющую высокий КПД объемную гидропередачу. Для этой цели применяют гидротрансформаторы и установки с выпрямителем и двигателем постоянного тока.
На некоторых установках автоматическим регулированием соотношения твердого и жидкого компонентов поддерживается определенная консистенция пульпы. На установках с камерным питателем может регулироваться степень заполнения или продолжительность цикла работы питателя, а также количество нагнетаемой в трубопровод воды. Датчиками в обоих этих случаях могут служить специальные приборы для автоматического определения консистенции пульпы — консистомеры. Из них наиболее перспективны радиометрические датчики, производящие просвечивание трубопровода гамма-лучами. Действие одного из таких приборов основано на том, что при прохождении через пульпопровод гамма-лучей происходит их ослабление в зависимости от насыщенности гидросмеси твердым компонентом. В ионизационной камере, расположенной по диаметру с противоположной стороны трубопровода, возникает ионизационный ток, сила которого пропорциональна интенсивности проникших в камеру гамма-лучей. Ток усиливается в усилителе и передает сигнал иа измерительный прибор, шкала которого градуирована в процентах содержания твердого компонента в гидросмеси. От такого прибора могут получать импульсы устройства, подающие груз в гидротранспортную систему и регулировать ее заполнение грузом.
Установки пневматического транспорта
Общее устройство н характеристики
Подобно тому как в гидротранспортных установках насыпной груз перемещается по трубопроводу в струе воды, на пневмотранспортных установках он перемещается в струе воздуха.
Движение воздуха по трубопроводу происходит вследствие разности давлений в начале и конце его, создаваемой нагнетательными или вакуумными насосами. Движущаяся по трубопроводу с большой скоростью струя воздуха образует с порошковым и легким мелкокусковым грузом более или менее однородную аэросмесь, заполняющую сечение трубопровода. При этом куски обычно перемещаются скачкообразно во взвешенном состоянии и частично скольжением по нижней стенке трубы. /' В качестве воздуходувного оборудо- ; вания, служащего для образования ] в трубопроводе перепада давления, ) в нагнетательных системах применяют компрессоры, воздуходувки и вентиля- - торы, а в вакуумных (всасывающих) — вакуум-насосы и вентиляторы.
Пневматический транспорт находит широкое применение в разных отраслях промышленности, в строительстве, сельском хозяйстве и всякого рода перегрузочных работах па железнодорожном и водном транспорте. Основными видами грузов, перемещаемых пневматическим способом, являются цемент, пылевидный или мелко- и среднекусковый уголь, колошниковая пыль, измельченная порода, зерно, апатитовый концентрат, соль, фрезерный торф, зола и шлаки,- хлопок, древесные опилки и стружки, фосфоритная руда и всякого рода сухие порошкообразные и мелкокусковые химикаты и пр.
Производительность пневмоустановок — несколько десятков тонн, реже — 100 т/ч и более, расстояния транспортирования — десятки метров, иногда
несколько сотен метров, в отдельных случаях — до 2 км и более.
К преимуществам пневматического транспорта, способствующим расширению области его применения, относятся (как и для гидравлического транспорта) герметичность системы; отсутствие потерь перемещаемых грузов, а следовательно, и предохранение их от влияния внешней среды; возможность перемещения грузов по сложной трассе; удобство сопряжения горизонтальных, вертикальных и наклонных участков; сосредоточенность машинного оборудования в одном месте и отсутствие необходимости в сложном техническом обслуживании по всей трассе; возможность путем применения разветвленных трубопроводов перемещать грузы из нескольких мест в одно или, наоборот, из одного места в несколько; возможность сочетания транспортирования с некоторыми технологическими процессами, например охлаждением и сушкой, и пр. При перемещении многих вредных для здоровья химических продуктов, горячих и остропахнущих материалов пневматический транспорт, создает наиболее гигиенические и безопасные условия для обслуживающего персонала и находящихся поблизости людей.
К главным недостаткам пневматического транспорта относятся высокий удельный расход энергии и интенсивное изнашивание трубопроводов (особенно на поворотных участках) и других частей установки, входящих в соприкосновение с потоком груза. Эффективность применения пневматического транспорта ограничивается не только крупностью кусков груза (обычно 30—40 мм и до 80 мм), но и такими его свойствами, как влажность, способность прилипать к стенкам трубопровода, резервуаров, питателей и других составных частей установки. При перемещении порошкообразных и особенно тонкодис- персиых грузов с частицами размером меньше 10 мкм усложняется их отделение в конечном пункте от выпускаемого из трубопровода воздуха.
Помимо пневмотранспортных устано
вок, в которых насыпные грузы перемещаются по трубопроводу в смеси с воздухом, имеются установки, служащие для перемещения мелких предметов и отдельных небольших количеств насыпных грузов в специальных контейнерах-патронах, - обычно цилиндрической формы, перекрывающих подобно поршням сечение трубопровода. В противоположность основному рассмотренному выше способу пневматического транспортирования, груз в установках данного типа перемещается под действием статического давления воздуха на торцовую поверхность патронов.
Еще одна разновидность пневмотранспортных устройств — пневможелоба с перфорированным дном, в которых происходит аэрирование (насыщение воздухом) порошкообразных грузов, получающих при этом большую подвижность и перемещающихся по желобу при незначительном его наклоне. По принципу аэрирования тонкодисперсных грузов и перемещения их с высокой концентрацией работают также и трубопроводные пневмоустановки (см. ниже).
Схемы
пневмотранспортных установок
По способу создания в трубопроводе разности давлений пневмотранспортные установки можно разделить на три существенно отличающиеся группы: всасывающие (или вакуумные), нагнетательные (напорные) и комбинированные — всасывающе-нагнетательные (рис. 15.10). В установках всасывающего типа грузы перемещаются под действием разреженного воздуха; в установках нагнетательного’ типа — в струе сжатого воздуха; в установках всасывающе-нагнетательного типа — часть пути под действием разреженного, а часть — под действием сжатого воздуха.
Для всасывающих установок типичен ввод груза в транспортный трубопровод через всасывающее сопло, для нагнетательных — с помощью питателей, шлюзующих груз из внешнего пространства
Ряс. 15.10. Схемы л невмотранспортных установок:а — всасывающей; бив — нагнетательных высокого давления; г — всасывающе-нагнетательнойРяс. 15.10. Схемы л невмотранспортных установок:а — всасывающей; бив — нагнетательных высокого давления; г — всасывающе-нагнетательнойв находящийся под давлением трубопровод. В системе всасывания груз в конечном пункте шлюзуется из камеры с разреженным воздухом во внешнее пространство.
Ряс. 15.10. Схемы л невмотранспортных установок:
а — всасывающей; бив — нагнетательных высокого давления; г — всасывающе-нагнетательной
Ряс. 15.10. Схемы л невмотранспортных установок:
а — всасывающей; бив — нагнетательных высокого давления; г — всасывающе-нагнетательной
В трубопроводах нагнетательных установок плотность сжатого воздуха больше, чем атмосферного, перепад давления и скорость струи могут быть больше, чем в вакуумных системах, а следовательно, и «переносная способность» воздушной струи в них выше. Поэтому нагнетательные установки применяют преимущественно для трудно перемещаемых грузов и при транспортировании на большие расстояния и на подъем. Напротив, при транспортировании легко перемещаемых грузов, например зерна, большее распространён ние имеют' не требующие питателей всасывающие установки.
На всасывающих установках машинная часть (воздушный насос и отделительные устройства) сосредоточена с той стороны трубопровода, в которую происходит транспортирование. Напро
тив, на нагнетательных установках воздуходувная машина, а также устройства, служащие для ввода груза в трубопровод высокого давления, находятся в той части трубопровода, от которой происходит транспортирование. В всасываю- ще-нагнетательных установках машинная часть находится в промежуточной точке трубопровода. Как отмечалось, одним из существенных преимуществ пневмотранспорта является возможность создавать разветвленные системы трубопровода, т. е. забирать груз из нескольких пунктов и транспортировать его в несколько пунктов. В этом отношение всасывающие установки представляют наибольшие удобства разветвления трубопровода со стороны начального пункта транспортирования, нагнетательные — со стороны конечного пункта и всасывающе-нагнетательные — с обеих сторон.
Во всасывающей установке (рис. 15.10, а) груз, в данном случае зерно из баржи, забирается через всасы-
Рнс. 15.11. Схема всасывающей пневмотранспортной установки для пылевидного грузаРнс. 15.11. Схема всасывающей пневмотранспортной установки для пылевидного грузавающий насадок (сопло) 7. По трубопроводу 2 он транспортируется до приемного резервуара-отделителя 3, в котором выпадает из струи воздуха благодаря тому, что струя здесь резко теряет скорость. Далее воздух отсасывается во второй резервуар меньшего объема — пылеуловительный циклон 4 и, пройдя воздуходувную машину 6, через выхлопную трубу выбрасывается в атмосферу, а груз через шлюзовые затворы 5 (в виде вращающихся барабанов с ячейками) выгружается отдельно из отделителя и пылеуловителя. На таких установках обычно применяют два- четыре трубопровода с гибкими шлангами и насадками.
Рнс. 15.11. Схема всасывающей пневмотранспортной установки для пылевидного груза
Рнс. 15.11. Схема всасывающей пневмотранспортной установки для пылевидного груза
В нагнетательных установках высокого давления (0,3 —0,4 МПа и более) сжатый воздух от компрессора поступает по. трубопроводу в закрытый резервуар - камерный питатель 7 (рис. 15.10, б), из которого груз захватывается струей воздуха, транспортируется по трубопроводу 8 и с помощью переключателя 9 направляется в один из бункеров 11. Из бункеров,
служащих одновременно отделителями, воздух через фильтр 10 выходит в атмосферу.
В нагнетательной установке среднего давления (0,2 —0,3 МПа) груз вводится в трубопровод со сжатым воздухом барабанным ячеечным питателем 12 (рис. 15.10, в) и по трубопроводу 13 транспортируется в отделитель 14. Как и в предыдущем случае, трубопровод может иметь разветвления со стороны, в которую происходит транспортирование. В всасывающе-нагнетательной установке (рис. 15.10, г) груз засасывается через сопло 75 в трубопровод 76 и, пройдя в промежуточном пункте отделитель 17, передается через шлюзовой затвор 18 в нагнетательный трубопровод. Расположенная в промежуточном пункте воздуходувка 20 одновременно всасывает воздух из трубопровода 7 6 и нагнетает в трубопровод 19. Такая схема допускает разветвление транспортного трубопровода по обе стороны машинной части установки.
На рис. 15.11 показано механическое оборудование всасывающей пневмати-
Рис. 15.12. Нагнетательная пневмо транспортная установка для перегрузки в бункераРис. 15.12. Нагнетательная пневмо транспортная установка для перегрузки в бункераческой транспортной установки для перемещения пылевидных или содержащих пыль грузов, на которой требуется тщательная очистка воздуха перед выпуском в атмосферу. По трубопроводам 1 аэросмесь транспортируется к отделителю 2, затем проходит последовательно два пылеотделителя-цикло- на 3, мокрый фильтр 4, влагоотделитель 5, и очищенный таким способом воздух попадает в воздуходувную машину 6 и затем выходит в атмосферу. Груз из отделителя и обоих циклонов через шлюзовые затворы подается на винтовой конвейер 7 и перемещается им к расположенным ниже бункерам, а шлам от мокрого фильтра отводится в сторону.
Рис. 15.12. Нагнетательная пневмо транспортная установка для перегрузки в бункера
Рис. 15.12. Нагнетательная пневмо транспортная установка для перегрузки в бункера
Нагнетательная установка, служащая для подачи грузов из приемного бункера, расположенного на уровне земли, в высокие бункера, показана на рис. 15.12. Груз вводится в нагнета
тельный трубопровод винтовым питателем, поднимается в струе воздуха вверх и по разветвленному трубопроводу сгружается в сообщающиеся между собой бункера, а воздух через фильтр выпускается в атмосферу. Из бункера груз через затворы с помощью аэрационного желоба подается в транспортные емкости.
Пневматическая всасывающе-нагнетательная установка для уборки и транспортирования золы из крупной котельной установки показана на рис. 15.13. Из сборников 1 через затворы 2 зола транспортируется разреженной струей воздуха по трубопроводам 3 к отделителю и питателю нагнетательной системы 4, а от него по нагнетательному трубопроводу 5 в собирательные бункера 6 большого объема. Из этих бункеров с помощью скребковых питателей 7 зола подается в баржу 8, вагон или бункер-накопитель.
Рис. 15.13. Всасывающе-нагнетательная пневмотранспортная установка для уборки золы из котельнойРис. 15.13. Всасывающе-нагнетательная пневмотранспортная установка для уборки золы из котельнойНа рис. 15.14 показана схема установки пневматического подъема угля из шахты па поверхность. Из бункера 11 питателем 10 уголь подается на грохот
Рис. 15.13. Всасывающе-нагнетательная пневмотранспортная установка для уборки золы из котельной
Рис. 15.13. Всасывающе-нагнетательная пневмотранспортная установка для уборки золы из котельной
Прошедшие через грохот мелкие фракции поступают непосредственно на ленточный конвейер 7, а неотсеянные более крупные куски угля измельчаются
Рис. 15.14. Нагнетательная пневмотранспортная установка для подъема мелкого угля из шахты на поверхность
в дробилке 8 и затем поступают на тот же ленточный конвейер. С конвейера мелкий уголь сгружается в воронку питателя 6, вводящего поток угля в рабочий трубопровод 3, в который снизу воздуходувкой нагнетается сжатый воздух. В нижней части трубопровод снабжен перекидным клапаном 4 (показанным на рисунке отдельно), с помощью которого при аварии находящийся в трубопроводе уголь направляется в приемный бункер 5. Поднятый на поверхность уголь выводится из воздушной струи в отделителе 7, а неотделившийся пылевидный уголь улавливается дополнительно в фильтре 2 и из него тоже выдается во внешнее пространство.
Три схемы пневмотранспортных установок легкого типа показаны на рис. 15.15: всасывающая пиевмоустанов- ка для уборки стружек и опилок в деревоотделочной мастерской (рис. 15.15,д), нагнетательная пневмоустановка для транспортирования бетонной смеси и строительных растворов на строи
тельстве (рис. 15.15,6) и передвижная (на колесах) перегрузочная всасывающе-нагнетательная для перегрузки зерна и других непылевидных материалов, снабженная всасывающим и нагнетательным гибкими шлангами, отделителем с барабанным ячеечным затвором и вентилятором, создающим воздушную струю (рис. 15.15, в).
Механическое оборудование
пневмотранспортных установок
Основное оборудование пневмотранспортных установок состоит из трубопроводов с арматурой, воздуходувных машин, питателей, всасывающих насадков, струйных аппаратов, сопл, отделителей и фильтров.
Питатели. Питатели, служащие для ввода насыпных грузов в нагнетательный трубопровод, можно, как и в системах гидротранспорта, разделить на камерные, шлюзующие груз, и беска- мерные с механическим вводом груза в трубопровод. Кроме того, для захвата груза в установках применяют струйные аппараты-сопла.
В качестве примера двухкамерных автоматических питателей можно привести питатели (закладочные машины), применяемые в горном деле*н, установках пневматической закладки. Такая машина (рис. 15.16, а) состоит из приемной воронки и двух расположенных одна под другой камер с поочередно срабатывающими перепускными клапанами. Внизу нижней камеры вращается лопастное колесо, подгребающее груз к приемному отверстию рабочего трубопровода. Сжатый воздух подается в нижнюю камеру, а также в верхнюю камеру для уравновешивания давления перед открытием нижнего клапана. Проходя из нижней камеры в рабочий трубопровод, сжатый воздух увлекает за собой насыпной груз.
Показанный на рис. 15.16,6 передвижной питатель этого же типа удобно применять при перемене мест работы установки.
Рис. 15.16. Камерные питатели пневмоза- клад очной установки:а — стационарная машина; 6 — передвижная машина на-колесах; I — подача насыпного груза; 2 — подвод сжатого воздухаРис. 15.16. Камерные питатели пневмоза- клад очной установки:а — стационарная машина; 6 — передвижная машина на-колесах; I — подача насыпного груза; 2 — подвод сжатого воздуха
Рис. 15.16. Камерные питатели пневмоза- клад очной установки:
а — стационарная машина; 6 — передвижная машина на-колесах; I — подача насыпного груза; 2 — подвод сжатого воздуха
Рис. 15.16. Камерные питатели пневмоза- клад очной установки:
а — стационарная машина; 6 — передвижная машина на-колесах; I — подача насыпного груза; 2 — подвод сжатого воздуха
Рие. 15.15. Пневмотранспортные установки легкого типа:
а — всасывающая; б — нагнетательная; в — всасывающе-нагнета тельная передвижная; 1 — транспортный трубопровод; 2 — отделитель; 3 — вентилятор; 4 — циклон ; 5 — нагнетательный трубопровод; б — затвор; 7 — сосуд для бетонной смеси; 8 — бетоносмеситель; 9 — воздухосборник; 10 — передвижной компрессор; 11 — всасывающий трубопровод; 12 — циклон; 13 — вентилятор ; 14 — затвор отделителя; 15 — нагнетательный трубопровод
Винтовые питатели двух видов для горизонтального и вертикального присоединения рабочего трубопровода показаны па рис. 15.17. Винты имеют переменный, постепенно уменьшающийся шаг. При этом груз, двигаясь вдоль винта, уплотняется и не пропускает сжатый воздух через цилиндрический кожух. В связи с быстрым изнашиванием винта и кожуха головную часть
14 А. О. Спиваковский
винта и цилиндрический вкладыш, вставляемый в кожух, делают сменными.
В питателе, изображенном на рис. 15.17, а, выталкиваемый винтом груз падает на дно камеры и, если он спрессовался, то разбивается и подхватывается струей сжатого воздуха, выходящей из расположенного в задней стенке камеры сопла. Выходя из кожуха винта, груз приподнимает укрепленный
шарнирно над ним клапан. Прн отсутствии груза клапан захлопывается и препятствует проникновению воздуха через винт.
В питателе, показанном на рис. 15.17,6, подводящее воздух сопло расположено вертикально, и воздух подхватывает груз в вертикальном патрубке. Предохранительный клапан отсутствует, но впускное отверстие для груза дополнительно перекрыто барабанным ячеечным питателем, регулирующим количество поступающего к винту груза.
Рис. 15.17. Винтовые питатели пневмотранспортных установок дли пылевидных и мелкокусковых грузов:I — подача насыпного груза, 2 — подвод сжатого воздухаРис. 15.17. Винтовые питатели пневмотранспортных установок дли пылевидных и мелкокусковых грузов:I — подача насыпного груза, 2 — подвод сжатого воздухаОтделители. Отделители насыпного груза от перемещаемой аэросмеси, расположенные в конечном, а во всасываю- ще-нагнетательных системах — н в промежуточном пунктах установки, представляют собой резервуар, в котором скорость струи воздуха в смесн с грузом резко уменьшается, так что груз выпадает из струи и собирается на дне резервуара, а затем выпускается через затвор. Для повышения эффективности отделения частиц груза внутри резервуара устанавливают направляющие поверхности из листовой стали, обтекая
Рис. 15.17. Винтовые питатели пневмотранспортных установок дли пылевидных и мелкокусковых грузов:
I — подача насыпного груза, 2 — подвод сжатого воздуха
Рис. 15.17. Винтовые питатели пневмотранспортных установок дли пылевидных и мелкокусковых грузов:
I — подача насыпного груза, 2 — подвод сжатого воздуха
или ударяясь о которые, струя аэросмеси изменяет свое направление, что способствует выпадению из нее частиц груза. Пример такого отделителя показан на рис. 15.18, а. Основная масса частиц груза собирается на дне резервуара, а более легкие частицы выпадают внутри конуса, через который струя движется к выходному отверстию вверху. —
В отделителях, применяемых при перемещении пылевидных (или содержащих пыль) грузов, используется центробежная сила, возникающая в отделителе-циклоне при вращательном движении струи по его кольцевой полости (рис. 15.18,6). Смесь воздуха с частицами груза впускается в циклон по касательной и получает вращательное движение, прижимаясь под действием центробежной силы к внешней стенке цилиндра. Благодаря возникающим силам треиия скорость частиц груза интенсивно уменьшается. Очищенный от частиц груза воздух отсасывается в верхний патрубок, а груз выпускается через нижнее отверстие.
Воздуходувные машины. В зависимости от требующейся производительности, давления и условий работы применяют центробежные или поршневые воздуходувные машины. И те и другие имеют много разновидностей. Центробежные машины разделяют на вентиляторы и турбомашины разных типов, ' а поршневые — иа ротационные, т. е. с вращательным движением рабочего органа (коловратные), и с возвратно-поступательным движением поршня.
На рис. 15.19, а показан разрез турбо- воздуходувной центробежной машины, применяемой, например, на всасывающих установках с высоким разрежением. На валу машины насажены четыре рабочих колеса, последовательно обтекаемых воздушной струей. Вал вращается с весьма высокой частотой (5000 — 7000 об/мин).
Схема водокольцевого ротационного насоса показана на рис. 15.19, в. При вращении эксцентрично насаженного по отношению к цилиндрическому кожуху вала с радиальными лопастями во вра-
Рнс. 15.18. Отделители груза:
а— с внутренними направляющими поверхностями; б — циклонного типа
щение увлекается находящаяся в цилиндрическом кожухе вода, образующая у стенки кожуха водяное кольцо практически равной толщины. Между внутренней поверхностью кольца и валом с лопастями образуется с обеих сторон и снизу не занятое водой серповидное пространство, разделенное лопастями; с одной стороны (на рис. 15.19, в справа) это пространство увеличивается по объему в каждой ячейке, а с другой — уменьшается. Через соответственно размещенные в этих местах отверстия в торцовых стенках кожуха воздух с одной стороны (справа) засасывается в эти ячейки, а с другой вытесняется.
Преимуществами водокольцевого насоса являются простота конструкции и возможность притоком свежей воды регулировать температуру (чтобы избежать перегрева насоса), а также очищать воду от попадающих в нее из воздуха частиц. К недостатку насоса относятся большие потери на трение воды о стенки кожуха, обусловливающие низкий КПД (0,4 — 0,45).
Устройство ротационного насоса с выдвижными пластинками показано на рис. 15.19,6. В ступице эксцентрично расположенного вала в радиальные или,
как показано на рисунке, косые прорези свободно входят стальные или пластмассовые пластинки, при вращении вала выдвигающиеся и скользящие внешней гранью по направляющим кольцам. При этом, как и в предыдущем случае, с одной стороны происходит засасывание воздуха в серповидную полость, а с другой — нагнетание.
Двухроторная ротационная воздуходувная машина (рис. 15.19, г) имеет два вращающихся навстречу друг другу рабочих элемента, напоминающих по форме восьмерку; с одной стороны (сверху) они засасывают в кожух воздух, а с другой вытесняют его. Сжатие воздуха происходит в боковых пространствах ме-'
жду кожухом и поршнем (показано штриховой линией). Недостатком воздуходувной машины этого типа является проникновение сжатого воздуха через зазоры между поверхностью рабочих элементов и кожухом, а также между рабочими элементами, возрастающее с увеличением давления и износа.
