3. Классификация машин непрерывного транспорта

К машинам непрерывного транспорта относятся кон­вейеры, установки гидро- и пневмотранспорта (для перемещения грузов в несущей среде). Особую группу составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, дозаторы и др.

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.

Машины непрерывного транспорта классифицируют по области применения, по способу передачи перемещаемому грузу движу­щей силы, по характеру приложения движущей силы и конструк­ции, по роду перемещаемых грузов, по назначению и положению на производственной площадке.

В зависимости от области применения различают машины об­щего назначения и специальные. Первые применяют во многих отраслях народного хозяйства (например, ленточные конвейеры общего назначения), а вторые — в какой-либо одной отрасли (на­пример, подземные скребковые конвейеры в горной промышлен­ности).

По способу передачи перемещаемому грузу движущей силы раз­личают 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.

Гравитационные (самотечные) устройства

В бункерных и транспортных установках широко применяют средства гравитационного (самотечного) -транспорта, к которым относятся спускные желоба, лотки и трубы, каскадные и винтовые спуски. Гравитационные устройства предназначены для подачи насыпных грузов из бункеров и штучных грузов на погрузочных установках.

Распространенные на практике сечения лотков и желобов показаны на рис. 3.7, а—г.

Желоба бывают открытые и закрытые. Открытые желоба при­меняют для транспортирования кусковых, зернистых и порошко­образных материалов, не склонных к сильному пилению. Для перемещения пылящих грузов, материалов, загрязнение которых недопустимо, а также вредных для здоровья веществ, используют спускные трубы или закрытые желоба (рис. 3.7, д—ж). На рис. 3.7, з показано сечение закрытого желоба, по эксплуатационной характеристике подобного спускной трубе. Съемная крышка об­легчает осмотр желоба и ремонт его днища. Стальные желоба и трубы изготовляют из листов толщиной 3 .., 8 мм, а деревянные желоба — из досок толщиной

20 -30 мм.

д) е) ж) з) и)

Рис. 3.7. Схемы спускных устройств:

а и б — стальные открытые полукруглый и прямоугольный желоба; в и г – деревянные открытые желоба; д и е — круглая и квадратная стальные трубы; ж — деревянная квадратная труба; з – стальной закрытый прямоугольный желоб; и – поворотный спуск.

Преимуществом спускных желобов и труб, как транспортных средств, является то, что они не имеют приводного устройства, просты по конструкции, надежны и дешевы с эксплуатации. Недостатком спускных труб является их большая длина, что вызывает неудобство в размещении обслуживаемого ими оборудо­вании и ограничивает область их применения. Для устранения этого недостатка применяют составные трубы с поворотными ко­ленами А и В (рис. 3.7, и), расположенными под заданными углами наклона к горизонту. Поворотом этих колен в горизон­тальной плоскости можно установить центр разгрузочного патрубка Р в любой точке заштрихованной зоны, ограниченной ок­ружностью, имеющей центр в точке загрузки О. В частности, разгрузочное отверстие трубы может находиться на одной верти­кали с загрузочным отверстием.

Пневматический транспорт

Установки пневматического транспорта служат для перемещения насыпных и штучных грузов по трубам или желобам при помощи сжатого или разреженного воздуха.

Установки для насыпных грузов могут перемещать пылевид­ные, порошкообразные, зернистые и кусковые материалы, а уста­новки для единичных грузов предназначены для транспортирова­ния по трубам почтовых отправлений (пневматическая почта), различной производственной документации (накладные, бланки анализов и т. п.) и мелких грузов (например, пробы для анализа), уложенных в патроны. Разновидностью пневмотранспорта яв­ляется пневмоконтейнерный транспорт, перемещающий насыпные грузы в контейнерах по трубопроводам большого диаметра.

Пневмотранспортные установки для насыпных грузов по прин­ципу действия разделяют на транспортирующие груз в потоке воздуха во взвешенном состоянии; транспортирующие груз ме­тодом аэрации, т. е. насыщения воздухом сыпучего тела, приоб­ретающего при этом свойства жидкости и текущего по наклон­ному желобу под действием силы тяжести; транспортиру­ющие груз по методу флюндизации, когда насыщенный воздухом сыпучий материал приобретает высокую подвижность, обеспечи­вающую возможность перемещения его по трубам под действием давления воздуха. Последний вид пневматического перемещения груза называется также транспортированием аэрированными по­токами в плотной фазе.

Установки, транспортирующие насыпной груз во взвешенном состоянии в потоке воздуха, разделяют на всасывающие (рис. 4.1, а), нагнетательные (рис. 4.1, б) и смешанные (рис. 4.1. в).

