Скребкові, планчасті та пластинчаті конвеєри

Ланцюговим скребковим транспортером називається пристрій, що переміщує вантаж волоком за допомогою скребків чи планок, прикріплених до ланок ланцюга, який безперервно рухається в жолобі.

Транспортери: а – скребковий з живильником; б – планчатий;

в – пластинчатий; г – збірний (ланцюгово-скребковий з одностороннім рухом); д – розподільний (ланцюгово-скребковий з циклічним рухом);

е – ланцюгово-скребковий з циклічним рухом на один крок; ж – штанговий з шарнірними скребками

Несучу поверхню транспортерів з рухомим настилом можна отримати, закріпивши до ланцюгових тягових органів пластини, що утворюють суцільний настил, планки або прути, що утворюють настил з просвітами.

Скребкові транспортери застосовуються для легко сипучих вантажів: зерна, муки, добрив, картоплі. Часто скребкові транспортери використовують для прибирання гною.

Пластинчатими транспортерами можна транспортувати сипкі і дрібношматкові вантажі. Планчатими і прутковими транспортерами доцільно переміщувати коренеплоди, що в процесі транспортування доочищаються від ґрунту і просіюються в просвіти між планками і прутами.

Також всі транспортери часто входять до складу с.г. машин.

Скребкові транспортери бувають:

• стаціонарні, переносні, пересувні та самохідні;

• одноланцюгові і дволанцюгові;

• горизонтальні і похилі, з верхнім і нижнім жолобами;

• порційного і суцільного волочіння.

Скребки виготовляють із сталі, чавуну, дерева, бельтингу (для зерна) та пластмас. Розрізняють прямокутні, прямокутні із скошеними кутами, трапецевидні та дискові скребки.

Жолоб транспортера в поперечному перерізі роблять із листової сталі або дерев’яних дошок облицьованих сталлю по формі скребка. Зазори між стінками жолоба і ребрами 2…8мм.

Для тягових органів с/г. транспортерів застосовуються блочні, гачкові і пластинчасті ланцюги, що складаються із звичайних і спеціальних ланок. Ланцюги повинні бути дешевими, міцними і стійкими проти спрацювання, мати малу масу і просту конструкцію.

Переваги: простота конструкції, можливість транспортування вантажу під кутом 45⁰ до горизонту; можливість розвантаження в будь-якому місці по довжині транспортера; можливість транспортування вантажу у будь-якому напрямку, а при необхідності і у двох одночасно.

Недоліки: подрібнення і стирання вантажу; швидкий знос направляючого жолоба.

Продуктивність.

• транспортерів порційного волочіння:

,

де В – довжина скребка, м; h – висота скребка, м; V - швидкість ланцюга, м/с;  - коефіцієнт заповнення між скребкового простору; γ – щільність вантажу, кг/м³; К₁ – коефіцієнт, що враховує вплив швидкості ланцюга на заповнення між скребкового простору (при V=0,5 м/с К₁=0,97; при V=1,0 м/с К₁=0,92; при V=1,5 м/с К₁=0,85; при V=2,0 м/с К₁=0,75); К₂ – коефіцієнт, що враховує вплив форми скребка на заповнення міжскребкового простору (К₂=1 при увігнутих; К₂=0,9 – при плоских).

Якщо продуктивність задана, то, користуючись формулою можна визначити розміри скребка; причому, В/h=2…4 та S/h=2.5…3 – для сипких і дрібно шматкових вантажів; В/h=4…6 та S/h=6…10 – для пухких вантажів.

• суцільного волочіння:

де К₀ – коефіцієнт, що характеризує ступінь відставання вантажу від ланцюга, що рухається (для пиловидних вантажів К₀=0,45…0,8; для зернистих К₀=0,6…0,9; для дрібношматкових К₀=0,8…0,9). Швидкість руху тягового органу для транспортерів суцільного волочіння рекомендується брати V=0,1…0,25м/с.

