Ленточные конвейеры



Пример условного обозначения:

Лента конвейерная типа 1, подтипа 1.1 общего назначения, шириной 1600 мм, с четырьмя прокладками из ткани ТК-300, с рабочей обкладкой 8 мм и нерабочей - 2 мм из резины класса А:

Лента 1.1 - 1600 - 4 - ТК-300 - 8 - 2 - А ГОСТ 20-85

Лента типа 2 - минимальная ширина ленты 300 мм; лента имеет резиновые обкладки рабочей и нерабочей поверхности; ленты трудновоспламеняющиеся и морозостойкие всех ширин, общего назначения шириной свыше 1000 мм и пищевые шириной до 800 мм изготовляют с резиновыми бортами; ленты общего назначения шириной до 1000 мм включительно изготовляют с резиновыми или нарезными бортами; каркас ленты изготовляют из тканей типов ТА-100, ТК-100, ТА-150, ТК-200-2, ТЛК-200, ТА-300, ТК-300 с нитями основы и утка из синтетического волокна с прочностью прокладки от 100 до 300 Н/мм и из тканей из комбинации полиэфирного и хлопчатобумажного волокна типа БКНЛ-55 с прочностью прокладки 55 Н/мм; минимальное число прокладок каркаса 3; между тканевыми прокладками каркаса должны быть резиновые прослойки; минимальные толщины рабочей/нерабочей наружных резиновых обкладок 3/1 мм; классы прочности резины по физико-механическим показателям для наружных обкладок ленты А, Б, И, М, Г-1, Г-2, Т-1, Т-2, Т-3; лента типа 2 общего назначения в зависимости от вида транспортируемого груза подразделяется на подтип 2.1 (руды черных и цветных металлов, крепкие горные породы кусками размером до 100 мм; кокс, известняк и другие высокоабразивные и абразивные материалы кусками размером до 100 мм и штучные грузы) и подтип 2.2 (уголь рядовой, глина, цемент, мягкие породы и другие малоабразивные материалы кусками до 150 мм); другие виды лент типа 2 - морозостойкая (тип 2М, 2ЛМ), теплостойкая (тип 2Т1, 2Т2 и 2Т3), пищевая (тип 2ПЛ); трудновоспламеняющаяся(тип 2Ш и 2ШМ); температура транспортируемого груза в зависимости от типа ленты от -60 до +200 °С; температура окружающего воздуха в зависимости от типа ленты от -60 до +60 °С.

Для лент типа 2 после класса обкладочной резины следует указывать вид борта: «РБ» - резиновый борт; «НБ» - нарезной борт.

Пример условного обозначения:

Лента конвейерная типа 2, теплостойкая, шириной 800 мм, с шестью прокладками из ткани ТК-100, с рабочей обкладкой толщиной 8 мм и нерабочей 2 мм из резины класса Т-1 с нарезными бортами:

Лента 2Т1 - 800 - 6 -ТК-100 - 8 - 2 - Т-1 - НБ ГОСТ 20-85

Лента типа 3 - минимальная ширина ленты 100 мм; основная характерная особенность - односторонняя резиновая обкладка с рабочей стороны ленты и нарезные борта; лента может изготовляться с нижней тканевой прокладкой каркаса, завернутой вокруг бортов каркаса к рабочей поверхности ленты; каркас ленты изготовляют из комбинированных тканей типа БКНЛ-55 с прочностью прокладки по основе 55 Н/мм или из синтетических тканей типа ТА-100, ТК-100 с нитями основы и утка из синтетического волокна с прочностью прокладки по основе 100 Н/мм; минимальное число прокладок каркаса 2; минимальная толщина рабочей наружной резиновой обкладки 2 мм;классы прочности резины по физико-механическим показателям для верхней наружной обкладки ленты И, Б, П; лента применяется в легких условиях эксплуатации (транспортирование малоабразивных и неабразивных мелкокусковых сыпучих грузов типа земля, зола, известь, мел, опилки, сода с кусками размером до 80 мм, продуктов сельского хозяйства, мелких штучных и пакетированных грузов); может быть общего назначения (тип 3) и пищевая (тип 3П); температура окружающего воздуха для ленты общего назначения от -45 до +60 °С, для пищевой ленты от -25 до +60 °С.



Примеры условного обозначения:

Лента конвейерная типа 3, общего назначения, шириной 800 мм, с тремя прокладками из ткани ТК-100, с рабочей обкладкой толщиной 3 мм из резины класса Б:

Лента 3 - 800 - 3 -ТК-100 - 3 - Б ГОСТ 20-85.

Лента типа 4 - минимальная ширина ленты 100 мм; основная характерная особенность - лента изготовляется одно- или двухпрокладочной с резиновой обкладкой рабочей и нерабочей поверхности и нарезными бортами; каркас ленты изготовляют из комбинированных тканей типа БКНЛ-55 с нитями основы из синтетического полиэфирного и нитями утка из хлопчатобумажного волокна или из синтетических тканей типа ТА-100, ТК-100 с нитями основы и утка из синтетического волокна с прочностью прокладки по основе 100 Н/мм; между тканевыми прокладками каркаса с нитями основы и утка из синтетического волокна должны быть резиновые прослойки; минимальные толщины рабочей/нерабочей наружных резиновых обкладок 1/1 мм; класс прочности резины по физико-механическим показателям для наружных обкладок ленты И, Б, С, П; лента применяется в легких условиях эксплуатации (транспортирование малоабразивных и неабразивных мелкокусковых сыпучих грузов с кусками размером до 80 мм аналогично ленте типа 3, продуктов сельского хозяйства, мелких штучных и пакетированных грузов и мелких упакованных пищевых продуктов); может быть общего назначения (тип 4) и пищевая (тип 4П); температура окружающего воздуха от -45 до +60 °С.

Пример условного обозначения:

Лента конвейерная типа 4, пищевая, шириной 500 мм, с двумя прокладками из ткани БКНЛ-65, с рабочей обкладкой толщиной 2 мм и нерабочей 1 мм из резины класса П:

Лента 4П - 500 - 2 - БКНЛ-65 - 2 - 1 - П ГОСТ 20-85.