Рис. 4.1. Пневмотранспортные установки

Гидравлический транспорт

Насыпной груз в напорных гидротранспортных уста­новках подается в транспортный трубопровод при помощи пульпонасосов и из бункеров.

а)

18 19

в)

Рис. 4.10. Слемы гидротранспортных установок с подачей груза:

а — пульпонасосом; б — из бункера; б — самотеком

Гидротранспортная установка с пульпонасосом показана на рис. 4.10, а. Транспортируемый материал подается ленточным конвейером 2 в резервуар 1 с пульпой, откуда последняя извле­кается пульпонасосом 4 и по пульпопроводу 5 подается на грохот 8. В нем насыпной груз отделяется от воды и по наклон­ным решеткам поступает в приемный бункер 9. Вода, отделив­шаяся от частиц насыпного груза, через воронку 7 стекает в ре­зервуар 10 и оттуда насосом 6 подается по водоводу 3 в резервуар 1, в котором снова смешивается с насыпным грузом, образуя пульпу.

Преимуществом описанной системы является простота уст­ройства, а недостатком — ускоренный износ пульпонасоса под абразивным воздействием частиц перемещаемого груза. Этого недостатка не имеют системы с подачей груза из бункера.

В гидротранспортиой установке с подачей груза из бункера (рис. 4.10, б) насос 12 подает чистую воду из резервуара // в тру­бопровод 14, Насыпной груз поступает в этот же трубопровод из бункера 13, снабженного питателем. Частицы груза, падая в поток быстро движущейся воды, увлекаются в направлении транспортирования.

Безнапорная установка изображена на рис. 4.10, в. Насып­ной груз при помощи питателя поступает в открытый желоб 18 из бункера 16 и смешивается в желобе с водой, подаваемой из трубопровода 15 образуя пульпу, которая течет по желобу, име­ющему уклон 0,02 ... 0,06.

В местах поворота трассы для устранения заиливания желоба установлены сопла 17, подающие воду из трубопровода 15 и со­общающие частицам груза дополнительную кинетическую энер­гию. В местах разветвления трассы размещены шиберы 19, позволяющие регулировать поступление груза в различные приемники.

Гидротранспортные установки применяют в горной промыш­ленности для транспортирования полезных ископаемых из шахт и подачи в шахты закладочного материала, на обогатительных фабриках, в химической промышленности, К их преимуществам относятся компактность трубопроводов, герметичность, хорошая приспособляемость к производственным помещениям, возможность создавать любую по очертанию пространственную трассу, обеспе­чение загрузки и разгрузки в любой точке, удобство разветвлений трассы. Недостатками установок гидравлического транспорта яв­ляются особые требования к перемещаемому грузу (допустимость увлажнения, ограничения по гранулометрическому составу), из­нашиваемость трубопроводов и другого оборудования абразив­ными грузами, потребность в большом количестве воды, повы­шенная энергоемкость, возможность замерзания пульпы зимой.

По характеру приложения движущей силы и конструкции машины непрерывного транспорта разделяют на машины с тяго­вым элементом (лентой, цепью, канатом и др.) для передачи дви­жущей силы и без него.

Тяговый элемент имеют ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, люлечные конвейеры и элеваторы. К машинам без тя­гового элемента относятся винтовые, инерционные, роликовые и шаговые конвейеры, а также транспортирующие вращающиеся трубы.

Ленточный конвейер

Ленточными конвейерами называют машины непре­рывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры нашли широкое распространение. Их применяют для перемещения сыпучих и штучных грузов на короткие, средние и дальние расстояния во всех областях современного промышленного и сельскохозяйствен­ного производства, при добыче полезных ископаемых, в металлур­гии, на складах и в портах, используют в качестве элементов погрузочных и перегрузочных устройств, а также машин, выпол­няющих технологические функции.

Существенным преимуществом ленточных конвейеров является значительная производительность, которая при больших скоро­стях движения (6 ... 8 м/с) и ширине ленты может быть доведена до 20 000 и даже до 30 000 т/ч, что во много раз превышает произ­водительность других конвейеров. Ленточные конвейеры могут иметь сложные трассы с горизонтальными и наклонными уча­стками, а также с изгибами в горизонтальной плоскости. Длина горизонтальных конвейеров может составлять 3 ... 5 км для одной машины (става), а в отдельных случаях достигает 14 км. Благо­даря простоте конструкции и эксплуатации, удобству контроля за работой и автоматизации управления ленточные конвейеры имеют высокую надежность даже при работе в тяжелых условиях.

