книги из ГПНТБ / Ивановский К.Е. Роликовые и дисковые конвейеры и устройства
.pdfнии. При этом сочетания переориентировщиков и кантователей позволяют переориентировать грузы в различных вариантах, выбирая из них наиболее соответствующий данному конкретному случаю.
Скорость движения грузов по гравитационным роликовым и дисковым конвейерам нестабильна и зависит от многих факторов, что будет детально разобрано в гл. I I I . В то же время на ряде про изводственных участков конвейерной системы требуется как опре деленная скорость движения грузов, так и строгий темп поступле ния их. Для регулирования скорости движения грузов по кон вейеру применяют тормозные устройства. Эти устройства воздей ствуют или непосредственно на груз, или на ролики конвейера.
а)
Рис. 16. Конструктивные схемы кантователей
Устройства первого типа весьма часто являются также направляю щими или выравнивающими, а также часто осуществляют функции механизма, выдающего грузы в заданном темпе. Недостатками таких устройств являются: расположение устройств за габари тами конвейера, что не всегда возможно; дополнительные силовые воздействия на груз; трудность точного регулирования скоростей движения грузов. Достоинство — простота устройства.
Тормозные устройства второго типа более сложны и разделены на тормозные устройства, воздействующие на цилиндрические по верхности роликов (колодочные, ленточные), и на тормозные уст ройства, воздействующие на торцовые поверхности роликов (ку лачковые и фрикционные муфтового типа). Достоинством большин ства тормозных устройств, воздействующих непосредственно на ролик, является возможность автоматизации и механизации про цесса торможения и изменения скорости движения грузов; недо статком— относительная сложность конструкции.
Кроме того, за последнее время предложено много тормозных роликов специальных типов, в частности гидравлических, где источником тормозящей силы является вязкость рабочей жидкости,
залитой в |
тормозной ролик. |
|
В накопительных устройствах конвейерных систем широко |
||
•применяют |
автоматизированные и механизированные |
остановы |
-грузов, воздействующие, как правило, непосредственно |
на -груз |
с последующим освобождением его и остановкой следующего груза.
Помимо всех перечисленных выше специальных устройств, в современных транспортно-технологических и складских систе мах, оборудованных роликовыми и дисковыми конвейерами, ши рокое применение нашли специальные устройства, столь же ши роко применяемые в системах, оборудованных конвейерами других типов. К таким специальным устройствам относят системы авто матического адресования грузов, перегрузочные устройства, путе вую автоматику (т. е. приборы автоматических систем управления, расположенные непосредственно на трассах конвейеров), взвеши вающие и счетные устройства. Подробное рассмотрение и анализ конструкций любого из перечисленных типов устройств выходят за рамки настоящей книги.
Глава II
ПРОЕКТНЫЕ НОРМАТИВЫ, РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РОЛННОВЫХ И ДИСКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
1. РАСПОЛОЖЕНИЕ ГРУЗОВ НА КОНВЕЙЕРЕ
/7ри проектировании систем роликовых и дисковых конвейеров, одним из основных факторов, влияющих на выбор и расчет параметров этих конвейеров, является расположение грузов на роликовом или дисковом полотне конвейера. Здесь под полотном конвейера понимается плоскость, совпадающая с рабочими обра зующими роликов или дисков. В зависимости от характера и техно логии производства, организации погрузочно-разгрузочных и складских работ расположение штучных грузов на полотне кон вейера может быть самое различное. Здесь следует иметь в виду, что понятия расположения или ориентации штучных грузов не являются полностью идентичными и достаточно установившимися. Под ориентацией грузов обычно понимают расположение их на полотне конвейера той или иной своей опорной плоскостью, а под расположением грузов на полотне конвейера — геометрическую
привязку их к осям и полотну конвейера.
По расположению грузов относительно продольной оси кон вейера различают три способа укладки грузов: продольный—груз расположен длинной стороной вдоль конвейера; поперечный — груз расположен длинной стороной перпендикулярно продольной оси конвейера; произвольное расположение — грузы относительно оси
конвейера |
не ориентированы. |
|
|
|
|||
Коэффициент Кгр |
можно определить из следующего |
соотноше |
|||||
ния: |
|
|
|
|
|
|
|
где 1гр — длина груза вдоль |
оси конвейера в мм; |
|
|
||||
Ьгр — ширина груза перпендикулярно оси |
конвейера в |
мм. |
|||||
При |
продольной |
укладке |
грузов Кгр >> 1; |
при |
поперечной |
||
укладке |
Кгр |
< : 1; при произвольной укладке Кгр |
имеет свое |
зна |
чение для каждого груза.