Рис. 15.19. Воздуходувные машины:а — турбо воздуходувная машина с четырьмя рабочими колесами; б — ротационный пневмонасос (компрессор) с выдвижными пластинками; в — водокольцевой пневмонасос; г — двухроторная коловратная воздуходувная машинаРис. 15.19. Воздуходувные машины:а — турбо воздуходувная машина с четырьмя рабочими колесами; б — ротационный пневмонасос (компрессор) с выдвижными пластинками; в — водокольцевой пневмонасос; г — двухроторная коловратная воздуходувная машинаТаким образом, из четырех описанных типов воздуходувных машин действие первой основано на центробежном принципе, при котором кинетическая энергия струи воздуха превращается в потенциальную энергию давления, а действие трех других основано иа принципе вытеснения объема воздуха рабочими элементами.
Рис. 15.19. Воздуходувные машины:
а — турбо воздуходувная машина с четырьмя рабочими колесами; б — ротационный пневмонасос (компрессор) с выдвижными пластинками; в — водокольцевой пневмонасос; г — двухроторная коловратная воздуходувная машина
Рис. 15.19. Воздуходувные машины:
а — турбо воздуходувная машина с четырьмя рабочими колесами; б — ротационный пневмонасос (компрессор) с выдвижными пластинками; в — водокольцевой пневмонасос; г — двухроторная коловратная воздуходувная машина
Способы
автоматического регулироиаиия пиевмотраиспортных установок
Автоматическое регулирование пневмотранспортных установок, как н гидротранспортных, должно обеспечивать поддержание определенных режимов работы. Для этого применяют аппаратуру, контролирующую такие параметры, как давление воздуха в трубопроводах, скорость струи воздуха, количество подаваемого в трубопровод груза (регулированием работы питателя) и воздуха (в том числе регулированием частоты вращения воздуходувной машины). Кроме того, на установках используют автоматическую блокировку отдельных элементов — переключателей, затворов, питателей, а также контроль уровня груза в бункерах и пр.
Для примера приведем конструкцию пневматического регулятора прямого действия, предназначенного для регулирования давления в рабочем трубопроводе (рис. 15.20). Функции измерения регулируемого параметра и перемещения регулируемого клапана выполняются двумя мембранами: измерительной мембраной регулируемого параметра (давления в трубопроводе) и силовой мембраной, служащей непосредственно приводом регулируемого клапана. Если давление отклоняется от заданного значения, то мембрана 6 (иа которую действует с одной стороны воздух под давлением, а с другой пружина 5) и связанный с ней золотник 7 перемещаются, вследствие чего изменяется давление в пространстве 3 под мембра- иой-приводом 2. Это приводит к изменению действующих на мембрану-привод сил и перемещению регулируемого клапана 1 до тех пор, пока изменяющееся давление воздуха в трубопроводе перед клапаном не будет равно давлению в пространстве под этой мембраной. Для настройки регулятора применяют демпфирующее устройство 8, а также соответствующим образом подбирают жесткость пружины 5 и регулируют ее винтом 4.
Рис. 15.20. Пневматический регулятор давления прямого - действия
Специальные пиевмотраиспортные установки
К специальным относятся пневмотранспортные установки для перемещения по трубопроводам порошкообразных грузов их аэрированием, а также установки для транспортирования отдельных небольших предметов или отдельных небольших количеств насыпного груза в патронах.
Пневмотранспортные аэрационные установки. При насыщении воздухом (аэрировании) некоторых порошкообразных (тонкодисперсных) грузов (например, цемента, сухого молотого угля, муки и т. п.) коэффициент внутреннего трения в них резко уменьшается и они приобретают свойства текучести, близкие к свойствам жидкости. Аэрированные грузы могут перемещаться как по желобу, при незначительном его наклоне (2,5 — 3°), так и по нагнетательному трубопроводу, заполняя его сечение. При этом достигается высокая концентрация смеси, значительное снижение расхода воздуха и уменьшение диаметра трубопровода по сравнению с обычным способом пневмотранспортирования.
На рис. 15.21 показана схема пневможелоба. Он состоит из двух закрытых
отделений, расположенных одно над другим и разделенных пористой перегородкой.
В верхнее отделение подается груз, в нижнее — сжатый воздух вентилятором, создающим давление, незначительно превышающее атмосферное. Груз выгружается из желоба на конце его, а воздух выходит через матерчатые фильтры в крышке верхнего отделения. Перегородка, изготовляемая из пористых керамических плит или из нескольких слоев специальной прочной брезентовой, бельтинговой или другой ткани, должна равномерно по всей площади пропускать воздух очень тонкими струйками.
Примером установки для транспортирования аэрированного груза по трубопроводу является перегрузочная установка для цемента, применяемая на строительстве. Цемент подвозится автоцементовозом (рис. 15.22, а), представляющим собой цистерну 2, на дне которой расположен желоб из двух наклонных пористых плит 4. Установленная на шасси автоцементовоза небольшая воздуходувная машина 1 подает воздух в пространство под желобом, и цемент по патрубку 3 выгружается из цистерны.
Принимающая цемент установка (рис. 15.22,6) состоит из вертикального цилиндрического резервуара 7, в верх
нюю часть которого цемент подается из цистерны по трубопроводу 6. Воздух выходит из резервуара через фильтр 5. Цемент подается из резервуара по нагнетательному трубопроводу 9 в мерный бункер 8, а из него в бетономешалку 10. Чтобы поддерживать аэрационные свойства порошкообразного груза при перемещении его по трубопроводу, в нижней части трубопровода на некотором расстоянии друг от друга укладывают закрытые пробками трубки из эластичной перфорированной материи, к которым подводится сжатый воздух, при этом достигается высокая концентрация смеси. Намечается распространение способа пневматического транспортирования с высокими концентрациями смеси не только на порошкообразные, но и на мелкозернистые и даже крупнозернистые и гранулированные насыпные грузы.
Рис. 15.21. Схема пневможелоба:Рис. 15.21. Схема пневможелоба:/ — вентилятор; 2 — верхнее отделение для груза, 3 — пористая решетка; 4 — нижнее отделение для воздуха/ — вентилятор; 2 — верхнее отделение для груза, 3 — пористая решетка; 4 — нижнее отделение для воздухаУстановки для яневмотранспортирова- ння в иатроиах. Установки для пневмотранспортирования грузов в патронах отличаются от рассмотренных видов пневмотранспорта как по конструкции, так и по принципу действия. Грузы в виде всякого рода мелких предметов, книг, пакетов, бланков, а также отдельные небольшие количества насыпных грузов, закладываются в закрывающиеся патроны цилиндрической (реже — эллиптической или прямоуголь-
Рис. 15.21. Схема пневможелоба:
Рис. 15.21. Схема пневможелоба:
/ — вентилятор; 2 — верхнее отделение для груза, 3 — пористая решетка; 4 — нижнее отделение для воздуха
/ — вентилятор; 2 — верхнее отделение для груза, 3 — пористая решетка; 4 — нижнее отделение для воздуха
Рнс. 15,22. Перегрузочная установка для цементаРнс. 15,22. Перегрузочная установка для цементаРнс. 15.23. Патрон дли пнев- мотравспортнон установкиРнс. 15.23. Патрон дли пнев- мотравспортнон установкииой) формы, которые затем перемещаются по трубам под действием давления воздуха.
Рнс. 15,22. Перегрузочная установка для цемента
Рнс. 15,22. Перегрузочная установка для цемента
Рнс. 15.23. Патрон дли пнев- мотравспортнон установки
Рнс. 15.23. Патрон дли пнев- мотравспортнон установки
Пневмотранспортирование в патронах применяют как в пределах одного предприятия или здания, так и при перемещении грузов на значительные расстояния (например, пневматическая почта ряда больших городов за рубежом).
В последнее время достигнуты положительные результаты на опытио-про- мышлеиных установках при перемещении насыпных грузов в контейнерах по трубопроводу большого диаметра.
Внешний вид и сечение по патрону цилиндрической формы показаны на рис. 15.23. Обычно корпус патрона изготовляют из легкого материала, например дуралюмииия, пластмассы и пр., а укрепленные по концам манжеты — из эластичных материалов: резины, специальной пластмассы и пр. Груз закладывают в патроны через боковую или торцовую крышку.
Расчет гидро- и пневмотранспортных установок
Общие положения
Расчет гидро- и пиевмотранспортных установок состоит в том, что по заданным объемной или массовой производительности, характеристике груза (его плотности, гранулометрическому составу и др.), длине и конфигурации трубопровода определяют необходимую для обеспечения транспортного процесса скорость движения несущей среды (воды, воздуха); потребное количество воды или воздуха; диаметр трубопровода; сопротивления движению смеси на различных участках трубопровода и потребный напор или давление для их преодоления; мощность двигателя насосного или воздуходувного агрегата. При этом обычно для определения характеристик потока, обеспечивающих устойчивый режим транспортирования
грузов в зависимости от их крупности, плотности, формы частиц, пользуются накопленными опытными данными. Поэтому часть из приводимых в литературных источниках расчетных формул н рекомендаций имеет эмпирический или полуэмпирический характер. В связи с громоздкостью этих материалов ниже приведены только метод приближенного расчета и некоторые справочные данные.
При определении скорости, напора или давления несущей среды первостепенное значение имеют крупность частиц и плотность перемещаемого груза. По крупности насыпные грузы разделяют на три основные группы: 1) кусковые — с размерами кусков больше 40 мм, крупнозернистые — 6 — 40 мм и мелкозернистые — 2 — 6 мм; 2) грубодисперсные (песчаные частицы) с размерами частиц 0,15 — 2 мм; 3) тонкодисперсные (пылевые) с размерами частиц меньше 0,15 мм. Для этих групп характерны различные гидромеханические процессы при перемещении в потоке несущей среды.
Нередко насыпные грузы представлены смесью из двух или нескольких групп крупности, например кусковой или крупнозернистой и грубо- или тонкодисперсной. В этом случае наличие в потоке мелких частиц улучшает процесс перемещения более крупных. В горизонтальном трубопроводе мелкие частицы движутся обычно во взвешенном состоянии, средние и крупные совершают скачкообразные движения частично во взвешенном состоянии и частично соприкасаясь с нижней стенкой трубопровода, а наиболее крупные прн гидро- транспортироваиии иногда перемещаются только скольжением по нижней части трубопровода. Пылевидные насыпные грузы при пневмотранспортировании могут перемещаться с высокими концентрациями — сплошными аэрированными потоками.
Перемещение по горизонтальному трубопроводу во взвешенном или частично взвешенном состоянии происходит благодаря турбулентному движе
нию потока с градиентом скоростей (т. е. при изменении скоростей в поперечном сечении от минимальных значений у стенок до максимальных ближе к оси). Силы, поддерживающие частицы при турбулентном движении, являются функцией продольной скорости потока и возрастают с ее увеличением. Поэтому скорость потока гидро- и аэросмеси в трубах в общем случае должна быть не меньше некоторого определенного значения, и тем большей, чем больше размеры и плотность частиц груза.
Критерием для установления скорости потока служит критическая скорость «Кр, т. е. наименьшая скорость, при которой груз не скапливается в трубопроводе. При Пневмотранспортировании аэрированными потоками таким критерием является эффективная скорость «эф, при которой достигается надлежащее насыщение груза воздухом. Кроме того, для наклонных трубопроводов исходной величиной при назначении скорости может служить: для гидротранспорта — скорбеть осаждения частиц или кусков в воде (так называемая гидравлическая крупность), а для пневмотранспорта — скорость витания в восходящей по вертикальному трубопроводу струе воздуха. Гидравлическая крупность определяется обычно временем, при котором равномерно движущаяся под действием силы тяжести частица в сосуде с водой проходит определенный отрезок пути. Скорость витания частицы в воздушном потоке равна скорости воздуха в вертикальной трубе, при которой частица поддерживается струей н сохраняет свое положение (практически совершает колебательные движения возле определенной точки).
Для обеспечения нормального режима транспортирования скорость потока должна быть «>(1,1 -ь 1>2)«кр для максимального по размеру куска, Вместе с тем она не должна быть излишне большой во избежание непроизводительного увеличения расхода энергии, повышенного износа трубопровода н измельчения перемещаемого груза.
Кроме того, нормальный режим транспортирования зависит от относительного количества воды или воздуха, определяющего концентрацию смеси, которую обычно выбирают по имеющимся опытным данным.
Различают объемную и массовую концентрации смеси. Первой обычно пользуются при расчетах установок гидротранспорта, а второй — пневмотранспорта.
Под объемной концентрацией гидросмеси понимают отношение объемной производительности установки V (м3/ч) к расходу гидросмеси Кг (м3/ч) за тот же период времени:
s-VIV.-VK.VA-V,>-
= (рг - р.)/(р - р.) < 1, (15.1)
где рг, рв, р — плотность транспортируемого груза, воды и гидросмеси соответственно, т/м3, Ув—расход воды, м3/ч.
Плотность груза
Рг = (7р+Кврв)/(7+Ив). (15.2)
Под массовой концентрацией гидросмеси понимают отношение массовой производительности установки Q (т/ч) к массовому расходу воды за тот же период, т. е. к Кврв (т/ч):
Р=(ЖвРв). (15.3)
Установив, согласно опытным данным, концентрацию смеси и диаметр трубопровода, определяют скорость смеси икр. Затем проверяют выполнение условия и ^ «кр по расходу гидро- или аэросмеси.
Зная характеристики потока смеси (скорость, концентрацию) и диаметр трубопровода, определяют сопротивление движению. Оно состоит из сопротивления подъему иа вертикальных или наклонных участках трубопровода и гидравлических потерь вдоль всего трубопровода и на отдельных участках (поворотах, разветвлениях и пр.). Местные «сосредоточенные» сопротивления приравнивают к линейным сопротивлениям
на эквивалентной длине трубопровода и таким образом получают общую расчетную (приведенную) длину Lnp трубопровода (для пневмотранспорта) или учитывают местные сопротивления введением коэффициента 1,05 — 1,1 при определении общего напора (для гидротранспорта).
По значению потребного напора и производительности установки выбирают водяной насос или воздуходувную машину; затем рассчитывают мощность двигателя силовых агрегатов.
Рассмотрим схемы расчета отдельно для гидравлического (напорного и самотечного) и пневматического транспорта с учетом их особенностей.
Схема расчета установок
напорного гидротранспорта
В зависимости от заданной крупности частиц насыпного груза расчет для горизонтальных трубопроводов выполняется различно для тонкоднсперсных, грубодисперсных и кусковых грузов или их смесей.
При расчете установок для гидротранспортирования тонкодисперсиых грузов (с частицами размером меньше 0,2 мм) турбулентными потоками критическая скорость (м/с) пропорциональна диаметру трубы D и плотности частиц р5 в степени 0,5:
«кр = nVa9D, (15-4)
где n = 1 4- 1,5 — опытный коэффициент, учитывающий влияние степени перемешивания смеси; а = (ps — рв)/рв — соотношение плотностей частиц груза и несущей среды.
Тонкоднсперсиые грузы транспортируются при высоких концентрациях, обычно не менее s = 0,2 4- 0,25 и до 0,5.
Для выбранного диаметра трубы проверяют выполнение условия
и = 4Кг/(3600я£>2) > иКр, (15.5)
где Vr— расход гидросмеси, м3/ч; D — в м; и — в м/с.
Удельные потери напора (м/м) при движении смеси
H'^H^l +os), (15.6)
где kv = 1,1 ч- 1,15 — коэффициент, учитывающий степень перемешивания смеси; Но — удельные потери напора при движении чистой воды со скоростью, равной скорости гидросмеси, м/м;
Но = ^/фд); (15.7)
здесь £ — коэффициент гидравлических сопротивлений, определяемый обычно для гладких труб (см. курс «Гидравлика»).
Если трубопровод имеет также вертикальные участки высотой Ln, то потребный иапор для него больше на величину статического напора при подъеме Нп. При движении смеси вниз он иа столько же меньше; следовательно,
Нп= ±Еп.(15.8)
Кроме этих распределенных потерь, в трубопроводе могут иметь место дополнительные местные потери Нм, которые принимаются равными около 5% от общих потерь на прямолинейных участках.
Прн расчете установок для гидротранспортирования кусковых грузов с поперечным размером больше 2 мм критическую скорость определяют по формуле
Икр = с, VfaflsD, (15.9)
где С, = 8,5 4- 9,5 — коэффициент, полученный опытным путем; /—обобщенный коэффициент трення груза о нижнюю стенку трубы, который зависит от вида груза (табл. 15.1),
15.1. Значения обобщенного коэффициента трения
Груз
Куски с кромками
острыми
округленны ми
Каменный уголь
0,3-0,2
0,25-0,15
Антрацит
0,15
0,1
Песчаник
0,55-0,5
0,5-0,45
Известняк
0,45-0,4
0,4-0,35
Сланец
0,4-0,35
0,35-0,3
Гравий
—
0,4-0,35
Руда
0,65-0,75
0,6
Данные о критической скорости гидросмеси для некоторых групп транспортируемого груза в зависимости от диаметра трубопровода приведены в табл. 15.2.
15.2. Критическая скорость (м/с) гидросмеси
О
to
s ЕТа
Груз
1
я 5 я 5 ! I
я о Л
|
о S
§ 2
t j ,
я V 2
Я cd S о
ST D. S
о В К
® л я £
Ч я К о ° cd 2
о Ж D. Я
2- о ч Б
’S g я
о 5 S н о к 5 v ё е-1. s
3
S
О У
g
200
300
400
500
600
1,6
1,8
2,2
2,5
2,7
1,9
2,1
2,4
3,0
3,2
2.4
2,9
3,4
3,8
4,1
3,0
3,6
4,3
4.8
5,3
2,0
2.5 з,о
3.3
3.6
Удельные потери напора при движении гидросмеси представляют сумму потерь при движении чистой воды и дополнительных потерь, вызванных присутствием частиц и кусков, т. е.
Н' = Н0+/а&.(15.10)
Для надежного транспортирования кускового груза без скопления его в трубопроводе необходимо, чтобы максимальный размер кусков не превышал 1/3 диаметра трубы, а максимальные значения концентрации не были больше s = 0,2 4- 0,25.
Расчет установок для гидротранспортирования грубодисперсных насыпных грузов и их смесей выполняется по аналогичной методике.
По полному расчетному напору (м)
Нр = Нп + Ям (15.11)
и производительности установки V (м3/ч) подбирают насосный агрегат и определяют потребную мощность двигателя (кВт):
Я = ^ЯРЕрг/(367т|),(15.12)
где к3 = 1,1 4- 1,2 — коэффициент запаса; ц = = 0,7 4- 0,9 — КПД насосного агрегата.
Схема расчета безнаиориого гидротранспорта
При расчете установок, в которых груз перемещается самотеком по пульпопроводу, открытому желобу, лоткам, каналам, исходя из требующейся производительности по плотному (иеразры- хленному) массиву груза, рода перемещаемого груза, его кусковатости, как и для трубопроводного транспорта, определяют параметры потока (относительное количество воды, скорость), необходимый уклон и поперечные размеры желоба.
Основная формула, которой прн этом пользуются (формула Шези), связывает скорость струи v (м/с), гидравлический радиус Я (м) и уклон желоба i:
у = С]/м (15.13) или
i=y2/(C2K), (15.13')
где коэффициент Шези С зависит от степени шероховатости поверхности, а также от гидравлического радиуса R. Гидравлический радиус R, или отношение площади сечення струи к смоченному периметру, определяется формой открытого желоба и соотношением его размеров. Так, для заполненного гидросмесью сечения в виде полукруга диаметром D гидравлический радиус
D kD2 kD D
R= 4-2 :1T = T
(15-14)(15-14)Для открытого желоба прямоугольного сечения шириной В при глубине потока h гидравлический радиус
(15-14)
(15-14)
R = Bhj{B + 2й).(15.15)
При рекомендуемом соотношении
B/h = 3 - 4
R = (0,6 4- 0,66) h.
Аналогичным образом находят значение R для трапецеидального сечения.
Для определения коэффициента С в зависимости от относительной шероховатости А, поверхности открытого желоба и гидравлического радиуса R можно пользоваться табл. 15.3.
15.3. Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса Д и относительной шероховатости А,
X
Д, м
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,010
70
75
80
90
95
0.012
60
65
70
75
78
0,015
45
50
55
58
60
0,020
30
35
38
40
43
Ниже даны значения относительной шероховатости X в зависимости от типа поверхности открытого пульпопровода (желоба, канала).
Тщательно обструганные, хорошо пригнанные доски; штукатурка из чистого цемента 0,010
Неструганные, хорошо пригнанные доски; весьма чистые водосточные трубы; гладкий бетон 0,012
Кирпичная кладка; облицовка из тесаного камня в средних условиях . . .0,015
Бутовая кладка; каналы в плотном гравии, лёссе, в плотной земле, затянутые илистой пленкой 0,020
В табл. 15.4 приведены ориентировочные значения минимальных уклонов пульпопровода в зависимости от вида транспортируемых пород.
15.4. Ориентировочные значения минимальных уклонов для открытого пульпопровода
Транспортируемый груз
Лотки и бетонированные каналы
Земляные каналы
Глина
0,015-0,0625
0,02-0,03
Песок:
мелкий
0,025-0,030
0,03-0",04
средний
0,030-0,035
0,04-0,05
крупный
0,035-0,050
0,05-0,06
Гравий
0,050-0,10
—
Порядок расчета параметров при транспортировании по лоткам и каналам рекомендуется следующий: по заданному объему перемещаемого груза V’ (м3/ч) и коэффициенту разрыхления
в насыпке кр(кр> 1) определяют расчетный объем V = V/кр; в соответствии с приведенными выше указаниями принимают концентрацию гидросмеси з н находят производительность по гидросмеси VT (м3/.ч), затем выбирают скорость гидросмеси и, равную или несколько большую критической; приняв форму и соотношение размеров открытого желоба, по величинам Vr и v определяют геометрические размеры его сечения и находят гидравлический радиус R.
Выбрав в зависимости от местных условий тот или иной вид облицовки поверхности пульпопровода и установив для него относительную шероховатость, в зависимости от значений R и X находят* С — коэффициент Шези; по формуле (15.13') определяют необходимый уклон I желоба. Полученное значение уклона проверяют по данным табл. 15.4.
Во многих ' практических случаях уклон желоба определяется рельефом местности. При избыточном уклоне целесообразно применять желоба с повышенной относительной шероховатостью, а в обратном случае — с пониженной.
Схема расчета
установок пневмотранспорта
Исходными данными при расчете пневматических транспортных установок, как н гидравлических, являются производительность (2, т/ч или V, м3/ч), длина и конфигурация трубопровода и ф из ико-механические свойства насыпного груза, от которых во многом зависят используемые в расчете коэффициенты.
Пневматическое транспортирование осуществляется в различных системах с разными массовыми концентрациями аэросмесн.
В аспирационных (вентиляционных) системах массовая концентрация аэросмеси не превышает обычно ц = 1 н при повышенном вакууме достигает ц = 5. В системах пневмотранспорта различного давления массовая концентрация
принимается в зависимости от условии в пределах ц = 8 4- 25, а при пневмо- транспортнроваиии аэрированными потоками ц = 60 -i- 150.
