Лекция 12

Тема 2.2 транспортирующие машины с тяговым элементом

Цель: знать основные сборочные единицы и детали, уметь выполнять необходимые проектировочные расчеты.

Транспортирующие машины с тяговым органом – машины, в которых тяговое усилие от двигателя передается рабочему органу гибким тяговым органом (канатом или цепью). Груз непрерывным потоком перемещается на тяговом органе, или на устройствах, прикрепленных к нему (ленточный, цепной, пластинчатый, подвесной конвейеры). Ленточные конвейеры предназначены для транспортирования насыпных (порошкообразных, мелко- и среднекусковых материалов), а также мелких штучных гру­зов в горизонтальном или близком к нему направлении. В цепных конвейерах груз лежит на пластинах (пластинчатые кон­вейеры), в ковшах (ковшовые конвейеры). Пластинчатые конвейеры предназначены для транспортирования крупнокусковых, абразивных и нагретых материалов, а также крупных штучных грузов в горизон­тальном или несколько наклонном направлении. Ковшовые конвейеры предназначены для транспортирования насыпного груза в ковшах в горизонтальном, наклонном или вертикальном направлениях. Элеваторы служат для перемещения грузов в ковшах в вертикаль­ном или крутонаклонном направления. Тяговым органом у элеваторов является лента или цепь. Ковшовые элеваторы используются для транспортирования пылевидных, зернистых и кусковых насыпных грузов. Ковшовый элеватор состоит из металлической опорной конструкции с горизонтальными и вертикальными участками, на которых укреплены направляющие пути и звездочки - приводные, натяжные и поворотные. Насыпной груз загружается в ковши элеватора в любом месте нижнего горизонтального участка и перемещается в них как на горизонтальных, так и на вертикальных участках конвейера без перегрузок (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Элеваторы

К цепным конвейерам относятся наклонные конвейеры метрополитена (эскалаторы).

У машин непрерывного транспорта с тяговым органом, несмотря на конструктивные особенности, имеются узлы, теория ра­бочего процесса которых является общей. К числу общих вопросов этой теории относится определение коэффициента сопротивления пе­редвижению и мощности двигателя, расчет приводного и натяжного устройства и др.

СХЕМА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ИХ РАСЧЕТ

Первые ленточные конвейеры, появившиеся ещё в 19 веке, изначально были предназначены для облегчения транспортировки грузов на определенные расстояния.

Ленточные конвейеры используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10—12 км и больше. Такие конвейеры обычно составляют из отдельных секций.

Трасса конвейера в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию.

Также они используются в качестве самостоятельного оборудования или входят в состав сложных технологических линий. Ленточные конвейеры сегодня выпускаются с различными типами транспортёрной ленты, что зависит от характера выполняемых работ, например, для пищевой или общетехнической промышленности.

Эти конвейеры состоят из рабочего органа в виде замкнутой конвейерной ленты, являющейся грузонесущим и тяговым элементом, опор, приводного и хвостового барабанов, рамы.

Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных конвейерах — винтовая.

Привод конвейера (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт.

Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку — через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя.

При необходимости предусматриваются на­правляющие ролики и от­клоняющие барабаны для ленты, разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты, тормоз или оста­нов для предотвращения самопроизвольного дви­жения рабочего органа в обратном направлении.

Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч.

Ширина тканевых лент в конвейерах от 300 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5 — 4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные конвейеры монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в строительстве.

Серийно выпускаемые ленточные конвейеры общего назначения по ГОСТ 22644–777 и 22647–77 комплектуются заводами – изготовителями из отдельных узлов. Станины, на которых крепят рамы приводов, а также натяжное устройство с поддерживающими роликоопорами серийно не выпускают, их надо проектировать для каждого конвейера отдельно. Схема ленточного кон­вейера – на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема ленточного конвейера

Основными параметрами серийных ленточных конвейеров являются:

• ширина ленты,

• скорость ее движения,

• диаметр приводного бараба­на.

ЛЕНТЫ

В ленточных конвейерах ленты являются тяговым органом и используются для размещения на них транспортируемого груза. Это наиболее дорогой и наименее долговечный элемент конвейера. Поэтому достаточно надежными могут быть только такие ленты, рабочая поверхность которых не повреждается перемещаемым материалом.

ТИПЫ ЛЕНТ

По конструкции различают: резинотканевые ленты, резинотросовые ленты, стальные ленты.

Резинотканевые ленты.

