3. Производительность машин непрерывного транспорта

Основной характеристикой транспортирующей машины является ее производительность, под которой понимают количество (массу) или объем груза, проходящего через данное сечение в единицу времени.

Для насыпных грузов различают массовую П_M (т/ч) и объемную П_V (м³/ч) производительности, которые связаны между собой зависимостью

П_М = П_V_V, (3.1)

где _V – плотность насыпного груза, т/м³.

При расчете производительности машин непрерывного транспорта рассматриваются три случая транспортирования грузов: транспортирование насыпного груза непрерывным потоком; насыпного груза отдельными порциями; штучного груза.

Массовая производительность (т/ч) машины, перемещающей насыпной груз непрерывным потоком, определяется по формуле

П_М = 3600А υ _V, (3.2)

где А – площадь поперечного сечения насыпного груза, м²; υ – скорость перемещения груза, м/с; _V – насыпная плотность груза, т/м³.

Учитывая непрерывность потока транспортируемого груза, производительность машины можно выразить также через погонную массу (плотность) груза _L (кг/м). Для этого найдем связь между погонной плотностью груза на конвейере _L и насыпной плотностью груза_V:

_L = m /l = (1000 _V A l) /l = 1000 _V A

или

_V = _L / (1000 A), (3.3)

где m – масса груза на участке конвейера длиной l.

Подставив выражение (3.3) в (3.2), получим:

П_М = 3600Аυ_L / (1000A) = 3,6_Lυ. (3.4)

Производительность транспортирующей машины можно также выразить через погонную нагрузку или линейную силу тяжести q_г (Н/м) насыпного груза:

П_М = 3,6q_гυ /g. (3.5)

Здесь q_г = g_L , а g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения.

Если транспортирование насыпного груза осуществляется порциями, например, в отдельных сосудах (ковшах, поддонах, изложницах и т.п.) емкостью V₀ (м³) со средним коэффициентом наполнения каждого сосуда , при шаге сосудов s (м), то погонная масса _L (кг/м) груза равна:

_L = (V₀_V)/s. (3.6)

В этом случае, подставив выражение (3.6) в (3.4), получим:

П_М = 3,6υ(V₀_V)/s. (3.7)

При перемещении штучных грузов производительность конвейера Z (шт/ч) зависит от шага между единичными грузами s (м):

Z = 3600υ /s (3.8)

При транспортировании штучных грузов массой М₀ (кг) каждый, расположенных с шагом s (м), условная погонная масса (кг/м) транспортируемого груза и массовая производительность (т/ч) машины равны, соответственно:

_L = М₀/s; П_M = 3,6 υ М₀ / s. (3.9)

Определив необходимую производительность и тип транспортитруемого груза, можно приступить к расчету и проектированию ленточного конвейера.

4. Ленточные конвейеры

4.1. Устройство ленточного конвейера

Ленточный конвейер состоит из следующих элементов (рис. 4.1): замкнутой (бесконечной) гибкой ленты 5; хвостового натяжного 1 и переднего приводного 7 барабанов; рабочих роликов 4, которые поддерживают верхнюю (рабочую) ветвь ленты и формируют ее профиль (прямой или желобчатый); нижних нерабочих роликов 10, которые поддерживают нижнюю (нерабочую) ветвь ленты; роликовой батареи 13; загрузочного устройства 2; плужкового разгружателя 3 или разгрузочной воронки 8; очистного устройства 9; привода 11, включающего электродвигатель, редуктор и муфты; натяжного устройства 12; металлоконструкции (станины) 6. Основные узлы серийно выпускаемых конвейеров общего назначения стандартизированы.

Рис. 4.1. Схема ленточного конвейера

Основными достоинствами ленточных конвейеров являются: простота конструкции, надежность в работе, удобство технического обслуживания и ремонта, сравнительно небольшая масса, возможность перемещения грузов при значительных углах наклона и их разгрузки в любом месте трассы конвейера, непрерывность транспортировки при высокой степени автоматизации.

К недостаткам ленточных конвейеров можно отнести относительно высокую стоимость и малую долговечность ленты, невозможность эксплуатации при высокой температуре, сложность транспортирования грузов с острыми кромками и др.

Производительность ленточных конвейеров зависит от ширины, профиля и скорости движения ленты и насыпной плотности транспортируемого груза и может достигать 30000 т/ч.

На металлургических предприятиях обычно применяют стандартные ленты шириной 300...3000 мм. Скорость движения ленты обычно составляет 1...3 м/с и более (до 8 м/с). Длина ленточных конвейеров определяется прочностью ленты и особенностями привода. При одном приводном барабане и при использовании ленты с текстильной основой длина конвейера обычно составляет 25...100 м, применение многобарабанных приводов и современных высокопрочных лент дает возможность увеличить длину конвейера до 8...10 км. Трассы ленточных конвейеров отличаются большим разнообразием и могут быть горизонтальными (рис. 4.2, а), наклонными (рис. 4.2, б), комбинированными (рис. 4.2, в, г, д, е) и т. д. При этом для устранения осыпания груза угол подъема β принимают равным не более 2/3 угла естественного откоса транспортируемого груза в движении φ_Д; обычно величина β 20 .

Конвейеры разделяются на стационарные, передвижные и переносные. На металлургических предприятиях наиболее распространены стационарные конвейеры. Передвижные конвейеры применяются для подачи грузов в несколько пунктов, как правило, расположенных вдоль определенной линии (отсеки бункера, загрузочные воронки технологического оборудования и др.). Переносные конвейеры обычно используются при выполнении различных вспомогательных и ремонтных работ.

По конструкции и назначению различают конвейеры общего назначения (с ГОСТ 22644-77 по ГОСТ 22647-77) и специальные – для пищевой промышленности, приборостроения и др.

Рис. 4.2. Трассы ленточных конвейеров: а – е, л – с однобарабанным приводом; ж – к – с двухбарабанным приводом; П – привод; НУ – натяжное устройство; r_вып и r_вог – радиусы скругления конвейера на выпуклом и вогнутом участках, соответственно