После выбора по исходным данным типа ленты необходимо привести её конструкцию (аналогично рис. 28), краткое описание ленты с указанием выбранной ткани прокладок каркаса и прочности при разрыве тяговой прокладки по основе у_p, Н/мм.

6.3.3 Предварительное определение мощности привода конвейера

Цель предварительных расчетов - найти приближенное значение максимального усилия в ленте для выбора ее параметров, а также возможности дальнейшего выбора элементов конвейера (барабаны, роликоопоры).

Мощность на приводном барабане конвейера, кВт

где Q - заданная массовая производительность, т/ч; w_o - обобщенный коэффициент сопротивления движению (см. табл. 14); L_г - длина горизонтальной проекции трассы конвейера, м; H - высота подъема груза, м. Знак «плюс» ставится при подъеме груза, а знак «минус» - при опускании груза.

Тяговое усилие на приводном барабане, Н

где n - скорость движения ленты по заданию, м/с.



Рис. 36. Схема приводного устройства: а - без отклоняющего барабана; б - с отклоняющим барабаном для увеличения угла обхвата; S_сб - усилие в сбегающей ветви, Н

Натяжение в набегающей на приводной барабан ветви ленты (рис. 36).

где - тяговый фактор (табл. 15); e= 2,72 - основание натуральных логарифмов; f- коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана, назначается исходя из заданных для проектирования и дополнительно назначенных данных, а также условий работы (табл. 4); - угол обхвата барабана лентой в радианах (первоначально принимается , что соответствует углу обхвата 180?).

Таблица 15. Значения тягового фактора

Коэффициент трения f	Угол обхвата барабана лентой , град/рад
	180/3,14	190/3,22	200/3,50	210/3,67	240/4,19
0,20 (стальная, гладкая, влажная поверхность барабана)	1,88	1,94	2,01	2,08	2,31
0,30 (стальная, гладкая, сухая или влажная, футерованная резиной поверхность барабана)	2,57	2,71	2,85	3,01	3,52
0,40 (сухая, футерованная резиной поверхность барабана)	3,52	3,78	4,05	4,34	5,35



6.3.4 Расчет производительности и определение ширины ленты

Производительность конвейера - количество материала, проходящего через поперечное сечение потока груза в единицу времени.

Объемная производительность, м³/ч,

V=3600Fv (17)

где F - площадь поперечного сечения, м²; v - скорость движения ленты, м/с.

Массовая (весовая) производительность, т/ч,

где F, м²; v, м/с; - насыпная плотность груза, кг/м³.

Либо производительность, т/ч,

где F, м²; v, м/с;, т/м³.

Таким образом, производительность зависит от скорости ленты и погонной нагрузки груза на нее. Определим площадь поперечного сечения потока материала.

Случай I. Плоская лента без бортов

На плоской ленте без бортов (рис. 37, а) насыпной груз размещается по треугольнику с углом свободного расположения груза в поперечном сечении движущейся ленты , где - угол естественного откоса груза в покое.

Рис. 37. Схемы поперечного сечения потока груза на ленте: а - без бортов; б - с бортами

На наклонном конвейере площадь поперечного сечения потока груза уменьшается за счет скатывания материала с ленты вниз. Это учитывается коэффициентом уменьшения сечения груза c. Его величина зависит от угла наклона конвейера и подвижности груза.

Предварительно обозначим

где b - ширина расположения груза на ленте, м; B - ширина настила, м. Обычно К = 0,9, либо b=0,9B-0,05 м.

Соответственно площадь сечения потока, м²,

Приняв средние значения =15 град, с = 0,97 и K = 0,85, можно получить формулу для предварительных расчетов

Случай II. Плоская лента с бортами

На ленте с бортами (рис. 37, б) общая площадь сечения груза складывается из суммы площади треугольника и прямоугольника:



F=F₁ + F₂.

Обозначим , отсюда площадь, м²,

Приближенно можно принять

Случай III. Желобчатая лента

На желобчатой ленте площадь сечения потока будет складываться из площади треугольника и площади трапеции (рис. 38)

Рис. 38. Площадь сечения потока груза

Площадь трапеции, м²,

Примем

K=b/B и K₁=b₁/B

Тогда

Суммарная площадь поперечного сечения

Для предварительных расчетов:

- при

- при

Далее, подставляя значение рассчитанной площади поперечного сечения потока материала в формулы (17), (18) или (19), можно определить производительность конвейера.

При заданной производительности ширина ленты конвейера с желобчатыми опорами

где Q, т/ч; v, м/с; - насыпная плотность перемещаемого груза, т/м³; K_п - коэффициент типа роликоопор; так, для желобчатой трехроликовой роликоопоры с углом наклона боковых роликов 30? K_п = 470, 550 и 640 соответственно для легкой, средней и малой степени подвижности груза; K_в - коэффициент, учитывающий уменьшение сечения груза на наклонном участке вследствие частичного ссыпания груза в сторону, противоположную движению (табл. 16).

Таблица 16. Значения коэффициента K_в для гладкой резинотканевой ленты

Подвижность частиц груза	Угол наклона конвейера, град
	1…5	6…10	11…15	16…21	21…24
Легкая Средняя Малая	0,95 1,0 1,0	0,90 0,97 0,98	0,85 0,95 0,97	0,80 0,90 0,95	- 0,85 0,90

При транспортировании грузов, содержащих куски, полученная по производительности ширина ленты В должна быть проверена по кусковатости груза по условию

где - размер наибольших кусков перемещаемого груза по заданию, мм; x- коэффициент, зависящий от заданного типа груза, x= 2 - для рядового груза и x = 3,3 - для сортированного груза.

Из двух полученных значений ширины ленты принимают большее и округляют в большую сторону до ширины из ряда, предусмотренного ГОСТ 20-85* (400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600 мм).

В случае если > В производят перерасчет скорости

где v - скорость движения ленты по заданию, м/с.

Из рекомендуемого нормального ряда скоростей 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3 м/с выбирается ближайшее к значение, принимаемое в дальнейших расчетах за скорость движения ленты и обозначаемое v. Скорости меньше 0,4 м/с и больше 4,0 м/с применять не рекомендуется.