ГВИНТОВІ ТРАНСПОРТЕРИ

Транспортери з гвинтовим робочим органом, що обертається в нерухомому жолобі (кожусі) називається гвинтовим.

Призначені для горизонтального, похилого і вертикального переміщення сухих, вологих, рідких і рідше штучних вантажів. Їх відмінність у компактності та відсутності тягового органа.

Гвинтовий транспортер складається з таких основних вузлів: жолоба; завантажувального ковша і розвантажувальних патрубків; гвинта, який називається шнеком, що складається з приводного вала і закріпленої на ньому гвинтової поверхні; кінцевих і проміжних підшипників, трансмісії та джерела механічної енергії.

Гвинтові транспортери бувають:

• горизонтальні, похилі, вертикальні;

• стаціонарні, пересувні, переносні.

Вантаж який надходить у жолоб або кожух через завантажувальний ківш або патрубок, переміщується за допомогою обертового шнека під дією обертової сили гвинта і вивантажується через розвантажувальні вікна або патрубки.

Преваги: простота будови і догляду; невелика вартість; зручність проміжного завантаження і розвантаження; відсутність втрат вантажу; невеликі габаритні розміри.

Недоліки: стирання вантажу внаслідок його тертя об стінки жолоба і гвинтову поверхню шнека; подрібнення вантажу внаслідок затискання; великі витрати енергії; знос поверхонь жолоба і шнека.

Шнеки гвинтових транспортерів бувають

• правого і лівого обертання;

• одно- і багатозаходні.

Їх гвинтові поверхні виготовляють найчастіше із стальної стрічки способом штамповки або прокатки на спеціальних верстатах.

Шнеки бувають:

• із суцільною гвинтовою поверхнею – для сипких та пухких вантажів;

• стрічкові – для шматкових і злипаючих вантажів та для перемішування різних типів вантажів;

• лопатеві – для розпушування, перемішування та переміщення вантажів(кормоприготувальні);

• фасонні – для розпушування злежаних вантажів та їх транспортування.

Для зменшення дроблення вантажу необхідно, щоб між зовнішнім ребром шнека і жолобом був зазор 5-10мм. Для транспортування абразивних вантажів використовують шнеки з чавунних секцій. Вали горизонтальних та полого похилих шнеків можуть бути виготовлені як суцільні , так і з відрізків довжиною 2-4м.; вали круто похилих транспортерів – тільки суцільними.

Схема роботи і основні параметри.

Матеріал в гвинтовому тр-рі переміщується волоком незалежно від фізико-механічних властивостей вантажів, положення і параметрів шнека. Проте траєкторія руху частинок вантажу різна в залежності від частоти обертання шнека. Прийнято розрізняти шнеки швидкохідні і тихохідні. В тихохідних шнеках при (дійсна кутова швидкість менше критичної), коли частинка вантажу А здійснює коливальний рух на змінному радіусі з одночасним осьовим переміщенням. Їх застосовують для в’язких, липких і зв’язаних вантажів: запарена картопля, силос, гній і т.д.

В бистрохідному шнеці при і матеріал розташовується під дією відцентрових сил концентрично по поверхні кожуха, а частинка вантажу А описує гвинтову спіраль з кроком S_M<S - крок гвинта. В дійсності траєкторія руху частинок набагато складніша. Швидкохідні шнеки застосовуються при вертикальному і інших напрямах транспортування сипких і рідких вантажів: зерно, кормові суміші тощо.

Для нормальної роботи шнека при його проектуванні необхідно забезпечити співвідношення його продуктивностей: завантажувальної – П_з; транспортуючої – П_т та розвантажувальної – П_р.

При П_з<П_т<Пр продуктивність шнека П=П_з; у випадку П_з>П_т>Пр відбуватиметься надлишкове стирання і дроблення вантажу і навіть забивання транспортера.

