Методическое пособие 773

21

Рис. 1.18. Прецизионный виброметр Октава101В

Портативный термоанемометр модели 8901 (рис. 1.19) с выносной крыльчаткой предназначен для измерения температуры окружающей среды (в диапазоне -10…+500 С), скорости потока воздуха (в диапазоне 0,7…25 м/с) и объема воздушного потока. Прибор имеет высокую разрешающую способность (по температуре – 0,1оС; по скорости – 0,01 м/с), имеет режим удержания данных на дисплее и возможность подключения и вывода данных на ПК через порт

RS232.

Рис. 1.19. Портативный термоанемометр модели 8901

22

Осциллограф РС100А присоединяется через параллельный порт к компьютеру для обработки данных, при этом монитор используется как дисплей осциллографа (рис. 1.20). С помощью имеющихся в комплекте программ реализуются все стандартные функции осциллографа, включая функцию самописца и спектроанализатора. Управление приборами производится с помощью мыши. Сигнал запоминается для дальнейшей обработки. Прибор полностью оптически изолирован. В комплект входят: прибор, две пары щупов, адаптер, кабель параллельного интерфейса, программное обеспечение.

Рис.1.20. Одноканальный осциллограф РС100А фирмы «Valleman» с компьютером и монитором

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ

КВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

2.1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Машины непрерывного транспорта (МНТ) являются существенным звеном для обеспечения многих технологических процессов различных отраслей промышленности. Применение МНТ позволяет значительно сократить ручной труд при выполнении подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ, повысить производительность труда и эффективность производства, создать непрерывную, автоматизированную комплексную технологию производства, объединяющую основные и вспомогательные операции.

МНТ обеспечивают перемещение грузов непрерывным потоком и бесперебойное питание расчетным количеством сырья и полуфабрикатов технологическое оборудование в поточном производстве.

Основная особенность МНТ, отличающая их от грузоподъемных машин циклического действия, - возможность непрерывно перемещать штучные и сыпучие грузы по сложным криволинейным траекториям как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

23

МНТ отличаются высокой производительностью и поэтому наиболее пригодны для оснащения автоматизированных предприятий массового производства. Расширение областей применения МНТ предполагает удовлетворение следующих предъявляемых к ним требований: эффективность в эксплуатации; надежность в работе; малая стоимость; простота устройства; небольшие габаритные размеры; удобство обслуживания и ремонта; безопасность для обслуживающего персонала и окружающей среды; техническая эстетика; сохранность перемещаемого груза.

2.2.КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА

Кмашинам непрерывного транспорта (МНТ) относятся различного вида устройства для перемещения сыпучих и штучных грузов непрерывным потоком на малые (15…20 м) и большие (100…200 м) расстояния. При необходимости перемещения грузов на большие расстояния организуют комплексы из нескольких МНТ.

Грузы могут перемещаться механическими устройствами, называемыми конвейерами (транспортерами), пневматическими и гидравлическими устройствами.

Критериев классификации можно назвать несколько: по области применения, по способу перемещения груза, по характеру приложения движущей силы, по конструктивному исполнению отдельных элементов, по виду перемещаемых грузов, по возможности перемещения конвейеров на производственной площадке. Наиболее распространенный принцип классификации, определяющий общую методику расчета группы МНТ, представлен на рис. 2.1.

24

Настоящий лабораторный практикум разработан таким образом, что позволяет познакомиться с конструктивными решениями большинства МНТ, указанных на схеме классификации (см. рис. 2.1), и основными расчетными зависимостями для определения технических и технологических параметров, оценить эффективность транспортирования грузов тем или иным конвейером.

2.3. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

При выборе или проектировании того или иного типа конвейеров в первую очередь опираются на физические свойства транспортируемого груза. Все грузы подразделяют на две категории: штучные и насыпные.

Штучные грузы характеризуются следующими показателями: габа-

ритными размерами, массой, коэффициентом трения об опорные поверхности. Учитываются также и особые свойства конкретного груза (хрупкость, взрыво- и пожароопасность, ядовитость, температура, форма груза, загрязненность, наличие острых выступов и другие особые характеристики).

