- •Основные обозначения
- •1.1.Классификация и направления развития
- •1.2. Основы выбора типа транспортирующих машин
- •Лента 1.1 – 1600 – 4 – тк-300 – 8 – 2 – а гост 20-85
- •Лента 2т1 – 800 – 6 –тк-100 – 8 – 2 – т-1 – нб гост 20–85
- •Лента 3 – 800 – 3 –тк-100 – 3 – б гост 20-85.
- •Лента 4п – 500 – 2 – бкнл-65 – 2 – 1 – п гост 20-85.
- •2.2.Опорные и поддерживающие устройства
- •2.3.Приводы
- •2.4. Натяжные устройства
- •2.5. Загрузочные и разгрузочные устройства
- •3. Основы расчета конвейеров
- •3.1. Производительность машин
- •4. Конвейеры с гибким тяговым органом
- •4.1. Ленточные конвейеры
- •4.2. Пластинчатые конвейеры
- •4.3. Скребковые конвейеры
- •4.4. Ковшовые элеваторы
- •5. Винтовые конвейеры
- •5.1.Устройство и области применения
- •5.2. Расчет производительности и мощности привода
- •5.3. Порядок расчета винтовых конвейеров
- •5.3. Порядок расчета винтовых конвейеров
1.2. Основы выбора типа транспортирующих машин
Д
Рис.2.Технологическая
схема торфобрикетного завода
1
– вагон, 2 – бункер, 3 – пластинчатый
питатель, 4 – конвейер сырья, 5 – магнитный
сепаратор, 6 – распределительный
конвейер, 7 – молотковая дробилка, 8 –
конвейер возврата, 9 – распределительный
конвейер, 10 – грохот, 11 – ковшевой
элеватор, 12 – конвейер отсева, 13 –
конвейер мелкой фракции, 14, 17 – сушильные
корпуса, 15 – вентилятор, 16 – циклон,18
– конвейер, 19 – распределительный
конвейер, 20 – пресс.
Выбранная транспортирующая машина должна отвечать совокупности технических факторов, требованиям техники безопасности и обеспечивать минимальные затраты на перемещение грузов. При этом необходимо учитывать возможности дальнейшего расширения производства и вопросы унификации применяемого оборудования с целью сокращения количества запасных частей.
Условия работы конвейеров в торфяных машинах чрезвычайно разнообразны, они имеют свои особенности. Почти все торфяные машины являются подвижными, следовательно, они должны иметь сравнительно небольшие габариты и массу.
Во многих торфяных машинах в технологическую цепь включают последовательно несколько конвейеров. При этом для предохранения от перегрузок последующий конвейер должен иметь производительность на 1-15% выше предыдущего [9].
К техническим факторам выбора типа транспортирующей машины относятся: физико-механические свойства груза, потребная производительность машины, направление, длина и конфигурация трассы перемещения груза, способ загрузки и разгрузки, а также возможность совмещения транспортирования материала с технологическими операциями.
Физико-механические свойства материала во многом предопределяют выбор типа транспортирующей машины. Так, для перемещения влажного фрезерного торфа можно использовать ленточный конвейер, а для высушенного, как и для других пылящих грузов, необходим герметичный транспорт. Именно поэтому для подачи сушенки в прессовое отделение (рис. 2) установлен скребковый конвейер.
Для предотвращения измельчения грузов, качество которых от этого ухудшается, следует использовать конвейеры, обеспечивающие их сохранность. Например, склад готовой продукции на торфобрикетном заводе (ТБЗ) загружается с помощью системы ленточных конвейеров, на которых скорость движения ленты уменьшена.
Кроме этого, рассматривая влияния данного фактора на выбор транспортирующей машины, необходимо учитывать, что не все конвейеры можно использовать для транспорта вязких и липких материалов. Для таких грузов не рекомендуются винтовые и вибрационные конвейеры.
От производительности машины зависит количество типов конвейеров. Так, для возврата отсева сырья на повторную переработку в подготовительном отделении ТБ3 установлен компактный ковшовый элеватор. Применить такую машину для подачи всего потока фрезерного торфа, поступающего в цех, не представляется возможным из-за ограниченной производительности. Поэтому для этой цели в специальной галерее установлен более длинный ленточный конвейер, который обеспечивает необходимый грузопоток.
