книги из ГПНТБ / Смирнов, В. И. Строительные машины учебник

сортировочных установок, растворных, бетонных и асфальтобетон­ ных узлов.

Ковшевой вертикальный элеватор состоит из верхней привод­ ной головки 1 с разгрузочным лотком, нижнего загрузочного баш­ мака 4 с натяжным устройством, тягового органа 2 (прорезинен­ ная лента или пластинчатая цепь),

приводной барабан (звездочка), получающий вращение от двига­ теля через редуктор. Привод эле­ ватора оборудован тормозом и хра­

ветвь от -обратного движения при отключении двигателя.

Ковши элеватора жестко за­ креплены на тяговом органе с опре­ деленным шагом /. В зависимости от вида транспортируемого мате­ риала применяются:

— глубокие ковши — для сухих и высыпающихся материалов (су­ хой песок, мелкий гравий);

—мелкие ковши — для влажных и плохосыпучих материалов (земля, влажный песок, цемент);

—ковши с остроугольным днищем — для средне- и крупно­ кусковых материалов (щебень, шлак).

Емкость ковшей находится в пределах 0,65—15 л.

Загрузка ковшей производится зачерпыванием материала из нижнего башмака при прохождении через нижнюю точку элева­ тора, а разгрузка — под действием центробежной силы, возникаю­ щей при повороте ковшей вокруг приводного барабана (звездоч­ ки) или под действием силы тяжести материала при опрокидыва­ нии ковшей. Центробежная разгрузка используется в быстроход­ ных элеваторах со скоростью ковшей 1 ,2 — 2 м/сек, самотечная, или гравитационная, — в тихоходных (0,4—0,8 м/сек) элеваторах.

Производительность ковшевых элеваторов определяется по фор­ муле

П= --3,6 д ~?Кп кг/ч,

где д — геометрическая емкость ковша, л; v — скорость движения ковшей, м/сек-, t — шаг ковшей, м\

Кн— коэффициент наполнения ковшей, равный 0,65—0,85 для глубоких, 0,4—0,6 для мелких и 0,6—0,8 для остроуголь­ ных ковшей.

200

При расчете мощности двигателя привада элеватора учиты­

одоление сопротивления движению тягового органа, включая со­ противление зачерпыванию материала (N2) :

установках непрерывного действия. Наибольшее распространение получили ленточные, винтовые и вибрационные питатели.

Ленточный питатель отличается от обычных ленточных транс­ портеров ограниченной длиной (до 5 м), частым расположением роликоопор на рабочей ветви ленты, отсутствием ролнкоопор на нижней ветви и малой скоростью ленты (0,1—0,3 м/сек). Регули­ рование его производительности осуществляется с помощью шибер­ ного затвора, изменяющего толщину слоя выдаваемого материала.

Винтовой питатель во многом схож со шнековым транспорте­ ром. Его производительность в процессе работы обычно регули­ руется изменением числа оборотов винта.

Вибрационный питатель имеет лоток, свободно подвешенный к несущей конструкции бункера. На лотке прикреплен вибратор, имеющий обычно 3000 кол/мин с амплитудой 1—3 мм. Принцип работы питателя такой же, как вибрационного транспортера.

Рассмотренные питатели используются в основном для подачи пылевидных, зернистых и мелкокусковых материалов.

§ 11-2. Средства транспортировки пы левидных материалов

Для транспортировки таких пылевидных материалов, как це­ мент, известь, алебастр и другие, на строительстве находят приме­ нение пневмотранспортные установки. Принцип работы их осно­ ван на использовании потока воздуха, под действием которого частицы материала, находясь во взвешенном состоянии, переме­ щаются по закрытому трубопроводу.

