Конвейерные системы

Конвейерные системы представляют собой совокупность конвейеров одного или разных типов, погрузочно-разгрузочных и перегрузочных устройств, накопи­телей и устройств автоматического управления. В зависимости от назначения раз­личают транспортные, распределительные, сортировочные, накопительные и комбинированные конвейерные системы. Работой конвейерной системы может управлять ЭВМ в реальном масштабе времени.

При этом в компьютере ведется динамическая модель транспортно-грузового процесса, отражается реальное состояние базовых элементов системы, к которым относятся, в частности, конвейеры. Ниже рассматриваются наиболее распростра­ненные в транспортно-грузовых комплексах типы конвейеров.

5.2.1. Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и поло­гонаклонном направлениях разнооб­разных насыпных и штучных грузов, а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возмож­но­сти получения высокой производи­тельности. Современные лен­точные конвейеры на от­крытых разра­ботках угля могут транспортировать до 30000 т/ч вскрышной породы, обеспечи­вая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 мин. Даль­ность транс­портирования достигает 3 … 4 км в одном конвейере и до 100 км в систе­ме из несколь­ких конвейеров. Они просты по конструкции, удобны в экс­плуатации и имеют высокую надежность.

По расположению на местности лен­точные конвейеры разделяют на стацио­нарные и подвижные, передвижные и переносные, переставные (для карьеров от­крытых разработок) и надводные, пла­вающие на понтонах.

По конструкции и назначению разли­чают ленточные конвейеры общего на­зна­чения и специальные. По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокат­ной и проволочной лентой. Наиболь­шее распространение получили конвей­еры с прорезиненной лентой. По кон­струкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают лен­точные конвейеры, у кото­рых лента является грузонесущим и тяговым элементом.

Ленточный конвейер (рис. 5.1) имеет станину 6, на концах которой устано­в­лены два барабана: передний 7 - при­водной и задний 1 — натяжной. Верти­кально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддержива­ется опорными роликами, называемыми роликоопорами, — верхни­ми 4 и ниж­ними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов при­меняют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.

Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, в которые груз попадает из бункеров. Для открывания и закрывания выпускных отверстий бункеров служат затворы. Они могут быть ручными или механическими (электрическими, гидравлическими или пневматическими). По способу действия различают затворы, отсекающие поток груза и создающие подпор. Затворы имеют ограниченные возможности для регулирования исходящего потока.

Для обеспечения равномерного и регулируемого потока служат питатели. Выгрузка насыпного груза из бункера с помощью питателя характеризуется активным воздействием его рабочих элементов на груз. Это особенно важно при переработке плохосыпучих грузов. Применяют две группы питателей: одна построена на базе конвейеров малой длины, а другая (барабанные, дисковые, цепные, лопастные питатели) не имеет конвейерных прототипов и служит для непосредственной выдачи груза у отверстия бункера.

Транспорти­руемый груз перемещается на верхней (грузо­несущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (об­ратной). Возможно также транспор­тирование грузов одновременно по верхней и нижней ветвях ленты в раз­ных направлениях.

Груз выгружается на переднем бара­бане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвей­ера при помощи разгрузочных устройств: плуж­ковых 3 или бара­банных разгружателей. Наружная по­верхность ленты очищается от прилип­ших к ней частиц груза очистным устройством 9, установленным у пе­ре­днего барабана 7.

В мире накоплен значительный опыт проектирования и эксплуатации лен­точ­ных конвей­еров большой мощности. На Курской магнитной анома­лии работает мощная кон­вейерная система протяженностью около 14 км, включающая 11 пере­грузочных пунктов и предназначенная для транспор­тирования руды из карьера на обогати­тельную фабрику. Фирмой "Крупп" (ФРГ) принята в экс­плуатацию линия из 11 конвейеров общей протяженностью 100 км. Средне­годовая производитель­ность линии 10 млн. т, ши­рина резинотросовой ленты 1000 мм, скорость движе­ния 4,5 м/с.

Разработана конвейерная система ФРГ — Нидерланды протяженно­стью 206 км, ко­торая транспортирует руду Рурского промышленного района. Произ­водитель­ность системы 7200 т/ч, скорость ленты до 5 м/с, ширина ленты 1400 мм. Линия состоит из 28 ставов по 7,4 км каждый.

Основными параметрами ленточного конвейера являются производительность, ширина и скорость движения ленты, мощность двигателя. При выборе ленточного конвейера под заданный годовой грузопоток его потребная часовая производи­тельность Q_ч равна:

,

где к_н – коэффициент неравномерности загрузки (к_н=1,2);

Q_г – годовой грузопоток, т;

Т – годовой фонд времени работы конвейера, ч.

С другой стороны, производительность конкретного конвейера зависит от скоро­сти движения ленты и количества груза груза на ней:

, т/ч, (5.1)

где q - погонная нагрузка на единицу длины конвейера, кг/м;

V – скорость движения ленты, м/с.

При движении груза непрерывным потоком постоянного сечения

q = 1000Fγ,

где F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м^2.;

γ – объемная плотность груза, т/м³

При перемещении штучных грузов

,

где Р – масса штучного груза, кг;

l – расстояние между соседними грузами, м.

Тогда производительность конвейера при переработке насыпных грузов :

.
Площадь поперечного сечения груза F зависит от ширины ленты B, конст­рукции роликоопор (горизонтальные, наклонные ролики), характера трассы кон­вейера (горизонтальный, наклонный участок):

,

С – коэффициент заполнения ленты, зависящий от динамического угла естест­венного откоса груза, угла наклона роликов и угла наклона конвейера.

Таблица 5.2.

