Ленточные конвейеры специальных типов

Конвейеры с увеличенным углом наклона.Применение таких конвейеров позволяет уменьшить длину конвейера при подаче груза на одну и ту же высоту, что приводит к снижению эксплуатационных расходов и экономии производственной площади. Увеличения угла наклона конвейера можно достичь применением рифленой ленты, на верхнюю рабочую сторону которой методом горячей вулканизации прикрепляют шевронные выступы высотой 5...10 мм, что позволяет увеличить угол наклона конвейера до 55...40°. В ряде случаев для увеличения угла наклона конвейера ленты снабжаются поперечными перегородками из плотной резины. Перегородки позволяют увели­чить угол наклона конвейера до 45°, а иногда до 60°.

Недостатком таких конвейеров является сложность опоры и очистки нижней ветви ленты, поэтому они малопригодны для транс­портирования влажных и липких грузов.

Для транспортирования штучных грузов (мешков, пакетов) при­меняют ленты с шероховатой поверхностью.

Двухленточные конвейеры-элеваторы.Двухленточный кон­вейер-элеватор (рис. 5.14) состоит из двух расположенных параллельно друг другу конвейеров. Нижний конвейер является транспортным, верхний - прижимным. Транспортный конвейер в начале и конце трассы обычно имеет горизонтальные участки для загрузки и разгруз­ки. Груз зажимается между лентами роликоопорами транспортного конвейера и прижимными опорами верхнего конвейера. Таким образом, лента на рабочей части конвейера образует закрытую камеру, заполненную грузом.

Для рассматриваемых конвейеров применяют плоские стандарт­ные ленты.

Крутонаклонные и вертикальные конвейеры применяют для транс­портирования порошкообразных, зернистых, мелкокусковых и штуч­ных грузов. Скорость транспортирования насыпных грузов 1,0... 4,0 м/с, штучных грузов 0,3...1,0 м/с; высота подъема до 90 м. Опреде­ление конструктивных параметров и тяговый расчет производят точно так же, как и для ленточных конвейеров.

Основные преимущества двухленточных конвейеров - беспере­грузочное транспортирование по сложной трассе, возможность подъема на большую высоту сплошным слоем, высокая экономич­ность.

Расчет конвейеров

Для определения параметров конвейеров должны быть заданы схема трассы с указанием основных геометрических параметров, место и способы загрузки и выгрузки, транспортируемый груз, экс­плуатационная производительность, производственные условия эксплуатации конвейера.

Сначала делают проектный расчет конвейера - уточняют исходные данные, устанавливают нормативные значения некоторых параметров (скорость тягового элемента, минимальный угол наклона конвейера, минимальную ширину ленты, исходя из размеров груза и др.), опреде­ляют режим и условия работы конвейера.

Определение ширины ленты.Необходимую ширину ленты опреде­ляют из расчетной производительности, которая зависит от площади поперечного сечения А груза на ленте [см. формулу (5.14)].

Формулы для определения производительности и ширины ленты при различных роликовых опорах приведены в табл. 5.24.

Для грузов, содержащих до 15 % общей массы кусков разме­ром a_mах:

(5.42)

если груз состоит преимущественно из кусков размером a_maх.

(5.43)

При транспортировании штучных грузов

(5.44)

где b_Г — ширина груза, м.

Полученную при расчете ширину ленты округляют до ближайшей большей ширины по ГОСТ 20, откуда и берут также массу 1 м ленты -m₁ ; силу тяжести 1 м ленты можно определить по формуле (5.5).

Скорости транспортирования для насыпных грузов принимают согласно табл. 5.25.

При транспортировании штучных грузов принимают следующие значения скорости ленты (м/с):

Выбор роликовых опор.С целью исключения проскальзывания ленты по роликам при проектировании конвейеров диаметр роликов рекомендуется выбирать в зависимости от ширины и скорости ленты (табл. 5.26).

Расстояние /_р между роликовыми опорами рекомендуется выби­рать в зависимости от ширины ленты и насыпной плотности груза (табл. 5.27).

Расстояние между роликоопорами нижней ветви принимают в 2,0...2,5 раза большими, чем на груженой ветви. Размеры ролико-опор выбирают по нормалям завода-изготовителя.

