5.3. Конструкция и типоразмеры сборочных единиц конвейеров с тяговым элементом

Конвейеры с тяговым элементом состоят из грузонесущего или рабочего элемента, который несет на себе транспортируемый груз, тягового элемента, передающего движение грузонесущему элементу, поддерживающих и направляющих устройств, натяжного устройства, привода, загрузочного и разгрузочного устройств и рамы. Одинаковые

по назначению составные части конвейеров различных типов имеют разнообразные конструкции.

Конвейеры комплектуются из стандартных или нормализованных узлов и деталей.

5.3.1. Выбор типоразмеров тяговых элементов

В качестве тяговых элементов в конвейерах используют ленты, цепи и в некоторых случаях канаты.

Ленты. Резинотканевые и резинотросовые ленты (ленты общего назначения) применяют в различных транспортирующих и погрузоч-но-разгрузочных машинах (ленточные конвейеры, погрузчики, самопо­даватели и др.). Резинотканевые ленты изготавливают по ГОСТ 20 "Ленты конвейерные резинотканевые", который предусматривает выпуск лент типов 1, 2, 3 и 4 с тяговым каркасом из тканевых прокла­док, изготовленных из хлопчатобумажных (бельтинговых), синтети­ческих (полиамид, полиэфир) или комбинированных тканей (поли­эфир, хлопок), расположенных послойно с резиновыми прослойками. Ленты типов 1 и 2 имеют резиновые обкладки с рабочей и нерабочей сторон и резиновые борта; лента типа 1 рассчитана на весьма тяжелые и тяжелые условия работы и перемещение крупнокусковых грузов; лента типа 2 - на средние условия, ленты типов 3 и 4 - на легкие условия эксплуатации.

На зерноперерабатывающих и пищевых предприятиях наибольшее распространение получили ленты типов 2, 3 и 4 (табл. 5.7).

В качестве тягового элемента ковшовых элеваторов используют резинотканевые ремни. Ремни изготавливают по ГОСТ 23831 "Ремни плоские приводные резинотканевые" двух видов: общего назначения (применяют в интервале температур от - 25 до +60 °С) и морозостой­кие (в интервале температур от -45 до +60 °С). Ленты общего назначе­ния применяют при температуре окружающей среды от - 45 до +60 °С.

Необходимое число тканевых прокладок резинотканевой ленты (ремня)

(5.4)

где F_max — максимальное расчетное натяжение ленты или ремня, полученное при тяговом расчете конвейера, Н; п — коэффициент запаса прочности для ленты; σ_пр — прочность ткани прокладки, Н/мм; В_л — ширина ленты или ремня, мм.

Коэффициент

где n₀ — номинальный запас прочности; при проверочных расчетах по максимальным пусковым нагрузкам п₀ = 5 и при расчете по нагрузкам установившегося режима n₀ = 7; n_р — коэффициент режима работы конвейера по времени и по производительности:

n_нр — коэффициент неравномерности нагружения прокладок, зависящий от числа про­кладок:

n_т — коэффициент, учитывающий влияние конфигурации трассы конвейера:

n_ст — коэффициент прочности стыкового соединения концов ленты:

При расчете ремней ковшовых элеваторов в знаменатель формулы вводят коэффициент К_р = 0,8...0,9, учитывающий ослабление ремня отверстиями под болты крепления норийных ковшей. Полученное расчетное значение i_n округляют до ближайшего большого целого числа (табл. 5.8).

Сила тяжести (приближенно) 1 м прорезиненной ленты (Н/м)

(5.5)

или

(5.6)

где δ_п — толщина прокладки, мм; для ткани прочностью 55 Н/мм принимают δ_п = 1,2 мм и для ткани прочностью 400 Н/мм δ_п = 2 мм; δ₁ и δ₂ — толщина обкладок, мм (табл. 5.9); В_л — ширина ленты, м.

Пример условного обозначения ленты 2-500-3-БКНЛ-65-3-1-В по ГОСТ 20:

лента конвейерная, типа 2 , общего назначения, шириной 500 мм, с тремя прокладками из ткани БКНЛ-65, с рабочей обкладкой толши-ной 3 мм и нерабочей - 1 мм из резины класса В.

Максимально допустимое усилие (Н) для стальных лент

(5.7)

где σ_л - толщина ленты, δ_л = 0,8...1,0 мм; [σ]_р - допускаемое напряжение на растяжение; для стали 65Г (холоднокатаная лента с временным сопротивлением разрыву σ_в = 800 МПа) [σ] = 25 МПа.

