1
1. Общие сведения 2. Введение в дисциплину 3. Содержание дисциплины МНТ и литература 4. Роль и значение МНТ 5. Классификация и направление развития МНТ 6. Основы выбора МНТ по технико-экономическим показателям 7. Условия и режимы работы МНТ 8. Характеристика и свойства транспортируемых грузов 9. Сравнение конвейеров 10. Производительность и мощности МНТ 11. Сопротивления возникающие при работе МНТ 2 1. Содержание
12. Конвейерные ленты МНТ 13. Тяговые цепи 14. Ролико-опоры и поддерживающие опоры 15. Приводы конвейеров 16. Натяжные устройства 17. Загрузочные и разгрузочные устройства 19. Предохранительные устройства 18. Расчет ленточных конвейеров 19. Пластинчатые конвейеры и элеваторы 20. Скребковые конвейеры 21. Ковшовые, ковшово-скребковые, тележечные и подвесные конвейеры 22. Элеваторы грузоведущие конвейеры 23. МНТ без тягового органа, винтовые, гидравлические, пневматические. 3
24. Подвесные канатные дороги 25. Мобильные конвейерные системы.
Общие сведения: Учебный план 2001г 5 курс, 28 ч (20 ч лекции, 8ч лабораторные работы) 2 контрольные работы Зачет, Экзамен (билеты). Рабочая программа составлена на основе государственного образовательного стандарт высшего профессионального образования от _____________г. Государственный стандарт определяет требования к минимуму содержания и уровня подготовки инженера по специальности. Специальность - 170900 Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование. 5 1. Общие сведения о МНТ, их классификация, основы выбора характеристика перемещаемых грузов.
Машины непрерывного транспорта предназначены для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе непрерывно. В этой связи они имеют высокую производительность и необходимый ритм (такт) производительного процесса. Машины непрерывного транспорта используются во всех отраслях народного хозяйства. Широко используют их на железнодорожном транспорте для погрузки и выгрузки грузов. Машины непрерывного транспорта обеспечивают комплексную механизацию и автоматизацию производственного процесса и являются связующим звеном между рабочими участками и рабочими местами в рабочем производстве, могут выполнять погрузочно-разгрузочные работы. 6 2. Введение в дисциплину
Машины непрерывного транспорта включают в себя конвейеры, элеваторы, эскалаторы, канатные подвесные дороги, пневматические и гидравлические транспортирующие устройства. В качестве движущей силы используют обычно силу тяги, развиваемой конвейерной лентой, цепью, ковшом, штангой. Кроме того, могут использовать силы, создаваемые воздухом, струей воды, силы инерции, силы гравитации и др.
Основные виды машин непрерывного транспорта, режимы работы и условия работы; транспортируемые грузы, их характеристики и свойства, основные составные части конвейеров; тяговые органы, их особенности; теория и основы расчета конвейеров; расчет производительности мощности привода; теория и расчет ленточных конвейеров, виды основных элементов, тяговый расчет. Пластинчатые конвейеры и эскалаторы, особенности конструкции и расчета; Скребковые конвейеры порционного и сплошного волочения; Ковшовые, скребково – ковшовые, люлечные, подвесные, тележечные, грузоведущие конвейеры, их принципы действия, особенности конструкции и расчет. 8
Элеваторы, эскалаторы, конструкция и расчет. Машины непрерывного транспорта без тягового органа; винтовые конвейеры, вращающиеся трубы, роликовые, инерционные и шаговые конвейеры: Гравитационные (самотечные) устройства, их разновидности, особенности расчета; Пневматический и гидравлический транспорт, принципы действия, разновидности, оборудование, основы теории и расчета; Бункеры и их элементы, основы расчета; Подвесные канатные дороги, разновидности, основы расчета и проектирования. 9
ЛИТЕРАТУРА 1. Спиваковский А.О. Транспортные машины 1983 2. Зенков Р.Л. Машины непрерывного транспорта 1987 3. Александров М.П. ПТМ 1984 4. Смолдырев А.Е., Тантлевский А.В. Пневмотранспорт, штучные грузы 1979 5. Конжушко Г.Г. Пластинчатые конвейеры. Экскалаторы. 2004 6. Мачульский И.И. Подъемно транспортные и погрузочно – разгрузочные машины на ж.д. транспорте. 1989 7. Поминов И.Н. Экскалаторы метрополитена, 1994. 320 с. 8. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта, М.; «Академия» 2008. 432 с. 9. Рабочая программа. МНТ 2003 г 10. Задание на контрольные работы 1, 2 с методическими указаниями по МНТ 10
Машины непрерывного транспорта предназначены для перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе сплошным потоком. Благодаря непрерывности перемещения грузов эти машины имеют высокую производительность и обеспечивают необходимый ритм производственного процесса современных предприятий с большими грузопотоками. С помощью машин непрерывного транспорта ежедневно транспортируют тысячи тонн добытого угля из угольных шахт, а на машиностроительных заводах распределяют по цехам сотни тонн металла, топлива, комплектующих узлов и отправляют из цехов готовую продукцию и отходы производства. Широко применяют эти машины на ж.д. транспорте для погрузки и выгрузки материалов, для транспортировки щебня, для перемещения 11
минеральных удобрений и т.д. Так современный ленточный конвейер на открытых разработках угля способен транспортировать до 3000 т/ч вскрышной породы или загружать до 10 железнодорожных вагонов в час. Машины непрерывного транспорта незаменимы для организаций любого поточного производства, являясь основными средствами комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных работ. 12
В поточном производстве МНТ соединяют производственные участки цеха в единое целое. 1. Большие грузопотоки (зерно, минеральные удобрения, уголь, руда, метро). 2. Погрузка-выгрузка вагонов, судов и других транспортных средств. 3. (металл, изделия, отходы). 4. Поточное производство – в промышленном производстве обеспечивается М Н Т цикличного и непрерывного типа. 5. Коэффициент готовности М Н Т самый высокий и приближается к 1. 6. При мойке окраске, разборке, сборке широко используется М Н Т. 13
Классификация машин. Основное назначение машин непрерывного транспорта — перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с этим они могут распределять грузы по заданным пунктам, складировать их, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. К машинам непрерывного транспорта относят конвейеры, установки гидравлического и пневматического транспорта (для перемещения грузов в несущей среде). Особую группу составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: спуски, скаты, бункеры, питатели. 5. Классификация и направления развития машин непрерывного транспорта 14
Машины непрерывного транспорта классифицируют по области применения, способу передачи и характеру приложения к перемещаемому грузу движущей силы, конструкции, роду перемещаемых грузов, назначению и положению на производственной площадке. В зависимости от области применения различают машины общего назначения и специальные. Первые применяют во многих отраслях хозяйства (например, ленточные конвейеры общего назначения), а вторые — в какой-либо одной отрасли (например, подземные скребковые конвейеры в горной промышленности). По характеру приложения движущей силы и конструкции машины непрерывного транспорта подразделяют на машины с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом и др.) для передачи движущей силы и без него. 15
По способу передачи перемещаемому грузу движущей силы различают машины, действующие при помощи механического, электрического, гидравлического, пневматического или комбинированного привода, 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. Тяговый элемент имеют ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, люлечные конвейеры и элеваторы. К машинам без тягового элемента относят винтовые, инерционные, роликовые и шаговые конвейеры, а также транспортирующие трубы. По положению на производственной площадке различают машины стационарные, переставные, переносные и передвижные. 16
По роду перемещаемых грузов различают машины для транспортирования насыпных материалов (ленточные, пластинчатые, ковшовые, скребковые, винтовые конвейеры, ковшовые элеваторы, транспортирующие трубы), штучных грузов (ленточные, пластинчатые, тележечные, люлечные, подвесные, роликовые, шаговые конвейеры, люлечные и полочные элеваторы) и пассажиров (ленточные и пластинчатые конвейеры, эскалаторы). 17
18 Классификация МНТ Ленточные Элеваторы Эскалаторы (Для пешеходов) Пневмотранспортные установки Канатные дороги С тяговым органом Без тягового органа Ленточные Цепные Стационарные Пластинчатые Винтовые Цепные, ленточные Тоннельные Всасывающие 0,15 атм. Грузовые Передвижные Скребковые Транспортные трубы Центробежные или гравитационной разгрузкой Поэтапные (магазины, вокзалы) Пневмоконтейнеры (почта) Пассажирские Питатели Ковшовые Гравитационные Зачерпывание Лестничные конвейеры Одноконатные Ленточные канатные до 15 км Люлечные Инерционные Засыпание Пассажирские конвейеры Местные кресла Снегоуборочные машины Тележечные Вибрационные Раскрытие захватов Грузо-ведущие Разгонный конвейер Подвесные Скребково-ковшовые
19 Транспортирующие машины непрерывного действия Конвейеры С тяговым элемен-том Без тягового элемента Устройство пневматического транспорта Устройство гидравлического транспорта Вспомогательные устройства Устройства для хранения и выдачи груза Устройства для спуска груза под действием собственного веса Устройства для взвешивания и счета груза
20 Наименование Преимущества Недостатки Ленточный конвейер 1. Высокая производительность до 30000 т/ч. 2. Простота конструкции. 3. Малый 1.Скорость ленты до 10 м/с. 2.Фрикционный привод 3. Вытяжка до 1,5% длины ленты, т.к. велико нач. натяжения. 4. Угол наклона не более 200 для гладкой ленты. 5. Совмещение функций грузового органа. 6. Прямолинейная в основном траектория с большими радиусами поворотов. 7. Осыпание грузов вдоль конвейера
Наименование Преимущества Недостатки Цепной, пластинчатый конвейер 1.Начальное натяжение малое 2 к/ч, простое натяжение устройства, минимальная натяжка цепи. 2. Угол 35 градусов, а с перегородками до 70 градусов. 3. Малый радиус поворотов вертикальной и горизонтальной плоскости. 4. Горячие, вредные, химические активные, острокромочные грузы, окраска, закалка и другие технологические операции 1.Низкая производительность около 300 т/ч редко до 2000 т/с; до 0,4 (редко 1 м/с) до 2 км. 2. Тяжелая и сложная конструкция. 3. Привод зацеплением 1,5-2,0 тяга ход. 4. Более шумный. 5. Большой образивный износ шарниров цепи, катков. 6. Разделены функции. 7. Большие динамические нагрузки. 21
Ленточные Цепные Быстроходные Тихоходные Увеличивается производительность Снижается производительность Фрикционная тяга Зацепление зубчатое, цепное Прямая траектория С поворотом в горизонтальной и вертикальной плоскостях Простая конструкция Более сложная и дорогая Угол до 20 градусов Угол до 35 градусов Грузы с особыми свойствами не транспортируются Горячие, химические, остроконечные - грузы Нет вытяжно – тягового органа Большая различная конструкция Сравнение конвейеров 22
Задачи повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции предопределяют и обусловливают основные направления развития машин непрерывного транспорта: - создание конвейеров для бесперегрузочного транспортирования грузов по трассам большой протяженности; - повышение производительности конвейеров; - повышение надежности машин, снижение периодичности и трудоемкости их обслуживания; - автоматизация управления машинами и комплексными системами машин; - снижение металлоемкости и уменьшение размеров машин; 23
- создание конструкций конвейеров, основанных на новых принципах транспортирования (на магнитном и воздушном подвесе грузонесущего элемента, с приводом от линейных асинхронных двигателей и т. п.); - улучшение условий труда, исключение возможности потерь транспортируемого груза, полная изоляция транспортирующих устройств от окружающей среды; - унификация и нормализация оборудования на базе единых унифицированных сборочных единиц.
