1.3. Характеристика транспортируемых грузов

Транспортируемые грузы подразделяются на штучные и насыпные. Насыпные грузы перемещаются навалом и характеризуются размерами и формой частиц, плотностью, влажностью, углом естественного откоса и коэффициентами внутреннего и внешнего трения.

Насыпные грузы содержат куски разных размеров и подразделяют­ся на сортированные (однородные по размерам) и несортированные (рядовые).

Для рядовых грузов a_max/a_min > 2,5, для сортированных a_max/a_min ≤ 2,5, где a_max, a_min – размеры максимальных и минимальных кусков, мм.

Сортированные грузы характеризуются размером типичного куска a:

,

а рядовые – размером максимального куска a = a_max при условии, что количество их по массе составляет > 10%, в против­ном случае a = 0,8a_max.

Наименование грузов	Размер типичных кусков а, мм
	минималь­ный	максимальный
Кусковые: особо крупно­кусковые крупнокусковые среднекусковые мелкокусковые Зернистые: крупнозернисгые мелкозернистые Порошкообразные Пылевидные	320 160 60 10 2 0,5 0,05 -	- 320 160 60 10 2 0,5 0,05

Таблица 1 По крупности частиц насыпные грузы подразделяются на катего­рии (табл. 1).

Плотностью ρ (т/м³) груза называется отношение его массы к занимаемому объему. Величина плотнос­ти для большинства мате­риалов изменяется в широ­ких пределах в зависимос­ти от размеров частиц и влажности.

Плотность фрезерно­го торфа зависит от его вида, зольности, степени разложения, влажности, формы и размеров тары. Для фрезерного торфа зольностью до 15% плотность может быть определена по формуле, предло­женной Л. С. Аптом:

,

где K_T – коэффициент, характеризующий вид торфа; для верхового K_T=0,01, для низинного K_T = 0,04; R – степень разложения, %; w – относительная влажность торфа, %; h – средняя высота падения торфа при засыпке, м; b – толщина засыпаемого слоя, м.

Степень разложения, %	Верховой торф	Низинный торф
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55	0,035 0,062 0,088 0.111 0,135 0,155 0,177 0,197 0,215 0,233 0,267	0,058 0,085 0,118 0,134 0,158 0,180 0,201 0,221 0,240 0,258 0,292

Таблица 2 Плотность сухого фрезерного торфа, определенная с помощью пурки, приведена в табл. 2 [10].

Плотностью твердой фазы ρ_тф (г/см³) называется плотность абсолютно сухого и беспористого торфа. Плот­ность твердой фазы торфа, завися­щая (по исследованиям С.А.Сидякина) от вида торфа, его степени разложения и зольности, приведена в таблице 3.

В процессе механической под­готовки торфа – дробления и гро­хочения, его плотность уменьшает­ся (табл. 4) [7].

При плотности брикетов ρ_бр, равной (1,1÷1,2) т/м³, плотность насыпной массы брикетов мож­но принять 0,8 т/м³.

Таблица 3

Степень разложе­ния, %	Зольность, %
	2	4	6	10	14	18	25
	Верховой торф		Низинный торф
5 10 15 25 35 45 55	1.57 1,56 1,54 1,51 1,48 1,45 1,41	1,59 1,57 1,56 1,53 1,50 1,47 1,43	- 1,56 1,55 1,52 1,50 1,47 1,45	- 1,59 1,57 1,55 1,53 1,50 1,48	- 1,62 1,61 1,58 1,56 1,53 1,51	- 1,65 1,65 1,61 1,59 1,56 1,54	- 1,71 1,70 1,67 1,65 1,62 1,60

Углом естественного откоса φ называется угол между образу­ющей конуса свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью (приложение 1) [1, 2]. Угол естественного откоса движущегося мате­риала φ_д = 0,7φ.

Таблица 4

Степень разложения, %	Плотность, т/м3
	до механической подготовки	после механической подготовки
20 - 30 30 – 35 40 - 45 50 55	0,227 0,363 0,385 0,442 0,440	0,203 0,336 0,359 0,430 0,432

Примечание. Массовая доля общей влаги в торфе в опытах составляла 50-55%.

Коэффициент внутреннего трения f_вн характеризует трение меж­ду частицами внутри слоя материала (прилож. 1) для сыпучих материалов, у которых отсутствует сцепление между частицами, угол внутреннего трения равен углу естественного откоса φ, при этом

.

Коэффициент наружного трения f в покое характеризует трение материала о поверхность соприкасающегося с ним твердого тела. Для строительных материалов ориентировочно можно принять коэффициент трения: по стали f_c = 0,75tgφ; дереву f_д = 0,8tgφ; резине f_д = 0,85tgφ; бетону f_д ≈ tgφ. В движении коэффициент наружного трения f_дв уменьшается: f_дв = (0,7÷0,9)f.

Коэффициент трения фрезерного торфа при скорости движения 0,02÷0,2 м/с, по данным ВНИИТП (табл. 5) [10].

Таблица 5

Влажность торфа, %	Давление, кПа	Материал поверхности
		Сталь	Резина	Береза
				вдоль слоев	поперек слоев
45 73	5 13 5 13	0,72 0,80 0,80 0,72	0,6 - 0,77 0,76	0,6 0,63 0,79 0,76	0,56 0,59 0,79 0,75

Абразивность (режущая способность) – способность насыпных материалов изнашивать (истирать) соприкасающиеся с ним рабочие поверхности несущего органа: желобов, конвейерных лент, элементов тяговых цепей и др. По степени абразивности материалы подразделяются на группы: А – неабразивные; В – малоабразивные; С – сред­ней и Д – высокой абразивности (прилож. 1).

Кроме перечисленных основных физико-механических свойств сы­пучих материалов при выборе транспортирующей машины необходимо учитывать особые свойства грузов: хрупкость, слеживаемость, смерзаемость, наличие острых кромок и др.