На продуктивність шнека значно впливає і схема роботи та конструкція вузлів. Так із збільшенням частоти обертання вала n гвинта створюється тормозна дія на вантаж і продуктивність П_зі П_р зменшуються, а продуктивність П_т збільшується. Тому для бистрохідних шнеків встановлюють спеціальні живильники. Для кращого захвату вантажу і зменшення початкових опорів виготовляють гвинти з поступово зростаючим кроком.

Основні параметри шнека:

конструктивні: D – діаметр і S – крок гвинта, співвідношення між ними ; діаметр вала – d.

кінематичні: частота обертання – n; кутова швидкість – ω.

експлуатаційні: коефіцієнт продуктивності - ; коефіцієнт тертя – f; .

Основи теорії і розрахунку.

П ри русі матеріальної частинки в шнеці на неї діє:

сила тяжіння ваги mg; сила тертя об гвинт f₁mg, що задає їй обертання; тиск супутніх частинок kf₁mg (k – коефіцієнт пропорційності); відцентрова сила mω²r, що притискає частинку до кожуха; сила тертя по кожуху f₂mω2r, яка гальмує обертання частинок разом з гвинтом, і сили внутрішнього тертя частинок. Сумарна дія цих сил призводить до проковзування частинок по гвинтовій поверхні і осьовому переміщенню – тобто транспортуванню.

Дієздатність вертикального шнека забезпечується при . Критичні кутові швидкості для точок А і Б визначаються із рівнянь рівноваги сил в проекціях х-х:

де - відповідно коефіцієнти тертя вантажу об гвинт, кожух та вантаж; =0,5d_OC і - відповідно радіус, діаметр і кут осипання, при яких транспортування вантажу неможливе.

Після перетворення для зовнішньої точки А і внутрішньої Б отримаємо:

;

відповідно для горизонтального шнека критичні кутові швидкості для зовнішньої і внутрішньої точок:

;

Робоча частота обертання гвинта швидкохідних шнеків в декілька разів більше критичної .

Для тихохідних

А=65…50 для легких вантажів; А=50…30 для важких.

Осьова швидкість.

V_S – швидкість транспортування залежить від колової швидкості V і теоретичної осьової швидкості V_ST при якій точка А переміщується без обертання. З врахуванням співвідношень V_ST=Vtgα:

; ;

більші значення для швидкохідних шнеків.

Продуктивність гвинтового транспортера в загальному вигляді:

,

де площа поперечного перерізу потоку і осьова швидкість вантажу.

Коливальні конвеєри.

Коливальні конвеєри – транспортуючі пристосування без спеціального тягового органу. Транспортування вантажу здійснюється послідовно повторюваними переміщеннями чи скачками вантажу по вантажонесучому органу.

Залежно від характеру і режиму руху розрізняють конвери:

інерційні з постійним чи змінним тиском вантажу на дно, в якому вантаж переміщується, не відриваючись від дна жолоба;

вібраційні, в яких переміщення здійснюється мікро кидками з відривом частинок вантажу від дна жолоба. вібраційні відрізняються від інерційних режимом роботи

До недоліків вібраційних конвеєрів відноситься : підвищений знос жолоба при транспортуванні абразивних матеріалів, складність переміщення липких вантажів, передача вібраційних навантажень на конструкції установок та машин.

Продуктивність коливальних конвеєрів визначається за формулою:

де γ – обємна маса вантажу; =0,5…0,8 – коефіцієнт наповнення жолоба; F площа жолоба при висоті h=(0,4…0,6)В чи для труби 0,785D²; V_С – середня швидкість транспортування

метальні машини.

Призначені для транспортування і обробки сипких, зв’язаних і шматкових вантажів, що переміщуються завдяки надаванню частинкам вантажу великих швидкостей за допомогою робочих органів. В с.г. виробництві метальні машини використовуються при перевантаженні і завантаженні зерна; переміщенні вантажів на гідромеліоративних роботах, завантаженні силосу і укриванні буртів; при внесенні гною, компосту, вапна тощо. Перевагами метателів є: мала енергоємність, компактність конструкції, велика маневреність, можливість транспортування вантажу у будь-якому напрямку та у важкодоступні місця. При перевалці зерна метателем можна знизити вологість зерна на 3…5%; температуру нагрітого зерна з 30…35 до 20град.