Продольную и поперечную укладку грузов на конвейере осуще ствляют, как правило, с помощью механизированных или автома тизированных перегрузочных или специальных устройств или, наконец, с помощью укладочных устройств технологических ма шин. Для легких и весьма легких грузов возможна ручная укладка грузов, однако при этом во многих случаях в дальнейшем требуется
корректировать ориентацию грузов на полотне конвейера с по мощью выравнивающих и направляющих шин и т. п.
Произвольное расположение грузов на конвейере получается обычно при ручной укладке их или при неориентированной выдаче небольших массовых грузов из накопительных или буферных ем костей технологических машин (бункеры и т. п.).
Для роликовых и дисковых конвейеров предпочтительно про дольное расположение грузов. При одной и той же производитель ности конвейеров и при одинаковых скоростях движения грузов конвейеры для поперечной укладки получаются более широкие (занимают площадь цеха), более металлоемкие и дорогие. Объяс няется это тем, что при поперечной укладке грузов возрастает рас четная нагрузка на один ролик и длина его (ролика) увеличивается. При острой производственной необходимости допускают попереч ную укладку грузов при Кгр > 0,6; при меньших значениях Кгр применение роликовых или дисковых конвейеров становится мало эффективным.
По взаимному расположению грузов относительно друг друга вдоль конвейера различают следующие варианты: сомкнутое рас положение — грузы расположены друг за другом без зазора; рав номерно разомкнутое — грузы разделены по длине конвейера одинаковыми зазорами; беспорядочное — размер зазора между грузами не соблюдается. Шаг грузов по продольной оси конвейера
Т = 1грКт мм, |
(1) |
где Кт — коэффициент продольного расположения |
грузов. |
При сомкнутом расположении грузов Кт = 1; при равномерно |
|
разомкнутом расположения Кт > 1 — const; при |
беспорядочном |
расположении грузов Кт неопределенно и имеет свое значение для каждой пары грузов
Коэффициент Кт имеет прямое отношение к часовой |
производи |
||||
тельности конвейера (Z в шт или Q в rri), которая равна |
|||||
7 |
_ |
3600t> |
_ 3600а |
|
9 . |
Л |
- |
т - ігркт |
' |
{г> |
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
Q= |
Тббо ' |
|
(3 ) |
где v — скорость движения грузов в м/сек; |
|
||||
G — вес отдельного груза в кг. |
|
|
|||
Как видно из формулы (1), наибольшая возможная |
производи |
||||
тельность конвейера имеет место при Кт |
= 1, т. е. при сомкнутом |
расположении грузов. Такое расположение грузов на полотне конвейера обеспечивается многими технологическими и вспомо гательными автоматизированными и механизированными линиями, в частности, линиями упаковки или взвешивания, линиями сборки и т. д. Однако сомкнутое расположение грузов имеет свои недо статки: во-первых, оно требует быстродействующих устройств для
3 К. Е. Ивановский |
33 |
обработки сплошной ленты грузов, а во-вторых, при плотном кон такте между соседними грузами возникают трение и сцепление, которые препятствуют обработке грузов на линии с помощью раз личных механизмов. Поэтому обычно предпочитают равномерно
разомкнутое расположение грузов |
с |
Кт |
= |
|
1,1ч-1,3. |
|
|
|
||||||||||
Изменяется |
коэффициент Кт в процессе перемещения |
|
грузов |
|||||||||||||||
весьма часто вследствие |
изменения |
ориентации |
груза. Положим, |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
что груз (рис. 17, а) — прямоугольный |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
параллелепипед. |
|
Если |
груз |
занимает |
|||||||||
|
|
|
|
|
положение на конвейере, показанное на |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
рис. |
17, б, |
то Кт = 1; |
по рис. |
|
17, |
в — |
|||||||
|
|
зо |
|
|
Кт = |
1,5 |
и |
по |
рис. |
17, |
г — Кт |
= |
3,0; |
|||||
|
|
|
|
при |
этом |
шаг |
грузов |
Т |
и производи |
|||||||||
|
|
а) |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
тельность |
конвейера |
остаются |
неизмен |
|||||||||||
|
ЗО |
|
|
|
ными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Беспорядочное |
расположение |
гру |
||||||||||||
|
|
б) |
|
п |
зов обычно бывает при ручной |
загрузке |
||||||||||||
|
|
|
конвейеров, при обработке грузов тех |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
нологической |
машиной |
с ручным |
при |
|||||||||||
|
|
20 |
|
водом или, |
наконец, |
при неопределен |
||||||||||||
|
|
|
10 |
ном |
темпе |
(индивидуального) |
|
единич |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
В) |
|
|
ного |
производства. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Роликовыми |
и |
дисковыми |
конвейе |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Сі |
10 |
20 |
и |
рами |
транспортируют |
обычно |
|
однооб |
|||||||||
|
разные по |
весу, |
конфигурации |
и |
раз |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
г) |
|
|
мерам штучные грузы. При наличии на |
|||||||||||||
|
|
|
|
производственном |
участке, охваченном |
|||||||||||||
Рис. |
17. |
Схемы ориентации |
системой |
|
роликовых |
или |
дисковых |
|||||||||||
грузов на полотне |
конвейера |
конвейеров, сборки или обработки не |
||||||||||||||||
(размеры даны в сантиметрах) |
||||||||||||||||||
скольких сортов изделий на конвейе |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
рах |
получается |
сортовое расположение |
грузов. |
Такое |
располо |
|||||||||||||
жение |
грузов |
на конвейере обычно |
связано |
с |
распределитель |
ными, собирательными и сортировочными операциями, а возможно, и операциями контроля, учета и взвешивания.
