14

Скребковые конвейеры

1. Общие сведения

Скребковым называется конвейер, где груз транспортируется по желобу или другому направляющему устройству движущимися скребками, прикрепленными к тяговому элементу. Различают кон­вейеры со сплошными и контурными (фигурными) скребками. Сплошные скребки бывают высокими (их высота примерно равна высоте желоба) и низкими (их высота в несколько раз меньше вы­соты желоба). Применяются также трубчатые конвейеры с круг­лыми (иногда прямоугольными) скребками. В зависимости от ха­рактера движения различают скребковые конвейеры с непрерывным поступательным и с возвратно-поступательным движением тягово­го элемента.

На рис. 1 показаны схемы некоторых распространенных типов конвейеров с непрерывным поступательным движением. Конвей­еры (рис. 1, а) порционного волочения груза с высокими сплошными скребками состоят из скребков 1, прикрепленных к цепи 4, хо­довые катки 3 которой перемещаются по направляющим 2.

Рис. 1. Схема скребковых конвейеров: а – с высокими сплошными скребками; б – с низкими погруженными скребками; в – с контурными скребками; г – трубчатый конвейер

Конвейеры с высокими скребками используются для транспорти­рования материалов, крошение которых не снижает их качества, или для не крошащихся грузов. Конвейеры с низкими скребками имеют большее распространение, так как перемещение материала происходит с меньшим его измельчением.

Производительность, скорость движения и длина скребковых конвейеров ограничиваются значительным сопротивлением переме­щению груза и износом элементов конвейера. Обычно производи­тельность конвейеров находится в пределах 50...350 т/ч, скорость— 0,16...1,0 м/с, длина — 60...100 м.

Конвейеры порционного волочения с высокими сплошными скребками

Устройство и основные параметры.

На рис. 2.42 показаны конвейеры порционного волочения с высокими сплошными скребками. В конвейере с одной рабочей ветвью (рис. 2.42, а) груз перемещается по желобу 6, укрепленному на станине 5 вдоль нижней ветви вертикально замкнутой цепи 1. Цепь с консольно прикрепленными к ней скребками 2 опирается на катки 8, движущиеся по направляющим 9. Цепь приводится в движение от привода через звездочку 3. Ее предварительное натяжение создается натяжным устройством, воздействующим на звездочку 7. На нижнюю рабочую ветвь груз попадает сверху через свободное пространство между скребками верхней холостой ветви. Разгрузка производится из выпускных отверстий 4 в днище желоба, открываемых и закрываемых шиберными (плоскими) затворами.

В редко применяемых конвейерах с двумя рабочими ветвями (рис. 2.42, б) груз перемещается по верхнему и нижнему желобам в противоположных направлениях, показанных стрелками. Тяговый элемент такого конвейера состоит из двух параллельных вертикально замкнутых пластинчатых Катковых цепей, к которым прикреплены скребки, расположенные симметрично относительно оси катков.

Конвейеры порционного волочения с высокими скребками изготовляют как с открытым (рис. 2.42, а, б), так и с закрытым желобом.

По типажу, разработанному ВНИИПТмашем, предусмотрено изготовление девяти типоразмеров конвейеров с прямоугольными высокими скребками производительностью 30 ... 630 м³/ч при скорости 0.5 м/с, ширине скребков 200 ... 1200 мм, высоте 100 ... 400 мм и шаге 315 ... 800 мм. В конвейерах применены четыре типоразмера тяговых пластинчатых Катковых цепей (ГОСТ 588—81) с ребордными катками и шагом 160, 250, 315 и 400 мм. Конвейеры предназначены для рядовых грузов с наибольшими размерами кусков 50 ... 400 мм. При наибольших размерах кусков 50, 60 и 80 мм применены консольные скребки (соответственно шириной 200, 250 и 320 мм). Для конвейера с шириной скребка 400 мм используют консольные и симметричные скребки, с шириной 500 мм и более — ящичные. Конвейеры со скребками шириной 200 ... 320 и 400 ... 1200 мм имеют скорость соответственно 0,1 ... 1 и 0,5 ... 0,63 м/с. Угол наклона конвейера с нормальными скребками 30 ... 40°, ящичных — до 50°.

