5.2. Конвейерные системы

Конвейерные системы представляют собой совокупность конвейеров одного или разных типов, погрузочно-разгрузочных и перегрузочных устройств, накопи­телей и устройств автоматического управления. В зависимости от назначения раз­личают транспортные, распределительные, сортировочные, накопительные и комбинированные конвейерные системы. Работой конвейерной системы может управлять ЭВМ в реальном масштабе времени.

При этом в компьютере ведется динамическая модель транспортно-грузового процесса, отражается реальное состояние базовых элементов системы, к которым относятся, в частности, конвейеры. Ниже рассматриваются наиболее распростра­ненные в транспортно-грузовых комплексах типы конвейеров.

5.2.1. Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и поло­гонаклонном направлениях разнооб­разных насыпных и штучных грузов, а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возмож­но­сти получения высокой производи­тельности. Современные лен­точные конвейеры на от­крытых разра­ботках угля могут транспортировать до 30000 т/ч вскрышной породы, обеспечи­вая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 мин. Даль­ность транс­портирования достигает 3 … 4 км в одном конвейере и до 100 км в систе­ме из несколь­ких конвейеров. Они просты по конструкции, удобны в экс­плуатации и имеют высокую надежность.

По расположению на местности лен­точные конвейеры разделяют на стацио­нарные и подвижные, передвижные и переносные, переставные (для карьеров от­крытых разработок) и надводные, пла­вающие на понтонах.

По конструкции и назначению разли­чают ленточные конвейеры общего на­зна­чения и специальные. По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокат­ной и проволочной лентой. Наиболь­шее распространение получили конвей­еры с прорезиненной лентой. По кон­струкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают лен­точные конвейеры, у кото­рых лента является грузонесущим и тяговым элементом.

Ленточный конвейер (рис. 5.1) имеет станину 6, на концах которой устано­в­лены два барабана: передний 7 - при­водной и задний 1 — натяжной. Верти­кально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддержива­ется опорными роликами, называемыми роликоопорами, — верхни­ми 4 и ниж­ними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов при­меняют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.

Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, в которые груз попадает из бункеров. Для открывания и закрывания выпускных отверстий бункеров служат затворы. Они могут быть ручными или механическими (электрическими, гидравлическими или пневматическими). По способу действия различают затворы, отсекающие поток груза и создающие подпор. Затворы имеют ограниченные возможности для регулирования исходящего потока.

Для обеспечения равномерного и регулируемого потока служат питатели. Выгрузка насыпного груза из бункера с помощью питателя характеризуется активным воздействием его рабочих элементов на груз. Это особенно важно при переработке плохосыпучих грузов. Применяют две группы питателей: одна построена на базе конвейеров малой длины, а другая (барабанные, дисковые, цепные, лопастные питатели) не имеет конвейерных прототипов и служит для непосредственной выдачи груза у отверстия бункера.

Транспорти­руемый груз перемещается на верхней (грузо­несущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (об­ратной). Возможно также транспор­тирование грузов одновременно по верхней и нижней ветвях ленты в раз­ных направлениях.

Груз выгружается на переднем бара­бане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвей­ера при помощи разгрузочных устройств: плуж­ковых 3 или бара­банных разгружателей. Наружная по­верхность ленты очищается от прилип­ших к ней частиц груза очистным устройством 9, установленным у пе­ре­днего барабана 7.

В мире накоплен значительный опыт проектирования и эксплуатации лен­точ­ных конвей­еров большой мощности. На Курской магнитной анома­лии работает мощная кон­вейерная система протяженностью около 14 км, включающая 11 пере­грузочных пунктов и предназначенная для транспор­тирования руды из карьера на обогати­тельную фабрику. Фирмой "Крупп" (ФРГ) принята в экс­плуатацию линия из 11 конвейеров общей протяженностью 100 км. Средне­годовая производитель­ность линии 10 млн. т, ши­рина резинотросовой ленты 1000 мм, скорость движе­ния 4,5 м/с.

Разработана конвейерная система ФРГ — Нидерланды протяженно­стью 206 км, ко­торая транспортирует руду Рурского промышленного района. Произ­водитель­ность системы 7200 т/ч, скорость ленты до 5 м/с, ширина ленты 1400 мм. Линия состоит из 28 ставов по 7,4 км каждый.

Основными параметрами ленточного конвейера являются производительность, ширина и скорость движения ленты, мощность двигателя. При выборе ленточного конвейера под заданный годовой грузопоток его потребная часовая производи­тельность Q_ч равна:

,

где к_н – коэффициент неравномерности загрузки (к_н=1,2);

Q_г – годовой грузопоток, т;

Т – годовой фонд времени работы конвейера, ч.

С другой стороны, производительность конкретного конвейера зависит от скоро­сти движения ленты и количества груза груза на ней:

, т/ч, (5.1)

где q - погонная нагрузка на единицу длины конвейера, кг/м;

V – скорость движения ленты, м/с.

При движении груза непрерывным потоком постоянного сечения

q = 1000Fγ,

где F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м^2.;

γ – объемная плотность груза, т/м³

При перемещении штучных грузов

,

где Р – масса штучного груза, кг;

l – расстояние между соседними грузами, м.

Тогда производительность конвейера при переработке насыпных грузов :

. Площадь поперечного сечения груза F зависит от ширины ленты B, конст­рукции роликоопор (горизонтальные, наклонные ролики), характера трассы кон­вейера (горизонтальный, наклонный участок):

,

С – коэффициент заполнения ленты, зависящий от динамического угла естест­венного откоса груза, угла наклона роликов и угла наклона конвейера.

Таблица 5.2.

Значение коэффициента С для плоских и желобчатых лент

	Плоская лента				Желобчатая лента
Угол на­клона конвейера, град	Угол естественного откоса материала в движении, град				Угол естественного откоса материала в движении, град ( угол наклона роликов 20°)
	30	35	40	45	30	35	40	45
0	155	180	210	240	265	285	305	320
10	150	170	200	230	250	270	290	305
15	140	160	190	215	240	255	275	290
20	130	150	180	205	225	240	260	275

При укрупненных расчетах можно производительность горизонтальных лен­точных конвейеров определить по формулам:

д ля сыпучих грузов и желобчатой ленты ;

для сыпучих грузов и плоской ленты ; (5.2.)

для штучных грузов .

При транспортировании грузов под углом к горизонту производительность конвейера, вычисленная по формулам (5.1) принимается с понижающим коэффи­циентом К (табл.5.3.).

Таблица 5.3.

Значения коэффициента К

Угол наклона конвейера, град
до 12	13—14	15—16	17-18	19—20
0,97	0,95	0,92	0,89	0,85

Для выбора конкретного типа ленточного конвейера следует:

1. определить на плане и разрезе транспортно-грузового комплекса начало и конец трассы конвейера;

2. определить расстояние транспортирования и угол наклона конвейера;

3. выбрать способ загрузки и разгрузки конвейера;

4. выбрать из ряда применяемых в конвейеростроении скоростей (0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с) скорость движения ленты с учетом увеличения сохранности ленты, уменьшения разрушения транспортируемого груза, уменьше­ния пылевыделения и просыпей груза и т.п.;

5. по формулам (5.1) вычислить ширину ленты и принять ее равной ближай­шей большей из следующего ряда: 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000 мм.

6. проверить принятую ширину ленты по формулам:

а) для рядовых материалов , мм;

б) для сортированных материалов , мм,

где а_max, а_ср - максимальный и средний размер куска груза, мм.

Для штучных грузов ширина ленты на 200 мм превышает их наибольший раз­мер в плане.