Для широких лент возможны более высокие скорости, чем для узких; для конвейеров, работающих в закрытых помещениях, принимают меньшие скорости, чем для конвейеров на открытой местности; для конвейеров с наибольшим углом наклона принимают меньшие скорости, чем для горизонтальных (во избежание просыпи груза).

При транспортировании штучных грузов ширину ленты определяют в зависимости от габаритных размеров груза и способа его загрузки на ленту, на ленте с обеих сторон должны оставаться свободные от груза поля 50-100 мм.

6.3.5 Предварительное определение числа прокладок каркаса ленты

Необходимое число прокладок тягового каркаса

где - максимальное натяжение ленты, Н; , Н/мм, - максимально допустимая рабочая нагрузка одной тяговой прокладки каркаса ленты; - допускаемый коэффициент запаса прочности; = 8 - для горизонтальных, = 10 - для наклонных конвейеров; - номинальная прочность при разрыве одной тяговой прокладки ленты выбранного типа, Н/мм; B - ширина ленты, мм.

Значительный коэффициент запаса прочности резинотканевых лент объясняется неравномерностью передачи растягивающего усилия всеми прокладками, ослаблением ленты в месте стыка, различием в характере вытягивания прокладок при огибании лентой барабанов, снижением однородности каркаса и коэффициента неравномерности работы прокладок при увеличении их числа.

Если число прокладок, полученное расчетом, больше их максимального числа по табл. 6 для принятого типа и ширины ленты, то следует принять ленту с большим значением у_p. Если при расчете число прокладок получается меньше минимального количества по табл. 17, то принимается лента с минимальным количеством прокладок или выбирается лента с прокладками меньшей прочности при разрыве.

Таблица 17. Минимальное и максимальное число тканевых прокладок каркаса

Ширина ленты, мм	Тип ленты
	1	2	3
	Номинальная прочность тяговых прокладок уp, Н/мм
	400	300	200	300	200	100	55	100	55
	Количество прокладок
400,500 650 800 1000 1200 1400	- - - 3-6 3-6 3-6	- - 3-6 3-6 4-6 4-6	- - 3-6 3-6 4-6 4-6	- - 3-6 3-6 3-6 4-6	2-5 2-6 2-6 3-6 3-6 4-6	2-5 2-5 2-6 3-6 3-6 4-6	2-5 2-6 3-6 3-6 3-6 3-6	2-5 2-5 3-5 3-5 3-5 3-5	2-4 3-5 3-5 3-5 3-5 3-5
Примечание. Для лент типа 4 минимальное число прокладок - 1, максимальное - 2.

Примечание:

Для лент типа 4 минимальное число прокладок - 1, максимальное - 2

6.3.6 Определение размерных и весовых характеристик выбранной ленты

Толщина ленты (мм) в соответствии с рис. 35

где д_в и д_н - соответственно толщина верхней и нижней обкладок, мм (принимаются по табл. 18); д_пр - толщина одной прокладки тягового каркаса, равная: для синтетических тканей - 2,0, 1,9, 1,4, 1,8, 1,2 мм соответственно для прочности ткани 400, 300, 200, 150, 100 Н/мм; для комбинированных тканей типа БКНЛ - 1,6, 1,8, 1,15 мм соответственно для прочности 150, 100, 55 Н/мм; i - число прокладок каркаса.

Таблица 18. Толщины наружных обкладок резинотканевых лент общего назначения

Перемещаемый груз	Размеры кусков, мм	Толщина верхней обкладки в мм при условиях работы конвейера	Толщина нижней обкладки, мм
		легких	средних	тяжелых
Неабразивный и малоабразивный (группы А-В)	0-60	3	5	6	1;2
Среднеабразивный (группа С)	0-60	4	4,5/3	6/3	1; 2
	61-300	4	4; 5/3	6,0/4,5	2
Сильноабразивный (группа Д)	0-60	5	5	6/4; 5	2
	61-300	6	6/6	8/6	2
	Св. 300	6	8/8	8/8	2

Примечание:

Значения в числителе при времени одного оборота ленты до 100 с включительно, в знаменателе - свыше 100 с.

Масса одного погонного метра ленты, кг/м, при её средней плотности, приблизительно равной 10³ кг/м³

где B и - в мм.

Составляется условное обозначение выбранной ленты аналогично показанному в подразд. 6.3.2 и выписываются все её параметры.

6.4 Тяговый расчет ленточного конвейера

Тяговый расчет ленточного конвейера производится после предварительных расчетов, выбора типов и параметров всех элементов конвейера.

6.4.1 Синтез трассы конвейера

Синтез трассы конвейера заключается в расстановке по контуру трассы всех составных элементов конвейера и выполняется в следующем порядке.

6.4.1.1 Определение расстояния между ветвями ленты

Для определения расстояния а между рабочей и холостой ветвями ленты конвейера показывается в масштабе схема установки ранее выбранных рядовых роликоопор на раме конвейера (рис. 39). В качестве продольных балок рамы принимается, как правило, прокатный швеллер с параллельными гранями полок по ГОСТ 8240.

Рис. 39. Установка рядовых роликоопор на раме конвейера

Номер (высота сечения) швеллера выбирается из условия, что на его полках разместятся головка болта и гайка крепления кронштейнов роликоопор. Размеры резьбы болтов принимаются для выбранных роликоопор по таблице 2, размеры головок болтов, шайб и гаек крепления роликоопор определяются по нормативно-справочной литературе.



6.4.1.2 Расстановка поддерживающих и направляющих устройств

Поэтапно, с добавлением на каждом этапе новых составных частей, на миллиметровой бумаге в масштабе изображается трасса конвейера (рис. 40), для этого:

1) показывается положение концевых барабанов, причем образующие обечаек концевых барабанов находятся на одном уровне друг с другом и с верхней (груженой) ветвью конвейера (рис. 40, а).