На выбор величины ц влияют степень сыпучести н слеживаемости груза, склонность к комкованию, наличие влаги (глинистых примесей), характеристика трассы трубопровода (количество поворотов, подъемов и др.), склонность груза к аэрированию и др. В то же время следует учитывать, что энергоемкость пневмотранспорта повышается с уменьшением концентрации аэросмеси. Поэтому принимать очень пониженную концентрацию нецелесообразно. Она должна быть необходимой и доста^ точной. Крупность частиц имеет значение в основном при выборе диаметра труб, при котором в наибольшей степени обеспечивается предупреждение завалов (D > За, где а — размер типичной частицы груза). В связи с этим приводимые ниже формулы пригодны для приближенного расчета для широкого диапазона насыпных грузов по крупности (но не для крупнокусковых).
Скорость воздуха в трубопроводе по его длине не остается постоянной: как в системе всасывания, так н в системе нагнетания она возрастает от начального пункта траиспортнровання к конечному. Действительно, в системе всасывания в направлении транспортирования возрастает разрежение, а в системе нагнетания уменьшается давление до атмосферного, т. е. н в том и в другом случае уменьшается плотность воздуха, а следовательно, при одинаковом его расходе возрастает объем. При этом способность потока перемещать частицы груза возрастает прямо пропорционально скорости во второй степени и обратно пропорционально плотности среды, а следовательно, возрастает от начального к конечному пункту трубопровода. Поэтому как в системе всасывания, так и в системе нагнетания расчет ведется по начальному участку трубопровода.
Критическая скорость (м/с) пропорциональна произведению массовой кон-
центрации, плотности груза и диаметра трубопровода в степени 0,5.
«Кр= С2 У^адЬ, (15.16)
где С2-опытная константа; ц — массовая концентрация аэросмеси [см. формулу (15-2)].
Для пылевидных легко аэрируемых грузов рекомендуется принимать С2 = = 0,1, а в зависимости от склонности к слеживанию (комкованию), наличия влаги в сложности трассы — до 0,25; для зернистых грузов в зависимости от условий принимают С2 до 0,3, для кусковых — до 0,35 (при содержании влаги ло 4%).
Как и при расчете гидротранспорта, для предварительно назначенного диаметра трубы проверяют выполнение условия и ^ икр-
Сопротивление движению аэросмеси по трубопроводу, а следовательно, н давление (МПа) в -начале нагнетательного трубопровода тем выше, чем больше приведенная длина трубопровода Lnp, концентрация и сопротивление движению чистого воздуха:
Рн = 0,1р0 (1 + C3p«gD/u2), (15.17)
где Сз— опытная константа; Сд = 0,1 4-0,075 (для грузов большой плотности принимают меньшие значения).
Потери давления (МПа) при изотермическом движении чистого воздуха
Ро = 0’1( /
(15.18)
где QB — расход воздуха, кг/с; R = = 29,3 — универсальная газовая постоянная; Т— абсолютная температура окружающей среды, °C; Л коэффициент сопротивления (для труб можно принимать для D = 150; 175 и 200 мм соответственно X = 0,016 4- 0,02; 0,015 4- 0,018 и 0,014 4- 0,016); Lnp - приведенная длина трубопровода с учетом эквивалентных отрезков вместо закруглений для ц^Ю (табл. 15.5); F — площадь поперечного сечения трубопровода, м2; рк = = 0,105 МПа — давление на конце трубопро
вода.
15.5. Длины (м) эквивалентных отрезков
Груз
Угол поворота, закругления радиусом 0,7 — 1 м, градус
8-12
15
20
30
45
90
Пылевидный
—
—
2
4
6
10
Зернистый
—
—
3
5
8
15
Кусковой
8
10
12
15
25
45
Дл$ условий изохорического течения (Др = const) р0 рассчитывают по формуле (15.7).
Потери давления в трубопроводе имеют место вследствие сопротивления движению аэросмеси по горизонтальным участкам, к которым добавляются потери на закруглениях поворотных участков, инерционные потери, связанные с сообщением перемещаемому грузу рабочей скорости, а также отдельно определяемые потери при подъеме на вертикальных (наклонных) участках рп.
Инерционные потери давления (МПа) и2
Рл = ^-Ро(1+ ВЮ10"5. (15.19)
где р = 0,35 4- 0,85 - показатель относительной скорости движения частиц; для пылевидных грузов р = 0,6 4- 0,85.
Потери давления (МПа) в поднимающихся коротких участках трубопровода высотой Нп (м)
Рп = НГ 3 (1 + ц) родНд. (15.20)
Полное потребное давление (МПа) в транспортной системе
Р = Рн + Рд + Рп + Рм, (15.21) где рм— потери давления в загрузочном устройстве.
Расход воздуха (м3/с) на выходе из воздуходувной машины для одной установки,
% = кУ0, (15.22)
где к = 1,1 4- 1,15 - коэффициент, учитывающий потери воздуха через неплотности в воздухопроводе, питателе и др.;. Vq - расход воздуха, необходимый на транспортирование.
Потребная мощность (кВт) двигателя воздуходувной машины
^м = ^М100°п),(15.23)
где 1м — теоретическая работа воздуходувной машины, отнесенная к 1 м3 засасываемого воздуха при изотермическом сжатии, Н • м/м3,
Lm = 2303рк1§(Рн/Рк), (15.24)
здесь рн и рК — начальное и конечное давление сжатия; т] = 0,65 4- 0,85 — КПД воздуходувной машины.
16
В СПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Гравитационные устройства 430
Бункера-433
Бункерные затворы 439
Питатели и дозаторы 442
Метательные машины 449
Автоматические весы 452
Погрузочные машины непрерывного действия 455
Гравитационные устройства
Желоба н трубы
На гравитационных устройствах насыпные н штучные грузы движутся вниз по наклону или вертикали под действием силы тяжести.
Если груз массой т скользит с коэффициентом трения / по наклонной плоскости под углом р на длине I, разность уровней в начальной н конечной точках h = I sin р и скорость в этих точках ин и ик, то работа силы тяжести груза, затрачиваемая на работу трения н приращение кинетической энергии,
mgh = mg/ZcosP + ш(ук — Гн)/2. (16.1)
Если заданы скорости в начальной ун и конечной ук точках н разность уров
ней Между НИМИ И, ТО уГОЛ р, ПОД КО; торым должна быть расположена наклонная плоскость, находится из равенства
t^ = lghf^ghA-^-P^. (16.2)
Если известна начальная скорость и задан угол наклона р, то конечная скорость
i^j/W -/ctgP) + 4 (16.3)
При ук = ун, т. е. при движении с постоянной скоростью, tgPo=/ Для ускоренного движения (ук > ун) р > Ро, Для замедленного движения (ик < ун) р < Ро.
Если груз движется по желобу прямоугольной или скругленной формы, то под коэффициентом трения скольжения понимается приведенный коэффициент, который учитывает сопротивление тре-
нню как по дну, так и по боковым стенкам желоба.
Скорость движения насыпного груза по желобу принимают обычно до 2,5 м/с, коэффициент наполнения желоба ф = 0,5 -г 0,7. Площадь сечения желоба Fo находится по уравнению (3.7) или (3-8).
На конвейерных установках короткие желоба (лотки) служат в качестве вспомогательных устройств для направления груза на погрузочных, разгрузочных и перегрузочных пунктах. Иногда, например при транспортировании горячих или пылящих грузов, их делают закрытыми в виде трубы прямоугольного, круглого или фасонного сечения. При подаче в несколько точек желоба и трубы выполняют разветвленными или поворотными. Схемы двух поворотных труб — для подачи по окружности н по кольцевой площадке показаны соответственно на рнс. 16.1, а н б. В конструкции, приведенной на рис. 16.1,6, труба сделана составной из двух половин, и груз подается по кольцевой площадке с наименьшим н наибольшим радиусами, равными соответственно разности и сумме радиусов нижней н верхней трубы. При равенстве этих радиусов кольцевая площадка превращается в круг. Иногда поворот трубы осуществляется механизмом с двигателем, управляемым дистанционно.
Если требуется при перегрузках направить поток насыпного груза не по прямой линии, а под углом, то желобу придается изогнутая форма. При этом весьма важно, чтобы форма желоба обеспечивала наименьшее сопротивление движению груза и чтобы при насыпных грузах поток не терял сплошности.
Иногда требуется два грузопотока соединить в один н направить его в нужную сторону, а иногда, наоборот, один грузопоток разделить на два. Предназначенные для этого желоба собирают из нескольких фасонных частей (рис. 16.2).
При транспортировании абразивных грузов для увеличения срока службы желоба и труб их нередко изготовляют или армируют износостойкими материалами — плитами нз хромоникелевого чугуна, марганцовистой стали, плавленого базальта и др.
Ступенчатые н спиральные снуски
Рис. 16.1. Поворотные спуски —трубыРис. 16.1. Поворотные спуски —трубыГруз перемещается в трубе вертикально вниз под действием силы тяжести в некоторых случаях свободным падением (например, спуск в шахту материалов для закладки выработанного пространства, спуск на небольшую глубину деревянных стоек и др.). В от-
Рис. 16.1. Поворотные спуски —трубы
Рис. 16.1. Поворотные спуски —трубы
Рис. 16.2. Фасонные желоба для соединения и разделения грузопотокаРис. 16.2. Фасонные желоба для соединения и разделения грузопотокадельных случаях одинаковые по размерам грузы в твердой таре (ящиках) спускаются по закрытой снизу вертикальной трубе, имеющей в сечении наружное очертание тары. При этом под грузом образуется воздушная подушка, и сжатый воздух, вытесняемый через зазоры, уменьшает скорость его падения.
Рис. 16.2. Фасонные желоба для соединения и разделения грузопотока
Рис. 16.2. Фасонные желоба для соединения и разделения грузопотока
Чтобы избежать большой скорости падения насыпных грузов, применяют ступенчатые (каскадные) или спиральные спуски. На ступенчатом спуске (рис. 16.3, а) внутри трубы прямоугольного сечения укреплены с обеих сторон в шахматном порядке полки, по которым груз, пересыпаясь, постепенно с полки иа полку, падает с замедленной скоростью. Остающийся на полках небольшой слой груза предохраняет нх от быстрого изнашивания.
Для насыпных грузов, деградирующих при крошении, а также для штучных грузов в твердой (в ящиках) и мягкой (в мешках) таре применяют спуски со спиральным желобом (рнс. 16.3,6), по которому груз скользит. Форма желоба в сечении - прямоугольная, косоугольная или, наиболее часто, скругленная. Винтовая образующая желоба имеет минимальный угол подъема на периферии и максимальный у центра. Этим определяется характерное свойство спирального спуска — саморегули
рование в известных пределах скорости движения груза. Действительно, при возрастании скорости груза по отношению к некоторому среднему значению (например, вследствие уменьшения коэффициента трения) увеличивается действующая на него центробежная сила, груз перемещается ближе к периферии и прижимается к борту желоба. При этом угол наклона винтовой линии, по которой он движется, уменьшается, а сила трення н ее путь возрастают, вследствие чего груз замедляет движение. При уменьшении скорости центробежная сила уменьшается, и груз переходит на винтовую линию меньшего радиуса, а следовательно, с большим углом подъема, вследствие чего скорость возрастает. На спусках с установившимся движением практически скорость колеблется в некоторых пределах около среднего значения.
Преимуществами спиральных спусков — являются простота конструкции, возможность достижения высокой производительности и отсутствие движущихся частей; к недостаткам относятся истирание груза и желоба и возможность. образования заторов при резко изменившихся условиях транспортирования (например, при повышении влажности груза). Для ликвидации заторов по всей длине заключенных в трубу спи-
ральных спусков устраивают смотровые люки.
При закрытом внизу выпускном отверстии спиральный спуск может служить промежуточным накопителем груза. Скорость движения груза обычно составляет 2,5 —3,0 м/с, угол подъема на периферии — порядка 45°. Как н прямые желоба, секции спирали армируют износостойкими материалами.
Рассмотрим приближенно, как определяются угол подъема и шаг винтовой линии, при которых груз движется по винтовому спуску с заданной скоростью г. При движении в плоскости винта на частицу груза массой т действуют составляющие сил тяжести н трения о дно и внешний борт желоба, к которому груз прижимается под действием центробежной силы:
my sin ot — mgfcos а = m(L'Cosot)2/7R (16-4)
где а — угол подъема винтовой линии на радиусе й0; / — коэффициент трения груза по желобу; й0— радиус винтовой линии, по которой движется частица,
Отсюда, задавшись скоростью и определив а, находят шаг винтовой линии г = 2лЯ0 tg а.
Бункера
Общее устройство н типы
Бункера представляют собой промежуточные груз охранил ища в виде сосудов большого объема, устанавливаемых в общей цепи транспортного и технологического оборудования, и предназначаются для временного накапливания в ннх некоторых количеств насыпных грузов и затем — для дальнейшей отгрузки нх на транспортное и технологическое оборудование. Бункера загружают через открытый верх или загрузочные отверстия и разгружают, как правило, через отверстия в днище или внизу боковых стеиок. Продвижение груза по бункеру и истечение через отверстия происходят под действием его силы тяжести.
Рнс. 16.3. Спуски;
а — ступенчатый; 6 — спиральный
При наличии промежуточных емкостей в виде бункеров в общей цепи транспортных и технологических машин последние работают независимо Друг от друга, что позволяет устанавливать для них наиболее целесообразные режимы. Если сопряженные транспортные и технологические машины работают в разных режимах по времени (например, одни периодически, а другие непрерывно), то применение бункеров становится необходимым. Режим времени работы сопряженных машин наряду с их производительностью определяет потребный объем бункеров. Чем больше несовпадение режимов, от которого зависит время накапливания груза, н больше производительность машин, тем больше должны быть объемы промежуточных бункеров. При этом следует различать геометрический объем бункера Уо и полезный Уп> связанные соотношением Еп/Ео = Ф, где ф — коэффициент заполнения бункера, зависящий от его формы, размера и способа заполнения.
Определять полезный объем бункера наиболее удобно построением графика его загрузки н разгрузки в течение завершенного цикла операций, например в течение смены, суток и пр. Откладывая по осн абсцисс время цикла, а по оси ординат — поступление грузов
в бункер и выход из него (в м3), по наибольшей ординате между полученными кривыми находят наибольшее объемное количество груза, которое должно скапливаться в бункере, а следовательно, и его полезный объем.,
Форма бункера, помимо строительных требований, должна удовлетворять условиям возможно полного заполнения и полной разгрузки, без образования «мертвых зон», в которых при опорожнении бункера груз задерживается и не сходит под действием силы тяжести к разгрузочным отверстиям. Последнее имеет место главным образом при недостаточном наклоне стенок, направляющих груз к разгрузочным отверстиям. Кроме того, форма бункеров должна предупреждать возможность возникновения сводообразования («зависания») груза над отверстиями, нарушающего режим истечения из бункера.
Несколько типичных геометрических форм бункеров показано на рис. 16.4. Обычно бункера состоят из двух частей: верхней — призматической или цилиндрической н нижней — суживающейся книзу (к выпускным отверстиям), в виде пирамиды, конуса или сферы. При небольшой глубине бункер может не иметь верхней призматической или цилиндрической части. Для удобства загрузки и размещения двух или нескольких выпускных отверстий бункера больших объемов делают удлиненной формы. Иногда их разделяют перего-* родками на ячейки или устанавливают параллельно в два или более рядов.
Бункера бывают металлические^ бетонные, железобетонные н деревянные. Наибольшее распространение имеют
бункера со стенками из листовой стали и каркасом из профильной стали, сварной или клепаной конструкции. Обычно их монтируют на колоннах или на перекрытиях зданий. Для облегчения движения груза стенки бункеров изнутри выполняют гладкими; для перемещения абразивных грузов их облицовывают съемными стальными плитами, специальным износостойким стеклом. При транспортировании влажных смерзающихся грузов используют утепленные н отапливаемые бункера.
Отверстия для разгрузки бункера (люки) можно располагать по центру днища и сборку по одну или по обе сто-' роны. Бункер с центральным и боковыми люками (рис. 16.5, а) имеет параболическую форму, при которой стеики испытывают главным образом напряжение растяжения, а ие изгиба, благодаря чему масса такого бункера получается меньше, чем масса бункера с плоскими стенками. Корпус бункера подвешивается сверху за края на несущей конструкции.
Рис. 16.4. Типичные формы бункеровРис. 16.4. Типичные формы бункеровДля обеспечения перегрузки из железнодорожных вагонов на конвейер без строительства тяжелых железнодорожных эстакад бункера делают заглубленными (рис. 16.5,6). Характерной их особенностью является наличие вместо отдельных отверстий двух продольных щелей, перекрытых снизу полками, препятствующими самопроизвольному ссыпанию груза. Груз подается на два ленточных конвейера с помощью специальных лопастных сгребающих или сталкивающих питателей, передвигающихся вдоль разгрузочного фронта (см. рис. 16.14). Такие бункера, называемые
Рис. 16.4. Типичные формы бункеров
Рис. 16.4. Типичные формы бункеров
Рис. 16.5. Бункера для перегрузки:Рис. 16.5. Бункера для перегрузки:а — с конвейера на средство железнодорожного транспорта; 6 — со средства железнодорожного транспорта на конвейер; ] и 2 — центральное и боковое выпускные отверстия; 3 — отапливаемое подбункерное помещение; 4 — надбункерная галерея; 5 — разгрузочная тележка ленточного конвейераа — с конвейера на средство железнодорожного транспорта; 6 — со средства железнодорожного транспорта на конвейер; ] и 2 — центральное и боковое выпускные отверстия; 3 — отапливаемое подбункерное помещение; 4 — надбункерная галерея; 5 — разгрузочная тележка ленточного конвейеращелевыми, имеют преимущества при большой длине, высокой требующейся производительности и при переработке грузов, имеющих склонность к сводообразованию.
Рис. 16.5. Бункера для перегрузки:
Рис. 16.5. Бункера для перегрузки:
а — с конвейера на средство железнодорожного транспорта; 6 — со средства железнодорожного транспорта на конвейер; ] и 2 — центральное и боковое выпускные отверстия; 3 — отапливаемое подбункерное помещение; 4 — надбункерная галерея; 5 — разгрузочная тележка ленточного конвейера
а — с конвейера на средство железнодорожного транспорта; 6 — со средства железнодорожного транспорта на конвейер; ] и 2 — центральное и боковое выпускные отверстия; 3 — отапливаемое подбункерное помещение; 4 — надбункерная галерея; 5 — разгрузочная тележка ленточного конвейера
На рис. 16.6 показан бункер, состоящий нз шести ячеек: двух (левых) — для крупнокускового груза и четырех — для мелкокускового. В надбункерном помещении установлены два грохота и дробилка. Груз подается наклонным конвейером н сгружается на первый грохот. Отделенный на грохоте мелкокусковой -груз попадает на распределительный конвейер, расположенный над четырьмя (правыми) ячейками. Крупные куски с этого грохота направляются либо на дробилку и затем, после дробления, на распределительный конвейер, либо на второй грохот. На втором грохоте груз
рассеивается на два класса по крупности: более крупный груз попадает в одну ячейку (левую), а отсеянный — в другую. В обеих ячейках подвешены винтовые спуски, служащие для уменьшения крошения груза и предохранения затворов от ударов кусками, падающими с большой высоты. Внизу при погрузке более крупных кусков груза на автотранспорт тоже производится отсев мелочи.
На рис. 16.7 показаны шахтные бункера цилиндрической формы для накопления угля для передачи его в вагонетки или на конвейеры. В первом случае спиральный спуск укреплен на стенках бункера, а во втором подвешен около оси бункера. Диаметр таких бункеров составляет 3,5—10 м, объем до 3000 м3.
Рис. 16.6. Бункер с шестью ячейкамиРис. 16.6. Бункер с шестью ячейками
Рис. 16.6. Бункер с шестью ячейками
Рис. 16.6. Бункер с шестью ячейками
Рис. 16.7. Шахтные перегрузочные и аккумулирующие бункера с винтовыми спусками
Процессы истечения и сводообразования в бункерах
Процесс истечения насыпного груза через выпускное отверстие в дне бункера происходит примерно так, как показано на рис. 16.8, а и б, при симметричном н боковом расположении отверстия. В обоих случаях в движение приходит вертикальный столб груза над отверстием, вследствие чего на поверхности груза образуется воронка, по которой по мере истечения ссыпаются частицы. При расположении выпускного отверстия вблизи вертикальной стенки бункера насыпной груз скользит вдоль последней, и образующаяся воронка имеет несимметричную форму.
Рнс. 16.8. Схемы процессов:
а, 6, в — истечения насыпного груза из бункера; г — сводообразования
По опытным данным истечение груза через симметрично расположенное отверстие бункера происходит в следующем порядке (рис. 16.8,в): сначала высыпается часть 1, имеющая в зависимости от формы отверстия форму конуса или клина, затем расположенная над нею часть 2, имеющая форму эллипсоида, затем сдвигаются части 3 и далее части 4, так что к моменту окончания процесса в нижней части бункера образуется воронка из частей 5, заполняющих «мертвое» пространство. Наименьший угол наклона стенок в нижней части бункера, при котором «мертвое» пространство не образуется и груз высыпается без остатка, зависит от коэффициента трення груза о стенку, возрастая с его увеличением. Так, для сортированного угля этот угол составляет 45 — 50°, для мелкого угля 60°, для руды не менее 65°. При высьшаиии над выпускным отверстием нередко образуется свод груза в виде купола или арки. Это характерно для грузов, содержащих крупные куски (рис. 16.8, г), однако может иметь место н при некрупнокусковых грузах, особенно влажных и слеживающихся, в связи с поперечным распором под действием силы тяжести вышележащих слоев груза, причем образующийся купол или арка опирается, как и в предыдущем случае, на наклонные стенки суживающейся
части бункера, а при небольших поперечных размерах бункера — иногда и на вертикальные стенки.
Для ликвидации сводообразования применяют различные ручные и механические средства. В простейшем случае свод разрушают вручную через специальные отверстия в стенках бункеров, устроенные с таким перекрытием, что груз через них не высыпается. Механические разрушающие устройства имеют вид груза, подвешенного на цепи сверху, или лопастного вращающегося колеса. В некоторых случаях используют укрепленные на стальных стенках бункера вибраторы, активизирующие процесс высыпания груза. Вибраторы включают только при открытом выпускном отверстии и работающем питателе, в противном случае вибрация может вызвать обратный эффект — слеживание н уплотнение груза в бункере. Применяют также толчкообразное вдувание сильной струи сжатого воздуха через фурмы, расположенные ниже мест возможного опирания свода на стенкн. При порошкообразном грузе вдувание в бункер воздуха служит для его аэрирования и повышения внутренней подвижности частиц. Средство для борьбы со сводообразованием в каждом отдельном случае выбирают главным образом в зависимости от свойств груза.
Давление на стенки бункера и затворы
Как известно, гидростатическое давление жидкости (нли «идеально сыпучего» материала) на стенки сосуда иа глубине h от уровня жидкости
Р = pgh,
где р — плотность жидкости.
Для реального сыпучего груза вследствие трения частиц между собой (внутреннего трения) и о стенки сосуда давление на стенки получается меньше:
Р = pghk.(16.5)
где к — коэффициент подвижности насыпного груза;
к = (1 — sin ф)/(1 + sin ф) < 1, (16.6) здесь ср — угол внутреннего трения, приблизительно равный углу естественного откоса груза в покое.
Формулы (16.5) и (16.6) дают приближенные значения давления груза на стенки бункеров при небольшой их глубине. К неглубоким условно относят бункера, глубина которых не превышает их поперечного размера. Для более глубоких бункеров эта закономерность нарушается главным образов вследствие возрастания сил трения груза о стенки, влияющих тем сильнее, чем больше коэффициент треиия груза о стенки и чем меньше отношение поперечного сечения бункера F к его периметру L, т. е. чем меньше гидравлический радиус поперечного сечения бункера (R = F/I).