Цепи. В качестве тяговых элементов применяют пластинчатые втулочно-катковые цепи с ребордными катками. Используют и другие цепи — пластинчатые роликовые и с гладкими катками, тяговые разборные, круглозвенные, крючковые из литых или штампованных звеньев, снабжая скребки опорными башмаками или катками. Применение катков снижает сопротивление движению и износ опорных элементов. Катки нуждаются в хорошем уходе — периодической смазке, защите подшипников, очистке направляющих путей, так как при попадании на них частиц груза нарушается вращение катков, образуются лыски на их ободе и снижается положительный эффект от их применения.

Скребковое полотно в зависимости от размеров кусков транспортируемого груза и ширины желоба может иметь одну или две тяговых цепи. В одноцепном конвейере цепь, расположенная посередине, мешает загрузке, а с увеличением ширины желоба снижается прочность консольных участков скребков. Поэтому для крупнокусковых грузов необходимо применять двухцепные конвейеры.

Желоба; Желоба изготавливают в основном из листовой стали толщиной 4 ... 6 мм отдельными унифицированными штампованными или сварными секциями длиной 3 .... 6 м. Желоба выполняют прямоугольными или трапецеидальными, а в отдельных случаях полукруглыми! Днище желоба для повышения долговечности делают съемным для замены на новое, наплавляют износостойкими материалами или футеруют плитками из каменного литья, шлакоситалла или других материалов, устойчивых против изнашивания и коррозии. Особое внимание уделяют упрочнению стыков и правильному взаимному расположению секций (устранение уступов в стыках, одностороннего смещения ходовой части). В отдельных случаях желоба изготовляют деревянными.

Ширину желоба надо выбирать с учетом размеров кусков транспортируемого груза. В одноцепных конвейерах по условиям загрузки она должна в 3 ... 3,6 и 5 раз превышать размер соответственно наибольших и средних кусков, а в двухцепных конвейерах — в 2 ... 2,25 и 3 ... 4 раза.

Скребки. Скребки изготовляют из листовой стали толщиной 3...8 мм и усиливают штампованными ребрами жесткости или приваркой прокатных профилей. В отдельных случаях их выполняют из дерева и полимерных материалов. Форма и размеры скребка должны соответствовать сечению желоба. Наиболее часто применяют консольные скребки (рис. 2.42, а), реже симметричные (рис. 2.42,6 и 2.43).

Зазор между скребками и неподвижными элементами желоба (днищем, бортами), во избежание заклинивания цепи твердыми частицами груза, принимают равным 3 ... 8 мм. Соблюдение таких зазоров требует тщательного изготовления и монтажа конвейеров.

Устройства загрузки и разгрузки. Нижнюю рабочую ветвь загружают мелкокусковыми грузами сверху через холостую верхнюю ветвь, а крупнокусковые грузы подают непосредственно на эту ветвь по крутонаклонному лотку (угол наклона 45°). В последнем случае между обеими ветвями должно быть расстояние, достаточное для размещения лотка. Для разгрузки рабочей ветви используют отверстия в днище желоба.

Верхнюю рабочую ветвь загружают засыпкой сверху, а разгружают или через нижнюю холостую ветвь (мелкокусковые грузы), или через отводные лотки, устанавливаемые по бокам нижней холостой ветви (крупнокусковые грузы).

Шиберные затворы в днище желоба открывают и закрывают вручную или снабжают их электромеханическими, гидравлическими и пневматическими приводами. В последнем случае открывание и закрывание могут быть автоматизированы. Затворы могут иметь продольное и поперечное перемещения.

Привод. В рассматриваемых конвейерах применяют электрический привод с передаточными механизмами редукторного типа и предохранительными устройствами (срезной штифт, муфта предельного момента и пр.) для предохранения от поломок при образовании заторов и заклинивании кусков груза в зазорах, а также между цепью и звездочкой.

Натяжные устройства. В конвейерах порционного волочения кроме обычного назначения натяжное устройство должно обеспечивать устойчивое положение скребков при консольном их нагружении усилием, приложенным к рабочей кромке скребка. Г1ри слабом натяжении цепи это усилие может вызвать опрокидывание скребка (рис. 2.4-1) и «всплывание» цепи. Чтобы оно не происходило, момент сил натяжения S_n должен уравновешивать момент силы ', опрокидывающей скребок, т. е. необходимо соблюдение условия

П ри транспортировании мелкокусковых грузов натяжное устройство может быть винтовым. Для крупнокусковых грузов предпочтительно пружинно-винтовое устройство — оно обеспечивает отход натяжной звездочки при заклинивании кусков груза.

