Ленточный конвеер

ВВЕДЕНИЕ

 

Ленточные конвейеры применяют для непрерывного транспортирования различных материалов в горизонтальном или наклонном направлении. Они обеспечивают высокую производительность (до нескольких тысяч тонн в час) и значительную дальность транспортирования (до нескольких десятков километров). В строительстве используют передвижные и стационарные ленточные конвейеры, перемещающие грузы на сравнительно небольшие расстояния.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

а - схема ленточного конвейера; б - поперечный разрез;

в – механизм натяжения ленты

Рисунок 1 - Ленточный конвейер

 

Основным транспортирующим и тяговым органом для строительства является бесконечная прорезиненная лента ленточного конвейера (рисунок 1,а), огибающая два барабана - приводной  и натяжной. Поступательное движение ленты с грузом создается силами трения, действующими в зоне контакта ленты с приводным барабаном. Вращение барабан получает от приводного электродвигателя 10 через редуктор 9. Для увеличения тягового усилия рядом с приводным барабаном устанавливают отклоняющий барабан 7,  увеличивающий угол обхвата (рисунок 1,в).

 Верхняя рабочая и  нижняя холостая ветвь поддерживаются верхними 5 и  нижними  8 роликоопорами. В целях получения наибольшей производительности конвейеров верхние роликоопоры делают желобчатой формы, при прохождении по ним лента той же ширины способна нести больше материала по сравнению с плоской. Для предотвращения  провисания ленты между роликоопорами, а также для увеличения тягового усилия лента предварительно натягивается посредством винтового или грузового натяжного устройства 1.

Загрузка транспортируемого материала на ленту производится через специальную воронку 3. Съем материала может производиться  через  приводной барабан или в промежуточных пунктах с помощью специальных сбрасывающих устройств. Для предотвращения самопроизвольного обратного хода ленты после остановки конвейера на валу приводного барабана устанавливают тормоз. Угол наклона конвейера зависит от подвижности транспортируемого материала и коэффициента трения материала о транспортерную ленту при движении.

Чтобы обеспечить нужное натяжение ленты для передачи ей движения трением, применяют винтовое или грузовое устройство. Натяжные устройства коротких конвейеров делают винтовыми, желательно подпружиненными. При грузовом натяжном устройстве натяжной барабан устанавливают на тележке или делают его в виде промежуточного блока с подвешенным к нему (иногда через полиспаст) грузом.

Мокрые и вязкие материалы при транспортировании налипают на рабочую поверхность ленты, мешают прохождению холостой ветви через роликовые опоры и вспомогательные барабаны, к которым лента прилегает своей рабочей стороной. Кроме того, налипание материала увеличивает сопротивление и снижает производительность. Для очистки применяют скребки и щетки. Скребки устанавливают под разгрузочным барабаном. Снимаемый материал направляют по лотку к месту размещения основной  массы материала.

Разгрузка материала с ленты производится тремя способами: через

барабан, с помощью плужковых сбрасывателей и с помощью сбрасывающих тележек. Сбрасывающие тележки применяют только в стационарных конвейерах для сухих сыпучих материалов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание работы конвейера

 

Основные свойства транспортируемых грузов

 

Основными свойствами насыпных грузов являются: кусковатость (гранулометрический состав), влажность, угол естественного откоса, абразивность, липкость, слеживаемость, смерзаемость, сопротивление перемещению относительно твердых веществ. Характеристика свойств насыпных грузов приведена в таблице А.1.

Кусковатостью называется количественное распределение частиц  груза по их крупности.

Объемной массой насыпного груза называется отношение массы образца к его объему.

По величине объемной массы насыпные груза классифицируются  следующим образом:

- легкие – при объемной массе < 0,6 т/м³;

- средние – при объемной массе 0,6 – 1,1 т/м³;

- тяжелые – при объемной массе 1,2 – 2,0 т/м³.

Углом естественного откоса насыпного груза называется угол между поверхностью свободного откоса насыпного груза и горизонтальной плоскостью. Различают углы естественного откоса насыпного груза в следующим состоянии:

- покоя груза φ;

- движения груза φд.

Приближенно принимают: φд ≈ 0,7φ.

Для вибрационных и инерционных конвейеров φд = 0.

Угол естественного откоса характеризует подвижность частиц груза.

Слеживаемостью насыпных грузов называется свойство многих  грузов терять подвижность своих частиц при длительном нахождении в покое.

