4. Типы и конструкции машин

Транспортирующие машины, которые перемещают материалы

равномерно и непрерывно в течение необходимого, времени,

называют машинами непрерывного транспорта,

Машины непрерывного транспорта применяют практически во

всех отраслях промышленности для перемещения сыпучих и

однородных штучных грузов непрерывным потоком на небольшие

расстояния.

Такие машины широко применяются в строительстве и на

предприятиях строительной индустрии для перемещения сыпучих

(песок, цемент, известь), мелкокусковых, (щебень, гравий), штучных

(кирпич) материалов и грунта.

Классификация

По принципу действия машины непрерывного транспорта

разделяются на две группы:

- с тяговым органом (ленточные, пластинчатые конвейеры и

элеваторы) конвейеры, где материал перемещается на

движущемся рабочем органе машины или под механическим

воздействием на материал рабочего органа машины;

- без тягового органа (винтовые конвейеры),

пневмотранспортные устройства, где материал перемещается

потоком воздуха по трубопроводам во взвешенном состоянии

или в контейнерах (капсулах).

Тяговый орган опирается на расположенные вдоль конвейера и

поддерживающие элементы (ролики) и служит базой для несущих

органов (пластин, ковшей), на которых или в которых размещен

транспортируемый материал. Машины без тягового органа

перемещают материал жестким рабочим органом машины за счет его

вращения или вибрации

Назначение и область применения

Для массового перемещения насыпных, мелкокусочных и

штучных грузов предназначены машины непрерывного действия,

транспортирующие материал в горизонтальном, наклонном и

вертикальном направлениях. Для них характерен небольшой

коэффициент перемещаемой тары, определяемый отношением веса47

движущихся частей к весу перемещаемого груза, к = 0,3—0,5, тогда

как у автотранспорта к = 0,9-т-1,5. Коэффициент сопротивления

движению также невысок — 0,03—0,1, у автотранспорта — 0,05—0,15.

В путевом хозяйстве применяют ленточные, скребковые,

пластинчатые, роликовые и цепные конвейеры и ковшовые элеваторы,

используемые как самостоятельные машины или как рабочие органы

других машин.

При проектировании и эксплуатации машин непрерывного

действия, работающих с насыпными материалами, необходимо

учитывать физико-механические свойства последних, такие, как

гранулометрический состав, т. е. состав по крупности; объемная

(насыпная) плотность; угол естественного откоса в покое, т. е. угол

между образующей конуса насыпанного свободно (без падения с

высоты) материала и горизонтальной плоскостью; угол естественного

откоса в движении, он же, но при отсыпке с высоты не менее 1 м.

· Ленточные конвейеры

· Винтовые и вибрационные конвейеры

· Элеваторы ковшовые

· Пневматический транспорт

· Вспомогательное оборудование транспортирующих установок

Ленточные конвейеры

По конструкции и принципу действия рабочего органа конвейеры

делятся на ленточные, цепные (пластинчатые и скребковые),

винтовые (шнеки), вибрационные и ковшовые (элеваторы). Наиболее

распространенными являются ленточные конвейеры. Их применяют

на предприятиях стройиндустрии и на строительных работах для

транспортирования сыпучих, мелкокусковых и штучных грузов (цемент,

известь, песок, щебень, кирпич).

Ленточный конвейер (рисунок 17, а) представляет собой

бесконечную ленту 2, огибающую концевые барабаны, один из

которых является натяжным 6, а другой приводным.

Приводной барабан / вращается электродвигателем 8 (рисунок

17, б) через зубчатый редуктор 9. 48

Рисунок 17 - Ленточный конвейер

а — общий вид; б — приводная станция; е — натяжная станция

винтовая; г — натяжная станция грузовая; д — сбрасывающий плужок

Груженая и холостая ветви ленты поддерживаются роликовыми

опорами 4; расстояние между опорами на груженой ветви 800 — 1400

мм в зависимости от массы транспортируемого груза. При чрезмерно

большом расстоянии между поддерживающими роликами груженая

ветвь ленты сильно провисает, вследствие чего значительно

увеличивается сопротивление перемещению ленты. Натяжение ленты

регулируется винтовыми устройствами 10 или грузом 11 на натяжном

барабане (рисунок 17, в, г). Расстояние между опорами холостой

ветви может быть в 2 раза больше, чем на нагруженной ветви.

Материал на конвейер поступает через загрузочную воронку 5, а

разгружается в приемный лоток 7 с концевого барабана или в любом

месте ленты при помощи разгружающих устройств в виде двух50

затем приваривают к трубчатому стержню. Диаметры винтов 150, 200,

250, 300, 400, 500 и 600 мм.