Направление, длина и конфигурация трассы перемещения груза учитываются при выборе типа транспортирующей машину. Выбирают машину, которая обеспечивала бы перемещение материала на всю необходимую длину без промежуточных перегрузок в местах изменения направления движения. В связи с этим при больших расстояниях ленточный конвейер имеет преимущества по сравнению с винтовым и скребковым конвейерами. Он также позволяет изменять направление движения в вертикальной плоскости, в то время как, например, винтовой конвейер имеет прямолинейную трассу.
Способ загрузки и разгрузки накладывает дополнительные ограничения на возможность использования некоторых транспортирующих машин. Так, в нижней части приемных бункеров ТБЗ устанавливают пластинчатые конвейеры, прочность которых позволяет производить разгрузку вагонов, при которой материал на конвейер падает с большой высоты. Но такие конвейеры нельзя разгружать в промежуточных точках трассы. В качестве распределительных наиболее часто применяют винтовые, скребковые, реже ленточные конвейеры (рис. 2).
Совмещение транспорта груза с технологическими операциями является одним из главных требований при выборе транспортирующей машины. Именно благодаря этому требованию широкое применение находят вибрационные конвейеры, которые дают возможность совместно с перемещением производить сушку материала (вибросушилки) или его классификацию (виброгрохот). Пневмотранспорт также успешно совмещается с сушкой материала (в корпусах сушильных установок) и классификацией (пневмосепараторы). Пневмотранспорт позволяет так же легко выделять материал из потока воздуха в циклонах.
Окончательно выбирают транспортирующую машину на основании технико-экономических расчетов по соответствующим методикам и прейскурантам.
1.3. Характеристика транспортируемых грузов
Транспортируемые грузы подразделяются на штучные и насыпные. Насыпные грузы перемещаются навалом и характеризуются размером и формой частиц, плотностью, влажностью, углом естественного откоса и коэффициентами внутреннего и внешнего трения.
Насыпные грузы содержат куски разных размеров и подразделяются на сортированные (однородные по размерам) и несортированные -рядовые.
Для рядовых грузов amax/amin > 2,5, где amax, amin - размеры максимальных и Сортированные минимальных кусков, мм. Для сортированных грузов amax/amin ≤ 2,5. грузы характеризуются размером типичного куска a,
а рядовые - размером максимального куска a = amax при условии, что количество таких кусков по массе составляет > 10%, в противном случае a = 0,8amax.
По крупности частиц насыпные грузы подразделяются на категории (табл. 2)
Таблица 2
Наименование грузов |
Размер типичных кусков а, мм |
|
|
минимальный |
максимальные |
Кусковые: особо крупно- кусковые крупнокусковые среднекусковые мелкокусковые Зернистые: крупнозернисгые мелкозернистые Порошкообразные Пылевидные |
320 160 60 10
2 0,5 0,05 - |
- 320 160 60
10 2 0,5 0,05 |
Плотностью ρ (т/м3) груза называется отношение его массы к занимаемому объему. Величина плотности для большинства материалов изменяется в широких пределах в зависимости от размеров частиц и влажности (приложение 1).
Плотность фрезерного торфа зависит от его вида, зольности, степени разложения, влажности, формы и размеров тары. Для фрезерного торфа зольностью до 15% плотность может быть определена по формуле, предложенной Л. С. Аптом:
,
где KT - коэффициент, характеризующий вид торфа; для верхового KT = 0,01, для низинного KT = 0,04; R - степень разложения, %; w – относительная влажность торфа, %; h - средняя высота падения торфа при засыпке, м; b - толщина засыпаемого слоя, м.
Плотность сухого фрезерного торфа, определенная с помощью пурки, приведена в табл. 3 [7].
Таблица 3
Степень разложения, % |
Верховой торф
|
Низинный торф |
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 |
0,035 0,062 0,088 0.111 0,135 0,155 0,177 0,197 0,215 0,233 0,267 |
0,058 0,085 0,118 0,134 0,158 0,180 0,201 0,221 0,240 0,258 0,292 |
В процессе механической подготовки торфа - дробления и грохочения, его плотность уменьшается (табл. 5) [4].
При плотности брикетов ρбр, равной (1,1-1,2) т/м3, плотность насыпной массы брикетов можно принять 0,8 т/м3.
