Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

Тема 3. Специальные ленточные конвейеры.

1.Ленточно-цепные конвейеры. Конструкция. Классификация.

2.Основные параметры машин. Тяговый расчет.

3.Ленточные конвейеры для повышенных углов наклона. Классификация Особенности расчета крутонахилиних конвейеров.

4.Магнитно-ленточные конвейеры. Расчет. Классификация.

1.Общая характеристика и устройство крутонаклонных ленточных конвейеров

За последние годы развитие конвейеростроения характеризуется вне-

дрением крутонаклонных конвейеров во всех отраслях хозяйства. Это можно объяснить тем, что использование крутонаклонных конвейеров дает значительную экономию средств за счет уменьшения длины конвейера, снижения объема подготовительных и капитальных работ, а также уменьшения эксплуатационных расходов по сравнению с транспортированием груза на ту же высоту при помощи конвейеров обычной конструкции.

Например, при высоте подъема груза 40 м, длина конвейера с гладкой лентой и установленного под углом 18° будет 135 м, конвейер, оборудованный рифленой лентой при угле установки 30° имеет длину 85 м, а конвейер с прижимной лентой при угле установки 45° будет иметь длину 60 м (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 Схема зависимости длины конвейера от угла наклона

Основной проблемой, возникающей при увеличении угла наклона, является способ удержания груза на несущем органе конвейера, т.к. при увеличении угла свыше "критического" сила трения груза о несущий орган становится меньше продольной составляющей веса груза, который начинает скользить вниз.

Как показывают расчеты, более высокая стоимость крутонаклонных конвейеров по сравнению с конвейерами обычной конструкции быстро окупается за счет высоких технико-экономических показателей.

Сравнение крутонаклонного конвейера с конвейером обычного типа показывает, что вес последнего в 3-4 раза больше, что обуславливает большую стоимость его изготовления и большие габариты по длине.

Крутонаклонные конвейеры используются в угольной и горнорудной промышленности, на предприятиях строительной и огнеупорной промышленности, на зерновых складах и в пищевой промышленности. Эти конвейеры широко ис-

пользуются при совмещении транспортирования с различными технологическими операциями.

Существует большое разнообразие конструкций крутонаклонных конвейеров. При их создании главным вопросом является вопрос удержания транспортируемого груза на ленте. По этому признаку все конструкции крутонаклонных конвейеров можно разделить на несколько основных групп:

1)Конвейеры с гладкой лентой, имеющей форму глубокого желоба; 2)Конвейеры с профилированной лентой; 3)Конвейеры с прижимной лентой; 4)Комбинированные конвейеры.

Конвейеры с гладкой лентой, имеющей форму глубокого желоба

(рис.4.2). Увеличение допустимого угла наклона при такой конструкции осуществляется благодаря возникающим при придании ленте подвесными

роликоопорами формы глубокого желоба боковым силам. Эти силы вызывают повышение нормального давления груза на ленту, что приводит к возрастанию сил сцепления перемещаемого груза с рабочей обкладкой ленты.

Поверхность слоя груза на таком конвейере остается открытой и потому угол его наклона не может быть больше угла откоса груза в насыпке.

Допустимый угол наклона конвейера можно определить по выражению:

Рисунок 4.2 Схема роликоопорыдисковоготипа(глубокийжелоб)

где А- коэффициент, зависящий от условий давления груза на ленту; fD- динамический коэффициент трения перемещаемого груза о конвейерную ленту; у/- коэффициент, характеризующий степень заполнения поперечного сечения ленты.

При заполнении поперечного сечения легкосыпучими материалами угол наклона конвейера может быть доведен до 30°, а для связных материалов, имеющих более высокие коэффициенты внутреннего и внешнего трения, в некоторых случаях даже до 40°.

К этим конвейерам можно отнести и конвейеры с трубчатой лентой.

Конвейеры с профилированной лентой. В России, Украине и в других странах получили распространение конвейеры с профилированными лентами, то

есть лентами, на рабочей поверхности которых расположены выступы различных профилей и различной высоты. Эти выступы препятствуют сползанию груза по ленте при повышенных углах транспортирования грузов.

В зависимости от формы и высоты выступов профилированные ленты подразделяются на рифленые, ленты с выступами, с бортами и перегородками.

Рифленые ленты (рис.4.3, а). Наибольшее применение получили следующие типы лент: с поперечными выступами; с выступами пирамидального профиля; с выступами волнистого профиля; с выступами в виде стерженьков; с пластинчатыми выступами; с шероховатой поверхностью (изготавливается с помощью ткани "Олбо").

Высота выступа таких лент составляет 3+10 мм, что дает возможность увеличить угол наклона конвейера при транспортировании насыпных грузов до 25+30°, а штучных грузов - до 30-5-35°. Рифленые ленты применяют в конвейерах как с прямыми так и с желобчатыми роликоопорами. Ширина ленты колеблется в пределах 400+1000 мм.

Применяется при механизации погрузочно-разгрузочных работ на железнодорожных станциях, аэропортах, складах, при транспортировании сыпучих грузов в горнодобывающей промышленности.