Шаг винтовой линии t принимают в зависимости от диаметра

винта (t=0,8D). Частота вращения винта также зависит от его

диаметра и от рода перемещаемого материала: наибольшая — при

транспортировании легких материалов и меньшая — для тяжелых

абразивных материалов.

Основные размеры стационарных винтовых конвейеров общего

назначения регламентированы ГОСТ 2037 — 75.

Вибрационные конвейеры применяются для перемещения на

небольшие расстояния зернистых и порошкообразных материалов.

Конвейер имеет желоб, удерживаемый на станине

амортизирующими подвесками, и вибратор, сообщающий колебания

большой частоты — до 3000 мин-1. Под влиянием вибрации частицы

материала постепенно перемещаются вдоль желоба к месту выгрузки.

Элеваторы ковшовые

Элеваторами называют машины непрерывного транспорта,

перемещающие материалы в вертикальном направлении или близком

к нему. Элеваторы широко применяются для подачи материалов

(песка, щебня, цемента) в высокорасположенные расходные бункера

технологических установок или хранилищ.

Для перемещения сыпучих материалов в вертикальной

плоскости применяют ковшовые элеваторы (рисунок 19)—дешевые,

простые и высокопроизводительные машины (до 360 м3/ч) с подачей

насыпного груза на высоту (до 50 м). Такие элеваторы могут

применяться для подачи цемента, песка (рисунок 19, а), гравия и

щебня (рисунок 19, б). Разгрузка ковшей бывает центробежной и

самотечной. Центробежная разгрузка применяется в быстроходных

элеваторах при транспортировании материалов со скоростью

движения ковша 1—2 м/с, а самотечная разгрузка применяется при

скорости элеватора 0,4—1 м/с, когда насыпной материал высыпается

из ковша под действием силы тяжести. 51

Рисунок 19 – Элеваторы:

а — ковшовый ленточный; б — ковшовый цепной

Элеватор ковшовый (рисунок 20) состоит из бесконечной ленты /

(или цепи), огибающей концевые барабаны (звездочки) 3 и 6, и

закрепленных на ней ковшей 2. Лента с ковшами заключена в кожух 5

с загрузочным 7 и выгрузочными 4 рукавами.

Приводным барабаном элеватора является обычно верхний 3.

Для его привода служит электродвигатель с двухступенчатым

редуктором. Натяжение ленты регулируется натяжными винтами,

перемещающими нижний барабан 6.

Ковши элеваторов имеют различную форму в зависимости от

рода транспортируемого материала, а также от принятого способа

разгрузки. Мелкие полукруглые ковши применяются для материалов с

малой подвижностью (типа порошкового мела), глубокие полукруглые

— для легкосыпучих материалов (цемент, песок).

Рабочий орган элеватора имеет разную скорость. Быстроходные

элеваторы предназначены для транспортирования порошкообразных

и мелкокусковых грузов, так как высокая скорость движения ленты

способствует эффективности загрузки ковшей при зачерпывании

материала и разгрузки их с использованием центробежной силы.

Скорость движения рабочего органа быстроходных элеваторов

достигает 2 м/с.

При транспортировании среднекусковых материалов движение

ковшей элеватора с большой скоростью недопустимо, так как при

зачерпывании материала возникают ударные нагрузки на ковши, при

разгрузке происходит разлетание кусков, поэтому скорость движения

рабочего органа приходится принимать меньшей (в пределах 0,4 — 1

м/с).

В ленточных тихоходных элеваторах для улучшения условий

разгрузки применяют специальную форму ковшей и более частое их52

взаимное положение на ленте. Тогда задняя стенка предыдущего

ковша служит направляющей для материала, выгружаемого из

последующего ковша. Лучшие условия для выгрузки ковшей без

потерь материала создаются при наклонном положении элеватора.

Рисунок 20 - Элеватор

Основные параметры ковшовых вертикальных элеваторов

стандартизованы ГОСТ 2036 — 66.

Пневматический транспорт

В установках пневматического транспорта материал

перемещается потоком воздуха по трубопроводам во взвешенном

состоянии или же в контейнерах (капсулах).

Пневмотранспортные установки применяются на предприятиях

строительной индустрии для перемещения сыпучих материалов

(цемента, сухого песка, мелкого угля, щепы, опилок). При

использовании контейнеров могут перемещаться также щебень и

другие материалы.

