Тема 13 Ланцюгові конвеєри

13.1 Пластинчасті конвеєри

Загальні відомості. Тяговим органом цих конвеєрів є ланцюги, які приводяться в рух зірочками. До ланцюгів прикріплені пластини, що утворюють настил, на якому транспортується вантаж. Конвеєри виготовляють, в основному, дволанцюгові. До переваг цих конвеєрів відносять: високу надійність для важких умов експлуатації; можливість транспортувати вантаж з більшим (порівняно з стрічковими) кутом підйому траси; транспортування більш широкого (порівняно з стрічковими) асортименту вантажу. Недоліки: велика лінійна маса; висока вартість; обмежена швидкість руху ланцюгів, до 1,25м/с; більш складне обслуговування внаслідок великої кількості шарнірних з'єднань, які вимагають регулярного змащування і догляду; велика затрата енергії.

Пластинчастий конвеєр, (див. рис. 13.1), складається з двох замкнутих ланцюгів з опорними котками 3, які огинають приводні 1 і натяжні 7 зірочки. Пластини 2, що утворюють замкнутий настил, прикріплені до ланцюгів, і рухаються по напрямних 4 станини 5. Натяг ланцюгів здійснюється натяжним механізмом 8. Завантаження конвеєра відбувається через воронку 6.

Пластинчасті конвеєри класифікують за конструкцією настилу, конфігурацією траси і призначенням. За призначенням розрізняють стаціонарні і пересувні конвеєри.

Основні параметри стаціонарних конвеєрів загального призначення встановлені за ГОСТ 22281-76.

Настил конвеєра є вантажонесучим елементом конвеєра. Він складається з окремих пластин листової сталі, рідше з деревини і пластмас. Розрізняють три види настилів: без бортів (див. рис. 13.2,б), з рухомими бортами (див. рис. 13.2,а), і нерухомими, закріпленими на рамі конвеєра (див. рис. 13.3,в).

Основними розмірами настила є ширина В і висота бортів h. Згідно з ГОСТ 22281-78 значення В: 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 мм; h – 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500 мм.

Кут нахилу конвеєра визначається характеристикою вантажу і типом настилу. Для практичних розрахунків орієнтовне допустиме значення кута нахилу визначається за формулою

β_adm< φ_P – 5, (13.1)

де φ_P – кут природного укосу вантажу в русі.

φ_P ≈0,7 φ (13.2)

Залежно від форми пластин і конструкції настилів виділяють такі модифікації пластинчастих конвеєрів: безбортовий плоский розімкнений(див. рис.13.2,д); безбортовий з хвилястим настилом (див. рис. 13.2,е); бортовий з хвилястим настилом (див. рис. 13.2,є); коробчастий (див. рис. 13.2,ж). Вибір того чи іншого типу настилу здійснюється залежно від виду вантажу і умов роботи (див. табл. 13.1).

Таблиця 13.1 - Типи пластинчастих конвеєрів і область їх застосування

Тип конвеєра	Область застосування
Бортовий плоский розімкнений рис. 13.2,д	Транспортування штучних вантажів для легких і середніх умов роботи.
Безбортовий плоский, рис. 13.2,б	Транспортування легких штучних і насипних вантажів (ρ≤0,6) з температурою до 300°С, які не вимагають ретельного ущільнення настилу, для легких та середніх умов роботи. Кут нахилу до 15°, продуктивність до 250т/год
Безбортовий хвилястий, рис. 13.2,е	Транспортування середніх (0,6<ρ≤1,2), і важких (1,2<ρ≤2) штучних та насипних вантажів з температурою до 300°С для легких, середніх і важких умов роботи, які вимагають захисту ходової частини від просипання. Кут нахилу до 15°, продуктивність більше 250т/год
Бортовий плоский, рис.13.2,а	Транспортування середніх (0,6<ρ≤1,2), важких (1,2<ρ≤2) і дуже важких (ρ>2) насипних вантажів з температурою до 300°С, які не вимагають ретельного ущільнення настилу, для середніх і важких умов роботи. Кут нахилу до 30°.
Хвилястий з рухомими бортами, рис. 13.2,є	Транспортування середніх (0,6<ρ≤1,2), важких (1,2<ρ≤2) і дуже важких (ρ>2) насипних вантажів з температурою до 300°С, які вимагають ретельного ущільнення настилу, для середніх і важких умов роботи. Кут нахилу до 30°.

Основні типи пластинчастих ланцюгів конвеєрів: втулкові (ПВ) (див. рис. 13.3,а); втулкові роликові (ПВР) (див. рис. 13.3,б); втулкові з гладкими котками на підшипниках ковзання (ПВК) (див. рис. 13.3,в); втулкові з ребордними котками на підшипниках ковзання (ПВКР) (див. рис. 13.3,г); втулкові з гладкими котками на підшипниках кочення (ПВКП) (див. рис. 13.3,д). Втулкові і втулкові роликові ланцюги застосовують для легких умов роботи, втулкові коткові – для середніх та важких умов роботи. Крок ланцюгів 100...1000мм. Основні розміри і параметри ланцюгів стандартизовані (ГОСТ 588-81) (див. табл.13.2).

Таблиця 13.2 - Параметри пластинчатих ланцюгів за ГОСТ 588 - 81

Ширина настилу, мм	400	500	650	800	1000	1200	1400	1600
Крок ланцюга, мм	250	320	400	400	500	500	630	630

Таблиця 13.3 - Рекомендовані типи настилів і тягові пластинчастих ланцюгів

Тип настилу	Густина ρ, т/м^3	Умови роботи	Тяговий ланцюг
Легкий	ρ≤0,6	Легкі	ПВ, ПВР
		Середні	ПВК
		Важкі	ПВКР
Середній	0,6<ρ≤1,2	Легкі	ПВР
		Середні	ПВК
		Важкі	ПВКР
важкий	1,2<ρ≤4	Легкі	ПВР
		Середні	ПВК
		Важкі	ПВКП

Приводи похилих конвеєрів обладнують зупинником або гальмом.

Зірочки для тягових ланцюгів поділяють на приводні, натяжні і відхиляючі. Число зубців зірочок – 5...8.

Проектний розрахунок пластинчатого конвеєра. Визначення ширини настилу. Залежно від умов роботи, виду і густини вантажу вибирають тип конвеєра (див. табл. 13.1), і тип настилу (див: табл. 13.3). Висота бортів настилу конвеєра визначається за таблицею 13.4.

Таблиця 13.4 – Рекомендована висота бортів при транспортуванні насипних вантажів

aMAX, мм	≤160	200	250	350	450	550
hMIH, мм	100	125	160	200	250	315

Продуктивність конвеєра визначається залежно від форми і розмірів поперечного перерізу вантажу на його настилі. На рисунку 13.4 зображений поперечний переріз насипного вантажу на настилі пластинчатого конвеєра.

Для безбортового настилу (див. рис. 13.4,а) приймають

φ₁ = 0,4 φ₁, b = 0,85 B_H , (13.3)

де φ - кут природного укосу вантажу в стані спокою;

В_H - ширина настилу.

Площа поперечного перерізу насипного вантажу визначається за формулою:

(13.4)

Продуктивність конвеєра

Q =3600·A₁·ρ·V·K_β = 648· ··ρ·V·K_β·tg(0,4φ) , т/год (13.5) Розрахункова ширина безбортового настилу

, м (13.6)

Площа насипного вантажу для настилу з бортами (див. рис.13.4,б)

А = А₂ + А₃ = В_н .h₂ + . (13.7)

Для бортового настилу вводять коефіцієнт ψ, який характеризує наповнення перерізу настилу по висоті його бортів h.

