Богачев ВН (лекции 2010г) / ПТМ часть 2 (транспортеры) и часть 3 (роботы)
.pdf
Часть2.Транспортирующие машины
Различают ТМ непрерывного и периодического транспортирования.
Глава1.ТМ непрерывного транспортирования (ТМНТ)
ТМНТ перемещают насыпные и штучные грузы непрерывным потоком без остановок для загрузки и разгрузки. Эти машины бывают с гибким тяговым элементом и без него.
ТМНТ с гибким тяговым элементом.
В качестве ГТЭ применяются ленты, цепи, реже канаты.
§ 1. Ленточные конвейеры.
По форме профиля трассы (рис.1) различают горизонтальные(a), наклонные(б) и комбинированные(в).
Схема ЛК представлена на рис.2:
1) лента-тяговый и несущий элемент. Применяются ленты резинотканевые, резинотросовые и стальные.
Резинотканевые (на рис.3а представлено поперечное сечение) имеют несколько слоёв, прорезиненных тяговых прокладок 2, находящихся в резиновом массиве1.
Тяговые тканевые прокладки изготавливают из синтетических или смеси синтетических или х/б нитей. Соединения концов ленты бывают: неразъемные (вулканизацией или на заклёпках) разъемные (на петлях или крючьях).
Резинотросовые ленты (на рис.3б представлено поперечное сечение) имеют в средней плоскости между тканевыми прокладками стальные канаты 3.
Эти ленты обладают хорошей гибкостью в поперечном направлении, малым удлинением под нагрузкой, повышенной прочностью и долговечностью, соединение концов ленты – вулканизацией встык или внахлёст. Скорость лент не более 5 м/с обычно.
Стальные ленты бывают цельнокатаные в виде полосы толщиной 0,6…1,2 мм или из проволоки. Ленты из проволоки по способу изготовления бывают: плетеные (рис.4а,б)или шарнирно-звеньевые(рис.4в,г,д). Стальные ленты перемещают горячие грузы, хим. и пищевые продукты. В зависимости от назначения и условий эксплуатации ля изготовления лент применяют углеродистые, жаропрочные и коррозионностойкие стали. Соединение концов цельнокатаной ленты – неразъемное на заклепках или разъемное на петлях.
Скорости лент – обычно 1-2м/с, стальные цельнокатаные ленты – около 1м/с.
2)Приводной барабан. Запишем окружную силу на приводном барабане
Ft = Fнаб −Fсб = Fcб (еf α −1) , где Fнаб и Fсб – рис5 (лист 1) –это силы натяжения ветвей ленты, набегающей на барабан и сбегающей с барабана;
f – коэффициент трения между барабаном и лентой;
α – угол обхвата барабана лентой. Таким образом, для увеличения окр. силы надо увеличить f или повысить α. f повышают, покрывая поверхность барабана фрикционным материалом (обычно резиной). Угол α увеличивают, применяя отклоняющие барабаны (рис.6, позиция 2) или 2хбарабанный привод (рис.7 позиция 2).
На рис.6 и 7: 1 – приводной барабан, 2-отклоняющий барабан. При 2хбарабанном приводе (рис.7) суммарный угол обхвата α∑ 2хприводных барабанов лентой будет равен α1 +α2
3)Концевой барабан. В конвейере на рис.2 он одновременно исполняет роль натяжного барабана.
4)Натяжное устройство – обеспечивает сцепление ленты с барабанами без проскальзывания, компенсируя удлинение ленты и ограничивая провисание ленты.
Натяжные устройства бывают винтовые и грузовые.
Винтовые натяжные устройства – рис. 8-2 применяются при длине конвейера до 60 м, опоры натяжного барабана устанавливают в ползунах. Грузовые натяжные устройства рис.2 и рис.9 применяются при любой длине конвейера.
Опоры натяжных барабанов установлены в ползунах или на специальной тележке рис.9.
5)Отклоняющие барабаны – изменяют профиль трассы конвейера.
6)Роликовые опоры на рабочей ветви конвейера ограничивают провисание ленты. Эти ролики устанавливают на подшипники по одному в каждой опоре или по нескольку в форме желоба рис.10-2.
На рис.10-2 ϕ - угол естественного откоса насыпного материала на движущейся ленте. tр - шаг роликов на рабочей ветви конвейера:
При перемещении насыпных материалов tр =1-1,5 м;
При перемещении штучных грузов шаг зависит от размеров и веса предмета.
7)Роликовые опоры на холостой ветви конвейера – ограничивают провисание ленты, в каждой опоре устанавливают по 1 прямому ролику. tx >tp
8)Загрузочное устройство должно обеспечивать скорость и направление движения груза, близкие к скорости и направлению движения ленты, обычно устанавливается вблизи концевого барабана, но может быть установлено в любой точке трассы конвейера.
9)Разгрузочное устройство – самое простое – сброс груза с приводного барабана, как показано на рис.2. При необходимости разгрузочное устройство может быть установлено в любой точке трассы конвейера, в этом случае применяются плужковые разгружатели (рис.11 лист 2) или барабанные разгружающие тележки рис.12-2.
Плужковые разгрузчики – это щиты, установленные под углом к направлению движения ленты. Достоинства – простота Недостатки – износ ленты
- при разгрузке на одну сторону (рис.11а) появляется боковая сила, сдвигающая ленту с роликов.
Привод на конвейере состоит из Эл/дв, редуктора и соединительной муфты(рис. 2). Муфта может отсутствовать.
Редуктор – зубчатый, червячный – нежелателен (из-за низкого КПД).
§ 2. Цепной конвейер.
Тяговый элемент – цепь. Применяются следующие типы цепей: 1)пластинчатые (рис.13 лист 2):
А)втулочные (рис.13а) Б)роликовые (рис.13б) В)катковые (рис.13в)
2)разборные цепи 14-2, обладают гибкостью в 2х взаимно перпендикулярных плоскостях.
3) винчатые цепи 15-2
4) сварные цепи – 16-2
Цепи подбираются с использованием формулы:
Fразр ≥ Кц٠Fmax (2.1)
Fразр - сила, при которой цепь разрушается;
Кц – коэффициент запаса прочности, зависит от типа цепи и профиля трассы конвейера; Fmax – максимальная сила натяжения цепи.
Если в конвейере 2 цепи, то (2.1) примет вид : Fразр ≥ (1,1…1,25)٠Кц٠Fmax , (1,1…1,25) учитывает неравномерность нагрузки между цепями.
Для перемещения грузов цепные конвейеры снабжают пластинами, тележками, ковшами, скребками, люльками, подрезками, подхватами и т.п.
Трасса может быть горизонтально, вертикально или пространственно замкнутой. Поэтому велико разнообразие цепных конвейеров и область их применения.
Достоинства цепных конвейеров:
1)возможность работы при высоких температурах и в агрессивных средах. 2)возможность работы с горячими, абразивными, грубыми и крупнокусковыми грузами. 3)возможность сочетания транспортирования с различными технологическими операциями
(сборкой, мойкой, сушкой, окраской, регулированием, смазыванием, заправкой топливом и т.п.) 4)малое удлинение цепей под нагрузкой.
Недостатки: 1)сложнее, тяжелее и дороже ленточных конвейеров.
2)большая динамическая нагрузка при высоких скоростях, поэтому скорость цепных конвейеров обычно Vцк<1м/с.
Рассмотрим некоторые типы цепных конвейеров:
1) пластинчатые перемещают горячие, абразивные, грубые, крупнокусковые грузы. Трассы бывают горизонтальные, наклонные и комбинированные. Наиболее распространены вертикально замкнутые конвейеры Рис.17(а-схема, б-общий вид пластинчатого конвейера)
Позиции: 1-приводной вал 2-концевой (натяжной)вал 3-тяговые пластинчатые цепи 4-натяжное винтовое устройство
5-направляющие пути – уголки, швеллеры, рельсы 6-пластины, образующие полотно конвейера 7-загрузочное устройство
Пластины 6 обычно изготавливают штампованными из стали и крепят к цепи болтами.
