17.Скребковые и пластинчатые конвейеры. Устройство, общая характеристика

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И УСТРОЙСТВО

Пластинчатыми называют конвейеры, которые перемещают грузы на настиле, образованном из пластин, неподвижно прикрепленных к гибкому тяговому элементу.

Эти конвейеры сложнее, тяжелее и дороже, чем ленточные. Пластинчатые конвейеры применяют тогда,когда по каким -либо причинам недопустимо или ограничено использование ленточных. Это транспортирование тяжелых грузов (штучных ) и грузов с острыми кромками,которые могут повредить резинотканевую ленту, но безопасные для металлического или деревянного настила.

Пластинчатые конвееры (транспортеры) классифицируют по конструкции настила, конфигурации трассы и назначению. Наиболее широко применяют вертикально замкнутые конвейеры с прямолинейными трассами.

Пластинчатый конвейер представляет собой транспортирующее устройство непрерывного действия ( рис.3.1), на опорной металлической конструкции 1 которого смонтированы ходовая часть и тяговый элемент 4. Тяговым элементом являются обычно две пластинчатые цепи,опирающиеся катками на направляющие 3. Последние закреплены на опорной конструкции,а цепи огибают приводные 2 и натяжные 6 звездочки.

Цепи получают движение от приводных звездочек 2, вращающихся от электродвигателя 10,через редуктор 9 и соединительные муфты 8.

В противоположном конце конвейера цепи огибают натяжные звездочки 6, соединенные с винтовой натяжной станцией 7. Несущим элементом пластинчатого конвейера являются пластины, укрепленные на цепи. Загрузку выполняют в конце конвейера или в нескольких местах по его длине. Насыпные грузы, как правило,разгружают в месте огибания пластинами приводных звездочек, а штучные -в том же месте или в любой точке по длине конвейера.

ХОДОВАЯ ЧАСТЬ

Ходовая часть пластинчатого конвейера состоит из настила и кронштейнов,жестко укрепленных на звеньях цепей ( рис.3.2).

Тип настила выбирают в зависимости от вида и свойств транспортируемого груза, максимального угла наклона конвейера. ГОСТ 2035- 54 предусматривает несколько типов пластинчатых конвейеров, из которых наиболее часто используют в легкой промышленности:

для транспортирования штучных грузов - безбортовые плоские разомкнутые (рис.3.2,а,б), безбортовые плоские ( рис.3.2,в), безбортовые волнистые ( рис.3.2,г );

для транспортирования круглых грузов- безбортовые( рис.3.2,д);

для транспортирования насыпных грузов - бортовые волнистые ( рис.3.2,е).

Для штучных грузов используют настилы всех видов, но предпочтительны плоские как более легкие и дешевые. Настилы изготовляют из стальных пластин, пластмассовых или деревянных планок.

Стальные пластины выполняют из листов толщиной 1...3 мм и крепят к цепи заклепками или сваркой. Профиль пластин плоский или волнмстый (для увеличения жесткости и угла наклона конвейера). При больших углах наклона применяют плоские настилы с поперечными ребрами жесткости, удерживающими грузы от сползания.

Ширина настила мм,определяется в зависимости от ширины груза:

При транспортировании насыпных грузов пластины настила перекрывают одна другую таким образом, чтобы при их повороте на приводных звездочках на 60 транспортируемый материал не мог просыпаться в зазор. Для увеличения производительности конвейеров по бокам пластин устанавливают вертикальные борта высотой =100...320 мм ( таб.3.1).

РАЗМЕРЫ ПЛАСТИН

400 500 650 800 1000 1200

100 125 160 200 250 320

Насыпной груз на полотне без бортов располагают в виде треугольного сечения ( рис.3.3,а), как и на конвейере с плоской лентой. Однако жесткость настила и малые скорости движения дают возможность принять основание треугольника =0,85 .

На настиле с бортами ( рис.3.3,б) площадь сечения груза равна сумме площадей треугольника и прямоугольника.

В качестве тягового элемента применяют цепи различных типов и конструкций. Цепи характеризуются простотой соединения концов и замены деталей; малым упругим удлинением под нагрузкой и полным отсутствием остаточного удлинения; надежность передачи тягового усилия зацеплением при малом предварительном натяжении ( 5...10% полезного тягового усилия ); простотой и высокой надежностью крепления грузонесущих и опорных элементов, разнообразием конструкции.