ψ = = 0,65...0,8.

Продуктивність конвеєра, за φ₁ = 0,4 φ,

Q =3600·A·ρ·V =3600·(0,25· ·K_β·tgφ₁+B_H·h·ψ)ρ·V=

=900·B_H·ρ·V·[B_H· K_β·tg·(0,4φ)+4hψ]·m/год. (13.8)

Розрахункова ширина бортового настилу

B_{H. P.}= , (13.9)

де V – задане значення швидкості транспортування вантажу,м/с;

Q – задана продуктивність,т/год;

ρ - густина вантажу,т/м³;

К_β – коефіцієнт, який враховує зменшення площі поперечного перерізу вантажу внаслідок нахилу настилу.

Значення коефіцієнта К_β

К_β = . (13.10)

Під час транспортування великих грудкуватих вантажів – А₃=0. При цьому

А=А₂=В_н ·h₂=В_Н ·h·ψ. (13.11)

Продуктивність конвеєра

Q =3600·A·ρ·V = 3600·B_H·h·ψ·ρ·V , т/год . (13.12)

Розрахункова ширина настилу для транспортування великих грудкуватих вантажів

B_{H. P.} = . (13.13)

Мінімально допустиме значення ширини настилу для транспортування насипних вантажів визначається залежно від грудкуватості вантажу

, м (13.14)

де X – коефіцієнт однорідності вантажу.

Для сортованого вантажу приймають Х=2.7, для рядового – X=1,7.

Умова вибору стандартного значення ширини настилу має вигляд:

B_H.C ≥B_MAX{B_H.P; } (13.15)

Визначення стандартного значення швидкості транспортування. Розрахункове значення швидкості транспортування для бортового настилу

, м./с . (13.16)

Згідно з умовою V_С.МІН<V_Р і V_С.МАХ>V_Р вибирають, два значення V_С.МІН і V_С.МАХ з ряду: 0,05; 0,063; 0,071; 0,08; 0,09; 0,1; 0,11; 0,12; 0,14; 0,16; 0,18; 0,2; 0,22; 0,25; 0,28; 0,32; 0,36; 0,4; 0,45; 0,5; 0,56; 0,63 і 0,71 м/с і визначають для цих швидкостей транспортування розрахункову продуктивність конвеєра Q_P.1 і Q_P.2 за формулою (13.5) або за формулами (13.8), (13.12).

Умова прийняття стандартного значення швидкості транспортування за ГОСТ 22644-77 - Q_P≥Q, тобто з двох значень V_С.МІН і V_С.МАХ вибирають значення, за якого розрахункова продуктивність конвеєра більша або рівна заданій. Якщо Q_Pмін<Q, то значення Q_Pмін можна приймати, якщо його відхилення від заданого не перевищує допустимого значення.

(13.17)

Вибір ланцюга конвеєра. Залежно від умов роботи і густини вантажу, та типу вибраного настилу, за таблицею 13.3, вибирають тип тягового ланцюга. Крок ланцюга вибирають за таблицею 13.2 залежно від ширини настилу.

Залежно від вибраного типу ланцюга та його кроку визначають величину розривного зусилля F_РЗ (див. табл.13.5).

Тяговий розрахунок конвеєра. Для розрахунку натягу тягового елемента пластинчастих конвеєрів, незалежно від складності траси, застосовують універсальний метод обходу контура.

