Ленточные конвейеры.

Основным элементом ленточного конвейера является гибкая замкнутая лента , на которой транспортируется груз.

Диапазон производительности широко распространенных ленточных конвейеров -от нескольких тонн до нескольких десятков тысяч тонн в час при большой длине без перегрузочного транспортирования груза.

Достоинства – простота конструкции, малый собственный вес, высокая надежность работы и простота эксплуатации ( что обеспечивает низкую себестоимость перемещения груза).

Недостатки – относительно высокая стоимость прорезиненной ленты (наиболее широко распространенной), составляющая почти 50% общей стоимости машины.

Ленточные конвейеры являются широко распространенным типом транспортирующих машин непрерывного действия с тяговым элементом.

Устройство ленточного конвейера.

Рис. 1 - Ленточный конвейер состоит из : Привод, в который входят электродвигатель (13), редуктор (15) и муфта (14) ; Станины (10) ; Приводного барабана (6) ; Натяжного барабана (2) ; Замкнутой бесконечной ленты (4) , охватывающей приводной и натяжной барабаны и являющейся одновременно тяговым элементом и рабочим органом, несущим груз (12) на верхней ветви ; Верхних рабочих роликовых опор – роликов (5) прямых и желобчатых, поддерживающих ленту и придающих ей прямую или желобчатую форму ; Нижних роликов (9), поддерживающих нижнюю ветвь ленты ; Натяжного устройства (1) грузового или винтового, обеспечивающего передачу требуемого окружного усилия и допустимый провес ленты между роликами ; Отклоняющего устройства (11); Загрузочного (3) и разгрузочного (7) устройств - для промежуточной разгрузки по длине конвейера устанавливают плужковый сбрасыватель или сбрасывающую тележку ; Скребка (8) для очистки поверхности ленты от прилипших к ней частиц перемещаемого груза; Останова (16).

Рис.1 Схема ленточного конвейера

Плужковый сбрасыватель устанавливают на пути движущейся ленты, которая имеет приводной барабан. Сбрасыватель с тележкой сдвигает груз по спуску с ленты.

Длина ленточных конвейеров зависит от прочности ленты (обычно 25…100м при одном приводном барабане и текстильной ленте).

Производительность ленточных конвейеров зависит от ширины ленты, скорости ее движения, транспортируемого груза.

Основными параметрами серийных ленточных конвейеров являются ширина ленты, скорость ее движения и диаметр приводного барабана.

Тяговые элементы ленточных конвейеров.

Тяговым элементом являются ленты, используемые для размещения на них транспортируемого груза. Основным типом конвейерной ленты является резинотканевая лента. ( Рис. 2) Лента состоит из нескольких слоев прокладок (1)(а, б) хлопчатобумажной ткани (бельтинга), соединенных слоями резины и покрытых сверху и снизу слоем резиновых обкладок ( 2 и 3), предохраняющих ленту от изнашивания, механических повреждений , влаги, гниения и разрушения. Прокладки в ленте воспринимают продольную растягивающую нагрузку.

Рис. 2 . Ленты для конвейеров

Встречаются также высокопрочные ленты (Рис.2 г ) со стальными тросами (5), которые завулканизированы между прокладками. Ленты общего назначения применяют при температуре груза до 65 градусов С. Специальные (Рис.2 в ) сорта ленты с обкладками (4) из теплостойкой резины позволяют перемещать грузы при температуре до 100 градусов С .

Ленточный конвейер может перемещать грузы как по горизонтальной, так и по наклонной плоскости при угле подъема не более 2/3 угла естественного откоса материала в движении . Для перемещения материалов по резко наклонной плоскости используют транспортерную ребристую ленту с бортами (Рис.2 д ), а в вертикальной плоскости используют конвейеры со шланговой, при движении автоматически свертывающейся в трубку лентой (Рис.2 е ). Рис.3 – Ширину ленты (В) выбирают в зависимости от перемещаемого груза и необходимой производительности конвейера. Насыпной груз располагается на плоскости под углом естественного откоса (Рис.3 а ). Для увеличения площади сечения перемещаемого груза иногда по бокам ленты устанавливают борта (Рис.3 б), но это увеличивает сопротивление передвижению груза. Чаще всего применяют желобчатую ленту (Рис.3 в ) , производительность которой почти в два раза выше производительности плоской ленты той же ширины.

Наименьшая ширина ленты для транспортирования штучных грузов на 100 мм больше ширины груза.

Рис. 3. Размещение груза на ленте : а- плоской ; б- плоской с неподвижными бортами ; в- желобчатой ; г и д – плоской с кусковым грузом.

