Машины непрерывного транспорта

 

 

1.5.2 Характеристика  производственных, температурных и  климатических условий окружающей среды

 

При проектировании и  эксплуатации машин непрерывного транспорта необходимо учитывать производственные, температурные и климатические условия окружающей среды. Окружающая среда характеризуется составом и массовой концентрацией пыли, влажностью воздуха, насыщением его парами химических веществ, газами, вредно действующими на детали конвейера; температурой (климатическими условиями); пожаро- и взрывоопасностью.

Обозначения исполнений конвейеров для микроклиматических районов с климатом:

У – умеренным;

ХЛ – холодным;

ТВ – влажным тропическим;

ТС – сухим тропическим;

Т – сухим и влажным  тропическим;

О – общеклиматическое  исполнение (для всех микроклиматических районов на суше).

Если конвейер располагается  в нескольких помещениях с различными производственными и температурными условиями, то в качестве расчетной базы применяют наихудшие условия эксплуатации.

 

1.6 Характеристика транспортируемых грузов

 

Насыпные грузы (транспортируемые машинами непрерывного действия) – это массовые навалочные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые навалом (руда, уголь, торф, щебень, зерно, песок, цемент).

Свойства насыпных грузов:

кусковатость (размер и форма частиц);

плотность;

влажность;

угол естественного откоса;

подвижность частиц;

абразивность;

крепость;

коррозионность;

липкость;

ядовитость;

взрывоопасность;

способность самовозгораться, слеживаться, смерзаться.

Кусковатость (гранулометрический состав) – это количественное распределение частиц груза по крупности. Однородность размеров частиц насыпного груза определяется коэффициентом k₀:

 

k₀  = a_max / a_min,     (1.6)

 

где a_min – размер максимальной частицы транспортируемого груза, мм;

a_max– размер минимальной частицы транспортируемого груза, мм.

При k₀ > 2,5 – груз  рядовой, при k₀ ≤ 2,5 – груз сортированный.

Насыпные грузы характеризуются размером типичного куска а (рис. 1.3). Для сортированных грузов а = (a_min + a_max) / 2, для рядовых а = a_max. В зависимости от размеров частиц a_max насыпной груз подразделяется на следующие группы:

пылевидный (цемент)     до 0,05 мм

порошкообразный (мелкий песок)   0,05–0,49 мм

зернистый (зерно)     0,5–9 мм

мелкокусковой (щебень)    10–60 мм

среднекусковой (уголь)     61–199 мм

крупнокусковой (руда)     200–500 мм

особо крупнокусковой (камни, валуны)  более 500 мм

Плотность груза – это отношение его массы к занимаемому объему. Различают плотность груза свободно насыпанного (разрыхленного); механически уплотненного; в естественном плотном массиве.

Коэффициент разрыхления

 

k_рх = ρ_п / ρ,     (1.7)

 

где ρ_п – плотность в массиве;

ρ – плотность в разрыхленном состоянии.

В зависимости от плотности  грузы разделяют на группы (табл. 1.2).

Влажность насыпного  груза ω_в (%) – это отношение массы содержащейся в грузе воды к массе высушенного груза:

 

Рис. 1.3. Расчетный размер

  частиц насыпного груза    ω_в = (m_в – m_с) 100 / m_с,   (1.8)

 

где m_в и m_в – массы порций влажного и просушенного грузов.

 

 

 

Таблица 1.2

Распределение насыпных грузов по плотности

 

Группы грузов	Плотность ρ, т/м3
Легкие (торф, кокс, мука, древесные  опилки)	До 0,6
Средние (зерно, каменный уголь, шлак)	0,6–1,6
Тяжелые (порода, гравий, щебень, песок)	1,6–2,0
Особо тяжелые (руда, камень)	2,0–4,0

 

Угол естественного  откоса груза φ₀ – это угол между образующей конуса из свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью. Различают углы естественного откоса груза в покое φ₀ и в движении φ (рис. 1.4), φ ≈ 0,35φ₀.

 

Рис. 1.4. Расположение насыпного груза:

а – в покое; б – в движении

 

Подвижностью частиц груза (табл. 1.3) определяется площадь сечения груза на движущейся опорной плоскости (лента или настил конвейера).

 

Таблица 1.3

Группы подвижности частиц грузов

 

Подвижность частиц груза	Насыпные грузы	Угол естественного откоса груза  в покое φ0, град	Расчетный угол естественного откоса груза в движении φ, град
Легкая	Апатит, сухой песок, сухая галька, пылеуголь	30–35	10
Средняя	Влажный песок, формовочная земля, каменный уголь, камень, щебень, торф	40–45	15
Малая	Сырая глина, гашеная известь	50–56	20

 

Абразивность – это свойство частиц насыпного груза изнашивать соприкасающиеся с ним во время движения рабочие поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы:

А – неабразивные;

В – малоабразивные;

С – средней абразивности;

D – высокой абразивности.

Крепость (крепкость) груза характеризуется коэффициентом крепости:

 

k_кр = σ_сж / 10,     (1.9)

 

где σ_сж – предел прочности образца груза при сжатии (МПа).

Слеживаемость – способность  насыпного груза (глина, соль, цемент) терять подвижность при длительном хранении.

Липкость – способность  насыпного груза (глина, мел) прилипать к твердым телам (особенно во влажном состоянии).

Штучные грузы классифицируют на непосредственно штучные (единичные изделия, детали, узлы машин) и тарные (ящики, бочки, мешки, контейнеры). Штучные грузы характеризуются габаритными размерами, формой, массой одного изделия, хрупкостью, температурой и др.