Рис. 40. Схема синтеза трассы конвейера для тягового расчета

2) показывается, начиная от натяжного (заднего) барабана к приводному, положение холостой ветви, идущей параллельно верхней груженой ветви (рис. 40, б). В случае равенства диаметров барабанов лента закольцовывается вокруг них. При неравенстве диаметров концевых барабанов на холостой ветви на расстоянии 0,8-1,0 м от центра приводного барабана устанавливается отклоняющий барабан, параметры которого определяются по подразд. 5.8. При небольших углах обхвата (до 45°) вместо отклоняющего барабана достаточно установить нижнюю рядовую роликоопору. В случае сложной трассы выпуклостью вверх отклоняющий барабан устанавливается на холостой ветви не у приводного барабана, а в месте перегиба холостой ветви так, чтобы расстояние между ветвями ленты по всей длине трассы было одинаковым. В случае сложной трассы выпуклостью вниз холостая ветвь на криволинейном участке опирается на рядовые роликоопоры, расположенные по радиусу, определяемому по рекомендациям [4];

3) расставляются рядовые и, в случае необходимости, специальные роликоопоры на рабочей и холостой ветвях ленты (рис. 40, в). На рисунке показываются только центральные (нижние) ролики роликоопор.

Первыми устанавливаются переходные роликоопоры на рабочей ветви на расстоянии не менее 800 мм от осей концевых барабанов, но не более принятого шага рядовых роликоопор l_р. При угле наклона боковых роликов рядовых роликоопор 20° или 30° устанавливается соответственно по одной (с углом наклона боковых роликов 10-11°), и по две переходных роликоопоры (с углом наклона боковых роликов 20° и 10°).

Устанавливается батарея выбранных рядовых роликоопор под направляющим лотком загрузочного устройства, при этом переходная роликоопора (на рис. 40, в не выделена) является первой опорой батареи и длина лотка откладывается от её оси к приводному барабану. Направляющий лоток показывается на схеме.

Расставляются рядовые роликоопоры на рабочей ветви с шагом l_р.

Расставляются рядовые роликоопоры на холостой ветви с шагом l_р', начиная от отклоняющего барабана (роликоопоры) у приводного барабана (если его нет - от оси приводного барабана).

Расставляются, в случае необходимости, центрирующие роликоопоры по рекомендациям подразд. 5.6 настоящего пособия.

Устанавливаются, в случае необходимости, очистительные устройства для ленты и концевых барабанов, по рекомендациям подразд. 5.13;

4) трасса конвейера разбивается на прямолинейные (горизонтальные и наклонные) и криволинейные участки и нумеруются точки сопряжения этих участков по ходу движения ленты, начиная с точки сбегания ленты с приводного барабана (рис. 40, г) по направлению движения по контуру трассы до конечной точки набегания ленты на приводной барабан. В точках меняется характер движения ленты (от прямолинейного к криволинейному и наоборот). Криволинейными являются участки огибания лентой барабанов всех типов, а также выпуклый участок трассы в пределах центрального угла его дуги. Участки загрузки, разгрузки, очистки и т. п., в связи с их малой длиной по сравнению с длиной прямолинейных участков, считают сосредоточенными в точку и нумеруют одной точкой (рис. 40, г), совпадающей, как правило, с ближайшей точкой сопряжения участков. Например, длиной участка загрузки считается точка 5', совпадающая с точкой 5 сбегания ленты с натяжного барабана, так как расстояние от участка загрузки до натяжного барабана мало по сравнению с длиной рабочей ветви ленты и этим расстоянием можно пренебречь (на рис. 40, г точка 5' выделена).

6.4.2 Тяговый расчет конвейера методом обхода трассы по контуру

Цель данного этапа - определить уточненно методом обхода трассы по контуру тяговое усилие на барабане и мощность привода конвейера, после чего проверить прочность предварительно выбранной ленты и, в случае выполнения условия её прочности, провести расчет привода, натяжного устройства и проверочные расчеты отдельных элементов и узлов.

Сущность метода обхода трассы по контуру состоит в том, что натяжение в каждой последующей по ходу её движения точке контура равно сумме натяжения в предыдущей точке и силы сопротивления на участке между этими точками, т.е.

или, например,

В результате тягового расчета строят диаграмму натяжений тягового органа.

6.4.2.1 Сопротивления движению тягового органа (ленты)

Сопротивление, Н, на прямолинейном груженом участке рабочей (верхней) ветви конвейера

где w - коэффициент сопротивления перемещению груза (см. табл. 19); g - ускорение свободного падения, м/с²; q_г=Q/3,6v - погонная масса груза на ленте, кг/м (Q и ? - заданная производительность, т/ч, и скорость ленты, м/с, соответственно); q_л - погонная масса выбранной ленты, кг/м (см. подразд. 4.6); - длина горизонтальной проекции груженого участка, м; L^г - длина груженого участка, м (в - угол наклона груженого участка); - погонная масса вращающихся частей роликоопор груженой ветви конвейера, кг/м; для наклонного участка кг/м (m_p - масса вращающихся частей роликоопоры по табл. 1, кг; n_p - количество рядовых роликоопор на груженом участке); H=L^гsinв - высота подъема груза, м. Знак плюс принимается при перемещении груза вверх, знак минус - при перемещении вниз.



Таблица 19. Значения коэффициента сопротивления w

Условия работы конвейера	Роликоопоры
	Прямые	Желобчатые
Легкие	0,018	0,02
Средние	0,022	0,025
Тяжелые	0,03	0,03

Сопротивление, Н, на прямолинейном порожнем участке рабочей (верхней) ветви конвейера

где - длина горизонтальной проекции порожнего участка рабочей ветви конвейера, м; - длина порожнего участка рабочей ветви, м; - высота вертикальной проекции порожнего участка рабочей ветви, м.

Сопротивление, Н, на прямолинейном участке холостой ветви конвейера

где - погонная масса вращающихся частей роликоопор холостой ветви конвейера, кг/м; для наклонного участка погонная масса кг/м (- масса вращающихся частей роликоопоры по табл. 2, кг; - количество роликоопор на холостом участке); - длина холостого участка, м; - длина горизонтальной проекции холостого участка, м; - высота вертикальной проекции холостого участка, м.

Сопротивление, Н, на криволинейном участке при огибании лентой роликовой батареи:

а) при выпуклой ленте

где - натяжение ленты в начале участка, Н; k - коэффициент, учитывающий увеличение натяжения ленты от сопротивления батареи роликоопор,

здесь е = 2,72 - основание натуральных логарифмов; w - см. табл. 19; б - центральный угол криволинейного участка, рад, ориентировочно равен углу в наклона наклонного участка;

б) при вогнутой ленте сопротивление на участке равно нулю.

