1. Информационный обзор

Общее устройство, типы и области применения ленточных конвейеров

Ленточный конвейер (рисунок 1) имеет станину 6, иа концах которой устано­влены два барабана: передний 7 — при­водной и задний 1 - натяжной. Верти­кально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, называемыми роликоопорами,— верхни­ми 4 и нижними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов при­меняют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода 11 и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.

Рисунок 1 – Схема ленточного конвейера

Лента загружается через одну или не­сколько загрузочных воронок 2, разме­щенных на конвейере. Транспорти­руемый груз перемещается на верхней (грузонесущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Возможно также транспор­тирование грузов одновременно на верхней и нижней ветвях ленты в раз­ных направлениях.

Груз выгружается на переднем бара­бане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвей­ера при помощи разгрузочных устройств: плужковых 3 или бара­банных разгружателей. Наружная по­верхность ленты очищается от прилип­ших к ней частиц груза очистным устройством У, установленным у пере­днего барабана 7.

Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнооб­разных насыпных и штучных грузов, а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Они получили широкое распространение во всех отраслях про­мышленности и являются основными агрегатами механизации транспорта в литейных цехах (подача и распределе­ние земли и уборка отходов), на топливоподачах электростанций, подземного и наземного транспорта угля и породы в угледобывающей промышленности, руды, кокса и флюсов в металлургии, строительных материалов и полезных ископаемых в карьерах, зер­на в зернохранилищах, песка и камня на сгроитсльстве каналов и гидростанций и др.

Ленточные конвейеры служат со­ставными частями таких сложных ма­шин, как роторные экскаваторы, пере­грузочные и отвальные мосты, погрузочно-разгрузочные машины и т. п. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возмож­ности получения высокой производи­тельности (до 30000 т/ч), большой дли­не транспортирования (до 3-4 км в одном конвейере и до 100 км в систе­ме из нескольких конвейеров), простоты конструкции и эксплуатации и высокой надежности работы.

По расположению на местности лен­точные конвейеры разделяют на стацио­нарные и подвижные, передвижные и пере­носные, переставные (для карьеров от­крытых разработок) и надводные, пла­вающие на понтонах.

П

Рисунок 2 – Геометрические схемы ленточных конвейеров

о конструкции и назначению разли­чают ленточные конвейеры общего на­значения (ГОСТ 22644 77-ГОСТ 22647-77) и специальные: подземные, для пищевой, мукомольно-крупяной и комбикормовой промышленности и по­точного производства в приборострои­тельной. радиотехнической и легкой про­мышленности.

По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокатной и проволочной лентой. Наиболь­шее распространение получили конвей­еры с прорезиненной лентой. По кон­струкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают ленточные конвейеры, у которых лента является грузонесущим и тяговым элементом (основной тип), ленточно-канатные и ленточно-цепные, у которых лента служит только грузонесущим элемен­том, а тяговым элементом являются два каната или одна цепь.

По профилю трассы ленточные кон­вейеры разделяются на горизонталь­ные (рисунок 2, а, ж, з), наклонные (рисунок 2, б, и, к) и комбинированные: на­клонно-горизонгальные (рисунок 2, л) и горизонтально-наклонные (рисунок 2, г) с одним или несколькими перегибами - (рисунок 2, е) и со сложной трассой (рисунок 2, л). При проектировании конвей­ера следует по возможности принимать наиболее простую прямолинейную трас­су. Сложную трассу имеют маги­стральные конвейеры в соответствии с профилем местности.

Конвейеры с разными видами лент могут иметь по очертанию одинаковые трассы, однако радиусы поворотов R1\ и R2 и углы наклона ( для каждого вида лент будут различными). Угол наклона конвейера к горизонту зави­сит от коэффициента трения транспор­тируемого груза о ленту при движении (а следовательно, от материала и харак­тера поверхности ленты), формы профи­ля ленты (плоская или желобчатая), угла естественного откоса насыпного груза, способа загрузки и скорости движения ленты.

Для обеспечения устойчивого непо­движного положения груза на ленте без его продольного сползания вниз угол наклона конвейера должен быть примерно на 10—15° меньше угла трения груза о ленту в покое. Такой запас необ­ходим потому, что из-за провеса ленты угол ее подъема у роликоопор полу­чается большим, чем общий геометри­ческий угол наклона конвейера. Кроме того, лента на роликоопорах встряхи­вается из-за неизбежного биения роли­ков, что способствует сползанию груза вниз. Встряхивание будет тем интенсив­нее, чем больше скорость ленты и гру­бее изготовлены опорные ролики. Не­прерывная равномерная загрузка обес­печивает больший угол наклона, чем периодическая загрузка с перерывами потока груза.

Ленточные конвейеры общего назначении с прорезиненной лентой

Ленты. Грузонесущим и тяговым эле­ментом на ленточном конвейере служит прорезиненная лента. Нормальный рад ширины ленты по ГОСТ 22644-77: 300, 400, 500, 650, 800. 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000 мм.