Роликовые и дисковые конвейеры находят применение и "для транспортирования разнородных штучных грузов в весьма широ ких пределах. Такие конвейеры применяют на аэродромах, вокза лах, предприятиях связи, в универсальных складах с широкой но менклатурой грузов и т. д. При определении основных параметров конвейеров в целях обеспечения большей надежности работы кон вейеров используют метод максимум-минимум, т. е. вводят в рас чет параметров наибольшие или наименьшие абсолютные значения признаков неоднородности. При этом следует иметь в виду, что если у конвейеров с ходовой частью (скажем, пластинчатых) колебание, например, веса отдельных грузов даже в весьма значи тельных пределах не оказывает определяющего влияния на ско ростные параметры конвейера, то для гравитационных роликовых и дисковых конвейеров эти колебания могут оказаться решающими
(легкий груз не в состоянии повернуть ролик, рассчитанный на наиболее тяжелый или даже средне тяжелый груз), а для привод ных роликовых и дисковых конвейеров весьма существенными.
Для транспортирования на роликовых и дисковых конвейерах наиболее удобны симметричные штучные грузы. Однако практи чески даже грузы, рассматриваемые как симметричные (например, симметричные по чертежам отливки), могут быть в той или иной мере эксцентричными. Эксцентричное расположение центра тяже сти груза относительно продольной оси конвейера самым непосред ственным образом влияет на разворачивание грузов в процессе их перемещения по полотну конвейера. Поэтому наиболее желатель ное расположение грузов такое, когда продольная центральная ось груза совпадает с продольной осью конвейера. Допустимые отклонения от этого положения грузов будут детально рассмотрены в гл. I I I . Здесь уместно отметить, что для грузов с эксцентричным расположением центра тяжести, целесообразно применение поддо нов и производственной тары. При определенной прочности и жест кости последних неблагоприятное воздействие эксцентриситета на нагрузку роликов или дисков может быть в значительной сте пени сглажено.
Для несимметричных грузов весьма существенным является положение центра тяжести груза относительно направления дви жения грузов. Здесь возможны следующие случаи. Несимметрич ный груз движется гравитационно или принудительно тяжелой частью вперед. Под тяжелой частью груза следует понимать ту его половину (по размеру 1гр), в которой расположен центр тяжести. На первый взгляд, расположение грузов тяжелой частью назад не отличается принципиально от расположения его тяжелой частью вперед. В действительности это не так. Ниже будет детально рас смотрено влияние расположения центра тяжести груза относи тельно направления его движения, сейчас же ограничимся утвер ждением, что движение груза тяжелой частью вперед предпочти тельно [91:
На выбор и расчет основных параметров роликовых и дисковых конвейеров, помимо расположения грузов на полотне конвейера, значительно влияют свойства и особенности транспортируемых штучных грузов. Общие характеристики штучных грузов приме нительно к перемещению их различными конвейерными установ ками достаточно полно рассмотрены в технической литературе [ 10 ] . Поэтому ниже, в настоящей главе, будут рассмотрены только те особенности штучных грузов, которые непосредственно влияют на расчет и выбор основных параметров конвейеров.
