Мусияченко Е.В. Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

111

Классификация, области применения скребковых конвейеров, их

достоинства и недостатки.

Основные параметры скребковых конвейеров со сплошными высо-

кими скребками.

Какие тяговые органы и натяжные устройства используются

в скребковых конвейерах?

Способы загрузки и разгрузки скребковых конвейеров.

От чего зависит шаг скребков скребкового конвейера со сплошными

высокими скребками?

Способы крепления скребков, материалы для их изготовления.

Особенности тягового расчета скребковых конвейеров.

Устройство, назначение и основные параметры скребковых конвейе-

ров с низкими сплошными скребками.

Устройство, назначение и основные параметры конвейеров с кон-

турными скребками.

10.

Какие существуют геометрические схемы трасс трубчатых скребко-

вых конвейеров, где располагаются места загрузки и разгрузки?

11.

Каким образом осуществляется процесс перемещения груза на кон-

вейерах с контурными скребками? Показать некоторые геометрические фор-

мы контурных скребков и способы их крепления к тяговым органам.

12.

Устройство, области применения и основные параметры трубчатых

скребковых конвейеров.

13.

Назначение, устройство, принцип действия, основные параметры

и элементы штанговых скребковых конвейеров.

Основные типы, устройство, назначение и применение. Скребко-

во-ковшовые и ковшовые конвейеры предназначены для перемещения

насыпных грузов, люлечные – для перемещения штучных грузов. Скребко-

во-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры имеют сложные трассы

перемещения в вертикальной плоскости.

Скребково-ковшовые и ковшовые конвейеры – это двухцепные транс-

портирующие машины для перемещения насыпных грузов по сложным

вертикально замкнутым трассам с горизонтальными и вертикальными участ-

ками. Конвейеры с жестко закрепленными ковшами называют скребково-

ковшовыми, а с шарнирно подвешенными ковшами – ковшовыми. Тяговым

элементом являются две пластинчатые катковые цепи.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

112

Скребково-ковшовые конвейеры применяют для транспортирования

малоабразивных хорошо сыпучих грузов и используют в основном как рас-

пределительные для подачи угля по бункерам на ТЭЦ и котельных установ-

ках. Такими конвейерами не рекомендуется перемещать влажные и липкие

грузы из-за сложности разгрузки и очистки грузонесущих элементов.

Ковшовые конвейеры используют для перемещения сухих, хорошо

сыпучих грузов на предприятиях химической и угольной промышленности,

в системах топливоподачи электростанций, для подъема угля из шахты.

Люлечные конвейеры по конструкции подобны ковшовым, но вместо

ковшей используются шарнирно подвешенные полки (люльки).

Преимуществами скребково-ковшовых, ковшовых и люлечных конвей-

еров являются: бесперегрузочное транспортирование по сложной трассе;

удобство промежуточной разгрузки на горизонтальных участках (для скреб-

ково-ковшовых и ковшовых) и вертикальных (для люлечных); возможность

транспортирования горячих грузов.

Недостатки скребково-ковшовых, ковшовых и люлечных конвейеров:

сложность конструкции; большая масса ходовой части; крошение груза и по-

вышенный износ трущихся частей (желоба и ковшей) в скребково-ковшовых

конвейерах; большое количество шарниров.

Скребково-ковшовые конвейеры. Скребково-ковшовый конвейер

(рис. 4.30

) соединяет в себе принцип действия двух типов машин – скребко-

вого конвейера и ковшового элеватора и работает на горизонтальных участ-

ках как скребковый конвейер в желобе, а на вертикальной (восходящей) вет-

ви как вертикальный элеватор [6

, 7, 12].

Рис. 4.30. Схема скребково-ковшового конвейера:

1 – тяговые цепи; 2 – ковши; 3 – привод; 4 – питатель;

5 – приемный бункер; 6 – желоб; 7 – кожух

Разг

ру

зка

Заг

ру

зка

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

113

Скребково-ковшовые конвейеры имеют две замкнутые тяговые цепи

с жестко прикрепленными к ним ковшами (в форме призмы), которые на

горизонтальных – движутся внутри желоба, а на вертикальных – внутри

закрытого направляющего кожуха. Цепи с ковшами на горизонтальных

участках перемещаются на ходовых катках по направляющим путям, а на

вертикальных участках поднимаются внутри направляющих путей, которые

не позволяют ковшам отклоняться в стороны.