Изготовление таких лент налажено на Лисичанском заводе РТО.

Конвейерные ленты с перегородками (выступами). Дальнейшим конструктивным развитием рифленых лент является ленты с выступами (перегородками), которые изготовляются из высококачественной прочной резины с большим сопротивлением истиранию. Формовка и вулканизация перегородок обычно производятся одновременно с изготовлением ленты или при помощи холодной вулканизации к готовой ленте (рис.4.3, б,в).

Перегородки бывают низкие (20+30 мм) и высокие (до 200 мм).

При наличии низких перегородок лента свободно проходит по нижним роликам обычной конструкции. Для высоких перегородок необходима специальная конструкция нижних роликов.

Ленты с высокими перегородками нашли применение в основном на перегружателях (зерновые и другие склады) и на конвейерах небольшой длины.

На Краснолучском машзаводе были созданы конвейеры с тремя лентами Основная лента (тяговая) имеет ширину 1000 мм и гладкую поверхность. Для удержания груза на ленте на тяговую ленту накладываются две ленты с высокими перегородками. Ширина этих лент по 500 мм. Число прокладок в них пониженное, т.к. они служат только для удержания груза. Движение их осуществляется за счет фрикционной связи с основной лентой.

Для прохождения ленты по нижней ветви, ленты с перегородками возле привода и в конце конвейера переворачиваются и тем самым двигаются и по нижней ветви перегородками вверх.

Некоторое распространение подобные ленты получили в ФРГ, России, Англии.

Производительность конвейеров с лентой с высокими перегородками зависит от шага их установки, угла наклона конвейера и высоты перегородок.

Конвейеры с высокими перегородками предназначены для транспортирования грузов под углом до 60°, а с низкими перегородками - до 30°.

С увеличением утла наклона конвейера производительность его резко снижается. Так, например, при ширине ленты 1000 мм, скорости v = 1,0 м/с, угле установки конвейера Р = 30°, высоте перегородок 133 мм и угле естественного откоса груза 20° - производительность 6=170 м3/ч; при Р=40°, 6=120 м3/ч; при Р=50°, Q = 75 м3/ч и при 0 = 60°, Q = 50 м3/ч.

Рисунок 4.3 Ленты для конвейеров с повышенным углом наклона: а - рифленая; б - низкие перегородки; в - высокие перегородки

Конвейеры с гофрированной лентой и ячейкового типа. В некоторых случаях к конструкциям ленточных конвейеров предъявляют особые требования в отношении осуществления изгибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Этим требованиям может удовлетворить конвейер с гофрированной лентой (рис. 4.4).

Наиболее рациональной конструкцией является складчатая конвейерная лента с гофрами. При такой конструкции осуществляется изгиб ленты на очень малых радиусах поворота за счет изменения геометрической формы гофров без напряжений в каркасе ленты. Одновременно гофры позволяют транспортировать насыпной груз под углом наклона 30-40°.

Создание конвейеров с гофрированной лентой идет по двум направлениям. В первом случае лента собирается из отдельных кусков различной кратной длины. Гофры получены во время изготовления ленты на заводе РТИ. Для придания ленте каркасности, в нее вставляют рессоры с отогнутыми концами, что придает ленте желобчатость.

Во втором случае гофры формируются непосредственно на обычной гладкой ленте и закрепляются специальными валиками. Увеличение сечения груза на ленте обеспечивается специальными листами, закрепленными по бокам ленты.

В обоих случаях в таких конвейерах тяговые и несущие функции разделены. Тяговым органом является круглозвенная цепь, соединенная с лентой через специальные соединительные звенья. Передача движения от тяговой цепи к ленте осуществляется каретками, имеющими два ходовых и два направляющих ролика.

Рисунок 4.4 Конвейер с гофрированной лентой конструкции фирмы "Штюббе" (Германия) / - лента, 2 - цепь; 3 - ролики направляющие; 4 - ролики ходовые

Скорость транспортирования до 1,07 м/с. Производительность до 350 т/ч. Конвейеры с гофрированными лентами созданы в Украине, России, ФРГ,

Англии и Японии.

Недостатком таких конвейеров является сложность конструкции. Ячейковые конвейеры предназначены для транспортирования массовых

насыпных грузов. Особенностью конструкции конвейеров является применение специального ячейкового несущего полотна, обеспечивающего транспортировку груза под углом до 60°.

Ячейковые конвейеры могут быть ленточного или цепного типов. Конвейеры с прижимной лентой. Работа этих конвейеров основана на

принципе увеличения нормального давления груза на ленты, которое конструктивно достигается тем, что верхняя (покрывающая) лента прижимает груз к нижней (грузонесущей) ленте либо за счет собственного веса, либо при помощи

специальных прижимных устройств (рессорных, гидравлических и т.п.) (рис.4.5).

В качестве прижимной ленты используются или приводные, или бесприводные резинотканевые ленты или специальные цепные ленты. В последнем случае прижимные устройства дополнительно не устанавливаются.

