§ 11. Ленточные конвейеры

Конвейеры ленточные (транспортеры) могут быть стационарные общего назначения (ГОСТ 10624—63), стационарные специального назначения, передвижные общего назначения (ГОСТ 2103—60) и переносные без колес (обычно длиной до 5 м). Кроме того, раз­личают ленточные конвейеры горизонтальные, наклонные и ло­маные.

Стационарный ленточный конвейер (рис. 125) имеет приводную и натяжную станции. На раме конвейера смонтированы опорные

ролики, поддерживающие прорезиненную ленту. Лента кон­вейера может быть шириной 300—2000 мм.

I

V

Рис. 125. Стационарный ленточный конвейер:

а — кинематическая схема; б —приводная станция; в — натяжная станция; г — рама с лентой и роликами, поддерживающими и боковыми

Натяжная станция (рис. 125, в) конвейера имеет барабан 7, вал которого установлен в подшипнике 10, перемещающемся с помощью регулирующих винтов 9. Прорезиненная лента охва­тывает приводной и натяжной барабан. Поддерживают ее желоб­чатые роликовые опоры 8 (рис. 125, г) и направляют боковые ро­лики 12, которые представляют собой пустотелые трубы с установ-

На приводной станции (рис. 125, а, б) конвейера установлен, электродвигатель 1, соединенный эластичной муфтой 2 с редукто­ром 3. Выходной вал редуктора через зубчатую муфту 4 связан с приводным барабаном 5, приводящим в движение ленту 6.

ленными в них подшипниками качения. Холостую ветвь ленты поддерживают ролики 13.

Производительность ленточного горизонтального конвейера для сыпучих грузов определяют по простой формуле

Q = 3600 Fyv т/ч;

Q = 3,6qv т/ч,

где F — площадь сечения подаваемого материала (груза) на ленте в м²;

у — насыпная масса материала в ml я³;

v — скорость движения ленты в м/сек;

q — погонная масса материала на ленте в кг/м.■

При желобообразной ленте производительность конвейера увеличивается примерно вдвое благодаря увеличению площади поперечного сечения материала.

Площадь поперечного сечения материала на плоской ленте подсчитывается по формуле

F = Ыг м²;

где В_л — ширина ленты в м;

Ь — ширина слоя материала в м; h — высота слоя материала в м.

Производительность конвейера для штучных грузов

Q = 3,6 — v т/ч,

^ а ’

где G — масса груза в кг;

а — расстояние между грузами в м.

Мощность привода ленточного конвейера расходуется на прео­доление различных сопротивлений; от качения ленты по роликам; от трения в подшипниках роликов и барабанах; от жесткости ленты при изгибе ее на криволинейных участках конвейера, от сопротив­лений в загрузочных и разгрузочных устройствах и от составляю­щих веса ленты и материала при наклонной установке конвейера.

Расчет необходимой мощности привода для ленточного конвей­ера выполняется методом обхода контура конвейера по характер­ным точкам. Для этого контур конвейера разбивают на отдельные прямолинейные и криволинейные участки, начиная с точки 1 сбегания ленты с приводного барабана (рис. 126).

Обозначим силу натяжения в точке 1\

Si = S_c6.

Натяжение в точке 2 равно натяжению в точке 1 плюс сопро­тивление'на холостом участке 1 — 2 от качения ленты по роликам, трения в подшипниках роликов и составляющей веса ленты, которая помогает движению ленты вниз:

S ₂ = S! + W_:_₂ = S! + w"q_AL cos P +

4 q" Lw" — q_tL sin p, где q_n — погонный вес ленты в кГ/м;

„ о;

q_p = —р погонный вес вращающихся частей роликовых

опор на холостом участке конвейера в кГ/м\ G"_p — вес вращающихся частей прямой роликовой опо­ры на холостом участке конвейера, который определяется в зависимости от ширины ленты в кГ;

I" = 21' —расстояние между роликами на холостом уча­стке конвейера в м; w" = 0,03 — коэффициент сопротивления движению ленты по

На участке 2—3 натяжение ленты возрастает от сопротивления ленты сгибанию и от трения в подшипниках натяжного барабана. Это возрастание учитывается коэффициентом сопротивления:

S3 — S₂ + W ₂_ з = 1,2S ₂- На рабочем участке 3—4 конвейера лента имеет желобообраз­ную форму и вместе с материалом движется вверх. При движении возникают те же сопротивления, что и на холостом участке, но сопротивление от составляющей веса ленты и материала здесь нужно преодолевать:

= S_Hg = S₃ + W₃_i = S₃ + (<?л + <?.«) L X X w' cos P + q_pLw' + (q_A -f qj L sin P,

где q_M — погонный вес материала в кГ/м;

G

q = -jT- — погонный вес вращающихся частей роликовых

опор на рабочем участке конвейера в кГ/м\

G'_p — вес вращающихся частей желобчатой роликовой опоры на рабочем участке конвейера, который также определяется в зависимости от ширины ленты в кГ;

Г = (1 ч-1,5) м — расстояние между роликами на ра­бочем участке конвейера в м; w' = 0,04 — коэффициент сопротивления движению ленты по желобчатым роликовым опорам.