Сопротивление, Н, на поворотном пункте (барабане)

где - натяжение тягового органа в точке набегания на барабан, Н; k_п - коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на поворотном пункте (барабане).

При угле обхвата лентой барабана: до 90? - k_п = 1,02 … 1,03; 90? - k_п = 1,03 …1,04; 180? и более - k_п = 1,05 …1,06.

Сопротивление в месте загрузки, Н,

где W_зу - сопротивление, Н, при сообщении поступающему по воронке грузу ускорения ленты

где Q - заданная производительность, т/ч; ? - скорость движения ленты, м/с; W_зб - сопротивление, Н, от трения груза о неподвижные борта направляющего лотка

где f₁ - коэффициент внешнего трения по табл.12; h_б=0,3h - высота груза в лотке высотой h по табл. 7, м; с - насыпная плотность груза, кг/м³; l_л - длина лотка по табл. 7, м; n_б = 0,6 - коэффициент бокового давления; W_зп?50l_л - сопротивление, Н, от трения уплотнительных полос направляющего лотка о ленту конвейера.

Сопротивление, Н, очистительных устройств конвейера

где w_оч - коэффициент сопротивления очистительного устройства, Н/м: для скребков и плужков w_оч = 300…500 Н/м, для вращающихся щеток w_оч = 150…250 Н/м; B - ширина ленты, м.

6.4.2.2 Последовательность тягового расчета

Определение натяжений в характерных точках контура трассы конвейера начинаем с точки 1, усилие в которой S₁=S_сб пока не известно. Условия работы в данном случае считаем средними, очистительные устройства отсутствуют.

Обходя последовательно контур от точки к точке по ходу движения ленты, выражаем натяжения ленты в этих точках через неизвестное S₁.

На участке 1-2 сопротивлений движению нет, т. е. W_1-2 = 0 и S₂=S₁.

Сопротивление (Н) на отклоняющем барабане по формуле (26)

а натяжение в точке 3, Н,

Таким образом, натяжение в точке 3 при огибании барабана с углом обхвата до 90° можно записать как

Сопротивление на прямолинейном участке 3-4 холостой ветви в общем виде определяем по уравнению (24).

Поскольку в данном случае H^Ч=0, то сопротивление, Н, на участке 3-4 определяем по формуле

а натяжение, Н, в точке 4

Натяжение в точке 5 без учета сопротивлений в месте загрузки, Н, при угле обхвата барабана 180?:

Поскольку участок загрузки по протяженности мал по сравнению с длиной конвейера, принимаем его по длине сведённым в точку 5', совпадающую с точкой 5, так как участок загрузки расположен вблизи от натяжного барабана.

Сопротивление, Н, в месте загрузки (точка 5') определяем по уравнению (27).

Окончательно натяжение в точке 5 с учетом сопротивлений в месте загрузки, Н,

Сопротивление, Н, на прямолинейном груженом участке рабочей (верхней) ветви конвейера в общем виде определяется по уравнению (22).

Поскольку в данном случае H=0, то сопротивление, Н, на прямолинейном груженом участке 5-6

а натяжение в точке 6

Рассматривая структуру последнего уравнения, можно заметить, что натяжение в ленте в точке набегания на приводной барабан приводится к виду

или



где A и Б - числовые коэффициенты, причем A коэффициент безразмерный, а Б имеет размерность сопротивления, Н.

С другой стороны, усилия и связаны между собой условием отсутствия проскальзывания ленты по приводному барабану:

где - тяговый фактор (табл. 15); е = 2,72 - основание натуральных логарифмов; f - коэффициент трения между лентой и поверхностью приводного барабана, назначается исходя из заданных для проектирования и дополнительно назначенных данных, а также условий работы (см. табл. 15); б - угол обхвата барабана лентой в радианах. Для данного примера условие отсутствия проскальзывания ленты на барабане имеет вид

Таким образом, получаем систему двух уравнений с двумя неизвестными

решая которую, определяем величину S₁ и все остальные натяжения в характерных точках трассы.

Максимальное натяжение на рабочей ветви конвейера (в данном случае это S₆) проверяется по условию отсутствия провисания ленты с грузом между рядовыми роликоопорами для избежания ударных нагрузок в момент набегания на ролик кусковых грузов и их ссыпания:

где - наименьшее допустимое натяжение, Н, ленты. Если условие (30) не выполняется, то уменьшают шаг расстановки роликоопор на рабочей ветви l_p или принимают натяжение S₁ в точке 1 равным и выполняют заново тяговый расчет, добиваясь выполнения условия (30) - отсутствия недопустимого провисания ленты с грузом.

Тяговое усилие, Н, на приводном барабане с учетом сопротивлений

где W_1-6=(k_п-1)S₆=0,05S₆ - сопротивление на приводном барабане при угле обхвата 180°. Для других углов обхвата значение k_п приведено в пояснении к формуле (26).

6.4.2.3 Проверка на прочность предварительно выбранной ленты

Необходимое число прокладок тягового каркаса

где S_max, Н - максимальное расчетное натяжение ленты (рабочая нагрузка по основе); у_л = у_p/[n], Н/мм - максимально допустимая рабочая нагрузка одной тяговой прокладки каркаса ленты (здесь у_p, Н/мм - номинальная прочность при разрыве тяговой прокладки каркаса ленты выбранного типа; [n] - коэффициент запаса прочности, [n] = 8 - для горизонтальных, [n] = 10 - для наклонных конвейеров); B, мм - ширина ленты.

Если число прокладок оказалось больше ранее полученного по уравнению (5) числа, то следует:

а) принять, если это возможно, ленту с более высокой прочностью у_p при сохранении назначенного ранее типа ленты;

б) увеличить (в пределах, допускаемых табл. 17) число прокладок и выполнить заново расчет конвейера, начиная с п. 5.6.

Если при расчете число прокладок получается меньше их ранее полученного по уравнению (5) количества, то принимается лента с ранее полученным количеством прокладок, а принятый ранее диаметр приводного барабана проверяется по среднему давлению ленты на барабан (Па) по условию (12.1). В случае его невыполнения необходимо принять барабан большего диаметра.

6.4.2.4 Выбор элементов привода конвейера

Приводное устройство, вариант сборки которого с цилиндрическим редуктором типа Ц2 показан на рис. 3,б, а с коническо-цилиндрическим редуктором на рис. 41, предназначено для сообщения ленте движения и необходимого тягового усилия. Оно состоит из опорной рамы, на которой смонтирован приводной барабан, редуктор, электродвигатель. Барабан с редуктором и редуктор с электродвигателем соединяются муфтами. Тормоз устанавливается только в обоснованных случаях.

Необходимая мощность двигателя, кВт,

где з_мех=0,85 - КПД механизма привода; ? - скорость ленты, м/с.



Рис. 41. Вариант привода с коническо-цилиндрическим редуктором

По рассчитанной по формуле (32) необходимой мощности выбирают двигатель равной или большей мощности.

Для привода принимают двигатели общего назначения трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А, а при мощностях более 75 кВт с фазным ротором. Отметим, что электродвигатели ленточных конвейеров работают с относительной продолжительностью включения ПВ 100%. Для выбранного электродвигателя необходимо выписать его типоразмер, номинальную мощность, частоту вращения, габарит (полугабарит) по ширине, диаметр вала. Характеристики двигателей серии 4А (4АО для пылящих материалов) приведены, например, в атласах [2, 5, 7].

Частота вращения приводного барабана, об/мин,

где ? - скорость ленты, м/с; D_б - диаметр приводного барабана, м.

Требуемое передаточное число привода

где n_дв - частота вращения вала двигателя, об/мин.

Расчетный крутящий момент на валу приводного барабана, Н•м,

где k_з= 1,1 - 1,2 - коэффициент запаса.

Выбирается (например, по [2]) редуктор типа Ц2 или КЦ по условиям:

i_p ? i_п,

n_p ? n_дв,

N_p ? N_дв (M_p ? M_кр),

где i_p - табличное значение передаточного числа редуктора; n_p - допустимая для редуктора частота вращения быстроходного вала, об/мин; N_p - допустимая для редуктора мощность, кВт; M_p - номинальное значение крутящего момента на тихоходном валу редуктора, Н•м; N_дв - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Для выбранного редуктора выписывается из [2, 5] его типоразмер, указанные выше табличные характеристики и значения диаметров входного и выходного валов.

Выбирается из [2, 5, 7] муфта типа МУВП, соединяющая вал двигателя с валом редуктора, по условию

где M_расч=k₁M_ном - расчетный момент на валу, Н•м (k₁=1,1 - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма; M_ном=9550N_дв/n_дв - номинальный момент двигателя, Н•м; N_дв и n_дв - соответственно номинальная мощность (кВт) и частота вращения вала двигателя (об/мин); M_табл - табличное значение передаваемого муфтой момента, Н•м.

Для выбранной муфты выписывается из [2, 5, 7] типоразмер, значение передаваемого момента и допустимые диаметры расточек в полумуфтах для посадок на валы. В случае, если допустимые диаметры расточек меньше диаметров соединяемых валов, выбирается муфта следующего типоразмера.

Выбирается [2, 5, 7] муфта (например, зубчатая, типа МЗ), соединяющая вал барабана с валом редуктора, по условию

где M_расч=k₁M_номi_pз_p - расчетный момент на валу, Н•м (k₁=1,1 - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма; M_ном=9550N_дв/n_дв - номинальный момент двигателя, Н•м; N_дв и n_дв - соответственно номинальная мощность, кВт, и частота вращения вала двигателя, об/мин; i_p - передаточное число выбранного редуктора; з_p?0,92-0,95 - КПД редуктора); M_табл - табличное значение передаваемого муфтой момента, Н•м.

Для выбранной муфты выписывается из [2, 5, 7] типоразмер, значение передаваемого момента и допустимые диаметры расточек в полумуфтах для посадок на валы. В случае, если допустимые диаметры расточек меньше диаметров соединяемых валов, выбирается муфта следующего типоразмера.

Для наклонных конвейеров или конвейеров, имеющих наклонный участок, проверяется необходимость установки тормоза для предотвращения самопроизвольного обратного хода ленты с грузом при случайном выключении двигателя. Для этого вычисляется необходимый тормозной момент M_m на быстроходном валу привода, Н•м

где q_г - погонная масса груза на ленте, кг/м; H - высота подъема груза, м; в - угол наклона конвейера; F₀ - тяговая сила конвейера, Н; D_б - диаметр приводного барабана, м; з_мех=0,85 - КПД механизма привода; i_p - передаточное число выбранного редуктора; g - ускорение свободного падения, м/с². Если M_m ?0, то тормоз не требуется.

Тормоза типа ТКТ, ТТ или ТКГ выбираются из [2, 5, 7].

В случае необходимости установки тормоза следует заменить ранее выбранную муфту, соединяющую двигатель с редуктором, на муфту с тормозным шкивом на полумуфте со стороны редуктора, согласовав диаметр её шкива и типоразмер тормоза.

Для выбранного тормоза приводится его типоразмер и величина тормозного момента.

Схема привода конвейера приводится в пояснительной записке.

6.4.2.5 Построение тяговой диаграммы конвейера

Построением тяговой диаграммы завершается уточненный тяговый расчет конвейера.

Тяговая диаграмма (рис. 42) - это график, показывающий изменение натяжения в ленте по трассе конвейера, и характер (закон) изменения натяжения по длине ленты. Тяговая диаграмма строится в масштабе, причем по оси абсцисс (горизонтальная ось) откладываются длины участков, м, а по оси ординат (вертикальная ось) - величины натяжений в ленте, Н.



Рис. 42. Тяговая диаграмма конвейера

В данном случае для трассы по оси абсцисс отложена длина только двух прямолинейных участков - порожнего L_1-4 и груженого L_5-6. Длиной остальных участков - L_1-2, L_2-3, L_4-5, L_5-5', L_6-6' - пренебрегаем ввиду их малости по сравнению с длинами прямолинейных участков и на оси абсцисс не откладываем.

