1381-metallurgicheskie-pod-emno-transportnye-mashiny-konveyery-2mb

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ГРУЗОВ

Транспортируемые грузы делятся на две основные группы: штуч- ные и насыпные.

Штучные грузы характеризуются массой, габаритными размера- ми и конфигурацией, а также особыми свойствами: температурой, пожаро- и взрывоопасностью, хрупкостью и др.

Насыпной груз характеризуется гранулометрическим составом, хрупкостью, насыпной плотностью, подвижностью и абразивностью (табл. 2.1); кроме того, в ряде случаев необходимо учитывать такие характеристики насыпного груза, как влажность, смерзаемость, лип- кость, токсичность и др.

Рассмотрим характеристики насыпного груза подробнее. Гранулометрический состав грузов, т.е. распределение по круп-

ности составляющих их частиц (кусков), определяется размером наибольших частиц (кусков), количество которых в пробе должно составлять не менее 10 %.

В соответствии с этим параметром насыпные грузы делят на восемь категорий крупности: пылевидные (с размером частиц менее 0,05 мм);

10

порошкообразные (0,05...0,50 мм); мелкозернистые (0,5...2,0 мм); круп- нозернистые (2...10 мм); мелкокусковые (с размером кусков 11...60 мм); среднекусковые (60...160 мм); крупнокусковые (160...320 мм); особо крупнокусковые (с размером кусков более 320 мм).

Насыпной плотностью ρV свободно насыпанного груза называ- ется отношение его массы к занимаемому им объему; она зависит от плотности материала, его пористости, гранулометрического состава и влажности.

Подвижность насыпного груза зависит от сил сцепления между отдельными частицами и от сил трения, возникающих при относи- тельном перемещении частиц.

Характеристикой подвижности груза является угол естественного откоса (рис. 2.1), т.е. угол между боковой поверхностью свободно на- сыпанного груза и горизонтальной плоскостью. Различают угол естест- венного откоса в состоянии покоя – ϕ (рис. 2.1, а) и при движении – ϕд (рис. 2.1, б). При движении груза подвижность его частиц увеличивает- ся в результате вибраций и ударных нагрузок, и поэтому угол естест- венного откоса уменьшается. Приближенно принимают ϕД = 0,7ϕ.

Рис. 2.1. Угол естественного откоса: а – в состоянии покоя; б – в движении

Абразивностью называется свойство насыпного груза истирать поверхность соприкасающихся с ним деталей (лент, пластин и т.д.). По абразивности насыпной груз делится на четыре группы: A – неаб- разивный, B – малоабразивный, C – среднеабразивный, D – высоко- абразивный.

11

3.ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МАШИН НЕПРЕРЫВНОГО ТРАНСПОРТА

Основной характеристикой транспортирующей машины является ее производительность, под которой понимают количество (массу) или объем груза, проходящего через данное сечение в единицу времени.

Для насыпных грузов различают массовую ПM (т/ч) и объемную ПV (м3/ч) производительности, которые связаны между собой зави- симостью

где ρV – плотность насыпного груза, т/м3.

При расчете производительности машин непрерывного транспор- та рассматриваются три случая транспортирования грузов: транспор- тирование насыпного груза непрерывным потоком; насыпного груза отдельными порциями; штучного груза.

Массовая производительность (т/ч) машины, перемещающей на- сыпной груз непрерывным потоком, определяется по формуле

Учитывая непрерывность потока транспортируемого груза, произво- дительность машины можно выразить также через погонную массу (плотность) груза ρL (кг/м). Для этого найдем связь между погонной плотностью груза на конвейере и насыпной плотностью груза:

Производительность транспортирующей машины можно также выразить через погонную нагрузку или линейную силу тяжести qг (Н/м) насыпного груза:

12

где qг – прогонная сила тяжести груза, Н/м, qг = g ρL; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2.

Если транспортирование насыпного груза осуществляется порциями, например, в отдельных сосудах (ковшах, поддонах, изложницах и т.п.) ёмкостью V0 (м3) со средним коэффициентом наполнения каждого сосу- да ψ, при шаге сосудов s (м), то погонная масса (кг/м) груза

При перемещении штучных грузов производительность конвейера Z (шт/ч) зависит от шага между единичными грузами s (м):

При транспортировании штучных грузов массой М0 (кг) каждый, расположенных с шагом s (м), условная погонная масса (кг/м) транс- портируемого груза и массовая производительность (т/ч) машины равны соответственно

Определив необходимую производительность и тип транспорти- руемого груза, можно приступить к расчету и проектированию лен- точного конвейера.