 

Тяговые элементы транспортирующих машин

 

Основными частями конвейеров с тяговым органом являются:  бесконечная лента, канаты или цепи в качестве тягового органа, к которому прикрепляется несущий орган (пластины или ковшы); устройства, поддерживающие и направляющие тяговый орган; натяжные и приводные устройства тягового органа; редуктор (или иная система передач), муфты, двигатель, останов или тормоз; загрузочные или разгрузочные устройства; рама машины.

Ленты конвейерные выпускаются с резинотканевым послойным тяговым каркасом и наружными  резиновыми обкладками с плоскими  поверхностями, применяются для транспортирования сыпучих, кусковых и штучных грузов на ленточных конвейерах с плоскими или желобчатыми роликоопорами. В зависимости от условий эксплуатации и назначения   ленты изготавливают четырех типов: 1, 2, 3, 4 и следующих видов: общего    назначения, морозостойкие, теплостойкие, трудно воспламеняющиеся и  пищевые, типы и виды лент (ГОСТ 20 - 1985).

Условное обозначение ленты должно содержать буквенные и цифровые индексы, ширину в миллиметрах, число тканевых прокладок каркаса, сокращенное наименование ткани, толщину резиновых обкладок на рабочей и нерабочей сторонах  в миллиметрах и название стандарта.

Пример условного обозначения конвейерной ленты общего применения типа 2, шириной 650 мм, с шестью прокладками из ткани ТК -  100, с рабочей обкладкой толщиной 6 мм и нерабочей 2 мм: Лента 2Т1-650-6-ТК-100 - 6 - 2 ГОСТ 20 - 1985.

 

Нормативные величины для ленточных конвейеров с прорезиненной лентой

 

Угол наклона конвейера. Наибольший угол наклона принимается на 10 – 15° меньше угла трения груза о ленту.

Скорость ленты. Номинальная  скорость  ленты  должна  выбираться  из ряда: 0,5; 0,63; 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3. При этом номинальная частота вращения приводного барабана должна соответствовать ряду: 4,75; 6; 7,5; 9,5; 11,8; 15; 19; 23,6; 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 236 об/мин. Допускается отклонение скорости и числа оборотов от указанных величин в пределах ±10%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Исходные данные

 

• производительность П = 250 т/ч;
• длина наклонного участка конвейера L1= 40 м;
• длина горизонтального участка конвейера L2= 20 м;
• угол наклона конвейера α =80;
• транспортируемый груз: песок сухой;
• привод расположен в конце участка;
• разгрузка груза осуществляется через барабан;
• работа ведется в закрытом неотапливаемом помещении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Расчет ленточного конвейера

 

Транспортирующую машину характеризует длина транспортирования L и ее составляющие – длина горизонтальной проекции Lр и высота подъема материала Н, связанные между собой зависимостью:

 

Lp= L·cosα;  Н = L·sinα,

 

где α – угол подъема.

 

Lp= 40·cos8 = 39,61 м;

H = 40·sin8 = 5,57 м.

 

 При  транспортировании  насыпных  грузов  минимальная  ширина  ленты  должна удовлетворять условию:

– для рядового груза

 

В = 2·а + 200 мм,

 

где а – размер типичного куска песка, а = 0,5 мм.

 

B = 2·0,5+200=201 мм.

 

Угол подъема β наклонного участка конвейера:

Sin β = ,

 

где Н – высота подъема груза;

L – длина наклонного участка конвейера.

 

Sin β = 0,139,

Ctg (0,139) = 7°55`.

 

Расчетная ширина Вp ленты конвейера:

 

         Bp= ,                                

 

где П – производительность конвейера, м3/ч, П = 250/1,4 т/ч = 178,57 м3/ч;

V – скорость ленты, V=1,5 м/c (таблица А.4);

Кп – коэффициент производительности, для желобчатой ленты.

 

           Кп = 160∙[3,6∙Кβ∙ tg (0,35φ)+1],                                    

 

где Кβ – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера к горизонту,

Кβ = 1 (таблица А.5);

φ – угол естественного откоса транспортируемого материала в покое  (таблица А.1), φ = 50°.

 

Кп =160∙[3,6∙1∙tg (0,35∙50)+1] = 338,6;

tg (0,35∙50) = 0,31.

 

Вр = 1,1( + 0,05) = 0,697 м = 697 мм.

 

Лента 2Т1-800-6-ТК-200-6-2 ГОСТ 20-1985.

Погонная весовая нагрузка qл  от конвейерной резинотканевой ленты:

 

qл = 1,1·В · δ, кгс/м,

 

где В – ширина ленты, В = 800 мм;

 δ – толщина ленты, мм.

 

Толщина ленты:

 

          δ = δр  + δк + δн,                                                 

 

где δр – толщина резиновой обкладки рабочей стороны ленты, δр = 6, (таблица А.2);

δк – расчетная толщина резинотканевого каркаса (таблица А.3), δк = 3,2;

δн – толщина резиновой обкладки нерабочей стороны ленты, δн = 2, (таблица А.2).

 

δ = 6+2+3,2=11,2 мм;

qл = 1,1·800·11,2 = 9,86 кгс/м =0,986 кН/м.

 

Погонная нагрузка от массы груза (среднее количество на одном метре длины конвейера) при непрерывном потоке груза на конвейере:

 

          q = 1000F·γ,                                                  

 

где F– площадь поперечного сечения потока груза на конвейере, м3, на желобчатой ленте F = 0,11·В2;

γ – объемная масса груза, γ = 1,5 (таблица А.1).

 

q =1000·0,0534·1,5= 80,1 кгс/м.

 

4 Выбор роликоопор

 

Для ширины ленты равной 800 мм и насыпной массе груза до 2,0 т/м3

принимаем диаметр роликоопор 127 мм и предельное расстояние между роликоопорами рабочей ветви 1300 мм.

Расстояние между роликоопорами холостой ветви примем 3000 мм.

          qк = 2qл+ qp + qх,                                          

 

где qл – погонная весовая нагрузка от конвейерной резинотканевой ленты,   qл = 9,86 кгс/м;

qp – погонная весовая нагрузка вращающихся частей рабочей роликоопоры, qp= 18,4 кгс/м;

qх – погонная весовая нагрузка вращающихся частей холостой , qх = 7,8 кгс/м.

 

qк = 2·9,86+18,4+7,8 = 45,92 кгс/м = 0,4592 кН/м.

 

Тяговая Wо сила конвейера, Н,

 

          Wо= [ω·Lr (q + qк ) ± q ·Н]·m ,                                     

 

где ω – коэффициент сопротивления (таблица А.6), ω = 0,04;

Lг – длина проекции конвейера  на горизонтальную плоскость, Lr = 39,61 м;

q – погонная весовая нагрузка от груза, q = 80,1 кгс/м;

qк – погонная весовая нагрузка от движущихся частей конвейера, qк = 45,92 кгс/м;

Н – высота подъема (знак плюс) груза,  Н =5,57 м;

m – коэффициент функциональных параметров конвейера:

 

          m = m1·m2 ·m3 ·m4 ·m5,

 

где m1, m2, m3, m4, m5 – коэффициенты для конвейера с барабанами на подшипниках качения (таблица А.7).

 

m = 1,2· 1,04·1·1·1 = 1,248;

Wо = [0,04·39,61(80,1+45,92) + 80,1· 5,57] ·1,248 = 805,99 кгс = 8059,9 Н.

 

Максимальное статическое натяжение ленты прямолинейных конвейеров:

 

           Smax= ks ·Wo ,                                                 

 

где ks – коэффициент обхвата барабана с лентой (таблица А.8),  ks = 2,65.

 

Smax  = 2,65·8059,9 = 21358,8 Н.

Число прокладок i прорезиненной конвейерной ленты выбирается по таблице А.3, iр проверяется по формуле:

 

iр  = ,

 

где Smax – максимальное статическое натяжение ленты, Smax = 21358,8 Н;

– номинальный запас прочности (таблица А.9), = 9;

 – предел  прочности прокладок Н/см, Н/м;

 – ширина ленты, см, В = 0,8 м.

 

ip= = 1,2.

 

Требуемые диаметры приводного Dпб и натяжного Dнб барабанов, длина барабанов:

 

Dпб ≥ a·i ,

 

где а – коэффициент диаметра барабана, а = 220.

 

Dпб ≥ 220· = 440 мм;

          Dнб = 0,8·Dпб;                                    

Dнб = 352 мм.

 

Принимаем диаметр приводного барабана равным 500 мм. Диаметр не приводного барабана принимаем 400 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Тяговый расчет

Рисунок 2 – Схема ленточного конвейера

 

Сопротивление Wпов. на поворотных пунктах (барабанах, звездочках):