Загрузка производится одним или несколькими питателями на нижнем

горизонтальном участке, разгрузка – в любом месте верхнего горизонтально-

го участка через отверстия в дне желоба. Верхняя звездочка в конце рабочей

ветви является приводной, другая верхняя звездочка – натяжной. Желоб

и кожух конвейера поддерживаются опорными металлоконструкциями, на

которых установлены направляющие пути.

Основные параметры скребково-ковшовых конвейеров: производи-

тельность до 200 м

/ч, длина горизонтальных участков до 100 м, высота

подъема до 25 м; ширина ковшей 300–1200 мм, скорость транспортирования

до 0,5 м/с.

Тяговым элементом скребково-ковшового конвейера являются две бес-

конечно замкнутые пластинчатые катковые цепи с ребордами на катках,

подшипниках качения или скольжения. Привод редукторный с автоматиче-

ским тормозным устройством. Натяжные устройства винтовые или пружин-

но-винтовые, ход натяжного устройства 1,5–2 t

. Привод и натяжное устрой-

ство в зависимости от конфигурации трассы располагают как в верхней, так

и в нижней части конвейера. Ковши скребково-ковшовых конвейеров имеют

призматическую форму. Их изготавливают сварными из листовой стали тол-

щиной 3–8 мм. Ширина ковшей В = 300–1200 мм; вылет А = 300–600 мм;

глубина h

= 150–300 мм; шаг а

– не менее двух шагов цепи.

Объем ковшей скребково-ковшовых конвейеров

3, 6 ρψ

 , (4.29)

где Q – производительность, т/ч; а

– шаг ковшей, м; v – скорость движения

(v = 0,16–0,6 м/с); ρ – плотность груза, кг/л;  – коэффициент заполнения

ковшей ( = 0,75–0,9).

При транспортировании кусковых грузов величину вылета ковша А

необходимо проверить по условию кусковатости:

А ≥ Х

а, (4.30)

где а – размер максимального типичного куска груза, мм; Х

– коэффициент

кусковатости, для сортированных грузов Х

= 3–5, для рядовых грузов

= 2,5–3.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

114

Тяговый расчет выполняют методом обхода по контуру. Сопротивле-

ния на прямолинейных горизонтальных участках определяют так же, как для

скребковых конвейеров, с теми же коэффициентами. На вертикальных участ-

ках для загруженной ветви сопротивление движению равно силе тяжести хо-

довой части с грузом, для незагруженной ветви – силе тяжести (без груза).

Первоначальное натяжение цепи принимают S

= S

min

= 3000–10000 Н.

Ковшовые конвейеры. Элементы конвейеров, выбор основных пара-

метров. Ковшовые конвейеры (рис. 4.31

) имеют схемы трассы такие же, как

и скребково-ковшовые, но их конструкции и способ перемещения груза

существенно отличаются.

Ковшовые конвейеры перемещают сухие, хорошо сыпучие пылевид-

ные, зернистые и мелкокусковые грузы на предприятиях химической

и угольной промышленности, цементных заводах и др. и имеют такие же

схемы трассы, как и скребково-ковшовые конвейеры.

Ковши размещаются между двумя пластинчатыми катковыми цепями

на свободных шарнирах, ось подвешивания ков

ша располагается выше его

центра тяжести, благодаря чему ковши постоянно сохраняют устойчивое от-

весное положение на всех участках трассы без дополнительной фиксации

и автоматический возврат в исходное положение после опрокидывания для

разгрузки (рис. 4.32

Загрузку производят на нижнем горизонтальном участке, разгрузку –

в любом месте верхнего горизонтального участка.

Рис. 4.31. Схема ковшового конвейера: 1 – катковые цепи;

2 – ковши; 3 – привод; 4 – отклоняющие звездочки; 5 – натяжное устройство;

6 – направляющие рельсы; 7 – приемный бункер; 8 – разгрузочное устройство

Разг

ру

зка

Заг

ру

зка

7 8 2

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

115

Рис. 4.32. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:

1 – цепь; 2 – ковши с закругленным днищем; 3 – козырьки;

4 – ролик; 5 – ось; 6 – упоры

Основные параметры ковшовых конвейеров: ширина ковшей 400, 500,

650, 800, 1000 мм; скорость движения полотна 0,16 – 0,4 м/с; производитель-

ность 10–500 т/ч; длина горизонтальных участков до 150 м; высота подъема

до 60 м.