Згідно з цим методом контур траси конвеєра розділяють на окремі ділянки – прямолінійні (горизонтальні та похилі), криволінійні (відхилення ланцюга на зірочках), ділянки завантаження і розвантаження. Нумерацію починають з точки траси конвеєра, в якій величина натягу ланцюга найменша. Для конвеєрів, траса яких складається тільки з горизонтальних ділянок, такою точкою є точка збігання ланцюга з приводних зірочок. Для конвеєрів, траса яких містить похилі прямолінійні ділянки, мінімальний натяг ланцюга буде в точці збігання з приводних зірочок, без урахування сил опору на криволінійних дільницях, за виконання умови

Таблиця 13.5 - Тяговы пластинчасты ланцюги за ГОСТ 588–81

Тип	Тяговий ланцюг ПВ
К-к t,мм	100	125		160	200	250	320	400
ВBH, мм	32			44			-
FP, кH	125			200
ВBH, мм	-			52
FP, кH	-			300
ВBH, мм	-			-			60
FP, кH	-			-			500
ВBH, мм							70
FP, кH							700
ВBH, мм								82
FP, кH								1000
Тип	Тяговий ланцюг ПВР
К-к t,мм	100		125	160	200	250	320	400
ВBH, мм	32,38
FP, кH	125
ВBH, мм			44
FP, кH			200
ВBH, мм	-			52
FP, кH				300

Продовження таблиці 13.5 - Тягові пластинчасті ланцюги за

ГОСТ 588-81

Тип	Тяговий ланцюг ПВР
К-к t,мм	125	160	200	250	320	400	500
ВBH, мм				60
FP, кH				500			-
ВBH, мм		-		70
FP, кH				900
ВBH, мм						82
FP, кH						1000
Тип	Тягові ланцюги ПВК,				ПВКР, ПВКП
К-к t,мм	200	250	320	400	500	630
ВBH, мм	50
FP, кH	200
ВBH, мм		52
FP, кH		300
ВBH, мм			60				-
FP, кH			500
ВBH, мм			70
FP, кH			700
ВBH, мм			82
FP, кH			1000

q₀·Σl_і·ω> q₀·H (13.18)

де Σl_і - сумарна довжина прямолінійних ділянок траси конвеєра між точкою зходження ланцюга з приводних зірочок і найнижчою точкою холостої нитки,м;

ω - коефіцієнт опору переміщенню ланцюга (див. табл.13.6);

q₀ - лінійне навантаження від ваги настилу;

Н - сумарна висота похилих прямолінійних ділянок траси.

За умови q₀·Σl_і·ω> q₀·H мінімальний натяг ланцюга буде у найнижчій точці траси холостої нитки конвеєра.

Величина мінімального натягу S₁ складає 5% від величини розривного зусилля F_P3 (див. табл.13.5), але не менше 500Н на один ланцюг.

Натяг гнучкого органу в будь-якій точці траси визначається за формулою:

S_i= S_i-1±W_i-1;I ,H, (13.19)

де S_i-1 - натяг у попередній точці траси і - 1; W_i-1;I - опір траси на відрізку між точками і - 1 та і.

Знак "+" - для прямолінійних ділянок при підйомі вантажу, знак "-" - при його опусканні на цих ділянках.

Опір переміщенню робочої нитки настилу на прямолінійних ділянках траси

W_Pi-1;I =(q_B+q₀)L_i-1;i(ω·cosβ ± sinβ), Н/м. (13.20)

При переміщенні холостої нитки

W_Xi-1;I =q₀·L_i-1;i(ω·cosβ ± sinβ), Н/м , (13.21)

де L_i-1;i - довжина траси між точками і-1 та і, м.

При проектному розрахунку лінійні (погонні) навантаження від ваги настилу визначають за формулою:

q₀ = 600·B_H.C +A, H/м , (13.22)

де А - емпіричний коефіцієнт, значення якого наведені в таблицях 13.7 і 13.8.

Лінійні навантаження від сил ваги вантажу визначаються за формулою:

,Н/м. (13.23)

Таблиця 13.6 - Орієнтовні значення коефіцієнта опору ω для пластинчатих коткових ланцюгів за ГОСТ 588 - 81.