Чтобы не происходило проскальзывания ленты по приводному барабану, необходимо соблюсти условие уравнения Эйлера

Ё±. ₌ ^Sft6 р^^а Si S_c6 ^>е >

где е — основание натуральных логарифмов;

(х — коэффициент трения между лентой и барабаном; а — угол обхвата барабана лентой в рад.

После вычисления величины натяжения ленты в точках набега­ния и сбегания ее на приводном барабане определяют необходимое тяговое усилие привода:

W = 1,1 (S₄ — SJ н (кГ),

где коэффициент 1,1 учитывает сопротивление от жесткости ленты и трения в подшипниках приводного барабана.

Мощность привода ленточного конвейера:

AT ^Wv

^{М = квт}’ где v — скорость ленты в м/сек^-, г) — к. п. д. привода.

Усилие Р натяжного устройства ленточного конвейера находим как сумму натяжений ленты в точках 2 и 3

Р = S, + S₃ н (кГ).

Чтобы прогиб ленты на рабочем участке конвейера был мини­мально допустимым, ее натяжение на этом участке не должно быть меньше

S₃ > 5_гр. _мш = (4-г-5) (q_M + <?_л) I' н(кГ).

Резино-тканевые ленты конвейеров изготовляются в соответ­ствии с ГОСТом 20—62 и делятся на ленты общего и специаль­ного (теплостойкие, морозостойкие, маслостойкие и «пищевые») назначения.

Ленты общего назначения состоят из тканевого сердечника по­слойной конструкции, резиновой обкладки рабочей и нерабочей поверхностей, а также разреженной ткани (брекера) вокруг сер­дечника или в толще резиновой обкладки. Борта ленты утолщены и имеют округленный профиль, они усилены тканевой прокладкой снаружи или внутри. Для изготовления тканевого сердечника применяют прорезиненные .бельтинг или уточную шнуровую ткань. Между тканевыми прокладками имеются резиновые про­слойки.

Теплостойкие ленты изготовляют с тканевым теплоизолирую­щим слоем под обкладкой рабочей стороны; в качестве резино­вой обкладки применяют теплостойкую резину. Допускается изготовление теплостойких лент без теплоизолирующего слоя, но такие ленты можно применять при транспортировании материалов с температурой не выше 100° С. Морозостойкие ленты изготовляют из морозостойкой резины, которая обеспечивает работоспособ­ность при температуре —45° С. Для повышения возможного угла наклона ленточного конвейера применяют ленты с рифленой ра­бочей поверхностью или поперечными ребрами.

Ленты нужных размеров выбирают по каталогам заводов- изготовителей в зависимости от допускаемой нагрузки на 1 м ширины одной прокладки, качества хлопчатобумажной ткани и числа прокладок ленты. Число прокладок ленты определяется из условия прочности на растяжение по формуле

: *^шах^

~ В_л Ы ’

где S_max — максимальное натяжение ленты в кГ\

В_л — ширина ленты в см\ k — коэффициент запаса прочности, равный не менее 10; [<7] — предел прочности на разрыв 1 см ширины прокладки в кГ/см.

Отечественные ленты, армированные металлическими тросами, обладают высокими механическими свойствами. Так, лента шири­ной 1200 мм и толщиной 16 мм имеет разрывное усилие 1,4 Мн (140 000 кГ).

При эксплуатации лент необходимо следить за правильным сое­динением их концов. Надежным способом соединения является клейка лент резиновым клеем с последующей вулканизацией. Каждый конец ленты срезывают ступенями по числу прокладок, ступени очищают, промывают бензином, просушивают, смазывают клеем, накладывают один конец на другой и прокатывают вали­ком. Склеенный стык зажимают между двумя плитами вулкани­зационного аппарата и в течение получаса прогревают при темпе­ратуре + 143° С.

В последние годы получили применение стальные ленты и ленты из искусственных тканей. Стальные холоднокатаные ленты из

нержавеющей стали и сталей 40Г и 65Г изготовляют толщиной 0,6—1,2 ял при ширине до 800 мм. Концы лент соединяют вна­хлестку заклепками. Такие ленты обладают высокой механи­ческой прочностью, износостойкостью, температуростойкостью и химической устойчивостью. Стальные ленты значительно дешевле прорезиненных. Недостатком стальных лент является их большая жесткость.