Наиболее универсальными для пластинчатых конвейеров являются пластинчатые тяговые цепи (ГОСТ 588-81) следующих типов:

1 -втулочные ( рис.3.4,а );

2-роликовые ( рис.3.4,б );

3-катковые с гладкими катками ( рис.3.4,в );

4-катковые с ребордами на катках ( рис.3.4,г ).

Цепи каждого типа выпускают в трех исполнениях:

1-неразборная со сплошными валиками (индекс М );

2-разборная со сплошными валиками (индекс М );

3-неразборная с полными валиками (индекс МС ).

ПРИВОДНЫЕ СТАНЦИИ

Приводная станция пластинчатого конвейера состоит из рамы и вала, на котором установлены приводные звездочки и подшипники. Передача тягового усилия и движения цепи осуществляются зацеплением. Приводной вал получает вращение от электродвигателя (мотор -редуктора) через двух- или трехступенчатый редуктор, а в ряде случаев (при малых скоростях конвейера) через дополнительную зубчатую или цепную передачу. Конструкция рамы такая же, как у ленточного конвейера (см.рис.2.22).

Привод пластинчатого конвейера необходимо располагать в таком месте трасы, где натяжение тягового элемента максимальное.

Пластинчатые конвейеры предприятий легкой промышленности обычно имеют один привод,расположенный в головной части. При необходимости пловного бесступенчатого изменения скорости в приводе между электродвигателем и редуктором устанавливают вариатор скорости. Для предотвращения самопроизвольного движения загруженного крутонаклонного участка полотна назад при случайном отклычении электродвигателя или нарушении кинематической связи в передаточном механизме привод конвейера снабжают остановом или тормозом.

НАТЯЖНЫЕ СТАНЦИИ

Натяжная станция регулирует натяжение ходовой части по определенной программе, обеспечивающей высокое предпусковое натяжение ( исключает провисание полотна при пуске ), плавно его снижает при установившемся режиме работы и поддерживает его в заданных пределах.

На легких конвейерах обычно устанавливают жесткие винтовые натяжные станции, а на тяжело загруженных большой длины -пружинно-винтовые. Последние уменьшают динамические усилия в элементах конвейера. Ход винта натяжной станции принимают равным 1,6...2 шагам цепи, чтобы при значительной вытяжке цепи конвейера большой длины можно было удалить два ее соседних звена.

СЕКЦИИ КОНВЕЙЕРА

Пластинчатый конвейер состоит из нескольких секций. Секция представляет собой металлоконструкцию 3 (раму) с направляющими путями 2 для катков, прикрепленными к цепи 1,и пластинами 4( рис.3.7).

РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА

Минимальное натяжение цепи горизонтальных пластинчатых конвейеров (рис.3.8) находится на сбегающей ветви тягового элемента у привода, т.е. в точке 1. Это натяжение принимают равным минимальному:

Обходя трассу конвейера, определяют натяжение ветвей на участках, заключенных между характерными точками 1-4 конвейера.

Натяжение, Н, будет больше натяжения на величину сопротивления движению ходовой части на горизонтальном участке длиной по направляющим.

Скребковые конвейеры. Разновидностью конвейеров с цепным тяговым органом являются скребковые конвейеры. Они отличаются от пластинчатых тем, что на тяговых цепях закреплены скребки , а нижняя рабочая ветвь погружена в открытый неподвижный желоб и при своем движении перемещает материал

Достоинства- большая жесткость и прочность, возможность искривления установки как вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, повышенный угол наклона установки.

Недостатки- большое сопротивление движению, быстрый износ желобов и тягового органа.

конвейеры применяют для транспортирования кусковых грузов, зернистых и пылевидных. Скребковые транспортеры подразделяются на два типа, отличающихся принципом перемещения груза и конструктивным исполнением. К первому типу относятся собственно скребковые конвейеры (рис. 1, а), или конвейеры с высокими скребками, ко второму типу конвейеры сплошного волочения, или конвейеры с погруженными скребками, в которых груз перемещается сплошной массой, а не отдельными порциями каждым скребком, заполняющей часть сечения желоба (рис. 1, б). В последнем случае транспортирование происходит потому, что сопротивление прохождению скребка сквозь сыпучий груз, который помещен в желоб с гладкими стенками, оказывается больше, чем сила трения груза о стенки желоба и дно.