Лента со­стоит из нескольких слоев прокладок (рисунок 2.3) из ткани, соединенных слоями резины, и покрытых сверху и снизу слоем резиновых обкладок, предохра­няющих ленту от изнашивания, механических повреждений, влаги, от гниения и разрушения. Прокладки в ленте воспринимают продольную растягивающую нагрузку.

Рисунок 2.3 – Резинотканевая лента

Отечественная промышленность выпускает резинотканевые ленты шириной 0,3... 2 метра с числом прокладок 3 …12.

Рисунок 2.4 – Ленты для конвейеров

Стыковка лент возможна следующими способами: методом холодной и горячей вулканизации, методом механического крепления.

Рисунок 2.5 – Метод механического крепления

• Высокопрочные резинотросовые ленты (рисунок 2.6). Имеют сталь­ные тросы, которые завулканизированы между прокладками. Эти ленты имеют:

• высокое разрывное усилие при максимальных нагрузках;

• длительный срок эксплуатации при минимальных эксплуатационных затратах;

• минимальное удлинение при протяженных конвейерных трассах, но имеют большую массу и трудны в стыковке.

Рисунок 2.6 – Резинотросовые ленты

Стальные ленты. Для транспортирования абразивных материалов, нагретых (120...300 °С), агрессивных грузов, в пищевой промышленности применяют стальные ленты. Наиболь­шее распространение получили ленты из углеродистой или коррозионно – стойкой стали шириной 500...650 мм и толщиной 1мм. Основные преимущества стальной ленты: высокая прочность и несложные правила по уходу. Гладкая поверхность ленты уменьшает объем чистки, предотвращает появление запаха, загрязнений. Предел прочности стальных лент = 1200 МПа. Это позволяет применять их для конвейеров длиной 1000м и выше. Существенным недостатком стальных лент является их малая гибкость – необходимо применять натяжные и приводные барабаны больших диаметров.

Рисунок 2.7 – Стальные ленты

По назначению различают: лен­ты общего назначения (их применяют при температуре груза до 65° С) и специальные (имеют обкладки из теплостойкой, морозостойкой, маслостойкой и др. резины).

Ленточный конвейер может перемещать грузы как по горизонтальному, так и по наклонному направлению при угле подъема не более 23° при прорезиненной ленте и 14° при стальной ленте.

Рисунок 2.8 – Ленты специального назначения

Для перемещения материалов в резконаклонном и вертикальных направлениях нужно использовать конвейеры со шланговой, при движении автоматически свертывающейся в трубки, лентой (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 – Трубчатая лента

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЛЕНТЫ

• Ширину ленты В (рисунок 2.10) выбирают в зависимости от перемещаемого

груза и необходимой производительности конвейера. Насыпной груз располагается на плоскости под углом естественного откоса φ. На ленте конвейера (рисунок 2.10, а) насыпной груз при движении имеет угол φ₁≈0,35φ. Для увеличения площади сечения перемещаемого груза иногда по бокам ленты устанавливают борта (рисунок 2.10, б), но это увеличивает сопротивление передвижению груза. Чаще всего приме­няют желобчатую ленту (рисунок 2.10, в), производительность которой почти вдвое выше производительности плоской ленты той же ширины.

• При транспортировании насыпных грузов минимальная ширина ленты (мм) принимается:

а) для рядового груза

(2.1)

б) для сортированного груза

(2.2)

где – размер типичного куска, мм.

Наименьшую ширину ленты для транспортирования штучных гру­зов берут на 100мм больше ширины груза.

• Число прокладок в прорезиненной ленте определяют по формуле:

(2.3)

где – максимальное натяжение ленты, кН;

В – ширина ленты, см;

коэффициент запаса прочности при горизонтальном конвейере , при наклонном ;

σ _РП – предел прочности резинотканевой ленты на разрыв.

В месте соединения концов лента имеет меньший предел проч­ности, чем по основному, неослабленному сечению, например, сшив­ка резинотканевой ленты уменьшает предел прочности на 50%. Луч­шим соединением считается горячая вулканизация, которая обеспе­чивает предел прочности соединения около 80% прочности резино­тканевой ленты.

• Ориентировочно линейная плотность ленты

(2.4)

где В – ширина ленты; м;

z – число прокладок;

= 1,25 – толщина одной текстильной прокладки, мм; = 1,5…6, =1…1,5 – толщины верхней и нижней обкладок, мм.

Рисунок 2.10 – Размещение груза на ленте:

а – плоской; б – плоской с дополнительными неподвижными бортами;

в – желобчатой; г, д – плоской с кусковым грузом