Расчет стальной ленты ведется на растяжение по наибольшему натяжению

Т = F [а}_рас н (кГ),

где F — площадь сечения стальной ленты в см²\

1° W — допускаемое напряжение на растяжение (250 кГ/см², если ст„. _ц = 12 ООО кГ/см²).

Ленты из полиамидного (амида, перлона, нейлона, суперней­лона) и полиэфирного волокна (лавсана) имеют различные свой­ства. Ленты из нейлонового волокна имеют большую гибкость, по прочности не уступают ленте из полиамидного волокна, которая почти в 3 раза прочнее ленты из хлопчатобумажной ткани повышен­ной прочности. Ленты с лавсановыми прокладками обладают значительно меньшим удлинением, чем ленты из полиамидного волокна при одинаковой прочности. Ленты из искусственного волокна термо- и влагоустойчивы.

Приводные и натяжные барабаны изготовляют из чугуна или с ободом из листовой стали. В некоторых конструкциях ленточных конвейеров барабаны обшивают деревянными планками или футе­руют текстильной лентой. Диаметр барабана выбирают в зависи­мости от числа прокладок ленты:

для приводных барабанов D^l25i,

» натяжных » D^iOOi.

Длина барабана определяется шириной ленты плюс 50—100 мм. Все остальные размеры барабана выбирают по нормам, применяе­мым при проектировании шкивов ременной передачи. Чтобы лента конвейера не сбегала в сторону, приводные и натяжные бара­баны выполняют бочкообразными. Отклоняющие барабаны делают цилиндрическими. Длина бочкообразного барабана принимается равной L = В_л -j- 2с, причем с = 50-н75 мм. Стрела выпуклости б

принимается обычно равной б = L, но не менее 4 мм.

Натяжные устройства. Винтовые натяжные устройства в длин­ных ленточных конвейерах не обеспечивают достаточное натяже­ние ленты. При длине ленты больше 50 м применяют тележечное натяжное устройство (рис. 127, а), барабан 1 которого смонти­рован на тележке 2, соединенной канатом 3 с грузом 4.

Вертикальное грузовое натяжное устройство (рис. 127, б) для ленточных конвейеров длиной более 100 м устанавливают на нерабочей ветви ленты. Оно имеет два отклоняющих барабана 1,

натяжной барабан 2 с грузом 3 и направляющие 4. Грузовые на­тяжные устройства автоматически компенсируют вытяжку ленты.

Устройства для увеличения угла обхвата. Повышение тяговой способности ленты достигается увеличением угла обхвата барабана лентой путем установки дополнительного неприводного отклоня­ющего барабана 1 (рис. 128). При больших усилиях применяют двухбарабанные приводные устройства.

Рис. 127. Схема натяжных устройств:

а — тележечных; б — грузовых

Сбрасыватели. При концевой разгрузке конвейера материал обычно сбрасывается на приемный лоток. При разгрузке в проме­жуточных пунктах, например в бункера, применяют сбрасыватели плужкового или барабанного типа. Плужковый двухсторонний сбрасыватель проще по конструкции, но сильнее изнашивает ленту вследствие возникающих сил трения между материалом и лентой.

Рис. 128. Схема устройств для увеличения угла обхвата

Сбрасыватель барабанного типа (рис. 129) имеет раму 1 с ходовыми колесами и механизмом передвижения, на котором смонтированы отклоняющие барабаны 2 и 3 и приемная воронка 4 с двумя (реже одним) разгрузочными рукавами.

Сбрасыватели конвейеров большой производительности имеют индивидуальный привод механизма перемещения.

Более простой конструкцией является цепной механизм, пере­дающий движение ходовым колесам от барабанов при включении кулачковых муфт системой рычагов. Если сбрасыватель переме- 180

щается редко, устанавливают механизм передвижения с ручным приводом.

Мощность, расходуемая на промежуточную разгрузку материа­ла, определяют по формулам: для плужкового сбрасывателя

N_c = 0,0075QB₄ кет^-,

для двухбарабанного самоходного сбрасывателя

N_c = 0,275/V_o + 0,005Q + 0,4 кет,

где N о — мощность установки для перемещения ленты с грузом в квт\

Q — производительность в т!ч\

В_л — ширина ленты в м.

Рис. 129. Сбрасыватель барабанного типа

Цепные конвейеры. По назначению и конструкции цепные кон­вейеры делят на пластинчатые и скребковые. Пластинчатые кон­вейеры применяют для транспортирования агломерата, а скреб­ковые — для уборки окалины из-под рабочей клети прокатных станов.

Цепные конвейеры имеют приводную и натяжную станции. При­водная станция имеет рабочий вал 1 (рис. 130) с двумя звездоч­ками 2, редуктор 3 и электродвигатель 4. Натяжная станция имеет вал с двумя звездочками 5 и натяжное устройство с винтовой па­рой 6. Для поддержания цепи служат поддерживающие ролики 7 (в старых конструкциях ползуны). Поддерживающие ролики кре­пят к звеньям цепи или устанавливают на специальных крон­штейнах.