а - с высокими скребками; б - с погруженными скребками; 1 - натяжное устройство, 2 - тяговая шарнирнокатковая цепь, 3 - скребки, 4 - приводное устройство, 5 - задвижка разгрузочного устройства, 6 - желоб рабочей ветви конвейера

Рис.1 - Скребковые конвейеры

Скребковые конвейеры применяются для транспортирования грузов, не подверженных крошению или таких, для которых крошение не снижает их качества. Конвейеры с погруженными скребками могут применяться для транспортирования грузов только с малой прочностью кусков, так как прочные куски, попадая между скребком и желобом, заклиниваются и создают высокие сопротивления.

Скребковые конвейеры с высокими скребками

Желобы скребкового конвейера с высокими скребками изготавливают из стали. Форма желоба может быть различной (рис. 2), однако в желобе, изображенном на рис. 2, а, груз может забиваться в углы желоба, увеличивая сопротивление передвижению. Поэтому формы желоба, изображенные на рис. 2, б - г, предпочтительнее.

а - прямоугольная; б - трапецеидальная; в - со срезанными углами; г - для круглых дисковых скребков

Рис. 2 - Формы желобов и скребков скребковых конвейеров

Производительность скребкового конвейера (в тоннах в час) выражается формулой:

Q=3600Aνρκ=3600Bhφνρκ

Коэффициент снижения производительности κ в зависимости от наклона конвейера принимает следующие значения:

Рабочей ветвью у скребкового конвейера может быть как верхняя, так и нижняя в зависимости от того, как скребки присоединены к цепи конвейера. Если рабочая ветвь — нижняя, наиболее удобно загружать конвейер около натяжного устройства. Разгрузку конвейера с нижней рабочей ветвью можно производить в любом месте желоба, в том числе в конце его. Для разгрузки в дне желоба делают люк 5 (см. рис. 1), через который груз проваливается вниз. В конвейере с верхней рабочей ветвью загрузку производят сверху в любой его точке, а разгрузку производят через отверстие в боковой стенке желоба или в конце его.

Скребковые конвейеры с высокими скребками имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение в ряде отраслей промышленности. К ним относятся: измельчение транспортируемого груза; быстрое изнашивание желоба, особенно ярко проявляющееся при транспортировании абразивных грузов; больной расход энергии, а также затрудненность транспортирования важных и липких грузов. При транспортировании груза скребковым конвейером вверх по наклонному желобу производительность конвейера значительно снижается, поэтому скребковые конвейеры применяют при угле подъема до 30°.

Высокое значение мощности привода скребкового конвейера по равнению с ковшовым или пластинчатым конвейером при прочих равных условиях, т. е. при той же производительности, длине и высоте перемещения груза, объясняется тем обстоятельством, что в скребковых конвейерах кроме потерь, присущих другим видам конвейеров, присутствует сопротивление трения как самого скребка, так и груза о желоб. Тогда общая сила сопротивления равна

Fc=(qCгр+q0C)lg,

где Cгр - коэффициент сопротивления перемещению груза по желобу, учитывающий также и сопротивление внутреннего трения в грузе при перемещение его скребками, т.е. коэффициент Cгр больше коэффициента трения груза по желобу f; C - коэффициент сопротивления перемещению тяговых элементов по желобу; l - длина желоба, м; q b q0 - соответственно погонные массы груза и скребков, кг/м; g - ускорение свободного падения.

Скребковые конвейеры с погруженными скребками

Скребковые конвейеры с погруженными скребками имеют при той же производительности значительно меньшие габариты и массу, чем конвейеры с высокими скребками благодаря лучшему использованию объема желоба. В этих конвейерах желоб состоит из двух частей (рис. 4, а); одна — для рабочей ветви, другая — для холостой. Груз заполняет все сечение (или большую его часть) рабочего желоба. При движении цепи, снабженной специальными фигурными контурными скребками (рис. 4, 6), груз увлекается ими и перемещается вдоль желоба. Движение груза в желобе происходит со скоростью, меньшей, чем скорость цепи, причем, чем выше скорость тяговой цепи, тем больше разность скоростей и выше относительный расход энергии на перемещение единицы массы груза и тем меньше производительность конвейера. Поэтому эти конвейеры работают при относительно малых скоростях:

Конвейеры с погруженными скребками могут перемещать груз как по горизонтальному, так и по наклонному и даже по вертикальному участку трассы (рис. 4, а). Они предназначаются для транспортирования легкосыпучих, пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов. Эти конвейеры способны без перегрузки перемещать груз на расстояния до 100 м, с подъемом на высоту до 20 м, их производительность достигает 200 – 250 т/ч, а в отдельных случаях доходит до 700 т/ч.

