Тема 4.4 Машины и устройства непрерывного действия

Назначение и классификация конвейеров

Конвейерами называют машины непрерывного действия, рабочие органы которых позволяют перемещать сыпучие и кусковые грузы непрерывным потоком или штучные грузы с определенными интервалами. Конвейеры чаще всего используются как транспортное средство, перемещающее груз от одной перегрузочной операции к другой. Кроме того, они могут выполнять и штабелирующие операции. В конструкциях многих погрузочно-разгрузочных машин непрерывного действия конвейеры — важнейший составной элемент, транспортирующий груз от захватного органа (приемного бункера) до места погрузки в вагоны, автомобили, бункеры или на участки склада.

Конвейеры по роду привода подразделяют на три группы: механические, пневматические и гидравлические. Механические конвейеры бывают с гибким и без гибкого тягового органа. У первых тяговым органом служат лента, канат или цепь, вторые — это винтовые, приводные роликовые и инерционные конвейеры. В отдельную группу выделены самотечные гравитационные конвейеры, перемещающие груз по наклонным плоскостям за счет составляющей силы тяжести груза. К ним относятся также простые роликовые и винтовые спуски.

По конструктивным признакам конвейеры подразделяются на ленточные, канатно-ленточные, цепные, пластинчатые, лотковые, скребковые, винтовые, инерционные, вибрационные и гравитационные.

Ленточные конвейеры

В ленточных конвейерах лента является и тяговым, и грузонесущим органом. Эти конвейеры бывают стационарные и передвижные. Ленточные конвейеры используются для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на значительные расстояния. Производительность ленточных конвейеров колеблется в широких пределах и достигает 1000 т/ч и более, зависит от ширины и скорости движения ленты. Ширина ее (ГОСТ 20-76) колеблется от 300 до 2000 мм, а рекомендуемые скорости 0,8—4 м/с. Ленточными конвейерами грузы можно транспортировать и под углом к горизонту, значения которого зависят от свойств перемещаемого груза и конструкции используемой ленты. Стационарные ленточные конвейеры предназначены для горизонтального и наклонного перемещений сыпучих, кусковых, тарных и штучных грузов. Длина одной секции конвейера достигает 4,5 км, а конвейерных линий — 12 км и более. Производительность стационарных ленточных конвейеров до 20 тыс. т/ч.

Передвижные ленточные конвейеры служат для перемещения сыпучих, кусковых и мелкоштучных грузов на другие транспортирующие устройства и в отвал, как в горизонтальной, так и в наклонной плоскостях. Конвейер монтируют на двухколесном шасси. Привод его состоит из электродвигателя, редуктора и цепной передачи. Загрузка происходит через бункер, установленный над натяжным барабаном, а разгрузка обеспечена непосредственно с ленты, огибающей приводной барабан. Передвигают конвейер вручную.

Определение производительности конвейеров.

При перемещении штучных грузов техническая производительность ленточных, пластинчатых и скребковых конвейеров определяется по формуле (24.3)

Для сыпучих и кусковых грузов производительность ленточных конвейеров с плоской лентой (т/ч)(28.1)

где В — ширина ленты, м;

0,9В—0,05 — ширина поверхности ленты, перемещающей груз, с учетом свободного поля у бортов во избежание просыпания груза, м;

v — скорость движения конвейерной ленты, м/с;

ρ — угол естественного откоса груза в движении, град (0,4—0,6 угла естественного откоса в покое).

Техническая производительность конвейера с желобчатой лентой (т/ч)

Птж = kж(0,9В – 0,05)2 v γ, (28.2)

где kж — коэффициент, зависящий от формы сечения груза на полотне конвейера;

γ — плотность груза, т/м3.

При угле естественного откоса груза в движении и угле наклона трехроликовой опоры 20°, 30° и 36° значения коэффициента соот ветственно равны 470—550, 550—625 и 585—655.