Мощность электродвигателей в цепных конвейерах расходуется на преодоление сопротивлений при перемещении материала волоче­нием (скребковые конвейеры), или переносом (пластинчатые кон­вейеры) — на преодоление сопротивлений от составляющих веса цепей и груза при наклонной установке конвейеров; от жесткости цепей и трения в подшипниках концевых звездочек на криволи­нейных участках конвейеров.

Мощность привода цепных конвейеров рассчитывают так же, как и для ленточных конвейеров, методом обхода контура конвей­ера по точкам, принимая коэффициенты сопротивления движению цепи и материала в зависимости от способа перемещения (рис. 131).

В качестве тягового органа применяют цепи с шагом 100— 630 мм; ПВ — пластинчатые втулочные; ПВР — пластинчатые втулочно-роликовые; ПВК — пластинчатые втулочно-катковые с гладкими катками; ПВКХ — пластинчатые втулочно-катковые с гребнями на катках (ГОСТ 588—54). По прочности пластинча­тые тяговые цепи делят на категории: I — высокой, II — повышен­ной, III — нормальной и IV — пониженной прочности.

К цепям крепят настилы в виде пластин или лотков (рис. 132). Пластины без бортов применяют для транспортирования штучных грузов, пластины с бортами — для транспортирования агломерата

182

Площадь материала на ленте без бортов, если поперечное се­чение материала на ленте имеет форму треугольника

и руды к скиповому подъемнику доменной печи. Волнистые и короб­чатые настилы позволяют устанавливать конвейер под углом до 30°. Производительность пластинчатого конвейера

Рис. 131. К расчету цепного конвейера

_с bh b b . (0,85В_М)² , „ о

F = -2“ = “2 2“ ^tg G = ^{tg Р =} °>^18B„tge Ж²,

где В_н — ширина настила в м;

b ^ 0,85В_н — ширина слоя материала в м\ h — высота слоя материала в м; р 0,4(5о — угол при основании треугольника в град\

6₀ — угол естественного откоса груза в покое в град.

183

Производительность пластинчатого конвейера с бортами Q = 3600В_Hh₆y(pv т/ч, где h₆ — высота борта;

Ф — коэффициент заполнения, равный 0,65—0,75.

При транспортировании штучных грузов

Рис. 133. Скребковый конвейер

Скребковый конвейер (рис. 133) имеет шарнирно-пластинчатую цепь /, к которой прикреплены стальные скребки 2, перемещаю­щие материал по желобу 3. К цепи прикреплены поддерживающие ролики 4, опирающиеся на параллели.

Производительность скребкового конвейера: при частичном заполнении желоба материалом

Q = 3,6-^-yv т/ч,

где i — объем материала в м^ъ;

а — расстояние между скребками в м; у — насыпная масса материала в т/м³', v — скорость движения цепи в м/сек; при сплошном заполнении желоба

Q = 3,6bhvycp т/ч,

где Ь — ширина скребка в м; h — высота скребка в м;

Ф — коэффициент заполнения желоба.

Производительность наклонных скребковых конвейеров умень­шается в зависимости от угла наклона:

Q₁ = 0,85Q при 10°;

Q.₂ = 0,65Q при 20°;

Q₃ = 0,5Q при 30°.

Мощность привода скребкового конвейера расходуется на прео­доление сопротивлений движению опорных роликов (от трения в цапфах роликов, трения качения роликов, трения реборд, трения в цапфах валов приводных и натяжных звездочек), на преодоле­ние сопротивления цепей перегибу на звездочках и подъем мате­риала (в наклонных конвейерах).

Мощность привода скребкового конвейера также определяют по методу обхода контура конвейера.

Скребковые конвейеры имеют свои преимущества. К ним отно­сятся возможность транспортирования материала под большим углом (до 45°), возможность транспортирования материала верх­ними и нижними ветвями ленты в противоположные стороны, возможность организации погрузки материала в любых пунктах по длине конвейера, возможность транспортирования материала при высоких температурах и др.

Недостатками скребковых конвейеров являются: большой вес конструкции движущихся частей, сложность разборки и сборки на секции, небольшая длина конвейера, возможность измельче­ния материала при трении о желоб. Во время работы наиболее подвержены износу цепи и скребки, которые необходимо прове­рять каждую смену. Цепь должна быть достаточно натянута и иметь одинаковый шаг на всей длине. Искривленные скребки подлежат немедленной замене. Уровень масла в редукторе необходимо про­верять ежесменно. Зубчатые колеса в редукторе осматривают раз в декаду, а полную ревизию приводной станции планируют один раз в месяц.