а - общий вид, б - тяговая цепь со скребками

Рис. 4 - Наклонный конвейер с погруженными скребками

Преимуществами конвейеров с погруженными скребками являются: возможность перемещения груза по сложной трассе без перегрузки в местах изменения направления трассы; хорошее заполнение сечения желоба, что обеспечивает высокую производительность при малой скорости транспортирования; возможность загрузки и разгрузки желоба в любом месте через люки в крышках, днищах и в боковых стенках желоба; перемещение грузов в герметичных желобах, исключающих загрязнение грузов и выделение пыли во внешнюю среду, не происходит измельчения транспортируемого груза. К их недостаткам следует отнести интенсивный износ скребков и желоба, повышенный расход энергии, затруднительность транспортирования абразивных, влажных и липких грузов, а также грузов с твердыми включениями, которые заклиниваются между скребками и желобами.

Производительность (в тоннах в час) конвейера с погруженными скребками равна:

Q=3600KпAνρ,

где A - площадь поперечного сечения груза в желобе конвейера, м2; ν— скорость движения тяговой цепи, м/с; ρ— плотность груза, кг/м3; Kп — коэффициент производительности, учитывающий потери полезного объема желоба при размещении в нем скребковой цепи, способность груза уплотняться при транспортировке и скоростной фактор, т.е. разность скоростей цепи со скребками и перемещаемого груза: для горизонтальных и пологонаклонных конвейеров Kп≈0,83...0,99; для вертикальных и крутонаклонных конвейеров принимают при транспортировке мелкокусковых грузов Kп=0,8, зернистых — Kп=0,6 и пылевидных — Kп=0,45.

Мощность (в киловаттах), приведенная к валу тяговых звездочек пологонаклонных конвейеров с погруженными скребками, определяют по формуле:

Р =0,3(1+bLr)ν+0,003Q(H+1,8f1Lr);

для конвейеров, имеющих крутонаклонные и вертикальные участки:

Р =0,07bν(H+4,3Lr)+0,005Q(1,6H+f1Lr),

где b — ширина желоба в свету, м; Н и Lr — соответственно высота подъема груза и длина перемещения груза в горизонтальном направлении, м; ν — скорость, м/с; Q — производительность, т/ч; f1 — коэффициент трения насыпного груза о стенки желоба.

Ширина желоба для рядовых грузов b≥(3,3…3,6)а’; для сортированных b≥(6…7,4)а’ где а’ — размер типичных кусков.

Скребковый штанговый конвейер

а - схема, б - секция конвейера

Рис. 5 - Штанговый скребковый конвейер

Особой разновидностью скребковых конвейеров является скребковый штанговый конвейер, используемый для транспортирования металлической стружки в механообрабатывающих цехах. Штанговый конвейер (рис. 5) представляет собой металлический желоб 2 с приваренными внутри его неподвижными упорами 1 — шипами. Внутри желоба расположена штанга 3, также снабженная шипами 4 и опирающаяся балкой 6 на дно желоба. Штанга может двигаться по дну желоба в направляющих 7. С помощью гидравлического толкателя 5 штанга совершает возвратно-поступательные движения. При рабочем ходе штанга своими шипами проталкивает вперед стружку, находящуюся в желобе. При обратном движении штанга проскальзывает по стружке, которая удерживается от обратного движения неподвижными шипами /. Штанговые конвейеры имеют длину до 75 м, ход штанги 1,5—1,75 м и скорость движения 5—10 м/мии.

Эти конвейеры отличаются простотой конструкции, изготовления, ремонта и эксплуатации. Штанговые скребковые конвейеры обычно располагаются непосредственно под полом цеха и перекрываются сверху планками и плитами. Места загрузки перекрываются откидными люками с решеткой. Недостаток этой конструкции — концентрация па дне желоба мелкой стружки. Поэтому для транспортирования мелкой стружки применяют обычные скребковые конвейеры с высокими скребками.