Ремни для норий состоят из тканевого каркаса с резиновыми прослойками между прокладками. Каркас изготавливают из хлопчато­бумажных, комбинированных (полиэфир/хлопок БКНЛ-65, БКНЛ-62-2, ГОСТ 19700) и синтетических (ТА-150; ТК-150, ГОСТ 18215; ТК-200-2; ТА-300; ТК-300, ГОСТ 18215) тканей. Число тканевых прокладок в ремне 3...5, толщина 1,2...1,5 мм.

Ремни изготавливают как с наружными резиновыми обкладками (одной или двумя), так и без них. Толщина наружных обкладок 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6 мм.

Цепи. В зависимости от назначения цепи подразделяют на привод­ные, тяговые и грузовые. Приводные цепи используют в машинах для передачи движения рабочим элементам; тяговые - в транспортирую­щих машинах для перемещения грузов непосредственно самой цепью или при помощи грузозахватных устройств, связанных со звеньями цепи; грузовые - для подъема грузов. По способу изготовления цепи

могут быть сварные, штампованные, кованые и литые. Основные параметры и размеры цепей, технические требования, правила прием­ки, методы испытаний и др. установлены стандартами.

Тяговые пластинчатые цепи. Применяют в качестве тягового элемента в цепных конвейерах (скребковых, пластинчатых, подвесных), а также в механизмах грузоподъемных машин.

Согласно ГОСТ 588 тяговые пластинчатые цепи изготавливают четырех типов: втулочные, роликовые, катковые с гладкими катками, катковые с ребордами на катках.

Цепи всех указанных типов изготавливают в двух исполнениях: неразборная конструкция, разборная конструкция. Основные парамет­ры пластинчатых цепей приведены в приложениях 10 и 11. По заказу потребителя цепи всех указанных типов и исполнений допускается изготавливать со специальными пластинами - с отверстиями или снабжают их полками с отверстиями для крепления грузонесущих элементов конвейера. Безвтулочные цепи применяют при легких режимах работы, втулочные (безроликовые и роликовые, катко­вые) - при средних и тяжелых режимах работы. Обычно цепи изготав­ливают с прямыми пластинами; в отдельных случаях применяют цепи с изогнутыми пластинами по ГОСТ 13568. Нормальный ряд шагов цепей: 40, 50, 63,100,125,160,200, 250, 315, 400, 500 мм.

Пример условного обозначения цепи Ml250-2-500-2 по ГОСТ 588: тяговая пластинчатая цепь с номером М1250 (разрушающая нагрузка 1250 кН), типа 2, с шагом 500 мм, исполнения 2.

Тяговые круглозвенныесварные цепи. Предназначены для работы в качестве тягового элемента в скребковых, пластинчатых, подвесных конвейерах и нориях.

Сварные цепи выполняют короткозвенными (шаг цепи t < 3d) и длиннозвенными (t > 3d). По точности изготовления сварные цепи разделяют на калиброванные (с отклонением шага от ± 1 до ± 2,5 %) и некалиброванные (с отклонением от шага до ± 4 %). Первые могут иметь привод с зацеплением на звездочке (кулачковом блоке), вто­рые - только фрикционный на гладком блоке.

Примеры условных обозначений

цепь СК 16x44 по ГОСТ 2319: калиброванная цепь, калибром 16 мм-, с шагом 44 мм;

цепь СН 6 х 19 по ГОСТ 2319: некалиброванная цепь, калибром 6 мм, с шагом 19 мм.

Тяговые вильчатые цепи. Применяют чаще всего в качест­ве тягового элемента в конвейерах с погруженными скребками, поэтому они имеют упрощенный безвтулочный шарнир.

Собранная цепь должна иметь легкую, без заедания подвижность в плоскости осей шарниров, что дает возможность использовать эти цепи в подвесных конвейерах, транспортирующих грузы в таре по сложной трассе.

Вильчатую цепь в конвейере устанавливают так, чтобы движение происходило в направлении стрелок, выштампованных на звеньях.

Пример условного обозначения цепи Pl-100 H по ГОСТ 12996: тяговая вильчатая цепь, типа Р1, с шагом 100 мм, нормальной прочности.

Тяговые разборные цепи. Предназначены для работы в конвейерах, где тяговый элемент, кроме поворота в горизонтальной плоскости, перпендикулярной к осям шарниров, должен изгибаться и в вертикальной плоскости - в плоскости осей шарниров. Это дости­гается наличием в шарнирах цепи соответствующих зазоров.

Тяговая разборная цепь собирается из шарнирных секций, каждая из которых состоит из наружных звеньев, шарнирного валика и внутренних звеньев. Наружные звенья имеют на концах фасонные гнезда для головок валиков; эти гнезда препятствуют вращению валиков при повороте звеньев цепи. Для разборки цепи два внутрен­них звена поворачивают поперек ее продольной оси, а наружные звенья опускают вниз, что позволяет вывести головки валиков из своих гнезд,в наружных звеньях, повернуть их и вынуть.