По оси ординат построение начинается с нанесения величины натяжения в точке 1 S₁. Натяжение в точке 3 также откладывается непосредственно на оси ординат, так как участок L_1-3, как было сказано выше, длины не имеет.

Таким образом, натяжение в ленте скачкообразно увеличилось до величины S₃. Натяжение в конце прямолинейного порожнего участка L_1-4 (точка 4) увеличилось до величины S₃, закон изменения натяжения на этом участке линейный, что видно из уравнения (10), где переменная - длина участка - находится в первой степени. Далее следует: S₅ - натяжение в месте схода ленты с натяжного барабана (длиной криволинейного участка 4-5 пренебрегаем, и натяжение растет скачкообразно); S_5' - натяжение в месте загрузки (длиной участка загрузки и расстоянием от участка загрузки до натяжного барабана пренебрегаем, что также вызвало скачкообразный рост натяжения); S₆ - натяжение в конце груженого прямолинейного участка в точке набегания на приводной барабан, причем угол наклона прямой, показывающей закон изменения натяжения на участке L_5-6, больше, чем на порожнем участке L_1-4. Это объясняется тем, что на верхней ветви действует нагрузка от веса транспортируемого груза; S_6' - натяжение в ленте с учетом сопротивлений на приводном барабане.

Тяговая сила F₀ показана на диаграмме как разность натяжений в набегающей и сбегающей ветвях с учетом сопротивлений на приводном барабане.



7. Монтаж ленточных конвейеров

Машины непрерывного транспорта монтируют на постоянном рабочем месте. Трудоемкость монтажных работ конвейеров требует повышенной точности координирования их положения в пространстве по отношению к другим машинам, технологическому оборудованию и элементам строительных конструкций. При большой длине недопустимы даже малые угловые ошибки, которые приводят к отклонениям линейных размеров, поэтому монтаж оборудования выполняют квалифицированные рабочие непосредственно на рабочем месте.

Монтажу ленточного конвейера предшествует разработка проектно-сметной документации и монтажных работ с учетом расположения складов, подъездных путей, энергетического хозяйства.

Конвейерные установки с мощностью привода более 500 кВт монтируют специализированные монтажно-строительные организации, при меньшей мощности - монтажные бригады самого предприятия.

На выверенную по шаблону, отвесам и уровню и закрепленную металлоконструкцию (рис. 43) устанавливают роликоопоры, начиная с нижней (холостой) ветви, пока доступ к ней не закрыт роликоопорами верхней ветви. Затем устанавливают роликоопоры рабочей ветви и монтируют приводной барабан, а по его валу - редуктор и электродвигатель.

Привод конвейера обкатывают до установки ленты, замеченные неисправности устраняют. Натяжной барабан устанавливают в крайнее положение, соответствующее минимальной длине конвейера.

Наибольшая ответственность монтажа необходима при установке приводной станции и роликового става в плане.

При установке приводных барабанов не допускается отклонение от перпендикулярности осей барабана и конвейера более чем на 0,5 мм на 1000 мм длины, смещение середины барабана относительно продольной оси конвейера должно быть не более 2 мм, жесткие требования предъявляются и к натяжным и к отклоняющим барабанам.

Рис. 43. Схема подготовки металлоконструкции к монтажу: а - подготовка к монтажу; б - секция конвейера; 1 - ориентир; 2 - отвес; 3 - уровень; 4 - металлоконструкция; 5 - шаблон; 6 - отверстия

Отклонение середины роликоопоры от продольной оси конвейера не должно превышать 3 мм. Опорная поверхность под роликоопоры должна быть прямолинейной (отклонение не более ±1 мм на 1000 мм длины), ролики должны легко вращаться.

После холостого испытания приводов, натяжных устройств и другого оборудования приступают к монтажу конвейерной ленты. Необходимая длина ленты (м) определяется по формуле

где R_i - радиус огибания лентой барабанов, м;

б_i - угол изгиба ленты, град;

L_i - длина прямолинейных участков, м;

L_т - длина огибания барабанов разгрузочной тележки (если она имеется), м;

l_c - длина стыка, м.

Для укладки ленты на обеих ветвях конвейера рулон ленты устанавливают со стороны концевой станции. Конец ленты прикрепляют к стальному канату, длина которого не меньше удвоенной длины конвейера (рис.44).

Канат укладывают на роликоопоры холостой ветви, перекидывают через головной барабан и протягивают по роликоопорам грузовой ветви к лебедке.

При наматывании каната на барабан лебедки лента сматывается с рулона и укладывается на грузовой, а затем, обогнув концевой барабан, на холостой ветви конвейера.

Рис. 44. Схема навески ленты с помощью привода и лебедки: 1 - рулон ленты; 2 - барабан лебедки; 3 - канат

После монтажа всех узлов и электрооборудования производится тщательный осмотр и обкатка конвейера.

Перед опробованием конвейера вхолостую в течение 3-4 часов необходима установка защитных кожухов, бортов, течек, воронок, очистных устройств. Лента должна быть натянута расчетным усилием. При этом проверяется работа механизмов, нагрев подшипников, вращение роликов, отсутствие течи масла из редуктора, контроль правильности движения ленты (рис. 45). При сходе ленты с приводного барабана или с роликоопор конвейер останавливают.

При опробовании под нагрузкой в течение 12 часов выполняются аналогичные проверки и регулировки, как при опробовании вхолостую.

Рис. 45. Регулировка верхних роликоопор ленточного конвейера при сходе ленты: а - с приводного барабана; б - в средней части; 1 - приводной барабан; 2 - роликоопоры; 3, 4 - оси ленты и конвейера; 5, 6, 7 - направления движения ленты, ее схода и разворота роликоопор

Для попадания груза на середину ленты необходимо соблюдать правильность загрузки и разгрузки конвейера и положения загрузочных устройств. Просыпание груза в местах разгрузки устраняют регулированием приемных устройств. При опробовании наклонных конвейеров под нагрузкой (при полностью загруженной ленте) проверяют работу тормозов и остановов, препятствующих движению загруженного конвейера в обратном направлении при выключении двигателя. Натяжение ленты регулируется в соответствии с ее загрузкой.



8. Техническое обслуживание механизмов и деталей конвейеров

Техническое обслуживание конвейеров включает: осмотр всех элементов конвейера; проверку правильности их работы; регулировку механизмов; ремонт механизмов и деталей.

Техническое обслуживание конвейеров производят визуально при холостом ходе и остановках, во время передачи смены машинистами и дежурными слесарями, при осмотре проверяют: наличие повреждений ленты; прочность стыка; состояние обкладки бортов; качество очистки ленты; прилегание ленты к роликам; правильность хода ленты, загрузки и разгрузки; отсутствие заштыбовки, чрезмерного провисания между роликоопорами.

Посадочные места под подшипники качения на оси роликов, рабочие поверхности барабанов и роликов подвергаются механическому и абразивно-механическому износу, в результате чего происходит изменение их начальных размеров, искажение геометрических форм, появление рисок и задиров. Причиной дефектов является трение поверхностей деталей при значительных давлениях в присутствии абразивной пыли. Сопрягаемые поверхности роликоопорвоспринимают динамические и знакопеременные нагрузки, в них возникают различного рода напряжения, в ряде случаев они подвергаются интенсивному старению и износу.

При осмотре конвейера проверяют наличие повреждений ленты, качество ее очистки, прилегание к роликам, правильность хода, разгрузки и загрузки, отсутствие заштыбовки, чрезмерного провисания между роликоопорами и опасности пробуксовки.

Плохая очистка ленты ускоряет ее износ, поэтому очистные устройства должны быть тщательно отрегулированы. Мелкий ремонт ленты выполняют на месте, а при крупных повреждениях на большой длине ленту или ее отдельные участки заменяют.

Сход ленты в сторону должен быть устранен, так как он ведет к повреждению кромок ленты и просыпанию груза на холостую ветвь с переносом на натяжную станцию и заштыбовкой ленты. Эксплуатация при ослабленном натяжении ленты приводит к энергетическим потерям, снижает срок службы ленты и является причиной пробуксовки на приводном барабане, которая ведет к интенсивному износу ленты и футеровки барабана. При работе зимой необходимо следить за тем, чтобы не было обледенения барабанов и ленты.

Техническое обслуживание роликоопор ленточных конвейеров предусматривает их периодический осмотр, регулировку и замену.

При осмотре приводных станций необходимо следить за износом футеровки приводных барабанов, наличием масла в редукторе, состоянием муфт, тормозов и остановов

ТО барабанов ленточных конвейеров предусматривает их осмотр, регулировку и смазку. При осмотре проверяют состояние подшипников по внешним признакам (шум, нагрев) и футеровки (износ, обрыв). Поврежденную футеровку ремонтируют или заменяют на месте без демонтажа барабана. Для устранения нагрева проверяют и регулируют положение барабана, проверяют состояние подшипников. Неисправности подшипниковых узлов происходят из-за отсутствия, избытка или загрязнения смазки, перекоса самого подшипника.

Натяжные устройства при техническом обслуживании осматривают и устраняют неисправности.

При ТО металлоконструкций проводится тщательный осмотр характерных зон возможных повреждений, все расчетные сварные швы, заклепочные и болтовые соединения и другие места вероятного появления трещин: резкие изменения сечений элементов; места примыкания ребер, накладок, косынок; концы сварных швов и места с изменением их толщины и формы.

При обнаружении трещин в ответственных местах металлоконструкций машину не допускают к работе; если дефекты не представляют опасность для нормальной работы машин и обслуживающего персонала, их исправление можно приурочить к очередному ремонту.



9. Ленточные конвейеры специальных типов с прорезиненной лентой

Передвижные и переносные конвейеры. Передвижной ленточный конвейер состоит из тех же элементов, что и стационарный, но дополнительно имеет колесный ход и механизм изменения угла наклона. Переносные конвейеры имеют малую длину (до 5 м) и незначительную массу; их переносят с места на место вручную. Роликоопоры - желобчатые, иногда сплошной настил. Привод - от электродвигателя со встроенным редуктором с клиноременной или цепной передачей. Натяжное устройство - винтовое. Металлоконструкция - сварная из легкого фасонного проката.

Основным недостатком является ручная загрузка, поэтому обычно передвижные и переносные ленточные конвейеры работают в комплексе с погрузочными машинами. Передвижные и переносные конвейеры применяют на складах, железнодорожном и водном транспорте и строительстве. На конвейерах используют резинотканевую ленту с гладкой и рифленой поверхностью, с бортами и перегородками.

Конвейеры магистральные предназначены для транспортирования горной массы по прямолинейным в плане горным выработкам с углами наклона от минус 10 градусов до плюс 22 градусов в плане, в том числе опасным по газу и пыли. Для увеличения длины конвейеров, уменьшения разрывной прочности применяемой ленты, конвейеры могут комплектоваться промежуточными приводами.

Ленточные конвейеры для поточного производства (рис. 46) применяются для пооперационного перемещения изделий в поточном производстве швейной продукции, приборов, часов и других изделий. Их отличительные особенности - объединение станины со столиками рабочих мест; полное ограждение всех движущихся частей; малая скорость движения (0,2-0,5 м/с). Конвейер имеет резинотканевую ленту шириной 400-800 мм, прямые роликоопоры или сплошной настил.

Привод - однобарабанный, приводной механизм размещается под барабаном, натяжное устройство - винтовое.

Рис. 46. Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами: а - общий вид; б - поперечное сечение

Телескопические ленточные конвейеры - это конвейеры с переменной длиной транспортирования при одной и той же длине общего замкнутого контура ленты. Длина конвейера (рис. 47) изменяется путем перемещения комплекта отклоняющих и натяжных барабанов.

Рис. 47. Схема телескопического ленточного конвейера: 1 - передний барабан; 2 - привод; 3 - неподвижные барабаны; 4 - подвижные барабаны; 5 - натяжное устройство; 6 - роликоопоры; 7 - лента; 8 - задний концевой барабан; 9 - привод телескопического устройства



Ленточные конвейеры для крупнокусковых грузов имеют высокую производительность (до 3500 т/ч) и большую протяженность трассы. Перемещают грузы с кусками размером 600-800 мм, массой до 500 кг. Имеют прорезиненную ленту повышенной надежности и высокой амортизирующей способности.

...