2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РОЛИКОВЫХ НОНВЕЙЕРОВ
Основными параметрами роликовых конвейеров, подлежащими выбору и расчету при проектировании, являются: ширина кон вейера, шаг роликов, диаметр ролика, диаметр оси ролика, сред-
3* |
35 |
ний |
радиус поворота криволинейных |
секций, высота |
по |
|
лотна |
конвейера над уровнем пола и |
угол наклона |
конвейера |
|
к горизонту. |
|
|
|
|
Рассмотрим все эти параметры отдельно. |
|
|
||
Д л я роликовых конвейеров без бортов под шириной |
конвейера |
|||
понимается длина ролика L при однорядном конвейере, т. е. В |
= L |
(рис. 18, а), или расстояние между крайними торцами роликов при многорядных конвейерах (рис. 18, б). Д л я конвейеров с бортами, независимо от конструкции последних, за ширину конвейера при-
J а)
В
J - -
5)
нимают |
расстояние |
между |
бортами |
в свету |
(рис. 18, в). |
Ширину |
конвейера |
выбирают в зависимости от размеров груза и его расположения на полотне конвейера.
Ширину прямолинейного конвейера без бортов, если по производственным соображениям не допускается выход груза за пределы конвейера, прини мают по формуле
В |
|
|
|
|
|
В = КЛР, |
|
|
|
(4) |
|||
|
|
|
ti |
где Кп — коэффициент, характеризую |
|||||||||
|
|
|
|
щий |
отношение |
ширины |
|||||||
|
|
|
|
|
|
конвейера |
к |
ширине |
груза |
||||
|
|
|
|
|
на |
прямолинейном |
участке |
||||||
|
ff) |
|
|
трассы, Кп = |
1,1 -V-1,2. |
|
|||||||
|
В |
|
|
Меньшие значения коэффициента |
Кп |
||||||||
|
|
|
|
принимают для больших или тяжелых |
|||||||||
|
|
|
|
грузов, большие — для небольших |
или |
||||||||
|
|
|
|
легких грузов При произвольном рас |
|||||||||
|
|
|
|
положении |
грузов |
в формулу |
(4) |
под |
|||||
|
г) |
|
ставляют |
наиболее |
возможное |
значе |
|||||||
Рис. 18. Схемы |
обозначения |
ние |
Ьгр. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для |
крупногабаритных |
грузов, |
|||||||||||
ширины |
В |
конвейера |
|||||||||||
|
|
|
|
когда |
по |
производственным условиям |
|||||||
возможны |
консоли груза за габаритами конвейера, принимают — |
||||||||||||
1,35. |
|
При |
этом рекомендуют |
не |
слишком |
узкие |
ролики, |
||||||
т. е В ^ |
300 мм , за |
исключением случаев |
применения |
роли |
|||||||||
ковых дорожек, |
что будет рассмотрено |
ниже. |
|
|
|
|
|
Ширина прямолинейного конвейера с бортами принимается из условий свободного прохождения грузов и невозможности закли нивания их между бортами при вполне вероятных разворотах грузов на полотне конвейера. Вопросы проходимости штучных гру зов в лотках с бортами весьма подробно рассмотрены в технической литературе [3, 4 и 9 ] , и повторять теоретические предпосылки и выводы, ввиду полной аналогии процессов заклинивания грузов в лотках с заклиниванием их на конвейерах с бортами, нет необхо димости.
Свободное прохождение грузов между бортами конвейера обес печивается гарантированным наименьшим зазором (рис. 19):
Анаим — Вна |
Jep. наші. |
|
Поле допуска на ширину конвейера В обычно располагают не |
||
симметрично и «в тело», т. е. принимают номинальную |
ширину |
|
конвейера В н о м = В н а и м . Допускаемые |
отклонения АВ в |
зависи |
мости от технологии изготовления конвейера принимают предпо
чтительно по 5—7-му |
классу |
точности, |
но не грубее 9-го класса. |
||||||||
Отклонение |
|
А н а и м |
принимают в за |
*М |
|
||||||
висимости |
|
от |
условий |
работы |
внаи6 |
||||||
конвейерной |
линии, |
а |
именно: |
^ * |
|
||||||
чистоты помещения, чистоты самих |
|
|
|||||||||
грузов и возможности их загряз |
|
|
|||||||||
нения на других |
участках |
произ |
|
|
|||||||
водства, |
жесткостной |
и |
прочно |
|
|
||||||
стной характеристик |
грузов, |
до |
|
|
|||||||
пускаемых отклонений их от номи |
|
|
|||||||||
нальных |
размеров и т. д. |
|
|
|
|
||||||
Для |
штучных |
грузов |
общего |
|
|
||||||
назначения, |
транспортируемых |
|
|
||||||||
роликовыми |
и |
дисковыми |
кон |
|
|
||||||
вейерами, |
наиболее |
существенны |
|
|
|||||||
допустимые отклонения самих гру |
Рис. |
19. Схемы расположения зазо |
|||||||||
зов и общие |
условия |
работы |
кон |
||||||||
ров |
между грузом и бортами кон |
||||||||||
вейера. |
Допустимое |
отклонение |
|
вейера |
|||||||
АЬ устанавливают |
техническими |
|
|
||||||||
условиями |
или стандартами на тару и изделия — грузы. Обычно |
принимают в зависимости от АЬ следующие значения Ати>/1:
при нормальных по загрязненности условиях закрытого цеха или склада
Каим = 4 АЬ;
при улучшенных по чистоте условиях помещения конвейера (специальные вентиляция, очистка грузов и т. д.)
