Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет конвейеров предприятий строительной индустрии. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механизации, автоматизации
и энергоснабжения строительства
А.Г. ЛЕНИВЦЕВ
И.В. ДУДАНОВ
А.С. ФАДЕЕВ
РАСЧЕТ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ
СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ
Учебное пособие
Самара
Самарский государственный технический университет
2019
1
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
(протокол № 8 от 28.03.2019 г.)
УДК 69.05(075.8)
ББК 38.6Я73
Л449
Ленивцев А.Г.
Расчет конвейеров предприятий строительной индустрии: учеб. посо-
бие / А.Г. Ленивцев, И.В. Дуданов, А.С. Фадеев. – Самара: Самарск. гос. техн.
ун-т, 2019. – 82 с.
ISBN 978-5-7964-2207-6
Приведены основные теоретические сведения о машинах непрерывного
транспорта, приводятся основные неисправности и способы безопасного проведения работ по их устранению. Достаточно подробно изложена методика расчета машин непрерывного транспорта, в частности ленточных, винтовых конвейеров и ковшовых элеваторов; представлен пример расчета данных
машин в программной среде Mathcad, а также исходные данные для самостоятельной работы.
Предназначено для студентов 3-го курса, обучающихся по направлению
08.03.01 – «Строительство» (профиль подготовки «Механизация и автоматизация строительства» и профиль «Производство строительных материалов,
изделий и конструкций»), очной формы обучения при проведении с ними занятий по дисциплине «Механическое оборудование предприятий строительной
индустрии».
УДК 69.05(075.8)
ББК 38.6Я73
Л449
Рецензенты:
к.т.н., доцент, декан строительно-технологического факультета ФГБОУ ВО
«СамГТУ» Т.Е. Гордеева,
к.т.н., доцент кафедры «Механизация, автоматизация и энергоснабжение
строительства» ФГБОУ ВО «СамГТУ» М.А. Назаров.
ISBN 978-5-7964-2207-6
А.Г. Ленивцев, И.В. Дуданов, А.С. Фадеев 2019
Самарский государственный
технический университет, 2019
2
ВВЕДЕНИЕ
История создания и применения конвейеров уходит своими корня-
ми в Древний Египет, где они применялись в основном как непрерывные водоподъемные устройства для ирригации.
Современные конвейеры нашли широкое применение в строительстве [1-5]. Они являются неотъемлемой частью большинства
предприятий строительной индустрии, где они применяются для
перемещения штучных и сыпучих грузов непрерывным потоком на
расстояние, не превышающее нескольких километров. В карьерах
конвейеры используются для перемещения разработанного сырья на
перерабатывающие предприятия. Конвейеры входят и в состав многих
дорожно-строительных машин.
Данное учебное пособие направлено в помощь обучающимся для
решения задач, связанных с расчетом и практическим применением
определенных видов конвейеров в конкретных производственных
условиях.
3
ГЛАВА 1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНВЕЙЕРОВ
Основной классификационный признак конвейера — тип тягового
и грузонесущего органа [2, 3]. Различают конвейеры с ленточным,
цепным, канатным тяговыми органами [23] и конвейеры без тягового
органа (гравитационные, инерционные, винтовые). Конвейеры с тяговым органом могут быть по виду грузонесущего органа ленточными,
пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и пр. Для таких
конвейеров характерно общее с рабочим органом движение груза на
рабочих участках. Тяговое усилие передается либо грузонесущим
элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по
неподвижному желобу, трубе, настилу и т.п. Для конвейера без
тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые конвейеры) или возвратно-поступательное рабочее движение (например,
инерционные конвейеры). Конвейеры могут иметь машинный привод
(наиболее часто электрический, реже пневматический)или груз
может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные
конвейеры).
В зависимости от условий используют конвейеры напольные
и подвесные. Напольные конвейеры могут быть стационарными, передвижными или переносными. На конвейерах можно перемещать
груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости
(ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой
к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые,
вибрационные); в любой плоскости. В последнем случае конвейеры
состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или
наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные
и др.). Кроме того, конвейеры могут различаться в зависимости от
рода перемещаемых грузов – насыпных или штучных. Конструкция
некоторых конвейеров позволяет транспортировать как насыпные,
так и штучные грузы. Особые группы конвейеров составляют элева-
4
торы, вертикальные конвейеры с подвесными ковшами, люльками
или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные
конвейеры для перемещения людей, шагающие конвейеры, триммеры,
стакеры для штабелирования брёвен, а также комбинированные
(например, роликоленточные конвейеры типа «Рапистан», обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными
интервалами) и т.д.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КОНВЕЙЕРОВ
Ленточные конвейеры используют для перемещения сыпучих,
кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда
10-12 км и больше [2-5]. Такие конвейеры обычно составляют из отдельных секций. Трасса конвейера в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь
более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган –
лента, которая движется по стационарным роликоопорам, огибая
приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз
перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. Конвейер
ленточный с плоской лентой используется преимущественно для
перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных конвейерах – винтовая. Привод конвейера (приводная станция) состоит
из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт.
Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий
лоток или воронку, а разгрузку – через концевой барабан или при
помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч.
Ширина тканевых лент от 300 до 2000 мм, скорость движения лент
составляет 1,5-4,0 м/с. Короткие передвижные ленточные конвейеры
монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочноразгрузочных работах, а также в строительстве.
5
Пластинчатые конвейеры предназначены для перемещения
в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35 °)
тяжёлых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в том
числе острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до
высокой температуры [2-5]. Пластинчатые конвейеры, стационарные
или передвижные, имеют те же основные узлы, что и ленточные. Грузонесущий орган – металлический, реже деревянный, пластмассовый
настил-полотно, состоящий из отдельных пластин, прикрепленных
к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-роликовым). Настил может
быть плоским, волнистым или коробчатого сечения, без бортов или
с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звездочки,
установленные на концах рамы. Различают пластинчатые конвейеры
общего назначения (основной тип) и специальные. К последним
относятся конвейеры с пространственной трассой, разливочные
машины для металла, пассажирские эскалаторы и др. Скорость
движения груза небольшая – 0,3-1,0 м/с. Для увеличения производительности конвейеры с плоским настилом дополняют неподвижными
бортами. Типовые пластинчатые конвейеры имеют производительность до 2000 т/ч.
Скребковые конвейеры перемещают груз движущимися по жёлобу или трубе скребками [3, 4]. Такие конвейеры используют для
переработки сыпучих или кусковых грузов, поступающих в жёлоб
через загрузочную воронку. Рабочей ветвью обычно является нижняя,
реже – верхняя, иногда обе ветви. Контур сечения жёлоба и конфигурация скребков должны быть одинаковыми – прямоугольной, полукруглой, трапецеидальной формы. Скребки бывают штампованными
из листовой стали или литыми, а желоба изготовляют металлическими, реже деревянными. Скребковые конвейеры по сравнению с пластинчатыми имеют меньшую массу, могут загружаться и разгружаться в любой точке по всей длине желоба. Применение скребковых
конвейеров ограничено из-за измельчения грузов и быстрого износа
желоба, особенно при перемещении абразивных материалов. Кроме
того, для скребковых конвейеров характерен большой расход
6
энергии, затрачиваемой на преодоление вредных сопротивлений.
Скорость рабочего органа 0,16-0,5 и реже – 1,0 м/с, производительность 50-350 т/ч. Скребковые конвейеры обычно применяются для
перемещения груза на расстояния до 100 м.
Разновидностью скребковых конвейеров являются конвейеры
с погруженными скребками, у которых скребки перекрывают лишь
часть сечения желоба, а груз заполняет всю рабочую ветвь желоба
или большую ее часть. Такие конвейеры могут иметь сложную трассу
и используются для перемещения грузов (обычно мелкосыпучих)
в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях со
скоростью 0,1-0,25 м/с. Особую группу скребковых конвейеров
составляют трубчатые конвейеры, тяговая цепь и скребки которых
размещены внутри трубы, причём скребки заполняют всё её сечение.
Такие конвейеры также могут иметь пространственную трассу.
Конвейеры с несущими и ведущими цепями, в отличие от других
типов конвейеров, не имеют грузонесущего органа и применяются
главным образом в поточных линиях при конвейерной сборке. На
конвейер с несущими цепями грузы устанавливаются непосредственно на тяговые цепи, скользящие в неподвижных направляющих. На
конвейер с ведущими цепями грузы передвигаются по неподвижным
опорным путям, непосредственно по полу цеха или имеют собственный колесный или гусеничный ход. В массовом и серийном
производстве на сборочных работах применяют так называемые
тележечные конвейеры. Они представляют собой тележки, соединенные тяговой цепью и движущиеся по замкнутой трассе. На тележках
выполняют основные процессы литейного производства (формовку,
заливку, охлаждение) или сборку машин и узлов.
Подвесные конвейеры с цепным тяговым органом служат для
непрерывного (реже периодического) перемещения штучных грузов
[2, 3]. Трасса таких конвейеров обычно пространственная замкнутая,
имеет сложный контур. Подвесные конвейеры делят на 3 группы:
грузонесущие (каретки для груза постоянно соединены с тяговым
органом); тянущие (каретки также постоянно соединены с тяговым
7
органом и имеют крюки для присоединения тележек, перемещающихся по полу цеха или склада); толкающие (каретки не связаны
постоянно с тяговым органом и передвигаются по подвесным путям).
Применение подвесных конвейеров позволяет решить проблемы комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных
и складских работ на стыке внутрицехового, внутризаводского и магистрального транспорта. Значительная роль им отводится и в создании
полностью автоматизированных складов.
Винтовые конвейеры служат для перемещения пылевидных и мелкокусковых грузов в горизонтальной или наклонной (до 20 °) плоскостях, реже в вертикальной плоскости (с быстро вращающимися
винтами) [2-4]. Конвейер имеет металлический закрытый жёлоб,
внутри которого вращается вал с лопастями, расположенными по
винтовой линии. Лопасти могут быть сплошными (для легкосыпучих
грузов), ленточными (для влажных и кусковых грузов) и в виде отдельно укрепленных на валу лопаток (для липких и слеживающихся
грузов). При вращении винта лопасти проталкивают груз вдоль желоба. Винтовые конвейеры состоят из секций длиной 2-4 м, общая длина конвейера не превышает обычно 60 м, диаметр жёлоба 100-600 мм.
Винтовые конвейеры просты по конструкции, удобны в эксплуатации, особенно при транспортировке пылящих грузов. Однако лопасти
и жёлоб конвейера сравнительно быстро изнашиваются, груз измельчается и истирается, кроме того, требуется повышенный расход
энергии.
Роликовые конвейеры служат для перемещения штучных грузов
с плоской, ребристой или цилиндрической поверхностью [3-5]. На
неподвижных осях рамы конвейера в подшипниках вращаются
ролики. Длина ролика должна быть несколько больше ширины или
диаметра груза, а расстояние между роликами несколько меньше
половины длины груза. Мелкие грузы со сложной конфигурацией
перемещают на таком конвейере в ящиках пли на поддонах. Роликовые конвейеры бывают 2 типов: гравитационные и приводные. В гравитационных конвейерах, устанавливаемых с уклоном в 2-5 °, ролики
8
свободно вращаются под действием силы тяжести перемещаемого
груза. В приводных конвейерах ролики имеют групповой привод от
двигателя. Такие конвейеры применяют, когда нужно обеспечить
постоянную скорость движения грузов, перемещать их в строго горизонтальной плоскости или поднимать под некоторым углом. Роликовый конвейер состоит из секций, каждая длиной 2-3 м. В зависимости
от конфигурации трасса может включать в себя криволинейные и откидные секции, поворотные круги и стрелочные переводы и т.д.
Инерционные конвейеры служат для транспортирования сыпучих, реже мелких штучных грузов на сравнительно короткие расстояния в горизонтальном или наклонном (до 20 °) направлениях [2-3].
В инерционных конвейерах частицы груза скользят по грузонесущему органу или совершают полёты в пространстве под действием силы
инерции. Инерционные конвейеры делятся на 2 группы: качающиеся,
характеризующиеся значительными амплитудами и малой частотой
колебаний, и вибрационные – с малой амплитудой и большой частотой колебаний.
В простейшем качающемся конвейере жёлоб находится на упругих стойках, жестко закрепленных на опорной раме под некоторым
углом к вертикали. Кривошипный механизм с приводом от электродвигателя сообщает желобу переменные по направлению движения.
Желоб при движении вперед немного поднимается, а при движении
назад опускается (качается). При этом меняется давление груза на
желоб. При движении жёлоба назад груз скользит по нему вперёд,
продвигаясь на некоторое расстояние.
На вибрационном конвейере грузу сообщаются несимметричные
колебания. В результате плавного движения трубы вверх и резкого
движения вниз происходит отрыв частиц груза от поверхности трубы
и перемещение их вдоль неё. В зависимости от диаметра жёлоба –
350, 500 и 750 мм – производительность вибрационных конвейеров
соответственно составляет 50, 75 и 150 т/ч. Наиболее высокая
возможная производительность 400 т/ч, наибольшая длина – 100 м.
Специальные типы вибрационных конвейеров применяют также для
перемещения грузов вверх.
9
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Назовите основные классификационные признаки конвейеров.
2. Какие типы конвейеров вам известны?
3. Назовите назначение и область применения конвейеров.
4. Основные преимущества конвейеров перед другими видами
транспортирующих машин.
5. Каков принцип действия скребковых конвейеров?
6. Назовите область применения роликового конвейера.
7. Принцип работы инерционных конвейеров.
8. Приведите сравнительную характеристику различных типов
конвейеров.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]