На концевых участках ленточного конвейера устанавливают приводной и натяжной барабаны. Если в конвейерах имеются повороты, то устанавливают отклоняющие барабаны. Их обычно делают литыми из чугуна или сварными из стали. (Рис.4 )

Рис.4. Схема установки барабана на оси и валу : 1-неприводного;11-приводного футерованного;111-приводного нефутерованного : 1-ось, 2-барабан, 3-лента, 4-футеровка барабана, 5-вал.

Лента на приводном барабане деформируется и в ней возникает напряжение от растяжения и изгиба. При эксплуатации возникают усталостные разрушения. Для предотвращения усталостных разрушений лента должна быть определенной толщины, толщина ее зависит от числа прокладок.

Привод ленточного конвейера (Рис.5 а ) состоит из приводного барабана (1) и механизмов, передающих движение от электродвигателя (4) к барабану. Лента приводится в движение в результате трения между лентой и барабаном. Для увеличения угла обхвата барабана лентой устанавливают специальный отклоняющий барабан (2). Привод монтируют на раме (5). Передача вращения от электродвигателя к валу барабана осуществляется через редуктор (3). Благодаря редуктору уменьшаются размеры и увеличивается срок службы привода. Соединение валов двигателя и барабана с валами редуктора осуществляется с помощью стандартных муфт.

Рис. 5 . Приводные устройства ленточного конвейера.

При необходимости создания компактного приводного устройства двигатель и передачу размещают внутри приводного барабана. (Рис.5 б) Электродвигатель (5) размещают в неподвижном цилиндрическом корпусе (4), в котором смонтирован также редуктор (3), передающий вращение барабану (2). Корпус (4) закрепляют на раме конвейера с помощью цапфы (1). Электродвигатель снабжен вентилятором для наружного обдува. Преимущество такой схемы – компактность привода и малая масса, недостаток- сложность конструкции.

На длинных и тяжелогрузных конвейерах значительно возрастают линейные и местные сопротивления, и для преодоления их необходимо очень большое максимальное натяжение тягового элемента (ленты или цепи). Вследствие этого тяговые элементы, опорные устройства и привод получаются слишком тяжелыми. Поэтому на длинном и тяжелогрузном конвейере применяют многодвигательный привод, т.е. устанавливают на трассе конвейера несколько приводных барабанов, работающих согласованно один с другим на один гибкий элемент конвейера.

Многодвигательный (многобарабанный) привод позволяет делать конвейеры почти неограниченной длины, поскольку число приводных устройств всегда можно выбрать таким, чтобы натяжение тягового элемента на отдельном приводном устройстве не превышало допустимой величины. Применение многодвигательного привода уменьшает максимальное натяжение тягового элемента до допустимых пределов типового (стандартного) оборудования, снижает расход электроэнергии и массу ходовых частей и опорных конструкций конвейера.

Натяжные устройства устанавливают в конвейерах для обеспечения сцепления ленты с приводным барабаном и устранения провисания ее между роликами. Обычно натяжное устройство размещают на участках ленты с наименьшим натяжением , например, для исключения лишних перегибов ленты на конце конвейера.(См. рис 1 ).

Натяжные устройства бывают механические и грузовые автоматического действия (Рис 6). В винтовом натяжном устройстве для натяжения ленты (3) (Рис.6 а) барабан (4) с осью (5) и ползуном (7) передвигают с помощью винта (2), гайка (1) закреплена на неподвижном упоре. При вращении винта ползун перемещается по направляющим (6). Винт натяжного устройства работает на растяжение; он выступает за размеры конвейера.

Рис. 6. Схемы натяжных устройств ленточного конвейера : а- винтовое ; б- винтовое с пружиной; в- грузовое.

Винтовое натяжное устройство с пружиной до некоторой степени компенсирует вытягивание ленты (рис.6 б). Винт (2) свободно проходит через неподвижный упор (10). Пружина (9) находится между упором (10) и гайкой (8). При завертывании гайки создается натяжение ленты. Эти устройства применяют в передвижных и коротких (до 50м) конвейерах. Грузовое натяжное устройство (Рис.6 в) автоматически компенсирует вытяжку ленты и создает равномерное ее натяжение. Тяговый канат (12) крепят к ползуну (7) и перекидывают через неподвижный блок (11). Груз (13) создает усилие для передвижения натяжного барабана.

У винтового натяжного устройства (рис.7 а) барабан (1) с осью и подшипниками (2) передвигается в направляющих с помощью винтов (3). Недостаток – при вытягивании ленты винты периодически приходится поворачивать с помощью ключа.

Рис . 7 . Натяжные устройства : а – винтовое ; б- грузовое.

Грузовое натяжное устройство может находиться и под конвейером. (Рис.7 б). Устройство, состоящее из груза (4), трех барабанов – одного натяжного (1) и двух отклоняющих (5), устанавливают на нижней ветви конвейера. Недостаток – большие размеры, поэтому их применяют только на стационарных конвейерах.

Для уменьшения провисания ленты между барабанами вдоль конвейера устанавливают роликовые опоры или настилы. Изготовление настилов из дерева или листовой стали проще и дешевле роликовых опор , но движение ленты по настилам приводит к большому износу ленты и увеличению расхода энергии. Настилы применяют при малых скоростях и только для коротких конвейеров.

Верхние (рабочие) ролики поддерживают груженую ветвь ( См. рис. 1) ленты, а нижние (холостые) – нижнюю ветвь ленты. Различают ролики плоские и желобчатые. Плоские применяют для транспортирования насыпных грузов при небольшой производительности конвейера и для перемещения штучных грузов. Плоские ролики ставят на нижний (холостой) ветви ленты. Желобчатые ролики (см.рис.3 в) , придавая ленте вогнутую форму, предохраняют груз от высыпания и повышают производительность конвейера. Ролики , установленные на подшипниках качения (2) ( Рис. 8), вращаются на неподвижных осях (1) , которые закреплены в неподвижных кронштейнах. Корпус (3) ролика изготавливают из трубы диаметром 89…245 мм. Длина роликовой опоры на 100…200мм больше ширины ленты. Диаметр ролика зависит от типа и назначения роликоопор, свойства перемещаемого груза, ширины и скорости движения ленты.

Рис. 8. Роликоопоры с подшипником качения : а – из трубы ; б – литая.

Устройство и принцип действия конвейера.

Несущим и тяговым элементом ленточного конвейера общего назначения (Рис.9) является бесконечная гибкая лента (9). Опирающаяся верхней (рабочей) и нижней (холостой) ветвями на роликовые опоры (6,17) и огибающая на концах конвейера приводной (10) и натяжной (2) барабаны. У коротких конвейеров рабочая ветвь ленты может скользить по деревянному или металлическому настилу. Движение передается ленте фрикционным способом от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства (1) грузового или винтового типа. Сыпучий груз подается на ленту через загрузочную воронку (3), устанавливаемую обычно в начале конвейера у концевого барабана (2). Разгрузка ленты может быть концевой или промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку (7) или стационарные плужковые сбрасыватели. Направление потока сбрасываемого с барабана груза обеспечивается разгрузочной коробкой (8), имеющей одну или две воронки.

Рис .9 Наклонно-горизонтальный ленточный конвейер.

Для очистки рабочей стороны ленты от оставшихся частиц устанавливают вращающиеся щетки (капроновые, резиновые) (11) или неподвижный скребок. Хорошо очищает ленту вращающийся барабан с резиновыми спиральными скребками.

Для сбрасывания случайно попавших на внутреннюю поверхность нижней ветви ленты частиц перед натяжным барабаном рекомендуется устанавливать дополнительный сбрасывающий скребок (16).

Для центрирования хода обеих ветвей ленты и исключения ее чрезмерного поперечного смещения применяют различные центрирующие роликовые опоры (5).

Привод ленточного конвейера состоит из барабана, электродвигателя (14), редуктора (13) и соединительных муфт (12). На поворотных участках ветвей трассы устанавливают роликовые батареи, создающие плавный перегиб ленты, или отклоняющие барабаны (4).

Все элементы конвейера монтируют на металлоконструкции (15), прикрепляемой к фундаменту или к опорным частям здания. Металлоконструкцию с приводом и разгрузочной коробкой называют приводной станцией. Часть конструкции с натяжным устройством и загрузочной воронкой составляет натяжную станцию. Между обеими станциями расположена средняя часть конвейера, которая выполнена из одинаковых линейных секций. Линейные секции, переходные участки, приводная и натяжная станции соединены болтами. Для сыпучих грузов применяют многороликовые опоры, формирующие желобчатую ленту.

Двухбарабанные сбрасывающие тележки предназначены для промежуточной разгрузки только сыпучих грузов в стороны от ленты по одному из отводящих патрубков. Стационарные плужковые сбрасыватели можно использовать и для сыпучих и для штучных грузов.

Конвейеры также оборудуют стопорными устройствами или двухколодочными нормально закрытыми тормозами, а также размещенными на наклонных участках трассы ловителями ленты на случай ее обрыва, приспособлениями безопасности и автоматическими устройствами управления.

Особенности конструкции конвейера зависят от типа применяемых лент. Конвейеры со стальной лентой при одинаковой с конвейерами общего назначения схеме отличаются от последних отдельными элементами из-за повышенной жесткости ленты. Барабаны для стальной ленты имеют больший диаметр, а роликовые опоры (Рис.10 а ) выполняют в виде дисков (1) на одной оси, пружинных роликов (4), настила (2) с бортами (3) или без бортов. Для конвейеров с проволочными лентами (Рис.10 б) можно применять опоры с одним горизонтальным роликом. На таких конвейерах транспортируют штучные грузы. Конвейеры с проволочными лентами могут работать при температуре до 1100 градусов С, а со стальными (жаропрочными) – до 850 градусов С. В канатно-ленточных конвейерах (Рис.10 в) лента (5) выполняет функцию только несущего элемента. Она располагается на двух тяговых канатах (6) , опирающихся на поддерживающие блоки (7) , размещенные по всей трассе конвейера. Сочетание ленты (8) с тяговой цепью (9) позволило создать ленточно-цепные конвейеры (Рис.10 г ). Тяговая цепь поддерживается направляющими блоками (11), а боковые части ленты опираются на наклонные опорные ролики (10).

Рис. 10 Опорные элементы конвейеров : а – со стальной лентой ; б – с проволочной лентой ; в – канатно-ленточных ; г – ленточно-цепных.

Для уменьшения длины, занимаемой площади и снижения стоимости наклонного конвейера применяют крутонаклонные и вертикальные конвейеры. Эти конвейеры могут быть с верхними прижимными элементами (Рис.11 а) : с цепной сетчатой лентой (1), резинотканевой лентой (2) и катками (3), с дополнительной лопастной лентой (4). Для сильно пылящих материалов используют конвейеры с трубчатой лентой (6) (Рис.11 б) , имеющей застежку типа «молния» (5) и устройство (7) для ее открывания и закрывания. В условиях пересеченной местности применяют конвейеры (Рис.11 в ) с лентой (11), подвешенной на цепях к кронштейнам (10) и стальному проволочному канату (8), лежащему на опорных блоках (9).

Рис. 11 Крутонаклонные конвейеры : а – с прижимными элементами ; б – с трубчатой лентой ; в – с лентой на цепях.

Существуют также передвижные ленточные конвейеры со встроенным в мотор-барабан приводом и винтовым натяжным устройством, расположенном в верхней части машины.

Конвейеры с воздушным подвешиванием ленты – без поддерживающих роликовых опор, при этом для подвешивания ленты используют воздушную подушку (Рис.6) или постоянные магниты (Рис.7)

Рис.6 . Конвейер с воздушным подвешиванием ленты

Рис. 7. Конвейер с магнитным подвешиванием ленты.

Замена роликов постоянными ферритобариевыми магнитами в виде пластин возможна в сочетании со специальной лентой, в резиновую обкладку которой завулканизирован порошок феррита бария. На этих конвейерах нельзя транспортировать материалы, обладающие магнитными свойствами.

Подземные конвейеры рассчитаны на использование в стесненных по высоте габаритах, перемещения людей и тяжелых штучных грузов.

Ленточные конвейеры большой мощности и значительной длины по конструкции аналогичны конвейерам общего назначения, но их отдельные элементы отличаются не только пропорциональным увеличением размеров, но и качественными специфическими особенностями : привод может быть выполнен с двумя приводными барабанами , натяжное устройство имеет систему регулирования натяжения ленты при пуске и при изменении ее загруженности.

В целях безопасности обслуживания на конвейерах применяют приспособления для контроля за работой механизмов и выключатели , позволяющие остановить конвейер в любом месте трассы.

Конвейерные ленты.

Применение гибкого тягового элемента в ленточных конвейерах обеспечивает транспортирование грузов с высокими скоростями движения, плавность хода и высокую производительность при сравнительно малой распределенной нагрузке ; использование фрикционного привода (гладкого барабана), исключающего зависимость тяговой способности от удлинения ленты ; сравнительную простоту конструкции и эксплуатации; малую собственную массу; сочетание в одной ленте функций несущего и тягового элементов ; отсутствие шарниров и подобных им быстроизнашиваемых частей.

К недостаткам лент можно отнести сложность изготовления и высокую стоимость из-за использования дефицитных материалов (каучука, хлопчатобумажной и синтетической ткани) ; невысокую прочность наружной резиновой обкладки, подверженной быстрому разрушению при транспортировании острокромочных твердых и тяжелых насыпных грузов ; сложность соединения концов ленты, текущего ремонта, очистки от липких грузов ; повышенное первоначальное натяжение, необходимое для нормальной работы фрикционного привода, значительное удлинение (до 4 %) при рабочих натяжениях, требующее большого хода натяжного устройства.

В ленточных конвейерах в основном применяют резинотканевые и резинотросовые ленты (Рис.8).

Рис.8. Конвейерные ленты : а – резинотканевая ; б – резинотросовая ; в – с прямоугольной насечкой ; г – с волнообразными низкими выступами; д – с низкими прерывистыми фасонными выступами ; е – с высокими фасонными выступами ; ж – с непрерывными продольными ребрами ; з – с высокими гофрированными бортами.