После определенного предела глубины бункера максимальное горизонтальное давление на стенки не возрастает и практически стабилизируется. Давление прямо пропорционально плотности груза и гидравлическому радиусу R и обратно пропорционально коэффициенту трения груза о стенки бункера /:
Ртах = РдВД(16.7)
Максимальное вертикальное давление больше горизонтального:
^max = PgR/№- (16.8)
В связи с тем, что значения к и / изменяются примерно обратно пропорционально друг другу (с уменьшением угла ф величина к возрастает, а / убывает), для практических расчетов принимают
kf яь const % 0,2.
Тогда давление (Па)
9max * const « 5р^.(16.9)
Размер выпускных отверстий (люков) бункеров должен быть достаточным для обеспечения требуемой пропускной способности. Вместе с тем, во избежание опасности резкого обрушения через отверстия больших масс груза, а также утяжеления затворов и усложнения маневрирования ими, выпускные отверстия не должны быть излишне большими.
При кусковых насыпных грузах с типичной крупностью кусков а наименьший размер выпускного отверстия прямоугольной формы должен быть;
для донных отверстий b >(4,0 4-5,5) а;
для боковых отверстий с наклонным днищем
b ^ (4,5 : 6,0) а.
Кроме того, необходимо учитывать количество наибольших кусков, свойства груза и степень его сыпучести. При мелкокусковых грузах размеры выпускных отверстий принимают в зависимости от требующейся пропускной способности, но не меньше 300—400 мм.
Автоматизация обслуживания бункеров
Автоматизация обслуживания бункеров состоит в основном в контроле степени их заполнения и управления механическими устройствами, служащими
для подачи насыпного груза и его выгрузки.
Контроль заполнения бункеров осуществляется указателями (датчиками) уровня груза, основанными иа механическом воздействии на них груза и на действии фотоэлектрических и радиоактивных элементов.
К указателям уровня, основанным на механическом воздействии, относится опущенный в бункер близ его стенки маятник (поплавок), представляющий собой шарнирный стержень с укрепленным на его конце полым шаром (рис. 16.9, д). Указатель этого типа применяют преимущественно для контроля уровня в бункере при его заполнении до наивысшего допустимого уровня. При этом груз нажимает на шар и отводит его в сторону к стенке, вследствие чего происходит замыкание ртутного контакта в защитном колпаке над точкой подвеса маятника, вызывающее замыкание или размыкание электрической сигнальной цепи и подачу сигнала. При полной автоматизации импульс передается иа подающее груз транспортное устройство, и последнее либо прекращает подачу груза, либо переключается иа другую ячейку бункера.
Указатель уровня второго типа, основанный тоже на механическом воздействии груза, — мембранный или лопаточный прибор, укрепляемый на разных уровнях изнутри на стенках бункера (рис. 16.9,6). Когда груз достигает в бункере того уровня, на котором расположен указатель, под его давлением деформируется мембрана или отклоняется лопатка, и, как и в предыдущем случае, замыканием контакта передается сигнал или команда.
Механическое сигнальное устройство третьего типа (рис. 16.9, в) представляет собой крыльчатку, опущенную в бункер на вертикальном валу или пропущенную через боковую стенку бункера и вращаемую электродвигателем небольшой мощности (~ 5 Вт). Статор двигателя удерживается от вращения пружиной. Когда уровень насыпного груза доходит до крыльчатки, ее враще
ние затормаживается. При этом возрастает электромагнитное взаимодействие между ротором и статором двигателя, и статор, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается на некоторый угол, включая сигнальное устройство или систему автоматического управления конвейерами, подающими груз к бункеру.
Более надежными следует считать указатели уровня, не требующие непосредственного механического воздействия иа иих груза, — ультразвуковые и радиоактивные (последние — в виде гамма-излучателей и гамма-индикаторов). Схема их установки для фиксирования верхнего, нижнего и среднего уровней в бункере показана на рис. 16.9, г.
С помощью указателей уровня можно достичь полной автоматизации работы бункерных установок и связанных с ними транспортных средств. Так, при заполнении ячейки бункера загружающему транспортному устройству (конвейеру) может передаваться импульс на переключение подачи груза в другую ячейку, а при полной разгрузке ячейки может автоматически выключаться расположенный под ней питатель и включаться питатель другой (заполненной) ячейки.
Бункерные затворы
Бункерные затворы служат для закрывания и открывания выпускных отверстий бункеров, а в некоторых случаях также для регулирования выходящего через них потока насыпного груза. Точность регулирования потока открыванием выпускного отверстия достигается только при хорошо сыпучих материалах.
Бункерные затворы должны удовлетворять следующим требованиям: удобство маневрирования и быстрота действия, плотность закрывания, возможность регулирования потока груза. Кроме того, они должны иметь минимальные возможные габаритные размеры, простую и прочную конструкцию,
Рис. 16.9. Указатели уровня груза в бункере:Рис. 16.9. Указатели уровня груза в бункере:а — маятниковый; б — лопаточный; в — крыльчатой; г — основанный на действии гамма-лучей; / — ртутный контакт; 2 — гамма-излучатель; 3 — гамма-индикатора — маятниковый; б — лопаточный; в — крыльчатой; г — основанный на действии гамма-лучей; / — ртутный контакт; 2 — гамма-излучатель; 3 — гамма-индикатора в некоторых случаях должны быть приспособлены к применению дистанционного и автоматического управления.
Рис. 16.9. Указатели уровня груза в бункере:
Рис. 16.9. Указатели уровня груза в бункере:
а — маятниковый; б — лопаточный; в — крыльчатой; г — основанный на действии гамма-лучей; / — ртутный контакт; 2 — гамма-излучатель; 3 — гамма-индикатор
а — маятниковый; б — лопаточный; в — крыльчатой; г — основанный на действии гамма-лучей; / — ртутный контакт; 2 — гамма-излучатель; 3 — гамма-индикатор
По роду привода затворы разделяют на ручные и механические. Последние
бывают электрическими, пневматическими и гидравлическими. Все виды затворов с механическим приводом могут быть с дистанционным управлением.
Электрические приводы состоят из электродвигателя и редуктора, присое-
Рис. 16.10. Схемы бункерных затворов:а, б —задвижки; в — ленточный гусеничный затвор; г — лотковый затвор; б — односекторный затвор; е — двухсекторный (челюстной) затвор; ж, з — наклонный секторный затвор с открыванием вверх и вниз; и — сдвоенный секторный затвор; к — пальцевый затворРис. 16.10. Схемы бункерных затворов:а, б —задвижки; в — ленточный гусеничный затвор; г — лотковый затвор; б — односекторный затвор; е — двухсекторный (челюстной) затвор; ж, з — наклонный секторный затвор с открыванием вверх и вниз; и — сдвоенный секторный затвор; к — пальцевый затвординяемого с помощью муфты предельного момента, необходимой для предупреждения поломок.
Рис. 16.10. Схемы бункерных затворов:
а, б —задвижки; в — ленточный гусеничный затвор; г — лотковый затвор; б — односекторный затвор; е — двухсекторный (челюстной) затвор; ж, з — наклонный секторный затвор с открыванием вверх и вниз; и — сдвоенный секторный затвор; к — пальцевый затвор
Рис. 16.10. Схемы бункерных затворов:
а, б —задвижки; в — ленточный гусеничный затвор; г — лотковый затвор; б — односекторный затвор; е — двухсекторный (челюстной) затвор; ж, з — наклонный секторный затвор с открыванием вверх и вниз; и — сдвоенный секторный затвор; к — пальцевый затвор
По характеру рабочего движения затвора (кратковременное включение, короткий быстрый ход, возможность возникновения внезапных сопротивлений при застревании крупных кусков) наибольшие преимущества имеют приводы прямого действия — пневматические и гидравлические. Рабочим органом в иих служит пневмо- или гидроцилиндр с поршнем. Особенно целесообразны пневматические приводы при наличии сети трубопроводов со сжатым воздухом. К недостатку их при работе в зимнее время под открытым небом нли в неотапливаемом помещении относится замерзание на выходе содержащейся в сжатом воздухе воды. В указанных условиях гидравлический привод с маслом в качестве рабочей жидкости характеризуется большей надежностью.
По способу действия затворы разделяют на две группы: отсекающие поток груза и создающие подпор. К первой,
более многочисленной группе относятся затворы в виде плоской задвижки и секторные, ко второй группе — лотковые.
Затворы в виде плоской задвижки (рис. 16.10, а и 6), устанавливаемые в днище или боковой стенке бункера, характеризуются наибольшей компактностью, но имеют недостаток — значительное сопротивление в пазах при открывании и закрывании; поэтому их применяют только при небольшом отверстии и незначительном давлении на затвор.
Разновидностью плоского затвора является ленточный гусеничный затвор (рис. 16,10, в), состоящий из бесконечной конвейерной ленты, неподвижно укрепленной с одной стороны у кромки выпускного отверстия (точка Л), и подвижной рамы с двумя барабанами малого диаметра и опорными роликами. При передвижении рамы в ту или другую сторону отверстие закрывается илн открывается, причем лента перекатывается по роликам, но скольжение ее по грузу отсутствует.
Секторные затворы (рис. 16.10, д —и) имеют цилиндрическую поверхность и при закрывании или открывании по- ворачивакугся вокруг горизонтальной оси, так что трение их по пазам отсутствует, а следовательно, сопротивление маневрированию значительно меньше, чем сопротивление плоской задвижки. На вертикальном выпускном патрубке главным образом в зависимости от его длины устанавливают одно- или двухсекторные (челюстные) затворы с движением сектора вверх или вниз (рис. 16.10, ж и з).
Затвор с движением при открывании вверх над наклонной плоскостью, по которой скользит груз, дает возможность при неполном открытии регулировать поток груза, но имеет тот недостаток, что при его закрывании возможно защемление кусков груз>а между кромкой сектора и плоскостью скольжения. Затвор с движением вниз этого недостатка не имеет, но из-за наличия порога при неполном открытии значительно хуже регулирует поток груза.
Для крупнокусковых грузов применяют сдвоенный секторный затвор (рис. 16.10, и), имеющий преимущества затворов указанных двух типов. При его открывании опускается полностью меньший, нижний сектор, и поток груза регулируется положением верхнего большего сектора; при закрывании сначала опускается (но не доводится до плоскости скольжения) верхний сектор, а затем поднимается иижний, препятствующий дальнейшему истечению груза.
Разновидностью секторного затвора является пальцевый затвор (рис. 16.10, к), состоящий из отдельных тяжелых, подвешенных каждый на своей цепи, изогнутых и заостренных на конце рычагов (пальцев). Пальцы при опускании легко проникают в толщу груза, а попав на крупный кусок, зажимают его на плоскости лотка, закрывая выпускное отверстие. При открывании затвора пальцы поднимаются цепями от одного привода: сначала те, которые опустились ниже, а затем все вместе.
Схема затвора второй группы, образующего подпор поворотом шарнирного лотка, показана на рис, 16.10, г. Затворы этого типа при закрывании не защемляют кусков груза и допускают регулирование потока груза изменением угла наклона лотка. Однако они характеризуются большими габаритными размерами.
Установка затворов в виде плоской задвижки, односекторного и двухсекторного (челюстного) с пневматическим приводом показана на рис. 16.11.
Давление насыпного груза на затворы может определяться подобно давлению на стенки бункера. Если F — площадь поперечного сечения выпускного люка, то сила давления на затвор Р = Ер, где р — давление насыпного груза.
Выпуск насыпного груза через затвор равен произведению площади выпускного люка иа скорость истечения. Скорость истечения насыпного груза по сравнению со скоростью истечения жидкости уменьшается тем больше, чем больше коэффициент внутреннего трения груза. Это учитывается введением в формулу скорости истечения жидкости (см. курс «Гидравлика») коэффициента
^„j/i^/p. (16.10)
По некоторым данным Хи равен для сухого песка 0,65; для зерна 0,55; для угля (с мелочью) 0,4; для рядовой руды 0,3; для влажного песка и опилок 0,2.
Питатели и дозаторы
Питатели представляют собой механические, снабженные двигателями, устройства, монтируемые у выпускных отверстий бункеров или воронок и служащие для обеспечения равномерного и регулируемого потока груза при истечении его из бункера или воронки. В некоторых случаях, например при погрузке на конвейер, питатели служат для сообщения потоку груза направленной скорости требуемого значения. Про-
Рис. 16.11. Установка бункерных затворов с пневматическим приводом:а — с плоской задвижкой; 6 — односекторного; в — двухсекторного (челюстного)Рис. 16.11. Установка бункерных затворов с пневматическим приводом:а — с плоской задвижкой; 6 — односекторного; в — двухсекторного (челюстного)изводительность питателя регулируется изменением величины выпускного отверстия бункера или рабочих параметров питателя.
Рис. 16.11. Установка бункерных затворов с пневматическим приводом:
а — с плоской задвижкой; 6 — односекторного; в — двухсекторного (челюстного)
Рис. 16.11. Установка бункерных затворов с пневматическим приводом:
а — с плоской задвижкой; 6 — односекторного; в — двухсекторного (челюстного)
Большинство типов питателей не требует отдельно бункерных затворов, так как при остановке питателя он подпором удерживает груз от самопроизвольного высыпаний через отверстие. Вместе с тем выгрузка насыпного груза из бункера с помощью питателей характеризуется активным воздействием их рабочих элементов на груз, что особенно важно в случае плохосыпучих грузов, истечение которых через отверстие только под действием силы тяжести бывает затруднено.
Питатели характеризуются большим разнообразием типов, выбираемых в каждом отдельном случае в зависимости от рода и свойств груза, требующейся производительности и местных условий.
Большая группа питателей представляет собой разновидности конвейеров — ленточных, пластинчатых, скребковых, винтовых, качающихся, вибрационных (рис. 16.12, а — е). Питатели отличаются от одноименных конвейеров меньшей длиной, относительно по
вышенной мощностью двигателя и прочностью, так как они могут испытывать давление груза под отверстием бункера или воронки, перемещают груз более толстым слоем и преодолевают большие сопротивления при рабочем движении. Питатели этой группы иногда служат одновременно и конвейерами, перемещая груз на некоторое расстояние от отверстия бункера.
Другая группа питателей — барабанные, дисковые, цепные и лопастные (рис. 16.12, ж — и) не имеют прототипов среди конвейеров и могут служить только для выдачи груза непосредственно у отверстия бункера.
Ленточные питатели (рис. 16.12,а) могут быть горизонтальными или наклонными с движением вверх или вниз. От ленточных конвейеров они отличаются расположенными на близком расстоянии друг от друга роликоопора- ми, при небольшой длине отсутствием роликоопор на обратной ветви, наличием, как правило, неподвижных бортов и, за исключением ускорительных питателей, малой скоростью ленты (0,1 — 1 м/с). Ленточные питатели применяют главным образом при перемеще-
Рнс. 16.12. Схемы питателей;
а — ленточного; б — винтового; в — пластинчатого; г — скребкового; д — качающегося; е — вибрационного; ж — барабанного; з — дискового; « — ценного
нии зернистых, мелко- и среднекусковых грузов. Регулирование производительности достигается с помощью переставной задвижки или изменением скорости ленты. Иногда питатель снабжают весовым устройством, по показателю которого автоматически регулируется скорость леиты, обеспечивающая заданный расход. К преимуществам ленточных питателей относятся надежность, небольшая масса и широкий диапазон производительн ости.
Пластинчатые питатели (рис. 16.12, в), как и ленточные, могут быть горизонтальными и наклонными, с углом наклона большим, чем угол наклона ленточных питателей. Они бывают на ходовых или стационарных ро- ликоопорах, с подвижными и неподвижными бортами. Скорость движения рабочего полотна пластинчатого питателя обычно составляет 0,05 — 0,25 м/с.
Пластинчатые питатели характеризуются высокой прочностью и могут применяться при перемещении тяжелых, крупнокусковых и абразивных грузов, например рядовой и крупнокусковой руды, камня и пр. При плохосыпучих грузах они могут служить дном бункера (как показано на рис. 16.12, в), воспринимая удары при погрузке в бункер и давление столба груза. Недостаток пластинчатых питателей — большая масса и высокая стоимость.
На рис. 16,13 показан отдельно пластинчатый питатель тяжелого типа.
Пластинчатое полотно движется на рабочей ветви по батарее стационарных роликов, смонтированных на установленных на раме поперечных балках.
Скребковые питатели (рий. 16,12, г) в зависимости от ширины рабочего полотна выполняют с тремя-шестью тяговыми кольцевыми цепями и с расположенными в шахматном порядке двумя-пятью рядами скребков. Подобно пластинчатым, скребковые питатели могут применяться для наиболее тяжелых условий работы, но по сравнению с ними они имеют более простую конструкцию, а также меньшую высоту. К их недостаткам относятся некоторое изнашивание опорных плит и возможность затягивания кусков груза под цепи на звездочки. Производительность и потребную мощность двигателя ленточных, пластинчатых и скребковых питателей определяют как для однотипных конвейеров, но с учетом специфических условий их работы.
Винтовые питатели (рис. 16.12,6) имеют полностенный винт, смонтированный на двух подшипниках и вращающийся в закрытом желобе или трубе. Для облегчения движения груза винт выполняют с малым шагом, а иногда — двухзаходным. Коэффициент заполнения желоба (трубы) принимают высоким — ф = 0,8 -г 0,9. Винтовые питатели используют для транспортирования пылевидных, зернистых, а также мелкокусковых насыпных грузов.
Качаюгциеся питатели (рис. 16.12, д) представляют собой горизонтальный или наклонный (с наклоном вниз) лоток с подвижными или неподвижными бортами, опирающийся на стационарные роликовые или катковые опоры, либо подвешенный на тягах и совершающий от кривошипно-шатунного механизма возвратно-поступательное движение. При прямом ходе лотка лежащий на нем слой груза увлекается в сторону движения трением. При этом из бункера в образовавшееся под отверстием свободное пространство поступает некоторое количество груза, заполняя его. При обратном ходе, вследствие подпора, образуемого задней неподвижной стенкой отверстия бункера, груз не движется назад и поэтому частично ссыпается через переднюю грань лотка. Если V' (м3) —- объем ссыпающегося при каждом ходе груза, пропорциональный высоте слоя, ширине лотка и ходу, и п — число ходов в минуту (обычно и = 20 -Г 60 ход/мии), то производительность (м3/ч) питателя
Г=60Ги.(16’11)
Производительность качающихся питателей регулируется перестановкой задвижки и изменением хода лотка. Качающиеся питатели применяют для транспортирования рядовых и сортированных грузов с кусками малых, средних и больших размеров и при широком диапазоне производительности, однако их нельзя использовать для налипающих грузов. К преимуществам питателей относится простота и прочность конструкции.
Вибрационные питатели (рис. 16.12, е) работают по принципу вибрационных конвейеров и оснащаются такими же, как у вибрационных конвейеров, центробежными (дебалансными) и электромагнитными вибраторами, опорами и упругими элементами. Производительность вибрационных питателей обычно несколько десятков тонн в час, а наиболее мощных—до 2000 т/ч. Вибрационные пи
татели могут одновременно служить грохотами, что используется, например, при подаче груза на ленточные конвейеры для отсева мелких фракций. Одним из преимуществ вибрационных питателей, как и качающихся, является возможность при подаче груза на ленту расположить переднюю грань лотка на незначительной высоте над поверхностью ленты, при этом последняя предохраняется от повреждений падающими на нее кусками груза.
Производительность вибрационных питателей регулируется автоматически изменением амплитуды и частоты колебаний лотка.
Барабанные питатели (рис. 16.12,;ж?) имеют наиболее простую конструкцию. Их применяют с гладкой поверхностью барабана для хорошо сыпучих зернистых и мелкокусковых грузов и с ребристой поверхностью барабана — для крупнокусковых грузов. Производительность питателей пропорциональна сечению слоя груза и скорости на окружности барабана.
Дисковые или тарельчатые питатели (рис. 16.12) состоят нз вращающегося вокруг вертикальной оси круглого стола-диска, над которым укреплен не доходящий до его поверхности телескопический цилиндрический патрубок, расположенный под круглым выпускным отверстием бункера, и неподвижного косого скребка, сбрасывающего часть лежащего на диске груза. Производительность питателя регулируют перестановкой патрубка и скребка. Питатели этого типа применяют при перемещении пылевидных, зернистых и мелкокусковых хорошосыпучих грузов.
Частоту вращения стола выбирают такой, при которой частицы не сбрасываются по окружности под действием центробежной силы, т. е. при массе частицы груза т, радиусе стола г, частоте вращения стола и и коэффициенте трения частицы по столу / должно соблюдаться условие
mgf > шг(2лн)2,
Рис. 16.14. Дисковый штате ль-выгружатель из щелевых бункеровРис. 16.14. Дисковый штате ль-выгружатель из щелевых бункеровоткуда
Рис. 16.14. Дисковый штате ль-выгружатель из щелевых бункеров
Рис. 16.14. Дисковый штате ль-выгружатель из щелевых бункеров
(16.12)(16.12)Цепные питатели (рис. 16.12,«) состоят из ряда подвешенных на приводном барабане тяжелых-кольцевых цепей, соединенных между собой поперечными кольцевыми звеньями. Образующийся «цепной занавес» перекрывает выпускное отверстие бункера и лежит в иижней части иа слое груза, расположенном на спускном лотке, удерживая груз от самопроизвольного ссыпания. При вращении барабана цепи прижимают слои груза к лотку н регулируют скорость его скольжения. Массу и длину свисающих цепей выбирают в зависимости от крупности и массы кусков груза.
(16.12)
(16.12)
Цепные питатели предназначаются для крупнокусковых более или менее однородных по размерам грузов. При наличии в грузе мелких частиц, последние могут проходить сквозь «заиавес», а отдельные очень крупные куски могут приподнимать заиавес и двигаться с повышенной скоростью. Производительность питателя при определенной массе цепей зависит от скорости иа окружности барабана.
Особую группу питателей представляют питатели-выгружатели для щелевых бункеров (см. рис. 16.5,6). Перемещаясь по фронту вдоль края полки бункера, они захватывают и сгружают груз с полки лопастями или сталкивают
его с полки, двигаясь с противополож ной стороны полки. Выгружатель другого типа показан на рис. 16.14. На моторной тележке установлены на наклонных осях два диска, входящих с задней стороны в щель бункера. При движении тележки диски перекатываются по слою груза, сбрасывая его с полки на продольно установленный конвейер. Выгру- жатели такого типа могут работать с плохосыпучими и крупнокусковыми грузами.
Во многих случаях требуются питатели, которые могут автоматически поддерживать заданный грузопоток. По способу действия их разделяют на два типа: 1) прямого действия с весовым элементом, воздействующим с помощью механической (кинематической) связи на орган, регулирующий грузопоток (рис. 16.15, а); 2) непрямого действия, тоже снабженные весовым элементом, но в которых воздействие на орган, регулирующий грузопоток, производится посторонним источником энергии (рис. 16.15,6).