Vпласт.к.≤1 м/с.
Разновидностью пластинчатых конвейеров являются эскалаторы в метро.
2)Подвесные конвейеры Перемещают преимущественно штучные грузы по сложной пространственной трассе.
Тяговый элемент – обычно разборная цепь, обладающая гибкостью в 2х взаимно перпендикулярных направлениях(рис.14), реже – канат.
Различают 3 типа подвесных конвейеров: А) грузонесущие.
Б) грузотолкающие.
В) грузотянущие(грузоведущие). А) грузонесущие.
рис.18-3
Каретка 2 и подвески 4, несущие грузы 5, постоянно соединены с тяговым элементом 3. Каретки 2 перемещаются по подвесному пути 1, вдоль которого движется тяговый элемент. Б) грузотолкающие.
рис.19-3
Грузовые тележки 6 с подвеской 7, несущие грузы 8, не имеют постоянного соединения с тяговым элементом 4 и перемещаются по подвесному грузовому пути 5 с помощью толкателя 3. Тяговый элемент 4 с прикрепленным к нему толкателем 3 подвешен к каретке 2, перемещающейся по подвесному пути 1, вдоль которого движется тяговый элемент 4 и расположенный над грузовым путём 5.
Достоинства – возможность автоматически адресовать грузы.
-выдавать грузы в заданном ритме и последовательности
-изменять расстояние между грузами
недостатки – сложность конструкции - большие высота и масса
В) грузотянущие(грузоведущие).
рис.20-3
Каретка 2 с захватами 3 постоянно соединена с тяговым элементом 4 и перемещается по подвесному пути 1, вдоль которого движется тяговый элемент. Захваты 3 зацепляются за вертикальные штанги 5 грузовой тележки 6, перемещающейся по полу.
Эти конвейеры применяются для перемещения крупногабаритных и тяжёлых грузов. Недостаток-необходимость проезда на полу для перемещения тележек.
Искривление трассы подвесных конвейеров в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью поворотных звездочек (шкивов) 2 (рис.21а) или батарей из роликов 3 (рис.21б) с одновременным изгибом направляющих пути.
Позиции: 1- тяговый элемент, разборная цепь или канат 2-поворотная звездочка или шкив 3-ролик
Искривление трассы конвейера в вертикальной плоскости осуществляется только изгибом направляющих пути, рис.22-4, V<0,75 м/с
На рис. 23-4 представлен общий вид подвесного грузонесущего конвейера.
3) Тележечные конвейеры Перемещают штучные грузы, бывают горизонтальные и вертикально замкнутые.
Тяговая цепь соединяется с тележкой, перемещающейся на катках по рельсам.
На рис.24-4 представлен общий вид горизонтально-замкнутого конвейера для перемещения литейных форм.
В горизонтально-замкнутом литейном конвейере оси шарниров тягового пути располагаются вертикально, конвейер приводится в движение гусеничным приводом.
Для предотвращения схода тележек с рельсов на поворотах трассы тележки снабжаются 2мя направляющими роликами 1, перемещающимися между 2 направляющими уголками 2.
Гусеничный привод (рис.25)
Состоит из натяжной 2 и приводной 1 звёздочек, огибаемых цепью 3, на которой закреплены упоры 4.
Упорная (направляющая) рельса 5 и батареи 6 из роликов. При вращении приводной звёздочки 1, упоры 4 входят в зацепление с катками тяговой цепи 7 конвейера и приводят цепь 7 в движение. Упорный рельс 5 и батарея 6 из роликов обеспечивают прямолинейное движение цепи 7.