Резинотканевые ленты имеют многопрокладочную конструкцию : послойный тяговый каркас состоит из прокладок синтетической (полиамид, полиэфир) или комбинированной (полиэфир, хлопок) ткани. Нарезные прокладки (3) (Рис.8 а) укладывают основой по длине ленты, пропитывают резиновой смесью и вулканизируют, соединяя их в единое целое – тяговый каркас, воспринимающий растягивающее усилие. Прочность каркаса зависит от материала прокладок и их числа.

Резинотросовые ленты (Рис.8 б) состоят из резинометаллического сердечника – одного ряда стальных проволочных канатиков (тросов) и наружных резиновых обкладок. Для обеспечения каркасности применяют несколько тканевых прокладок. Эти ленты имеют высокую прочность.

К специальным лентам относят также ленты с негладкой рабочей поверхностью, отличающейся повышенным сцеплением с грузом и обеспечивающей увеличение угла наклона конвейера. Это ленты с прямоугольной насечкой – податливыми (Рис. 8 в ) или волнообразными (Рис. 8 г) выступами ; ленты с мелкими (Рис. 8 д) и глубокими (Рис.8 е) фасонными выступами (перегородками) ; ленты с непрерывными продольными ребрами (Рис.8 ж) ; ленты с высокими гофрированными бортами (Рис. 8 з).

Конвейерные ленты представляют собой сложные композиционные структуры, состоящие из нескольких элементов, значительно отличающихся друг от друга по своим свойствам. Собранные из этих элементов в единое целое ленты относятся к упруго-вязким анизотропным телам с нелинейными свойствами, изменяющимися по длине, ширине и толщине, зависящими от характера, значения, направления и времени действия нагрузок, а также других факторов.

Одним из важнейших параметров ленты является ее изгибная жесткость, характеризующая способность принимать форму желоба на опоре и сохранять эту форму в промежутке между опорами без заметного изменения. Жесткость ленты общего назначения зависит от числа прокладок ; с их увеличением она возрастает и приводит к ухудшению вписываемости ленты в желобчатую опору. Число прокладок в ленте не должно превышать шести.

Значительный коэффициент запаса прочности резинотканевых лент объясняется неравномерностью передачи растягивающего усилия всеми прокладками, ослаблением ленты в месте стыка, различием в характере вытягивания прокладок при огибании лентой барабанов, снижением однородности каркаса и коэффициента неравномерности работы прокладок при увеличении их числа. Особенно заметна неравномерность вытягивания прокладок у ленты на приводном барабане, когда основа, изгибающаяся по дуге большего радиуса для внешних прокладок, создает с утком состояние наибольшей взаимной нагруженности. (Рис.9)

Рис. 9. Схема неравномерности перегиба прокладок ленты на приводном барабане.

Лучшим способом соединения концов резинотканевой ленты является горячая вулканизация, при которой подготовленные для стыковки концы ленты промывают, смазывают резиновым клеем, прокладывают прослойками из сырой резины и подвергают горячей вулканизации в прессах при температуре 140…150 градусов С в течение 25..60 мин. Для неответственных конвейеров и дешевых лент применяют различные механические способы стыковки (скобы,шарниры,заклепки)

Роликовые опоры и ролики.

Роликовые опоры относятся к основным элементам ленточного конвейера. От их работы зависит срок службы ленты, энергоемкость и качество конвейера.

Для рабочей ветви ленты при транспортировании сыпучих грузов применяют многороликовые опоры, а при перемещении штучных грузов – прямые опоры, состоящие из одного ролика (Рис.10 а). Наиболее распространены трехроликовые опоры (Рис.10 к). Двухроликовые опоры (Рис.10 б) применяют в передвижных конвейерах легкого типа , а пятироликовые (Рис.10 в) – в конвейерах с лентой большой ширины. Нижняя ветвь ленты большей частью имеет однороликовые опоры, и только для конвейеров с широкими лентами возможно применение двухроликовых опор.

В конвейерах общего назначения используют роликовые опоры с жестким креплением осей (Рис.10 а, б). Существуют подвесные опоры с гибкой осью из стального каната (Рис.10 г)

Рис.10. Опоры ленточных конвейеров : а – однороликовая ; б – двухроликовая; в – пятироликовая ; г – с гибкой осью ; д – скольжения по настилу ; е – с роликами, футерованными резиновыми кольцами ; ж – с резиновыми дисками на роликах; з –центрирующая ; и –с подрессориванием; к – трехроликовая с роликами в одной плоскости; л – с вынесенным горизонтальным роликом ; м – центрирующая при реверсивном движении ленты; н – самоустанавливающаяся с симметричным желобом.

На протяжении верхней и нижней ветвей трассы устанавливают рядовые опоры. К специальным опорам относятся переходные опоры, размещаемые у приводного барабана, центрирующие опоры различных типов, опоры с подрессориванием для смягчения ударов падающих кусков груза в пункте загрузки, пружинные опоры (Рис.10 и ) и опоры из резинометаллических блоков(Рис.10 е), опоры с ободом из резиновых дисков, служащих для очистки ленты на нижней ветви конвейера (Рис.10 ж).

Ролики опор относятся к наиболее массовым элементам конвейеров вообще и ленточных в частности. Несмотря на многообразие конструктивных разновидностей роликов, можно выделить два принципиально различных типа : ролики со сквозной осью и встроенными подшипниками и ролики моноблочные с выносными подшипниками на полуосях.

Наиболее распространенными являются ролики со сквозными осями и вращающимися цилиндрическими обечайками, как правило, на двух подшипниках качения (Рис.11)

Рис. 11. Ролики опор ленточных конвейеров : а, б – с шариковыми подшипниками; в – с коническими роликовыми подшипниками; г – с футерованными резиновыми кольцами ; д – с пустотелыми кольцами ; е – с самоустанавливающимися подшипниками ; ж – с самоустанавливающимися вкладышами ; з – моноблочные с выносными подшипниками.

Ролики со сквозной осью представляют собой законченные и независимо работающие от места установки узлы. Но они отличаются повышенной металлоемкостью из-за использования тяжелой сквозной оси и трудоемкость изготовления, сравнительной сложностью конструкции, обслуживания и высокой стоимостью.

Приводные и натяжные устройства.

Приводные устройства. Ленточные конвейера снабжены фрикционными приводными устройствами (Рис. 12) . Передача тягового усилия и движения ленте осуществляется за счет сил трения от приводных барабанов. Фрикционный привод обеспечивает высокие скорости движения ленты и независимость ее работы от упругого удлинения и неизбежного вытягивания. Обязательным условием действия этого привода без проскальзывания ( пробуксовывания) ленты является создание в ней предварительного натяжения.

На дуге упругого скольжения натяжение в ленте изменяется по закону логарифмической спирали. При повороте вместе с барабаном любого выделенного отрезка ленты наблюдается сокращение его длины благодаря уменьшению натяжения. Возникает упругое скольжение ленты по барабану, действующее всегда в сторону большего натяжения для состояния как покоя, так и вращения в обоих направлениях.

На дуге покоя натяжение ленты и ее деформация не изменяются. Наличие дуги покоя свидетельствует о необходимом для нормальной работы привода запасе сил сцепления между лентой и барабаном. Для каждого фрикционного привода соотношение между дугами покоя и упругого скольжения должно быть таким, чтобы при пуске конвейера не возникало пробуксовывания ленты.

Двухбарабанные приводы отличаются сложностью конструкции и эксплуатации, значительными габаритами, высокой стоимостью и большой массой. Повышенное упругое скольжение ленты на первом барабане вызывает дополнительный износ обкладки обода, приводящий к уменьшению радиуса этого барабана, неравенству окружных скоростей на первом и втором барабанах и пробуксовыванию ленты. В связи с этим при жесткой кинематической связи приводных барабанов их обкладку необходимо изготовлять из износостойких материалов или применять барабаны без футеровки. Приводные барабаны должны иметь минимальные отклонения по биению и овальности. При близком расположении приводные барабаны могут иметь жесткую кинематическую связь в виде зубчатой передачи с дифференциалом.

При использовании раздельных приводов с электродвигателями повышенного скольжения (характерно для ленточных конвейеров большой мощности), приводные барабаны покрывают податливой резиновой футеровкой. Для раздельных приводов наиболее важным считается определение такого соотношения между тяговыми усилиями приводных барабанов, при котором пробуксовывание на барабанах будет наименьшим.

Рис. 12. Схемы фрикционных приводов ленточных конвейеров : а – с одним приводным барабаном ; б- с одним приводным и отклоняющим барабанами ; в-д – с двумя приводными барабанами ; е – с прижимным роликом ; ж – с прижимной лентой ; з – с прижимной конвейерной лентой (самозатягивающиеся); и – с промежуточными приводными конвейерами.

Натяжные устройства. Нормальная работа фрикционных приводов обеспечивается благодаря действию установленных натяжных устройств. На коротких стационарных (до 60м), катучих, передвижных и переносных конвейерах применяют винтовые натяжные устройства. На конвейерах, длина которых превышает 40м, следует устанавливать грузовые натяжные устройства, а на конвейерах большой мощности – автоматически работающие устройства лебедочного типа. Ход натяжного барабана (ход натяжного устройства) зависит от упругого и остаточного удлинений ленты. Ход натяжного барабана выбирают с учетом материала прокладок каркаса ленты.

В качестве натяжного барабана используют концевой барабан, установленный в начале конвейера. Для горизонтальных и слабонаклонных конвейеров большой длины натяжное устройство следует размещать в непосредственной близости от приводных барабанов. Такое расположение натяжного барабана обеспечит постоянство натяжения на сбегающей ветви ленты, исключив влияние на него изменяющейся силы сопротивления движению ленты на роликовых опорах, находящихся на холостой ветви между приводным и натяжным барабанами. В этих случаях можно использовать горизонтальное грузовое натяжное устройство, а для конвейеров сравнительно небольшой длины – вертикальное грузовое устройство.

При определении усилия, создаваемого натяжным устройством, вводят ограничения стрелы провеса ленты в местах трассы с наименьшими натяжениями на верхней (рабочей) и нижней (холостой) ветвях ленты. Сильно провисающая лента при одновременном сокращении глубины желоба между опорами может задевать за неподвижные элементы рамы конвейера, что приводит к увеличению динамических нагрузок на опоры при транспортировании крупнокусковых грузов. Для определения допустимого провеса ленты, зависящего от расстояния между опорами и распределенной массы, выводят уравнение кривой провеса – параболы.

В ленточных конвейерах применяют приводные, натяжные и отклоняющие барабаны, имеющие в основном сварную конструкцию (Рис.13). Приводные барабаны (Рис.13 а ) выполняют с выносными опорами и сферическими самоустанавливающимися подшипниками. Большинство натяжных и отклоняющих барабанов имеют встроенные подшипники (Рис.13 б), установка которых на раме конвейера отличается простотой и удобством. Вальцованную обечайку сварного барабана обтачивают по наружному диаметру и покрывают резиной (Рис.13 в ).

Рациональным является применение рифленой канавками футеровки (Рис.13 г), которая при малом собственном износе обеспечивает постоянное значение коэффициента сцепления.

Диаметр приводного барабана выбирают в зависимости от числа прокладок по условию обеспечения срока службы ленты, испытывающей на барабане значительные изгибные напряжения.

Барабаны изготовляют с цилиндрическим и бочкообразным ободами. Бочкообразный обод повышает способность барабана к центрированию ленты.

Рис. 13 . Барабаны ленточных конвейеров : а – приводной ; б – отклоняющий ; в – с гладкой резиновой футеровкой ; г – с рифленой резиновой футеровкой.

Загрузочные и разгрузочные устройства.

Загрузочные устройства. Эти устройства применяют для подачи груза на движущуюся ленту. От работы загрузочного устройства зависят обеспечение расчетной производительности конвейера, равномерность подачи и центрирования груза, срок службы ленты и величина местного сопротивления ее движению. (Рис.14)

В пункте перезагрузки с одного конвейера на другой (Рис. 14 а ) груз по наклонному желобу (3) воронки скатывается вниз и падает на ленту конвейера с некоторой усредненной для всего потока скоростью. Для предотвращения падения отдельных кусков груза с ленты и его центрирования на ней предусмотрены бортовые направляющие (4), установленные с небольшим расширением по ходу ленты и снизу вверх. В нижней части к бортам прикреплены резиновые продольные полоски (5), соприкасающиеся с лентой и обеспечивающие плотность бортов. Для предохранения нижней ветви ленты от возможной просыпи, бортовые направляющие в верхней части могут иметь широкие отогнутые закраины (Рис.14 б).

Рис. 14 . Устройства загрузки (перегрузки) ленточного конвейера : а – схема загрузки (перегрузки) при прямолинейном расположении конвейеров; б –поперечный разрез по загрузочной воронке ; в – схема перегрузки при угловом расположении конвейеров ; г – схема перегрузки с помощью питателя.

В пункте загрузки происходит интенсивное изнашивание ленты в результате трения о груз. Интенсивность изнашивания увеличивается при повреждениях резиновой обкладки острыми выступами падающих крупных кусков, а клиновидные прорези в нижней части желоба позволяют получить слой просыпи из мелких фракций, служащий защитой ленты при падении на нее крупных кусков.

При угловом расположении конвейеров относительно друг друга (Рис.14 в) создаются неблагоприятные условия перегрузки. В этом случае желоб выполняют с винтовым поворотным участком, что приводит к нежелательному увеличению вертикального расстояния между конвейерами и повышению общей стоимости системы. Для конвейеров с высокой производительностью целесообразно применять короткие ускоряющие конвейеры-питатели (Рис.14 г), способные увеличить скорость груза до такого значения , при котором создаются условия, повышающие долговечность ленты транспортирующего конвейера.