Питатель первого типа смонтирован на одном плече укрепленной рамы (коромысла), на другом плече которой помещен передвигаемый противовес. С рамой соединен рычажный механизм заслонки, открывающей отверстие тем больше, чем на большем плече установлен противовес. При этом увеличивается толщина слоя, а следовательно, и масса лежащего на ленте груза, урав-
Рис. 16.15. Схемы питателей с автоматическим регулированием грузопотока:а — питатель прямого действия; б — питатель непрямого действия; 1 — противовес; 2 — бункер; 3 — заслонка; 4 — лента; 5 — шарнирная опора; 6 — рама; 7 — вибрационный питатель; 8 — вибрационный электромагнитный элемент; 9 — ленточный весовой конвейер; /0 — регулирующее устройство; II — упругомагнитный датчикРис. 16.15. Схемы питателей с автоматическим регулированием грузопотока:а — питатель прямого действия; б — питатель непрямого действия; 1 — противовес; 2 — бункер; 3 — заслонка; 4 — лента; 5 — шарнирная опора; 6 — рама; 7 — вибрационный питатель; 8 — вибрационный электромагнитный элемент; 9 — ленточный весовой конвейер; /0 — регулирующее устройство; II — упругомагнитный датчикРис. 16.16. Дозатор.с дозированием по объему:а - общий вид; 6 — положения опрокидного сосуда при загрузке (У), повороте (УУ) и выгрузке (УУУ)Рис. 16.16. Дозатор.с дозированием по объему:а - общий вид; 6 — положения опрокидного сосуда при загрузке (У), повороте (УУ) и выгрузке (УУУ)новешивающего систему, благодаря чему соответственно возрастает производительность питателя.
Рис. 16.15. Схемы питателей с автоматическим регулированием грузопотока:
а — питатель прямого действия; б — питатель непрямого действия; 1 — противовес; 2 — бункер; 3 — заслонка; 4 — лента; 5 — шарнирная опора; 6 — рама; 7 — вибрационный питатель; 8 — вибрационный электромагнитный элемент; 9 — ленточный весовой конвейер; /0 — регулирующее устройство; II — упругомагнитный датчик
Рис. 16.15. Схемы питателей с автоматическим регулированием грузопотока:
а — питатель прямого действия; б — питатель непрямого действия; 1 — противовес; 2 — бункер; 3 — заслонка; 4 — лента; 5 — шарнирная опора; 6 — рама; 7 — вибрационный питатель; 8 — вибрационный электромагнитный элемент; 9 — ленточный весовой конвейер; /0 — регулирующее устройство; II — упругомагнитный датчик
Рис. 16.16. Дозатор.с дозированием по объему:
а - общий вид; 6 — положения опрокидного сосуда при загрузке (У), повороте (УУ) и выгрузке (УУУ)
Рис. 16.16. Дозатор.с дозированием по объему:
а - общий вид; 6 — положения опрокидного сосуда при загрузке (У), повороте (УУ) и выгрузке (УУУ)
В питателе второго типа (рис. 16.15,6) рама короткого ленточного весового конвейера с одной стороны укреплена шарнирно, а с другой опирается на весовой упругомагнитный датчик. Груз на
весовой конвейер подается регулируемым электромагнитным вибрационным питателем. Сигнал от датчика передается на устройство, регулирующее силу тока, который питает электромагнит вибрационного питателя, вследствие чего соответственно изменяется его производительность.
Рис. 16.17. Схемы метательных машин:а — ленточной с прямой лентой; 6, в — ленточно-барабанных; г, д - лопастных (роторных); е - дисковойРис. 16.17. Схемы метательных машин:а — ленточной с прямой лентой; 6, в — ленточно-барабанных; г, д - лопастных (роторных); е - дисковойДозаторами называются устройства цикличного действия, производящие при каждом цикле выдачу из бункера определенного количества (дозы) насыпного груза. Дозирование может производиться по объему или по массе. Дозирование по объему осуществляется с помощью мерного сосуда (рис. 16.16), плунжера или ячеечного барабана. Мерный сосуд поворачивается пневмоцилиндром, при этом его цилиндрическая спинка закрывает отверстие бункера.
Рис. 16.17. Схемы метательных машин:
а — ленточной с прямой лентой; 6, в — ленточно-барабанных; г, д - лопастных (роторных); е - дисковой
Рис. 16.17. Схемы метательных машин:
а — ленточной с прямой лентой; 6, в — ленточно-барабанных; г, д - лопастных (роторных); е - дисковой
Автоматическое дозирование по массе производится с помощью сосуда, установленного на весах, которые обусловливают автоматическое воздействие на бункерный затвор или питатель в момент, когда масса насыпного груза в сосуде достигает заданного значения. Автоматически производится также открывание и закрывание выпускного отвер-, стия сосуда, а затем следующее открывание затвора бункера или включение питателя.
Применяются также способы автоматического отмеривания определенной массы груза с помощью конвейерных весов, по показанию которых производится выключение конвейера или питателя после пропуска ими этой массы груза.
Метательные машины
Метательными называются машины, с помощью которых насыпному грузу
сообщается кинетическая энергия, необходимая для направленного его полета на некоторое заданное расстояние (обычно в пределах 20—30 м). Метательные машины применяют в различных областях народного хозяйства, причем использование их особенно эффективно при подаче груза в труднодоступные места. В горном деле метательные машины применяют в шахтах для закладки породой выработанных пространств (закладочные машины) н на открытых работах для отсыпки отвалов; в металлургии — для загрузки шихты в печн; на дорожно-строительных н земляных работах — при сооружении земляного полотна дороги, насыпке дамб и пр. (грун- тометатели); на железнодорожном и водном транспорте для заполнения трюмов судов (штивующие машины); на складах угля и некоторых других грузов — для укладки нх в штабеля; на погрузочно-разгрузочных и сортировочных работах складов для зерна амбарного типа (зернометатели) н пр.
По принципу действия различают машины, сообщающие струе груза скорость вылета трением о рабочий орган, захватом-толканием и двумя" этими способами, т. е. частично тем и другим. По роду рабочего элемента машины непрерывного действия разделяют на три типа: ленточные, допастные и дисковые.
Ленточные метательные машины могут быть с прямой и с изогнутой лентой. Машина с прямой лентой (рис. 16.17, я) представляет собой на-
450 Вспомогательные устройства клонный конвейер с лентой, движущейся с высокой скоростью, обычно 15 — 20 м/с. Однако, чтобы груз двигался с такой скоростью, длина машины должна быть большой, при этом уменьшается мобильность машины. Для уменьшения длины машины на ленте иногда устанавливаются ребра, но от этого ухудшается кучность выходящей струи груза.
Более компактны машины с изогнутой лентой — ленточно-барабанные (рис. 16.17,6 и в), в которых сила трения груза о ленту значительно возрастает вследствие действия центробежной силы. Лента огибает барабан, состоящий из двух дисков, в просвет между которыми ссыпается на ленту груз. В зависимости от места вылета груза различают машины с нижним (рис. 16.17,6) и верхним (рис. 16.17, в) вылетом. Преимуществом последних является возможность достижения большего угла обхвата барабана, а недостатком — усложненность подвода к ленте груза, который производится с той же стороны, что и вылет. В машинах с нижним вылетом подаваемая с некоторой высоты струя груза, скользя по стенке приемной воронки, приобретает при входе на криволинейную часть ленты значительную направленную скорость. На криволинейной части ленты эта скорость возрастает, струя груза проходит по дуге н получает нужное направление.
Две схемы лопастных (роторных) машин показаны на рис. 16.17,г и д, В пер-' вой конструкции машины с расположением лопастного барабана на горизонтальном валу струя груза подводится по периферии барабана и может иметь значительную начальную скорость. Недостатком машин этого типа при транспортировании кусковых грузов является возможность защемления кусков между кромкой лопасти и стенкой кожуха. Во второй конструкции машины, в которой барабан может быть расположен на горизонтальной нли вертикальной оси, груз подводится через центральное отверстие в кожухе с незначительной ско
ростью; последняя увеличивается при движении груза по лопастям от центра к периферии. Лопастные машины, как и ленточные, допускают изменение направления выходящей струи; в первом случае выдвижением на кожухе щитка, во втором — поворотом всего корпуса кожуха.
Третий тип метательной машины непрерывного действия — дисковая машина (рис. 16.17, е) — отличается от горизонтальной лопастной тем, что вместо неподвижного круглого днища кожуха она имеет плоский или конусный вращающийся диск с гладкой поверхностью или с радиальными лопастями, захватывающими груз и выбрасывающими его, как и в лопастной машине, через патрубок в цилиндрической части кожуха или, при отсутствии кожуха, разбрасывающей груз радиально во все стороны (например, при заполнении бункера или трюма судна из центрально расположенной точки).
На рис. 16.18 показаны четыре конструктивных типа метательных машин. Ленточно-барабанная метательная закладочная машина (рис. 16.18, а) по мере выполнения закладочных работ передвигается по почве выработки на опорной плите. Два огибаемых лентой, насаженных на одн ом валу с барабаном диска 3 приводятся во вращение отдельными электродвигателями через встроенную внутри их зубчатую передачу. Насыпной груз поступает через воронку 1 и подхватывается лентой 4. Угол вылета регулируется поворотом головного барабана 2 с помощью рычагов 6. Барабан 5 является натяжным. При ширине ленты между дисками 325 мм и ее скорости 15 м/с производительность машины 80 м3/ч. Мощность двигателей — по 5,5 кВт. Размер наибольших кусков закладочного материала 100 мм.
На рис. 16.18, б показана ленточно-барабанная машина с дополнительным лопастным валом. Лента 7 приводится в движение электробарабаном 8. Ширина ленты 500 мм, скорость 17 м/с, мощ-
Рис. 16.18. Конструктивные типы метательных машин:а, б — ленточно-барабанные закладочные; в — лопастная трюмная; г — лопастная для заправки мартеновских печейРис. 16.18. Конструктивные типы метательных машин:а, б — ленточно-барабанные закладочные; в — лопастная трюмная; г — лопастная для заправки мартеновских печей
Рис. 16.18. Конструктивные типы метательных машин:
а, б — ленточно-барабанные закладочные; в — лопастная трюмная; г — лопастная для заправки мартеновских печей
Рис. 16.18. Конструктивные типы метательных машин:
а, б — ленточно-барабанные закладочные; в — лопастная трюмная; г — лопастная для заправки мартеновских печей
ность электробарабана 8 кВт. Масса машины 95 кг. Размер наибольшего куска груза 100 мм.
Высокопроизводительная лопастная метательная машина, служащая для заполнения трюмов судов (рис. 16.18,в), вместе с приемной воронкой 9 устанавливается на вертикальном валу и может вокруг него поворачиваться. Лопастный барабан 10 снабжен сменными лопастями с резиновыми накладками. Для регулирования угла выброса путем перестановки щитка служит отдельный электродвигатель 11. Производительность машины по тяжелому зерну 200 т/ч. Управление ею осуществляется дистанционно.
Еще одна лопастная машина, в отличие от предыдущих имеющая подачу груза через центральное отверстие, показана на рис. 16.18,г. Она предназначена для заправки мартеновских печей. Характерной особенностью машины является расположение лопастей с наклоном к радиусам 12—15°. На рисунке виден путь движения частицы от внутренней к внешней грани лопастей. Скорость выброса груза 13,5 м/с, производительность 36 — 42 т/ч.
Независимо от типа метательных машин общий недостаток их состоит в быстром изнашивании соприкасающихся с грузом частей, особенно при работе с кусковым и абразивным грузом. Для продления срока службы лент, изнашивающихся не только от соприкосновения с грузом, но и вследствие большого количества перегибов по барабанам малых диаметров, число прокладок в ленте не должно превышать двух-трех, но с рабочей стороны лента должна иметь утолщенную обкладку. В лопастных машинах для облицовки лопастей и кожухов с внутренней стороны необходимо применять износостойкие материалы. Во многих случаях приходится также считаться с разрушением грузов вследствие ударов и нстнрания. В этом отношении ленточные машины следует предпочесть лопастным.
Рис. 16.19. Весовое устройство прерывного действия (в виде вращающегося барабана)
Автоматические весы
Автоматическое взвешивание транспортируемого насыпного груза производится непосредственно на конвейере или на отдельно установленных весовых агрегатах.
По режиму взвешивания автоматические весы разделяют на устройства прерывного и непрерывного действия, по способу взвешивания и типу устройства — на механические и электронные (электрические). Кроме того, начинают находить применение снабженные радиоактивными и ультразвуковыми элементами устройства, контролирующие количество перемещаемого на конвейере насыпного груза по объему.
Механические весы прерывного действия в виде вращающегося барабана с двумя отделениями, предназначающиеся для взвешивания сухих легкосыпучих грузов, показаны на рис. 16.19. Груз в данном случае подается скребковым конвейером с погруженными скребками и сгружается . в промежуточный сосуд с секторным затвором. При вращении барабана по часовой стрелке выступом на его окружности
Рнс, 16.20. Конвейерные весы непрерывного действияРнс, 16.20. Конвейерные весы непрерывного действияотводится затвор, и содержимое сосуда ссыпается в верхнее (в данный момент) отделение барабана. При дальнейшем вращении барабана затвор промежуточного сосуда освобождается и закрывается, а из ннжйего, ранее загруженного отделения барабана груз высыпается. В этот момент весы, на которых висит барабан, производят взвешивание находящегося в верхнем отделении количества груза, и показания весов автоматически суммируются стоящим рядом счетным механизмом — сумматором.
Рнс, 16.20. Конвейерные весы непрерывного действия
Рнс, 16.20. Конвейерные весы непрерывного действия
Для взвешивания насыпного груза непосредственно на ленточном конвейере служат конвейерные весы (рис. 16.20), устанавливаемые на горизонтальном или наклонном участке конвейера. Они состоят из трех основных узлов: 1) платформы 1 с двумя роликоопорами, опирающейся с одной стороны на призмы, а с другой подвешенной на тягах весового устройства; 2) весового и регистрирующего устройства 3, заключенного в закрытую коробку и установленного на стойке; 3) приводного устройства 2, состоящего из барабана, вращаемого огибающей его нижней ветвью ленты. Весовое устройство фиксирует массу лежащего на ленте груза каждый раз, ког
да лента перемещается на расстояние, соответствующее двум расположенным на весовой платформе опорам, а счетчик, кинематически связанный с вращаемым лентой барабаном, регистрирует и суммирует произведение распределенной нагрузки от массы ленты на скорость ее движения, т. е. массовую производительность.
Точность показания весов при работе конвейера с нагрузкой в пределах от полной до половинной составляет ± 1 %, однако они характеризуются конструктивной сложностью, большой длиной и высотой.
В последнее время широкое распространение находят более простые и компактные электронные весы, производящие операции по мгновенному взвешиванию груза на ленте и интегрированию показаний массы по времени. При измерении распределенной нагрузки на ленте весовая роликоопора воспринимает давление на нее груза и передает опорным элементам, напряжение и упругая деформация которых фиксируется датчиком, производящим соответственные изменения в электрической системе. По их величине устанавливается масса груза на длине 1 м в момент измерения.
Рнс. 16.21. Схема электронного взвешивающего устройства:
/ — весовая роликоопора; 2 — плоские пружины; 3 — стальной сердечник; 4 — катушки; 5 — измерительный прибор
Одновременно с помощью прижатого к ленте н вращаемого ею без проскальзывания барабана или ролика определяется скорость ленты и массовая производительность конвейера.
Наибольшее применение имеют датчики трех типов: индукционные, магнитоупорные и тензометрические.
В индукционном датчике под действием силы тяжести груза при деформировании опорного элемента перемещается соединенный с последним стальной сердечник относительно двух входящих в электрическую систему катушек (рис. 16.21). Вследствие этого меняются индуктивное сопротивление катушек и сила тока в системе, регистрируемая измерительным прибором.
Действие магнитоупругих датчиков ИЗ1 ферромагнитных материалов основано, на том, что напряжение при их сжатии или растяжении влечет изменение в них магнитной проницаемости, что вызывает изменение электрического сопротивления системы.
Наиболее распространенные тензометрические датчики представляют собой элементы из весьма тонкой проволоки, уложенной в виде петель. Такие датчики наклеивают на воспринимающие силу тяжести груза детали таким образом, что при их деформации сжимаются или растягиваются прямолинейные участки петель датчика, вследствие чего изменяется общее электрическое сопротивле
ние системы. Для увеличения изменений параметров системы обычно включают в электрическую цепь усилитель.
. Для определения количества перемещаемого на ленте нерудного насыпного груза по объему может служить гамма- электронное устройство. От источника радиоактивного излучения 1 пучок радиолучей направлен на конвейерную ленту 3 с лежащим на ней насыпным грузом 2. Ниже ленты расположен приемник излучения 4, Вырабатываемый приемником электрический сигнал функционально зависит от количества находящегося на ленте насыпного груза; при фиксировании скорости ленты можно найти производительность конвейера.
Схема радиоактивной установки для определения производительности конвейера показана на рис. 16.22,6. Она имеет две горизонтальные трубы 5 н 6, между которыми расположена конвейерная лента 3 с лежащим на ней насыпным грузом 2. В одной трубе находятся элементы с радиоактивным веществом, а в другой, служащей приемником излучения, — элементы, преобразующие импульсы излучения в электрический сигнал. Как и в предыдущем случае, интенсивность потока излучения, улавливаемого элементами приемного устройства, зависит от толщины лежащего на ленте слоя насыпного груза.
Импульсы от приемного устройства, пройдя через усилитель _ 7, воспринимаются регистрирующим устройством /О, к которому подается также сигнал от тахометра 9, регистрирующего частоту вращения прижимаемого снизу к ленте ролика 8. Счетчик 11 фиксирует общее количество перемещенного на конвейере груза.
С помощью конвейерных весов разных типов можно не только определять производительность конвейера в точке установки весов и количество перемещенного груза за тот или иной промежуток времени, но и по показаниям весов регулировать производительность конвейера, для чего служит специальная автоматическая аппаратура, воздействующая, например, на питатель.
Рис. 16.22. Схема радиоактивной установки для измерения производительности ленточного конвейераРис. 16.22. Схема радиоактивной установки для измерения производительности ленточного конвейераПогрузочные машины непрерывного действия
Рис. 16.22. Схема радиоактивной установки для измерения производительности ленточного конвейера
Рис. 16.22. Схема радиоактивной установки для измерения производительности ленточного конвейера
Погрузочные машины (погрузчики' служат для механизации погрузочно- разгрузочных работ с насыпными грузами на складах, строительстве, перегрузочных пунктах железнодорожного и других видов транспорта, при погрузке горной массы в шахтах и карьерах и пр. В отличие от передвижных конвейеров, на которые груз необходимо подать, погрузочные машины сами захватывают груз из штабеля (навала) специальными погрузочными (зачерпывающими, нагребающими) органами. Для достижения маневренности погрузочные машины выполняют самоходными. Их основными частями в общем случае являются захватывающий орган, транспортирующий передаточный орган и самоходное ходовое устройство. В некоторых случаях груз захватывается из штабеля и транспортируется к месту разгрузки машины одним и тем же рабочим органом.
По способу действия погрузочные машины разделяют на действующие непрерывно и периодически. Захватывающими груз органами на машинах периодического действия являются ковш, скрепер и скребок. На машинах непрерывного действия эти органы характеризуются значительно большим разнообразием типов (см. ниже).
По роду питающей машину энергии различают машины с питанием от внешнего источника энергии (основной тнп) и машины с автономным (незави
симым) питанием. К первым относятся машины с электрическим приводом, ко вторым — с двигателем внутреннего сгорания. Погрузочные машины второго типа применяют редко, только при отсутствии вблизи от места работы источника электрической энергии и при требующемся широком фронте работ, когда наличие электрического кабеля затрудняет передвижение машины на большое расстояние.
Для приведения в действие основных узлов машины — механизмов захвата груза из штабеля, перемещения его (один или два конвейера) и передвижения машины может служить групповой или индивидуальный привод. В современных погрузочных машинах от сложного по конструкции и управлению группового привода переходят на индивидуальный, хотя последний н имеет недостатки — большую установочную) мощность и усложненную электрическую схему.
В ряде новых конструкций машин применяют электрогидравлическнй привод с передачей гидравлической энергии от приводимого электродвигателем насоса высокого давления к гидродвигателям и гидроцилнндрам рабочих органов машины. Одним нз преимуществ электрогидропривода является удобство управления с помощью гндроцилиндров вспомогательными движениями погрузочной машины — подъемом и поворотом как захватывающего органа, так и разгрузочного конвейера.
По способу захвата груза из штабеля машины непрерывного действия можно
разделить на три основные группы: с захватом снизу, сверху и с боков. В табл. 16.1 указаны основные типы захватывающих органов непрерывного действия, а на рис. 16.23 даны нх схемы.
16.1. Основные типы захватывающих органов непрерывного действия
Способ
Захватывающий орган
захвата груза
Тип .
Схема по рис.
16.23
Снизу
Многоковшовый цепной или ленточный
Вибрационный или качающийся
Многоковшовый роторный Зубчатый вал
й
б в г
Сверху
Гребковый роторный
д
С боков
Парные нагребающие лапы Консольные скребки на парных бесконечных цепях («барах») Одно- или двухдисковый
е ж
3
В отдельных случаях, помимо основного захватывающего груз органа (питателя) применяют вспомогательный (например, подгребающие шнекн на многоковшовом погрузчике или вибрационный носок на машине с парными нагребающими лапами).
Захватывающий (погрузочный) орган является основным в машине, определяющим ее тип. Его выбирают в зависимости от свойств груза — крупности, абразивности и пр. и требующейся производительности машины, однако строгое разграничение типов захватываю
щих органов по роду перемещаемого груза и производительности отсутствует. Только в отдельных случаях можно определить область применения того или иного захватывающего органа по роду груза. Например, машины с многоковшовым цепным или ленточным органом предназначаются главным образом для перегрузки легкосыпучих и некрупнокусковых грузов прн относительно невысокой производительности, зубчатый вал и гребковый роторный орган могут работать с круп- нокусковымн грузами. Однако в ряде случаев область применения захватывающего органа и производительность машины зависят не только от типа, но и от конструкции захватывающего органа, а также от размеров машины.
Рис. 16.23. Схемы погрузочных органов погрузочных машинРис. 16.23. Схемы погрузочных органов погрузочных машинВ качестве передаточных применяют ленточные, скребковые и пластинчатые конвейеры. Обычно на машине устанавливают последовательно один или два конвейера, в редких случаях — три. При использовании двух конвейеров, из которых первый — приемный связан непосредственно с захватывающим органом н имеет с ним общий привод, а второй, укрепленный консольно, является разгрузочным, их в большинстве случаев соединяют между собой шарнирно. Разгрузочный конвейер обычно выполняют поворотным и подъемным; иногда поворотным (или поворотным и подъемным) делают н приемный конвейер, благодаря чему увеличивается ширина погрузочного фронта машины с одной позиции.
Рис. 16.23. Схемы погрузочных органов погрузочных машин
Рис. 16.23. Схемы погрузочных органов погрузочных машин
Рис. 16.24. Многоковшовая погрузочная машинаРис. 16.24. Многоковшовая погрузочная машинаПередаточные конвейеры, имеющие небольшую длину, должны иметь н небольшую высоту, для чего диаметры барабанов и звездочек принимают возможно малыми. Привод консольных конвейеров устанавливают обычно в хвостовой части; на ленточных конвейерах, при применении электробарабанов, привод делают иногда головным. Для возможности расположения приемных конвейеров под большим углом наклона на лентах и пластинах укрепляют невысокие перегородки.