Достоинствами таких конвейеров являются: 1) возможность транспортирования грузов под углом до 90°; 2) независимость производительности от угла наклона и 3) высокая герметичность, что имеет особое значение при пе ремещении пылящих грузов. К недостаткам следует отнести значительную конструктивную сложность, повышенный расход ленты и электроэнергии.

Рисунок 4.4. Схемы конвейеров с прижимной лентой: а - с крутонаклонной трассой; б - зетобразной трассой; Т- транспортирующая лента; П - прижимная лента; / - опорные роликоопоры;2 - прижимные роликоопоры

Недостатками всех крутонаклонных конвейеров являются:

1)снижение производительности с увеличением угла наклона (особенно характерно для профилированных лент);

2)затрудненность очистки ленты; 3)сложность поддержания нижней ветви (ленты с высокими перего-

родками); 4)усложненность конструкции.

Особенности расчета крутонаклонных конвейеров. Конвейеры с низкими перегородками. Особенностями расчета являются:

1)обоснование высоты и шага перегородок на ленте; 2)определение допустимого угла наклона перегородок к продоль-

ной оси ленты; 3)определение погонного веса рифленой ленты;

4)определение производительности конвейера. Факторами, определяющими высоту и шаг выступов на ленте (рис.4.6) являются: коэффициент трения материала о ленту, насыпной вес, гранулометрический состав, угол естественного откоса транспортируемого материала и необходимый угол наклона конвейера. Из схемы расположения груза на ленте вес груза, находящегося на ленте в пределах одного шага выступов,

Допустимый угол наклона выступов к продольной оси ленты можно определить по выражению:

2arctg f f 2 (m2 1) m 1

где m = fctg .

Найденное значение угла является предельным. Так, например, при=45° допустимые углы наклона выступов =35 45° (для угля) и а =35 45°

(для известняка).

Погонный вес ленты можно определить по выражению:

где В - ширина ленты в м;

i - количество прокладок в ленте;

1 и 11 - толщина соответственно верхней и нижней обкладок в мм; h - высота выступа, мм.

Производительность конвейера

Q 3600F k2 ,

где

F = B2[0,16kytg(0,35 )+0,0435] - площадь сечения груза на ленте;

k2 -геометрический коэффициент производительности (обычно k2 =0,95+0,98),

k2 1 Vв

Vг

ky- коэффициент, учитывающий уменьшение площади F при увеличении угла наклона;

- угол естественного откоса груза в состоянии покоя;

Vг -объем транспортируемого груза на 1 м;

Vв - объем, занимаемый выступами на 1 м.

Конвейеры с лентами с высокими перегородками. В этих конвейерах необходимо определять производительность, исходя из возможности ее уменьшения с увеличением угла наклона конвейера

жду перегородками, м 3;

F = B[0,16tg(0,35 )+0,0435] - площадь сечения груза на ленте;

l - расстояние между перегородками (шаг) в м;- плотность груза, кг/м3 ;

h1 - высота слоя груза на ленте, м;

o - угол естественного откоса груза в продольном сечении.

Конвейеры с прижимной лентой. Расчет такого конвейера состоит из определения основных параметров: ширины ленты; усилий, необходимых для удержания груза на крутонаклонном участке между двумя лентами, сопротивления на отдельных участках и мощности конвейера (рис. 4.7).

Для нормальной работы без просыпания груза на крутом участке необходимо оставлять свободные края ленты вб для установки боковых катков, уплотняющих ее края.

Можно принять

вб =0,1655 + 0,05, м.

Рабочая ширина ленты

в = 0,77В-0,1,м.

Тогда производительность конвейера

Q 3600F , т/ч

или

Q Ck (0,77B 0,1) ,т/ч.

Ширина ленты будет

Транспортируемый груз, расположенный между лентами создает распорное давление на ленту qб, под действием которого прижимная лента стремится отойти от грузонесущей. Этому препятствует вес прижимной ленты qл и усилие прижимных катков k . Кроме этого необходимо учитывать силу трения между

лентами на боковых участках.

Экспериментальные исследования, проведенные УКРНИИПРОЕКТом показали, что для лент шириной до 1600 мм для удержания груза можно обходиться без центральных прижимных катков. При ширине ленты соответственно 800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мм усилие прижатия роликов будет: 8,10, 24, 50 и 90 кг/м соответственно.

Особенностью тягового расчета двухленточного конвейера является необходимость учета дополнительных сопротивлений, создаваемых прижимными катками (рис.4.7).

Рисунок 4.7 Расчетная схема конвейера с прижимной лентой Для грузовой ленты

и

Wo=Wг+Wn

где qгл ,qлг ,qлп ,qр ,qp ,qк - погонные веса транспортируемого груза, грузовой

и прижимной лент, прижимных катков, вращающихся частей грузовых и холостых роликоопор, а также прижимных катков; - коэффициент сопротивления

движению ленты по роликоопорам.

Дальнейший тяговый расчет ведется по методике расчета обычного кон-

вейера.

В качестве средств очистки можно использовать один из следующих видов очистки в зависимости от условий работы конвейера:

1)очистка лент капроновыми или стальными щетками; 2)вибрационная очистка конвейерных лент; 3)гидравлическая или пневматическая очистка лент.