Таблица 4
Степень разложения, %
|
Зольность, % |
||||||
2 |
4 |
6 |
10 |
14 |
18 |
25 |
|
Верховой торф |
Низинный торф |
||||||
5 10 15 25 35 45 55 |
1.57 1,56 1,54 1,51 1,48 1,45 1,41 |
1,59 1,57 1,56 1,53 1,50 1,47 1,43 |
- 1,56 1,55 1,52 1,50 1,47 1,45 |
- 1,59 1,57 1,55 1,53 1,50 1,48 |
- 1,62 1,61 1,58 1,56 1,53 1,51 |
- 1,65 1,65 1,61 1,59 1,56 1,54 |
- 1,71 1,70 1,67 1,65 1,62 1,60 |
Углом естественного откоса φ называется угол между образующей конуса свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью (прилож. I) [1, 2]. Угол естественного откоса движущегося материала φд = 0,7φ.
Таблица 5
Степень разложения, %
|
Плотность, т/м3 |
|
до механической подготовки |
после механической подготовки |
|
20 - 30 30 – 35 40 - 45 50 55 |
0,227 0,363 0,385 0,442 0,440 |
0,203 0,336 0,359 0,430 0,432 |
Примечание. Массовая доля общей влаги в торфе в опытах составляла 50-55%.
Коэффициент внутреннего трения fвн характеризует трение между частицами внутри слоя материала (прилож. I). для сыпучих материалов, у которых отсутствует сцепление между частицами, угол внутреннего трения равен углу естественного откоса φ, при этом
Коэффициент наружного трения f в покое характеризует трение материала о поверхность соприкасающегося с ним твердого тела. Для строительных материалов ориентировочно можно принять коэффициент трения: по стали fc =0,75tgφ; дереву fд = 0,8tgφ; резине fд = 0,85tgφ; по бетону fд = ≈ tgφ. В движении коэффициент наружного трения fдв уменьшается: fдв = (0,7 – 0,9)f.
Коэффициент трения фрезерного торфа при скорости движения 0,02-0,2 м/с, по данным ВНИИТП, см. в табл. 6 [7].
Таблица 6
Влажность торфа, %
|
Давление, кПа
|
Материал поверхности |
|||
Сталь
|
Резина
|
Береза |
|||
вдоль слоев |
поперек слоев |
||||
45
73 |
5 13 5 13 |
0,72 0,80 0,80 0,72 |
0,6 - 0,77 0,76 |
0,6 0,63 0,79 0,76 |
0,56 0,59 0,79 0,75 |
Абразивность (режущая способность) - способность насыпных материалов изнашивать (истирать) соприкасающиеся с ним рабочие поверхности несущего органа: желобов, конвейерных лент, элементов тяговых цепей и др. По степени абразивности материалы подразделяются на группы: А - неабразивные; В - малоабразивные; С - средней и Д - высокой абразивности (прилож. I).
Кроме перечисленных основных физико-механических свойств сыпучих материалов при выборе транспортирующей машины необходимо учитывать особые свойства грузов: хрупкость, слеживаемость, смерзаемость, наличие острых кромок и др.
2. ЭЛЕМЕНТЫ КОНВЕЙЕРОВ С ГИБКИЙ ТЯГОВЫМ ОРГАНОМ
Основными частный машин непрерывного транспорта - конвейеров являются тяговые и несущие элементы, опорные и натяжные устройства, привод и поддерживающая металлоконструкция. Тяговые элементы воспринимают тяговое усилие, необходимое для перемещения транспортируемого груза. На несущей элементе располагается перемещаемый материал.
2.1. Тяговые элементы
В качестве тягового элемента в машинах непрерывного транспорта используются конвейерные ленты, тяговые цепа и в некоторых случаях канаты.
К достоинствам лент относится возможность сочетания двух функций: тягового и несущего элементов, малая масса, простота устройства и эксплуатации.
Недостатками лент являются относительно невысокая прочность по сравнению с цепями, сложность привода при больших тяговых усилиях, необходимость первоначального натяжения для создания определенных сил трения между лентой и приводным барабаном, ограниченная возможность транспортирования горячих и пылящих грузов.
Преимущества тяговых цепей:, высокая прочносгь, малые диамегры концевых звездочек, возможность передачи больших тяговых усилий и транспортирования горячих грузов. К недостаткам цепей относятся большая масса и стойкость, наличие большого числа шарниров, усложняющих эксплуатацию, а также ограниченная скорость движения в связи с дополнительными динамическими нагрузками.
Канаты в качестве тягового элемента имеют ограниченное применение вследствие сложности создания надежного привода, сложности крепления рабочих элементов к канату и замены отдельных его участков, пришедших в негодность.
2.1.1. Конвейерная лента.