КОНВЕЙЕРЫ СПЛОШНОГО ВОЛОЧЕНИЯ (С ПОГРУЖЕННЫМИ СКРЕБКАМИ)

Устройство и основные параметры. Схемы конвейеров сплошного волочения (с погруженными скребками) по типажу ВНИИПТмаша показаны на рис. 2.47. Горизонтальные и полого-наклонные с углом наклона до 15° (рис. 2.47, а), а также горизонтально-пологонаклонные (рис. 2.47, б) конвейеры выполняют с низкими плоскими скребками, а конвейеры с крутонаклонными и вертикальными участками трассы (рис. 2.47, в—е) с контурными скребками. Ширина В желоба конвейеров с плоскими скребками составляет 90, 125, 200, 320 и 400 мм; для конвейеров с контурными скребками ширина желоба В равна 125, 200 и 320 мм, а соответствующая ей высота желоба h_ж составляет 90, 125 и 300 мм. Скорость конвейеров сплошного волочения 0,1 ... 0,4 м/с. Конвейеры с желобом шириной до 320 -мм включительно изготовляют одноцепными, более 320 мм — двухцепными.

ВНИИПТмашем разработаны также специальные конвейеры сплошного волочения: с плоскими скребками для транспортирования гранулированной сажи на шинных заводах и горячих (450 ... 700 °С) насыпных грузов (с водяной рубашкой, предназначенной для охлаждения груза, предотвращения коробления и прогорания рабочей поверхности желоба и одновременно охлаждающей груз в процессе транспортирования), а также с контурными скребками в герметичном и взрывобезопасном исполнениях.

Горизонтальные одноцепные конвейеры сплошного волочения с плоскими скребками для транспортирования зерна, отрубей, комбикормов и других сыпучих грузов разработаны ВНИЭКИпродмашем. Основные параметры этих конвейеров: ширина желоба до 320 мм; скорость 0,4 м/с; производительность 25, 50 и 100 т/ч.

К самостоятельной группе относятся скребковые конвейеры с низкими скребками для подземного транспортирования угля. Они применяются в различных условиях и имеют ряд разновидностей: одноцепные вертикально замкнутые переносные разборные (рис. 2.48, а), горизонтально замкнутые (рис. 2.48, б), передвижные и др.

Тяговые цепи. Тяговые цепи конвейеров с погруженными и контурными скребками работают в условиях, исключающих применение смазочного материала, так как он уносится частицами транспортируемого груза. Частицы груза, попадая в шарнир, могут оказывать различное влияние на работоспособность цепи: твердые абразивные ускоряют изнашивание, а мягкие мукообраз-ные, наоборот, выполняют роль смазочного материала и повышают долговечность цепи. Вместе с тем как те, так и другие забивают зазоры между деталями закрытого шарнира, в котором одна деталь охватывает другую, «заштыбовывают» его, и при определенных условиях цепь с закрытыми шарнирами становится неработоспособной. С учетом изложенного для конвейеров рассматриваемого типа более предпочтительны цепи с открытыми самоочищающими шарнирами — горячештампованные разборные, круглозвенные и пластинчатые открытошарнирные.

Применяют для них цепи и других типов. Так, в конвейерах сплошного волочения по типажу ВНИИПТмаша предусмотрены горячештампованные вильчатые цепи (ГОСТ 12996—79). Консольные плоские и контурные скребки приваривают к вильчатой цепи, а в двухиепных конвейерах их вставляют в специальные проушины на звене цепи и фиксируют шплинтами.

В конвейерах для мельнично-элеваторной и комбикормовой промышленности использовались втулочные, втулочно-ролико-вые, литые вильчатые и открытошарнирные пластинчатые цепи.

По результатам испытаний наиболее надежными оказались последние, что обусловлено легким доступом в открытый шарнир мукообразных частиц в качестве смазочного материала, выполнением соединений деталей цепи неразборными (с натягом), а также относительно малой массой цепи и небольшими удельными нагрузками в изнашиваемых сопряжениях. При работе втулочных и втулочно-роликовых цепей наблюдались повышенный износ в подвижных соединениях валиков и втулок с пластинами и разрушение тонкостенных деталей шарниров. Литые вильчатые цепи имели низкую работоспособность из-за скрытых пороков отливок звеньев, задевания скребков за неровности стенок желоба и разрушения валиков по пазам в местах крепления консольных скребков. Отказы открытошарнирных цепей, более редкие по сравнению с отказами деталей других типов, связаны с нарушением посадки фасонных валиков в пластинах и разрушением шплинтов. Благодаря более высокой работоспособности и лучшим технико-экономическим показателям в современных конструкциях этих конвейеров (серии ТСЦ и УТФ) применяют только открыто-шарнирные пластинчатые цепи.