Привод редукторный с автоматическим тормозным устройством, на-

тяжное устройство – винтовое, пружинно-винтовое. Основным недостатком

является возможность раскачивания и ударов ковшей друг о друга при ско-

рости более 0,4 м/с.

Ходовую част

ь ковшового конвейера выполняют с сомкнутыми и рас-

ставленными ковшами. Ковши ковшового конвейера выполняются сварными

из листовой стали толщиной 2–6 мм и подвешивают на консольных осях,

которые установлены на пластинах цепи [6

]. Ковши устанавливают сплош-

ным сомкнутым строем или расставленными на ходовой части (рис. 4.33

Переориентирование козырьков сомкнутых ковшей необходимо, если трасса

конвейера имеет повороты ходовой части в разные стороны.

Сомкнутые ковши имеют наибольшее распространение, зазор между

ними перекрывается планками-козырьками, что обеспечивает непрерывную

загрузку. Расставленные ковши располагают на некотором расстоянии друг

от друга, поэтому загрузку производитят порционно с помощью дозирующих

устройств.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

116

Рис. 4.33. Схемы ходовой части конвейера

с сомкнутыми (а, б) и расставленными (в) ковшами

Рис. 4.34. Разгрузочное устройство ковшового конвейера

Разгрузку ковшей (рис. 4.34) выполняют с помощью принудительного

воздействия на них разгрузочных шин, установленных на тележке, передви-

гаемой по всему фронту разгрузки.

Ковши конвейера упираются направляющими в нажимную шину и оп-

рокидываются до полного опорожнения. Разгрузочные шины могут быть

установлены стационарно в одном или нескольких пунктах.

Сомкнутые ковши с козырьками имеют переориентировщик ковшей.

Переориентирование выполняется с помощью направляющих шин путем на-

клона ковша и перевода его первого (по ходу) козырька из верхнего положе-

ния в нижнее или наоборот.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

117

Тяговым элементом ковшовых конвейеров являются две пластинчатые

цепи с катками с ребордами на подшипниках скольжения или качения и ша-

гом 315, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм.

Движение полотну передается от редукторного привода с тормозным

устройством. Натяжение цепей производится с помощью винтового, пру-

жинно-винтового или грузового натяжного устройства, ход натяжного

устройства Х ≥ 1,6 t

. Привод устанавливают после участков с наибольшим

сопротивлением, т. е. после длинных горизонтальных загруженных участков

и участков с большими подъемами. Натяжное устройство устанавливается

в месте наименьшего натяжения тяговых цепей, т. е. в месте спуска холостой

ветви конвейера.

Особенности расчета ковшового конвейера. Расчет ковшового кон-

вейера

выполняют в два этапа: предварительное определение основных

параметров и ходовой части по исходным данным; поверочный расчет с па-

раметрами, определенными в первом этапе [7

Производительность ковшового конвейера

3, 6 ρψvv



, (4.31)

где v

– объем ковша, л; v = 0,16–0,4 м/с – скорость конвейера; ψ = 0,7–0,85 –

коэффициент заполнения ковшей (меньшее значение для кусковых, большее –

для хорошо сыпучих пылевидных и зернистых грузов); а

– шаг ковшей, м.

Размеры ковша проверяют по условию кусковатости.

Предварительное натяжение тяговых цепей

max

= {S

+ω[(q

] + (q

)H}(1+0,1y), (4.32)

где S

– начальное натяжение цепей, принимается S

= 20–30 кН; L

– длина

загруженных горизонтальных участков, м; L

– длина порожних горизон-

тальных участков, м; Н – высота подъема груза, м; у – количество поворот-

ных устройств (включая НУ).