Тип ланцюга	Діаметр валика,мм	Умови роботи конвеєра
		легкі	середні	важкі
ПВ	-	0,2...0,25	0,3...0,35	0,4...0,45
ПВР	-
ПВК	<20	0,07	0,09	0,11
	>20	0,06	0,08	0,1
ПВКР	<20	0,08	0,1	0,13
	≥20	0,07	0,09	0,12
ПВКП	24	0,013	0,02	0,028
	30	0,012	0,017	0,026
	36	0,011	0,017	0,025
При роботі зимою в неопалюваному приміщенні або на відкритому повітрі значення ω збільшувати в 1,5раза

Опір на криволінійних ділянках траси створюється при обгинанні ланцюгом поворотних, відхиляючих і приводних зірочок тільки за умови випуклості ланцюга. Для ввігнутого ланцюга цей опір рівний нулю. Величина опору на криволінійних ділянках визначається за формулою:

Таблиця 13.7 - Орієнтовні значення коефіцієнта А для настилу з бортами

Тип настила	Ширина настала, м
	0,4...0,5	0,65...0,8	>0,8
легкий	400	500	700
середній	600	700	1000
важкий	800	1100	1500

Таблиця 13.8 - Орієнтовні значення коефіцієнта А для безбортового настилу

Тип настила	Ширина настала, м
	0,4...0,5	0,65...0,8	>0,8
легкий	350	450	600
середній	500	600	900
важкий	700	1000	1300

W_i-1;I = S_i-1 (K_KP –1), (13.24)

де K_KP - коефіцієнт опору криволінійної ділянки. При проектному розрахунку конвеєра приймають: K_KP=1,05...1,08 – на поворотних і приводних зірочках, більші значення для важких умов роботи; для інших криволінійних ділянок (відхиляючі зірочки) - K_KP = 1,01...1,02 - при α<90°; K_KP =1,02... 1,03 - при 90°≤α<180°; K_KP=1,03...1,04 - при α≥180°. α - кут обхвату стрічкою криволінійної ділянки.

За формулами тягового розрахунку визначаємо натяг ланцюга в усіх точках траси.

Якщо мінімальний натяг ланцюга буде у найнижчій точці холостої нитки траси то натяг ланцюга у точках траси, розміщених між цією точкою і точкою сходження ланцюга з приводної зірочки, визначається у зворотному порядку.

Перевірний розрахунок вибраного ланцюга. Динамічне навантаження на ланцюг визначається за формулою:

, (13.25)

де L_K – загальна довжина конвеєра,м;

z - число зубців приводної зірочки, z=5...8;

t - крок ланцюга,м;

k₁ – коефіцієнт зведення маси (див. табл.13.9).

Таблиця 13.9 - Значення коефіцієнта k₁

Довжина конвеєра, м	k1
Менше 25	2
25...60	1,5
Більше 60	1

Якщо V_C<0,2 м/с, то динамічним навантаженням на ланцюг нехтуємо.

Тягове зусилля на приводних зірочках

F₀=S_НБ – S_ЗБ +(К_КР –1)(S_НБ+S_ЗБ), (13.26)

де S_НБ і S_ЗБ - натяги відповідно в набігаючій і збігаючій вітці ланцюга;

К_КР - коефіцієнт опору приводної зірочки.

Максимальний статичний натяг ланцюга

F_СТ.МАХ = 1,05(S_min +F₀), H, (13.27)

де S_min - мінімальний натяг ланцюгів.

Розрахункове значення натягу ланцюга

F_P = F_СТ.МАХ + F_ДИН,Н . (13.28)

Для двохланцюгового тягового органу приймають

(13.29)

Для одноланцюгового - .

Умова міцності для вибраного ланцюга має вигляд

F_P ≥ K· , (13.30)

де К - коефіцієнт запасу міцності. Для горизонтальних конвеєрів - K=6...8, для конвеєрів з похилими прямолінійними ділянками - К= 8...10.

Визначення потужності на приводній зірочці конвеєра.

Розрахункове значення потужності на приводних зірочках

Р_POЗP=F₀·V_C (13.31)