Техническая производительность наклонных ленточных конвейеров по сравнению с горизонтальными уменьшается в зависимости от угла наклона ленты к горизонту:

Угол наклона ленточного конвейера, град . . . . . . . . . . . .10 15 20 25 30

Уменьшение производительности по отношению к

производительности горизонтального конвейера, % . .5 10 17 23 43

Конвейеры с цепным тяговым органом

К конвейерам с цепным тяговым органом относятся пластинчатые, скребковые и подвесные. Назначение цепей в этих конвейерах — передача движения от приводных звездочек грузонесущему органу.

Пластинчатые конвейеры служат для перемещения тяжелых штучных грузов, крупнокусковых материалов и особенно острокромчатых, а также грузов, нагретых до высокой температуры.

В качестве несущего органа служит настил из лотков или пластин (металлических или деревянных), соединенных цепью.

Производительность пластинчатых конвейеров — 2000 т/ч, скорость тягового элемента до 1 м/с, ширина настила 400 —1600 мм.Пластинчатые конвейеры выполняются в основном как стационарные устройства и очень

Скребковый конвейер применяется для перемещения различных пылевидных, зернистых и кусковых грузов. В этих конвейерах груз перемещается по неподвижному желобу при помощи скребков, закрепленных на движущейся цепи. Скребковые конвейеры часто применяют в качестве питателей в погрузочно-разгрузочных машинах.

Производительность скребковых конвейеров 50—350 т/ч, скорость 0,16—1 м/с, ширина скребков 200—1200 мм, высота 100—400 мм.

Рабочей ветвью скребкового конвейера могут быть как нижняя, так и верхняя ветви. Имеются конвейеры, у которых и нижняя, и верхняя ветви рабочие, перемещающиеся по самостоятельным желобам. Разновидность скребковых представляют конвейеры с погрузочными скребками, в которых желоб разделен на две части (одна для рабочей ветви, а другая для холостой). Груз заполняет сплошной массой все сечение рабочей ветви желоба или большую ее часть.

На складах многоярусного хранения грузов промышленных предприятий находят применение цепные подвесные конвейеры. Определение производительности конвейеров. Техническая производительность пластинчатых конвейеров с плоской поверхностью настила с учетом заполнения несущей поверхности по ширине, равной 0,85 В, (т/ч)

Птп = 650В2 v γ tgρ. (28.3)

Техническая производительность скребкового конвейера (т/ч)

Птс = 3600 ψВ v η γ, (28.4)

где В — ширина скребка, м; h — высота скребка, м;

ψ — коэффициент заполнения желоба (ψ = 0,5—0,8, при легко сыпучих мелких грузах принимают меньшие значения);

v — скорость движения конвейера (скребка), м/с;

ρ — угол естественного откоса груза в движении, град;

γ — плотность груза, т/м3.

Винтовые и инерционные конвейеры

Винтовые конвейеры применяют при транспортировании в горизонтальном и наклонном направлениях (под углом до 20°) сухих сыпучих материалов (цемента, извести, песка, минеральных удобрений и др.). Рабочим органом у них служит вин (шнек), сплошной, ленточный или лопастный, установленный в металлическом желобе. Сверху желоб накрыт крышкой, к которой прикреплены подшипники, служащие опорами для вала шнека.

Загрузочные и разгрузочные патрубки могут быть расположены в любом месте конвейера. При сообщении вращательного движения винту его лопасти перемещают насыпанный в желобе груз.

Оределение производительности конвейеров. Техническая производительность винтовых конвейеров (т/ч) (28.5)

где D — диаметр винта, м;

S — шаг винта, м;

n — частота вращения, б/мин);

ψ — коэффициент заполнения желоба (ψ принимают для желых абразивных грузов 0,125—0,25, легких малоабразивных 0,32 и длялегких неабразивных 0,4);

γ —плотность груза, т/м3.