Частица пылевидного материала оказывается во взвешенном состоянии при определенной скорости воздушного потока, называе­ мой скоростью витания и составляющей для цемента пример­ но 5 м/сек. Для того чтобы материал транспортировался, скорость воздуха в трубопроводе должна быть больше скорости витания. Она зависит от дальности транспортирования, вида материала, конструкции трубопровода и др. Так, при транспортировании це­ мента на 2 0 0 м скорость воздуха v B принимается равной око­ ло 25 м/сек, на 800 м — 45 м/сек.

На эффективность транспортирования пылевидных материалов воздушным потоком оказывает большое влияние количество подво­

201

димого воздуха. Оно характеризуется коэффициентом весовой кон­ центрации смеси р, который равен отношению весовой производи­ тельности установки П к весовому расходу воздуха Пи (т/ч):

П

!i = 71 Г1 В’ или через расход воздуха QB в м3/сек:

1000П _ П *

3600-1,244QB~ 4,5QB '

Чем больше длина трубопровода L, тем большее количество воздуха требуется на единицу транспортируемого материала и тем ниже значение весовой концентрации смеси (при L = 2 0 0 м р=^29,

при L —600 м р —15).

При заданной производительности установки Я расход воздуха определяется по формуле

QB= Р - мЯ1сек.

4,5(1-

Внутреннее сечение трубопровода

Мощность компрессора или воздуходувной машины для подачи нужного количества воздуха с заданной скоростью должна быть

при транспортировке материала по всему пути), н/лг2; т} — к. п. д. установки.

Пневмоустановкн отличаются компактностью, исключают по­ тери материала при его транспортировке, обеспечивают полную ме­ ханизацию процессов разгрузки, погрузки и транспортировки.

Их основными недостатками являются сравнительно большой расход энергии (1—4 квт-.ч на 1 т материала) и быстрый износ деталей при транспортировке абразивных материалов.

В зависимости от конструкции пневматические транспортные установки бывают всасывающего (вакуумного), нагнетательного и всасывающе-нагнетательного действия.

У с т а н о в к и в с а с ы в а ю щ е г о д е й с т в и я (рис. 11-4) имеют сопло 1 , трубопровод 2 , осадительную камеру (отделитель) 3, фильтр 6 и вакуум-насос 9.

Через сопло, погружаемое в материал, производится забор транспортируемого материала под действием засасываемого извне воздуха. Сопло обычно устанавливается на самоходную тележку с электроприводом.

Масса 1 .и3 воздуха равна 1,244 к г .

202

В осадительной камере происходит отделение материала от воз­ духа. Она представляет собой стальной сварной резервуар с диа­ метром, в 20—30 раз превышающим диаметр трубопровода. В верх­ ней части внутри резервуара установлен циклон 4, а внизу — два шлюзовых или шиберных затвора 5, через которые материал непре­ рывно выгружается наружу.

Рис. 11-4. Схемы установки всасывающего действия (а) н водокольцевого насоса (б)

. Материал отделяется от воздуха дважды: непосредственно в осадительной камере за счет резкого падения скорости материала (до 0 ,2 —0 , 8 м/сек) и в циклоне, где воздух меняет свое направ­ ление. При этом частицы пыли иод действием центробежной силы отбрасываются в сторону от выходного патрубка и скатываются по внутренним стенкам ко второму шлюзовому затвору.

Шлюзовой затвор служит для герметизации разгрузочного пат­ рубка и выгрузки пылевидного материала на склад. Он представ­ ляет собой,литой цилиндр, в котором на горизонтальной оси вра­ щается электродвигателем лопастной барабан. Наружные кромки лопастей и внутренняя полость барабана притерты друг к другу. Лопасти в барабане располагаются так, что непосредственное соединение бункера с транспортным трубопроводом исключено. Несмотря на это полная герметичность не обеспечивается, и по­ этому в бункере должно быть определенное количество материала, препятствующее просачиванию воздуха. Шлюзовой затвор рабо­ тает надежно при давлении, не превышающем 14-10'н/лг2 (1,4 бар).

20?.