Значение коэффициента С для плоских и желобчатых лент

При укрупненных расчетах можно производительность горизонтальных лен­точных конвейеров определить по формулам:

для сыпучих грузов и желобчатой ленты ;

для сыпучих грузов и плоской ленты ; (5.2.)

для штучных грузов .

При транспортировании грузов под углом к горизонту производительность конвейера, вычисленная по формулам (5.1) принимается с понижающим коэффи­циентом К (табл.5.3.).

Таблица 5.3.

Значения коэффициента К

Для выбора конкретного типа ленточного конвейера следует:

1. определить на плане и разрезе транспортно-грузового комплекса начало и конец трассы конвейера;

2. определить расстояние транспортирования и угол наклона конвейера;

3. выбрать способ загрузки и разгрузки конвейера;

4. выбрать из ряда применяемых в конвейеростроении скоростей (0,5; 0,63; 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3 м/с) скорость движения ленты с учетом увеличения сохранности ленты, уменьшения разрушения транспортируемого груза, уменьше­ния пылевыделения и просыпей груза и т.п.;

5. по формулам (5.1) вычислить ширину ленты и принять ее равной ближай­шей большей из следующего ряда: 400; 500; 650; 800; 1000; 1200; 1400; 1600; 1800; 2000 мм.

6. проверить принятую ширину ленты по формулам:

а) для рядовых материалов , мм;

б) для сортированных материалов , мм,

где а_max, а_ср - максимальный и средний размер куска груза, мм.

Для штучных грузов ширина ленты на 200 мм превышает их наибольший раз­мер в плане.

7. определить мощность привода конвейера по приближенной формуле:
,

где N – мощность электродвигателя привода конвейера, кВт;

L_г – длина горизонтальной проекции трассы конвейера по осям концевых барабанов, м;

w- приведенный коэффициент сопротивления движению тягового органа (для ленточных конвейеров w- 0,04…0,05; для пластинчатых 0,1…0,3; для скребко­вых 0,6…1,0);

H – высота подъема груза конвейером по осям концевых барабанов, м;

к_з – коэффициент запаса мощности, учитывающий неучтенные сопротивления движению (можно принять к_з=1,3…1,4).

Характеристики некоторых конвейеров приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4.

Параметры ленточных конвейеров общего назначения

Скорость ленты, м/с	Ширина ленты конвейера, мм
0,8
1,0
1.6
2,5
3,15

В последние годы традиционные производители российских конвейеров пред­ложили рынку новые конструкции конвейеров. Например, НИИПП «Турмаш» из г. Арте­мовский разработал семейство ленточных конвейеров, предназначенное для транспортирования угля, калийных солей и других кусковых грузов (табл.5.5.).

Таблица 5.5.

Параметры конвейеров НИИПП «Турмаш»

Наиболее дорогим и быстроизнашиваемым элементом ленточных конвейе­ров традиционной роликовой конструкции является лента, стоимость которой обычно составляет 65…- 75 % стоимости всего конвейера, а срок службы редко превышает 1,0…- 1,5 года, в результате чего существенно снижается рентабель­ность конвейерного транспорта. Преждевременный вы­ход из строя конвейерной ленты обусловлен ее боковыми смещениями, что вызывает износ легкоранимых бортов ленты, и переломами продольного профиля на роликоопорах.

Инженерно-производственным центром «Конвейер» разработан ленточ­ный конвейер с подвесной лентой (рис. 5.2.), являющийся фактически гиб­ридом типо­вого роликового конвейера и рельсового транспорта, не имею­щим указанных выше недостатков. Приводная и натяжная станции такого конвейера ничем от ти­пового не отличаются. Зато линейная часть конвейера выглядит совсем по дру­гому. Здесь нет традиционных роликоопор.

Рис.5.2. Ленточный конвейер с подвесной лентой

К бортам размещенной на концевых барабанах ленты 1 с помощью крон­штей­нов 2 прикреплены опорные ролики 3, обечайки которых имеет вогну­тую поверх­ность. Этими роликами лента опирается на направляющие 4, вы­полненные в виде замкнутых, вытянутых вдоль конвейера труб, расстояние между которыми вы­брано таким, чтобы обеспечить требуемую желобчатость ленты на всей длине конвейера. Вблизи барабанов направляющие элементы 8 имеют отгибы в гори­зонтальной плоскости, позволяющие выполаживать (делать плоской) ленту в мес­тах ее взаимодействия с барабанами. Направ­ляющие через кронштейны 6 и про­дольные ригели 5 соединены со станиной конвейера. Такая конструкция позво­лила в 2…3 раза увеличить срок службы ленты, повысить производительность конвейера с подвесной лентой на 30...50 % по сравнению с аналогичным по гео­метрическим па­раметрам типовым роликовым конвейером за счет более полной за­грузки сечения ленты, увеличить размер куска транспортируемого груза до 500 мм, существенно уменьшить металлоемкость конструкции и рас­ход электроэнер­гии на транспортирование.

5.2.2. Пластинчатые конвейеры

Для перемещения крупнокусковых, тяжелых, горячих, острокромочных, абра­зивных грузов, а также в ситуациях, когда требуется преодолеть крутые уклоны (более 18⁰) применяются пластинчатые конвейеры. В транспортно-грузовых ком­плексах литейных цехов эти конвейеры используют для перевозки горячих отли­вок, на предприятиях химической промышленности и стройматериалов - для по­дачи известняка на дробильные фабрики, в металлургии - для доставки крупно­кусковой руды и горячего агломерата, в угольной промышленности для подзем­ной транспортировки угля.

Пластинчатый конвейер состоит из двух бесконечных длиннозвенныз цепей 2 (рис. 5.3.), которые огибают установленные по концам конвейера приводные 1 и натяжные 7 звездочки. В пролете между ними цепи опираются роликами на на­правляющие 3, укрепленные на раме 4. Ведущие (приводные) звездочки установ­лены в головной части конвейера.

Рис.5.3. Схема пластинчатого конвейера

Привод 8 пластинчатых конвейеров по устройству не отличается от привода лен­точных. Цепи натягивают винтовым натяжным устройством 6. К цепям прикреп­лен настил 5, состоящий из металлических гладких или фигурных, штампован­ных или литых пластин. В конвейерах для перемещения сыпучих материалов отдель­ные пластины на шарнирах цепи перекрывают друг друга, что предотвращает просыпание груза. Пластинчатый конвейер загружают через воронку, разгрузка осуществляется при повороте пластин вокруг звездочек. При гладком настиле возможна разгрузка плужковым сбрасыва­телем. Скорость перемещения рабочих органов пластинчатых конвейеров невелика и колеблется в пределах 0,05…0,63 м/с, чаще всего 0,2…0,5 м/с.

Известны пластинчатые конвейеры для транспортирования материалов по кри­волинейному пути в плане и под углом до 30° к горизонту. В качестве тягового органа в пластинчатых конвейерах применяются длиннозвенные пластинчатые втулочные и втулочно-роликовые цепи.

В отличие от ленточных конвейеров, где лента перемещается за счет сил тре­ния, в пластинчатых тяговое усилие передается зацеплением. Поэтому функции натяжного устройства сводятся здесь только к выбору слабины цепи.

Производительность пластинчатых конвейеров для насыпных гру­зов равна:

.

Для настила без бортов:

,

а для настила с бортами:

, (5.3.)

где k₁ = 0,85 — отношение ширины слоя материала к ширине настила;

—угол естественного откоса материала в движении;

h — высота бортов настила, м, (табл. 5.6.);

k₂= 0,65 — коэффициент заполнения по высоте бортов.

При равномерной загрузке конвейера по всей ширине настила второе слагаемое в формуле (5.3.) не учитывается, а величина коэффициента k₂ в этом случае повы­шается до 0,8—0,85. Скорость движения настила конвейера может быть уточ­нена по формуле:

Таблица 5.6.

Высота бортов настила h, мм

где f — шаг цепи, м; применяются цепи с шагом 100; 125; 160; 200; 250; 320;
400; 500; 630 мм.

b — число зубьев звездочек; обычно b = 5; 6; 7; 8;

n —скорость вращения головного вала конвейера, 1/с:

Производительность пластинчатых конвейеров для штучных грузов оп­ределяется по формуле (5.1.). Установочная мощность электродвигателя пластинчатого кон­вейера:

где k₃ – коэффициент запаса мощности, принимается равным 1,1…1,15;

где N₁ – мощность, расходуемая на преодоление сопротивления движению,
обусловленного весом движущихся частей конвейера, кВт;

Т₁ — мощность, расходуемая на преодоление сопротивления бортов
движению груза, кВт;

— к. п. д. привода (табл. 5.7.).

Таблица 5.7.

Средние расчетные значения kпд привода

Тип передачи
Ременная с плоским ремнем	0,96
Клиноременная	0,95
Цепная	0,92
Зубчатая открытая	0 90
Зубчатая закрытая (в редукторе)	0,97
Червячная с одноходовым червяком	0,65
Червячная с двухходовым червяком	0,75
Червячная с трехходовым червяком	0,85

N_l = 0,0024q'VL + 0.003Q_ч (0,11L_г + Н),

где q' — масса 1 п. м. настила с цепями и роликами (табл. 5.8.);

L – длина конвейера, м;

L_г – длина горизонтальной проекции конвейера, м.

Таблица 5.8.

Ориентировочная масса движущихся частей пластинчатых конвейеров

где h₁—высота слоя материала в желобе, м;

—расчетная длина бортов, м;

—коэффициент трения груза о борта (табл.5.9.);

k₄ — коэффициент бокового давления;

где - угол внутреннего трения насыпного груза, равный углу естественного от­коса материала.

Таблица 5.9.

Коэффициент трения материалов о стенки желобов

5.2.3. Скребковые конвейеры

В скребковых конвейерах груз пере­мещается волочением по желобу или трубе прямоугольного или круг­лого се­чения движущимися скребками. Форма и высота скребка являют­ся главными признаками, по которым скребковые конвейеры раз­деляют на конструктивные типы. Разли­чают кон­вейеры со сплош­ными и контур­ными (фигурными) скребками. Сплошные скребки бывают высо­кие и низкие. От­дельную конструктивную разновидность предста­вляют собой трубчатые скребко­вые кон­вейеры с круглыми (или прямо­угольны­ми) сплош­ными скребками. Их от­личи­тельная особенность — широкая универсаль­ность конфигурации трассы пе­реме­щения груза.

По характеру движения различают скребковые конвейеры с непрерывным по­сту­пательным и возвратно-поступа­тельным движением скребков.

Скребковые конвейеры основных ти­пов со сплошными и контурными скреб­ками применяют для транспортирова­ния различных пылевидных, зернистых и куско­вых грузов. Конвейеры со сплошными скребками исполь­зуют для транспор­тирования и охла­ждения горячих гру­зов - золы, шлака и различных грузов хими­ческой и металлургической промыш­ленности. Скребковые конвейеры не приме­няются для транспортирования хруп­ких, влажных и липких грузов; хрупкие грузы дробятся скребками, влаж­ные и липкие прилипают к скребкам и плохо разгружа­ются, резко уменьшается про­изводительность конвейера и засоряется его обрат­ная ветвь.