Насыпные грузы характеризуются рядом таких показателей, которые можно оценить количественно: крупностью кусков, крепостью, их однородностью по размерам, плотностью, насыпной массой, коэффициентами внешнего и внутреннего трения, влажностью, температурой, подвижностью. Не менее важен учет и качественных показателей насыпных транспортируемых грузов, таких как слеживаемость, смерзаемость, абразивность, повреждаемость, ядовитость, гигроскопичность, взрывоопасность, возгораемость, пыление и другие

Распределение кусков (частиц) груза по крупности (гранулометрический состав) определяют методом ситового анализа: взятую пробу пропускают через различные сита c постепенно уменьшающимися отверстиями для получения различных фракций.

25

Характер однородности грузов по размеру amax позволяет разделить их на сортированные и рядовые.

Сортированные грузы характеризуются средним размером куска:

где aбmax и aмmin – наибольшие размеры самого большого и самого маленького кусков. При этом груз считается сортированным, если

Рядовые грузы характеризуются размером наибольшего куска aбmax , если кусков с размерами (0,8…1)aбmax более 10% в пробе, взятой из массы груза. Если в пробе окажется значительное количество (не менее 10%) кусков с размером меньше 0,8 aбmax, то такой груз характеризуется размером куска, ближайшим к наибольшему. Для рядовых грузов

Плотность груза в массиве определяется взвешиванием куска груза в его естественном состоянии е , т/м3. При переработке груза он обычно дробит-

ся (разрыхляется). Разрыхленный груз характеризуется насыпной плотностьюн , т/м3 , которая зависит от степени его измельчения. Плотность в массиве е

Насыпной плотностью груза называется масса его свободно насыпанных частиц (кусков) в 1 м3 занимаемого объема. Различают следующие категории насыпных грузов:

н < 0,6 т/м3 – легкие грузы; 0,6 < н < 1,1 – средние грузы; 1,1 < н < 2 – тяжелые грузы;н > 2 т/м3 – весьма тяжелые.

26

Крепость транспортируемого груза определяется пределом прочности частиц груза по шкале М. М. Протодьяконова при одноосном нагружении сжатием:

где сж - предел прочности при сжатии, МПа.

Пределы прочности некоторых материалов представлены в табл. 2.3.

Коэффициент внутреннего трения fв характеризует силу трения между частицами насыпного груза.

Коэффициент наружного трения fн характеризует силу трения насыпного груза о поверхность соприкасающегося c ним другого тела. В табл. 2.4 приведены коэффициенты наружного трения некоторых строительных грузов по резине и стали.

Таблица 2.4 Коэффициенты наружного трения некоторых материалов

27

Влажность насыпного груза в определяется высушиванием взятой пробы при температуре 105°С до постоянной массы (т.е. полного испарения влаги) и вычисляется по формуле

где mв – масса влажной пробы, кг; mс – масса высушенной пробы, кг. Подвижность является характерной особенностью сыпучих материалов.

Подвижность сыпучих материалов характеризуется углом их естественного откоса, т. е. углом наклона к горизонтальной плоскости образующей конуса свободно насыпанного (без падения с высоты) материала. Угол естественного откоса зависит от многих факторов: крупности частиц, их формы, влажности, липкости, коэффициента внутреннего трения и др. В процессе транспортирования грузы испытывают толчки, сотрясения, что уменьшает давление частиц друг на друга и соответственно силу внутреннего трения между частицами. Поэтому подвижность частиц характеризуют углом естественного откоса в покое п и углом естественного откоса в движении д . Можно считать д 0,5 п .

Угол естественного откоса влияет на площадь поперечного сечения груза на ленте, а следовательно, на производительность конвейера.

Слеживаемостью называется свойство терять сыпучесть при длительном хранении в неподвижном состоянии. Подвержены слеживаемости грузы цемента, извести, глины, соды, снега и т. п.

Смерзаемостью называется свойство насыпных грузов, содержащих влагу, образовывать при низких температурах монолитную массу c полной потерей сыпучести.

Липкостью насыпных грузов называется свойство прилипать к поверхности соприкасающегося c ним твердого тела.

Указанные свойства грузов существенно увеличивают затраты мощности на их транспортирование, разгрузку, очистку конвейеров и др.