После прохода через осадительную камеру в воздухе еще остаются мельчайшие частицы пыли, которые отделяются от воз­ духа в фильтре 6 . Внутри корпуса фильтра, разделенного на сек­ ции, подвешаны на раме закрытые сверху рукава 7 из хлопчато­ бумажной ткани. Снизу рукава открыты п прикреплены к решетке с отверстиями. При проходе воздуха через рукава частицы мате­ риала осаждаются на стенках рукавов. Через 5—10 мин работы фильтра рукава покрываются изнутри слоем материала, делаю­ щего их почти непроницаемыми для воздуха. Для очистки рукава постоянно встряхиваются специальным механизмом 8 .

Вакуум-насос создает разрежение, необходимое для засасыва­ ния и транспортировки материала. Наибольшее применение нашли вентиляторы, обеспечивающие разрежение 0,15—0,22 атм, рота­

лопатками 3. Через корпус непрерывно циркулирует вода, которая захватывается вращающимися лопатками и за счет центробежной силы прижимается к внутренней полости корпуса, образуя коль­ цо 4. Между водяным кольцом 4 и ротором образуется серповид­ ное пространство. Благодаря ему при вращении лопаток с одной стороны 5 создается разрежение, а с другой 6 — избыточное дав­ ление. Таким образом, работа водокольцевого насоса некоторым образом напоминает работу ротационного насоса. Вода обеспечи­ вает хорошую герметизацию лопаток внутри корпуса и охлажде­ ние насоса.

Установки всасывающего действия из-за сравнительно малого перепада давления, создаваемого вакуум-насосом, способны транс­ портировать пылевидный материал на расстояние до 100 м. Боль­ шим преимуществом их перед другими установками является воз­ можность засасывания материала из крытых емкостей, а также сведение до минимума потерь материала при транспортировке.

У с т а н о в к и н а г н е т а т е л ь н о г о д е й с т в и я (рис. 11 -5, а) для транспортировки пылевидных материалов используют сжатый

Основными частями установки являются компрессор 1, воздуш­ ный ресивер 2, масловлагоотделитель 3, воздухопровод 4, пита­ тельный бункер 5 со шлюзовым затвором, питатель 6 , рабочий тру­ бопровод 1 0 , осадительная камера 1 1 и фильтр 1 2 .

Работа установки основана на следующем принципе. Пылевид­ ный материал из расходного бункера поступает в питатель и по­ дается им в смесительную камеру 9. В нижней части ее находятся воздушная форсунка, через которую от компрессора нагнетается сжатый воздух. Воздух подхватывает материал и транспортирует

204

его во взвешенном состоянии по трубопроводу в осадительную ка­ меру. Здесь происходит основное отделение материала от воздуха и его выгрузка. Окончательно воздух очищается от частиц мате­ риала в фильтре или циклоне и выбрасывается в атмосферу.

I

Рис. 11-5. Схемы установки нагнетательного (а) и всасы- вающе-нагнетательного (б) действия

Для Данной установки используются одно- и двухступенчатые поршневые или ротационные компрессоры.

Питатель служит для принудительной подачи пылевидного ма­ териала из расходного бункера склада в смесительную камеру 9. Рабочим органом питателя является короткий консольный шнек 7 с переменным шагом. За счет переменного шага подаваемый мате­ риал уплотняется перед выходом через обратный клапан 8 и обра­ зуется «пылевая пробка». Шнек получает вращение от электро­ двигателя через редуктор.

205

Осадительная камера и фильтр принципиально не отличаются по устройству от подобных элементов и установок всасывающего действия. На фильтрах отсутствует встряхивающее устройство, так как они вибрируют под напором воздуха.

Установки-нагнетательного действия менее энергоемки и транс­ портируют материал на большее расстояние, чем всасывающие, но уступают им по качеству загрузки и потерям материала.

В с а с ы в а ю щ е - н а г н е т а т е л ь н ы е у с т а н о в к и (рис. 11-5,6) объединяют положительные стороны рассмотренных выше установок. У них загрузочное устройство всасывающего дей­ ствия транспортирует материал под действием разрежения на рас­ стояние 2—10 м к напорному шнеку. Далее напорный шнек подает материал в смесительную камеру и отсюда транспортировка идет с использованием нагнетательного принципа.