а) 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 и детального знакомства с производственным процессом на механизируемом предприятии и условиями эксплуатации. 25
б) Основными критериями выбора транспортирующей машины являются ее соответствие комплексу заданных технических требований а так же технико-экономическая эффективность ее применения. Важнейшими условиями выбора машины являются обеспечение надежности ее работы в заданных условиях и удовлетворение требованиям экологии и безопасности труда. Эти условия в ряде случаев заставляют принимать более дорогие и эффективные решения по экономической оценке. Рациональной следует считать такую машину (или комплекс машин), которая удовлетворяет всем техническим и экологическим требованиям, безопасна и надежна в эксплуатации, обеспечивает высокую степень механизации и наиболее благоприятные условия труда, дает высокую экономическую эффективность. 26
в) Технические факторы и особенности выбора МНТ. Выбор рационального типа транспортирующей машины определяют следующие факторы: 1. характеристика транспортируемого груза; 2. требуемая производительность машины; 3. длина и конфигурация трассы транспортирования груза; 4. способы загрузки и разгрузки; 5. условия работы машины; 6. надежность машины. 27
28
а. Условия работы конвейеров. Условия работы конвейеров определяют число часов работы в сутки и дней работы в году, характеристика места установки, температура окружающей среды, влажность и запыленность воздуха. В зависимости от характеристики установки условия работы подразделяют: Характеристики условий работы конвейера 29 Параметры Условия работы Легкие Средние Тяжелые Весьма тяжелые Время работы в сутки, ч Менее 6 6…12 12…18 Свыше 18 Влажность воздуха, % Менее 50 50…65 65…90 Свыше 90 Запыленность воздуха, мг/м 3 Менее 10 10…100 100..150 Свыше 150 Температура окружающей среды, ° С +5…+25 0…+30 -20..+30 -40..+40
30
Различают пять режимов работы: весьма легкий (ВЛ), легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т), весьма тяжелый (ВТ), которые определяются сочетанием классов использования конвейеров по времени (В) и производительности (П). Режимы работы конвейеров в зависимости от класса использования 31 Классы использования по производительности Классы использования по времени В1 В2 В3 В4 В5 П1 ВЛ Л С Т Т П2 ВЛ Л С Т ВТ П3 ВЛ С Т ВТ ВТ
а. Режимы и условия работы МНТ. Из всех видов машин непрерывного транспорта наибольшее распространение получили конвейеры. Применительно к ним различают пять режимов работы: весьма легкий (ВЛ), легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ), чтобы узнать в каком режиме предстоит работать проектируемому конвейеру и правильно подобрать его тип и комплектующие узлы достаточно собрать информацию об ожидаемой продолжительности его работы в течение года и суток, производительности, грузоподъемности и по натяжению грузонесущего органа. Для количественной оценки указанных параметров установлены классы использования конвейеров по времени (В1, В2, В3, В4, В5), по производительности (П1, П2, П3), по грузоподъемности (Н1, Н2, Н3) и по натяжению тягового органа (Ц1, Ц2, Ц3). Сочетание классов использования (таблица 3.1) и дает ответ, в каком режиме будет работать конвейер. 32
33 Режим работы Класс использования конвейера По времени По производительности По грузоподъемности По натяжению тягового органа ВЛ В1 П1, П2 Н1, Н2 Ц1 Л В1, В2 П1, П2, П3 Н1, Н2, Н3 Ц1, Ц2 С В3 П1,П2 Н1, Н2 Ц1, Ц2 Т В4, В5 ВТ В5 П2, П3 Н2, Н3 Ц2, Ц3
Режимы работы конвейеров в зависимости от продолжительности их работы в течение суток Тс, в течение года Тг, производительность П, грузоподъемность Q натяжение грузонесущего органа S. 34 Время работы, ч. Классы использования по времени В1 В2 В3 В4 В5 В сутки до5 От5 до7 От7до 16 от16до24 24 В год До 1600 От 1600 до 2500 От 2500 до 4000 От4000 до 6300 От 6300 до 8000
35 Режимы работы Продолжительность работы в часах Степень использования конвейера Тс Тг Кп (произво-дительность) К q (грузоподъемность) К s (натяжение) ВЛ До 5 до 1600 любая до 63 любая до 63 любая до 63 Л До 7 до 2500 До 100 До 100 От 63 до 80 С От 7 до 16 от 2500 до 4000 Т От 16 до 24 от 4000 до 8000 От 80 до 100 ВТ 24 от 6400 до 8000 100% 100% 100% В течении суток/года
Для правильного выбора при проектировании или приобретении типа транспортирующей машины необходимо учитывать такие физико-механические свойства груза, такие как его плотность, кусковатость, абразивность, угол естественного откоса, липкость, смерзаемость и сыпучесть и др. Плотностью насыпного груза называется отношение массы твердых частиц высушенного материала к его объему т/м куб. Она колеблется для различных грузов. От плотности груза зависит нагруженность всех узлов машины и размеры её деталей. Кусковатостью груза называют количественное распределение частиц груза по их крупности. Эту характеристику груза приходится учитывать при определении ширины конвейерной ленты или настила, размеров ковшей, бункеров, лотков. 36
Насыпные грузы разделяют: на пылевидные (средний размер частиц (а меньше или равно 0,05 мм), порошкообразные (а больше 0,05 и меньше или равно 0,5 мм), мелкозернистые (а больше 0,5 и меньше или равно 2 мм.), крупнозернистые (а больше 2 и меньше или равно 10 мм), мелкокусковые (а больше 10 и меньше или равно 60 мм), среднекусковые (а больше 60 и меньше или равно 160 мм.), крупнокусковые (а больше 160 и меньше или равно 320 мм), особо крупнокусковые (а больше 320 мм). При этом частицы груза обычно имеют неправильную форму и значительно отличаются размерами. В зависимости от однородности частиц ( кусков) груз называют рядовым или сортированным. 37
Для рядовых грузов Амакс / Амин больше 2,5; для сортированных Амакс / Амин меньше 2,5; где Амакс, и Амин – максимальный и минимальный размер кусков. Абразивность – это свойство частиц насыпного груза истирать (изнашивать) соприкасающиеся с ними во время движения рабочие поверхности настилов, лент, лотков, шарниров тяговых цепей и прочих деталей. К неабразивным материалам (группа А) относятся зерно, опилки древесные, торф кусковой, малоабразивными (группа В) являются глина сухая мелкокусковая, гравий рядовой округлый, известняк мелкокусковой, каменный уголь. Средней абразивностью (группа С) характеризуются песок сухой, цемент. Самой высокой абразивностью (группа Д) обладают щебень сухой, руда железная, сухая зола. 38
Для транспортировки абразивных грузов следует принимать меры против ускоренного износа частей машины – применять противостоящие износу материалы и надежные уплотнения для подшипников и шарниров. Угол естественного откоса для различных насыпных материалов составляет от 25 до 66 градусов. Он образуется при свободном высыпании материала на горизонтальную плоскость и зависит от сил сцепления между частицами материала и от величины сил внутреннего трения между ними. Чем больше сцепление между частицами и значительнее силы внутреннего трения, тем круче откосы отсыпанного материала. Угол естественного откоса для одного и того же материала изменяется в зависимости от влажности, температуры, крупности частиц. Особенно на величину этого угла влияет движение, встряхивания, вибрации. Приближенно считают, что угол естественного откоса равен 0,7, т.е. угол естественного откоса в движении на 30% меньше, чем в состоянии покоя. 39
Знание угла естественного откоса позволяет правильно определить размеры сечения насыпного груза на несущем элементе конвейера и в конечном счете производительность машины. Угол естественного откоса для одного и того же материала изменяется в зависимости от влажности, температуры, крупности частиц. Особенно на величину этого угла влияет движение, встряхивания, вибрации. Приближенно считают, что угол естественного откоса равен 0,7, т.е. угол естественного откоса в движении на 30% меньше, чем в состоянии покоя. Знание угла естественного откоса позволяет правильно определить размеры сечения насыпного груза на несущем элементе конвейера и в конечном счете производительность машины. Липкость и смерзаемость влияет на сыпучесть груза и значительно затрудняют их транспортировку. Задача облегчается предварительным просушиванием влажных грузов, использованием эффективных очистных устройств и принудительной разгрузки. 40