Приближенное определение тягового усилия и выбор основных элементов конвейера.Общее сопротивление (Н/м) движению ленты по всей трассе, равное тяговому усилию привода:

(5.45)

где w_мс — обобщенный коэффициент местных сопротивлений (на барабанах, местах загруз­ки и разгрузки, криволинейных участках); выбирается в зависимости от длины конвейера:

q^'_рв, q''_рн - линейные силы тяжести роликоопор соответственно на верхней и нижней ветвях ленты, Н/м; w_p — коэффициент сопротивления движению верхней и нижней ветвей ленты; при движении по плоскому настилу w_р = f; для роликовых опор на подшипниках качения ВНИИПТМАШ рекомендует следующие значения коэффициента w_p (табл. 5.28).

Максимальное натяжение ленты

(5.46)

где K_s - коэффициент, зависящий от коэффициента трения между лентой и барабаном и угла обхвата:

где f — коэффициент сцепления барабана с лентой: для стальных и чугунных барабанов при сухой погоде f= 0,3, влажной f= 0,2; а — угол обхвата барабана лентой, рад.

Число прокладок прорезиненной конвейерной ленты определяют по формуле (5.4).

Размеры барабанов, натяжных и разгрузочных устройств выби­раются согласно приведенным в § 5.3.2 формулам и нормативным материалам.

Далее проводится проверочный (подробный тяговый) расчет конвейера.

Тяговый расчет конвейера сводится к определению натяжения ленты. Следуя методике, изложенной в § 5.4, контур трассы конвейера разбивают на ряд участков, методика определения сопротивлений на которых в общем виде изложена в табл. 5.21.

Проверочный расчет параметров ленты и барабанов.По уточненно­му максимальному натяжению F_max производится проверочный расчет конвейерной ленты на прочность, уточняется число прокладок, а по формуле (5.11) проверяется правильность выбора диаметров бара­банов.

Для проверки достаточности величины минимального натяжения ленты на рабочей ветви определяют величину у стрелы провисания ленты между роликовыми опорами на участке с наименьшим натяже­нием:

где y_max - величина максимально допустимой стрелы провисания ленты: y_max = (0,025... 0,03)l_р.

Из предыдущей формулы, учитывая допустимые значения у_mах, для верхней загруженной ветви получаем

(5.47)

при транспортировании на наклонном участке

(5.48)

при транспортировании штучных грузов массой т_Г в пролете между роликоопорами

(5.49)

Если полученные при тяговом расчете значения минимальных натяжений меньше (в пределах 10 %) значений, вычисленных по формулам (5.47...5.49), то необходимо сделать пересчет натяжений по всему контуру трассы. При повторном расчете обход по контуру можно начать с точки минимального натяжения, приняв за исходное натяжение значение F_min, определенное по формулам (5.47...5.49). Можно также уменьшить расстояние между роликоопорами в зоне минимальных натяжений.

Расчет натяжного устройства.Для винтового натяжного устройст­ва необходимо определить размеры винта из условий деформаций растяжения или сжатия, а для грузового - силу тяжести натяжного груза G_HГ, которая равна сумме натяжений набегающей и сбегающей ветвей с натяжного барабана и усилия W_T на передвижение самой тележки:

где К_б - коэффициент сопротивления в отклоняющих блоках; К_б = 1,1.

Определение мощности электродвигателя конвейера.Мощность рассчитывают по формуле (5.23); тип двигателя выбирают по каталогу. После выбора электродвигателя рассчитывают или выбирают пере­даточный механизм в зависимости от требуемой мощности и пере­даточного отношения между электродвигателем и приводным бара­баном.

Далее следует определить частоту вращения приводного барабана конвейера и необходимое передаточное отношение между валом двигателя и валом приводного барабана; составить кинематическую схему, выбрать тип редуктора. Уточнить скорость ленты, исходя из фактической величины и передаточного отношения привода:

где D - диаметр приводного барабана; п_э- частота вращения электродвигателя.

Уточнить производительность конвейера.

Проверка достаточной величины тягового усилия.В фрикционном барабанном приводе натяжение ленты F_c6 с приводного барабана зависит от значения тягового фактора (фактора сцепления) - е^fα (табл. 5.29). Чтобы лента не проскальзывала на приводном барабане, согласно теории фрикционного привода

При несоблюдении этого неравенства происходит проскальзывание ленты на приводном барабане, что приводит к увеличению ее износа. Увеличение силы сцепления ленты с барабаном может быть достигнуто путем увеличения угла обхвата а (см. рис. 5.7, в), применения двух-барабанных приводов (см. рис. 5.7, г) или увеличения коэффициента трения f между приводным барабаном и лентой. Для этого барабан обтягивают резиновой лентой (футеруют).

Эту проверку выполняют, если начальной точкой обхода не явля­лась точка сбегания ленты с приводного барабана или если величина F₁ натяжения в начальной точке определялась, исходя из формулы предварительной мощности двигателя.

