3. Лабораторная работа №3 определение основных параметров ленточного конвейера

3.1 Цель лабораторной работы

Целью лабораторной работы является:

исследование процесса перемещения насыпных грузов ленточными конвейерами;

определение основных параметров ленточных конвейеров;

определение влияния производительности на ширину ленты и скорость конвейера.

3.2 Задачи лабораторной работы

В ходе выполнения лабораторной работы студент должен научиться определять основные параметры ленточного конвейера, опытным путем установить зависимость изменений ширины и скорости ленты от производительности конвейера.

3.3 Краткие теоретические сведения

Ленточные конвейеры (рис. 3.1) являются наиболее распространенным средством непрерывного транспорта и используются для перемещения насыпных и штучных грузов во всех областях промышленности и сельского хозяйства. Поступательное движение конвейер получает от фрикционного привода, необходимое первоначальное натяжение ленты обеспечивается натяжным устройством.

Рис. 3.1 – Схема ленточного конвейера:

1 – приводной барабан; 2 –загрузочное устройство; 3 – прижимной ролик;

4 – очистное устройство; 5 – отклоняющий барабан; 6 – концевой барабан;

7 – амортизирующие роликоопоры; 8 – нижние роликоопоры; 9 – лента;

10 – верхние роликоопоры; 11 – приемный бункер

На верхней ветви ленты перемещается транспортируемый груз, она является грузонесущей, нижняя ветвь является холостой. На всем протяжении трассы лента поддерживается роликоопорами, в зависимости от конструкции которых лента имеет плоскую или желобчатую форму.

Груз поступает на ленту через одно или несколько загрузочных устройств, разгрузка производится с концевого барабана в приемный бункер (концевая) или в любом пункте вдоль трассы конвейера с помощью барабанных или плужковых разгружателей (промежуточная). Очистка ленты от прилипших частиц груза осуществляется с помощью очистных устройств.

Для сохранения устойчивого положения груза на ленте угол наклона конвейера должен быть на 10–15° меньше угла естественного откоса груза, так как во время движения лента на роликоопорах встряхивается, и груз сползает вниз. У конвейеров, имеющих наклонный участок, приводной механизм обязательно оснащен тормозным устройством.

Расчетная ширина В_р ленты при заданной производительности и скорости конвейера определяется по формуле [1, 4, 10]

, (3.1)

где Q_max – максимальная производительность конвейера, т/ч;

k_п – коэффициент, зависящий от типа роликоопор (табл. 3.1);

v – скорость транспортирования, м/с;

ρ – насыпная плотность транспортируемого груза, т/м³;

k_β – коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера, для горизонтальных конвейеров k_ = 1 для наклонных значение k_ выбирается по табл. 3.2.

Таблица 3.1

Значения коэффициента k_n

Тип роликоопоры	kn при угле откоса насыпного груза в движении
	 = 150	 = 200	 = 250
Однороликовая	250	330	420
Трехроликовая: ٭ж = 200 ж = 300 ж = 450	470 550 635	550 625 690	640 700 750

٭_ж – угол наклона боковых роликов (рис. 3.2)

Таблица 3.2

Значения коэффициент k_

Группа подвижности частиц груза	Угол наклона конвейера β, 0
	1-5	6-10	11-15	16-20
Легкая Средняя Малая	0,95 1,00 1,00	0,90 0,97 0,98	0,85 0,95 0,97	0,80 0,90 0,95

Расположение насыпного груза на ленте (рис. 3.2) определяется профилем сечения рабочей ветви ленты.

Площадь поперечного сечения насыпного груза F на движущейся ленте зависит от ширины ленты и ширины находящегося на ней насыпного груза (рабочей ширины ленты b), типа роликоопоры, углов наклона боковых роликов (для желобчатой опоры), угла естественного откоса груза в движении, гранулометрического состава груза, угла наклона конвейера, способа подачи груза на ленту.

а б

Рис. 3.2 – Расположение насыпного груза:

а – на прямой роликоопоре; б – на желобчатой роликоопоре

Площадь поперечного сечения насыпного груза

F = b h k_β / 2 = 0,25 b² k_β tg φ₁, (3.2)

где b = (0,9B – 0,05) – грузонесущая ширина ленты, м;

h = 0,5 b tg φ₁ – высота слоя груза, м;

k_β – коэффициент уменьшения сечения груза на наклонном конвейере;

φ₁ ≈ 0,35 φ – угол естественного откоса груза в движении;

φ – угол естественного откоса груза в покое.

Площадь сечения груза на желобчатой роликоопоре представляет собой сумму площадей равнобедренного треугольника и трапеции, стороны которой определяются линейными размерами роликов и углом их наклона.

Скорость движения ленты конвейера зависит от типа транспортируемого груза, ширины ленты, угла наклона конвейера, наличия узлов промежуточной загрузки и разгрузки.

Увеличение скорости движения вызывает уменьшение распределенной нагрузки, снижая натяжение ленты – это позволяет применять ленту меньшей ширины. Однако при больших скоростях и малой ширине ленты ее движение становится неустойчивым, происходит просыпание груза, возникает опасность сбегания ленты в сторону, что влечет за собой повышенный износ ленты. При транспортировании на большой скорости крупнокусковых грузов возникает ударная нагрузка на ленту и роликоопоры, а у пылевидных грузов наблюдается повышенное сопротивление воздуха, что приводит к пылению и потерям груза.

Фактическую (экспериментальную) скорость движения ленты на конвейере можно определить по формуле

v = ℓ / t, (3.3)

где ℓ – перемещение ленты, м;

t – время перемещения ленты, с.

Производительность – это количество груза, перемещаемого в единицу времени (т/ч), производительность ленточного конвейера определяется по формуле

Q = 3600 F v ρ, (3.4)

где F – площадь поперечного сечения груза на ленте (3.2);

v – скорость движения ленты, м/с;

ρ – плотность транспортируемого груза, т/м³.

Расчетная мощность электродвигателя привода ленточного конвейера

, (3.5)

где k₁ и k₂ – коэффициенты, зависящие от ширины ленты и длины конвейера (табл. 3.3);

Q – производительность, т/ч;

L – длина конвейера, м;

v – скорость движения ленты, м/с;

H – высота подъема, м.

Таблица 3.3

Значения коэффициентов k₁ и k₂

Ширина ленты В, мм	500	650	800	1000	1200	1400
Коэффициент k1	0,015	0,02	0,024	0,03	0,035	0,04
Длина конвейера L, м	До 15	15–30	30–45	45–80	80–100	Более 100
Коэффициент k2	1,25	1,12	1,05	1,03	1,01