6.2. Скребкові конвеєри

Вантаж у скребкових конвеєрах переміщується за рахунок волочіння.

Конвеєри бувають стаціонарні, пересувні, підвісні, розбірні. За конструкцією скребкові конвеєри можна поділити на конвеєри з однією (верхньою або нижньою) робочою гілкою і з двома робочими гілками, в яких вантаж переміщується в протилежні сторони.

Форма скребків трапецеподібна, кругла або у вигляді смуги. За напрямом руху вантажу конвеєри поділяються на горизонтальні, похилі, вертикальні і комбіновані. За числом ланцюгів скребкові конвеєри бувають одно-, дво- або три ланцюгові. Скребки виконуються високими і низькими.

Скребкові конвеєри (рис. 2.48) використовують для транспортування найрізноманітніших вантажів, як легкосипких, дрібно -, середньо - і крупнокускових, так і зв'язних.

З а універсальністю застосування вони займають одне з перших місць серед машин безперервного транспорту, а за довжиною робочого органа їх загальна протяжність на порядок вища, ніж стрічкових. Скребкові конвеєри можуть мати залежно від переміщуваного вантажу високі, низькі або занурені шкрябання, що впливає на продуктивній самого конвеєра.

Принцип дії, класифікація. Скребкові конвеєри (рис. 2.49) складають значну групу машин безперервного транспорту, заснованих на принципі волочіння

вантажу, що транспортується по жолобу плоскому настилу або підстилці з вантажу за допомогою скребків, які кріпляться до тягового елемента.

Рис. 2.49  Схема скребкового конвеєра

Вантаж переміщають суцільні, прикріплені до ланцюга скребки, які спираються на направляючі. Вантаж при цьому рухається окремими порціями перед кожним скребком. При переміщенні відбувається тертя вантажу об днище і бічні стінки жолоба, що призводить до перемішування і подрібнення і пов'язане із значними витратами електроенергії.

Конвеєри суцільного волочіння із зануреними скребками переміщають сипкий вантаж за принципом  сила оточення вантажу зі скребками перевищує силу опору від тертя вантажу об жолоб. При виконанні скребків за формою жолоба опір руху зменшуються і конвеєри можна виконувати сильно нахиленими (аж до вертикальних).

Висота порції вантажу обмежена висотою бортів жолоба, оскільки при перевищенні її вантаж пересипається через борти.

При переміщенні низькими скребками вантаж менше схильний до перемішування і кришення, ніж в конвеєрах з високими шкрябаннями.

До переваг скребкових конвеєрів відносять: порівняльно малу вартість машини, зручність проміжного завантаження і розвантаження жолоба, простоту конструкції.

До основних недоліків відносять: порівняльно велики витрати енергії унаслідок тертя матеріалу об скребок і жолоб, прискорений знос жолоба, здрібнювання вантажу.

С кребкам конвеєра надають прямокутну, трапецеїдальну, круглу, напівкруглу, витягнуту, контурну форму (рис. 2.50) і виготовляють їх звичайно з листової сталі. На рис. 2.51 показано кріплення скребків прямокутної форми до ланцюга.

Рис. 2.50  Форми скребків

У наслідок великого опору переміщуваного матеріалу довжину скребкових конвеєрів обмежують 50…80 м.

Кут їх нахилу звичайно не більше 35, оскільки при подальшому збільшенні кута різко зменшується продуктивність машини.

Жолоб виготовляють з листової сталі, рідше з дерева. Переріз жолоба відповідає профілю скребків. Як тяговий орган в скребкових конвеєрах в окремих випадках, крім ланцюгів, застосовують металеві канати і текстильні прогумовані стрічки.

Скребкові конвеєри можуть бути з однією або двома робочими гілками (рис. 2.52).

Рис. 2.52  Скребковий конвеєр:

а – з однією робочою гілкою; б – з двома робочими гілками

К онвеєр з високими скребками. Високими називають скребки висотою, яка дорівнює висоті бічних стінок (бортів) жолоба або перевищуючої її (рис. 2.53).

Розрахунок скребкового конвеєра зводиться до визначення поперечного перерізу жолоба по заданій продуктивності машини.

Переміщуваний скребками вантаж при порційному волочінні розміщується перед скребками у вигляді порцій з кутом нахилу вантажу, близьким до кута природного укосу (рис. 2.53).

Зважаючи на відсутність досить повних даних про форму вантажу, який розташований перед скребком при транспортуванні, продуктивність конвеєра з високими скребками визначається за формулою

, т/год (2.103)

де F  розрахунковий переріз вантажу в жолобі

; (2.104)

де В_Ж  робоча ширина жолоба;

  коефіцієнт, що враховує заповнення об'єму вантажем між скребками (див. табл. 2.21);

С  коефіцієнт, що враховує зменшення об’єму насипного вантажу перед скребками зі збільшенням кута нахилу (табл. 2.21) але при куті нахилу  = 40 приймають С = 0,86 при).