Рис. 16.24. Многоковшовая погрузочная машина
Рис. 16.24. Многоковшовая погрузочная машина
Ходовая часть машины бывает трех типов: гусеничный ход, пневмоколесный и колесно-рельсовый.
При гусеничном ходе масса машины распределяется на значительную опорную площадь. Он имеет преимущества при работе машины в тяжелых условиях по состоянию почвы и благодаря высокому коэффициенту сцепления гусениц может обеспечить значительное напорное усилие машины на штабель, а также возможность движения и работы ее при больших уклонах местности. Коэффициент сцепления гусениц принимают равным 0,4 —0,5 при работе на песчаной почве; 0,5 —0,6 —с крепкими породами
и до 1 — на грунтовой глинистой дороге. Однако гусеничный механизм передвижения характеризуется сложностью и большой массой.
При пневмоколесном ходе машина может быстро перемещаться с одного места работы на другое, благодаря чему повышается ее маневренность, однако последняя несколько меньше, чем у гусеничных машин. Коэффициент сцепления шин с почвой высокий и изменяется в некоторых пределах не только в зависимости от характеристики почвы, но и от давления в шинах. Так, для шин низкого давления (0,15 — 0,5 МПа) и слабо уплотненного, плотного и очень плотного грунта коэффициент сцепления составляет 0,87 — 0,90, а для шнн высокого давления (0,5 —0,7 МПа) в тех же условиях он равен 0,75 — 0,80. На почве, покрытой слоем мелочи, коэффициент сцепления шин снижается.
Погрузочные машины на колеснорельсовом ходу применяют обычно в тех случаях, когда погрузка производится в вагонетки, движущиеся по той же колее. Машины на колесно-рельсо- boi^i ходу характеризуются простой конструкцией и могут быстро перемещать-
16 А. О. Спиваковский
Рнс. 16.25. Погрузочная машина с нагребающими лапами
Вспомогательные устройства
Рие. 16.26. Роторные погрузочные машины
ся с одного рабочего места на другое. К их недостаткам относятся ограниченный фронт погрузки и относительно низкий коэффициент сцепления с рельсами, вследствие чего для достижения необходимого напорного усилия иногда увеличивают массу машины. Коэффициент сцепления колес для сухих рельс с чистой поверхностью можно принимать равным 0,25 и для смоченных 0,18. Для рельс, покрытых мелким углем, он повышается соответственно до 0,31 и 0,27, для рельс, покрытых кварцевым песком,— до 0,46 и 0,47.
Приведем несколько примеров погрузочных машин разных типов. На рис. 16.24 представлена погрузочная
машина с многоковшовым погрузочным органом в виде цепного ковшового элеватора. Зачерпываемый ковшами и поднимаемый ими иа некоторую высоту груз через центрально расположенную воронку передается на консольно укрепленный разгрузочный ленточный конвейер. Для увеличения фронта работ как ковшовый элеватор, так и ленточный конвейер могут поворачиваться относительно друг друга вокруг центральной оси, на которой расположена воронка.
Погрузочные машины этого типа предназначаются для работы с насыпными неслеживающимнся грузами, такими как песок, гравий, щебень, торф,
уголь и др. Их производительность около 50 м3/ч.
На рис. 16.25, а показана погрузочная машина типа ПНБ-ЗМ с парными нагребающими лапами. Машина предназначается для погрузки трудно зачерпываемых, содержащих крупные куски грузов, таких как взорванная горная масса. Она смонтирована на гусеничном ходу. Оба конвейера машины пластинчатые. Привод машины электрический, общая мощность установленных двигателей 108 кВт, привод гусеничного хода элект- рогидравлический. Производительность машины при работе с рудой 3 мэ/мин и с углем 12 т/мин. Масса машины 20 т. Машиностроительным заводом им. С. М. Кирова (г. Копейск) выпускается машина ПНБ-4, производительность которой по руде и скальным породам составляет 6 м3/мин, наибольший размер куска 800 мм, общая мощность установленных двигателей 240 кВт, масса 34 т.
На некоторых машинах с нагребающими лапами каждая лапа представляет собой кулисный или четырехзвенный шарнирный механизм. Для эффективной1 работы лап большое значение имеет их форма и кинематика движения. Траектория передних кромок лап должна быть такой, чтобы в начале цикла лапы внедрялись в штабель, затем нагребали груз по расположенной под ними наклонной плите к оси машины, перемещали его по плите до приемного конвейера, а затем совершали обратное движение, выходя из лежащего на плите груза и не увлекая его за собой. На рис. 16.25,6 показана траектория передних кромок лап, удовлетворяющая указанным требованиям.
Все большее распространение на складах насыпных грузов, и особенно угля, находят погрузочные машины с ковшово-роторным экскавационным и зачерпывающим органом. Производи
тельность таких машин может изменяться в широком диапазоне — от нескольких десятков до нескольких тысяч кубических метров в час. Две машины этого типа — экскавационно-погрузочная машина небольших размеров и мощная высокопроизводительная машина, механизирующая перегрузочные операции на складе угля, показаны на рис. 16.26, я и 6. Продольные штабеля на складе угля расположены по одну или по обе стороны от стационарного ленточного конвейера, разгружаемого двухбарабанной разгрузочной тележкой. Над лентой движется портал, несущий полноповоротную и подъемную консоль с ленточным конвейером и ковшовым ротором на конце, уравновешенную противовесом. При подаче на склад уголь с ленты продольного стационарного конвейера сгружается на ленту машины, которой и распределяется по штабелям (при этом ротор остается невключенным). Подается уголь со склада ротором и тем же консольным конвейером (который для этого реверсируется) на стационарный ленточный конвейер. При таком оборудовании достигается большая вместимость склада, высокая производительность и полная механизация операций по подаче угля или другого груза на склад и со склада.
К конструкциям современных погрузочных машин предъявляются следующие требования: высокая надежность работы при всех возможных состояниях перегружаемого груза (при наличии отдельных крупных кусков, смерзшихся и слежавшихся кусков и т. п.), удобство эксплуатации, хорошая обзорность оператора, комфортность кабины, высокая ремонтопригодность с узловой комплектацией основных агрегатов, мобильность передвижения в стесненных условиях склада, минимальное количество обслуживающего персонала при погрузочных операциях.
КОНВЕЙЕРНЫЕПОЕЗДАКОНВЕЙЕРНЫЕПОЕЗДАОбщее устройство 461Элементы конвейерных поездов 462Общее устройство 461Элементы конвейерных поездов 462Расчет конвейерных поездов 464Задачи научных исследований 465Расчет конвейерных поездов 464Задачи научных исследований 465Общее устройство
КОНВЕЙЕРНЫЕ
ПОЕЗДА
КОНВЕЙЕРНЫЕ
ПОЕЗДА
Общее устройство 461
Элементы конвейерных поездов 462
Общее устройство 461
Элементы конвейерных поездов 462
Расчет конвейерных поездов 464
Задачи научных исследований 465
Расчет конвейерных поездов 464
Задачи научных исследований 465
Конвейерный поезд представляет собой секцию ходовой части (состав поезда) 1, передвигаемую по рельсовым путям 2 при помощи стационарных приводов 3, расставленных вдоль трассы движения секции (рис. 17.1, а). Расстояние между приводами /д меньше, чем длина секции /с- На одном участке пути привод тянет, а на другом — толкает секцию. В соответствии с требуемым тяговым усилием для движения поезда на наклонных участках пути приводы располагаются более часто, чем на горизонтальных. Они включаются и работают периодически, по мере подхода секции. Известны конструкции поездов, у которых привод располагается непосредственно иа секции, но они имеют малое распространение.
Движение секций может быть попеременно возвратным («челночным» — туда с грузом, обратно — без груза), по тем же самым разомкнутым путям (рис. 17.1, а), и непрерывным — по кольцевым горизонтально- (рис. 17.1,6) или вертикально замкнутым (рис. 17.1, в) или же сложным пространственным (рис. 17.1, г) трассам. При замкнутой кольцевой системе имеются отдельные пути для загруженных и пустых секций; пути могут быть одноярусными, двухъярусными (один над другим) и комбинированными. Пути содержат различные
ответвления и отводы при помощи стрелочных переводов С. Загрузка и разгрузка секции поезда производятся при ее движении при помощи специальных загрузочных ЗУ и разгрузочных РУ устройств, конструкция и параметры которых определяются типом секции и характеристикой транспортируемых грузов.
Движение секций может иметь местное или централизованное управление с автоматическим распределением по отдельным путям.
Система конвейерных поездов характеризуется цикличным транспортированием грузов. В этом коренное отличие конвейерного поезда от конвейера, характеризуемого непрерывным транспортированием' груза. Цикличность действия конвейерного поезда определяется как его принципиальным устройством, так и необходимым снижением скорости на участках загрузки и разгрузки секции. Поэтому производительность поезда всегда меньше производительности непрерывнодействующего конвейера при всех прочих равных условиях. Конструкции конвейерных поездов разнообразны, несмотря на общий принцип действия.
Основные параметры конвейерных поездов по промышленным установкам: производительность 500 —1500 т/ч; дальность транспортирования 4 — 23 км; максимальный угол подъема 22°; наибольшая высота подъема 500 м; ско-
рость движения поезда на загрузке и разгрузке — не более 2 м/с, на участке транспортирования — до 7 м/с; длина поезда 330 м; количество поездов в системе 8 — 22; масса транспортируемого груза на 1 м секции поезда 140 кг/м; радиусы поворота в горизонтальной плоскости 100 м, в вертикальной 20 м; транспортируемый груз — куски горной массы размером 0—350 мм; место установки — рудный карьер.
К преимуществам конвейерных поездов относятся возможность широкой разветвленности путей, позволяющая в одной транспортной системе перемещать разные грузы в различные пункты разгрузки; универсальность системы и широкий ассортимент транспортируемых грузов, включая и крупнокусковые грузы при соответствующей конструкции ходовой части; большие допускаемые углы подъема трассы (до 30°); возможность транспортирования грузов по сложной извилистой трассе с поворотами в горизонтальной и подъема-
Рис. 17.1. Принципиальные схемы трассы движения конвейерных поездов:
а — разомкнутая; б — кольцевая горизонтальнозамкнутая; в — кольцевая вертикально замкнутая; г—сложная пространственная
ми — в вертикальной плоскостях; некоторая аккумулирующая способность.
Недостатками являются сложность конструкции и большая протяженность участков боковой разгрузки секций; необходимость установки большого количества приводов на трассе, общая мощность которых значительно больше, а надежность работы ниже, чем у конвейеров непрерывного действия; повышенные сопротивления движению и расход энергии в периоды толкания секций; пониженная производительность из-за цикличного процесса перемещения груза, сложность конструкции и недостаточная надежность существующих типов приводов.
Применение конвейерных поездов проектируется в карьерах открытых разработок полезных ископаемых и в угольных шахтах. В Советском Союзе разработано несколько опытных оригинальных конструкций конвейерных поездов, однако широкого промышленного распространения они не получили вследствие незаконченных поисков оптимальной технологической схемы их использования.
Элементы конвейерных поездов
Ходовая часть секции поезда, как правило, представляет собой состав из шарнирно-соединенных друг с другом одноосных тележек (рис. 17.2, а), на рамы которых устанавливается грузоне- сущий элемент. Шарнирное соединение тележек имеет пространственную подвижность, что позволяет секции передвигаться по пространственной трассе с наклонными участками и поворотами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
В качестве грузонесущего элемента применяют гофрированную конвейерную ленту пространственных пластинчатых конвейеров (см. рис. 17.4), стальной желобчатый настил (рис. 17.2, а), короба от вагонеток с торцовыми стенками и без них и другие емкости для на-
Рис. 17.2. Конвейерный поезд типа «СЕККАМ» (Франция) с одноярусным расположением путей:а — ходовая часть; б — фрикционный привод с горизонтальным расположением ведущих колес; I — ось тележки; 2 — шаровой шарнир; 3 — каркас тележки; 4 — продольные балки тележки; 5 —каток; 6 и 8 — приводные колеса; 7 — грузонесущий короб; 9 — приводной механизм с электродвигателемРис. 17.2. Конвейерный поезд типа «СЕККАМ» (Франция) с одноярусным расположением путей:а — ходовая часть; б — фрикционный привод с горизонтальным расположением ведущих колес; I — ось тележки; 2 — шаровой шарнир; 3 — каркас тележки; 4 — продольные балки тележки; 5 —каток; 6 и 8 — приводные колеса; 7 — грузонесущий короб; 9 — приводной механизм с электродвигателемРис. 17.3. Конвейерный поезд с комбинированным расположением путей:а — разгрузочное (РУ) и загрузочное (ЗУ) устройства; П — гусеничный привод; б — ходовая частьРис. 17.3. Конвейерный поезд с комбинированным расположением путей:а — разгрузочное (РУ) и загрузочное (ЗУ) устройства; П — гусеничный привод; б — ходовая частьсыпных грузов, соединенные друг с другом эластичными элементами (например, прорезиненной лентой) для исключения просыпи груза при непрерывной загрузке секции.
Рис. 17.2. Конвейерный поезд типа «СЕККАМ» (Франция) с одноярусным расположением путей:
а — ходовая часть; б — фрикционный привод с горизонтальным расположением ведущих колес; I — ось тележки; 2 — шаровой шарнир; 3 — каркас тележки; 4 — продольные балки тележки; 5 —каток; 6 и 8 — приводные колеса; 7 — грузонесущий короб; 9 — приводной механизм с электродвигателем
Рис. 17.2. Конвейерный поезд типа «СЕККАМ» (Франция) с одноярусным расположением путей:
а — ходовая часть; б — фрикционный привод с горизонтальным расположением ведущих колес; I — ось тележки; 2 — шаровой шарнир; 3 — каркас тележки; 4 — продольные балки тележки; 5 —каток; 6 и 8 — приводные колеса; 7 — грузонесущий короб; 9 — приводной механизм с электродвигателем
Рис. 17.3. Конвейерный поезд с комбинированным расположением путей:
а — разгрузочное (РУ) и загрузочное (ЗУ) устройства; П — гусеничный привод; б — ходовая часть
Рис. 17.3. Конвейерный поезд с комбинированным расположением путей:
а — разгрузочное (РУ) и загрузочное (ЗУ) устройства; П — гусеничный привод; б — ходовая часть
Тяговым элементом секции служат продольные балки (лонжероны) каркаса
рам тележек, круглозвенная цепь, канат и т. п.
Привод — пшеничный с зацеплением за ходовую" Часть (рйсГ 17.3); фрикционный с ведущими колесами на пневматических шинах с горизонтальным (см. рис. 17.2) й вертикальным располо-
жением колес; фрикционный с ведущими продольными прорезиненными ремнями и прижимными роликами; гусеничный магнитно-фрикционный, индукционный от линейного асинхронного двигателя (рис. 17.4) и др. Значительное разнообразие конструкций приводов характеризует еще незаконченные поиски наиболее оптимальных решений этой сложной задачи.
Наиболее перспективным следует считать привод с линейным асинхронным двигателем.
Загрузочное устройство, как правило, состоит из бункера и питателя, подающего груз на непрерывно (или прерывисто) движущуюся секцию. Скорость движения секции в зоне загрузки и разгрузки обычно составляет 0,5 — 2 м/с.
Разгрузочное устройство — наиболее простое — торцовое, как у обычных пластинчатых конвейеров (см. рис. 17.3); боковое с наклоном или опрокидыванием коробов секции вокруг продольной оси путей. При боковой разгрузке необходимо соответствующим изгибом по спирали опорных и направляющих путей поднять, опрокинуть короба секции для выгрузки и затем возвратить их в исходное положение. Протяженность участка такой разгрузки составляет 30 — 60 м; на перегибах путей возникают значительные силы сопротивления дви
жению секции, вызывающие интенсивное изнашивание путей и ходовой части секции.
Расчет конвейерных поездов
Производительность (т/ч) одного конвейерного поезда
Qi = O^eqrlcMT.K^, (17.1)
где qr — линейная сила тяжести транспортируемого груза на грузоиесущем элементе секции, Н/м; /с - длина секции - состава поезда, м; Ки, Кв, Кг — коэффициенты соответственно неравномерности работы (Ки = 1,2), использования по времени (Кв = 0,8 т- 0,9), готовности системы (Кг = 0,90 -ь 0,95); Т, — продолжительность полного цикла движения. одного поезда, с.
Продолжительность цикла движения поезда
J 1 —,Т",
^Г^т^0^3 ^р
(17.2)
Рис. 17.4. Конвейерный поезд с одноярусным расположением путей:а — ходовая часть; б — поперечное сечение на участке установки привода с линейным асинхронным двигателем; У—вторичная часть двигателя (развернутый «ротор»); 2 — грузонесущая гофрированная лента; 3 — первичная часть двигателя («статор»)Рис. 17.4. Конвейерный поезд с одноярусным расположением путей:а — ходовая часть; б — поперечное сечение на участке установки привода с линейным асинхронным двигателем; У—вторичная часть двигателя (развернутый «ротор»); 2 — грузонесущая гофрированная лента; 3 — первичная часть двигателя («статор»)где Lf, Lo, /э и /р — длины соответственно участка доставки груза, обратной ветви и участков загрузки и разгрузки, м; % v0, гэ и Гр — скорости движения поезда соответственно на грузовой, обратной ветвях трассы и на участках загрузки и разгрузки, м/с; ^ =
Рис. 17.4. Конвейерный поезд с одноярусным расположением путей:
а — ходовая часть; б — поперечное сечение на участке установки привода с линейным асинхронным двигателем; У—вторичная часть двигателя (развернутый «ротор»); 2 — грузонесущая гофрированная лента; 3 — первичная часть двигателя («статор»)
Рис. 17.4. Конвейерный поезд с одноярусным расположением путей:
а — ходовая часть; б — поперечное сечение на участке установки привода с линейным асинхронным двигателем; У—вторичная часть двигателя (развернутый «ротор»); 2 — грузонесущая гофрированная лента; 3 — первичная часть двигателя («статор»)
= 0,8 — 0,9 — коэффициент учета торможения и разгона поезда при снижении скорости на участках загрузки и разгрузки.
Задачи научных исследований
К задачам научных исследований в области создания конвейерных поез
дов относятся:
определение оптимальных областей применения по технологическим процессам;
исследование и разработка оптимальных конструкций и параметров привода.
18.1. Общее понятие о системах комплексной механизации и автоматизации 465
18.2. Механизация транспортирования
в литейном цехе машиностроительного завода 466
18.3. Механизация транспортирования и складирования в стержневом отделении литейного цеха 473
18.4. Механизация транспортирования в цехе топливоподачи тепловой электростанции 475
18.5. Механизация транспортирования на щебеночном заводе 478
18,6. Конвейерная система для подачи шихты в колошник доменной печи 480
Общее понятие о системах комплексной механизации и автоматизации
На современном предприятии для механизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ применяют системы из нескольких транспортирующих машин и устройств, работающих совместно с технологическим оборудованием. Такие системы наиболее эффективны экономически и наиболее совершенны по техническому уровню тогда, когда они содержат полный комплекс машин и устройств, обеспечивающих механизированное перемещение грузов на всем протяжении грузопотока от первой до последней технологической операции, как на основных, так и на вспомогательных участках производ-
ства. Пр^ этом труд рабочих сводится к управлению машинами и контролю их работы, выполнению отдельных технологических операций и проведению планово-предупредительного ремонта оборудования. Такая наиболее совершенная форма механизации называется комплексной. Отсутствие механизации даже на одной какой-нибудь вспомогательной операции резко снижает общую эффективность работы всего комплекса машин.
Высшей ступенью комплексной механизации является комплексная автоматизация как отдельных технологических участков, так и всего процесса в целом. При комплексной автоматизации работа всего комплекса транспортных и технологических машин на всем протяжении технологического процесса происхо-
дит автоматически, при помощи различных приборов и устройств автоматического управления, контроля и регулирования, включая в отдельных сложных производствах и управляющие электронные вычислительные машины. При этом участие человека проявляется лишь в установлении программы работы комплекса машин, в настройке машин и приборов управления, в контроле их работы, в проведении планово-предупредительного ремонта оборудования и приборов.
Комплексная механизация и автоматизация находит широкое применение; на современных отечественных и зарубежных предприятиях различных отраслей промышленности. Известна, например, успешная работа хлебозаводов-автоматов, автоматизированных заводов по приготовлению бетона, по изготовлению поршней и поршневых колец, автоматических производственных линий самого различного профиля.
В настоящее время при широком развитии механизации транспортирования каждое современное предприятие любой отрасли промышленности оснащено транспортирующими машинами. Ниже рассмотрены характерные примеры сочетания транспортирующих машин и вспомогательных устройств в комплексных системах механизации транспортирования и технологических процессов. Более подробно подобные системы рассматриваются в специальных учебных курсах.
Механизация транспортирования в литейном цехе машиностроительного завода
Литейное производство характерно большими грузопотоками различных грузов: на шихтовом дворе и в плавильном отделении надо транспортировать и перегружать металл, флюсы и топливо; в формовочном — формовочную землю, стержни, пустые опоки и формы; в стержневом — формовочную смесь,
крепители и готовые стержни; в землеприготовительном - отработанную землю, песок, уголь и глину; в землесушильном - песок, уголь и глину; в обрубном — литье и отходы. Для выпуска 1 т годного литья внутри литейного цеха надо транспортировать в зависимости от объема производства от 65 до 200 т различных грузов, что составляет общий грузооборот цеха в среднем около 120 — 600 т/ч. Схема расположения основных транспортирующих машин в одном из механизированных литейных цехов массового производства мелкого и среднего литья из серого чугуна для машиностроительного завода показана на рис. 18.1. Рассмотрим порядок транспортирования основных грузов.
Готовая формовочная земля подается из бункеров-отстойников 1 (рис. 18.2) дисковым (тарельчатым) питателем 2 с тарелью диаметром 1,5 м на ленточный конвейер 3 с лентой шириной 650 мм, движущейся со скоростью 1 м/с, откуда перегружается иа конвейер 4 (см. рис. 18.1), проходит через разрыхлитель (аэратор) 5 и в разрыхленном состоянии конвейером 6 (см. рис. 18.3) распределяется по эстакадам бункеров над формовочными машинами. В бункера на эстакаде 7 земля при помощи попеременно автоматически включаемых стационарных плужковых разгружателей подается непосредственно с конвейера 6. Для подачи на другие эстакады земля с конвейера 6 плужковым разгружате- лем 8 (см. рис. 18.1 и рис. 18.4) перегружается на ленточный конвейер 9 (рис. 18.5), который может подавать ее при помощи другого плужкового раз- гр уж ател я на конвейер 10 эстакады бункеров 11 над формовочными машинами или с концевого барабана на конвейер 12 (см. рис. 18.1) бункерной эстакады 13 над формовочными машинами тяжелого типа.
Распределение земли по бункерам производится также при помощи плужковых разгружателей (см. рис. 18.4), включаемых автоматически в зависимости от уровня земли в бункерах. Им-
Рис. 18.1. Схема расположения транспортирующих машин в землеприготовительном, формовочном, заливочном и выбивном отделениях литейного цеха
Рнс. 18.2. Узел установки бункеров-отстойников для готовой формовочной земли (разрез А —А на рнс. 18.1)
Рнс. 18.3. Поперечный разрез по эстакаде бункеров над формовочными машинами (разрез В—В на рис. 18.1)
пульс на включение (опускание на ленту) сбрасывателя дает автоматический указатель нижнего уровня земли в бункере. Выключение (подъем) сбрасывате
ля происходит от указателя верхнего уровня земли в бункере при его заполнении.