Не менее 70 % всех ленточных конвейеров представляют собой установки с приводом мощностью до 400 кВт и длиной до 500 м. У конвейеров большой длины и высокой производительности общая мощность приводных двигателей достигает 10 000 кВт.

К недостаткам ленточных конвейеров относится высокая стои­мость ленты и роликов, составляющая соответственно около 50 и 30 % общей стоимости конвейера.

Рис. 2.1. Схемы траса ленточных конвейеров:

а — горизонтального; б — наклонного с уклоном вверх: д — наклонного с уклоном вниз; г— горизонтально-наклонного; д — наклонно-горизонтального; е — горизонтально наклонно -гори­зонтального; ж — сложного с несколькими разноименными перегибами.

Пластинчатые конвейеры

Пластинчатыми называют конвейеры, перемещающие грузы 1 (рис. 2.29, о) на настиле 2, образованном из отдельных пластин 3 (рис. 2.29, б), как правило; неподвижно прикрепленных к гибкому тяговому элементу 4 (рис. 2.29, б—и) или составляющих одно целое с ним (рис. 2.29, б).

Для транспортирования штучных и волокнистых грузов на короткие расстояния и с малой скоростью применяют конвейеры с плоским разомкнутым (тип ПР по ГОСТ 22281—76) настилом без бортов (рис. 2.29, б), а также с настилом в виде расставлен­ных узких планок или прутков. Такие конвейеры можно исполь­зовать и для перемещения насыпных кусковых грузов, например, корнеплодов, если зазор между пластинами (прутками, план­ками) меньше минимального размера куска груза.

С увеличением скорости и дальности транспортирования по­является опасность падения груза в сторону. Во избежание этого конвейеры снабжают неподвижными бортовыми направляющими-бортами 5 (рис. 2.29, в).

Установка неподвижных бортов и применение плоского сомк­нутого (тип ПС рис. 2,29, г, д) или безбортового волнистого (тип В, рис. 2.29, е, ж) настилов позволяют уменьшить просыпа­ние груза под полотно и в стороны, благодаря чему подобные конвейеры можно использовать не только для штучных, но и для широкого диапазона насыпных кусковых грузов. Однако и при таком исполнении мелкие частицы груза просыпаются в щели между неподвижными бортами, заклиниваются в них. .Возникает также добавочное сопротивление движению от трения груза о неподвижные борта.

Этих недостатков не имеют конвейеры с бортовым (лотковым) настилом (рис. 2.29, з—м), применяемые для транспортирования как штучных, так и насыпных грузов любой крупности. Бортовой волнистый настил (тип БВ, рис. 2.29, и) образуется из пластин, перекрывающих друг друга по дну и по бокам. Такой настил имеет повышенную прочность и жесткость, устраняет просыпание груза в стороны. Увеличиваются также сцепление груза с насти­лом и допустимый угол наклона конвейера. Несмотря па то, что при использовании бортового волнистого настила несколько увеличивается масса последнего, его применение вполне оправ­данно при транспортировании больших масс насыпного груза.

Преимуществами пластинчатых конвейеров по сравнению с ленточными являются их большая приспособленность для транспортирования крупнокусковых, острокромочных, горячих и других подобных грузов, вызыва­ющих повреждение лент; работоспособность как при нормальных, так и при высоких или низких температурах; возможность транс­портирования более широкого ассортимента насыпных, навалоч­ных и штучных грузов; большое разнообразие трасс транспорти­рования (включая горизонтально замкнутые и пространственные с более крутыми подъемами и меньшими радиусами переходов с одного направления на другое, что обеспечивает компактность конвейеров и уменьшение до минимума потерь производственных площадей на участках подъема); возможность установки проме­жуточных приводов (что практически не решено для конвейеров других типов), обеспечивающих бесперегрузочное транспорти­рование на дальние расстояния; большая площадь сечения груза па полотне (при лотковой форме настила) и высокая производи­тельность при относительно небольшой скорости движения; воз­можность выполнения настила со специальными устройствами для крепления грузов с учетом использования конвейеров в тех­нологических поточных линиях; возможность загрузки непо­средственно из бункера (без специальных питателей), обеспе­чиваемая конструкцией полотна и малой скоростью ею движе­ния.