Преимуществом пневмотранспортных установок является

возможность перемещать материалы в любом направлении и

одновременно в несколько пунктов.53

Рисунок 21 - Схема всасывающих пневмотранспортных установок:

а — общий вид установки; б — шлюзовой затвор

Они удобны и своей компактностью: транспортные линии можно

располагать в траншеях, подвешивать на столбах, кронштейнах, не

занимая много места в производственных помещениях. Благодаря

герметичности трубопроводов потери транспортируемого материала

незначительны. Высокая производительность и дальность

транспортирования и относительно невысокие затраты на сооружение

установок также являются их положительными качествами. Но вместе

с тем у пневматических транспортных установок (за исключением

аэрационных) высокий удельный расход энергии (в 3 — 6 раз больше,

чем у конвейеров с механическим приводом) и быстрый износ

трубопроводов при транспортировании абразивных материалов.

Установки пневматического транспорта разделяются на

всасывающие (вакуумные), нагнетательные и аэрационные.

Во всасывающей установке (рисунок 21, а) вакуум-насосом 6

создается разрежение среды, вследствие чего через заборное сопло /

транспортируемый материал вместе с атмосферным воздухом

поступает по трубопроводу 2 в осадительную камеру 3. Здесь

вследствие большого перепада сечений скорость воздушного потока

резко уменьшается, и материал осаждается на дно камеры. Воздух с

оставшимися в нем частицами материала по трубопроводу 4

поступает в фильтр 5 и вакуум-насосом 6 выбрасывается в атмосферу.

Материал из осадительной камеры 3 и фильтра 5 выдается через

шлюзовые затворы 7, выполненные в виде вращающегося барабана с

ячейками (рисунок 21,б).

Всасывающая установка применяется для транспортирования

материалов на небольшие расстояния, например при разгрузке

цемента из железнодорожных вагонов в силосные емкости.

Производительность таких установок до 60 м3/ч.

В нагнетательной установке атмосферный воздух нагнетается

компрессором в воздухосборник и, пройдя влагоотделитель, по

трубопроводу подается к питателю. Подаваемый питателем материал

транспортируется поступающим воздухом в осадительную камеру,

откуда воздух через фильтр выбрасывается в атмосферу, а материал

выдается через шлюзовые затворы.

В системе нагнетательной установки создается давление

воздуха от 0,2 до 0,6 МПа. Такой установкой можно транспортировать

материал на расстояние до 2 км; производительность ее до 3000 м3/ч.54

Принцип перемещения материала сжатым воздухом

используется в контейнерном пневматическом транспорте.

Рисунок 22 - Оборудование контейнерных пневмотранспортных

установок:

а — схема установки; б — контейнер-вагонетка

В пневмотрубопровод 1 (рисунок 22) большого диаметра (до 1 м)

помещают вагонетки 2 цилиндрической формы с диаметром, чуть

меньшим внутреннего диаметра пневмотрубопровода. Просвет между

вагонеткой и трубопроводом в торце вагонетки перекрывается

резиновой манжетой 3. Вагонетки снабжены ходовыми колесами 4 и

роликами для опирания на поверхность трубы. При подаче сжатого

воздуха в пространство

между клапаном в трубопроводе и торцом вагонетки последняя

начинает двигаться со скоростью, зависящей от количества

нагнетаемого воздуха. Обычно скорость достигает 30 км/ч, а

дальность транспортирования 6 км. Вагонетки можно перемещать по

одной или нескольку штук в сцепе.

Рисунок 23 - Схема аэрожелоба

1- верхняя часть желоба для груза; 2 — пористая перегородка; 3

— нижняя часть для воздуха; 4 — вентилятор; 5 — загрузочная

воронка; 6 — желоб

В целях увеличения производительности установки можно

использовать поезд вагонеток. Однако при большом числе вагонеток в55

сцепе поезда при значительных преодолеваемых подъемах

потребуется увеличенный расход воздуха с повышенным давлением.

Аэрационные установки (аэрожелоба), применяются для

транспортирования пылевидных материалов (в основном цемента).

Установка имеет наклонный желоб 6 (рисунок 23), разделенный

продольной пористой перегородкой 2. В верхнюю часть / поступает

материал, а в нижнюю 3 нагнетается вентилятором 4 воздух под

невысоким давлением. Воздух, просачиваясь через пористую

перегородку, смешивается с материалом, придавая ему свойство

текучести, присущее жидкости. Благодаря этому материал самотеком

перемещается по трубопроводу. В трубопровод 6 материал подается

из бункера 5. Аэрированный материал (пульпу) можно

транспортировать в трубопроводах и в вертикальном направлении при

давлении воздуха oт 0,5 до 1 кг/см2.

Расход энергии в аэрационных транспортных установках

значительно меньше, чем во всасывающих и нагнетательных.