Коэффициенты трения насыпного груза по стальному настилу или по резиновой обкладке конвейерной ленты влияют на величину предельного уклона конвейера, а также на конструкцию предельных лотков и бункеров. К примеру, при волочении каменного угля по стальной поверхности минимальный коэффициент трения = 0,29, по резине = 0,55, по дереву 0,84. Кроме насыпных грузов конвейеры перемещают и штучные грузы: ящики, бочки, мешки, контейнеры, пакеты, поддоны. Проектируют предназначение для этих целей конвейеры, по габаритным размерам штучных грузов выбирают ширину несущего элемента, а по их массе грузоподъемность и прочность конструкции, скорость транспортировки и производительность. 41
42 Наименование грузов Плот-ность т/м 3 Угол наклона Максимальный размер кусков а, мм Коэффициент трения Абразив-ность По стали По резине Руда железная 2,1-3,5 40 500 1,2 -- Высоко-абразивные материалы Шлак каменно угольный 0,59-0,88 41 50 1,0 0,66 Кокс 0,48-0,53 35-50 300 1,0 -- Земля грунтовая сухая 1,2 30-45 200 0,8 0,61 Гравий округлый 1,6-1,9 -- 30 1,0 -- Антрацит мелкий 0,8-0,95 45 200 0,84 -- Уголь каменный 0,65-0,8 30-45 400 0,8 0,6 Зола сухая 0,4-0,6 40-50 -- 0,84 -- Песок сухой 1,4-1,65 30-35 -- 0,8 0,56 Физико-механические свойства насыпных грузов
Наименование грузов Плот-ность т/м 3 Угол наклона Максимальный размер кусков а, мм Коэффициент трения Абразив-ность По стали По резине Гипс мелкокусковой 1,2-1,4 40 100 0,78 0,82 Мало-абразивные материалы Глина сухая 1,0-1,5 50 -- 0,75 -- Известняк мелкокусковой 1,2-1,5 40-45 200 0,56 -- Мука пшеничная 0,45-0,66 50-55 -- 0,65 0,85 Пшеница 0,65-0,83 25-35 -- 0,6 0,5 Опилки древесные 0,16-0,32 39 -- 0,8 -- Торф сухой кусковой 0,35-0,5 32-45 300 0,6 -- Цемент 1,0-1,3 40 -- 0,65 0,64 Щебень сухой 1,5-1,8 35-45 60 0,74 0,6 43
1. Скорость движения ленты, производительность конвейера, натяжение ленты, продолжительность работы, в течение года и суток. производительность, грузоподъемность, натяжение ленты. 2. Мощность привода, скорость движения ленты. натяжение ленты. 44
Условия и режимы работы конвейеров учитывают при выборе параметров конвейера и расчете их элементов на прочность. 45 Класс использования конвейера по производительности определяется коэффициентом загрузки К п = П с /П max, где П с и П max – средняя и максимальная производительности конвейера: Коэффициент загрузки Класс использования конвейера по производительности П1 П2 П3 Кп Менее 0,25 0.25….0,63 0,63…..1,0
Производительность измеряется в м куб./ч., а внешняя нагрузка в т. транспортируемого материала, натяжение ленты в кН. Чем тяжелее режим работы конвейера, тем выше должен быть данные прочности комплектующих узлов (ленты или цепи, редукторов, муфт, электродвигателей и т.п.) Режим дает возможность правильно подобрать комплектующие узлы и физико-механические. Свойства грузов – выбрать тип транспорта. 46 В таблице К п = П факт /П max · 100 ; К q =Q факт / Q max · 100 ; К S =S факт / S допуск · 100 ; П факт, Q факт, S факт - фактические значения производительности, внешней грузоподъемности и натяжения ленты (цепи). П max – возможная производительность
47 Классы использования по производительности зависят от коэффициента загрузки. К п = П с /П max Где П с и П max - средняя и максимальная производительность конвейера. Классу: П1 соответствуют значения Кп меньше или равно 0,25 П2 Кп=0,25/0,63; П3 Кп=0,63/1,0
Классы использования по грузоподъемности тягового органа Ц характеризуются отношением: фактической нагрузки Q ф на грузонесущий орган (фактического сопротивления W ф) к номинальной грузоподъемности Q н (допускаемому сопротивлению W д). Соответственно для класса Н1: Кн = Q ф / Q н меньше или равно 0,5, для класса Н2 Кн =0,5 /0,63 для класса Н3 Кн =0,63 / 1,0 и наконец для класса Ц2 Кц = 0,63 / 0,8 для класса Ц3 Кц =0,8 /1,0 При проектировании конвейера необходимо кроме того учитывать температурные и климатические условия его работы, наличие в воздухе абразивной пыли, влияющей в частности на величину сопротивлений движению ходовой части и мощность привода. 48
Производительность транспортируемой машины определяется количеством насыпного или штучного груза, перемещаемого в единицу времени. Различают производительность массовую П G (т/ч), объемную П V (м/ч) или штучную П Z (шт/ч). Эти величины связаны зависимостями П G = П · V · ρ где П G = массовая производительность П V = объемная производительность м/ч ρ = плотность т/м 3 П G = mZ m= масса для штучных грузов т. Z = число грузов Грузы транспортируются сплошным потоком (ленточный и винтовой конвейер) или отдельными частями (люлечный конвейер, элеватор). Если груз равномерно распределен 49
Мощность привода МНТ N = Р кн V м/с P- сила тяги,Н V - скорость ленты м/сек как рассчитав силу тяги Р (метод обхода по контуру) Р = S нб – S об /С S нб - максимальное натяжение ленты S об - динамическая нагрузка на ленту С- коэффицент неравномерности нагрузки на ленту Элеватор – полное. Наклонная плоскость Инерционный конвейер. Р > G cos α + G sin α · ρ cos α L > F; F = G sin α L f. Сила инерции равна сумме силы трения и составляющего силу. 50
На грузонесущем органе, то каждый метр машины нагружен распределенной нагрузкой q (кг/м). Тогда при движении со скоростью V (м/с) за одну секунду транспортируется количество груза равной qV (кг/с). И, соответственно, массовая производительность установки составляет : П G=36qV (т/ч) Распределенную (погонную) массу груза непрерывного потока постоянного сечения рассчитывают по формуле q=F ρ ( кг/м), где F- площадь поперечного сечения потока ρ - плотность груза 51
52 q=m/a (кг/м), где a - шаг несущих элементов (ковшей, подвесок и др.) m- распределенная масса (кг) Различают техническую и эксплуатационную производительность транспортирующей машины. Технической производительностью называют количество груза, перемещаемого в единицу времени при полном заполнении грузонесущего элемента машины. Эксплуатационную производительность определяют с учетом фактического заполнения и потерь времени в реальной эксплуатации.
Для любого вида машин, включая, транспортирующие мощность привода зависит от двух факторов: присутствующего при работе сопротивления и скорости, с которой это сопротивление преодолевается. Формула для расчета мощности достаточно простая: H- высота подъема груза, L 2 -длинна наклонной части ленты, ω 0 - обобщенный коэффициент сопротивления, η - КПД привода Трудности возникают при определении общего сопротивления, которое включает в себя большее число составляющих. Например, у ленточного конвейера сопротивление подъему груза на наклоненном участке, сопротивления от сил трения в роликоопорах, отклоняющих, натяжных, приводных, барабанах и роликах, в загрузочных и разгрузочных устройствах и пр. 53
Определение всех этих сопротивлений оказывается громоздким и трудоемким. Поэтому для приближенных расчетов обычно применяют обобщенный коэффициент сопротивления ωo, равный отношению сопротивления к силе тяжести транспортируемого груза. W/G= ω 0 Этот коэффициент зависит от характера, трассы, качества изготовления и монтажа установки, условий его работы – материала, климатических условий. Наиболее точно значение коэффициента ω 0 можно определить экспериментально для конкретной транспортирующей машины. Если коэффициент ω 0 известен, можно приближенно рассчитать мощность привода конвейера, которая сложится из мощности затрачиваемой на подъем груза по вертикали N в и перемещения его по горизонтали N г. 54
55 N=N в+ N г= (П gH/360)+( П gL 2 ω 0 /360)= П g/360(H+L 2 ω 0 ) кВт С учетом потерь в природе N= П g/360 η m(H+L 2 ω 0 ) П g- массовая производительность конвейера т/ч Н= Lsin α - высота подъема материала на наклонном участке конвейера, м L - общая длина ленты конвейера, м α - угол наклона конвейера в градусах L 2 = Hsin α - длина горизонтальной проекции конвейера. ω 0 - сопротивление конвейерной ленты m - масса транспортируемого груза за один цикл, кг.