К недостаткам пластинчатых конвейеров относятся большая масса, сложность изготовления и высокая стоимость ходовой части (пластинчатый настил с цепями); меньшая скорость движе­ния полотна по сравнению со скоростью ленточных конвейеров; сложность промежуточной разгрузки конвейеров с бортовым настилом; усложнение эксплуатации из-за большого числа шар­нирных соединений, требующих постоянного наблюдения и ухода (очистки, смазывания) и подверженных повышенному износу; сложность замены изношенных катков; значительно большие со­противления движению (по сравнению с ленточными кон­вейерами, в связи с большей собственной массой несущего по­лотна).

Пластинчатые конвейеры используют для перемещения разнообразных штучных, насыпных и навалоч­ных грузов, преимущественно тяжелых, крупнокусковых, абра­зивных, острокромочных и горячих. Наиболее широкое приме­нение получили стационарные вертикально замкнутые кон­вейеры с прямолинейными трассами, которые называют конвейе­рами общего назначения. В металлургической промышленности их используют для подачи крупнокусковой руды и горячего агломерата, на химических заводах и предприятиях строймате­риалов — для перемещения крупнокусковых нерудных материа­лов (например, известняка), на тепловых электростанциях — для подачи крупнокускового (недробленого) угля.

Скребковый конвейер

Скребковые кон­вейеры составляют значительную группу машин непрерывного транспорта, основанных на принципе волочения транспортируе­мого груза 1 (рис. 2.39) по желобу 2, плоскому настилу или под­стилке из груза при помощи скребков 3, прикрепленных к тяго­вому элементу 4.

Рис. 2.39. Схема скребкового конвейера

Преимуществами скребковых конвейеров являются простота конструкции, малая высота, без опасность, возможность транспортирования разнообразных гру­зов (хорошо сыпучих, связных, порошкообразных, острокромочных, химически активных и ядовитых, горячих и при низкой температуре) по сложным трассам без перегрузки; герметичность, отсутствие пыления, пожаро- и взрывоопасности, потерь и за­грязнения груза; простота автоматизации загрузки и разгрузки во многих точках трассы.

К недостаткам можно отнести измельчение грузов (в меньшей степени у конвейеров сплошного волочения с низкими скребками), значительный расход энергии, повышенный износ движущихся частей и желобов (особенно при перемещении абразивных грузов), шум, создаваемый при трении груза и элементов конвейера о же­лоб и направляющие, возможность образования заторов груза и заклинивания скребкового полотна в конвейерах с закрытым желобом.

Скребковые конвейеры используют для транспортирования самых разнообразных грузов, как легко­сыпучих, мелко-, средне- и крупнокусковых, так и связных. По универсальности применения они занимают одно из первых мест среди машин непрерывного транспорта, а по длине рабочего органа их общая протяженность приблизительно на порядок выше, чем ленточных.

Для крупно- и среднекусковых сыпучих и связных грузов используют конвейеры с открытым желобом, для мелкокусковых, зернистых и пылевидных — преимущественно закрытые герме­тичные.

Ковшовые, скребково-ковшовые и люлечные конвейеры

Принцип действия, разновидности. Конвейеры этой группы двухцепные и предназначены для транспортирования грузов по сложным вертикально замкнутым трассам (рис. 2.54, а) с горизонтальными и вертикальными участками. В них исполь­зуют различные принципы транспортирования. В ковшовых кон­вейерах с сомкнутыми (рис. 2.54, б) и расставленными (рис. 2.54, в) ковшами и моленных (рис. 2.55) груз перемещается в ковшах (насыпной груз) и люльках (штучный груз), подвешенных шарнирно к тяговым цепям. В скребково-ковшовых конвейерах (рис. 2.56), ковши которых жестко связаны с цепями, насыпной груз перемещается волочением по желобу на горизонтальных участках и переносом на вертикальных участках.

Основные параметры. У ковшовых конвейеров ширина ковшей составляет 400, 500, 650, 800 и 1000 мм; скорость движения по­лотна 0,16 ... 0.4 м/с; производительность до 500 т/ч; длина гори­зонтальных участков до 150 м; высота подъема до 60 м. Управление

процессами загрузки-разгрузки яв­ляется как местным, так и дистан­ционным, что позволяет автомати­зировать работу.

Скребково-ковшовые конвейеры изготовляют с ковшами шириной 300 ... 1200 мм. При скорости до 0,5 м/с они обеспечивают произво­дительность 10 ... 200 т/ч. Длина горизонтальных участков составляет до 100 м, высота подъема — до 25 м.

Люлечные конвейеры имеют ско­рость 0,1 ... 0,3 м/с, общая длина трассы до 150 м.