13

4.ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

4.1.Устройство ленточного конвейера

Ленточный конвейер состоит из следующих элементов (рис. 4.1): замкнутой (бесконечной) гибкой ленты 5; хвостового натяжного 1 и переднего приводного 7 барабанов; рабочих роликов 4, которые под- держивают верхнюю (рабочую) ветвь ленты и формируют ее про- филь (прямой или желобчатый); нижних нерабочих роликов 10, ко- торые поддерживают нижнюю (нерабочую) ветвь ленты; роликовой батареи 13; загрузочного устройства 2; плужкового разгружателя 3 или разгрузочной воронки 8; очистного устройства 9; привода 11, включающего электродвигатель, редуктор и муфты; натяжного уст- ройства 12; металлоконструкции (станины) 6. Основные узлы серий- но выпускаемых конвейеров общего назначения стандартизированы.

Рис. 4.1. Схема ленточного конвейера

Основными достоинствами ленточных конвейеров являются: про- стота конструкции, надежность в работе, удобство технического обслу- живания и ремонта, сравнительно небольшая масса, возможность пере- мещения грузов при значительных углах наклона и их разгрузки в лю- бом месте трассы конвейера, непрерывность транспортировки при вы- сокой степени автоматизации.

К недостаткам ленточных конвейеров можно отнести относитель- но высокую стоимость и малую долговечность ленты, невозмож-

14

ность эксплуатации при высокой температуре, сложность транспор- тирования грузов с острыми кромками и др.

Производительность ленточных конвейеров зависит от ширины, профиля и скорости движения ленты и насыпной плотности транс- портируемого груза и может достигать 30 000 т/ч.

На металлургических предприятиях обычно применяют стандартные ленты шириной 300...3000 мм. Скорость движения ленты обычно со- ставляет 1...3 м/с и более (до 8 м/с). Длина ленточных конвейеров опре- деляется прочностью ленты и особенностями привода. При одном при- водном барабане и при использовании ленты с текстильной основой длина конвейера обычно составляет 25...100 м, применение многобара- банных приводов и современных высокопрочных лент дает возмож- ность увеличить длину конвейера до 8...10 км. Трассы ленточных кон- вейеров отличаются большим разнообразием и могут быть горизон- тальными (рис. 4.2, а), наклонными (рис. 4.2, б), комбинированными (рис. 4.2, в, г, д, е) и т.д. При этом для устранения осыпания груза угол подъема β принимают равным не более 2/3 угла естественного откоса транспортируемого груза в движении φд; обычно величина β ≤ 20°.

а – е, л – с однобарабанным приводом; ж – к – с двухбарабанным приводом; П – привод; НУ – натяжное устройство;

rвып и rвог – радиусы скругления конвейера на выпуклом и вогнутом участках, соответственно

Конвейеры разделяются на стационарные, передвижные и перенос- ные. На металлургических предприятиях наиболее распространены ста- ционарные конвейеры. Передвижные конвейеры применяются для по- дачи грузов в несколько пунктов, как правило, расположенных вдоль определенной линии (отсеки бункера, загрузочные воронки технологи- ческого оборудования и др.). Переносные конвейеры обычно использу- ются при выполнении различных вспомогательных и ремонтных работ.

15

По конструкции и назначению различают конвейеры общего на- значения (ГОСТ 22644–77 – ГОСТ 22647–77) и специальные – для пищевой промышленности, приборостроения и др.

4.2. Конвейерные ленты

Лента является наиболее ответственным элементом конвейера, так как она одновременно выполняет функции тягового и грузоне- сущего органов. В то же время лента является и наиболее дорого- стоящим элементом. Стоимость ленты достигает 50 % от стоимости конвейера. Конвейерные ленты разделяют на резинотканевые, рези- нотросовые, металлические и специальные.

Основным типом конвейерной ленты является резинотканевая лен- та (рис. 4.3, а), состоящая из нескольких тканевых прокладок 1, соеди- ненных между собой тонкими резиновыми прослойками и защищенных резиновыми обкладками 3. Для прокладок используют хлопчатобумаж- ную ткань, называемую бельтингом, или синтетические ткани, выпол- ненные из полиэфирно-хлопковых, полиамидных и полиэфирно- полиамидных нитей. Основная часть продольной растягивающей на- грузки воспринимается тканевыми прокладками, резиновые прослойки и обкладки обеспечивают работу ленты как единого целого и предохра- няют прокладки от изнашивания, механических повреждений и попада- ния влаги. Для лент повышенной стойкости предусматривается их уси- ление одним-двумя слоями разреженной ткани 2, называемой брекером.

