14.4. Вопросы для самопроверки

1. Какие цепи используются в цепных транспортерах?

2. По каким показателям осуществляется подбор цепи?

3. Что такое скребковый конвейер и как его используют?

4. Каковы особенности расчета производительности скребкового конвейера?

5. Как рассчитывается мощность привода?

6. Для каких целей предназначен пластинчатый конвейер и в чем его отличия от скребкового?

Раздел 15. Элеваторы

Транспортирующие устройства, перемещающие материал в вертикальном направлении или в направлении, близком к вертикальному, называют элеваторами (рис. 14.1). У наклонных элеваторов рабочая ветвь движется по опорным роликам 6 или специальным направляющим путям 7. Холостая ветвь или свободно свисает, или также движется по поддерживающим устройствам. Наибольшее применение по­лучили вертикальные элеваторы, имеющие более простое устройство и не требующие (как это необходимо для наклонных элеваторов) кожуха сложной формы или наличия специальных поддерживающих устройств для холостой ветви.

В элеваторах транспортируемый груз размещается в грузонесущих элементах, закрепленных на тяговым органе. Бесконечный тяговый орган охватывает ведущий и натяжной барабаны (звездочка). Верхний барабан –приводной, нижний - натяжной. Элеватор загружается в нижней части, называемой башмаком, а разгружается в верхней части - головке.

Элеваторы различают по следующим признакам:

по исполнению - стационарные, передвижные и встроенные;

по конструкции рабочего органа - ковшовые (нории) (рис. 15.1, а, б, г) для кускового и сыпучего материала, полочные (рис. 15.1, д), люлечные (рис. 15.1, е) для штучных грузов и ковшовый (рис. 15.1, ж) типа «гусиная шея»;

по способу разгрузки - центробежные и гравитационные;

по способу загрузки - зачерпыванием или насыпью.

Ковшовые элеваторы предназначены для транспортирования сыпучих грузов, а полочные и люлечные для штучных грузов.

Основные преимущества элеваторов - возможность транспортирования груза на большую высоту (до 60 м) и под большим углом (до 90°) к горизонтали, высокая производительность, компактность конструкции, небольшая площадь размещения.

Основные недостатки - сложность конструкции, сравнительно высокая повреждаемость транспортируемого груза, чувствительность к перегрузкам.

Основные преимущества элеваторов: компактность (малые попе­речные размеры); возможность подавать грузы на значительную высоту (45-70 м); большой диапазон производительности (1-600 т/ч).

Недостатки элеваторов: ударное воздействие на груз; сравнитель­ная сложность конструкции; чувствительность к перегрузке.

Рисунок 15.1. Элеваторы

Привод элеватора 12 размещен на раме в верхней части элеватора и состоит из электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и останова.

В конструкции элеватора предусмотрен тормоз 11, который предотвращает обратное движение ковшей и тягового органа при случайном отключении привода. Обратное движение тягового органа может привести к поломке ковшей.

Способы загрузки и разгрузки элеватора. Загрузка возможна зачерпыванием из башмака или засыпанием в ковши.

В зависимости от типа транспортируемого сыпучего материала и его склонности к слеживанию применяют различные виды ковшей ГОСТ 2036—66). Глубокие ковши, показанные на (рис. 15.2, б), приме­няют для неслеживающихся, легкосыпучих материалов (например, для зерна). В ряде случаев для особо липких материалов, (например, для сырой глины) применяют открытые ковши (рис. 15.2, г). Ковши с бор­товыми направляющими (рис. 15.2, в) применяют только при сомкнутом их расположении на тяговом органе. Ковши выполняются сварными, клепаными, литыми. Все большее применение находят пластмассовые ковши. Загрузку ковшей элеватора производят либо путем засып­ки груза через загрузочное отверстие (рис. 15.3, а), либо путем зачер­пывания материала из нижней части элеватора (рис. 15.3, б).

Рисунок 15.2. Типы элеваторных ковшей:

а – скругленный мелкий, б – скругленный глубокий, в – остроугольный с бортовыми направляющими, г – открытый для липких грузов

Ширина ковша (размер b, см. (рис. 15.2) при транспортировании кусковых грузов зависит от размеров частиц и обычно принимается по условию , где ко­эффициент k = 2—2,5 для рядовых грузов и k = 4—5 для сортированных грузов с максимальным размером куска, равным a.

Рисунок 15.3. Схема разгрузки ковшей элеватора:

Загрузка: а – засыпкой в ковши, б – засыпкой и зачерпыванием.

Разгрузка: в – центробежная, г – самотечная свободная, д – самотечная направленная

Разгрузка ковшей элеваторов при больших скоростях движения происходит путем выбрасывания материала из ковшей в верхней точке элеватора под действием центробежной силы. При меньших скоростях выбрасывания не происходит, и разгрузка происходит высыпанием груза из ковшей при обегании ими верхней звездочки. В этом случае необходимо отклонить холостую ветвь элеватора, чтобы можно было подставить под груз приемный лоток или же сделать элеватор наклонным.

Масса материала, находящегося в одном ковше (кг),

, (15.1)

где V — объем ковша, л;

 — насыпная масса материала, кг/л;

— коэффициент заполнения ковша (в зависимости от вида материала =0,6—0,9). Меньшие значения принимают для крупнокусковых материалов.