Для разгрузки сыпучего материала, в частности цемента, пере­ возимого россыпью в простых железнодорожных вагонах, приме­ няются пневматические, пневмомеханические и всасывающе-нагне- тательные разгрузчики.

Разгрузчик состоит из самоходного заборного устройства 3 на колесах с приводом от электродвигателя. При въезде в вагон штыревой рыхлитель I обрушивает цементную массу на подгре­ бающие диски 2 , откуда цементная масса через сопло вса­ сывается в осадительную камеру 4. Здесь вследствие потери ско­ рости цемент осаждается на дно бункера и подается консольным шпеком 5 с приводом от электродвигателя в смесительную ка­ меру 6 . К микропористой перегородке (аэроднпщу) 7 камеры под­ водится сжатый воздух, с давлением около 1 , 8 бар, от передвиж­ ного компрессора 9. В камере цемент аэрируется и в виде цементно­ воздушной пульны транспортируется в силос.

Вакуум (0,25 бар) создается в осадительной камере вакуумнасосом 8 . Очистка фильтров от цементной пыли производится периодической продувкой сжатым воздухом, подаваемым от ком­ прессора.

Техническая производительность разгрузчика равна 20. т/ч при дальности подачи до 40 м по горизонтали и 15 м по вертикали. Мощность электродвигателей 23,9 кет, а масса всей установ­ ки 2050 кг. Производительность более мощных разгрузчиков дости­ гает 90 т/ч.

Для горизонтального перемещения сухих пылевидных материа­ лов кроме рассмотренных установок могут применяться п н е в м а ­

в сторону перемещения. В нижнюю часть желоба от вентилятора под напором 250—350 мм вод. ст. нагнетается воздух, который пройдя микропористую перегородку, аэрирует материал, приводя его в движение в сторону уклона. Лишний воздух выходит в атмо­

206

сферу через имеющиеся вверху на желобе окна, закрытые фильтрирующей тканью.

Производительность желобов в зависимости от их сечения рав­ на 50—250 т/ч при расходе воздуха за час работы 2—3 тыс. мг. Они просты по устройству, не имеют движущихся частей, экономичны и при малых габаритах обладают высокой производительностью.

Аэрожелоба успешно применяются на прирельсовых складах цемента для приема материала от разгрузчиков с Дальнейшей по­ дачей его в силосные банки, а также для перемещения материала от силосных банок к пневмотранспортным установкам.

§11-3. Самоходные погрузчики

Ксамоходным погрузчикам относятся подъемно-транспортные машины с рабочим оборудованием, предназначенным для погрузки

втранспортные средства и складирования сыпучих, мелкокусковых

и штучных грузов.

По принципу работы погрузчики подразделяются на погрузчики непрерывного и периодического действия. У первых захватываемый материал с помощью имеющегося транспортера подается к месту погрузки непрерывно, вторые транспортируют материал за счет перемещения самого погрузчика.

В зависимости от конструкции рабочего органа погрузчики бы­ вают ковшовые, роторные, скребковые с подгребающими лапами и вилочные. Они монтируются на базе тракторов, тягачей, автомо­ билей или на специальном шасси и по типу ходового оборудова­ ния делятся на гусеничные и пневмоколесные.

К погрузчикам непрерывного действия относятся многоковшо­ вые, роторные и скребковые'погрузчики.

М н о г о к о в ш о в ы е п о г р у з ч и к и (рис. 1 1 -6 , о) в качестве основного рабочего органа имеют ковшевой наклонный элеватор 2 . Ковши элеватора крепятся на двух цепях, которые получают при­ вод от двигателя шасси погрузчика через редуктор отбора мощ­ ности и цепную передачу. Рама 3 элеватора устанавливается на шасси шарнирно; она опускается вниз при погрузке и поднимается вверх при переводе в транспортное положение двумя гидроцнлиндрами.