Сопротивление в конвейере возникают двух видов: распределенные равномерно вдоль конвейера и сосредоточенные в некоторых характерных точках. Сопротивление возникают только там, где имеются движущиеся части конвейера, так как в движении находится груз, лента и кроме того вращаются роликоопоры, на каждый движущийся элемент воздействует своей силой тяжести на опорные устройства, то в опорах возникают силы трения. К ним добавляются силы сопротивления перегибу ленты, силы энергии и все это складывается в общее сопротивление движению конвейера.Выполняют тяговый расчет методом обхода конвейера по контуру. Для этого необходимо начертить схему конвейера, указать на схеме длину каждого участка (как горизонтальных, так и наклонных), угол наклона, высоту подъема материала, обозначить расчетные точки.Выбор расчетных точек – ответственный этап тягового расчета. Их проставляют на изображенной схеме конвейера в местахнабегания и сбегания ленты с приводного и натяжного барабана, перед и после загрузочного и промежуточного разгрузочного устройства, на участках перехода наклонной конвейера в горизонтальный и наоборот. 56
При определении усилия натяжения ленты во всех точках контура пользуются общим правилом : натяжение ленты в каждой последующей по ходу движения точке равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками. Расчет начинают всегда с точки 1 сбегания ленты с приводного барабана, так как именно здесь чаще всего лента имеет минимальное натяжение. Далее последовательно обходят по контуру весь конвейер, замыкая расчет точкой набегания ленты на приводный барабан. В этой последней точке суммируются все сопротивления и лента получает наибольшее натяжение. Ввиду того, что натяжение ленты в точке на данном этапе расчета пока неизвестно, его подставляем в формулы в буквенном выражении S 1. Тогда натяжение ленты в точке 2 будет равно S 2 = S 1 + (q л + q п ) g(L 2 + L 3 ) W, 57
Где g = 9,81 м/с ускорение свободного падения (произвеление погонных масс ленты и порожних роликоопор на g дает силу тяжести, приложенную на одном метре конвейера к подшипникам роликоопор) L 2 + L 3 – расстояние между точками один и два W – коэффициент сопротивления движению ленты по роликоопорам, значение которого приведены в таблице 4.4 В этой формуле известны все условные значения кроме S 1. Поэтому после подстановки цифровых значений выражение примет вид S 2 = S 1 + А, где А – некоторое постоянное число. Если на участке конвейера 1 - 2 натяжения ленты возрастало благодаря распределенным силам трения в роликоопорах, то в точке 3 при сгибании направляющего ролика возникает точечное (сосредоточенное) сопротивление, вызванное не только силами трения, но и составляющей силой натяжения ленты. 58
Поэтому S 3 = К S 2 = К( S 1 + A ), где К – коэффициент увеличения натяжения ленты в местах сгибания его отклоняющих барабанов и направляющих роликов, его величина зависит от обхвата лентой барабана или ролика. В расчетах можно с достаточным приближенно считать, что при угле обхвата 180 градусов угол = 3,14 рад К = 1,05 - 1,06 = 90 градусов угол = 1,57 рад К = 1,03 - 1,04 < 90 градусов угол больше 1,57 рад К = 1,02 Натяжение ленты в точке 4 подсчитывают по формуле S4 = S3 + (q л + q п ) gL1 cos α W - q л gL1 sin α, где L 1 cos в – горизонтальная проекция наклонного участка конвейера; L 1 sin α – вертикальная проекция участка 1 или что тоже самое, высота спускания ленты по вертикали между точками 3 и 4. 59
Таким образом на этом участке сопротивление движению конвейера с одной стороны продолжает увеличиваться (преодолеваются силы трения), а с другой начинает уменьшаться – лента, опускаясь вниз, собственной силой тяжести тянет сама себя. Этим объясняется знак минус в формуле. 60
Все конвейеры подразделяются на машины с тяговым органом или без тягового органа. В первую группу машин входят ленточные и цепные конвейеры различного вида и назначения. Наибольшее распространение во всех отраслях народного хозяйства получили ленточные конвейеры, тяговый орган которых, выполненный в виде бесконечной ленты, одновременно является грузонесущим. При этом ленты могут быть резинотканевыми, резинотросовыми, проволочными или сделанными из холодноканой ленты. В отдельных конструкциях ленточных конвейеров роль тягового элемента выполняют стеленные канаты. Также широко применяются цепные конвейеры, в которых тяговым элементом служат цепи, а грузонесущим прикрепленные к цепям настилы в пластинчатых конвейерах, скребки в скребковых конвейерах, ковши в ковшовых конвейерах и т.п. К цепным конвейерам относятся ещё люлечные, тележечные, подвесные, грузоведущие. Очень близки по конструкции к цепным конвейерам эскалаторы и цепные элеваторы. 61
62 Геометрические схемы ленточных конвейеров
В состав конвейеров входят следующие детали, узлы и сборочные единицы: ленты (цепи), опорные устройства, приводы, натяжные устройства, загрузочные и разгрузочные устройства. 63 Схема ленточного конвейера 1 - лента; 2 – роликоопоры; 3 – приводной барабан; 4 – натяжной барабан; 5 – погрузочная станция
Резинотканевые ленты имеют многопрокладочную конструкцию. При изготовлении прокладки укладывают по длине ленты, пропитывают резиновой смесью и вулканизируют, соединяя все в единое целое. Прочность ленты зависит от материала прокладок и их числа. Изготавливают прокладки из синтетических или хлопковых материалов. От внешних воздействий лента утолщена резиновыми обкладками, причем верхняя обращенная к грузу имеет толщину до 10 мм., а нижняя 3,5 мм. Это максимальный расчет. 64
65 Сечение конвейерных лент а- с прокладками; б- с тросами
Резинотросовые ленты состоят из одного ряда стальных проволочных канатов диаметром от 4,2 до 11,5 м, нескольких тканевых прокладок и наружных резиновых обкладок. Ленты обладают высокой прочностью и применяются в конвейерах, работающих с повышенными нагрузками. Преимуществами лент являются: Совмещение функций тягового и несущего элементов Бесшумность работы Пространственная гибкость в продольном по ходу конвейера направлении и возможность работы с производительностью до 30 000 т/ч при скорости до 10 м/с = 600 м/мин = 36 км/ч на расстоянии до 5 км. Основным недостатком лент являются: Фрикционный способ передачи тягового усилия требующий большего начального натяжения, что приводит к вытяжке ленты, ускоренному износу, усложнению привода. 66
67 Соединение конвейерных лент а – скобами; б – петлевыми зажимами; в и г - вулканизацией
68 Типы проволочно – сетчатых лент
69 Типы лент с перегородками
70 Конвейер с стальной цельнокатаной лентой
При определении ширины ленты условно принимают, что груз равномерно распределен на ленте по всей рабочей длине конвейера. Тогда ширина ленты при транспортировке насыпных грузов рассчитывается по приближенной формуле в м. где П – массовая производительность, т/ч К1 – коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте, значения приведены в таблице. К2 – коэффициент учитывающий осыпание части груза вдоль оси конвейера на его наклонных участках. V – скорость, м/с р – плотность материала, т/ м куб. Значение коэффициента К2 в зависимости от угла естественного откоса см таблицу 4.3 71
72 Тип конвейера Угол естественного откоса транспортирующего груза в покое, в градусах 30 35 40 45 С плоской лентой, применяются для транспортирования насыпных грузов лишь у коротких конвейеров (до 60 м) 105 125 145 160 С желобчатой лентой (угол наклона боковых роликов – 20 градусов) 265 285 305 320
Промышленность выпускает гладкие резинотканевые ленты четырех типов. Лента типа 1 рассчитана на тяжелые режимы работы с крупно кусковыми грузами, поэтому толщина рабочей обкладки увеличена у нее до 10 мм., а нижней не рабочей – до 3,5 мм. Ленту типа 2 применяют в средних условиях работы, типа 3 и 4 – в легких соответственно толщина обкладок у них существенно меньше. Для последующих расчетов принимаем среднее значение толщины верхней обкладки б 1 = 5 мм., нижней обкладки б 2 = 2 мм, тяговой прокладки б п = 1,4 мм, что позволит определить ориентировочную массу ленты. Средняя пластичность резинотканевой ленты составляет р = 1150 кг/м3. Поэтому для расчета массы одного метра ленты достаточно определить ее объем. Тогда q л = р в б л /10000 = 1,15 вб кг/м, где ширина ленты в м., а ее толщина б в мм. Толщину ленты рассчитывают по формуле б л = i п б п + б 1 + б 2. 73
Если транспортирующий груз содержит крупные куски, то расчетную ширину ленты следует проверять на кусковатость согласно условию. Вк больше или равно 3,5а + 0,2, где а – максимальный линейный размер кусков груза (табл.4.3) В случае когда условие не выполняется, следует уменьшить скорость движения или увеличить ширину ленты. Окончательную ширину ленты выбирают из стандартного ряда 0,3; 0,4; 0,5; 0,65; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 м. 74
Применяются в цепных конвейерах тяговые цепи, изготавливаются различной конструкции. Чаще это пластинчатые цепи, звенья которых соединены шарнирно при помощи валиков и втулок. В шарниры цепи в необходимых случаях встраиваются ролики, катки или колеса и ребордами, благодаря которым нагрузка от транспортируемого металла и ходовой части конвейера передается на направляющие опорные поверхности. Наиболее изнашиваемым элементом цепи является валик, размеры которого определяют прочность шарнирного соединения, а следовательно всей цепи в целом. Валик работает на срез и изгиб. Преимущества тяговых цепей состоит в том, что они по сравнению с резиновыми лентами способны работать при: высоких температурах; в агрессивной среде; с грубыми крупнокусковыми материалами. 75
К цепи надежно крепятся грузонесущие элементы (пластины, скребки, ковши и т.п.). Кроме того цепь обеспечивает надежную передачу тягового усилия от ведущей звездочки и имеет малую вытяжку под нагрузкой. Шаг цепей 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000. Недостатками цепного тягового органа являются: Относительно низкая скорость конвейера Наличие большого количества интенсивно изнашивающихся шарниров, которые к тому же теряют подвижность при попадании в зазоры части груза или продуктов коррозии. Износ увеличивает шаг цепи. 76
77 Пластинчатые цепи а - безвтулочные; б – втулочные; в – катковые; t ц – шаг цепи; В – ширина пластины; d – диаметр валика; D - диаметр катка.
78 Кованная разборная цепь а, б – схемы отклонения внутреннего звена в плоскости оси шарнира соответственно с цилиндрическим и бочкообразным валиками; в – секция цепи; г – схема сборки-разборки; 1,2 – соответственно внутреннее и наружные звенья; 3 – валик; φ – угол поворота звена; t ц – шаг цепи.
Роликоопоры (для лент конвейера) установленные по всей длине конвейера, предупреждают провисание ленты и воспринимают действующие нагрузки. Для верхней грузонесущей ветви конвейера, предназначенного для транспортировки сыпучих грузов, применяют желобчатые роликоопоры, состоящие из нескольких отдельных роликов. Нижняя ветвь конвейера поддерживается, плоскими роликоопорами, длина которых соответствует ширине конвейерной ленты. Таким образом лента во время работы конвейера прогибается и принимает форму желоба там, где осуществляется транспортировка груза и распрямляется в местах его выгрузки, оставаясь плоской на обратной ветви. Часть роликоопор в специальном исполнении: центрирующая лента на оси конвейера, амортизирующие удары в местах загрузки конвейера и другие. К опорным устройствам для ленты или тяговых цепей относятся такие настилы, направляющие элементы станины конвейера, ролики, катки, колеса. 79
80 Типы подвесных роликоопор а – дисковые на вращающемся гибком валу; б – дисковая на невращающейся оси; в – роликовая с шарнирно соединенными осями
81 Типы роликоопор а – однороликова; б – двухроликовая; в – трехроликовая; г – для порожняковой ветви; д – амортизирующая; е – центрирующая для грузовой ветви; ж – центрирующая для обратной ветви.
82 Схема расположения приводов а – однодвигательный; б – двухдвигательный; в и г – трехдвигательный; д – многодвигательный с промежуточными приводами (многоприводный конвейер) П – привод; Д – двигатель.
В ленточном конвейере движущая сила передается на ленту трением при сгибании его приводного барабана. Для приведения ленты в движение барабан получает вращение от электродвигателя через редуктор. В различных конструкциях конвейер применяют однобарабанные приводы с одним или двумя двигателями, двухбарабанные с близко расположенными друг около друга приводными барабанами и реже трехбарабанные. Увеличение числа барабанов позволяет реализовать большие тяговые усилия, но сокращают срок службы ленты вследствие многократных ее перегибов. 83
84 Схемы приводов с передачей усилия зацеплением а – угловой привод со звездочкой при повороте на 90 ° ; б – тоже на 180 ° ; в – со звездочкой на прямом участке; г – гусеничный привод.