Достоинствами скребковых конвей­еров являются простота конструкции; воз­можность герме­тичного транспортирования пылящих, газирую­щих и горячих гру­зов. К недо­статкам относятся интенсивный износ ходовой части и желоба, осо­бенно при перемещении абразивных грузов, по­скольку скребки и в большинстве слу­чаев тяговая цепь трутся о желоб в среде груза; зна­чительный расход энергии из-за трения груза и ходовой части о желоб; измельчение груза при транспортиро­вании волочением, что для одних грузов нежелательно, а для других (например, для кокса) недопустимо; эксплуатационные трудности транспортирования грузов с прочными, трудноразрушаемыми кусками, так как за­клинивание таких кусков между скреб­ками и желобом (трубой) создает значи­тельные нагрузки на тяговую цепь и может вы­звать поломку конвейера.

Значительные сопротивления переме­щению груза и износ ограничивают ско­рость, длину и производительность скребковых конвейеров. Обычно ско- рость конвейера составляет 0,16 … 0,4 м/c, в отдельных случаях (на угольных конвей­ерах) 0,5 … 1 м/с, длина до 100 м, производительность 35…50 т/ч и только у кон­вейеров отдельных типоразме­ров с высокими скребками производительность до­ходит до 700 т/ч.

Скребковый конвейер со сплошными высокими скребками (рис. 5.4.) состоит из открытого желоба 5, укрепленного на станине 4, вдоль которого движется

вертикально замкнутая тяговая цепь (или две цепи) 1 с укрепленными на ней скребками 2, огиб­ающая концевые (приводную и натяжную) звездочки. Движение тяговая цепь полу­чает от привода 3, а первоначальное натяжение — от натяжного устройства 6. Транспортируемый груз засыпается в желоб конвейера в любом месте по его длине и проталкивается скребком по желобу. Разгрузка конвейера может производиться в любом месте че­рез отверстия в дне желоба, перекры­вае­мые шиберными задвижками или затворами. Последние открываются при по­мощи электромеханического (винто­вого), пневматического или гидравличе­ского при­вода с ручным или дистан­ционным управлением. Для конвейеров малых ти­пораз­меров иногда применяют ручной привод.

Рис.5.4. Схема скребкового конвейера

Угол наклона скребковых конвейеров обычно не превышает 30—40°, так как с его увеличением производительность конвейера значительно снижается. При ис­поль­зовании специальных, так назы­ваемых ящичных, скребков с подвиж­ными боковыми стенками угол наклона конвейера увеличивается до 50°. Высоту скребка обычно принимают в 2…3 раза меньше ширины. Наибольшая допустимая крупность кусков материала для транс­портирования двухцепными конвейерами приведена в табл. 5.10.

Таблица 5.10.

Наибольшая допустимая крупность кусков

Шаг скреб­ков, мм	Наибольшая крупность кусков груза, мм при ширине и высоте скребков, мм
450х200	600х250	800х250	1000х320	1200х400
640					-
	-	-	-	-

Примечание: В числителе — при содержании кусков указанной крупности до 10% по массе, в знаменателе — более 10%.

Для одноцепных конвейеров допустимая крупность кусков понижа­ется в 1,5…2 раза вследствие стесненных условий загрузки (при верхнем креплении цепи) или разгрузки (при нижнем креплении). Производительность конвейера равна:

, (5.4.)

где В, h –рабочие ширина и высота желоба, м;

- коэффициент заполнения желоба ( =0,8);

k – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера (табл.5.11.).

Таблица 5.11.

Значения коэффициента k

Мощность электродвигателя горизонтального конвейера, кВт:

,

где f – коэффициент, зависящий от типа передачи, равный при редукторе — 0,94;
при открытой зубчатой передаче — 0,89;

k₂= 0,77 — общий коэффициент груза и цепи;
k₃ — коэффициент, равный 1,15—1,2.

При наклонном транспортировании мощность двигателя, кВт:

.

Для выбора параметров скребкового конвейера следует принять размеры скребка и по формуле (5.4.) вычислить потребную скорость конвейера, либо ре­шить обратную задачу: принять скорость конвейера, по формуле (5.4.) вычислить Bh и, задавшись высотой скребка, вычислить его ширину.

При уточнен­ных расчетах величины мощности электродвигателя необходимо оп­ределять исходя из натяжения тяговых цепей.

Получают развитие скребковые трубные конвейеры (КСТ) - герметичные тру­бо­проводы из стандартной трубы, внутри которых движется цепь с закреплен­ными на ней скребками. Он обладает рядом преимуществ по сравнению с тради­цион­ными видами транспорта. КСТ и транспортные системы, построенные на его основе, обладают полной гер­метичностью, что позволяет исключить как выделе­ние транспортируемого груза в окружающую среду, так и воздействие окружаю­щей среды на транспортируемый груз. При комплексном применении это позво­ляет даже при работе с вредными материалами создать экологически чистое про­изводство.

По удельному энергопотреблению КСТ сравним с ленточными конвейерами и имеет значительно лучшие показатели по сравнению со шнековыми конвейерами и пневмотранспортом. В силу простоты конструкции, тщательной отработке каж­дого элемента, приме­нения специальных высокопрочных материалов КСТ обла­дают высокой надежно­стью и практически не требуют ремонта. Транспорт-ные системы на базе КСТ обладают значительной пространственной гибкостью, что позволяет проложить трассы транспортирования оптимальным образом.

5.2.4. Скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры

Для перемещения грузов по сложной трассе с горизонтальными и вертикаль­ными участками, расположенными в вертикальной плоскости, служат скребково-ковшовые, ковшовые и люлечные конвейеры. Скребково-ковшовые и ковшовые конвейеры транспортируют насыпные, а люлечные - однородные штучные грузы.