Острокромочностью обладают грузы, состоящие из кусков c острыми твердыми кромками. Такие грузы способствуют интенсивному абразивному износу элементов конвейеров.

Скорость витания частиц транспортируемого груза является исходным определяющим параметром при выборе и расчете пневмотранспортных установок.

Скорость витания определяет минимальную скорость воздушного потока, при которой частицы груза удерживаются во взвешенном состоянии потоком воздуха. Скорость витания частиц груза зависит от плотности частиц и их размера и формы. Скорости витания частиц некоторых грузов представлены в табл. 2.5.

28

Дополнительные свойства: ядовитость, коррозионная активность, округлая форма, пыление, волокнистость, повреждаемость, биологическая активность, взрывоопасность, самовозгораемость, высокая температура, гигроскопичность. Эти свойства в ряде случаев решающим образом влияют на выбор способа непрерывного транспортирования.

Более подробно теоретический материал по транспортируемым грузам изложен в [3, с. 378…385; 4, с. 5…15].

2.4. ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

Ленточными конвейерами называют машины непрерывного транспорта, несущим и тяговым органом которых является гибкая лента.

Ленточные конвейеры применяют во многих отраслях промышленности и различных производств для перемещения насыпных и штучных грузов на расстояния от малых (1…2 м) до больших (2000…2500 м).

Ленточные конвейеры имеют такие достоинства, как высокая производительность; возможность перемещать грузы по сложным пространственным трассам на большие расстояния (5…10 км) с разгрузкой в любой точке трассы; простота конструкции и возможность автоматизации контроля за работой ленточных конвейеров; высокая надежность и невысокие удельные затраты на транспортирование грузов.

Определенные трудности эксплуатации ленточных конвейеров возникают при транспортировании липких и тяжелых штучных грузов. Обеспечение равномерности натяжения ленты по ширине, контроль за возможностью проскальзывания ленты на тяговом барабане, большая трудоемкость замены ленты при ее износе существенно могут влиять на трудоемкость обслуживания и эксплуатационные затраты.

Классификация ленточных конвейеров представлена в табл. 2.6.

Конструкция ленточного конвейера (рис. 2.2) в типичном исполнении состоит из рамного металлического каркаса (става) 1, опирающегося на неподвижное основание. На каркасе монтируются следующие элементы конвейера: рядовые роликоопоры 2; поддерживающие роликоопоры 3; специальные роликоопоры 4; приводная станция 5; натяжная станция 6; кольцевая транспортирующая лента 7; загрузочный бункер 8; очистное устройство 9; разгрузочное устройство 10.

30

Специальные роликоопоры (рис. 2.4) устанавливаются в отдельных местах для центрирования ленты, для изменения направления трассы, для амортизации в местах загрузки, для очистки ленты.

Рис. 2.4. Специальные роликоопоры: а – схема центрирующей роликоопоры; б – амортизирующая роликоопора

Роликоопоры должны быть прочными, долговечными, иметь небольшую массу, малое сопротивление вращению, удобны в эксплуатации. Диаметры роликов [4] рекомендуется выбирать в зависимости от ширины ленты и насыпной плотности грузов.

Приводная станция конвейера (рис. 2.5,а) состоит из двигателя 1, передающего крутящий момент упругой муфтой 2 на редуктор 3, который в свою очередь передает преобразованный крутящий момент зубчатой муфтой 4 на тяговый барабан 5. Тяговый барабан приводит в движение охватывающую его транспортирующую ленту силой трения. Для увеличения силы трения (сцепления) ленты с барабаном наружную поверхность последнего футеруют материалом с большим коэффициентом трения по резине.

При большом сопротивлении движению ленты сила трения (тяговое усилие) может оказаться недостаточной, что приводит к проскальзыванию барабана, перегреву ленты, ее разрушению и возможному возгоранию. Для повышения тягового усилия увеличивают угол охвата лентой барабана (рис. 2.5,б), применяют двухбарабанный привод (рис. 2.5,в), прижимают ленту к барабану прижимными роликами или прижимной лентой (рис. 2.5,г и рис. 2.5,д).