à

á

Рис. 4.3. Поперечное сечение конвейерной ленты:

а– резинотканевой; б – резинотросовой;

1– тканевые прокладки; 2, 4 – брекер; 3 – резиновые обкладки; 5 – стальной трос; 6 – резиновое заполнение

16

В зависимости от назначения различают ленты общего назначения и специальные (морозостойкие, теплостойкие, маслостойкие и др.).

Ленты общего назначения применяются при температуре груза до +60 °С; теплостойкие ленты – до +100...+200 °С; морозостойкие лен-

ты – до –45...–60 °С.

Характеристики резинотканевых конвейерных лент общего на- значения приведены в табл. 4.1.

Толщина наружных резиновых обкладок (мм) на верхней (рабо-

чей) h1 и нижней (нерабочей) h2 сторонах ленты принимается равной:

–для неабразивных и малоабразивных насыпных грузов (группы

Аи В) – h1 = 3 и h2 = 1;

– для среднеабразивных (группа С) мелкокусковых грузов – h1 = 3...4,5 и h2 = 1;

– для высокоабразивных (группа D) – h1 = 4,5...6,6 и h2 = 2.

Для лент, транспортирующих высокоабразивные тяжелые грузы, толщина рабочих обкладок увеличивается до 8...10 мм.

Ширина ленты В выбирается из нормального ряда значений в соответствии с ГОСТ 22644–77: 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 2000, 2500 и 3000 мм.

17

Долговечность конвейерной ленты зависит от качества соедине- ния ее концов (стыка). Стык концов ленты должен иметь прочность, достаточную для восприятия максимального натяжения ленты, обла- дать гибкостью в продольном и поперечном направлениях, необхо- димой для придания ленте желобчатой формы и возможности огиба- ния барабанов конвейера как можно меньшего диаметра. Стыки бы- вают разъемными и неразъемными. К разъемным относят соедине- ния на петлях, крючках и болтовые соединения с пластинами. Не- разъемные соединения выполняют с помощью вулканизации.

Число прокладок z зависит от требуемой прочности и ширины ленты и колеблется в пределах 3...10. При известной величине мак- симального натяжения ленты Fmax, получаемого в результате тягово- го расчета конвейера, необходимое число прокладок определяется по формуле

Относительно большое значение запаса прочности Sл обусловлено наличием стыка концов ленты.

Линейная сила тяжести ленты (погонная нагрузка) (Н/м) прибли- женно определяется следующим образом:

где h0, h1 и h2 – толщины прокладки, верхней и нижней обкладок соответственно, мм (см. табл. 4.1).

Приближенные значения линейных сил тяжести элементов кон- вейера с резинотканевой лентой даны в табл. 4.2.

При проведении более точных расчетов величина qл определяется по формуле

В– ширина ленты, м (принимают в соответствии с рекоменда- циями ГОСТ 20–85 или ТУ на конвейерные ленты).

18

Таблица 4.2

Приближенные значения погонной нагрузки резинотканевых лент и роликов для конвейеров среднего типа

В мощных конвейерах большой длины используются резинотро- совые ленты (рис. 4.3, б), в которых тяговое усилие воспринимается стальными тросами 1, завулканизированными между резиновыми обкладками 3.

4.3. Роликовые опоры

Для уменьшения провисания ленты между барабанами приме- няются роликовые опоры (рис. 4.4), которые, в свою очередь, опираются на металлоконструкцию конвейера. Верхние (рабо- чие) ролики поддерживают верхнюю (рабочую, нагруженную) ветвь ленты, а нижние (холостые) – нижнюю (нерабочую, неза- груженную) ветвь.

По назначению роликовые опоры делятся на рядовые, располо- женные по всей трассе конвейера, и специальные, устанавливаемые в отдельных местах конвейера (центрирующие, очистные, амортизи- рующие, переходные и др.). По числу роликов опоры делятся на од-

но-, двух-, трех- и пятироликовые (см. рис.4.4).

Для холостой ветви ленты применяются однороликовые, а иногда

– двухроликовые опоры. Для рабочей ветви часто используются трехроликовые опоры с углом наклона осей боковых роликов γ = 10, 15, 20, 25, 30,35, 45 и 60° (см. рис. 4.4, в).

19