Указатели состоят нз стержней (электродов) 54 (см. рис. 18.4) и 55, соединенных с датчиками 56 и реле управления 57 с электромагнитным воздушным клапаном 58 и пневматической диафрагменной камерой 59, которая совместно с пружинным механизмом 60 поднимает и опускает щиты разгружателя 61.
Известно несколько систем автоматического управления очередностью включения плужковых разгружателей, установленных на конвейере для загрузки группы бункеров. Все бункера снабжены челюстными затворами, управляемыми пневматическими цилиндрами. Зафор- мованные полуопоки при помощи пневматических подъемников, перемещающихся по подвесным путям, собираются в готовые формы на роликовых конвейерах и передаются по ним на соответствующие тележечные конвейеры 14, 15 и 16 (см. рис. 18.1).
Литейные стержни, устанавливаемые в формы, подаются из стержневого отделения к линиям формовочных машин подвесным конвейером 17. Готовые формы транспортируются тележечными конвейерами в заливочное отделение. Горячий чугун подается из вагранок
Рис. 18.4. Плужковын раз- гружатель с автоматическим управлением для загрузки бункера формовочной землей: ВУ — верхний уровень в бункере; НУ — нижний уровень земли в бункереРис. 18.4. Плужковын раз- гружатель с автоматическим управлением для загрузки бункера формовочной землей: ВУ — верхний уровень в бункере; НУ — нижний уровень земли в бункереРис. 18.5. Раздаточный ленточный конвейер и эстакада бункеров над формовичными машинами (разрез Г —Г на рис. 18.1)Рис. 18.5. Раздаточный ленточный конвейер и эстакада бункеров над формовичными машинами (разрез Г —Г на рис. 18.1)в разливочные ковши с поворотными механизмами, - подвешенные к электрическим тележкам. Тележки с разливочными ковшами передвигаются по подвесным двухрельсовым путям 18 к конвейерам для транспортирования литейных форм. На участке заливки форм у каждого конвейера установлена подвижная заливочная площадка 19, представляющая собой пластинчатый конвейер с плоским металлическим настилом шириной 650 мм и длиной 30 м и движущаяся с той же скоростью, что и конвейер для транспортирования литейных форм. Рабочие, стоя на этой
Рис. 18.4. Плужковын раз- гружатель с автоматическим управлением для загрузки бункера формовочной землей: ВУ — верхний уровень в бункере; НУ — нижний уровень земли в бункере
Рис. 18.4. Плужковын раз- гружатель с автоматическим управлением для загрузки бункера формовочной землей: ВУ — верхний уровень в бункере; НУ — нижний уровень земли в бункере
Рис. 18.5. Раздаточный ленточный конвейер и эстакада бункеров над формовичными машинами (разрез Г —Г на рис. 18.1)
Рис. 18.5. Раздаточный ленточный конвейер и эстакада бункеров над формовичными машинами (разрез Г —Г на рис. 18.1)
подвижной площадке, заливают из разливочного ковша формы, движущиеся на тележках конвейера.
Залитые формы транспортируются конвейером через охладительные участки (где формы охлаждаются) к выбивным решеткам 20, 21 и 22. С конвейеров 14 и 15 залитые формы сталкиваются пневматическими толкателями 23 и 24 на выбивные решетки 20 и 21, где происходит разборка формы. На участке конвейера 14 выбитая из формы земля просыпается через решетку и попадает на подземный ленточный конвейер 25 с теплостойкой прорезиненной
Рис, 18.6. Узел подачи выбитой земли из-под выбивных решеток (разрез Д—Д на рис. 18.1)Рис, 18.6. Узел подачи выбитой земли из-под выбивных решеток (разрез Д—Д на рис. 18.1)лентой. Горячее литье по стальному спуску подается в подвал на пластинчатый конвейер 26 с чешуйчатым металлическим настилом шириной 800 мм и бортами, движущийся со скоростью 0,16 м/с.
Рис, 18.6. Узел подачи выбитой земли из-под выбивных решеток (разрез Д—Д на рис. 18.1)
Рис, 18.6. Узел подачи выбитой земли из-под выбивных решеток (разрез Д—Д на рис. 18.1)
Пустые полуопоки ставятся на платформы литейного конвейера (или на роликовый конвейер с механическим толкателем) и возвращаются к формовочным машинам. Известны установки, на которых весь комплекс тяжелых и трудоемких операций по выбивке форм и литья выполняется автоматически.
Горячее литье пластинчатым конвейером 26 поднимается из подвала, перегружается полуавтоматически (возможна автоматическая перегрузка) на межцеховой охладительный подвесной конвейер 21 и транспортируется им в обрубной цех, охлаждаясь в процессе транспортирования. Аналогичные операции производятся конвейером /5 при помощи ленточного 25 и пластинчатого 29 конвейеров. С.конвейера 29 горячее литье перегружаеЧся также на подвесной конвейер 21 для транспортирования в обрубной цех.
На участке выбивки литейного конвейера 16 перегрузка форм с конвейера на решетку 22 производится при помощи пневматических подъемников (или электроталей), перемещающихся по подвесным путям 30 и 31. Пустые опоки по роликовому конвейеру возвращаются к линии формовочных машин, горячее литье подвешивается на подвески межцехового охладительного конвейера 32 для транспортирования в обрубной цех.
Выбитая из форм земля попадает на пластинчатые питатели 33 (рис. 18.6) с чешуйчатым стальным настилом шириной 650 мм с бортами (скорость 0,16 м/с), установленные под решетками 22; с питателей 33 земля подается на подземный ленточный конвейер 34. С продольных ленточных конвейеров 25, 28 и 34 (см. рис. 18.1) выбитая земля передается на поперечный подземный ленточный конвейер 35, который перегружает ее на ленточный конвейер 36. В целях сохранения земли и ликвидации засорения цеха вдоль каждой линии формовочных машин устанавливают подземные ленточные конвейеры 31, 38 и 39 для просыпавшейся земли с раздаточных конвейеров 6, 10 и 12 после за-
пол нения бункеров. Выбитая и просыпавшаяся земля ленточным конвейером 36 подается в землеприготовительное отделение к ковшовому ленточному элеватору 40 с глубокими расставленными ковшами шириной 320 мм, укрепленными на ленте шириной 400 мм, движущейся со скоростью 1,25 м/с. Узел перегрузки устроен таким образом, что с приводного барабана конвейера 36 земля при помощи перегрузочной воронки с поворотным клапаном может подаваться в загрузочный носок элеватора 40 для подачи на переработку или на ленточный конвейер 41 для подачи в отвал (на вывоз).
Приводной барабан конвейера 36 является магнитным, поэтому одновременно с перегрузкой при помощи воздействия магнитов, расположенных в барабане, происходит отбор из земли металлических частиц.
Ковшовым элеватором 40 земля поднимается на эстакаду бункеров над смешивающими бегунами и перегружается в цилиндрическое сито 42, а из него на распределительный ленточный конвейер 43, который при помощи стационарных плужковых разгружателей распределяет
землю по бункерам 44 для выбитой земли. Над каждыми бегунами установлены бункера: для выбитой (старой) земли 44 (объемом 15 м3), пылевидной глины 46 (объемом 3 м3) и пылевидного угля 47 (объемом 2 м3).
Свежий песок подается из землесу- шилки ленточным конвейером 48 и распределяется по бункерам при помощи плужковых разгружателей. Пылевидные глина и уголь транспортируются из зе- млесушилки пневматическим транспортом и распределяются по бункерам винтовыми конвейерами 49 и 50 диаметром 200 мм с герметичным кожухом. Из бункеров старая земля, свежий песок, глина и уголь при помощи дозаторов подаются в необходимых количествах в смешивающие бегуны, где увлажняются и перемешиваются в автоматическом режиме. Из бегунов готовая формовочная смесь поступает на ленточный конвейер 51 (см. рис. 18.2) и транспортируется им в бункера-отстойники I объемом по 30 м3, откуда снова поступает в формовочное отделение.
Избыточная выбитая земля с конвейера 36 (см. рис. 18.1) при переключении перекидного клапана перегрузочной во-
Е-Е
Рис. 18.7. Узел установки элеватора для подачи отходов земли в бункер над железнодорожным путем (разрез Е—Е на рнс. 18.1)
ронки подается на подземный ленточный конвейер 41 (рис. 18.7), транспортирующий ее в ковшовый ленточный элеватор 52 с расставленными глубокими ковшами. Из элеватора 52 избыточная земля поступает в бункер 53 (объемом 70 м3), установленный над железнодорожными путями. Разгрузка бункера производится периодически, по мере подачи железнодорожного состава. Вся система конвейеров управляется и контролируется с центрального пульта управления.
Выше описаны только наиболее характерные грузопотоки в основных отделениях литейного цеха. Кроме этого, в литейном цехе значительное количество транспортирующих машин и установок работает в отделении приготовления стержней (подвесные, люлечные и ленточные конвейеры), в землесушил- ке (ленточные конвейеры, ковшовые ленточные элеваторы, тарельчатые питатели, установки пневматического транспорта), на шихтовом дворе (ленточные конвейеры для подачи известняка и кокса, роликовые конвейеры для подачи бадей с шихтой и др.) и в обрубном отделении (подвесные, пластинчатые, роликовые конвейеры и др.).
Работа современного литейного цеха серийного и массового производства практически невозможна без применения комплекса транспортирующих машин.
Механизация транспортирования и складирования в стержневом отделении литейного цеха
Стержневое отделение литейного цеха автомобильного завода располагается в трехэтажиом корпусе: на третьем этаже производится формовка, сушка и складирование стержней для различных деталей; на втором этаже — сборка в необходимые комплекты; на первом этаже — установка в литейные формы и их заливка. Все транспортные
операции и складирование выполняются системой из трех взаимно связанных подвесных толкающих конвейеров К1, К2 и КЗ (рис. 18.8) одинаковой конструкции с тележкой грузоподъемностью 320 кг. За смену конвейерная система транспортирует 30 тыс. стержней различных размеров.
Подвески представляют собой трехъярусные этажерки с полками размером 1200 х 900 мм; шаг подвесок на основных линиях конвейеров • К1 и К2 — 2,4 м, на складских вспомогательных конвейерах — 1,2 м, на конвейере КЗ — 1,8 м. Тележки конвейеров снабжены клавишным адресоносителем электромеханической системы автоматического адресования на 16 адресов. Тяговым элементом конвейеров является разборная цепь с шагом 100 мм; шаг кареток 600 мм, длина конвейеров 400 и 500 м. Скорость движения цепи на конвейерах К1 и К2 — 8,4 м/мин, а на конвейере КЗ — 12 м/мин.
Конвейер К1 (рис. 18.8) транспортирует стержни от линии формовочных машин ФМ1 к сушильной печи СП1, которая обслуживается вспомогательным конвейером ВК1, и на склад С1, где стержни распределяются по отдельным типам на вспомогательных ответвлениях путей и охлаждаются. Склад создает необходимый запас' (резерв) для независимой работы линий сборки стержней и укомплектования литейных форм. Емкость склада — до 600 подвесок. Адрес стрелки отводных путей склада задается рабочим на линии формовочных машин. Подвески перемещаются по путям при помощи вспомогательных конвейеров.
Со складских путей тележкн с необходимыми стержнями по команде диспетчера через выходные стрелки снова подаются на трассу конвейера К1 и опускаются им на второй этаж к ответвлениям у рабочих мест сборки стержней РМС1. После прохода ответвлений РМС1 незагруженная ветвь конвейера К1 возвращается на третий этаж. Подвески с собранными и укомплектованными стержнями через выходную
Рис. 18.8. Схема подвесного толкающего конвейера К1 для транспортирования стержней: а — третий этаж; б — второй этаж; в — схема ходовой часта с подвесками
Рис. 18.9. Схема подвесного толкающего конвейера К2 для транспортирования стержней: а — третий этаж; б — второй этаж
стрелку с адресами, заданными рабочим на РМС1, передаются на линию конвейера КЗ и транспортируются им на первый этаж к местам установки в литейные формы. С конвейера КЗ тележки с пустыми подвесками по отрезку пути ПП1 передаются на конвейер К1.
Конвейер К2 (рис. 18.9) выполняет те же транспортные операции, что и конвейер К1, но со стержнями других размеров. Он транспортирует стержни от линии формовочных машин ФМ2 к сушильной печи СП 2, на склад С 2 и оттуда на второй этаж к рабочим местам сборки РМС2 и возвращается на третий этаж. Из отделения РМС2 подвески с собранными стержнями передаются на конвейер КЗ и транспортируются нм на первый этаж к рабочим местам установки стержней в готовые литейные формы. Пустые подвески через отрезок путей ПП2 передаются на конвейер К2 и возвращаются им на линию ФМ2.
Механизация транспортирования в цехе топливоподачи тепловой электростанции
Грузопотоки топлива на электростанциях достигают 500 т/ч и выше. Осуществление их практически возможно только при полной комплексной механизации транспортирования и погрузочно-разгрузочных работ, начиная от поступления топлива на территорию электростанции до подачи его в бункера и топки котельной. Непрерывная работа электростанции требует надежной бесперебойной круглосуточной работы транспортирующих машин и технологических агрегатов. Для обеспечения такой работы в цехе топливоподач электростанций основные транспортные линии обычно дублируются и включаются в работу попеременно: одна находится в работе, другая — в резерве.
Схема расположения машин для подачи топлива на районной теплостанцни производительностью около 400 т/ч угля показана на рис. 18.10 и 18.11.
На территорию станции уголь подается в железнодорожных составах, состоящих из саморазгружающихся вагонов типа гондолы; состав может подаваться непосредственно на пути 1 приемного устройства топливоподачи или на пути 2 резервного склада топлива, с которого станция получает топливо в промежутках между подачами составов. Поданный на пути 1 железнодорожный состав разгружается в щелевые бункера 3, расположенные под железнодорожными путями с обеих сторон от ннх вдоль всего фронта разгрузки состава. Под щелевыми бункерами установлены передвижные лопастные выгружатели 4 и 4а, перегружающие уголь на ленточные конвейеры 5 нли 5а (один рабочий, другой — резервный). Перегрузочные лотки устроены так, что с конвейера по одной линии уголь можно перегружать на последующий конвейер как той же, так и смежной линии. С конвейера 5 уголь перегружается на горизонтально-наклонный ленточный конвейер б, транспортирующий уголь в дробильное отделение. Перед перегрузкой в дробилки на конвейере 5 подвесным или барабанным электромагнитными сепараторами выбираются из угля случайно попавшие металлические частицы.
Дробленый уголь из системы дробилок выгружается на горизонтально-наклонный ленточный конвейер 7, на котором установлены автоматические весы 8 для непрерывного взвешивания подаваемого угля, а в узле последующей перегрузки смонтирован щепоуло- витель 9 для отбора нз угля деревянных включений. С конвейера 7 уголь перегружается на распределительный ленточный конвейер 10, установленный над бункерами 11 котельной.
Вдоль конвейера 10 по всему фронту бункеров перемещается автоматический барабанный разгружатель 12, пересыпающий уголь с конвейера 10 в бункера котельной. Из бункеров 11 уголь прн помощи специальных устройств подается в топки котлов.
Рис. 18.10. Схема расположения транспортирующих машин на топливоподаче электростанции
Рис. 18.11. Схематические разрезы по транспортирующим машинам топливоподачи (к рис. 18.10; размеры приведены в метрах)
Механизация транспортирования топливоподачи тепловой электростанции 477
При заполнении бункеров приемного устройства железнодорожный состав с углем подается на путь 2, расположенный на открытой эстакаде с двумя продольными траншеями вдоль путей. Уголь, высыпавшийся из саморазгру- жающихся вагонов в траншеи, забирается грейфером 13 (см. рис. 18.11) передвижного мостового перегружателя 14 и укладывается в штабель открытого склада, объем которого обычно составляет трехмесячный запас угля.
При подаче топлива со склада в котельную уголь из штабеля захватывается тем же грейфером 13 и подается в бункер 15, смонтированный на опоре перегружателя. Под бункером 15 консольно установлен пластинчатый питатель 16, который перегружает уголь через люки в крыше галереи на ленточный конвейер 17, расположенный вдоль всего склада угля. Конвейер 17 подает уголь на конвейер 6 основной линии топливоподачи. Все ленточные конвейеры топливоподачи оборудованы прорезиненной лентой шириной 1000 мм, движущейся со скоростью 1,6 м/с и опирающейся на желобчатые роликоопоры.
Система конвейеров управляется с центрального пульта, обеспечивающего автоматический последовательный пуск и остановку конвейеров и контроль их работы. На пульте управления имеется мнемоническая схема системы конвейеров с указанием датчиков контроля. При неисправности, по сигналу того или иного датчика система останавливается, что фиксируется на пульте управления.
Механизация транспортирования на щебеночном заводе
Широкое развитие строительных и дорожных работ требует производства большого количества щебня на мощных механизированных заводах.
Щебеночный завод оборудован комплексной конвейерной системой производительностью 1000 т/ч. (рис. 18.12).
Из забоя, разрабатываемого экскаваторами, камень подается на завод ленточным конвейером 1 длиной 500 м с лентой шириной 1200 мм, движущейся со скоростью 2 м/с. В конвейер 1 встроены конвейерные весы 2, которые автоматически фиксируют количество камня, подаваемого на завод. С конвейера 1 камень поступает в первичную дробилку 3. Из нее раздробленный камень крупностью менее 180 мм перемещается в бункер 4 объемом 50 м3, откуда выдается вибрационным питателем 5 на наклонный ленточный конвейер 6 длиной 80 м (ширина ленты 1400 мм, скорость 1,6 м/с) и перегружается им на реверсивный подвижный («челночный») конвейер 7, распределяющий груз в штабель 8 объемом 50000 м3. Штабель служит буферным складом, обеспечивающим непрерывную работу завода даже при перебоях подачи камня из забоя, а также при работе во вторую смену при односменной работе забоя.
Под штабелем проложен тоннель с тремя загрузочными бункерами, под которыми расположены попеременно работающие вибрационные питатели производительностью 1000 т/ч, перегружающие камень на ленточный конвейер 9 длиной 105 м, который поднимает его в дробильно-сортировочную установку 10, где камень сортируется и подвергается . дополнительному дроблению. Камень размером 0—100 мм подается на ленточный конвейер 11 (шириной 1000 мм, длиной 45 м), а размером 0 — 80 мм — на конвейер* 12 (шириной 1000 мм). С конвейера 12 камень подается на повторное сортирование и дробление на установку 13 и оттуда ленточным конвейером 14 (шириной 1000 мм) направляется на дополнительную сортировочную установку 15.
Камень, поданный конвейером 11, также дробится и сортируется, и крупный щебень размером 25 — 50 мм конвейером 16 (ширина 650 мм, скорость 1,6 м/с) транспортируется в штабель 17 объемом 900 м3, а мелкий щебень крупностью до 25 мм перегружает-
Рис. 18.12. Схема расположения транспортирующихРис. 18.12. Схема расположения транспортирующихмашин на щебеночном заводемашин на щебеночном заводеся на конвейер 14. Под штабелем 17 имеется тоннель с загрузочным бункером, из которого вибрационным питателем камень подается на ленточный конвейер 19 (длиной 22 м, шириной 650 мм; скорость движения 1,6 м/с) и транспортируется им в загрузочный бункер 20 для погрузки камня в автосамосвалы и для подачи потребителю.
Рис. 18.12. Схема расположения транспортирующих
Рис. 18.12. Схема расположения транспортирующих
машин на щебеночном заводе
машин на щебеночном заводе
На грохотах сортировочной установки 15 получают три сорта щебня с кусками размером 0 — 20; 20—30 и 30—50 мм, из которых последние поступают в два загрузочных бункера 21 объемом по 200 м3 каждый, а щебень размером 0 — 20 мм подается на ленточный конвейер 22. Из бункеров 21 щебень перегружается в автосамосвалы для подачи потребителю. При заполнении бункеров 21 камень из установки 15 подается на ленточные конвейеры 23 и 24 (длиной 50 м, шириной 650 мм; скорость движения 1,6 м/с), которые транспортируют его в штабеля 25 и 26.
Куски с размерами более 50 мм из установки 15 конвейером 18 возвращаются на повторное дробление. Конвейером 22 камень транспортируется в дробильно-сортировочную установку 27, в которой получают три сорта Щебня: с кусками размеров 0—12; 12—16
и 16 — 20 мм. Последние два сорта щебня поступают в два разгрузочных бункера 28 для загрузки самосвалов. При загрузке бункеров 28 щебень этих двух сортов конвейерами 29 и 30 подается соответственно в штабеля 31 и 32, Щебень размером 0—12 мм ленточным конвейером 33 направляется для окончательного сортирования в установке 34 на два сорта крупностью 0 — 6 и 6—12 мм. Эти copiа щебня поступают в два погрузочных бункера 35 объемом по 20 м3 каждый, а при их загрузке подаются ленточными конвейерами 36 и 37 (шириной 650 мм; скорость движения 1,6 м/с) в штабеля 38 и 39. Все штабеля изолированы друг от друга бетонными стенками; таким образом, каждый сорт щебня имеет отдельное самостоятельное место хранения. Конвейеры 23, 24, 29, 30, 36, 37 включаются автоматически по сигналу верхних показателей уровня загрузки бункеров 21, 28 и 35.
Под штабелями 25, 26, 31, 32, 38, 39 устроены тоннель, в котором проходит ленточный конвейер 40 (длиной 350 м, шириной 1400 мм), и разгрузочные бункера — воронки с вибропитателями (по два на каждый штабель), подающими щебень на конвейер 40 попеременно из каждого штабеля. На конвейере 40 уста-
новлены весы, контролирующие выдачу готовой продукции.
С конвейера 40 щебень перегружается на наклонный ленточный конвейер 41 (длиной 80 м, шириной 1400 мм) и транспортируется им иа подвижный («челночный») реверсивный конвейер 42 (шириной 1400 мм), установленный на отгрузочной бункерной эстакаде 43. Последняя включает шесть (по количеству сортов щебия) бункеров объемом по 200 м3. Подвижный конвейер 42 передвигается по эстакаде и обеспечивает загрузку каждого бункера.
Конвейерная линия 40 — 41—42 управляется автоматически от сигнала верхнего указателя уровня заполняемого бункера эстакады 43, При заполнении бункера выключаются вибропитатели разгружаемого штабеля, затем, после некоторого промежутка времени, останавливается конвейер 40, потом конвейеры 41 и 42. После остановки конвейер 42 перемещается в положение загрузки следующего бункера, и вся транспортная линия включается в таком порядке: конвейеры 42 — 41—40 и затем вибропитатели другого штабеля. Возможен вариант загрузки бункеров эстакады только одним или двумя сортами щебия, в. зависимости от потребности.
Из бункеров отгрузочной эстакады щебень перегружается в железнодорожные саморазгружающиеся вагоны типа гондолы. Таким образом, выдача готовой продукции возможна одновременно как автомобильным (из бункеров 21, 28 и 35), так и железнодорожным (из бункерной эстакады 43) транспортом.
Управление и контроль за работой всей конвейерной системы производятся с центрального пульта управления.