Тяговым элементом этих конвейеров слу­жат две пластинчатые цепи, несущим элементом — соответственно ковши или шарнирно подвешенные полки-люльки. К достоинствам рассматриваемых конвейеров относятся бесперегрузочное транс­портирование в одном агрегате по горизонтальной и вертикальной трассе, про­стота выполнения промежуточной разгрузки на всем протяжении горизон­тальных (для скребково-ковшовых и ковшовых) и вертикальных (для люлечных) участков трассы конвейеров, возможность транспортирования горя­чих грузов. Недостат­ками их являются сложность конструкции и повышенная масса ходовой части. К ковшовым конвейерам относятся также конвейеры-элева­торы с горизонтальными участками за­грузки и разгрузки.

Рис.5.5. Схема скребково-ковшового (а) и ковшового (б) конвейера

Несмотря на общность трассы и неко­торое сходство принципа действия, кон­структивные исполнения конвейеров этой группы имеют значительное различие.

Скребково-ковшовый конвейер (рис. 5.5, а) имеет две бесконечные замк­нутые тяговые цепи 4 с жестко прикре­пленными к ним призматическими ков­шами 5, движущимися на горизон­тальных участках внутри открытого или закры­того желоба 1, а на вертикаль­ных участках — внутри закрытого напра­вляющего кожуха 7. Цепи огибают по­воротные звездочки 3, 2, 6 и направляю­щие круговые шины. Одна звез­дочка 3 (как правило, верхняя, в конце рабочей ветви) — привод­ная, а другая 2 — натяж­ная. Желоб и кожух конвейера поддер­живаются опор­ными метал­локонструк­циями, к которым прикреплены напра­вляющие пути из угол­кового проката. Цепи с ковшами на горизонтальных участках перемещаются по напра­вляющим путям вдоль желоба на ходовых катках, а на вертикальных уча­стках поднимаются внутри направляющих путей, которые не позволяют ковшам отклоняться в сто­роны.

Груз подается в желоб одним или попеременно не­сколькими питателями в лю­бом месте нижнего горизонтального участка кон­вейера. Движущиеся ковши, подобно скребкам, захватывают груз и перемещают его по желобу. В конце ниж­него горизонтального участка ковши при повороте цепей на звездочках 6 автома­ти­чески зачерпывают перемещаемый груз и поднимают его по вертикали, а затем, при переходе на верхний горизонтальный участок, пересыпают груз в желоб и перемещают его опять подобно скребкам. Груз может выгружаться в лю­бом месте верхнего горизонтального участка конвейера через отверстия в дне же­лоба, закрываемые задвижками.

Размер куска перемещаемых скребково-ковшовыми конвейерами грузов обычно не превышает 150 мм, длина горизонтальных участков достигает 100 м, а высота подъема - 25 м. Производительность таких конвейеров находится в пределах до 200 м³/ч.

Влажные и липкие грузы этими конвейерами не транспортируют из-за сложно­стей разгрузки и очистки ков­шей. К недостаткам скребково-ковшовых конвейеров относятся повышенный из­нос ковшей и желоба, высокий расход энергии, кроше­ние груза, хотя и мень­шее, чем в обычных скребковых конвей­ерах, поскольку бо­ковые стенки ковша исключают трение груза о верти­кальные стенки желоба. Вследствие этих недостатков скребково-ковшовые кон­вейеры имеют сравни­тельно малое рас­пространение.

У ковшовых конвейеров (рис. 5.5, б) ковши 3 размещаются между двумя пла­стинчатыми катковыми цепями 4, но подвешивают их к цепям на свободных шар­нирах. На вертикальных участках установлены направляющие 5. Ось подвешива­ния ковша всегда распола­гается выше его центра тяжести; этим обеспечивается движение ковшей парал­лельно самим себе как на вертикальных, так и на горизон­тальных участках конвейера, устойчивое положение ковшей во время движения и автоматический возврат их в исходное положение после опрокидывания для раз­грузки.

Насыпной груз загружается в ковши в любом месте нижнего горизонталь­но­го участка и перемещается в них как на горизонтальных, так и на вертикальных участках без пересыпок, что предохраняет груз от измельчения и ис­тирания. Ковши разгружаются в любом месте верхнего горизонтального участка при по­мощи подвижных или стацио­нарных разгрузочных устройств 1. Метал­лическая конструкция конвейера может быть открытой (с сетчатым предохрани­тельным ограждением) или закрытой в герметичный кожух, что необходимо для транспор­тирования газирующих или токсичных грузов. Натяжение цепи обеспечивается винтовыми или пружинно-винтовыми устройствами, перемещающими натяжную звездочку 6.

Ковшовые конвейеры, пара­метры которых даны в табл. 5.12, применяют для транспортирования сухих, легкосыпучих пылевидных, зернистых и кусковых на­сыпных грузов на пред­приятиях химической и угольной про­мышленности, в сис­темах топливоподачи электростанций, коксогазовых, це­ментных и других заво­дах, а также для подъема угля из шахты.

Таблица 5.12

Параметры ковшовых конвейеров

Производительность ковшовых конвейеров составляет 10 — 500 т/ч; длина го­ризонтальных участков до 150 м; вы­сота подъема до 60 м. Достоинствами (кроме указанных ранее) ковшовых конвейеров являются отсутствие истирания и кроше­ния груза при транспортировании; возможность одновременного перемещения раздель­но разных грузов при соответствующей блокировке загрузочных уст­ройств. К недостаткам относятся некоторая сложность как изготовления, так и экс­плуатации конвейера из-за большого числа шарниров и катков, требующих ре­гулярного смазывания, а отсюда - и высокая стоимость; большая масса хо­довой части; возможность раскачивания и ударов ковшей друг о друга при по­вышенной скорости (более 0,4 м/с).