85 Двухбарабанный трехдвигательный привод
86 Редуктор привод скребкового конвейера
С короткозамкнутым ротором (до 100кВт) и фазным ротором, если больше 100 кВт. Гораздо реже применяют электродвигатели постоянного тока (когда необходимо плавно регулировать скорость конвейера) и гидравлический привод. Последний находит применение в угольных шахтах, т.е. во взрывоопасной среде. В цепных конвейерах также используют электромагнитный привод, однако последним его звеном служит не барабан, а звездочка или кулачковый блок, устанавливаемые на повороте трассы конвейера в зацеплении с тяговой целью. Другой вариант привода – гусеничный. Он устанавливается на прямолинейном участке конвейера, имеет в своей основе замкнутую приводную цепь с кулаками (по типу тракторной гусеничной тележки). 87
Кулаки передают тяговое усилие на цепи конвейера. Приводные звездочки имеют обычно от 5 до 8 зубов специального профиля и изготавливаются литыми из стали. Преимущества гусеничного привода – это возможность установки его на любом горизонтальном участке трассы, а также меньший диаметр приводной звездочки и, соответственно, увеличенный крутящий момент при одних и тех же тяговом усилии и скорости конвейера. Эти преимущества проявляются в длинных тяжело нагруженных конвейерах. Так известны пластинчатые конвейеры длиной до 2 км. С девятью приводными гусеничными механизмами. 88
Натяжное устройство служит для создания первоначального натяжения тяговых элементов, ограничение его провеса между роликоопорами и компенсации вытяжки в процессе эксплуатации. Первоначальное натяжение должно быть таким, чтобы в ленточных конвейерах обеспечивалось надежное сцепление ленты и с барабаном, а в цепных конвейерах – совпадение шага цепи с зубьями звездочки. В конвейерах применяют механические, грузовые, натяжные устройства. К механическим устройствам относятся винтовые, пружинно-винтовые, грузовые, грузолебедочные и лебедочные. Винтовые натяжные устройства используются на цепных конвейерах и ленточных (длиной не более 60 м.) Пружинно-винтовые устройства устанавливают на длинных цепных конвейерах, а грузолебедочные на ленточных конвейерах большой протяженности. 89
90 Схемы натяжных устройств а и б – винтовые; в – тележечное грузовое; г – пневматическое (гидравлическое); д – пружинно- винтовое.
91 Натяжной винтовой механизм с центральным расположением винта
Ленточные конвейеры длиной более 500 м оборудуют лебедочным натяжным устройством, которое создает нужное усилие, а благодаря датчикам контроля натяжение ленты регулируется в зависимости от режима загрузки конвейера. Наибольшее натяжение развивается в период пуска конвейера, а при установившемся режиме оно автоматически уменьшается до минимального для данной загрузки конвейера, чтобы снизить мощность лебедки применяют полионасты. 92
93 Лебедочно-грузовое натяжное устройство для мощных ленточных конвейеров
Насыпные грузы подаются на конвейер загрузочной воронкой и расширяющимся направляющим лотком, которые сообща формируют поток груза и направляют его в середину ленты. Геометрические размеры этих устройств задаются такими, чтобы высота падения груза на ленту была минимальной, а скорость подачи груза близка скорости движения ленты. Поверхности загрузочных устройств подвергаются сильному истиранию, поэтому их защищают полосами из износостойкой резины или метал из закаленной твердой стали. Для уменьшения износа на воронке и лотке делают «карманы» и груз скользит по грузу. 94
Схемы питателей а – ленточный; б – винтовой; в – пластинчатый; г – качающийся; д – вибрационный; е – барабанный; дисковый; з - цепной 95
96 Схемы погрузки на конвейер а – с падением груза непосредственно на ленту; б – с наклонного лотка.
97 Схемы разгрузочных устройств ковшовых конвейеров а – на тележке с подъемной шиной и упорами на ковшах; б – с роликами на ковшах; 1 – тяговая цепь: 2 ковш; 3 – разгрузочная шина в рабочем и нерабочем положениях; 4 – тележка; 5 – упор; 6 – консольный ролик:
98 Погрузочная машина ПНБ-3М с парными нагребающими лапами
99 Погрузочная машина с однодисковым нагребающим погрузочным органам (ГДР)
100 Роторные погрузочные машины
101 Загрузочное устройство для конвейера с расставленными ковшами 1 – загружаемый ковшовый конвейер; 2 – конвейер с направляющими козырьками; 3 – загрузочный ленточный конвейер
Погрузочная станция гидрозакладочной установки 102
Разгружаются конвейеры с концевого барабана или на трассе при помощи плужковых или барабанных разгружателей. Плужковые разгружатели применяют на горизонтальных конвейерах для разгрузки пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов при скоростях ленты до 2 м/с. Они состоят из сбрасывающего и защитного узлов установленных под углом 30-45 градусов к продольной оси ленты, опорного стола и приемных воронок. В рабочем положении плужковый сбрасыватель опирается на ленту, выпрямленную на опорном столе из желобчатого состояния в плоское, разгрузочный изгиб отводит в воронку основную часть транспортируемого груза, а затяжной с резиновой полосы в нижней части сдвигает с ленты оставшуюся часть груза. В нерабочем положении сбрасыватель приподнят и свободно пропускает под собой ленту с грузом. 103
104 Схемы сбрасывателей а – двухстороннего ( плужкового); б – одностороннего; в – двухстороннего механического6 г – одностороннего механического
После сбрасывания груза с ленты конвейера с ленты конвейера на рабочей поверхности остаются частицы, прилипшие к ленте. Обычно после разгрузки лента уносит от 3 до 5% общего количества налипших материалов, до 20% липких. Если не считать ленту, то этот материал напрессовывается на роликоопоры обратной ветви, вызывает сбег ленты в сторону, образует завалы под конвейером и требует на удаление больших затрат ручного труда. Для очистки лент применяют скребки или вращающиеся щетки, установленные сразу после головного барабана. В отдельных случаях используют гидроочистку (обмыв) ленты. 105
При транспортировании липких грузов обратную ветвь переворачивают на 180 градусов, таким образом, чтобы лента опиралась на роликоопоры чистой стороной. В конце обратной ветви лента переворачивается еще раз, чтобы не перегружать ленту длину участка переворота принимают равной не менее 15 ширин ленты. Хорошую степень очистки ленты обеспечивает барабанное устройство с продольным расстоянием очистного барабана. Барабан вращается и взаимодействует с прижатой к его поверхности лентой. Для обеспечения надежной и безопасной работы конвейера на него устанавливают контрольные и предохранительные устройства: датчики продольного порыва ленты, ее поперечного сдвига и т.д. 106
Если на конвейере имеются наклонные участки, то в его приводе устанавливают тормоз или останов, предупреждающие самопроизвольное движение ленты с грузом. Ставят также ловители для удерживания ленты при ее обрыве. Вдоль конвейера периодически устанавливают кнопки «стоп» и протягивают трос аварийной остановки. При возникновении аварийной ситуации достаточно потянуть за этот трос и это вызовет срабатывание одного из путевых выключателей, размещенных на расстоянии 10-25 м. вдоль всего конвейера. 107
Ленточные конвейеры отличаются от других типов конвейеров высокой производительностью, простотой конструкции, надежностью в работе и удобством в эксплуатации. Они имеют сравнительно небольшой расход электроэнергии, меньшую массу и хорошо приспосабливаются к рельефу местности. При помощи каскада последовательно расположенных отдельных конвейеров с перегрузкой груза с одного конвейера на другой или из единых многоприводных конвейеров можно создать конвейерную линию длиной до 100 км. Причем, как показали сравнительные технико – экономические расчеты использование подобных лент обходится дешевле, чем железнодорожный или автомобильный транспорт. 108
109 Схема к расчету ленточного конвейера
К недостаткам ленточных конвейеров следует отнести высокую стоимость конвейерной ленты (50-60% стоимости всего конвейера) и ограниченный срок ее службы особенно при низких и высоких температурах, просыпание легких сыпучих грузов и осыпание других вдоль трассы конвейера. Целью расчета конвейера является выбор типоразмеров его составных частей: ленты, роликоопор, барабанов и др. Исходными данными для расчета служат схема конвейера с основными размерами, производительность, характеристика транспортируемого груза, производственные условия размещения и эксплуатации конвейера, режим его работы. Расчет начинают обычно с определения ширины конвейерной ленты. Для этого необходимо знать производительность конвейера П и скорость движения ленты V. Значение П берут из проектного задания, а значение скорости принимают в зависимости от свойств транспортируемого груза. Практикой эксплуатации установлены следующие значения допустимых скоростей (таблица 4.1) 110
111 Значение допустимых скоростей ленточного конвейера Вид груза Рекомендуемые значения Скорость V. м/с При ширине ленты В. м Пылевидные (мука, цемент) 0,8/1,0 0,5/1,0 Крупнокусковые (руда) абразивные 1,25/3,15 0,8/2,0 Среднекусковые абразивные 1,6/4,0 0,5/2,0 Среднекусковые малоабразивные (уголь) 1,25/5,0 0,5/2,0 Мелкокусковые и зернистые абразивные (песок, гравий, грунт) 2,0/6,3 0,5/2,0 Зерновые (рожь, пшеница) 1,6/4,0 0,5/1,0
112
113 Ширина ленты В л 0,3 0,4 0,5 0,65 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0 Среднее число прокладок i 2 3 4 4 5 5 5 5 6 6 I пбп, мм 2,8 4,2 5,6 5,6 7,0 7,0 7,0 7,0 8,4 8,4 σ л, мм 10,8 12,2 13,6 13,6 15,0 15,0 15,0 15,0 16,4 16,4 q л, кг/м 3,7 5,6 7,8 10,1 13,8 17,2 20,7 24,2 30,1 37,7 Расчеты погонной массы лент различной ширины выполнены в табличной форме
114 Условия работы конвейера Роликовые опоры на подшипниках качения прямые желобчатые Легкие – сухие помещения без пыли 0,018 0,020 Средние – отапливаемые помещения с небольшими количеством абразивной пыли 0,022 0,025 Тяжелые – открытый воздух с большим количеством абразивной пыли или в не отапливаемого помещения с высокой влажностью 0,035 0,050 Весьма тяжелые – очень пыльная атмосфера 0,040 0,083 Средние – на металлокерамических подшипниках скольжения 0,060 0,083 Значения коэффициента сопротивления движения ленты ω
Для конвейерной ленты в зависимости от ее ширины подбираются стандартные роликоопоры. Промышленность выпускает верхние и нижние роликоопоры с диаметром роликов 89, 108, 133, 159, 194, 219, 245 мм. Диаметр ролика увеличивают с ростом скорости движения ленты плотности и кусковатости груза. Однако значительное увеличение диаметра ролика нежелательно, так как при этом увеличивается его масса и стоимость. Поэтому для мелкокусковых грузров преимущественно используют ролики диаметром до 133 мм. Погонную массу вращающихся частей роликоопор подсчитывают по эмпирическим формулам: для желобчатых роликоопор груженой ветви конвейера q р = 10 В + 7/ l р, кг/м для плоских роликоопор порожней ветви конвейера q п = 10 В + 3/ l п, кг/м, где l р – расстояние между роликоопорами груженой ветви, принимаемое равным 1,0 / 1,5 м; l п – расстояние между роликоопорами, порожней ветви, равное 2 м. 115
Погонная масса транспортируемого груза находится из приведенной выше формулы расчета производительности: q = П / 3,6 V, кг/м, где П – производительность, т/ч V – скорость, м/с. Для того, чтобы определить усилие натяжения ленты в любой точке контура, тяговое усилие конвейера и мощность приводного электродвигателя необходимо выполнить типовой расчет. Который сводится к подсчету всех сопротивлений, возникающих во время работы конвейера. 116
117 Тип ленты Число прокладок i п Угол наклона конвейера (градусы) Коэффициент Сп Резинотканевая 5 0-10 8 >5 -- 9 <5 10-18 9 ≥ -- 10 Резинотросовая -- -- 7-8,5 Значение коэффициента С п
118 Передвижной ленточный конвейер
119 Натяжение ленты в точках 5 и 8, где возникают дополнительные сопротивления от сосредоточенной нагрузки при сгибании лентой натяжного барабана и отклоняющего ролика, определяют таким же способом, как натяжение ленты в точке 3: S5 = KS4 ; S8=KS7 Далее, после загрузочного устройства в точке 6 лента получает натяжение: S 6= S 5+СП GV /3.6; Где С- коэффициент, учитывающий трение груза о стенки направляющего лотка, С=1,3/1,5 П-производительность конвейера, т/ч V -скорость ленты, м/с Для конвейеров, работающих на повышенных скоростях кроме трения о стенки направляющего лотка необходимо учитывать сопротивление на преодоление энергии груза, поступающего на ленту с меньшей скоростью по сравнению со скоростью движения ленты.