Производительность элеватора при скорости υ (м/с) и шаге установки ковшей на тяговом органе, равном t (м), определяют по зависимости (т/ч)

(15.2)

Шаг ковшей обычно равен t = (2—2,5— 3)h (для чешуйчатых ковшей t = h), где h — высота ковша (см. рис. 15.2). Для цепных элеваторов шаг t должен быть кратен шагу цепи.

Расчет элеватора. Тяговый расчет элеватора производится методом обхода по контуру. В элеваторе в зависимости от типа тягового органа имеются все виды сопротивлений, рассмотренные выше для ленточных и цепных конвейеров.

Наименьшее натяжение проверяют на сцепление ленты с приводным барабаном по зависимости Эйлера. Приводные устройства элеваторов обычно располагают в их верхней части, где натяжение тягового органа максимально и где обеспечивает­ся наибольшая сила сцепления ленты с приводным барабаном. Натяж­ные устройства располагают в нижней части элеваторов, что позволяет использовать вес самого тягового органа вес нижнего барабана для осуществления заданного натяжения.

Тяговые органы. B элеваторах в качестве тяговых органов применяют ленты или цепи. Ленты используют в скоростных вертикальных элеваторах при транспортировании кусковых и зерновых грузов, а также в наклонных элеваторах.

Ширина ленты , (рис. 15.4) должен быть на 25...50 мм больше ширины ковша. Число прокладок ленты выбирают по результатам силового расчета так же, как и для ленточных конвейеров.

Ковши крепят к ленте болтами со специальными головками (рис. 15.4).

Рисунок 15.4. Схема крепления ковша

Расчет тягового органа сводится к определению сопротивлений его движению.

Привод. Расчетная мощность привода, кВт,

(15.3)

где K - коэффициент запаса мощности (K=1,2... 1,25);

- КПД привода;

- тяговое усилие на приводном барабане, Н.

(15.4)

здесь - усилие натяжения набегающей ветви, Н.

(15.5)

где - коэффициент, равный 1,05,..1,07;

- наименьшее усилие натяжения ленты в точке 1 ( = 1000...2000 Н);

- работа, необходимая дня зачерпыва­ния 1 кг материала ( = 40.,.50 Н·м/кг);

h - высота подъема груза, м;

q - масса материала на 1 м ленты, кг;

- масса 1 м ленты, кг;

- усилие натя­жения сбегающей ветви, Н.

(15.6)

Следовательно,

. (15.7)

Для цепных наклонных элеваторов (в том числе для элеваторов «Гусиная шея")

, (15.8)

где =3000...4000 Н;

- длина горизонтальной проекции элеватора, м;

, (15.9)

Откуда

(15.10)

Для привода элеватора целесообразно принимать электродвигатели общего назначения с повышенным скольжением серии 4 АС с запасом мощности, которые обеспечивают пуск загруженного элеватора. Если требуется небольшая мощность двигателя, можно использовать мотор - редукторы

Редуктор выбирают в зависимости от схемы компоновки привода по крутящему моменту на валу барабана М_кр и передаточному числу U_об. Крутящий момент, Н·м,

(15.11)

где - мощность электродвигателя, кВт;

- угловая скорость барабана, с^-1;

- частота вращения барабана, мин^-1;

– скорость элеватора, м/с;

– диаметр барабана, мм.

Передаточное число

где - частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

Если в приводе кроме редуктора применена цепная или открытая зубчатая передача, то

Передаточное число цепной передачи выбирают в пределах =1,5...2,5. При больших значения цепная передача очень громоздкая.

Натяжное устройство. Предварительное натяжение ленты элеватора натяжным устройством определяют из условия:

(15.12)

где - предварительное натяжение ленты, H;

- отклонение ленты от направления движения, мм, зависящее от

угла наклона ковша ;

и - масса, соответственно, груза и ковша, кг;

l - расстояние от центра массы груза и ковша до ленты, м; ;

- вылет ковша.

Из условия отсутствия высыпания груза из ковшей принимают < 5°.

Натяжное устройство, как правило, винтовое, но может быть и пружинно - винтовое, обеспечивающее постоянное натяжение ленты. Ход натяжного устройства составляет 200...300 мм т.е. 2-3% длины элеватора.

Натяжной барабан имеет такие же размеры, как и приводной, но рабочая поверхность его решетчатая или пластинчатая, что уменьшает накопление груза.

Предохранительные устройства, В связи с большими углами наклона элеваторов составляющая силы тяжести транспортируемого груза в ковшах больше силы трения тягового органа по направляющим, что при отключении двигателя приводит к движению тягового органа в направлении, противоположном рабочему процессу, и повреждению ковшей. Во избежание последнего на элеваторах устанавливают остановы или тормоза, для выбора которых необходимо определить тормозной момент.

Тормозной момент, приведенный к валу электродвигателя,

(15.13)

В качестве стопорных устройств используют храповые остановы и обгонные муфты (роликовые остановы), устанавливая их на валу приводного барабана (со стороны привода или с противоположной стороны).

В тяжело нагруженных элеваторах могут применяться колодочные тормоза, которые установлены на муфте (тормозной шкив изготовлен как единой целое с ведомой полумуфтой). Колодочный тормоз выбирают по тормозному моменту на валу электродвигателя .

Чтобы предотвратить поломки элеватора и привода при перегрузках (при попадании в зону загрузки посторонних предметов), устанавливают предохранительную муфту (дисковую фрикционную или фланцевую с разрушающимися элементами).

Для защиты элеватора от поломок в случае падения ленты с ковшами и грузом при аварийном обрыве ленты применяют канаты (небольшого диаметра), соединяющие без натяжения ковши по боковым сторонам.