Глава 4. Стрічкові конвеєри

4.1. Загальні відомості. Конструкція стрічкових конвеєрів

До переваг стрічкових конвеєрів відносяться: неперервність транспортування різних вантажів; простота конструкції і експлуатації; надійність; універсальність (з успіхом застосовують для переміщення штучних і сипких вантажів, причому діапазон продуктивності цих машин при роботі з сипкими вантажами від декількох тонн до тисяч тонн); висока продуктивність і великі відстані, на які можна переміщати вантажі; можливість транспортування вантажів при кутах нахилу до 24, а спеціальними конвеєрами до 90, що значно скорочує капітальні затрати; можливість завантаження і розвантаження в будь-якій точці траси.

До недоліків стрічкових конвеєрів відносяться: значна вартість і недостатня довговічність стрічки; неможливість переміщати липкі і вологі вантажі, вантажі з великою температурою і гострими ріжучими кромками, додаткове навантаження на опори валів при необхідності натягнення стрічки.

Основні конструктивні елементи

Основою конвеєра є замкнутий контур. В залежності від роликових опор стрічка може мати плоску або жолобоподібну форму.

Стрічковий конвеєр (рис. 2.17) складається з: гнучкої замкнутої, заздалегідь натягнутої стрічки; приводного і натяжного барабана; натягача; роликоопор для підтримки робочої і холостої гілок; приводу; опорної металоконструкції; завантажувального і розвантажувального пристроїв, які подають вантаж на стрічку і знімають вантаж зі стрічки в кінці траси конвеєра.

Стрічка. У стрічковому конвеєрі стрічка є одночасно вантажонесучим і тяговим органом, найдорожчий і найдовговічніший елемент конвеєра. Як тяговий орган використовують гумовотканинні стрічки з пошаровим каркасом з комбінованих і синтетичних тканин, а також із зовнішніми гумовими обкладаннями (див. рис. 2.7).

Параметри тягового елемента підбирають з умов роботи конвеєра. При транспортуванні харчових продуктів (зерно, мука, буряк, капуста і т.д.) застосовують стрічки загального призначення. Для харчових продуктів, що не піддаються перед вживанням очищенню або термічній обробці (вершкове масло, сир і т.п.) і при транспортуванні вантажу, який безпосередньо контактують зі стрічкою (без упаковки і тари), застосовують харчові стрічки.

Опори для стрічок. Стрічка між кінцевими барабанами може спиратися на ролики (див. рис. 2.8), суцільний настил (з листової сталі, дерев'яних дощок, пластмасових пластин) на комбіновані опори (чергування роликоопор і настилу).

Барабани. Стосовно ряду гумовотканинних стрічок барабани стрічкових конвеєрів уніфіковані. Допускається відхилення номінальних розмірів барабанів, обичайки яких виготовлені з труб, в межах  5 %; діаметр футерованого барабана повинен бути збільшений на подвійну товщину футеровки. Довжину обичайки барабанів приймають залежно від ширини стрічки.

Привід. Вузлами приводу є опорна рама, приводний барабан, редуктор (або пасова передача), муфти і електродвигун. Приводи стрічкових конвеєрів бувають однобарабанні, двобарабанні і трибарабанні. Найнадійнішим і конструктивно простим є однобарабанний привід. Приводну станцію вмонтовують звичайно в кінці робочої гілки.

Натягачі. Тип натягача визначається головним чином довжиною конвеєра і пружними властивостями конвеєрної стрічки.

Гвинтові натягачі (див. рис. 2.12) використовують звичайно в стаціонарних конвеєрах невеликої довжини (не більше 50 м) і пересувних конвеєрах. На конвеєрах малої і середньої потужності найбільше поширення набули вантажні натягачі. Горизонтальну натяжну станцію розташовують на початку вантажної гілки конвеєра. Вертикальну натяжну станцію вмонтовують на початку холостої гілки, використовуючи барабани, що відхиляються. Для переміщення рами станції установлюють дві вертикальні направляючі з швелера.

Станина (опорна металоконструкція). У стаціонарних стрічкових конвеєрах станину виконують у вигляді металоконструкції з окремих зварних секцій: секція для кріплення приводних барабанів, середньої секції для кріплення верхніх і нижніх роликоопор, перекидачі і секції для кріплення натягачів. У конвеєрах з розвантажувальним візком на станині закріплюють рейкову колію.

Параметри стрічкового транспортера: довжина транспортування; кут нахилу робочої гілки стрічки; швидкість руху стрічки; продуктивність транспортера і споживана потужність.

Довжина. Існують стрічкові конвеєри завдовжки від 10 до 1000 м. Діапазон довжин стрічкових конвеєрів збільшився із застосуванням стрічок на тросовій основі.

Кут нахилу робочої гілки. При транспортуванні штучних вантажів кут нахилу не повинен бути більшим кута зовнішнього тертя.