В таких случаях расчет следует проводить по формуле: S6=S5+0,1pgΔV2,ΔV2=(V2-V20)? Где q -погонная масса груза, кг/м V -скорость движения ленты, м/с V 0-проекция скорости движения частиц груза по загрузочной воронке в нижней ее части. Обычно величина Δ V 2 изменяется от 2 м/с при высоте стенки воронки 1 м до 10 м2/с2 при высоте стенки 6 м. Натяжение ленты в точке 7: S7=S6+(q Л +q р +q)L1cosβω+(q Л +q р +q)L1sinβω На этом участке конвейера груз и лента поднимается вверх, поэтому в формуле знак минус заменялся знаком плюс. Кроме того учитывается погонная нагрузка на плоских роликоопор q Л, а желобчатых q р. Перед двухбарабанным разгрузочным устройством в 9 натяжении ленты равно: S9=S8+(q Л +q р +q)L2ω 120
А после него S 10=( S 9+ qgh ) K 2 В случае, если вместо двухбарабанного разгрузочного устройства на конвейере установлен плужковый сбрасыватель расчет проводят по формуле: S 10= S 9+ Cqg Вл, Где С-коэффициент, учитывающий трение груза о сбрасыватель, С=2,7÷3,6; h =3 м-высота подъема груза перед двухбарабанным разгрузочным устройством. К-коэффициент увеличения натяжения ленты при сгибании барабанов. Натяжение ленты в точке ее набегания на приводной барабан составит: S11=S10+(q Л +q р )L3ω В формуле не учтена погонная масса груза, так как лента после разгрузочного устройства перемещается пустая. 121
В результате тягового расчета конвейера получаем уравнение с двумя неизвестными S 1 и S 11 вида: S11= Д S1+E, Где Д и Е – численные коэффициенты. Второе уравнение с этими неизвестными дает формула Эйлера, связывающая силы натяжения ленты в точках 1и 11. S11= е flS1, Где е -2,71 основная натурального логарифма f -коэффициент трения ленты о барабан равный 0,1 на мокром чугунном барабане, 0,2-на влажном, 0,3 на сухом чугунном барабане и 0,4 на барабане с резиновой футировкой. L -угол обхвата лентой барабана выпаженной в радианах. В при приводах с одним тяговым барабаном его принимают обычно равным 3,7 – 3,8 рад (220 – 230 градусов), а в двубарабанных приводах его значение достигает 7,1 рад (430 градусов). 122
Совместное решение двух уравнений позволяет определить натяжение ленты в точках 1 и11, а затем, последовательно подставляем в предыдущие уравнения известное значение S 1, узнать силы натяжения ленты во всех точках контура. Результаты расчёта представляют в графической схеме на диаграмме натяжения ленты. Тяговый расчёт даёт ответы на многие вопросы. Теперь можно окончательно подобрать тип конвейерной ленты, выбрать для конвейера привод и натяжное устройство. Согласно тяговому расчёту лента имеет максимальное натяжение ( S 11) в точке натяжения её на приводной барабан. По максимальному усилию S макс и коэффициенту запаса прочности ленты Сп можно определить необходимое число прокладок. I п= S максСп/КРВ, 123
124 Если разрывные усилия ленты составляет значение Smax Сп, то зная ширину ленты, находим необходимое число прокладок i п, подбирая такой материал прокладок. Который по своей прочности соответствует действующим нагрузкам. Кр=65 Н/мм для комбинированных из хлопка и полиэстра прокладок Кр = 100; 200;300; 400 Н/мм для различных вариантов резинотканевых лент с прокладками из полиамидных нитей. Кр=1000; 1500;2500;3150;4000;5000 Н/мм для резинотроссовых лент. Резинотросовые ленты более дорогие. По этому их используют в особонагруженных конвейерах.
Тяговое усилие, которое должен развивать конвейер составляет F т =Smax - Smin, необходимая мощность привода N=F т V/ η,кВт, Где F т – тяговое усилие, а V - скорость ленты а м/с. η – КПД привода. Для исключения пробуксовки ленты при самых нагруженных режимах, привод должен иметь запас по сцеплению не менее 30 – 40 %. На эту величину следует увеличить расчетное значение тягового усилия. F т при определении мощности привода. На основе тягового расчета определяют и величину оттягивающей нагрузки F н натяжного барабана F н= S кб +S сб, Где S кб и S сб – набегающее и сбегающее усилие в ленте на натяжнном барабане, в приведенном примере F н =S4+S5 125
126 Схема ленточного-натяжного конвейера
Материал транспортируется по желобу при помощи вращающегося винта-шнека. Загрузка через люки в крышке желоба, разгрузка через данные отверстия по фронту. Витки изготавливают из листа 4 - 8 мм и приваривают к валу. Шаг винта t = (0,8 - 1,0) Д, где Д = 0,1 - 0,8м Частота вращения от 50 для тяжелых материалов до 150 для легких. Особенность конвейера – герметичность. Поэтому его применяют для перемещения пылящих и горячих грузов, а также влажных. Безопасность при транспортировании ядовитых. Пылящих материалов. 127
128 Винтовой конвейер 1 – вал с винтом; 2 – желоб; 3 – промежуточный подшипник; 4 – передний подшипник; 5 – задний подшипник; 6 – загрузочный патрубок; 7 – смотровой люк; 8 – промежуточный разгрузочный патрубок; 9 – концевой разгрузочный патрубок (открытый); 10 – электродвигатель; 11 – редуктор привода; 12 – упругая муфта; 13 – уравнительная муфта;
Промежуточные опоры вала установлены внутри трубы и снижают проходные сечения. Поэтому площадь заполнения трубы S = U (πД 2 )/4, где U - поправочный коэффициент. U значительно меньшие единицы U = 0,125 (тяжелые грузы) - 0,4 (легкие). Разновидностью винтовых конвейеров являются транспортирующие трубы для горячих грузов. Внутри трубы укрепляется на стенке спираль, труба устанавливается на роликовых опорах и при ее вращении груз смещается при каждом обороте на шаг спирали. Эти трубы применяют для обжиге, сушки, смешивании 129
130 Типы вертикальных (а. б ) и крутонаклонного (в) винтовых конвейеров
Процесс герметичен, сравнительно прост, но велик расход энергии. Коэффициент U не более 0,3, частота вращения мала и определяется из условия mV 2 /ч < mg, т.е. центробежная сила прижимающая частицы к стенке должна быть меньше их тяжести. Тогда частицы не будут увлекаться при вращении трубы, подниматься вверх и осыпаться, оставаясь почти на месте 131
Предназначены для перемещения штучных грузов по горизонтали или под небольшим углом наклона, которые перекатываются по стационарным роликам вращающихся на опорах рамы. Приводные имеют электрический привод на все ролики с помощью продольного вала и конических пар или ленты, или цепи. На не приводных конвейерах груз перемещается под действием толкающей движущей силы (захват, толкающая штанга) или продольной составляющей силы тяжести. Такие конвейеры называют гравитационными, у которых сложный настил заменен батареей роликов. Это позволяет уменьшить сопротивление и угол наклона конвейера. 132 10. Роликовые конвейеры, в т.ч. гравитационные
133 Неприводные роликовые конвейеры а – конвейеры с криволинейными секциями; б – стрелка и узлы пересечения: 1 – криволинейные участки; 2 – поворотный круг; 3 – подъемная секция на проходе
134 Секции неприводных роликовых конвейеров
135 Условия работы элеваторного конвейера G sin α >G cos α ; G tg α > f, или tg α >f ; Α =arctgf; Условие работы пневмотрубы p( π ·d 2 )/4>Gcos α f+Gsin α G(cos α f+sin α ), разделим на cos α, тогда p( π ·d 2 )/4cos α >G ( f+tg α )
В пластинчатых конвейерах тяговым элементом является одна или две цепи, а грузонесущем – жесткий металлический настил, состоящий из отдельных пластин. Такие конвейеры применяют в тех случаях, когда необходимо транспортировать горячие и остроконечные, крупнокусковые материалы или те, что в процессе транспортирования подвергаются технологическим операциям – закалка, мойка, окраска и т.п. Их используют в горно – рудной промышленности (руда. Уголь), металлургии, химической промышленности (вредные химически активные материалы), машиностроение ( поточные линии. Сборка, сушка, окраска, терм. обработка). 136
137 Пластинчатый конвейер 1, 7 – разгрузочная и загрузочная воронки; 2 – приводная звездочка; 3 – направляющая; 4 – рама; 5 – бортовой настил; 6 – катковая цепь; 8 – натяжное устройство; 9 – зубчатая передача; 10 – натяжные звездочки; 11 – электродвигатель; 12 – редуктор; В – ширина настила
Преимуществом пластинчатых конвейеров по сравнению с ленточными являются возможность работы с более крупным наклоном (до 60 градусов) и меньшими радиусами поворота трассы (5-8м). К недостаткам их относятся значительные массы настила и цепей, высокая их стоимость и ограниченная скорость движения, не превышающая обычно 1,25 м/с. Пластинчатый конвейер состоит из двух бесконечных цепей, сгибающих установленные по концам конвейера приводную и натяжную звездочки. В промежутке между ними цепи спираются роликами (катками) на направляющие пути, выполненные из уголков или швеллеров. Звездочки и направляющие элементы опорных роликов смонтированы на станине, собранной из секций подобно тем, что применяют в ленточных конвейерах. Привод пластинчатого конвейера состоит из электродвигателя, редуктора и приводных звездочек, и установлен в головной части конвейера. На другом конце смонтированы звездочки натяжного устройства обычно винтового или пружинновинтового типов с ходом 320-1000 мм. 138
139 Тяговая цепь эскалатора метрополитена 1 – наружная пластина; 2 – внутренняя пластина; 3 – соединительная пластина; 4 – сплошной валик; 5 – полый валик; 6 – соединительный валик; 7 – втулка; 8 – ролик; 9 – упор цепи; 10 – пружинное кольцо; 11 – стопорная шайба.