Конвейерная лента – основной элемент конвейера. От правильного выбора, монтажа и эксплуатации ленты в большой степени зависит надежность работы и срок службы конвейера. Лента – наименее долговечный и наиболее дорогостоящий элемент, стоимость которого достигает 50 % общей стоимости конвейера. Ленты должны обладать прочностью, гибкостью, ограниченным удлинением (вытяжкой) под нагрузкой и износостойкостью рабочей поверхности. Резинотканевые конвейерные ленты, получившие наибольшее применение в ленточных конвейерах общего применения, изготовляют по ГОСТ 20–85. Конструкция резинотканевой ленты в общем виде представлена на рис. 2.
Резинотканевая лента имеет тяговый каркас из определенного количества тканевых прокладок (на рис.2 показан каркас из четырех прокладок), пропитанных резино-каучуковой смесью и завулканизированных в единое целое, покрытый со всех сторон защитным эластичным заполнителем также из резино-каучуковой смеси. Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в ленте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повреждений и истирания перемещаемым грузом, образуя над каркасом верхнюю (грузонесущую) и под каркасом – нижнюю (опорную) обкладки. Сверху над первой прокладкой каркаса в лентах, подвергающихся ударным нагрузкам, укладывают иногда грубую разреженную защитную (брекерную) ткань, предохраняющую каркас от повреждений при очень тяжелых грузах и тяжелых условиях эксплуатации. По бокам прокладки каркаса защищают борта из резиново-каучуковой смеси, которые в лентах для легких условий работы могут отсутствовать.
Ткань прокладки состоит из продольных нитей основы и поперечных нитей утка́. Для увеличения прочности используются ленты с синтетической тканью ткани из полиэфирных лавсановых (типа ТЛ), капроновых (типа ТК), анидных или нейлоновых (типа ТА) и комбинированных лавсано-хлопчатобумажных (типа БКНЛ) волокон. Известны случаи применения лент с прокладками из грубой хлопчатобумажной ткани простого плетения (бельтинга) для перемещения абразивных насыпных грузов.
Прочность одной тканевой прокладки каркаса характеризуют номинальной прочностью при разрыве тяговой прокладки по основе , Н/мм, и указывают цифрами в обозначении ткани прокладки.
Типы лент. При выборе типа ленты учитываются условия работы конвейера (табл. 7), характеристики перемещаемого груза и необходимая прочность. При перемещении большинства грузов, в том числе пищевых, применяются ленты общего назначения.
По ГОСТ 20–85 предусмотрен выпуск гладких резинотканевых конвейерных лент для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов типов 1 (подтипов 1.1 и 1.2), 2, 3 и 4 (табл. 7).
Лента типа 1 (подтип 1.1 – для очень тяжелых, подтип 1.2 – для тяжелых условий эксплуатации) – минимальная ширина ленты такого типа 800 мм; лента имеет резиновые обкладки рабочей и нерабочей поверхности и резиновые борта; каркас ленты изготавливается из тканей типов ТК-200, ТА-300, ТК-300, МК-300/100, ТА-400, ТК-400 и др. с нитями основы и утка из синтетического волокна с прочностью прокладки от 200 до 400 Н/мм. Минимальное число прокладок каркаса 3; между тканевыми прокладками каркаса должны быть резиновые прослойки; под резиновой обкладкой рабочей поверхности имеется защитная тканевая прокладка толщиной 3,2 0,4 мм или брекерная ткань толщиной 1,5 0,2 мм; минимальные толщины рабочей/нерабочей наружных резиновых обкладок 6/2 мм, причем толщина защитной прокладки или брекера в толщину обкладки рабочей стороны не входит; классы резины по физико-механическим показателям для наружных обкладок ленты А или Б; лента применяется в очень тяжелых (транспортирование высокоабразивных и абразивных крупнокусковых грузов, например руд черных и цветных металлов, крепких горных пород кусками размером до 500 мм, бревен диаметром до 900 мм) и тяжелых (транспортирование руд черных и цветных металлов кусками размером до 350 мм, известняка, доломита и других крупнокусковых материалов кусками размером до 500 мм, бревен диаметром до 900 мм) условиях эксплуатации. Лента может быть общего назначения (1.1 и 1.2), морозостойкая (1.1М и 1.2 М) и трудновоспламеняющаяся (1.2Ш и 1.2ШМ); температура окружающего воздуха от – 60 до +60 С.
Пример условного обозначения:
Лента конвейерная типа 1, подтипа 1.1 общего назначения, шириной 1600 мм, с четырьмя прокладками из ткани ТК-300, с рабочей обкладкой 8 мм и нерабочей – 2 мм из резины класса А: