Ленточные и пластинчатые конвейеры

Конвейер (англ. conveyer – перевозить, convey – транспортер) – это транспортная установка или машина непрерывного действия. Впервые построен в России в 1860 г. А.Лопатиным и назван песковозом.

По грузонесущему элементу их разделяют на ленточные, пластинчатые, роликовые (рольганги), скребковые, ковшовые, винтовые (шнеки) или вибрационные конвейеры.

По принципу действия – гравитационные, приводные (тяговые и вибрационные).

Они перемещают материал горизонтально и наклонно (сыпучие и кусковые материалы, штучные грузы, пластичные смеси растворов и бетонов).

Рис. 5.1. Схема ленточного конвейера:

а- общая схема; б- роликоопоры; в- схема усилий в ветвях ленты в зоне приводного барабана

Ленточные конвейеры перемещение груза выполняют бесконечной прорезиненной лентой 4, огибающей два барабана – приводной 6 и натяжной 2 (рис. 5.1). Движение ленты с грузом через загрузочное устройство 3 обеспечивается силой трения на поверхности ее контакта с приводным барабаном, вращение которому передается от электродвигателя 10 через редуктор 9. Обе ветви ленты поддерживаются от провисания катучими опорами 5 и 8 (установлены чаще под грузовой ветвью и реже – под холостой). В зоне загрузки материала они представляют прямые горизонтальные ролики (рис. 5.1,б). Материал разгружают через барабан 6. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном 6 устанавливают отклоняющий барабан 7, увеличивающий угол обхвата φ. Для предотвращения провисания ленты между роликоопорами, для увеличения тягового усилия – лента натягивается предварительно винтовым или натяжным грузовым устройством 1. Возможна промежуточная разгрузка материала с помощью наклонно установленного плужкового сбрасывателя 11.

Ширина ленты В =0,4-2 м. Скорость движения ленты v =0,8-4 м/с (для штучных v =0,5-1,5 м/с). Ширина ленты конвейеров специального назначения В =3,2 м, v =8 м/с. Ленты – тканевые, прорезиненные, из нескольких слоев ткани (бельтинга) из хлопчатобумажных или синтетических волокон. Конвейеры с покрывающей лентой перемещают материал по трассе с углом подъема до 60°.

Для крупнокусковых материалов ширина ленты должна быть не менее:

(5.1)

где amax – наибольший размер куска, м.

Достоинства: высокая производительность (до 1000-8000 т/ч), значительная дальность транспортирования (10 км), установив их каскадом-один за другим.

В строительстве используют стационарные и передвижные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на небольшие расстояния. Стационарными оборудуют бетонные и железобетонные заводы, склады стройматериалов. Передвижные длинной от 5 до 15 м на колесах или в прицепе к тягачу на строительных площадках.

Производительность П (т/ч) ленточного конвейера:

(5.2)

где А – площадь поперечного сечения потока материала, м2;

ρ – плотность материала, т/м3;

v – скорость движения материала, м/с.

Для большинства строительных материалов площадь А определяется через ширину ленты В:

А ≈0,05 В – при плоской ленте;

А ≈0,11 В – при желобчатой ленте (α =20°) (рис. 5.1, б);

А ≈0,14 В – то же (α =30°).

Требуемое для работы ленточного конвейера максимально возможное окружное усилие F(H) на приводном барабане зависит от: мощности двигателя Рдв (кВт) при заданной скорости vЛ (м/с) передвижения ленты; сцепного свойства барабана, характеризуемого статистическим усилием S0 (H) натяжения каждой ветви ленты, коэффициентом трения f между лентой и ведущим барабаном и углом обхвата φ (рад) барабана лентой:

(5.3)

(5.4)

где η – КПД трансмиссии; е – основание натурального логарифма.

Требуемая мощность электродвигателя зависит от производительности контейнера П, геометрических параметров трассы перемещения материала (длины его вертикальной H и горизонтальной L r проекции, ширины ленты В Л, скорости ее перемещения vЛ и способа разгрузки).

При коэффициенте сопротивления передвижению материала конвейером W =0,03 и линейной массе (кг/м) элементов конвейера q=30В мощность двигателя равна:

, (5.5)

где К1 =1 (при Lr→50 м); К1 =1,25 (при Lr <15 м) – коэффициент влияния длины конвейера;

К2 =1 (отсутствие тележки); К2 =1,25 (при наличии сбрасывающей тележки) – коэффициент, учитывающий сопротивление при прохождении ленты через сбрасывающую тележку;

К3 =0 (при разгрузке через барабан); К3=0,008 (при плужковом сбрасывателе); К3=0,005 (при разгрузочной тележке) – коэффициент, учитывающий расход энергии на работу сбрасывающего устройства.

Для устранения подбуксовки ленты увеличивают угол обхвата барабана φ и повышают коэффициент трения f (футеровкой рабочей поверхности барабана слоем резины). Увеличение усилия S0 неизбежно влечет за собой увеличение растягивающего усилия S1 в наиболее нагруженном поперечном сечении ленты – в набегающей на приводной барабан ветви:

(5.6)

(5.7)

Количество прокладок (слоев) ленты:

(5.8)

где n – запас прочности;

S₁ – усилие в набегающей на барабан ветви ленты, Н;

К – допустимое усилие на разрыв 1 см ширины одной прокладки, Н/см. Надо принимать 10-12 кратный запас прочности для устранения большой вытяжки ленты. Допустимое усилие на разрыв принимают: К =60 Н/см – для хлопчатобумажных бельтингов; К =300 Н/см – для синтетических бельтингов.

Пластинчатые конвейеры. На машиностроительных заводах и заводах строительных конструкции применяют такие конвейеры для транспортирования материалов с острыми режущими кромками (подача крупнокускового камня в дробилки), а также транспортирования горячих материалов, деталей и изделий (рис. 5.2). Тяговым органом у них являются две бесконечные цепи 3, огибающие приводные 4 и натяжные 2 звездочки. К тяговым цепям прикреплены металлические пластины 1, перекрывающие друг друга с целью исключения просыпания материала между ними.

Цепи длиннозвенные, в основном пластинчатые, втулочные и втулочно-роликовые с шагом от 100 до 630 мм.

К цепям прикреплен настил из гладких или фасонных пластин (штампованных или литых). Настил является несущим органом, перемещающим транспортируемый материал или груз. Загрузку настила производят в необходимом по длине конвейера месте через загрузочную воронку 6. Разгрузка либо концевая через лоток 5, либо плужковым сбрасывателем в любом месте конвейера. Ширина пластинчатого настила составляет от 0,4 до 1,6 м, а скорость перемещения материалов невелика и находится в среднем в пределах 0,01-1,0 м/с. При фигурных пластинах они могут перемещать груз под углом до 30°. Производительность пластинчатых конвейеров определяется аналогично ленточным по формуле (5.2).