Привод ковшовых конвейеров редукторный, с автоматическим тормозным уст­ройством или остановом, препятствующим движению ходовой части в обратную сторону через приводную звездочку 2. При большой вы­соте подъема (например, для шахт) применяют многоприводные конвейеры с несколькими гусеничными приводными механизмами, устано­вленными на вертикальном участке.

Люлечные конвейеры по конструкции подобны ковшовым, но вместо ковшей имеют шарнирно-подвешенные полки, так называемые люльки. Загружаются и разгружаются люльки вручную или автоматически при помощи специальных уст­ройств. Длина люлечных конвейеров достигает 150 м, а высота подъема 30 м.

В качестве тягового элемента используют пластинчатые цепи с ребордными катками с шагом 100, 125, 160, 200, 250, 315 мм. Имеют также конструкции с од­ной тяговой цепью, но они относятся к люлечным элеваторам. Несущими элемен­тами являются люльки, конструкции которых весьма разнообразны в зависимости от формы, размеров и массы транспортируемых грузов и способа их разгрузки и загрузки. Они могут загружаться и разгружаться автоматически с помощью гре­бенчатых столов и лотков на ходу конвейера. Имеются различные конструкции люлек для ручной загрузки и разгрузки.

Параметры грузонесущих органов люлечных конвейеров (размеры, грузо­подъемность) определяются габаритными размерами транспортируемых штучных грузов и их массой. Шаг люлек проверяется на проходимость по криволинейным участкам трассы. При определении производительности скорость принимают не более 035 м/с из-за проблем с загрузкой и разгрузкой при больших скоростях. Тя­говый расчет и определение потребной мощности электродвигателя привода вы­полняют так же, как и для других цепных конвейеров.

5.2.5. Винтовые конвейеры

Винтовые конвейеры применяют для перемещения пылевидных, порошко­образных и реже мелкокусковых насыпных грузов на сравнительно небольшое расстояния (обычно до 40 м по горизонтали и до 30 м по вертикали) при произво­дительности до 100 т/ч в транспортно-грузовых комплексах химической, муко­мольной промышленности и предприятий строитель­ных материалов. Ими целесо­образно транспортировать липкие, слеживающиеся и высокоабразивные грузы.

К достоинствам винтовых конвейеров относятся простота конструкции, неболь­шие габаритные размеры, удобство промежуточной разгрузки, герметич­ность, что весьма важно при транспортировании пылящих, горячих и остропах­нущих грузов. К недостаткам относятся высокий удельный расход энергии, свя­занный со спосо­бом перемещения грузов, значительное измельчение и истирание груза, повышенный износ винта и желоба, а также чувствительность к перегруз­кам.

Рис.5.6. Схема винтового конвейера

По виду трассы винтовые конвейеры бывают горизонтальными, наклонными и вертикальными. К ним можно отнести также винтовые транспорти­рующие трубы. Горизонтальный винтовой конвейер (рис. 5.6.) состоит из жёлоба 1, в котором вращается винт 2, представляющий собой продольный вал с укрепленными на нем винтовыми ребрами, и привода (электродвигатель и редуктор) вращающего винт. Груз подается в желоб че­рез одно или несколько отверстий в его крышке и при вращении винта скользит вдоль желоба, подобно тому, как движется по винту гайка, удерживаемая от совместного с ним вра­щения. Совместному вращению груза с винтом препятствуют силы тяжести груза и трение его о желоб. Разгрузка желоба производится через одно или несколько отвер­стий в днище, снабженных затворами.

Винт конвейера выполняют с правым или левым направлением спирали, одно-, двух- или трехзаходным. Поверхность винта может быть сплошной, ленточной или преры­вистой в виде отдельных лопастей фасонной формы.

Винты со сплошной поверхностью применяют в основном для перемещения су­хого мелкозернистого и порошкообразного насыпного груза, не склонного к сле­живанию; с ленточной, лопастной и фасонной – для перемещении слеживаю­щихся грузов, а также для выполнения некоторых технологических операций, на­пример перемешивания различных грузов.

К основным элементам винтовых конвейеров относятся винт и его опоры, же­лоб, привод, загрузочное и разгрузочное устройства. Винт конвейера изготовля­ется из труб, к которым привариваются лопасти. В качестве опор винтов приме­няют подшипники скольжения и качения. Длина секции винта 2…4 м. Каждые две секции трубчатых винтов соединяются коротким валом.

Желоб винтового конвейера изготавливают из листовой стали толщиной 3…6 мм. Для транспортирования абразивных и горячих (до 200 °С) грузов применяют же­лоба из чугуна, а для легких неабразивных грузов - из дерева с внутренней об­шивкой листовой сталью. Привод винтовых конвейеров редукторный, состоящий из электродвигателя 4, ре­дуктора 3 и муфт 5. В загрузочное устройство входит люк в крышке желоба кон­вейера и гибкий впускной патрубок, обеспечивающий герметичность при пе­ре­ходе сыпучего грунта в желоб конвейера из бункеров, других конвейеров или технологических машин. Разгрузочные устройства выполняют в виде отверстий в днище желоба, перекрываемых шиберными затворами.