Основні робочі органи метателів поділяються на стрічкові, лопатеві, дискові, кільцеві та вентиляторні.

Стрічкові метателі – це стрічкові транспортери з вільним політом вантажу, більшим ніж їх власна довжина. Розрізняють односттрічкові, двострічкові та метателі із зігнутою стрічкою.

Лопатеві метателі широко розповсюджені у вигляді окремих машин і в якості вбудованих у с.г. машини: силосозбиральні комбайни, сінозбиральні машини, буртовкривачі і т.і. Робочим органом є лопатеве колесо, призначене для захвату порції вантажу і надання частинкам вантажу швидкості для вільного польоту на задану відстань. По формі кожуха розрізняють відкриті і закриті лопатеві метателі. Вентиляторні метателі по своїй дії схожі нагнітаючим пневматичним транспортерам. Передача кінетичної енергії частинкам та їх розгін відбувається за рахунок тиску повітря.

Пневмотранспорт.

Пневматичний транспорт широко використовують завдяки їх значним перевагам перед механічними. Їх принцип роботи полягає у переміщенні вантажів за допомогою потоку повітря, що рухається по трубопроводу.

Пневматичні транспортери використовують при будь-яких трасах транспортування, вони менш металоємкі і більш прості при догляді, високоавтоматизовані, при роботі працюють тихо і без штовхань, змалими втратами створюючи гігієнічні умови у виробничих приміщеннях, охолоджують і провітрюють вантаж, що дуже важливо для зерна. Недоліками пневмотранспорт них установок є: підвищені витрати енергії (4…5 раз більше за механічні) , підвищений знос частин, що контактують з вантажем.

По принципу і способу переміщення вантажу розрізняють :пневматичні транспортери, аерожолоби та аероліфти.

Пневматичні транспортери по принципу дії поділяються на всмоктуючи транспортери – для переміщення вантажу на невеликі відстані і вони працюють при розрідженні повітря 10…50кПа. Нагнітальні транспортери – використовують для транспортування вантажів на великі відстані. Залежно від тиску створюваного вентилятором бувають низького тиску – до 1кПа (сіно, солома, полова), середнього – до 3кПа і високого – до 15кПа (зерно і т.п.). Транспортований вантаж можна завантажувати через боковий отвір вентилятора, якщо механічне пошкодження для вантажу безпечне, або через спеціальний завантажувальний пристрій.

Пневматичні установки складаються із повітродувного, завантажувального і розвантажувального пристрою, трубопроводу та очисника.

Аерожолоб – це аерогравітаційний конвеєр, робота якого відбувається на керуванні вантажу, що призводить його в псевдо зріджений стан. Аерожолоб складається із двох каналів, розділений пористою перегородкою виготовленою з кераміки чи бельтинга. Транспортований вантаж через завантажувальний пристрій потрапляє у верхній канал, а повітря, що нагнітається вентилятором в нижній. Повітря з тиском виводиться в отвори на вантажному каналі через вантаж. При цьому внутрішнє тертя знижується і вантаж приймає властивості рідини. Аерований вантаж здатний переміщуватись в аерожолобі під кутом не менше 3…4град. Цей вид транспортерів застосовують для порошкоподібних вантажів, муки, цементу, ядопорошків, добрив тощо.

Переваги. простота конструкції, мала металоємкість, висока продуктивність, відсутність рухомих частин, забезпечення гігієнічних умов роботи.

Недоліки: нездатність транспортування на підйом, необхідність подачі лише сухого повітря, обмеження по асортименту транспортування.

Аероліфт. пневматичний підіймач нагнітального типу, який працює за принципом транспорту суцільним потоком. Матеріа в керованому стані у виді матеріально-повітряної суміші високої концентрації