В скребковых конвейерах для подземной добычи угля используют горячештампованные тяговые разборные цепи (в одноцепных разборных конвейерах) и высокопрочные круглозвенные сварные цепи. Надежность работы круглозвенных цепей в передвижных изгибающихся конвейерах определяют главным образом их соединительные звенья, выполняемые в виде открытой скобы с концами, соединенными болтами. Прочность такой скобы ниже прочности основных звеньев цепи.

Скребки. Плоские скребки изготовляют из полосовой стали (рис. 2.49, а). На работу таких скребков существенно влияет крепление их к цепи, а также качество монтажа конвейера, но в еще большей степени правильная его эксплуатация. Усилие, действующее на скребок от перемещения груза, невелико и,само по себе не может вызвать разрушение или деформацию скребка. Однако при эксплуатации скребковых конвейеров эти явления носят, как правило, массовый характер.

В определенной мере это связано с недостаточной жесткостью желобов конвейеров и неудовлетворительным их монтажом. Неправильная установка звездочек вызывает боковое смещение полотна, и в стыках секций на скребок действуют усилия, которые во много раз превышают усилия, требуемые на перемещение груза. Но и они не являются самыми опасными. Наибольшая опасность связана с заштыбовкой закрытого желоба в месте загрузки, с образованием пробок груза, через которые протягивается скребковое полотно. Именно эти усилия вызывают деформацию скребков, отрыв их в местах приварки, разрушение шплинтов, крепящих скребки к параллельным контурам цепей, отрыв проушин для крепления скребков к звеньям вильчатой цепи.

Для повышения прочности и жесткости скребков 1 их приваривают под небольшим углом к вертикальной плоскости пластины 2 (рис. 2.49, б), а также выполняют с квадратным (рис. 2.49, б) или фигурным поперечным сечением, так как при этих вариантах момент сопротивления изгибу (при равной площади поперечного сечения) выше, чем у скребка из полосовой стали, приваренного вертикально (рис. 2.49, а). Значительное повышение надежности скребкового полотна достигается выполнением скребков волнообразными из бельтинговой или полимерной лекты, прикрепленной сбоку к цепи. Такие скребки применяют в основном при транспортировании зерна и подобных легких грузов. Однако для тяжелых сыпучих грузов они не пригодны. Поэтому скребки подземных скребковых конвейеров изготовляют из специальных усиленных двутавровых профилей и подвергают упрочняющей термической обработке.

Желоба. В конвейерах сплошного волочения желоба выполняют закрытыми герметичными (см. рис. 2.47) и открытыми (рис. 2.48, а). Их собирают из отдельных цельносварных или разборных секций длиной 2 ... 6 м, изготовленных из листовой среднеуглеродистой или марганцовистой стали (марок 35, ЗОГ и др.) толщиной 2 ... 4 мм. При сборке закрытых герметичных желобов места соединений элементов секций и самих секций друг с другом тщательно уплотняют эластичными резиновыми прокладками. Между собой секции закрытых желобов обычно соединяют болтами, а открытых (шахтные конвейеры) — с помощью специальных безболтовых соединительных элементов, обеспечивающих более быструю разборку и сборку желоба (става). В наиболее изнашиваемой зоне днища, контактирующей с тяговой це'гыо, устанавливают сменную полосу или упрочняют эту зону наплавкой износостойкими материалами. Толщина листовой стали и способ заводского изготовления секций существенно влияют на работу конвейера. Цельносварные секции, изготовленные из стали повышенной толщины, обеспечивают меньшие отклонения от прямолинейности при сборке желоба и большую его жесткость в целом, что повышает надежность конвейера.

2.8. Объемная производительность конвейеров с погруженными скребками в зависимости от скорости движения тягового элемента, размеров желоба и скребков

Производительность, м³/ч, при скорости движения цепей, м/с				Размеры, мм
				Желоба (см. рис. 2.47)		Скребков (см. рис. 2.48)
0,16	0,2	0,25	0,32	B
4	5	6,3	8	100	80	75	70	80
6,2	8	10	12,5	125	100	110	90	100
10	12,5	16	20	160	125	140	110	125
12,5	16	20	25	200	125	180	110	125
20	25	32	40	250	160	230	145	160
31,5	40	50	63	320	200	295	180	200
50	63	80	100	400	250	375	225	250