Разгрузочные устройства. На ленточных конвейерах применяют концевую и промежуточную разгрузки сыпучих и штучных грузов. Концевая разгрузка производится с головного барабана (Рис. 14 а ) при помощи разгрузочной коробки (1). Для предотвращения быстрого разрушения передней стенки коробки, о которую обычно ударяет струя сбрасываемого груза, часто устанавливают сменный отбойный щит (2) из износостойкой стали или толстого листа технической резины. На перегрузочных устройствах разгрузочную воронку выполняют как одно целое с разгрузочным желобом и бортовыми направляющими. Форма передней стенки коробки и место установки щита должны соответствовать траектории струи сбрасываемого груза.

При промежуточной разгрузке сыпучих и штучных грузов применяют плужковые сбрасыватели двустороннего (Рис.15 а) и одностороннего действия (Рис.15 б). К их преимуществам относятся простота конструкции, непрерывность действия, компактность и малая масса.

Рис. 15. Стационарные плужковые сбрасыватели : а – двустороннего действия ; б – одностороннего действия.

Вместе с тем их работа сопровождается повышенным истиранием ленты и значительным сопротивлением движению. Плужковые сбрасыватели одностороннего действия вызывают большую боковую силу, сдвигающую ленту в сторону. Установка плужкового сбрасывателя возможна при выпрямлении ленты под плужком при помощи плоского стола, помещенного вместо роликовых опор.

Основным параметром плужкового сбрасывателя является угол установки плужка относительно продольной оси ленты.

Для обеспечения фронта разгрузки сыпучих абразивных и крупнокусковых грузов на прямолинейном участке рабочей ветви ленточного конвейера используют двухбарабанную сбрасывающую тележку, перемещаемую вдоль конвейера чаще всего от собственного привода. Сбрасывающие тележки, создавая благоприятные условия работы ленты ( по сравнению с плужковыми разгрузчиками), отличаются сложностью конструкции, высокой стоимостью и невозможностью применения для разгрузки штучных грузов. Привод механизма передвижения тележки может быть ручным, от ленты конвейера и от индивидуального электродвигателя, установленного на тележке.

Остановы, ловители, очистные и другие устройства.

На наклонных конвейерах для предотвращения самопроизвольного движения ленты с грузом вниз при отключении напряжения или аварийном нарушении кинематической связи в приводах предусмотрены остановы обратного хода. Простейшую конструкцию имеет ленточный останов (Рис. 16 а ), стопорная лента (1) которого при изменении направления движения затягивается между конвейерной лентой и барабаном. Большей надежность в работе обладают роликовый и храповой остановы (Рис.16 б, в). При нормальной работе собачки (2) храпового останова приподняты над храповым колесом (3). При обратном вращении барабана срабатывает электромагнит (4), и собачки опускаются на зубья храпового колеса. Для наклонных конвейеров большой мощности применяют колодочные нормально замкнутые тормоза. В качестве дополнительных предохранительных устройств к тормозам можно устанавливать храповые или роликовые остановы.

На случай обрыва ленты в конвейерах тяжелого типа с углом наклона больше 7 градусов применяют ловители ленты. Клиновидный ловитель ленты (Рис.16 г) состоит из двух кареток на катках с верхними клиньями (5), направляющих наклонных рельсов (6), запорного механизма (7) и нижних башмаков (8). В момент обрыва ленты при помощи датчиков скорости размыкается запорное устройство, и каретка, скатываясь вниз, зажимает кромки ленты (9) между клиньями и башмаками.

Особое значение в работе ленточных конвейеров имеют очистные устройства. Для конвейеров, подающих сухие грузы, допустимо использовать дешевый очистной резиновый скребок (Рис.16 д). При транспортировании грузов, способных налипать на ленту, применяют капроновые вращающиеся щетки (Рис.16 е) или барабаны с резиновыми лопастями. Установка очистных устройств не исключает использования очистных роликовых опор на нижней ветви ленты. Размещать очистные устройства надо так, чтобы прилипший к ленте груз можно было сбрасывать в разгрузочную коробку или отдельный приемник с механическим уборщиком.

Конвейеры большой мощности должны быть оборудованы средствами контроля (Рис.16 ж), например : датчиком завала загрузочного устройства, датчиком (10) контроля схода ленты, тепловым датчиком (11) на приводном барабане, ограничивающим повышение температуры обода выше 70 градусов С в результате проскальзывания ленты, датчиком (12) скорости ленты, датчиком, обеспечивающим контроль за порывом канатиков каркаса ленты.

Рис. 16 . Вспомогательные устройства ленточных конвейеров : а- ленточный останов ; б – роликовый останов ; в – храповый останов ; г – клиновидный ловитель ленты ; д – очистной скребок ; е – вращающаяся щетка ; ж – средства контроля