Расчетное усилие на одну цепь

расч

= 1,15 S

max

/ 2. (4.33)

Расчет размеров тяговых цепей проводится с учетом динамических на-

грузок. По расчетному усилию выбирают тяговую цепь и определяют нагруз-

ки q

и q

, q

– распределенная масса движущихся частей, q

= (250–300)В,

В – ширина ковша, м; q

– распределенная масса груза на 1м полотна конвей-

ера, q

= Q / 3,6 v.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

118

Определение сил сопротивлений. На горизонтальных прямолинейных

участках:

для загруженной ветви W

= (q

+ q

) L

ω;

для холостой ветви W

= q

ω.

На поворотных и натяжных устройствах

зв

= S

n-1

(ξ – 1), (4.34)

где S

n-1

– натяжение перед поворотным устройством, Н; ξ – коэффициент

сопротивления движению на ходовой части на поворотных и натяжных

устройствах.

Сопротивления на разгрузчиках

= 1,2 (m

g + q

), (4.35)

где m

– масса порожнего ковша, кг; t

– шаг ковша, м.

Максимальное натяжение цепей S

max

= S

нб

Окружное усилие на приводных звездочках

= S

нб

– S

сб.

(4.36)

Крутящий момент на приводном валу

пр

= (Р

) / 2 η

пр

, (4.37)

где D

– диаметр начальной окружности приводных звездочек, см; η

пр

= 1

ξ –

КПД привода вала.

Мощность электродвигателя

N = v k

ΣW / η, (4.38)

где k

– коэффициент запаса.

По рассчитанной мощности двигатель выбирают по каталогу.

Тормозной момент

= (q

H – c

ΣW)(D

/ 2)η

пр

= [q

Н – с

(Р – q

Н)] (D

/ 2)η

пр

, (4.39)

где с

– коэффициент уменьшения сопротивлений.

Подробный тяговый расчет производят методом обхода по контуру

(рис. 4.35), начиная с точки наименьшего сопротивления – точки (0), форму-

лы для расчета представлены в табл. 4.5.

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

119

Рис. 4.35. Схема для подробного тягового расчета

Таблица 4.5

Формулы к подробному тяговому расчету

ковшового конвейера

Номер точки

Формула к расчету

Расчет по направлению движения

= S

min

= 20–30 кН

= S

+ q

ω ℓ

0-1

2 S

= S

+ (q

+ q

) ω ℓ

1-2

3 S

= S

+ S

(ξ – 1) + (q

+ q

) (D

/ 2)ξ

4 S

= S

+ (q

+ q

) Н

3-4

= S

+ S

(ξ – 1) + (q

+ q

) (D

/ 2)ξ

6 S

= S

+ (q

+ q

) ω ℓ

5-6

+ 12 (m

g + q

)

7 S

= S

+ q

ω ℓ

6-7

= S

нб

Расчет против направления движения

8 S

= S

+ q

/ 2)ξ – S

[1 – (1/ξ)]

9 S

= S

+ q

8-9

= S

сб

Поверочный тяговый расчет заключается в определении и последова-

тельном суммировании сил сопротивления по контуру трассы: от точки наи-

меньшего натяжения по направлению движения; от точки наименьшего на-

тяжения против направления движения до привода.

Люлечные конвейеры. Люлечные конвейеры (рис. 4.36, 4.37) по

конструкции подобны ковшовым конвейерам, но в качестве грузонесущего

элемента вместо ковшей используются шарнирно-подвешенные полки

(люльки) [6

, 11].

ЛЕКЦИЯ 4. ЦЕПНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ

3. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

120

Рис. 4.36. Люлечный конвейер:

1 – отклоняющие звездочки; 2 – направляющие; 3 – загрузочное устройство;

4 – НУ; 5 – привод; 6 – разгрузочное устройство; 7 – ходовая часть

Люлечные конвейеры предназначены для перемещения штучных гру-

зов небольшой массы (детали машин, книги, ящики и др.) по сложной трассе

(рис. 4.38

), расположенной в вертикальной плоскости (междуэтажное транс-

портирование грузов) в комплексе с технологическим оборудованием.

Загрузка и разгрузка люлечных конвейеров выполняется на вертикаль-

ных участках вручную или автоматически с помощью специальных

устройств. К основным параметрам относятся: общая длина конвейеров до

150 м; высота вертикальных участков до 30 м; скорость до 0,35 м/с.

В люлечных конвейерах используют редукторный прив

од с тормозом

обратного хода цепи для предотвращения обратного движения ходовой части

загруженного конвейера в случае перерыва подачи тока.