В нижней части рамы монтируются отвал и питатель 1 для по­ дачи материала к ковшам элеватора, выполняемый в виде ленточ­ ного шнека с правым и левым направлениями витков для подгреба­ ния материала к оси ковшевой цепи. Устанавливается питатель на одном валу с ниЖними звездочками цепей ковшового элеватора.

В дополнение к этому большинство многоковшовых погрузчи­ ков оборудуется лентойным транспортером 4, с помощью которого материал, захватываемый элеватором, транспортируется к месту разгрузки. Транспортер может подниматься и опускаться в вер­ тикальной плоскости, а также поворачиваться в плане до 90° в обе

207

стороны от продольной оси машины ручной червячной лебедкой и канатно-блочной системой или силовыми гидроцилиндрами.

Рис. 11-6. Погрузчики непрерывного действия: а — многоковшовый; б — скребковый

Работа погрузчика совершается при поступательном движении машины на забой (штабель). При этом материал захватывается отвалом и винтовым питателем подается в непрерывно движущиеся ковши элеватора, разгружаемые наверху в приемное устройство ленточного конвейера. Скорость поступательного движения по­ грузчика устанавливается в зависимости от высоты забоя (шта­ беля) и необходимой производительности, которая определяется по производительности ковшового элеватора и находится в пре­ делах 30—200 м3/ч.

Многоковшовые погрузчики используются главным образом для погрузки в транспортные средства и складирования сыпучих и кус­ ковых материалов (крупность кусков достигает 1 0 0 — 1 2 0 мм), об­ служивания складов, бетонных и асфальтобетонных заводов и др. Высота погрузки колеблется от 2,4 до 4,2.

208

головкой, имеющей шесть ковшей, производится зачерпывание ма­ териала и его высыпание в ленточный транспортер, который по­ дает материал в воронку внешнего поворотного транспортера.

Техническая производительность погрузчика с шаровой голов­ кой определяется по формуле

П — Q,00>qznKK м\ ч,

где q — емкость одного ковша, л; z — число ковшей на головке;

п — угловая скорость головки (4,0—5,0 об/мин)-, Кн— коэффициент наполнения ковшей (0,7—1,1).

Рабочее оборудование погрузчика смонтировано на поворотной платформе, позволяющей поворачивать его относительно шасси на 170° в обе стороны. Кроме того, внешний транспортер может поворачиваться дополнительно в горизонтальной плоскости на 72°.

Данные погрузчики выпускаются с электрическим приводом и

забирать материал из любой точки штабеля, тогда как многоков­ шовые погрузчики пригодны только для забора материала с того уровня, на котором расположена машина. Применяются они в ос­

С к р е б к о в ы е п о г р у з ч и к и (рис. 11 -6 , б) вместо ковшового элеватора оборудованы скребковым транспортером 3. В нижней части лоток транспортера снабжен лопатой 1 с ножами. На лопате на двух вращающихся дисках крепятся подгребающие лапы 2 , со­ вершающие при работе сложное движение. По мере движения по­ грузчика в сторону материала лопата опускается вниз и лапы под­ гребают материал на лопату в зону действия скребкового транс­ портера.

Погрузчики такой конструкции нашли применение главным об­ разом для погрузки снега, каменного угля и торфа в автотранс­ порт. Для погрузки абразивных материалов (песок, щебень, гра­ вий, шлак) они не пригодны.

П о г р у з ч и к и п е р и о д и ч е с к о г о д е й с т в и я в зависи­ мости от конструкции основного рабочего органа подразделяются на одноковшовые и вилочные (автопогрузчики). Они кроме погруз­

ное оборудование на тракторы и тягачи или в виде специализиро­ ванных машин на пневмоколесном ходу (рис. 11-7). По направле­ нию разгрузки они делятся на погрузчики с передней (фронталь-