Конвейерная система для подачи шихты
в колошник доменной печи
На современных мощных доменных печах объемом 4000—5000 м3 и выше шихту в колошник печи подают высокопроизводительным ленточным конвейером. Широко известная подача шихты
при помощи циклически действующего скипового подъемника не обеспечивает для печей такого объема необходимую подачу 1500 — 2000 м3/ч. Значительное повышение объема ковша скипа и скорости его движения становится неэкономичным вследствие чрезмерного увеличения его размеров и массы, и поэтому вместо скипового подъемника применяют конвейеры.
Конвейерная подача шихты кроме обеспечения высокой производительности создает также целый ряд технологических преимуществ в планировке и автоматизированной эксплуатации доменного цеха.
Система (рис. 18.13, а) состоит из конвейеров К1 и К2, которые подают составные части шихты с агломерационной фабрики и перегружают на подвижный конвейер КЗ. Последний распределяет грузы по бункерам 1. Грузы из бункеров поступают на грохоты и после отсева мелочи ссыпаются в дозирующие воронки объемом по 25 м3, установленные на весовых устройствах. Из воронок грузы при помощи вибрационных питателей поступают на конвейеры К4 и К5, которые перемещают их на наклонный конвейер Кб для транспортирования в колошник доменной печи 2.
Состав шихты доменной печи дан в табл. 18.1; рудные грузы могут и1угеть температуру до 100 °C.
Конвейер Кб загружается порционно различными компонентами шихты; две порции кокса и две порции рудно-флюсовых грузов объемом до 25 м3 каждая. Интервалы между подачами порций
18.1. Характеристика грузов, транспортируемых конвейером Кб
Наименование
Плотность, т/м3
Куско ва- тость, мм
Агломерат
1,4-1,6
5-50
Окатыши рудные
2,1
25
Добавки (флюсы — ИЗВСС1-
1,6-2,8
10-150
няк, доломит и Др.)
Кокс
0,43
25-80
Рис. 18.13. Конвейеры для подачн шихты в колошник доменной печи:Рис. 18.13. Конвейеры для подачн шихты в колошник доменной печи:а — схема системы конвейеров; б — схема конвейера Кб; в — узел натяжного устройства; г — привода — схема системы конвейеров; б — схема конвейера Кб; в — узел натяжного устройства; г — приводконвейера Кбконвейера Кб17 с. Из конвейера Кб порции шихты поступают в специальный загрузочный аппарат колошника доменной печи.
Рис. 18.13. Конвейеры для подачн шихты в колошник доменной печи:
Рис. 18.13. Конвейеры для подачн шихты в колошник доменной печи:
а — схема системы конвейеров; б — схема конвейера Кб; в — узел натяжного устройства; г — привод
а — схема системы конвейеров; б — схема конвейера Кб; в — узел натяжного устройства; г — привод
конвейера Кб
конвейера Кб
Загрузка конвейера Кб и разгрузка аппарата производятся автоматической системой управления доменного цеха.
Конвейер Кб (рис. 18.13,6) имеет грузолебедочное натяжное устройство НУ (рис. 18.13, в) и двухбарабанный привод П (рис. 18.13,с).
Угол наклона конвейера выбран из условия надежного транспортирования шаровидных рудных окатышей (шариков диаметром 25 мм).
Кроме основного рабочего привода конвейер имеет микропривод для контрольных операций, обеспечивающий движение ленты со скоростью 0,36 м/с. На конвейере установлены колодочные тормоза, храповые остановы и датчики: контроля скорости движения ленты, схода ленты, целости тросов в ленте, продольных порывов ленты, автоматического регулирования и контроля работы системы циркуляционной смазки редукторов.
Конвейер Кб работает непрерывно, круглосуточно, без остановок. Плановые остановки конвейера Кб воз
можны только в общие годовые периоды ремонтов печи. Внеплановые ремонты печи и конвейера не должны превышать 30 мин. Остановка конвейера на более продолжительный срок недопустима в связи с непрерывным производственным процессом плавки металла в доменной печи.
Техническая характеристика конвейера Кб
Расчетнаяпро из вод ител ьн ост ь,
М^/Ч 2000
Резинотросо- Лента:вая теплостой-
типкая РТЛ-4000
ширина, мм 2000
линейная масса,кг/м 86
скорость, м/с 2,04
Привод: типДвухбара
банный диаметр приводного барабана, мм 1640
мощность электродвигателя, кВт: на первомбарабане....800
на второмбарабане....500
частота вращения электродвига- . теля, об/мин 985
Натяжное устройство: типГрузолебе
дочное
усилие натяжения кН 300
общий ход, м 8
рабочий ход, м 3
масса натяжного груза, т . . .8,4
Масса, т:
механического оборудования 376
металлоконструкций 71
ленты 93
конвейера 540
По производственным условиям конвейер Кб не имеет дублера, но снабжен двумя комплектами одинаковых приводных механизмов (основным и резервным), расположенных с правой и левой сторон приводных барабанов (рис. 18.13, г). Переключение барабанов
с одного приводного механизма на другой производится в течение нескольких минут при помощи переключения муфт.
В помещении для приводов имеется запасной рулон полного комплекта ленты, хранимый в инертной среде, исключающей возможность старения резины. Этими мероприятиями, высоким качеством изготовления и монтажа оборудования и эксплуатации обеспечивается безотказная (коэффициент готовности Кг = 0,99), безостановочная непрерывная работа конвейера в течение длительного межремонтного (до 120 суток) промежутка времени.
Список литературы
Алимов О. Д-, Манжосов В. К., Ма- масаидов М. Т. Теория вертикальных шнековых механизмов. Фрунзе: ИЛИМ, 1978. 159 с.
Васильев И. В., Волотковский В. С., Кармаев Г. Д. Конвейеры большой протяженности на открытых работах. М.: Недра, 1977, 248 с.
Вейсман В. Ф. Шагающие конвейеры,— 2-е изд. М.-: Машиностроение, 1976. 141 с.
ВНИИПТМАШ. Отраслевая инструкция по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в подъемнотранспортном машиностроении, М.: ОТИ ВНИИПТМАШа, 1979. 56 с.
Глазков В. С. Машины непрерывного транспортирования для прокатных станов. М.: Металлургия, 1979. 248 с.
Григорьев А. М. Винтовые конвейеры, М.: Машиностроение, 1972. 184 с.
Дьячков В. К. Основные вопросы надежности и долговечности конвейеров и конвейерных систем. Труды ВНИИПТМАШа. Выл. 4 (91), 1969, с. 74 — 96.
Дьячков В. К, Подвесные конвейеры,— 3-е изд. М.: Машиностроение, 1976. 320 с.
Дьячков В. К. Расчет криволинейного конвейера. — Механизация и автоматизация производства, 1980, № 4, с. 26 — 28.
Зенков Р. Л., Гриневич Г. П., Исаев В. С. Бункерные устройства. М.: Машиностроение, 1977. 224 с.
Зенков Р. Л., Ивашков И. И., Колобов Л. Н. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение, 1980. 301 с.
Ивановский К. Е., Раковщик А. Н., Цоглив А. Н. Роликовые и дисковые кон
вейеры и устройства. М.: Машиностроение, 1973. 216 с.
Конвейерные поезда в горной промышленности/Б. Н. Тартаковский, Б. 3. Палей, Л. М. Солодовник и др. Киев.: Паукова Думка, 1974. 208 с.
Курников Ю. А., Сливной В. Н. Исследование опоры ленточного конвейера на магнитной подушке. — В кн.: Шахтный и карьерный транспорт. Вып. 4. М.: Недра. 1978. с. 97-107.
Маховер Ю. М_, Онохов П. П. Ленточные конвейеры с воздушной подушкой, Мд НИИИНФОРМТЯЖМАШ, вып. 6.74.40, 1974, с. 1-30.
Олейник А. М., Поминов И. Н. Эскалаторы. М.: Машиностроение, 1973. 2’54 с.
Пертен Ю. А. Крутонаклонные конвейеры. Л.: Машиностроение, 1977, 216 с.
Потураев В. Н., Франчук В. П., Червоненко А. Г. Вибрационные транспортирующие машины. М.: Машиностроение, 1964. 272 с.
Смолдырев А. Е., Гидро- и пневмотранспорт. — 2-е изд. М.: Металлургия, 1975, 366 с.
Спиваковский А. О., Потапов М. Г., Приседский Г. В. Карьерный конвейерный транспорт. — 2-е изд. М.: Недра, 1979. 264 с.
Шахмейстер Л. Г,, Дмитриев В. Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. М.: Машиностроение, 1978. 392 с.
Штокман И. Г. Основы создания магнитных транспортных установок. М.: Недра, 1972. 192 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Автоматическое адресование грузов, адресо- носитель 250
— — децентрализованное 249
— — количество адресов 252
— — считыватель 250
— — централизованное 249
— — элементы адресования 250
Автостоп 268
Адресоноситель 250
Б
Бункера, автоматизация обслуживания 438
давление на стенки и затворы 438
затворы 439
объем 433
процессы истечения грузов 436
размеры выпускных отверстий 438
сводообразование 437
типы 433
форма 434
В
.Весы автоматические, конструкция 453
— типы 452
Вибрационные конвейеры, влияние свойств насыпных грузов 368
— настройка упругой системы дорезонансная 367
— — - - зарезонансная 367
— — — - резонансная 367
— типы 366
— центр инерции системы 376
Вибрационные конвейеры вертикальные, конструкция 453 — — — типы 452
— горизонтальные опорные, двухтрубные 376
— - - конструкция 373
— — — однотрубные 376
— — — параметры 378
— — — привод центробежный 381
— — — — эксцентриковый 382
— — — — электромагнитный 379
— — — расчет 385
— - - упругие связи 383
— — подвесные, вибровозбудители 373
— — — конструкция 370
— — — параметры 373
— — - расчет 371
Винтовые конвейеры вертикальные, конструкция 355
— — расчет 357
— горизонтальные, винт, витки 353
— — — диаметр 355
— — — Тип 353
— — — шаг 354
— — — частота вращения 354
— — привод -351
— — расчет 353
Г
Грузоведущие конвейеры, типы 309
— вертикально замкнутые, конструкция 311
_____ расчет 313
_ — — — элементы 313
Груз транспортируемый насыпной, абразивность 32
— — гранулометрический состав 30
— — влажность 31
— — крепкость 33
— — липкость 33
— — плотность 31
.— — — подвижность 32
— — слеживаемость 33
— — угол естественного откоса 32
— штучный 34 .
Группы условий абразивности груза 33
— кусковатости груза 30
— подвижности груза 32
— климатических 26
— производственных 25
— температурных 26
Д
Дозаторы, конструкция 449
способы дозирования 449
3
Затворы бункеров 439
Звездочки, диаметры 53
материалы 53
профиль зуба 52
число зубьев 53
И
Инерционные конвейеры Крейса 365
— Маркуса 364
К
Канаты 36, 53, 158, 259
Качающиеся конвейеры, классификация 361
Конвейеры, варианты загрузки 24
классификация 13, 14
классы использования 21
расположение в системе комбинированное 29
— _ — параллельное 29
— — — последовательное 29
ресурс 28
свободный выбег 97
Дональта, конструкция 220
— параметры 222
элеваторы, конструкция 222
— параметры 223
Ковшовые конвейеры, ковши, загрузка 217
— — разгрузка 217
— — конструкция 216
— конструкция 215
— параметры 216
— привод 218
- расчет 218
— тяговый элемент 216
Коэффициент готовности машины 28
— системы машин 29
использования конвейера по времени 22
— - — нагружению 23
— — — производительности 22
температурный 24
Л
Лента проволочная 164
резинотканевая, запас прочности 103
— количество прокладок 103
— ткани прокладок 103
— стыки 104
резинотросовая, запас прочности 105
рифленая 150
с бортами 148
с перегородками 150
стальная цельнопрокатная 161
ширина, нормальный ряд размеров 103, 131
— по производительности 129
— по размерам груза 130, 131
Ленточные конвейеры, барабаны, диаметры 117
— вертикальные 153
— канатные 158
— криволинейные 153
— круговые 156
— для крупнокусковых грузов 144
— передвижные 141
— переносные 141
— повышенной производительности 147
— поточного производства 142
— распределительные 156
— на ходовых опорах 161
— расчет 132
— роликоопоры 106
— с бесконтактной опорой л'енты 145
— с повышенным углом наклона 149, 152
— с проволочной лентой 164
— со стальной лентой 161
— привод однобарабанный 112
— — двух бара банный 114
— — мотор-барабан 112
— — мощность 116
— — прямолинейный 117
— — тяговый фактор 114
— пуск, время 135
— — ускорение 135
- — усилие 134
— телескопические 143
— тормозной момент 136
— угол наклона 101
— устройство загрузочное 118
— — разгрузочное 119
— — натяжное 122
— — отклоняющее 125
— — очистное 126
— — предохранительное 128
— цепные 159
Люлечные конвейеры, конструкция 219
— люльки 220
— параметры 219
— тяговый элемент 219
М
Механизация комплексная 465
Машины метательные, типы 449
— параметры 450
Машины погрузочные непрерывного действия, типы 456
— — — параметры 459, 460
— периодического действия 455
разливочные 181
Механизация транспортирования в литейном цехе 466
— в стержневом отделении 473
— на тепловой электростанции 475
— на щебеночном заводе 478
— шихты в доменную печь 480
Н
Надежность 27
Накопитель 29
О
Определитель режима работы 23
Пассажирские конвейеры, конструкция 185
— параметры 186
Питатели барабанные 446
вибрационные 446
выгружатели 447
качающиеся 446
— ленточные 443 пластинчатые 445
цепные 447
Пластинчатые конвейеры изгибающиеся, конструкция 178 - — — параметры 179 .
— прямолинейные, конструкция 167
— — настил 169
— — параметры 173
— — привод 172
— — расчет 175
— — типы 166
— — тяговый элемент 169
— — угол наклона 171
— — устройство натяжное 172
Подвесные конвейеры, типы 224
— характерные особенности 226
— грузоведущие, конструкция 281
— — параметры 282
— грузонесущие, каретки, катки 229
— — _— конструкция 227
— — — нагрузки 230
— — — подшипники 230
— — _ шаг 234
— — конструкция 226
— — ловители 253 ,
— — миогоприводные 244
— — параметры 226
— — подвески, адресование 249
— — — загрузка 247
— — — конструкция 247
_ — _ _ разгрузка 248
— — — шаг расстановки 254
— — привод гусеничный 243
— — — объединенный 243
— — — угловой 241
— — путь, вертикальные перегибы 239
— — — горизонтальные повороты 238
— — — конструкция 237
— — — расчет 240
— — — стыки 238
— — расчет 254
— — тяговый элемент 227
— — устройство натяжное 245
— — — поворотное 235
— — — предохранительное 253
— несуще-ведущие, конструкция 282
— — — параметры 283
— несуще-толкающие, конструкция 279
— — — параметры 281
— толкающие, автоматическое адресование 277
— — автоматика путевая 276
— — датчик тележки 277
— — — толкателя 276
— — конструкция 260
— — параметры 267
— — остановы 275
— — пути, конструкция 272
— — — расчет 273
— — — хомут 272
— — расчет 277
— — секции опускные 275
— — — выдвижные 276
— — сцепы многотележечные 271
— — тележки, катки 270
— — — конструкция 270
— — — нагрузки 271
— — толкатели, конструкция 267
— — — нагрузки 272
— — устройство передаточное 273
— — — предохранительное 275
Поезд конвейерный, конструкция 461
— параметры 461
— ходовая часть 462
Привод, классификация 59
расположение на конвейере 78
с линейным электродвигателем 63
синхронизация 86
Производительность массовая 66
объемная 66
техническая 65
эксплуатационная 66
штучная 67
Р
Расстояние полюсное 334
Режим работы конвейера динамический 363
— — обозначение 23
— — характеристика 24
Ритм выпуска груза-изделия 290
Роликовые конвейеры, типы 388
— иеприводные, конструкция 389
— — параметры 392
— — расчет 393
— приводные, конструкция 394
— — привод 395
— - расчет 395
С
Скребковые конвейеры, типы 187
— с контурными скребками, конструкция 206
— — — расчет 209
— — — элементы 209
— со сплошными высокими скребками, желоб 192
— — — — конструкция 189
_ — — — — параметры 190
— — — — привод 192
- — — — расчет 193
— — — — скребки 191
— — — — тяговый элемент 191
— — — — устройство натяжное 192
— с низкими скребками, желоб 203
— — — — конструкция 200
— — — — привод 203
— — — — расчет 203
— — — — скребки 203
— — — — тяговый элемент 203
— — — — для горячих грузов 204
— — — — подземные для угля 205
— трубчатые, конструкция 195
— — параметры 197
— — привод 198
— — расчет 199
— — скребки 198
— — тяговый элемент 198
— — устройство натяжное 198
— — устройство очистное 198
— — — поворотное 198
— штанговые, конструкция 210
— — параметры 211
Скребково-ковшовые конвейеры, конструкция 212
— — параметры 213
— — расчет 214
Сопротивления на участках криволинейных 71
— — поворотных 75
— — прямолинейных 69
Считыватель адреса 250
Т
Тележечные конвейеры грузоведущие, автоматическое адресование 321 — — — каретки 321 — — — параметры 320 — — — пути 321 — — — тележки 5 — — — типы 316 — — — тяговая цепь 321 — — грузонесущие, типы 284
— — вертикально замкнутые, конструкция 285
— — — параметры 285
— — — расчет 290
— — горизонтально замкнутые, конструкция 293
— — — — параметры 300
— — — — платформы 301
— — — — привод 302
— — — — пути 304
’— — — — расчет 304
— — — — тележки 301
— — — — тяговый элемент 301
— — — — ходовая часть 300
— распределительные. автоматическое адресование 308
— — конструкция 304
— — параметры 306
— — элементы 307
Техника безопасности 34
Транспорт внешний 10
внутренний (внутрицеховой) 11
промышленный 10
Транспортирующие машины, автоматизация 17
— безотказность 28
— выбор типа 15
— долговечность 28
— история развития 19
— климатические исполнения 23
— надежность 27, 28
— основные виды 12
— перспективы развития 20
— применение ЭВМ 26
— процесс управления 18
— ремонтопригодность 28
— роль и значение 9
— составные части 34
Транспортирующие трубы, конструкция 358
— расчет 359
У
Условия окружающей среды взрывоопасные 24
— — климатические 26
— — производственные 25
— — температурные 26
Установки гидравлического транспорта, автоматическое регулирование 408 — — — гидросмесь (пульпа) 400, 425 — — — конструкции 401 — — — лульпонасосы 406 — — — расчет 423. 425, 427 — — — устройство загрузочное 403
Устройства гравитационные 430
Установки пневматического транспорта, автоматическое регулирование 421 — — — аэрационные 421 — — — в патронах 422
— — воздуходувные машины 419
— — конструкции 411
— — отделители 418
— — питатели 416
— — расчет 428
ф
Факторы выбора машины, 'Технические 16
— — экономические 17
Фактор тяговой способности привода 115
ц
Центр инерции 376
Цепенссушие конвейеры, конструкция 291
— параметры 293
Цепи вильчатые 45
двухшарнирные 44
допускаемое давление в шарнире 51
— нагрузка в шарнире 49
запас прочности 49
комбинированные 37
круглозвенные 36
литые 37
оптимальные параметры, шаг 47
- — нагрузка 48
Цепи пластинчатые, материалы 41
— параметры 39, 40
— с открытым шарниром 42
— с закрытым шарниром 39
— типы 37
преимущества и недостатки 35
разборные горячештампованные 42
— холодноштампованные 44
— —’параметры 44
расчет на износ 50
сравнительные показатели 48
смазывание шарниров 46
сроки службы 52
стержневые 45
ускорение 92
Ш
Шагающие конвейеры, конструкция 323
— параметры 328
— подъемники 328
— привод 328
— рамы 328
штанговые конвейеры, конструкция 314
— параметры 314
— расчет 316
— тяговый -элемент 316
— штанга 316
Штифт предохранительный 62
Э
Экономическая эффективность 17
Элемент тяговый комбинированный 53
— основные требования 35
Электродвигатель линейный, конструкция 63
— применение 64
— составные части 64
Элеваторы, типы 328
ковшовые, ковши, загрузка 332
— — разгрузка 334
— — крепление 339
— — размеры 338
— — типы 336
— — шаги расстановки 338
— кожух 341
— конструкция 329
— привод 340
— расчет 342
— специальные типы 329, 332, 343
— тяговый элемент, выбор типа 340
— — — ленты 338
— — — цепи 339
— устройство натяжное 340
— — предохранительное 342
люлечные, конструкция 349
— параметры 349
полочные, конструкция 346
— параметры 348
Эскалаторы, конструкция 181
настил 182
параметры 181
привод 184
расчет 185
тяговый элемент 182
устройство натяжное 185
— поручневое 185
ИБ № 3188
Александр Онисимович Спиваковский
Владимир Константинович Дьячкои
ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ
МАШИНЫ
Третье издание, переработанное
Редактор И. Н. Якунина
Художественный редактор Ю. Г. Ворончнхин Технический редактор Л. П. Гордеева Корректор В. А, Воробьева
Оформление художника Ю. Г. Ворончихина
Сдано в набор 17.08.82.
Подписано в печать 10.05.83. Т-09139. Формат 70 х IOOViq. Бумага офсетная № 2. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Усл. печ. л. 39,35. Усл. кр.-отт. 79,02. Уч. изд. л. 44,14. Тираж 54000 экз. Заказ № 563. Цена 1 р. 90 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение», 107076, Москва, Б-76, Стромынский пер., 4
Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 197136, Ленинград,. П-136, Чкаловский пр., 15.
Вводные сведения
2
Составные часта
конвейеров с гибким тяговым элементом
Общая теория транспортирующих машин
Пластинчатые конвейерыПластинчатые конвейерыСкребковые конвейерыСкребковые конвейерыЛенточные конвейеры
Пластинчатые конвейеры
Пластинчатые конвейеры
Скребковые конвейеры
Скребковые конвейеры
Подвесные конвейерыПодвесные конвейерыТележечные грузоиесущие конвейерыТележечные грузоиесущие конвейеры
Подвесные конвейеры
Подвесные конвейеры
Тележечные грузоиесущие конвейеры
Тележечные грузоиесущие конвейеры
С кребково-ковшовые, ковшовые н люлечные конвейеры
1010Грузоведущие и шагающие конвейерыГрузоведущие и шагающие конвейерыП Ковшовые, полочные и люлечные элеваторыП Ковшовые, полочные и люлечные элеваторы1212Винтовые конвейерыВинтовые конвейерыКачающиеся конвейерыКачающиеся конвейерыРоликовые конвейерыРоликовые конвейерыВспомогательные устройстваВспомогательные устройства
10
10
Грузоведущие и шагающие конвейеры
Грузоведущие и шагающие конвейеры
П Ковшовые, полочные и люлечные элеваторы
П Ковшовые, полочные и люлечные элеваторы
12
12
Винтовые конвейеры
Винтовые конвейеры
Качающиеся конвейеры
Качающиеся конвейеры
Роликовые конвейеры
Роликовые конвейеры
Вспомогательные устройства
Вспомогательные устройства
| С Установки гидравлическогои пневматического транспорта
Конвейерные поезда
Примеры применения транспортирующих машин в комплексных системах
Вводные сведения