Ковшовые конвейеры

4.3.3.1 Элементы конвейеров, выбор основных параметров.

Ковшовые конвейеры (рис. 4.32) имеют схемы трассы такие же, как и скребково-ковшовые, но их конструкции и способ перемещения груза имеют существенные отличия.

Рис. 4.32. 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

Ковшовые конвейеры перемещают сухие, хорошо сыпучие пылевидные, зернистые и мелкокусковые грузы на предприятиях химической и угольной промышленности, цементных заводах и др.; имеют такие же схемы трассы, как и скребково-ковшовые конвейеры.

Ковши размещаются между двумя пластинчатыми катковыми цепями на свободных шарнирах, ось подвешивания ковша располагается выше его центра тяжести, благодаря чему ковши постоянно сохраняют устойчивое отвесное положение на всех участках трассы без дополнительной фиксации и автоматический возврат в исходное положение после опрокидывания для разгрузки (рис. 4.33).

Рис. 4.33. Ходовая часть ковшового конвейера с сомкнутыми ковшами:

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

4 – ролик; 5 – ось; 6 – упоры

Загрузка производится на нижнем горизонтальном участке, разгрузка – в любом месте верхнего горизонтального участка.

Основные параметры ковшовых конвейеров: ширина ковшей 400; 500; 650; 800; 1000 мм; скорость движения полотна 0,16 – 0,4 м/с; производительность 10–500 т/ч; длина горизонтальных участков до 150 м; высота подъема до 60 м.

Привод редукторный с автоматическим тормозным устройством, натяжное устройство – винтовое, пружинно-винтовое. Основным недостатком является возможность раскачивания и ударов ковшей друг о друга при скорости более 0,4 м/с.

Ходовая часть ковшового конвейера выполняется с сомкнутыми и расставленными ковшами. Ковши ковшового конвейера выполняются сварными из листовой стали толщиной 2–6 мм и подвешивают на консольных осях, которые установлены на пластинах цепи [2]. Ковши устанавливают сплошным сомкнутым строем или расставленными на ходовой части (рис. 4.34). 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 располагаются на некотором расстоянии друг от друга, поэтому загрузка производится порционно с помощью дозирующих устройств.

Рис. 4.34. Схемы ходовой части конвейера

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

Разгрузка ковшей (рис. 4.35) выполняется с помощью принудительного воздействия на них разгрузочных шин, установленных на тележке, передвигаемой по всему фронту разгрузки.

Рис. 4.35. Разгрузочное устройство ковшового конвейера

Ковши конвейера упираются направляющими в нажимную шину и опрокидываются 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 наклона ковша и перевода его первого (по ходу) козырька из верхнего положения в нижнее или наоборот.

Тяговым элементом ковшовых конвейеров являются две пластинчатые цепи с катками с ребордами на подшипниках скольжения или качения с шагом 315, 400, 500, 630, 800 и 1000 мм.

Движение полотну передается от редукторного привода с тормозным устройством. Натяжение цепей производится с помощью винтового, пружинно-винтового или грузового натяжного устройства, ход натяжного устройства Х ≥ 1,6 t_ц. Привод устанавливается 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.

4.3.3.2 Особенности расчета ковшового конвейера

Расчет ковшового конвейера выполняется в два этапа: предварительное определение основных параметров и ходовой части по исходным данным; поверочный расчет с параметрами, определенными в первом этапе [1].

Производительность ковшового конвейера

, (4.31)

где v₀ – 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_к – шаг ковшей, м.

Размеры ковша проверяют по условию кусковатости.

Предварительное натяжение тяговых цепей

S_max= {S₀+ω[(q_г+q₀)L_г+q₀L_х] + (q_г+q₀)H}(1+0,1y), (4.32)

где S₀ – начальное натяжение цепей, принимается S₀ = 20–30 кН;

L_г – длина загруженных горизонтальных участков, м;

L_х – длина порожних горизонтальных участков, м;

Н – высота подъема груза, м;

у – количество поворотных устройств (включая НУ).

Расчетное усилие на одну цепь

S_расч = 1,15 S_max / 2. (4.33)

Расчет размеров тяговых цепей проводится с учетом динамических нагрузок. По расчетному усилию выбирают тяговую цепь и определяют нагрузки q₀и q_г, q₀ – распределенная масса движущихся частей, q₀ = (250–300)В, В – ширина ковша, м; q_г – распределенная масса груза на 1м полотна конвейера, q_г = Q / 3,6 v.

Определение сил сопротивлений.

На горизонтальных прямолинейных участках:

– для загруженной ветви W_г= (q_г+ q₀) L_гω;

– для холостой ветви W_х = q₀ L_хω.

На поворотных и натяжных устройствах

W_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

W_р = 1,2 (m_к g + q_г t_к), (4.35)

где m_к – масса порожнего ковша, кг;

t_к – шаг ковша, м.

Максимальное натяжение цепей S_max = S_нб.

Окружное усилие на приводных звездочках

P₀ = S_нб – S_сб (4.36)

Крутящий момент на приводном валу

М_пр = (Р₀ D₀) / 2 η_пр , (4.37)

где D₀ – диаметр начальной окружности приводных звездочек, см;

η_пр = 1 / ξ – кпд привода вала.

Мощность электродвигателя

N = v k₃ΣW /η, (4.38)

где k₃ – коэффициент запаса;

По рассчитанной мощности двигатель выбирается по каталогу.

Тормозной момент

М_т = (q_г H – c_тΣW)(D₀ / 2)η_пр = [q_г Н – с_т(Р – q_г Н)] (D₀ / 2)η_пр , (4.39)

где с_т – коэффициент уменьшения сопротивлений.

Подробный тяговый расчет производится методом обхода по контуру (рис. 4.36), начиная с точки наименьшего сопротивления – точки (0), формулы для расчета представлены в табл. 4.5.

Рис. 4.36. Схема для подробного тягового расчета

Поверочный тяговый расчет заключается в определении и последовательном суммировании сил сопротивления по контуру трассы: от точки наименьшего натяжения по направлению движения; от точки наименьшего натяжения против направления движения до привода.

Таблица 4.5

Формулы к подробному тяговому расчету ковшового конвейера