Тяговые разборные цепи получили преимущественное применение в конвейерах с пространственными трассами.

В соответствии с ГОСТ 589 тяговые разборные цепи изготавливают двух типов: с вращающимися валиками - Р1; с фиксированными валиками - Р2. Параметры тяговых разборных цепей приведены в табл. 5.10.

Пример условного обозначения цепи Р1-80-106 по ГОСТ 589: тяго­вая разборная цепь, типа Р1, с шагом звена 80 мм и разрушающей нагрузкой 106 кН.

Выбор тяговой цепи. Цепи выбирают по разрушающей нагрузке: при выборе типоразмера цепи по критерию прочности полу­ченную расчетным путем величину натяжения цепи F_p умножают на коэффициент запаса прочности л и по полученному значению нагрузки выбирают такой типоразмер цепи, для которого разрушающая (указан­ная в ГОСТе) нагрузка была бы близка к значению, полученному расчетным путем, т. е.

(5.8)

где F_p — максимальное расчетное натяжение цепи конвейера, Н; n — коэффициент запаса прочности; F_paзр - разрушающая нагрузка, Н.

На практике принимают обобщенные коэффициенты запасов проч­ности для тяговых цепей; в частности, для горизонтальных конвейе­ров неответственного назначения n = 5...7; для конвейеров с наклон­ными участками трассы n = 8... 10; для разборных цепей, работающих на подвесных конвейерах, n = 10...14 (на вертикальных перегибах эти цепи испытывают значительные изгибающие напряжения); для свар­ных цепей с термообработкой n = 10... 15, без термообработки n = 15...20.

При выборе цепи следует иметь в виду, что при определении расчетной нагрузки надо учитывать динамические силы, возникающие вследствие неравномерности движения тягового элемента и вызываю­щие в тяговых цепях усталостные явления, т. е.

(5.9)

где F_ст — максимальное статическое натяжение цепи, определяемое при тяговом расчете, Н; F_д — максимальная динамическая нагрузка на цепь, Н; K_д — коэффициент динамичес­ких нагрузок (при скорости конвейера до 0,1 м/с - К_д = 1, от 0,1 до 0,3 м/с - К_д = 1,15, выше 0,3 м/с - К_д = 1,25).

При выборе шага цепи следует иметь в виду, что с его увеличе­нием уменьшается число шарниров на заданной длине, улучшается эксплуатация цепи, уменьшаются масса и стоимость цепи, но одновре­менно увеличиваются размеры привода и динамические нагрузки. Следовательно, выбор оптимального шага цепи должен быть тщатель­но обоснован конструктивным анализом машины в целом. При отсутст­вии ограничений по габаритным размерам приводных элементов (звездочки, блока) в тихоходных конвейерах предпочтение следует отдавать длиннозвенным цепям, так как в этом случае величина динамических нагрузок снижается.

Канаты. Стальные проволочные канаты применяют в лебедках, подъемниках, в некоторых типах конвейеров (в качестве тягового элемента) и в натяжных устройствах.

По конструкции канаты могут быть: а) одинарной свивки, состоя­щие из проволок, свитых по спирали в один или несколько концентри­ческих слоев; б) двойной свивки, состоящие из прядей, свитых в один или несколько концентрических слоев (эти канаты, называемые

тросами, наиболее часто используют в грузоподъемных машинах); в) тройной свивки, состоящие из свитых канатов двойной свивки (стренг).

По назначению различают канаты, служащие для подъема и транс­портирования людей и грузов (только марки В) - ГЛ, и грузовые канаты, служащие для транспортирования грузов - Г.

Пример условного обозначения каната 10,5-Г-В-Н-1568(160) по ГОСТ 3062:

канат диаметром 10,5 мм, грузового назначения, марки В, из проволоки без покрытия, правой свивки, нераскручивающийся, маркировочной группы 1568 МПа (160 кгс/мм²).

В грузоподъемных машинах рекомендуется применять преиму­щественно канаты двойной свивки, шестипрядные, с числом проволок в пряди 19 и 37; проволоку без покрытия или оцинкованную для среднеагрессивных условий работы. В тех случаях, когда груз свобод­но подвешен на одной ветви, применяют канаты крестовой свивки. Могут быть использованы и канаты односторонней свивки, если они изготовлены нераскручивающимися (из заранее деформированных проволок и прядей). При движении груза по направляющим исполь­зуют раскручивающиеся канаты односторонней свивки.

Типоразмер каната выбирают с учетом следующего условия: произведение максимального статического усилия F_max в канате на коэффициент запаса прочности n не должно превышать разрывного усилия F_paзp каната, указанного в ГОСТе:

(5.10)