5.2.6. Роликовые конвейеры

Роликовые конвейеры (рольганги) широко используются как в транспортно-грузовых комплексах промышленных предприятий, специализированных термина­лах, так и в основных технологических цехах для перемещения штучных грузов по горизонтали или под небольшим углом наклона по стационарным вращаю­щимся роликам (дискам). Расстояние между роликами должно быть таким, чтобы груз в любом положении опирался не менее чем на три ролика.

Существуют роликовые конвейеры приводные и неприводные. В первом слу­чае грузы перемещаются под действием непосредственно приложенной к ним движущей силы или под уклон самоходом (гравитационные конвейеры), во вто­ром ролики приводятся во вращение двигателем и сообщают движение лежащим на них грузам.

Неприводные роликовые конвейеры в основном используют для межоперацион­ного перемещения грузов, при погрузочно-разгрузочных и складских работах для передачи и накопления груза, для выполнения технологических операций при сборке, учете, сортировке, взвешивании и кантовании. Они просты в эксплуата­ции, экономичны и легко стыкуются с другими транспортными средствами и тех­нологическим оборудова­нием. Недостатками их являются невысокая производи­тельность, неста­бильность скорости движения, возможность остановки и сбрасы­вания грузов, необходимость восстановления потерянной на наклонной трассе высоты. Неприводные роликовые конвейеры разделяют на стационарные, пере­движные на колесном ходу и перенос­ные. Неприводные роликовые конвейеры допускают пересечения и разветвления, на которых подобно стрелочным перево­дам рельсовых путей можно пере­ставлять переходные секции. Основным эле­ментом неприводного конвейера является цилинд­рический ролик, вращающийся на шарикоподшипниках на неподвижных осях. Длина цилиндрических роликов принимается из размерного ряда: 160, 200, 250, 320, 400, 650, 800, 1000, 1200 мм, шаг роликов из ряда: 50, 60,80,100,125,160, 200,250, 315,400, 500, 630 мм.

При тяжелых условиях работы применяют ролики из синтетических материалов, которые имеют небольшую массу, повышенную кислото­упорность и коррозион­ную стойкость, обладают эластичностью и бесшум­ны при движении по ним гру­зов. Во многих случаях вместо цилиндриче­ских применяют дисковые ролики, ус­танавливаемые на неподвижных осях. Эти ролики имеют некоторые преимуще­ства перед цилиндрическими, например, на криволинейных в плане конвейерах при движении по ним грузов практически отсутствует скольжение, при неболь­ших размерах грузов они позволяют устанавли­вать их ближе друг к другу, что обеспечивает более плавный и спокой­ный ход грузов.

Высота установки роликового настила обычно не превышает 1000 - 1200 мм от уровня пола. На­клон гравитационного конвейера должен быть таким, чтобы груз переме­щался на трассе самоходом без остановок и увеличения скорости.

Рис.5.7. Схема роликового конвейера

В приводных роликовых конвейерах вращение передается от двигателя на все ра­бочие ролики. По способу передачи на ролики движущей силы различают роли­ковые конвейеры с групповым и индивидуальным приводом. На рис.5.7, а пока­заны приводные рольганги с групповым приводом. На раме 1 (рис.5.7, а) в под­шипниках 2 установлены оси роликов 3. На цапфы осей насажены конические зубчатые колеса 4, находящиеся в зацеплении с колесами 5, сидящими на про­дольном валу 6. Вал, установленный в выносных подшипниках 7, передает кру­тящий момент от двигателя 10 через редуктор 9 и муфту 8 всем роликам секции. Такие конвейеры приспособлены для тяжелых условий работы, их можно ревер­сировать путем переключения двигателя или передаточного механизма. Однако они имеют высокую стоимость, сложны при монтаже и эксплуатации.

На рис.5.7, б показана схема привода с помощью коротких приводных цепей 11, соединяющих каждая по 2 ролика, для чего на концах роликов установлено по 2 цепные звездочки 12. Вращение головной звездочки 13 обеспечивает двигатель 15 через цепную или ременную передачу 14.

5.2.7. Подвесные конвейеры

Рассмотренные выше типы конвейеров при всех их достоинствах имеют одно существенное ограничение: они не могут перемещать груз по пространственной трассе. Это ограничение снимают подвесные конвейеры. Они предназначены для непрерывного транспортирования штучных или насыпных грузов в таре по замк­нутому контуру сложной, чаще всего пространственной трассы. Подвесными они называются потому, что перемещаемые грузы находятся на подвесках, дви­жущихся по подвесному пути. По способу соединения тягового органа с транс­портируемым грузом и характеру перемещения грузов подвесные конвейеры разделяются на грузонесущие, толкающие, несуще-толкающие, грузоведущие, не­суще-грузоведущие.

Подвесной грузонесущий конвейер (рис. 5.8, а), имеет каретки 1 с подве­сками 2 для грузов, соединенные с цепью 3 и перемещающиеся по постоянной трас­се под­весных путей, вдоль которых дви­жется тяговая цепь.

У подвесного толкающего конвейера (рис. 5.8, б) тележки 5 с подве­сками для грузов не прикреплены к тя­говой цепи 3 и движутся по отдельному подвесному грузовому пути 7 при помощи толкате­лей 6. Последние закреплены на тяговой цепи и толкают находящиеся перед ними тележки с грузами. Цепь с каретками 2 и толкателями движется по тяговому подвесному пути 4. На базе подвесных тол­кающих конвейеров создаются комплексные автомати­зированные транспортные линии, предназначенные для бесперегрузочной доставки грузов при помощи ав­томатической системы адресования, а также для соз­дания автоматизированных подвесных складов. Характерная особенность тол­кающих конвейеров — отсутст­вие жесткой связи между тяговой цепью и грузо­несущими тележками - позволяет передавать тележки с одного конвейера на дру­гой; останавливать тележки в необ­ходимой точке трассы без остановки тяговой цепи, перемещать тележки в верти­кальной плоскости.

Рис.5.8. Элементы подвесных конвейеров

В комплект оборудования подвесных толкающих конвейеров входят: прямоли­нейные участки пути, горизонтальные и вертикальные изгибы, элементы крепле­ния трассы; подвижной состав (тележка и сцеп); тяговая цепь (двухшарнирная или разборная); стрелочные переводы и передающие устройства (для передачи тележек или сцепов с одного конвейера на другой); приводы (гусеничный, угло­вой, привод-натяжка); противоаварийные устройства; система управления. Сис­тема управления, кроме управления механизмами конвейера и контроля их ра­боты, обеспечения автоматического адресования грузов, также управляет грузо­потоками, сбором и обработкой информации о них с последующей передачей этой информации в автоматизированные системы управления технологическими процессами и производством.

Подвесной несуще-толкающий конвейер представляет собой сочетание грузо­несущего и толкающего конвейеров. У конвейеров этого типа к тяговой цепи прикреплены каретки с крюками-толкателями, имеющими предохранительные запоры. Подвеска с грузом прикреплена к грузовой тележке и перемещается на одних участках трассы проталкиванием (как у толкающего конвейера), а на дру­гих — в подвешенном состоянии на крюке каретки (как у грузонесущего конвей­ера).

На подвесном грузоведущем (грузотянущем) конвейере (рис. 5.8, в) транспорти­руемый груз размещается на напольной тележке 5, передвигаемой по полу цеха или склада. Тележка имеет вертикальную ведущую штангу, с которой сцепля­ется захват или толка­тель, укрепленный на каретке 2. Каретка присоединена к тя­говой цепи 3 и перемещается по подвесному пути 4.

У подвесного несуще-грузоведущего конвейера напольная тележка , шар­нирно прикреплена к каретке, движущейся вместе с цепью по подвесному пути. На одних участках трассы такой конвейер работает как грузоведущий, а на других – как грузонесущий.

Подвесные конвейеры применяют в поточном производстве различных от­раслей промышленности, для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов. Общая длина конвейерной системы в зависимости от назначения дости­гает 500 м при однодвигательном приводе и 6 км при многодвигательном при­воде. Подвесные конвейеры по сравнению с другими машинами непрерывного действия имеют следующие характерные особенности: пространственная гиб­кость, возможность перемещения грузов в любом направлении в пространстве с подъемами и спусками под крутыми углами, большая протяженность в сочетании с его гибкостью дает возможность одним конвейером обслуживать законченный производственный цикл, экономия площади пола заводских и складских помеще­ний, малый рас­ход энергии на транспортирование (удельное тяговое усилие в преде­лах 0,15…0,3 кН на 1 т груза), возможность широкого применения автома­тизации управления конвейером, автоматизация распределения гру­зов по задан­ным адресам и др.

В горизонтальных подвесных конвейерах в качестве тягового эле­мента при­меняют чаще всего пластинчатые цепи, а в пространственных конвейерах — цепи, обладающие двусторонней гибкостью. Наибольшее распространение получили разборные цепи.

Конструкция каретки зависит от вида направляющих, по которым она пере­мещается. Они бывают рабоче-грузовые (одинарные и траверс­ные) и вспомога­тельные - опорные (поддерживающие). Рабочие одинарные каретки предназнача­ются для непосредственного крепления под­вески с грузом. К рабочим траверсным кареткам (обычно двум или четырем) крепят траверсу, к которой подвешивают тяжелый или длинномерный груз. Вспомогательные каретки устанавливают ме­жду рабо­чими каретками для предупреждения провисания цепи. Повороты кон­вейера в горизонтальной плоскости осуществляются при помощи поворотных устройств, в качестве которых используются звездочки, блоки, роликовые батареи и направляющие шины. Выбор того или иного поворотного устройства зависит от типа тягового элемента, его натяжения и радиуса поворота. Поворотные устрой­ства крепят на металлических стойках с консолями, на кронштейнах или специ­альных конструкциях или же подвешивают на тягах или жестких каркасах к пе­рекрытию здания.

В подвесных конвейерах применяют угловые и прямолинейные гусеничные приводы с постоянной и переменной скоростью. Угловой привод со звездочкой устанавливают обычно на повороте трассы кон­вейера на 90 или 180°, хотя прин­ципиально возможен и меньший угол обхвата звездочки цепью. Гусеничный при­вод устанавливают в горизонтальной плоскости на прямолинейном участке трассы конвейера. Тяго­вое усилие на цепь передается при помощи кулаков гусе­ничной цепи, входящих в зацепление с шарнирами конвейерной цепи.

На подвесных конвейерах применяют грузовые, пневматические, гидравлические, пружинно-винтовые и винтовые натяжные устройства. Наибольшее распростра­нение получили грузо­вые натяжные устройства вследствие автоматичности их действия и боль­шей надежности.

Несущими элементами в подвесном конвейере служат подвески разнообразной конструкции, на которые укладывают или подвешивают транспортируемые грузы. Подвески выполняют в виде этажерок, лотков, крюков, рычажных захва­тов, коробов, цепных тяг, стропов и т. д. Загрузка и разгрузка подвесок конвейера могут производиться вруч­ную, при помощи грузоподъемных устройств, полуав­томатически и авто­матически. Параметры некоторых подвесных толкающих кон­вейеров приведены в табл. 5.13, а грузонесущих – в табл.5.14.

Таблица 5.13.

Параметры подвесных толкающих конвейеров

Таблица 5.14.

Параметры подвесных грузонесущих конвейеров