Лента должна иметь высокую про­чность. малую массу и небольшое отно­сительное удлинение, высокую эластич­ность (гибкость) как в продольном, так и в поперечном направлениях, ма­лую гигроскопичность, хорошую сопро­тивляемость знакопеременным нагруз­кам при многократных перегибах на барабанах и роликоопорах, высокую из­носостойкость на истирание о транспор­тируемый груз и опорные устройства, а также стойкость против физико-хими­ческою воздействия грузов и окружаю­щей среды.

Прорезиненная лента в общем виде (рисунок 3) имеет тяговый каркас А, по­крытый со всех с горой эластичным за­щитным заполнителем Б. Тяговый кар­кас

в

Рисунок 3 – Лента конвейера

оспринимает продольные растяги­вающие усилия в лейте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повре­ждений и истирания перемещаемым грузом и объединяет его в единое целое, образуя над каркасом наружные об­кладки — верхнюю (грузонесущую) и нижнюю (опорную). Обкладки служат для защиты тягового каркаса от повре­ждения и изнашивания, ударов транс­портируемых грузов при загрузке и влаги окружающей среды.

В качестве заполнителя применяют резиновые смеси с синтетическим каучу­ком или пластмассы поливинилхлорид и др. Необходимые свойства ленте придаются составом резиновых смесей заполнителя с различными добавками. По рецептуре заполнителя и назначе­нию выполняют ленты общего назначе­ния (для работы при температуре окру­жающей среды от минус 45 до плюс 60^СС% морозостойкие - вид М (для ра­боты при температуре от минус 60 до плюс 60 °С). теплостойкие Т (температу­ра груза до плюс 100¹'С), повышенной теплостойкости ИТ (до плюс 200 ^СС), пи­щевые П (для транспортирования пи­щевых продуктов без упаковки), негорючие Ш (для конвейеров в пожаро- и взрывобезопасном исполнении, напри­мер для угольных шахт), маслостойкие МС (для транспортирования грузов, по­крытых маслом, смазками и эмульсией), магнитомягкие, обладающие свойством притягиваться к магниту; магнитотвердые (эластомагниты), обладающие свойством намагничивания, как магнит, и др. Известны также попытки создания ленты с грязеотталкивающими обклад­ками, к поверхности которых не прили­пают липкие влажные грузы. Возможны комбинации отдельных свойств.

По типу тягового каркаса различают резинотканевые и резинотросовые ленты. У резинотканевых лент, пара­метры которых регламентированы ГОСТ 20 — 76, тяговым каркасом служат прокладки из различных тканей, рас­положенные послойно с резиновыми прослойками параллельно друг другу вдоль ленты. Тканевая про­кладка состоит из продольных нитей ос­новы и поперечных нитей. Прокладки бывают одноосновные — с одним рядом нитей основы (наиболее распространенный тип, двухосновные для лент повышенной надежности при транспортировании крупнокусковых грузов и многоосновные (цельнотканые) из нитепрошивочного полотна. Сверху, и над первой прокладкой укладывают за­щитную (брекерную) ткань, предохраняющую прокладку от повре­ждений. Ленты повышенной теплостой­кости перед первой прокладкой имеют теплоизолирующий слой из асбестовой ткани. Тканевые прокладки совре­менных лент изготовляют из капрона, амида, нейлона, лавсана и других синте­тических тканей, обладающих высокой прочностью . Известны также ленты с хлопчатобумажными (оди­нарными — бельтинговыми и шпуро­выми) прокладками. Изготовляют ленты с прокладками из тканей МК-600 и МК-800 прочностью 600 и 800 Н/мм ширины одной прокладки.

При нагрузке 0,1 номинальной про­чности ленты удлинение прокладок из ткани БКНЛ составляет 3,5%; ТЛ и ТК 3,5-4%; МК и МЛК - 2%. Это является их недостатком. В ленте может быть от трех до восьми (в отдельных случаях - до десяти) прокладок в зави­симости от ширины, необходимой об­щей прочности и поперечной жесткости ленты. Жесткость ленты определяет ее способность принимать и сохранять же­лобчатую форму, задаваемую роликоопорами. Поэтому для каждой ширины ленты устанавливается минимальное и максимальное число прокладок, опре­деляющее стабильность и угол наклона боковых стенок (угол желобчатости) же­лоба ленты.

К преимуществам резинотканевой ленты относятся возможность большо­го набора лент но прочности, универ­сальность выполнения стыкового соеди­нения (с механическими соединителями, вулканизацией и т. п.), повышенная стойкость к продольным порывам, вы­сокая амортизирующая способность при динамических нагрузках. Недостат­ками являются большое удлинение (до 4%), увеличенные диаметры барабаиов при большом числе прокладок.