К цепям конвейера прикреплен настил, состоящий из гладких или фигурных металлических пластин. В случае перемещения сыпучих материалов отдельные пластины на шарнирах цепи перекрывают друг друга, предотвращая просыпание материала. Для транспортирования пластинчатых штучных грузов применяют плоский без бортовой настил, а для насыпных грузов бортовой коробчатый настил. Разновидностью пластинчатых эскалаторных конвейеров являются эскалаторы метрополитена или лестничные конвейеры, используются для доставки рабочих в карьеры. В обоих случаях в качестве настила принимают ступени. В эскалаторах ступени опираются колесами на две системы направляющих, что делает возможным складывания ступеней на верхней и нижней площадках в плоский настил. В качестве поручней используют ленточные конвейеры с прорезиненной лентой специального профиля, перемещающейся с той же скоростью, что и настил. Это достигается за счет двух цепных подач от вала приводных звездочек эскалатора. 140
141 Пассажирский эскалатор а – схема эскалатора; б – схема прохождения ступеней по направляющим путям у натяжной звездочки на нижней площадке
Элеваторы предназначены для транспортирования навесных или штучных грузов по вертикальной или крутонаклонной трассе ( 60-82 градусов к горизонтали) и разделяются на ковшовые, полочные и люлечные. Ковшовые элеваторы применяют для перемещения насыпных грузов, а люлечные и полочные – для штучных грузов. Ковшовый элеватор состоит из ковшей, огибающих верхнюю приводную звездочку и нижнюю натяжную. В случае с лентой применяются барабаны, приводящие в движение элеватор за счет сил трения. Ходовая часть элеватора помещена в закрытом металлическом кожухе. Насыпной груз подают в загрузочный патрубок нижней секции кожуха, где он загружается в ковши, а после подвне разгружается в верхней части элеватора, где ковши опрокидываются. Кожух силовой. По способу загрузки и разгрузки ковшей элеваторы разделяют на быстроходные и разгрузкой главным образом под действием центробежных сил и тихоходные, в которых груз удаляется из ковшей самотеком под действием силы тяжести. 142
143 Вертикальный ленточный ковшовый элеватор
Элементы элеватора. Ковши изготавливают из листовой стали толщиной до 6 мм с накладками из твердой стали на изнашиваемой передней стенки. Они бывают глубокие для легкосыпучих материалов и легкие для влажных и плохосыпучих грузов. Ширина ковшей минимальная В=100 мм и достигает В=1000 мм, объем от 0,2 до 16,8 л.(при В=650мм). Шаг расставленных ковшей обычно в 2 раза больше шага сомкнутых ковшей. Последний изменяется от 160 до 500 мм. Ковши закреплены к ленте болтами или к тяговым цепям. Тяговый элемент применяют конвейерные резинотканевые или разнотросовые ленты. Ширина ленты должна быть больше ширины ковша на 25-150мм. Цепи применяют пластинчатые или круглозвенные. При ширине ковшей до 250мм применяют одну тяговую цепь с центробежным креплением к задней стенке ковша. Выше – две тяговые цепи. 144
Привод эскалатора редукторный с дополнительной цепной или зубчатой передачей. Угол наклона эскалатора к горизонту 30 градусов, ширина ступени до 1 м., скорость полотна 0,75-0,9 м/с., линейная масса настила составляет примерно 200-275 кг/м, пропускная способность эскалатора до 10000 чел/ч. Безопасность эксплуатации достигается установкой в приводе двух электромагнитных колодочных тормозов и наличием упоров против складывания цепи на наружных пластинах, пластинчатых втулочнороликовых цепей, благодаря которым в случае отрыва цепи исключается ее перегиб в обратную сторону и складывания ступеней. 145
Если ковши расположены на тяговом органе вплотную, то такой элеватор называют с сомкнутыми ковшами. В других конструкциях ковши расставлены на некотором расстоянии друг от друга. Первый тип применяют для крупнокусковых и образивных грузов, когда ковши заполняются засыпанием. А второй тип для хорошо сыпучих грузов (ковши заполняются зачерпыванием. Но практически ковши наполняют тем и другим способом. Самотечную разгрузку применяют при плохосыпучих, влажных грузах (мел, опилки), при этом ковши полностью опрокидываются дополнительным наклонением обратной ветви внутрь с помощью дополнительных звездочек или роликов. Центробежная же разгрузка используется для легкосыпучих материалов (зерно, пылевидные материалы) – выброшенные центробежной силой частицы не должны попадать на впереди идущий ковш. На восходящей ветви элеватора ковш с грузом движется равномерно и нагружен только силой тяжести р = mg, а при повороте на приводном барабане (звездочках) возникает центробежная сила. 146
147 Схемы наклонных элеваторов с сомкнутыми ковшами а – ленточного; б – цельного со свободно свисающей обратной ветвью; в – двухцепного поддерживаемого обратной ветвью.
148 Схемы загрузки разгрузки и расположения ковшей элеватора а – элеватор с расставленными ковшами ( загрузка зачерпыванием, разгрузка центробежная); б – элеватор с сомкнутыми ковшами (загрузка засыпанием в ковши, разгрузка самотечная, направленная); в – самотечная свободная разгрузка; г – центрольная разгрузка
149 Схемы полочных элеваторов а – вертикальный; б – наклонный; в – вертикальный с отклонением захвата на рабочей ветви; г – расчетная схема.
150 Схемы двухцепного (а) и одноцепного (б) люлечных элеваторов: 1 – тяговые цепи; 2 – приводные звездочки; 3 – люльки; 4 – привод; 5 – натяжные звездочки
При ОА > ч полюс располагается вне окружности барабана и силы тяжести превышает центробежную – происходит самотечная (гравитационная) разгрузка. ОА = ч – смещенный способ разгрузки. На характер разгрузки ковшей влияет еще соотношение между полюсным расстоянием ОА и радиусом барабана ч. Б = ОА/ч При Б < 1 разгрузка центробежная, В самых тихоходных элеваторах с самотечной разгрузкой значение Б достигает 3. 151
Расчет элеватора. Исходные данные для расчета: производительность, характеристики груза и высота подъема. Расчет основных параметров элеватора: Выбор типа элеватора (тихоходный, быстроходный, ленточный, цепной), выбор типа ковшей (их объем, шаг установки) вариант установки расставленные или сомкнутые, выбор скорости ковшей. Тяговый расчет – метод обхода по контуру аналогично расчетам ленточного конвейера. Определение мощности приводного электродвигателя обычным методом. 152
В отличие от ленточных конвейеров, в которых натяжное устройство обеспечивает подачу тягового усилия трением, в пластинчатых конвейерах, где тяговое усилие передается цепью, роль натяжного устройства заключается только в выборе слабины тягового органа. Вследствие относительно малой вытяжки цепей ход винта винтового натяжного устройства делают равным всего 1,6 - 2,0 t, обеспечивающим возможность изъятия одного звена цепи с шагом t после избыточной вытяжки. Линейное натяжение цепей, устраняющее их провисание, может быть определено по эмпирической формуле в Н S нат = 6000 В + 40 L, где В – ширина настила в м, L – длина конвейера в м. Тяговый расчет пластинчатого конвейера проводят как и для ленточных конвейеров методом обхода по контуру, начиная с точки сбегания тяговых цепей с приводных звездочек. 153
154 Особенности тягового расчета Начальное натяжение цепи (цепей) принимают сразу 1-2 км для одной, 3 – 4 км для двух. Затем определяют точку отсчета при тяговом расчете. Для горизонтального конвейера это точка сгребания цепей с приводных звездочек, S = 4 км. Для наклонного конвейера та же точка. Если (Н /L 2 ) < ω Если же ( H/L 2 ) > ω, то отсчет ведут с низшей точки по часовой стрелке и против. В конечном счете приходят к значению S нб и S сб. Далее как обычно W = S нб - S сб. N=(W·N)/ η ω - при подшипниках скольжение от 0,06 до 0,13 качения от 0,02 до 0,045 в зависимости от условий. ω = W/G, где W- сопротивление движению, G вес груза ω =(( fd ц +2 m )/ D катка ) · К р
Для снижения радиуса поворота в плане применяют круглозвенные или с поворотными валиками. Ролики или катки встроены в шарниры пластинчатой цепи, поэтому их ось максимально нагружена (подшипники только скольжение с регулярной смазкой) Настил ПК : плоский, волнистый, безбортовой, бортовой, сомкнутый, разомкнутый ширина настила 0,4 - 1,4м Привод в голове звездочка (с гранями) и цевочный гусеничный, промежуточный, 40ХН. Каждая грань имеет нагрузку от 0 до W макс + динамика от соударения. Натяжные устройства : Винтовые с кодом 1,2 - 2,0 шага цепи пружинно-винтовые, когда V > 0,25 м/с Приводная и натяжная станции закреплены на отдельных фундаментах. Опорные конструкции с направляющими для тяговых цепей в виде секции 3,6 м. 155
Ленты применяют преимущественно в быстроходных конвейерах, предназначенных для транспортировании легких насыпных грузов с относительно малым сопротивлением зачерпыванию. А цепи – в тяжело нагруженных элеваторах с большой производительностью грузы тяжелые, кусковые, горячие. Привод редукторный, размещается в верхней части элеватора. Обратный ход предотвращает остановку, установленного на быстроходном валу механизма. Натяжное устройство винтовое или грузовое с ходом 200-500мм. Кожух Средние секции соединенные друг с другом болтами. Их изготавливают из листов стали до 4мм и для жесткости окантовывают уголками. Геометрия «головки» кожуха прицепляется согласно троектории выброса грузов из ковшей (порабола). Кроме остановок применяют ловители цепей, прослабленные стальные канаты по боковым стенкам ковшей, которые исключают поведение кодовой части при обрыве тягового органа. 156
