Лекция № 8. Специальные транспортные и погрузочно-разгрузочные средства непрерывного действия (СТиПРС НД)

Вопрос №1 Назначение классификация и основное устройство специальных транспортных и погрузочно-разгрузочных средств непрерывного действия.

Машины непрерывного транспорта, конвейера, транспортеры.

 

Машины непрерывного действия (МНД) применяют для перемещения сыпучих (цемент, щебень, гравий, грунты), пластичных (бетонная смесь, растворы), мелкоштучных (камень, кирпич) материалов (грузов).

МНД в отличие от машин цикличного действия, перемещают груз непрерывным потоком без остановок для его загрузки и разгрузки, с совмещением времени рабочего и обратного (холостого) движений грузонесущего элемента. Поэтому по производительности, надежности работы и себестоимости переработки грузов МНД превосходят практически все современные погрузочно-разгрузочные машины.

МНД перемещают груз по заранее определенной трассе. Это облегчает совмещение транспортирования с распределением грузов по заданным пунктам, накоплением и складированием их, выполнением в необходимом ритме технологических операций с грузами (механической обработки, сборки, сортирования, окраски, сушки и т.д.), что позволяет провести комплексную механизацию и автоматизацию технологических операций с грузами.

Назначение и классификация мнд.

К машинам непрерывного транспорта относятся конвейера, установки гидро- и пневмопривода (для перемещения грузов в несущей среде). Особую группу составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, дозаторы и др.

Основное назначение машин непрерывного транспорта – перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с этим они могут распределять грузы по заданным пунктам, складировать их, накапливая в обусловленных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса.

Машины непрерывного транспорта классифицируют по области применения; по способу передачи перемещаемому грузу движущей силы и конструкции; по роду перемещаемых грузов; по назначению и положению на производственной площадке.

Машины непрерывного транспорта

Области применения различных видов МНД.

В зависимости от области применения различают машины общего назначения и специальные. Первые применяют во многих отраслях народного хозяйства (например, ленточные конвейеры общего назначения), а вторые – в какой-либо одной отрасли (например, подземные скребковые конвейеры в горной промышленности).

По способу передачи перемещаемому грузу движущей силы различают машины, действующие при помощи механического привода (электрического, гидравлического, пневматического и двигателя внутреннего сгорания ); самотечные (гравитационные) устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести; устройства пневматического и гидравлического транспорта, в которых движущей силой являются соответственно поток воздуха или струя воды.

По характеру приложения движущей силы и конструкции машины непрерывного транспорта разделяют на машины с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом и др.) для передачи движущей силы и без него.

Тяговый элемент имеют ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, люлечные конвейеры и элеваторы. К машинам без тягового элемента относятся винтовые, инерционные, роликовые и шаговые конвейеры, а также транспортирующие вращающиеся трубы.

По роду перемещаемых грузов различают машины для транспортирования насыпных материалов (ленточные, пластинчатые ковшовые элеваторы, транспортирующие трубы); штучных грузов (ленточные, пластинчатые, тележечные, люлечные, подвесные, роликовые шаговые конвейеры, люлечные и полочные элеваторы).

По назначению и положению на производственной площадке различают машины стационарные, подвижно-распределительные, с собственными попеременно возвратным точно фиксированным движением («челноковые»), переставные (переставляемые по мере изменения мест выработки в шахте или карьере), переносные и передвижные.

Переносные и передвижные конвейеры относятся к погрузочным машинам, которые включают также заборный элемент – питатель, позволяющий непосредственно брать насыпной груз из штабеля без применения физического труда рабочих. Погрузочные машины предназначены для механизации операций погрузки насыпных и штучных грузов в средства железнодорожного, автомобильного, водного и воздушного транспорта, для разгрузочных операций.

Передвижные конвейеры отличаются от переносных наличием ходовых колес или гусениц. Переносные ленточные конвейеры аналогичны стационарным, но по конструктивному исполнению отличаются от них облегченными сборными единицами, уменьшенными диаметрами барабанов и роликов. Для работы в трюмах судов со штучными грузами применяют переносные пластинчатые конвейеры, составленные из секций длиной 3 – 6 м. Для создания сложных трасс можно использовать криволинейные секции с углами поворота 45, 60 и 90о.

Современное развитие всех отраслей промышленности, задачи повышения производительности труда и снижения стоимости продукции предопределяют и обусловливают следующие основные направления развития машин непрерывного транспорта:

- создание конвейеров для бесперегрузочного транспортирования грузов по трассам большой протяженности;

- повышение производительности конвейеров;

- повышение надежности машин и упрощение их обслуживания в тяжелых условиях эксплуатации;

- автоматизация управления машинами и комплексными системами машин, в том числе с применением ЭВМ;

- снижение металлоемкости, массы и уменьшение габаритных размеров машин;

- создание новых машин, основанных на перспективных методах транспортирования (на магнитном и воздушном подвесе грузонесущего элемента, с приводом от линейных асинхронных двигателей и т.п.);

- улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных рабочих, исключение возможности потерь транспортируемого груза, полная герметизация транспортирующих устройств и изоляции от окружающей среды пылевидных, горючих и химически агрессивных грузов; снижение шума при работе машины;

- унификация и нормализация оборудования с одновременным увеличением его типоразмеров на базе единых унифицированных узлов.