Анаим = 3 АЬ;
при расположении конвейера на открытом воздухе или в поме щениях с особо благоприятными условиями для загрязнения (литейное и деревообделочное производство, затаривание сыпучих грузов непосредственно на складе и т. д.)
А н а и м = |
6АЬ. |
При отсутствии данных о АЬ |
принимают А н а и м по производст |
венным и конструктивным соображениям, но во всех случаях
ІАнаим 55 0,05йг р .
Согласно изложенному и по рис. 19 наибольший зазор груза между бортами конвейера будет
Джшб = Диан* + |
+ Д 5 . |
Этот наибольший зазор должен быть таким, чтобы груз не мог заклиниваться между бортами. В свою очередь, условие незакли нивания груза формируется следующим образом: угол в точке кон такта грани груза с бортом конвейера, образованный нормалью к борту и линией, соединяющей противоположные точки контакта груза (так называемая «диагональ заклинивания»), должен быть больше угла трения груза о борт конвейера, т. е. должно быть соблюдено условие
у > р или tg у > / , |
(5) |
где tg р = /. |
|
Схемы расположения «диагоналей заклинивания» и углов у |
для |
различных штучных грузов приведены в табл. 3. Диагональ закли нивания здесь обозначена буквой с. Как видно из таблицы, опре деляющее влияние на величину угла у при прочих равных данных оказывает расположение груза на полотне конвейера. При про дольной укладке грузов, т. е. при Кгр > 1 угол у получается обычно значительно больше угла р, и заклинивания грузов не происходит. И, наоборот, при поперечной укладке, т. е. при Кгр < < 1, диагональ заклинивания с приближается по своим размерам к ширине В между бортами, и угол у может оказаться недостаточ ным. При этом чем меньше Кгр, т. е. чем уже груз при поперечной укладке, тем больше возможностей заклинивания грузов. Чем меньше Кгр, тем точнее должны быть установлены борта конвейера и тем меньшие отклонения от номинальных размеров могут быть допущены для грузов.
Учитывая довольно приблизительно габаритные размеры боль шинства штучных грузов общего назначения, не следует приме нять поперечную укладку грузов с Кгр <С 0,6.
Как видно из табл. 3, скосы и закругления граней грузов резко снижают их проходимость. Наиболее приемлемая форма груза — это прямоугольный параллелепипед. Грузы, изображенные на эскизах 8 и 9 (табл. 3), при поперечной укладке вообще не могут быть ориентированы бортами, так как длина диагонали заклини вания у них меньше ширины конвейера. Подобные грузы, напри мер разные мешки с сыпучими грузами, могут транспортироваться только при продольной укладке (эскиз 10, табл. 3).
Весьма существенно влияет на заклинивание характер груза. Грузы жесткие и твердые, легко сохраняющие свою конфигурацию под воздействием внешних сил, имеют большую проходимость по конвейерам с бортами. Наоборот, грузы мягкие (тюки и пакеты ватообразных материалов, грузы в мягкой таре и т. д.) значительно более подвержены заклиниванию между бортами вследствие дефор мации груза и уменьшения диагонали заклинивания. Такие грузы,
Таблица З
Груз |
Схема заклини |
Формулы для определения угла у |
(в плане) |
вания груза |
71г~—t \
у t g v = - — ^
г
|
|
|
V |
Ь 2 + І І - В 2 |
|
|
tg v = |
|
|
|
|
tg |
V |
ь2+120-в2 |
|
|
v = |
|
|
t |
g T |
= |
K ( f t - 0 ' + ( j - r ) ' - ( g - r ) ' |
|
t ry |
- |
V""-25b' + (і |
- 0,5fr)' - (B~0,5fe) ' |
|
g ' |
|
|
|
£ — 0,56 |
t g v = |
/ ( / - 2 r ) » + ( f r - a - ) ' - ( B - a 7 ) J |
(6)
(7)
(8)
( 9 )
( '
( U )
Груз по размеру b бортами не ориентируются
1 8 Y |
В — 0,5b |
1 ' |