Скребковые конвейеры основаны на принципе волочения транспортируемого материала по желобу или трубе, или плоскому настилу. Если груз перемещают высокие скребки, высота которых равна высоте стенок желоба, то такой конвейера называют конвейером порционного волочения. Груз в этом случае движется отдельными порциями перед каждым скребком. Когда же применяются низкие скребки, высота которых в несколько раз меньше высоты бортов, то груз образует сплошное тело волочения. У такого типа конвейеров погруженное скребковое полотно поддерживается цепью в основании слоя и увлекает за собой за счет сил сцепления верхний свободный слой материала. 157
Схема скребкового конвейера
Скребковые конвейеры широко распространены в угольной и пищевой промышленности, в энергетике и в сельском хозяйстве при погрузке или выгрузке зерна, удобрений, песка, мелкого угля на ж.д. транспорте. Для среднекусковых сыпучих грузов используют конвейеры с открытым желобом, а для зернистых и пылевидных герметично закрытые. Преимуществами скребковых конвейеров является простота конструкции, отсутствие пыления и потерь груза. К недостаткам можно отнести измельчение груза, повышенный износ движущихся частей и желобов, загрязнение и отказы втулок и катков цепей. 159
Грузы на нижнюю рабочую ветвь поступают сверху через холостую верхнюю ветвь, а выгружаются через отверстие в днище желоба. Методика расчета скребкового конвейера принципиально не отличается от расчетов других типов конвейеров. 160 Скребковый конвейер со сплошными полукруглыми скребками
161 Схемы скребково-ковшовых и ковшовых конвейеров П-привод; НУ – натяжное устройство; З – загрузка; Р- разгрузка П-привод; НУ – натяжное устройство; З – загрузка; Р- разгрузка Схемы люлечных конвейеров
162 Схемы узлов трубчатых скребковых конвейеров а – загрузка ; б и в – поворотные устройства
163 Конвейер со сплошными низкими скребками
164 Схемы конвейеров с контурными скребками а – г – вертикально-замкнутых; ж и з – горизонтально – замкнутых; 1 – порожняя ветвь цепи; 2 – рабочая ветвь цепи; 3 – приводная звездочка; 4 – натяжная звездочка
Узлы конвейеров с контурными скребками а – узел загрузки петлеобразного конвейера – элеватора; б – узел разгрузки конвейера – элеватора; в – узел перехода с вертикального на горизонтальный участок конвейера с комбинированной трассой перемещения груза; г – узел загрузки конвейера на горизонтальном участке; д – узел разгрузки конвейера на горизонтальном участке; 1 – рабочая ветвь цепи со скребками; 2 – порожняя ветвь цепи со скребками; 3 – желоб конвейера; 4 – приводная звездочка; 5 – скребок; 6 – поворотный барабан; 7 – патрубок для возврата просыпавшегося груза. 165
166
167 Подвесные конвейеры для легких грузов а – б – с совмещенными тяговыми и несущими элементами; в – с вращающимся гибким валом; г –узлы перегрузки с одного конвейера на другой
168 Поворотные устройства а – со звездочкой; б – с блоком; в – на роликовой батарее
169 Разновидность подвесных конвейеров а – грузонесущий; б – грузотолкающий; в – грузотянущий: 1 – каретка: 2- подвеска: 3 – цепь; 4 – тележка; 5 – грузовой путь; 6 – тяговый путь; 7 и 8 -толкатели
170 Профили ходового пути подвесного грузонесущего конвейера
171 Металлические конструкции для крепления подвесного пути конвейера а – на тягах; б – на кронштейне; в – на отдельных стойках
Грузоведущие конвейеры. Грузоведущим называют конвейер, на котором под действием тяговой цепи (каната) или жесткой штанги штучные грузы транспортируются на собственном колесном ходу или на тележках, которые не прикреплены к тяговому элементу, а перемещаются им при помощи толкателя или захвата. Тяговая цепь может расположиться на полу помещения, под ним или вверху на подвесном пути. Преимуществами грузоведущик конвейеров являются простота конструкции, невысокая стоимость, он не загромождает производственные площади. Используют также конвейеры в поточном производстве, в механизированных складах. Они имеют непрерывное или пульсирующее движение. 172
Движущей является сила инерции. Желоб совершает возвратно – поступательное движение в горизонтальной плоскости. Груз перемещается толчками, а желоб совершает качание вперед и назад с меняющейся скоростью за счет двухкривотипного привода. На прямом ходу груз плавно разгоняется вместе с желобом, а когда скорость резко замедляется груз силой инерции проталкивается вперед. Условия работы такого конвейера. Сила инерции F = ma должна быть больше силы трения G cos L f. Поэтому конвейер может работать под углом L = 10 – 15 градусов вверх. 173
Штанговые конвейеры перемещают в процессе сборки, ремонта тяжелых грузов, вагонов, платформ и пр. Тяговый элемент цепештанговый) движется возвратно – поступательно и перемещает груз с одной позиции на другую. Затем толкатели возвращаются в исходное положение. 174
Пневмотранспорт применяют для перемещения насыпных и штучных грузов. Груз перемещается в струе воздуха в трубопроводе, который перемещаясь с большой скоростью образует с порошковым грузом аэросмесь. Перепад давления по концам трубопровода создают компрессорам в нагнетательных установках или вакуум – насосом во всасывающих установках. Грузы: цемент, пылевидный или мелкокусковой уголь, зерно, соль, зола, шлак, опилки и т.д. Применяются на перегрузках на ж.д. транспорте. Производительность установок 30 - 100 т/ч, расстояние до нескольких сотен метров. Преимущества: герметичность системы, сложная трасса, защита груза от внешней среды и потерь, возможность перемещать вредных для здоровья грузов. Недостатки: интенсивное изнашивание трубопроводов и большие затраты энергии. 175
176 Схемы гидротаранспортых установок а – с пульпонасосом; б – с водяным насосом и питателем; в – с естественным напором; I – резервуар для пульпы; 2 – пульпонасос; 3 – пульпопривод; 4 – грохот для водоотделения; 5 – резервуар для воды; 6 насос для воды; 7 – водопровод; 8 – бункер с питателем; 9 – смесительная воронка
177 Схемы основных типов пневмотранспортных установок а – высасывающего типа; б – нагнетательного типа высокого давления; в – нагнетательного типа среднего давления; г – всасывающе-нагнетательного типа
Несущий и тяговый канаты подвешены на опорах. Грузовые и пассажирские. Одноканатные дороги. Маятниковые дороги; Дороги с кольцевым движением (кресельные, ковшовые); Буксировочные. Канатоведущий шкив большого диаметра. Приводной и натяжной. Несущие канаты закрытые – внешний ряд фасонные S - образные проволоки. Влага не проникает внутрь, их поверхность гладкая- меньше износ и сопротивление. 178
179 Грузовые подвесные канатные дороги а – двухканатная с кольцевым движением; б – одноканатная с кольцевым движением; в – двухканатная с маятниковым движением; А – погрузочная станция; Б - разгрузочная станция4 1 – конвейер; 2,9 – бункеры; 3,7,16,22 – рельсовые пути, 4, 13,29 – несущие канаты; 5, 28 – тяговые канаты; 6, 25 – поддержывающие опоры; 8 – оборотный шкив тягового каната; 10, 24 – натяжные грузы, 11, 27 – якоря; 12,19, 30 – вагонетки ; 14, 15,26 – приводы; 17 – ходовое колесо; 18 – зажимное устройство; 20 – нессущий тяговый канат; 21 – роликовая батарея; 23 – концевой шкив; 31.32 – контр грузы: движение груженых вагонеток; движение порожних вагонеток.
180 Канатные дороги для образования отвалов а, б – хребтового; в – секторного; г – прямоугольного; 1 - погрузочная станция; 2 – промежуточная станция; 3 – конечная станция
181 Грузовое натяжное устройство а – без полиспаса; б – с полиспасом
182
ПВ – втулочные (штыревые) ПВР – втулочно – роликовые ПВК – втулочно – катковые с гладкими катками ПВКГ – втулочно – катковые с ребордами Шаг цепей 80 – 1000 мм 183
Вопросы для билетов по дисциплине МНТ 1. Роль и значение МНТ 2. Классификация МНТ 3. Режимы работ МНТ, и какие параметры влияют на режим 4. Производительность МНТ 5. Свойства транспортируемых материалов: плотность, образивность 6. Угол естественного скоса, коэффициент внутреннего и внешнего трения 7. Мощность привода МНТ 8. Конвейеры, их классификация 9. Конструкция конвейерной ленты 10. Тяговые цепи 11. Роликоопоры груженой ветви 12. Роликоопоры ветви 13. Конструкция приводного механизма 14. Способы увеличения силы тяги: f, L, вакуум 15. Натяжные устройства 16. Загрузочные и разгрузочные устройства 184
17. Очистные и предохранительные устройства 18. Преимущества и недостатки ленточного конвейера. Расчеты 19. Определение ширины ленты 20. Распределение и сосредоточенное сопротивление 21. Схемы и троектории лент конвейера 22. Метод обхода по контуру 23. Как определить дополн. сопр. тяг в конце участка подъема 24. Как определить доп. сопр. в конце участка уклона 25. Величина сопротивлений при различных силах натяжения ленты 26. Когда сопротивление может снижаться 27. Коэффициент сопротивления ω, его физич. смысл и возм. значение 28. Сопротивление в точке загрузки 29. Сопротивление в точке разгрузки. 2-х бар. Устройством 30. Сила тяги конвейера 31. Как узнать необход. число приплад. ленты 185
32. Как узнать необход. число приплад. ленты 33. Как узнать с какой силой нужно натягивать ленту 34. Виды цепных конвейеров 35. Конструкции пластинчатых конвейеров 36. Скребковые конвейеры 37. Элеваторы, их конструкции, эскалаторы 38. В чем состоит отличие элеватора с цент. разгр. и с гравит. - 39. Винтовые конвейеры 40. Роликовые гравитационные конвейеры 41. Расчет угла наклона гравитационного конвейера 42. Индукционные конвейеры 43. Пневмотранспорт 44. Подвесные канатные дороги + 18 вопросов из тестовых билетов 186