 

Контрольные вопросы

 

1. Перечислить основные требования, предъявляемые при выборе транспортирующей машины.
2. Чем обеспечивается высокая производительность машин непрерывного транспорта?
3. Перечислить основные классификационные признаки транспортирующих машин.
4. Представить основную классификацию транспортирующих машин непрерывного действия.
5. Назвать основные способы перемещения грузов на транспортирующих машинах.
6. Какими основными факторами и техническими параметрами обеспечивается выбор транспортирующей машины?
7. Охарактеризовать основные режимы и классы использования конвейеров.
8. Перечислить и дать определение основным свойствам сыпучих и штучных грузов.
9. Перечислить и дать определение основным свойствам насыпных грузов.
10. Чем характеризуется гранулометрический состав насыпных грузов? Назвать основные группы насыпных грузов в зависимости от размеров их частиц.
11. На какие группы классифицируется насыпной груз в зависимости от его плотности?
12. Каким параметром определяется группа подвижности частиц груза?
13. От чего зависит группа абразивности груза?
14. Как влияют свойства груза на выбор параметров транспортирующей машины?

ЛЕКЦИЯ 2. СОСТАВНЫЕ  ЭЛЕМЕНТЫ КОНВЕЙЕРОВ

С ГИБКИМ ТЯГОВЫМ ОРГАНОМ

 

План лекции

2.1 Тяговые органы конвейеров, их конструктивные типы и особенности

2.1.1 Тяговые цепи

2.1.2 Конвейерные ленты

2.2 Ходовые опорные устройства

2.3 Натяжные устройства

3.4 Приводы конвейеров

Контрольные вопросы

 

Составными частями  конвейеров с гибким тяговым органом являются грузонесущий (рабочий) элемент, тяговый элемент, ходовые опорные устройства (катки, ролики, каретки), натяжное устройство, привод, поддерживающая металлоконструкция (станина).

 

2.1 Тяговые  органы конвейеров,

их конструктивные типы и особенности

 

Гибкими тяговыми органами конвейеров являются цепи, ленты и канаты.

Преимущества тяговых  цепей:

• возможность огибания звездочек и блоков малого диаметра;
• гибкость в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
• высокая прочность при малом удлинении;
• удобство и высокая прочность грузонесущих и опорных элементов;
• надежность передачи тягового усилия зацеплением на звездочке при малом первоначальном натяжении;
• возможность работы при высокой температуре.

Недостатки тяговых  цепей:

• большая масса и высокая стоимость;
• наличие большого количества шарниров, требующих регулярного наблюдения и смазки;
• ограничение скорости движения из-за дополнительных динамических нагрузок;
• интенсивное изнашивание цепи при высоких скоростях.

Преимущества конвейерных  лент:

• возможность сочетания функций тягового и несущего элементов;
• малая масса;
• простота конструкции и эксплуатации;
• возможность перемещения с высокими скоростями;
• отсутствие быстроизнашивающихся шарниров;
• удовлетворение требованиям свойств транспортируемых грузов и окружающей среды.

Недостатки конвейерных  лент:

• фрикционный способ передачи, требующий большого первоначального натяжения;
• недостаточный срок службы при транспортировании тяжелых и крупнокусковых грузов;
• ограниченная возможность использования для транспортирования горячих грузов;
• сложность текущего ремонта и очистки от липких грузов;
• повышенное удлинение ленты (до 4%) при рабочих нагрузках.

Преимущества канатов:

• меньшая стоимость и масса по сравнению с цепями при равной прочности;
• гибкость во всех направлениях;
• меньшая подверженность воздействию пыли и грязи из-за отсутствия шарниров;
• возможность перемещения с высокими скоростями.

Недостатки канатов:

• сложность создания надежного привода;
• большое первоначальное натяжение при фрикционном приводе;
• малый срок службы;
• большая вытяжка при рабочих нагрузках;
• сложность крепления рабочих элементов и замены отдельных частей каната.

 

2.1.1 Тяговые  цепи

 

Основными параметрами тяговой цепи являются шаг звена, разрушающая нагрузка, масса 1 м цепи, определяющим признаком является конструкция цепи [2].

Круглозвенные сварные  цепи (рис. 2.1) изготавливаются из круглой легированной стали отрезками 1–2 м, соединяются в процессе сборки с грузонесущими элементами с помощью соединительных звеньев.

 

а          б

Рис. 2.1. Круглозвенные сварные цепи:

а – короткозвенные; б – длиннозвенные

Преимущества круглозвенных  цепей: простота конструкции; малая стоимость; пространственная гибкость; наличие открытого самоочищающегося шарнира [2].

Недостатки круглозвенных  цепей: малая площадь контакта звеньев; быстрое изнашивание; недостаточная точность изготовления звеньев.

Литые цепи (рис. 2.2) имеют разнообразные конструкции, изготавливаются из ковкого чугуна.

 

Рис. 2.2. Литая разборная цепь из ковкого чугуна:

а – конструкция; б – способ сборки-разборки

 

Преимущества литых  цепей: малая стоимость; возможность изготовления звеньев сложной конфигурации.

Недостатки литых цепей: большая масса; невысокая надежность.

Литые цепи применяют в конвейерах с контурными скребками сложной конфигурации [2].

Комбинированные цепи (рис. 2.3) изготавливают из звеньев, отлитых из ковкого чугуна или стали заодно с втулками, и точеных стальных валиков, возможно сочетание литых внутренних звеньев с наружными штампованными звеньями из полосовой стали [2].Пластинчатыми являются цепи со звеньями из пластин, соединенных валиками или втулками [2]. Для крепления грузонесущих элементов конвейеров к цепи пластины обычно выполняют с отверстиями или снабжают их полками с отверстиями. По конструкции узла шарнира пластинчатые цепи: