Определение параметров

Тип элеватора и форму ковшей выбирают в зависимости от характеристики транспортируемого груза и заданной производительности Q.

Для пылевидных (сухих и влажных), зернистых и мелкокусковых малоабразив­ных грузов обычно применяют элеваторы с расставленными ковшами.

Для зернистых и мелкокусковых сильно абразивных, среднекусковых (сильно и малоабразивных), кусковых хрупких, недопускающих крошение – с сомкнутыми ковшами.

По заданной производительности Q находят отношение полезного объема ковшей к их шагу.

, (6.1)

где i₀ – полезный объем ковша, л (выбираем по ГОСТ 2036-77 или каталогам заводов-изготовителей);

t_k – шаг ковшей, м;

t_k = (2,5…3) Н – для глубоких и мелких расставленных ковшей;

Н – высота ковша, м;

t_k ≈ Н – для ковшей, располагаемых непрерывно;

ν – скорость движения тягового элемента, м/с (по таблице);

ρ – плотность груза, т/м³;

ψ – коэффициент заполнения ковша (по таблице).

Для цепных элеваторов шаг ковшей должен быть кратным шагу или двум шагам цепи.

При транспортировании кусковых грузов выбранные ковши проверяют по наибольшему размеру типичных кусков а по условию

, (6.2)

где L – вылет ковша,

X_k – коэффициент (для рядовых грузов X_k = 2…2,5,

для сортированных X_k = 4…5).

Тяговый расчет

Тяговый расчет элеватора выполняется путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках контура трассы.

Отличительной особенностью его является учет сопротивлений зачерпыванию груза расставленными ковшами. Сопротивление зачерпыванию определяется по формуле

, (6.3)

где К_зач – коэффициент зачерпывания, выражающий удельную работу, затрачиваемую на зачерпывание груза, Н×м/Н.

для порошкообразных и мелкокусковых К_зач = 1…2 Н×м/Н

для среднекусковых К_зач = 2…4, Н×м/Н

– линейная сила тяжести груза, Н/м.

Для элеваторов с фрикционным приводом наибольшее натяжение S_max = S_нб проверяется по сцеплению ленты с приводным барабаном согласно общей теории фрикционного привода.

По S_max рассчитывают цепь и ленту на прочность (как для ленточных конвейеров).

Мощность двигателя элеватора

,

где W₀ – тяговая сила, Н;

ν – скорость тягового элемента, м/с;

η – КПД передаточного механизма.

Полочные элеваторы

Полочные элеваторы выполняют вертикальными (рис. 7, а) и наклонными (рис 7, б).

Рисунок 7 – Схемы полочных элеваторов

а – вертикальный; б – наклонный; в – вертикальный с отклонением захвата от рабочей ветви; г – расчетная схема

Элеватор состоит из двух вертикально замкнутых цепей 1, огибающих верхние и нижние звездочки 2, 3 к цепям жестко прикреплены консольные полки-захваты 4. Их форма зависит от рода перемещаемых грузов.

Загрузка и разгрузка полок производится автоматически или вручную. Наиболее удобные грузы цилиндрической формы, которые можно перекатывать по наклонному настилу и легко перемещать с гребенчатого стола на гребенчатую полку и с полки на разгрузочный стол. Кроме обычно применяемой разгрузки в верхней точке нисходящей ветви, возможна так же разгрузка грузов на восходящей ветви путем отклонения полки при помощи дополнительных отклоняющих звездочек или захватов специальной поворотной конструкции. Отклонение захватов производят с помощью направляющих шин, а возврат в исходное положение – гравитационный или с помощью пружин.

Тяговым элементом полочных элеваторов служат пластинчатые и катковые цепи. Скорость движения ν = 0,2…0,3 м/с.

Тяговый расчет

Тяговый расчет выполняют обычным порядком. Дополнительным является со­противление движению упорных катков по неподвижным направляющим, возни­кающее вследствие консольного расположения груза по отношению к цепи (рис. 7, г).

Сила давления на направляющие

, (7-1)

где т – масса груза на полке;

l – расстояние от места крепления консоли до центра тяжести ее с грузом;

b – расстояние между точками крепления захвата к цепи.

Дополнительное сопротивление

, (7.2)

где w – коэффициент сопротивления движению катков цепи по направляющим.

Полное усилие, необходимое для вертикального подъема полки с грузом

(7.3)

для катковых цепей w = 0,03…0,05,

для пластинчатых цепей w = f = 0,25…0,35,

f – коэффициент трения цепи по направляющим.

Люлечные элеваторы

Люлечные элеваторы предназначены для вертикального транспортирования различных штучных грузов. Грузонесущие элементы – шарнирно подвешены к цепям полки (люльки), позволяющие производить разгрузку в любом месте нисходящей ветви.

Расчет люлечных элеваторов производится обычным порядком, так же, как и для люлечных конвейеров.

ВИНТОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ 1Характеристика

Назначение

Винтовые конвейеры применяют для транспортирования пылевых, порошко­вых, зернистых и реже - мелкокусковых насыпных грузов на расстояние до 40 м по горизонтали и до 30 м по вертикали при производительности до 10 т/ч в химиче­ской, мукомольной промышленности и предприятиях строительных материалов.

Преимущества

Преимущества винтовых конвейеров — простота конструкции и несложность технического обслуживания, компактность, герметичность, что очень важно при транспортировании пылящих, горячих и остропахнущих грузов.

Недостатки

Недостатки винтовых конвейеров:

- высокий удельный расход энергии, связанный со способом перемещения
груза;

- повышенный износ винта и желоба (особенно при транспортировке абра­зивных грузов);

- чувствительность к перегрузкам (приводит к скоплению груза внутри же­лоба);

- измельчение и истирание груза.

Типы винтовых конвейеров:

- горизонтальные и пологонаклонные;

- вертикальные и крутонаклонные ;

- траспортирующие трубы.

2 Горизонтальные и пологонаклонные

2.1 Описание конструкции

Горизонтальный винтовой конвейер состоит из: винта, желоба, с полуцилинд­рическим днищем; привода, вращающего винт; опор концевых и промежуточных; одна из опор с упорным подшипником; желоб имеет впускное и выпускное отвер­стие.

Рисунок-1 Винтовой конвейер:

I - электродвигатель; 2,4 - соединительные муфты; 3 - редуктор; 5 - головной подшипник; 6 - смотровой
люк; 7 - желоб; 8 - промежуточный подшипник; 4 9 - загрузочный патрубок; 10 - задний подшипник;

I1 - вал с винтом; 12 - промежуточный загрузочный патрубок; 13 - передний разгрузочный патрубок

Рисунок 2 - Схема винтового конвейера

Рисунок 3 — Кольцевая заготовка

2.2 Винт

Винт - одно- или многозаходный (2,3) с правым или левым направлением спи­рали. Поверхность винта может быть сплошной, ленточной или прерывистой в виде отдельных лопастей фасонной формы (последние для слеживающихся грузов и при совмещении транспортирования с технологической операцией перемешивания гру­за).

Рисунок 4 - Винты конвейеров:

а - полностенный (со сплошной винтовой поверхностью); б - ленточный;

в - лопастный; г - фасонный.

Вал винта состоит из отдельных секций (для удобства сборки), может быть сплошным или трубчатым, он лежит в промежуточных и концевых подшипниках, зачастую - скольжения (смазка прессмасленками).

2.3 Работа

Винт в желобе вращается от привода. Совместному вращению винта с грузом препятствует сила тяжести груза и сила трения о стенки. Поэтому груз скользит как гайка.

2.4 Производительность винтовых конвейеров

Производительность винтовых конвейеров (Q m/ч; V м³/ч) зависит от диамет­ра D (м), шага t (м), частоты вращения п (об/мин) и коэффициента заполнения по­перечного сечения винта определяется по формуле

Q = V = (1)

где D - диаметр (м); - шаг (м); п - частота вращения (об/мин); - коэффици­ент заполнения поперечного сечения винта; - плотность груза, (т/м³ ); С - попра­вочный коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера.

,град
С		0,9	0,8	0,7	0,6

Скорость транспортирования , м/с.

Коэффициент заполнения принимают на основе опытных данных в зависимо­сти от свойств груза, причем величина его относительно невелика от 0,125 (тяже­лых и абразивных) до 0,4 (мука).

Шаг винта t для сравнительно легко перемещаемых грузов (т.е. с малым сопро­тивлением перемещению) принимают t = D. Для трудноперемещаемых грузов t = 0,8D.

Частоту вращения винта п выбирают в зависимости от рода груза и D винта. Максимально допустимую частоту вращения винта n_max определяют по фор­муле

(2)

где А эмпирический коэффициент зависящий от груза, значение колеблется от 30 (для тяжелых и абразивных грузов) до 65 (для легких и неабразивных).

Значение D выбирают ориентировочно и проверяют по формуле (1).

Подставив в (1) значения t = D и n_mах по (2), а также значения коэффициентов

А, и плотности можем, по заданной производительности, определить мини­мальный диаметр винта.

Окончательно его назначают с учетом ряда диаметров по ГОСТ 2037-75 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; 0,32; 0,4; 0,5; 0,63 и 0,8 метра.

При транспортировании мелкокусковых грузов

D (10-12)a; D (4 - 6)a_max ,

где а - размер кусков сортированного груза;

a_max - размер наибольших кусков несортированного груза.

2.5 Определение энергосиловых факторов

Общее сопротивление движению груза на винтовых конвейерах складывается из:

- сил трения груза о желоб и о поверхность винта,

- сопротивлений в подшипниках;

- сопротивлений подъему;

- дополнительных сопротивлений (проталкивание через промежуточные опо­ры; сопротивления в зазоре между винтом и желобом; перемешивание груза).

W=W_ТР,ГР+W_ПОДШ+W_{ПОДЪЕМА}+W_ДОП

Если первые составляющие могут быть определены расчетным путем, то по­следняя, весьма существенная, трудно поддается расчету.

Поэтому более удобно пользоваться эмпирическими величинами общего коэф­фициента потерь w', зависящего от свойств перемещаемого груза, который опре­деляется экспериментально.

Значения этого коэффициента изменяются в пределах от 1,2 до 4,0.

Тогда потребная мощность двигателя для наклонного конвейера может быть определена из известного вам выражения

, (кВт)

где Р_n - полезная мощность двигателя (необходимая для подъема груза без уче­та сопротивлений), кВт;

Р_ВР- мощность двигателя необходимая для преодоления сопротивлений трению, к Вт;

Н - высота подъема, (м);

L — длина винтового конвейера, м;

Исходя из потребной мощности Р определяют крутящий момент на валу винта

М_в , (Нм)

где Р - мощность (кВт); - КПД привода; п - частота вращения винта (об/мин).

Наибольшая действующая на винт продольная сила

,(Н)

где r - радиус на котором действует равнодействующая сил сопротивления, (м)

;

- угол подъема винтовой линии винта на радиусе г;

- угол трения груза о поверхность винта;

tg = -коэффициент трения груза о поверхность винта.

Вал винта рассчитывают на скручивание под действием момента M_В, сжатие или растяжение силой F, изгиб под действием момента F , а также изгиб на длине от собственной силы тяжести.

3 Вертикальные и крутонаклонные винтовые

конвейеры

Конструкция

Конвейер состоит: вертикальная труба (кожух), подвешенный в ней на упорном подшипнике винт; короткий горизонтальный винт-питатель, тоже вращающийся в трубе; один или два раздельных привода для обоих винтов; разгрузочный патрубок. В нижней части вертикальный винт с уменьшенным шагом.

3.2 Работа

Движение обусловлено силами трения, возникающими при прижатии материала к поверхности трубы под действием центробежной силы. Но перемещаемый груз одновременно и вращается (иначе не было бы центробежной силы) со скоростью несколько меньше, чем угловая скорость винта.

3.3 Определение критической скорости вращения вала

Для создания необходимой центробежной силы винт должен иметь достаточно большую частоту вращения, т.е. в противоположность горизонтальным винтам, для которых ограничивается максимальная частота вращения, вертикальных винтах ограничивается минимальное допускаемое (критическое) значение, необходимое для транспортирования груза вверх по винту. Рассмотрим, как определяется эта частота вращения.

Рисунок 6 - Схемы для расчета вертикального винтового конвейера

На покоящуюся частицу силой тяжести G по винтовой поверхности действуют две силы (рисунок а): одна направлена по винтовой поверхности вниз и равна

Gsin , другая - сила трения частиц о винтовую поверхность G sin f_B, _B, где f_B -коэффициент трения частиц о винт.

При вращении частиц (рисунок б) со скоростью V возникает центробежная сила

где т - масса частицы.

Сила трения частицы о стенку кожуха в горизонтальной плоскости равна f к , где f_K -~ коэффициент трения частицы о кожух, (рисунок в).

Относительно винтовой поверхности она раскладывается на два направления -

нормальное к винту, обеспечивающее дополнительно силу прижатия f к cos

и следовательно, силу трения о винтовую поверхность f к f_B sin .

Наибольшая скорость на окружности винта, при которой частица не имеет осе­вого движения и вращается вместе с винтом, т.е. критическая скорость V_KP нахо­дится из уравнения равновесия частицы

(3.1)

откуда (3.2)

f_B=tg (3.3)

Учитывая, что V_KP = ,получим критическую частоту враще­ния винта

(3.4)

Из выражения (3.4) видно, что для движения частицы вверх частота ее враще­ния должна быть тем больше, чем больше угол подъема винта и коэффициент тре­ния о стенку кожуха f_к , и чем меньше его радиус и коэффициент трения частиц о винт f_в.

3.4 Производительность вертикальных винтовых конвейеров

Производительность рассчитывается по той же формуле, что и для горизон­тальных винтовых конвейеров

Q = 47D² tn C

,град
С	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4