К преимуществам резинотросовых лент относятся высокая прочность, малое удлинение при рабочих нагрузках (до 0,25%), повышенный срок службы, а к недостаткам — большая масса, слож­ность изготовления стыкового соедине­ния концов ленты, сравнительно мень­шая стойкость к продольным порывам и перегибам в вертикальной плоскости.

Опорные устройства. Для опоры ленты на участке между концевыми ба­рабанами устанавливают роликоопоры или настил - сплошной (из дерева, ста­ли, пластмассы) или комбинированный (чередование настила и роликоопор). Настил того и другого типа применяют очень редко (обычно иа конвейерах малой длины), чаще всего его исполь­зуют при транспортировании легких штучных грузов. Наибольшее распро­странение имеют роликоопоры раз­личных типов и конструкций.

По расположению на конвейере роли­коопоры разделяют на верхние (для опоры грузонесущей ветви ленты) и нижние (для опоры обратной ветви). Верхние роликоопоры бывают прямыми (рисунок 4,а)-для плоской формы ленты и желобчатыми (для желобчатой формы ленты)-на двух, трех (рисунок 4, б, в) и пяти (рисунок 4, для лент шириной 2 — 2,5 м) роликах. В зоне загрузки ленты устанавливают амортизирующие роликоопоры (рисунок 4, в), у которых на корпус ролика надеты упругие рези­новые шайбы (раздельные — в или сплошные - в'), амортизирующие удары падающих кусков груза. При транспор­тировании насыпных грузов применяют, как правило, желобчатые роликоопоры.

Рисунок 4 – Разновидности роликоопор

Основные параметры роликоопор установлены ГОСТ 22645 - 77 и ГОСТ - 22646-77. Тип роликоопоры и диаметр ролика выбирают в зави­симости от ее назначения, характеристи­ки транспортируемого груза, ширины и скорости движения ленты.

Ролик должен иметь такой диаметр, при котором выполняются два условия: 1) момент трения ленты без груза о ро­лик больше момента трения в подшип­никах и уплотнениях, иначе лента будет скользить по роликам; 2) под действием центробежной силы вращающегося ро­лика груз не должен отрываться от ленты при огибании ролика. Диаметр ролика повышается с увеличением ско­рости ленты, кусковатости груза и коэффициента трения в подшип­нике и при снижении коэффициента сце­пления ленты с роликом. Однако значи­тельное увеличение диаметра ролика нежелательно, так как при этом увели­чивается его масса и стоимость.

Нагрузка на роликоопору определяет­ся суммой сил тяжести ленты и груза, находящегося в пролете между роликоопорами. На участках перегиба ленты к этим нагрузкам добавляется еще со­ставляющая сила от натяжеиия ленты.Вертикальная нагрузка на средний (го­ризонтальный) ролик должна составлять при­мерно 70%, а на боковые — по 15% об­щей нагрузки на роликоопоры. Под­шипники качения роликов рассчиты­вают на срок службы 18 000 - 20 000 часов.

Для транспортирования штучных гру­зов массой до 25 кг роликоопоры на ра­бочей ветви устанавливают примерно через 1,4—1 м. а тяжелых грузов с мас­сой более 25 кч - на гаком расстоянии.

Угол наклона боковых роликов же­лобчатой роликоопоры по ГОСТ 22645-77 равен 20 и 30^,; для всех грузов и любой ширины ленты; для легких грузов с плотностью 0,5-1 т/м³ (зерна и других зернопродуктов) при ширине ленты 400 - 800 мм допускается увеличе­ние этого угла до 45 —60 .

Рекомендуется применять роликоопо­ры с углом наклона бокового ролика 30°. В зарубежной практике ( ФРГ и др.) применяют роликоопоры с углом наклона бокового ролика 36°. Увеличе­ние этого угла до 45' повышает про­изводительность, улучшает центровку ленты и уменьшает просыпи груза, но ограничивается толщиной ленты вследствие возникновения допол­нительных напряжений в зоне ее изгиба.

Привод. В ленточном конвейере дви­жущая сила передается на ленту тре­нием при огибании ею приводного барабана (при барабанном приводе) или при контакте приводной ленты с грузонесущей (при прямолинейном промежу­точном приводе многонриводного кон­вейера).

Барабанный привод состоит из барабана, передаточных механизмов (муфт и редукторов) и двигателя. В приводах наклонных конвейеров устанавливают также стопорное устройство (останов) и тормоз, препятствующие в случае выключения двигателя самопроизвольному движению ленты вниз под действием силы тяжести находящегося на ней груза.

Рисунок 5 – Схемы барабанных приводов ленточных конвейеров

Различают однобарабанные приводы с одним или двумя двигателями; Двухбарабанные с близкорасположенными друг около друга приводными барабанами (рисунок 5) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера; трёхбарабанные с близкорасположенными друг около друга барабанами (рисунок 6 ) или с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем (головном) и одного – на заднем концах конвейера. Трёхбарабанные приводы из-за сложности, многократных перегибов ленты и недостаточной надёжности применяют крайне редко.