К преимуществам ковшовых, скребково-ковшовых и люлечных конвейеров можно отнести бесперегрузочное транспортирование насыпных и штучных грузов но сложным вертикально замкнутым трассам с горизонтальными и вертикальными участками, компактность компоновки транспортного и технологического оборудования, простоту загрузки и разгрузки в любом месте трассы, возмож­ность автоматизации этих операций и конвейера в целом, при­годность для транспортирования горячих грузов.

Недостатками их являются сложность, большая масса и высо­кая стоимость оборудования, крошение груза и повышенный износ трущихся частей (желоба и ковшей) в скребково-ковшовых конвейерах, большое число шарнирных сочленений, требующих смазки, их износ и повышенная стоимость эксплуатации.

Области применения. Ковшовые и скребково-ковшовые кон­вейеры используют для транспортирования сухих хорошо сыпу­чих насыпных грузов (угля, известняка, карбида кальция, спе­циальной шихты и др.) и в тех случаях, когда необходимо обеспе­чить наиболее компактную компоновку транспортного оборудова­ния При сочетании горизонтального перемещения груза с его подъемом па значительную высоту и распределением по несколь­ким пунктам (например, бункерам). Для транспортирования влаж­ных и липких грузов они мало пригодны из-за трудности раз­грузки и очистки ковшей. Наибольшее распространение эти конвейеры получили на заводах химической промышленности (содовых, синтетического каучука и др.), на топливоподачах электростанций, коксогазовых и цементных заводах.

Люлечные конвейеры применяют при сочетании горизонталь­ного и вертикального транспортирования однородных штучных грузов. Поскольку эту задачу успешно решают другими более универсальными подъемно-транспортными машинами (грузовые лифты в сочетании с машинами напольного транспорта, подвесные конвейеры), люлечные конвейеры используют в основном как специальное оборудование. Наибольшее применение люлечные конвейеры получили в качестве технологических установок для перемещения грузов па участках гальванопокрытий, травления, сушки и др. Их используют также для перемещения тяжелых и крупногабаритных штучных грузов в тех случаях, когда нельзя применять подвесные конвейеры общего назначения.

Патерностеры имеют ограниченное применение по сравнению с более дешевыми (лифтами) и производительными (эскалаторами) машинами того же назначения.

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).

По назначению и положению на производственной площадке различают машины стационарные, подвижные-распределитель­ные, с собственным попеременно возвратным точно фиксированным движением («челноковые»), переставные (переставляемые по мере изменения мест выработки в шахте или карьере), переносные и передвижные.

Переносные и передвижные конвейеры относятся к погрузоч­ным машинам, которые включают также заборный элемент — пи­татель, позволяющий непосредственно брать насыпной груз из штабеля без применения физического труда рабочих. Погрузоч­ные машины предназначены для механизации операций погрузки насыпных и штучных грузов в средства железнодорожного, авто­мобильного, водного и воздушного транспорта, для разгрузочных операций.

Передвижные конвейеры отличаются от переносных наличием ходовых колес или гусениц. Переносные ленточные конвейеры аналогичны стационарным, но по конструктивному исполнению отличаются от них облегченными сборочными единицами, умень­шенными диаметрами барабанов и роликов. Для работы в трюмах судов со штучными грузами применяют переносные пластинчатые конвейеры, составленные из секций длиной

3-6 мм. Для соз­дания сложных трасс можно использовать криволинейные сек­ции с углами поворота 45, 60 и 90°.

Современное развитие всех отраслей промышленности, задачи повышения производительности труда и снижения стоимости продукции предопределяют и обусловливают следующие основные направления развития машин непрерывного транс­порта:

1) создание конвейеров для бесперегрузочного транспортирования грузов по трассам большой протяженности;

2) повышение производительности конвейеров;

3) повышение надежности машин и упрощение их обслужива­ния в тяжелых условиях эксплуатации;

4) автоматизация управления машинами и комплексными си­стемами машин, в том числе с применением ЭВМ;

5) снижение металлоемкости, массы и уменьшение габаритных размеров машин;

6) создание новых машин, основанных на перспективных методах транспортирования (на магнитном и воздушном подвесе грузонесущего элемента, с приводом от линейных асинхронных двигателей и т. п.);

7) улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных рабочих, исключение возможности потерь тран­спортируемого груза, полная герметизация транспортирующих устройств и изоляция 01 окружающей среды пылевидных, горю­чих и химически агрессивных грузов; снижение шума при работе машины;

8) унификация и нормализация оборудования с одновремен­ным увеличением его типоразмеров на базе единых унифициро­ванных узлов.