В окремих випадках для збільшення кута нахилу на стрічку кріплять поперечні планки, які утримують вантаж від сповзання.

При транспортуванні зерна пшениці і жита граничний кут нахилу робочої гілки 18…20, а зернових відходів – 20…22.

Швидкість руху стрічки вибирають залежно від властивостей вантажів, що транспортуються:

– при транспортуванні штучних вантажів величину швидкості обмежує механічна міцність вантажу;

– при транспортуванні сипких вантажів – насипна вага вантажу, крупність його частинок і інші чинники.

Величина швидкості стрічки залежить, окрім іншого, від кута нахилу робочої гілки і ширини стрічки.

На похилій частині стрічкового конвеєра в місці набігання стрічки на ролик фактичний кут нахилу перевищує середній кут нахилу робочої гілки до горизонту. Внаслідок цього порушується рівновага вантажу на стрічці, і неминуче скидання матеріалу на шляху транспортування. Тому необхідно із збільшенням кута нахилу зменшувати величину швидкості стрічки.

Від ширини стрічки залежить стійкість сипкого матеріалу, укладеного на стрічку. Чим ширша стрічка, тим стійкіше положення матеріалу на стрічці, тим більшу швидкість їй можна додати.

Виходячи зі сказаного, швидкість стрічки конвеєра для сипких вантажів визначається за формулою

, м/с, (2.31)

де – коефіцієнт, що враховує кут нахилу стрічки до горизонту

, 	0	4	8	12	14	16	18	20	22
	1	0,93	0,87	0,81	0,77	0,73	0,69	0,65	0,61

– коефіцієнт, що враховує ширину стрічки В_С

ВС , мм	400	500	650	900	1000	1200	1400	1600
	0,7	0,85	1	1,1	1,25	1,35	1,4	1,4

– рекомендована максимальна швидкість стрічки, м/с

Основи розрахунку

Продуктивність стрічкових конвеєрів залежить від роду вантажу, що транспортується, і конструкції роликоопор.

При транспортуванні штучних і сипких вантажів продуктивність визначають за формулами

, , т/год, (2.32)

де А – площа поперечного перерізу потоку вантажу, м²,

– швидкість руху вантажу, м/с,

– насипна густина вантажу, кг/м³.

П лоща А поперечного перерізу вантажу на стрічці залежить від конструкції роликових опор, що додають стрічці плоску або жолоб форму.

Для плоскої стрічки (рис. 2.19) максимальна величина площі поперечного перерізу вантажу на стрічці визначається як площа рівнобедреного трикутника з основою В_С і кутами біля основи, які дорівнюють куту природного укосу

, (2.33)

де  висота між основою і вершиною конуса.

Максимальна продуктивність конвеєра з плоскою стрічкою при переміщенні сипкого матеріалу визначається за формулою

, т/год. (2.34)

При транспортуванні вантажу на стрічці жолобоподібної форми (рис. 2.20) сипкий вантаж утворює в поперечному перерізі геометричну фігуру, яка складається з рівнобедреної трапеції і рівнобедреного трикутника.

Площа такої фігури дорівнює

, м². (2.35)

Рис. 2.20  Схема переміщення вантажу на стрічці жолобоподібної форми

Максимальна продуктивність визначається за формулою

, т/год (2.36)

Насправді сипкий вантаж під впливом інерційних сил, діючих на роликових опорах, і через недосконалість роботи завантажувальних пристроїв займає на стрічці меншу площу.

Крім того, площа поперечного перерізу вантажу на стрічці залежить від швидкості руху стрічки, плавності її ходу, здатності стрічки зберігати форму на ділянках між опорами, фізико-механічних властивостей вантажу, що транспортується, і ряду інших чинників.

Тому для визначення продуктивності стрічкового конвеєру вводять коефіцієнт завантаження , а значення коефіцієнта завантаження коливається в межах: для зернового матеріалу 0,29…0,35; для штучний вантажу 0,35…0,42; для сілі 0,25…0,32.

Тоді формул (2.34) і (2.36) продуктивності набувають вигляду:

– для плоскої стрічки

, т/год; (2.37)

• для жолобоподібної стрічки

, т/год. (2.38)

Знаючи продуктивність конвеєра, можна визначити ширину стрічки  основний параметр стрічкового конвеєра, від якого надалі залежить вибір діаметрів роликоопор, розрахунок діаметра приводного і натяжного барабанів. Наприклад, ширина стрічки визначається:

– для плоскої стрічки (з формули 2.37):

= , м; (2.39)

– для жолобоподібної стрічки (з формули 2.38):

= , м. (2.40)

Для крупнокускових матеріалів необхідно перевірити ширину стрічки, виходячи з можливого укладання на ній шматків максимальних розмірів

, м, (2.41)

де – максимальний розмір матеріалу, що транспортується, м