З урахуванням місткості, заповнюваної перед скребками (див. формули (2.103) та (2.104)), в загальному вигляді продуктивність визначається

, т/ч, (2.105)

де м/с  швидкість вантажу;

Таблиця 2.21  Значення коефіцієнта заповнення жолоба і С

Матеріал	КV	С
		10	20	30	45
Легкосипкий	0,5…0,6	0,35	0,65	0,5	0,35
Важкосипкий	0,7…0,8	1	0,85	0,75	0,6
Зв'язний	1	1	0,97	0,92	0,89

Зі формули (2.105), приймаючи відношення ширини жолоба до висоти , визначають ширину жолоба

, м

або м. (2.106)

Відповідно висота жолоба

, м. (2.107)

Т яговий розрахунок виконується аналогічно розрахунку пластинчастих конвеєрів. Схема до розрахунку з характерними точками траси конвеєра показано на рис. 2.54.

Рис. 2.54  Схема до розрахунку скребкового конвеєра з характерними точками траси конвеєра

Визначимо лінійні (погонні) сили тяжіння попередньо прийняв кількість тягових ланцюгів. Якщо ширина жолоба В_Ж  0,4 м, слід прийняти один тяговий ланцюг, в протилежному випадку (В_Ж  0,4 м) – два тягових ланцюга.

Лінійна (погона) сила тяжіння ваги ходової частини конвеєра (тягових ланцюгів зі скребками):

, Н/м, (2.108)

де К_С – коефіцієнт, що враховує кількість тягових ланцюгів. Приймається для одно ланцюгових конвеєрів К_С = 900; для двохланцюгових К_С = 1500;

 ширина скребка в метрах.

Лінійна сила тяжіння вантажу

, Н/м. (2.109)

Розрахунок сил натяжіння тягового органа починають з точки мінімального натяжіння S₁ = S_MIN . Зазвичай ця точка находиться в точці збігання ланцюга з привідної зірочки.

В нашому випадку (рис. 2.53) ця точка знаходиться на ненавантаженій гілці. Задавшись числом S_MIN в границях 3000…10000 Н (менше значення відповідає меншій продуктивності та меншій протяжності траси конвеєра). Визначають точку ланцюга з мінімальним натяжінням. При виконанні умови: (де  =0,1…0,13  коефіцієнт опору руху тягового ланцюга;   кут нахилу конвеєра) розрахунок починають з точки 1, тобто приймають . В протилежному випадку (розрахунок починають з точки 2).

Натяжіння в характерних точках траси визначається з формул приведених нижче.

Точка 2: (прямолінійна ділянка 12  ненавантажена гілка)

, (2.110)

де =  опір руху на гілці 12.

Точка 3: (криволінійна ділянка 23  обгинання тягових ланцюгів зірочки)

, (2.111)

де = 0,03…0,08 – коефіцієнт опору руху (менше значення при кутах обхвату 90, більше  при 180);

Н  висота транспортування вантажу (якщо конвеєр похилий до горизонту).

Точка 4: (прямолінійна ділянка 34  навантажена гілка)

, (2.112)

де =  опір руху на гілці 34.

L  довжина гілці;

  кут нахилу конвеєра на розрахункової ділянці;

= 1,3 – коефіцієнт, який враховує опір приводної зірочки;

 коефіцієнт тертя вантажу о дно жолоба, приймається в залежності від вантажу та матеріалу поверхні жолоба.

Тягове зусилля:

, Н. (2.113)

Вибір параметрів ходової частини конвеєра зводиться до безпосередньо вибирання ланцюга (кількість ланцюгів, тип та крок ланцюга), визначення діаметру ділильної окружності зірочки, висоти скребка, кроку між скребками та інше.

Загальне зусилля, яке діє в тяговому ланцюзі конвеєра можна визначити за формулою

, (2.114)

де  максимальне статичне зусилля, що діє в тяговому органі, зазвичай за тяговим розрахунком приймають = = ;

 максимальне динамічне зусилля, що діє при роботі конвеєра;

, (2.115)

 коефіцієнт динамічних навантажень (при швидкості тягового ланцюга м/с  = 1,0; при 0,1 м/с   0,3 м/с  = 1,15; при   0,3 м/с  = 1,25);

С_L  коефіцієнт, що враховує довжину транспортування вантажу (С_L = 2,0  при довжині конвеєра L  25 м; С_L = 1,5  при L = 25…60 м; С_L = 1,0  при L  60 м);

 максимальне прискорення, що діє в тяговому органі при роботі конвеєра

, м/с² (2.116)

 крок ланцюга (конструктивно задаються кроком t_Л = 100 мм з подальшим уточненням);

Z = 6…8  число зубїв тягової зірочки.

В тому випадку, якщо проектують двохланцюговий конвеєр (В_Ж  0,4 м), то зусилля, яке діє в одному ланцюгу, зі врахуванням коефіцієнта нерівномірності розподілу навантаження на ланцюги, визначають:

, (2.117)

де С_Л = 1,6…1,8  коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження на ланцюги.

Розрахункове руйнівне навантаження, що діє на ланцюг

S_PАЗ = S_Л  m, (2.118)

де m = 8…10 – узагальнений коефіцієнт запасу міцності ланцюга.

Обирають тяговий ланцюг згідно ГОСТ 588–81 (табл. 2.22) по руйнівному навантаженню, при виконанні умови [S_РАЗ]  S_РАЗ.

Таблиця 2.22  Загальні параметри тягових ланцюгів

Номер ланцюга	Руйнівне навантаження, [SРАЗ], кН	Крок ланцюга tЛ, мм	Діаметр, мм				Маса 1 м ланцюга, кг
			валика	втулки	ролика	катка
М20	20	40 – 160	6	9	12,5	25	–
М28	28	50 – 200	7	10	15	30	1,4
М40	40	63 – 250	8,5	12,5	18	36	2,05
М56	56	63 – 250	10	15	21	42	3,15
М80	80	80 – 315	12	18	25	50	4,96
М112	112	80 – 400	15	21	30	60	7,24
М160	160	100 – 500	18	25	36	70	10,48
М224	224	125 – 630	21	30	42	85	16,60
М315	315	160 – 630	25	36	50	100	23,78
М450	450	200 – 800	30	42	60	120	37,15
М630	630	250 – 1000	36	50	70	140	–
М900	900	250 – 1000	44	60	85	170	–
М1250	1250	915 – 1000	50	71	100	200	–
М1800	1800	400 – 1000	60	85	116	236	–

Діаметр ділильної окружності зірочок:

. (2.119)

О тримане розрахункове значення діаметра ділильної окружності слід перевірити за умовою (де , мм  відстань (див. рис. 2.55).

Рис. 2.55  Схема транспортування вантажу в поперечному перерізу

Проміжок між поверхнею вантажу і направляючої приймають  мм, а висоту направляючої  мм.

Ширина скребка

, мм, (2.120)

де  = 3 … 5 мм – проміжок між скребком і стінкою жолоба,.

Висота скребка:

h_C  (1,1 ... 1,2)  h_Ж (2.121)

Крок скребків a_C кратне кроку тягових ланцюгів

а_С  (2...4)  h_С. (2.122)

Потужність двигуна для привода скребкових конвеєрів визначається за формулою

, кВт, (2.123)

де  = 1,3 – коефіцієнт, який враховує опір приводної зірочки;

W₀  тягове зусилля, Н;

  ККД привода конвеєра.

Частота обертання тягових зірочок

, хв^1. (2.124)

Приклад розрахунку основних параметрів скребкового конвеєра (розрахункову схему показано на рис. 2.54).

Скребковий конвеєр продуктивністю 25 т/год транспортує вантаж з густиною 1800 кг/м³ по горизонтальній трасі довжиною 10 м.

Визначимо розрахункову висоту жолоба (висоту шару вантажу):

= м,

де – коефіцієнт співвідношення ширини і висоти жолоба (приймаємо К_Ж = 4).

С = 1 – коефіцієнт, що враховує кут нахилу конвеєра;

 = 0,5…0,6 – коефіцієнт заповнення жолоба вантажом (приймаємо  =  0,5).

Розрахункову величину висоти жолоба округлюємо до стандартного значення 75 мм.

Визначаємо ширину жолоба

м і округлюємо до типових розмірів за номінальним рядом: мм.

Так як В_Ж  0,4 м – приймаємо один тяговий ланцюг.

Попередньо визначаємо лінійні сили тяжіння:

 від ваги ходової частини конвеєра (тягових ланцюгів зі скребками) за формулою (2.107)

, Н/м,

де К_С = 900 – коефіцієнт, що враховує кількість тягових ланцюгів.

 від ваги вантажу (2.108)

Н/м.

Тяговий розрахунок починаємо з точки найменшого натяжіння (S_min = 1000…10000 Н) тягового органу, яка находиться в точці збігання ланцюга з привідної зірочки. Приймаємо S_min = S₁ = 3000Н.

Натяжіння в точці 2:

= Н,

де  =0,1  коефіцієнт опору руху тягових ланцюгів.

Натяжіння в точці 3

Н

де К =1,05– коефіцієнт опору руху тягових ланцюгів на зірочці

Натяжіння в точці 4 (див. (2.112))

=

Н

Тягове зусилля

= 3000)=2050Н

Вибір тягового ланцюга.

Загальне зусилля, що діє в тяговому ланцюгі конвеєра визначаємо за формулою (2.114), прийняв максимальне статичне зусилля у відповідності з тяговим розрахунком та рекомендаціям (2.114) = = 4666,55 Н.

Визначимо максимальне прискорення, що діє в тяговому ланцюгі при роботі конвеєра за формулою (2.116). Попередньо приймаємо крок ланцюга t_Л = 100 мм, кількість зубїв привідної зірочки z = 6 і коефіцієнт, який враховує довжину переміщення вантажу С_L = 2,0 .

м/с².

Тоді за формулою (2.115): Н

Н

Розрахункове руйнівне навантаження (див. (2.118)) при узагальненому коефіцієнті запасу міцності m = 10

S_PАЗ = 4901,25  10 = 49012,5 Н = 49,0125 кН.

При виконанні умови [S_РАЗ]  S_РАЗ приймаємо, згідно з рекомендаціями табл. 2.22, ланцюг М 56, який має параметри: крок ланцюга 100 мм; діаметри: валіка 10 мм, втулки  15 мм, ролика  21 мм, маса 1 метра ланцюга 3,15 кг. .

Діаметр ділильної окружності зірочок

мм

Висота жолоба конвеєра

мм, що задовольняє умові . Остаточно приймаємо Н = 215 мм.

Ширина скребка

мм.

Висота скребка

h_C  (1,1 ... 1,2)  h_Ж = 1,175…1,275 = 82,5…90 мм.

Приймаємо висоту скребка 85 мм.

Крок скребків a_C :

a_C = (2…4)  85 = 170…340 мм. Приймаємо a_C = 200 мм.

Частота обертання тягових зірочок

хв^1.

Розрахункова потужність на валу привідної зірочки

кВт.

Питання для самоконтролю

1. Назвіть основні параметри машин безперервної дії з тяговим органом. Як їх визначають?

2. Які тягові органи використовують в машинах безперервної дії?

3. Які способи ви знаєте для визначення потужності на переміщення вантажу машинами безперервного транспорту з тяговим органом?

4. На чому базується принцип дії стрічкових конвеєрів?

5. За яких умов можлива робота стрічкових конвеєрів?

6. Будова гумовотканинної стрічки. Як виконують розрахунок стрічки на міцність?

7. Як впливає на продуктивність стрічкового конвеєра форма перерізу потоку вантажу (жолобчаті роликоопори)?

8. Назвіть основні складові одиниці стрічкового конвеєра і поясніть їх призначення.

9. Чим відрізняються стрічкові конвеєри для сипких вантажів від конвеєрів для переміщення штучних вантажів?

10. Перерахуйте типи завантажувальних пристроїв. Від чого залежить їх конструкція?

11. Які фактори є визначаючими при виборі роликоопор та кроку їх розміщення? Від чого залежить коефіцієнт опору обертання роликів?

12. Перерахуйте типи опорних пристроїв для стрічок. Які типи роликових опор монтують на завантаженій (робочій) і незавантаженій (зворотній, порожній) гілках конвеєра при транспортуванні сипких вантажів, а які при транспортуванні штучних вантажів?

13. Розкажіть про порядок проектування і послідовність тягового розрахунку стрічкового конвеєра.

14. Як визначити тягове зусилля на приводному барабані?

15. Як при тяговому розрахунку визначаються погони маси і які?

16. Назвіть способи розвантаження сипких і штучних вантажів в будь-якому місці конвеєра.

17. Ковшові елеватори. Призначення, класифікація, конструкція.

18. Перерахуйте робочі процеси в ковшевом елеваторі. Надайте їх характеристику.

19. Як відбувається процес розвантаження ковша на верхньому барабані ковшового елеватора?

20. Назвіть загальні конструктивні елементи елеваторів.

21. Від чого залежить форма ковшів елеватора?

22. Розкажіть про порядок проектування і послідовність тягового розрахунку ковшового елеватора.

23. Ланцюгові конвеєри. Принцип дії, різновиди.

24. Назвіть переваги і недоліки ланцюгових конвеєрів.

25. Назвіть основні складові одиниці скребкового конвеєра, поясніть їх призначення.

26. Назвіть основні складові одиниці скребкового конвеєра, пояснить їх призначення.

27. Будова і основні параметри пластинчастого конвеєра?

28. Які Вам відомі форми скребків скребкового конвеєра ?

29. За якими ознаками вибирають основні параметри ходової частини скребкового конвеєра?