Техническая производительность инерционных и вибрационных конвейеров (т/ч)

Пт = 3600ψ B h v γ, (28.6)

где В — ширина рабочей поверхности конвейера, м;

h — высота слоя груза, м (50—100 мм);

ψ — коэффициент заполнения желоба (ψ = 0,5—0,6);

v — скорость движения конвейера, м/с;

γ — плотность груза, т/м3.

Элеваторы

Элеваторами называют машины непрерывного действия, предназначенные для вертикального или близкого к нему наклонного перемещения штучных, кусковых или сыпучих грузов. По типу тягового органа они разделяются на ленточные и цепные.

В зависимости от вида захватных приспособлений элеваторы бывают ковшовые (нории) для сыпучих грузов, люлечные или с жесткими захватами для штучных грузов. Производительность ковшовых элеваторов до 600 м3/ч, высота подъема до 60 м. К элеваторам для штучных грузов относятся также бревнопогрузчики и штабелеры для досок.

Определение производительности элеватора.

Техническая производительность ковшовых элеваторов (т/ч)(28.7)

где е0 — вместимость ковша, л;

а — расстояние между ковшами (шаг), м;

v — скорость тягового элемента, м/с;

ψ — коэффициент заполнения ковша, принимаемый для порошкообразных грузов и продуктов размола 0,8—1,0; для зерновых 0,75—0,9; кусковых грузов средних размеров 0,6—0,7; тяжелых крупнокусковых грузов 0,5—0,6 (0,6—0,85);

γ — плотность груза, т/м3.

Техническая производительность элеваторов для штучных грузов определяется по формуле (24.3).

Механические погрузчики непрерывного действия

Погрузчики непрерывного действия выполняются обычно самоходными и служат для погрузки из штабелей в вагон и автомобили, а также для перегрузки из отвалов в штабеля сыпучих и кусковых грузов. У погрузчиков данного типа черпание, перемещение и разгрузка грузов совмещены в непрерывный процесс.

Каждый погрузчик имеет зачерпывающий орган (питатель), основной конвейер или элеватор, отвальный или разгрузочный конвейер, ходовую часть, силовые установки и трансмиссии. Производительность погрузчика 130 м3/ч. Для погрузки угля, бокситов, руды, минерально-строительных грузов в подвижной состав используют роторно-ковшовые погрузчики. Производительность таких погрузчиков 200—1000 м3/ч и более. Погрузочная машина с подгребающими лапами предназначена для погрузки угля, породы, минерально-строительных и других грузов в различные транспортные средства. Производительность этого погрузчика 50 м3/ч.

Пневматические и гидравлические установки

Действие пневматических установок основано на перемещении материала в потоке воздуха. По принципу действия они бывают всасывающего, нагнетательного и комбинированного типа. В системе трубопроводов установок всасывающего типа создается разряжение (вакуум). Если при этом заборное сопло опустить в груз, то его частицы под действием воздуха будут увлекаться в трубопровод. Поток грузовоздушной смеси поступает в осадительную камеру, где поперечное сечение его, а следовательно, и скорость резко изменяются. Частицы груза теряют кинетическую энергию и оседают в камере. Воздух, проходя через фильтры, выбрасывается в атмосферу.

В установках нагнетательного типа груз самотеком или механическими средствами подается в смесительные камеры. В них же поступает сжатый воздух. Грузовоздушная смесь транспортируется к месту складирования под избыточным давлением. Это позволяет перемещать грузы на бóльшие расстояния, чем при использовании установок всасывающего типа. В установках комбинированного типа материал всасывается в заборный орган благодаря разрежению воздуха, а транспортируется в нагнетательном трубопроводе за счет избыточного давления.

Наибольшее распространение на станциях получили пневморазгрузчики всасывающего и комбинированного типов, предназначенные для выгрузки зерна, пылевидных и порошкообразных материалов из крытых вагонов и судов в приемные устройства или раздаточные бункера.