Пример расчета.Рассчитать ленточный конвейер для транспор­тирования пшеницы. Средняя массовая производительность конвейе­ра в смену Q_см = 1050 т, максимальная производительность - 1400 т/см. Конвейер работает 3 смены при продолжительности смены Г_см = 7 ч. Коэффициент неравномерности поступления груза К_н = 1,20. Схема трассы конвейера, размеры участков приведены на рис. 5.12.

Конвейер установлен в закрытом помещении.

1. Определение режима работы конвейера. Коэффи­циент использования конвейера по времени в сутки определяем по формуле (5.1):

По табл. 5.1 находим, что значение коэффициента использования конвейера по времени в сутки соответствует классу В4.

Коэффициент использования по производительности рассчитываем по формуле (5.3):

что соответствует классу ПЗ использования конвейера по производи­тельности.

По табл. 5.2 устанавливаем, что конвейер будет работать в тяже­лом режиме.

По формуле (5.18) находим расчетную производительность кон­вейера:

2.Определение размеров участков трассы: длина го­ризонтальной проекции наклонного участка L_Г1 = L_Г cos a = 19,3 м, высота подъема груза H= L_Г sin a = 20 sin 15° = 5,17 м = 5,2 м.

3.Определение ширины ленты. Необходимую ширину ленты определяем по формулам (табл. 5.24). В качестве поддерживаю­щих элементов рабочей ветви ленты берем трехроликовые желобчатые опоры. Скорость ленты при транспортировании пшеницы согласно рекомендациям, приведенным в табл. 5.25, принимаем υ =3,15 м/с; угол естественного откоса для пшеницы φ = 34° (см. приложение 16); коэффициент снижения производительности К_н при угле наклона конвейера α = 15° равен 0,95 (средняя подвижность частиц).

Тогда ширина ленты (м)

Принимаем резинотканевую ленту общего назначения шириной 650 мм.

Линейную силу тяжести ленты определяем по формуле (5.6):

4.0пределение параметров роликовых опор. Расстоя­ние между роликовыми опорами для груженой ветви принимаем 1,4 м (табл. 5.27), для холостой 3,0 м; диаметры роликов принимаем равны-мы 108 мм (табл. 5.26). Масса вращающихся частей желобчатой роли­ковой опоры равна 12,5 кг (табл. 5.12), прямой - 10,5 кг (табл. 5.11). Тогда линейная сила тяжести вращающихся частей роликовых опор

5. Подробный тяговой расчет. Проводим тяговый расчет, предварительно разбив трассу конвейера на участки с одинаковым видом сопротивлений. За точку с минимальным натяжением примем точку 1 (см. рис. 5.12) сбегания ленты с приводного барабана. Обозна­чив натяжение в этой точке F = F_c6 (оно нам пока неизвестно) и обходя трассу по ходу ленты, определим сопротивления на участках и величи­ну натяжения в точках в зависимости от натяжения F₁ . Затем в конце расчета, используя уравнение Эйлера и уравнение (5.21, а) и принимая коэффициент трения между лентой и барабаном f = 0,30 (см. табл. 5.29) и угол обхвата барабана лентой α = 180°, е^fa = е^{0,30 ·3,14} = 2,56, вычис­ляем величину F₁ = F_c6. Подставляя значение F₁ в уравнения, выражаю­щие натяжения ленты в точках трассы, определим их значения во всех характерных точках. Результаты расчета сведены в табл. 5.30. По полу­ченным данным строим диаграмму растягивающих усилий (см. рис. 5.12, б).

Зная максимальное усилие F_max = F₁₁, определяем требуемое число прокладок ленты по формуле (5.4), принимая в качестве материала прокладок ткань БНКЛ-65 с К = 65 Н/мм и коэффициент запаса прочнос­ти n = 10:

Принимаем i_n = 3 (минимальное число прокладок для ленты В_л = 650 мм).

Диаметр приводного барабана определяем по формуле (5.11):

Значение D_n6 согласно ГОСТ 22644 принимаем равным 400 мм. Необходимая величина минимального натяжения ленты на рабо­чей ветви конвейера [см. формулу (5.47)]

меньше F_min, полученного при расчете конвейера.

Достаточность величины минимального натяжения обеспечена. Сила тяжести натяжного груза

Тяговое усилие на приводном барабане

Необходимая мощность электродвигателя привода, считая

По каталогу выбираем электродвигатель 4А160М6УЗ с Р = 15,0 кВт и n_э = 975 мин^-1. Далее определяем передаточное отношение и = n_э/n_пб и подбираем редуктор.