Вопрос №2 Конструкция ленточных конвейеров роликового желобчатого типа «ЛК-500» и «ЛК-800»

Стационарные ленточные конвейеры (ленточные транспортеры) модели «ЛК-500» и «ЛК-800» предназначены для транспортирования сыпучих и кусковых материалов объемным весом до 2800 кг/м3 включительно, таких как: песок, гравий, щебень, шлак, уголь и т.д., по горизонтальным, наклонным и комбинированным трассам.

Благодаря простоте конструкции, малому удельному расходу энергии, высокой производительности и надежности, в настоящее время именно ленточные конвейеры являются основным видом транспорта для самых разнообразных материалов.

Особенностью конструкции стационарных ленточных конвейеров  моделей «ЛК-500» и «ЛК-800» является объединение узлов натяжения транспортной ленты и ее привода. Данное техническое решение существенно упрощает обслуживание агрегата, так как все основные регулировки могут проводиться с одной стороны конвейера.

Для повышения надежности и безотказности в самых тяжелых условиях эксплуатации, ленточные конвейеры  моделей «ЛК-500» и «ЛК-800» комплектуются транспортными лентами и мотор - редукторами от ведущих мировых производителей. В частности, износостойкая конвейерная лента марки «CHEVRON» поставляется предприятием «SAVA» (Словения).

Технические особенности и конкурентные преимущества

Рис. 1 Ленточный конвейер «ЛК» состоит из следующих узлов и деталей: рамы конвейера (1), мотор - редуктора (2), транспортной ленты (3), барабана приводного - натяжительного (4), барабана неприводного (5), роликоопор желобчатых верхних несущих (6), роликоопор плоских нижних возвратных (7), роликов дефлекторных (8).

Краткий перечень основных конкурентных преимуществ конвейеров «ЛК»:

Приводной - натяжительный барабан входит в состав приводной станции ленточного конвейера и служит для передачи движущей силы на транспортную ленту. Барабан приводится во вращение высокомоментным мотор – редуктором производства SITI (Италия).

Роликоопоры несущие служат для поддержания рабочей ветви конвейера и формирования нужной формы желоба, что особенно важно при работе с хорошо сыпучими материалами. В ленточных конвейерах моделей «ЛК-500» и «ЛК-800» применяются роликовые опоры с двойной защитой подшипников. Консистентная смазка закладывается сразу при сборке роликов и не требует обновления весь срок службы конвейера.

Ролики дефлекторные предназначены для направления хода транспортной ленты и предотвращения ее смещения под нагрузкой. Для снижения износа ленты дефлекторные ролики изготавливаются из композитного материала, имеющего низкий коэффициент трения.

Многослойная конвейерная лента с шевронными ребрами высотой 16 миллиметров позволяет эффективно транспортировать сыпучие материалы при максимально возможном наклоне ленточного конвейера (Таблица № 1).

Ленточные конвейеры моделей «ЛК-500» и «ЛК-800» комплектуются износостойкой транспортной лентой. Многослойное нанесение резиновой массы на высокопрочное основание позволяет использовать ленточные конвейеры «ЛК» для перемещения высокоабразивных и крупнокусковых материалов осколочной формы. Благодаря высокой износостойкости рабочей ветви, возможность повреждения транспортной ленты перемещаемым материалом сведена к минимуму.

Технические характеристики и возможности ленточных конвейеров «ЛК»

Ширина транспортной ленты конвейеров «ЛК-500» и «ЛК-800» составляет 500 и 800 мм соответственно. Максимальная протяженность транспорта - 30 метров для «ЛК-500» и 50 метров для «ЛК-800».

Габаритные размеры конвейеров «ЛК-500» и «ЛК-800» показаны на рисунке 2 и рисунке 3.

Рис. 2. Общий вид ленточного транспортера «ЛК-500»

Рис. 3. Общий вид ленточного транспортера «ЛК-800»

Технические характеристики ленточных конвейеров «ЛК» общего исполнения

Параметры	«ЛК-500»	«ЛК-800»
Производительность, м3/ч	до 60	до 170
Ширина ленты, мм	500	800
Длина конвейера между осями барабанов, м	до 30	до 50
Наружный диаметр барабанов, мм	273	273
Скорость движения ленты, м/с*	1.3	1.3
Нагрузка на погонный метр ленты, кг	200	300
Шаг роликоопор несущей ветки конвейера, м*	1.4	1.4
Мощность установленного электродвигателя, кВт	4-5.5	5.5-7.5
Максимальный крутящий момент, Н*м	273- 650	650-704

* Возможно изготовление конвейера с другими характеристиками

Таблица № 1. Максимальный угол подачи в зависимости от вида транспортируемого материала

Тип материала	Пример	Угол наклона
Порошкообразные материалы	Известь, цемент, зола	25°
Сыпучие материалы	Шлак, сухой песок	20/25°
Свободно скатывающийся материал	Щебень, измельченный камень	25°
Липкий материал	Мокрый песок, пепел, мокрая глина	30/35°

Б. Масса узлов и элементов ленточного конвейера

Для определения массы ленточного конвейера в зависимости от его длины требуется:  сложить вес приводной станции (№1, Рис 4) (в состав станции входят: барабан приводной - натяжительный, мотор-редуктор, винтовые натяжители, два дефлекторных ролика), возвратной станции (№2, Рис 4) (в состав станции входят: неприводной барабан, подшипниковые опоры, крепления, два дефлекторных ролика) и необходимое количество погонных метров ленточного конвейера (№3, Рис 4) (в состав погонного метра ленточного конвейера входят: роликоопоры желобчатые верхние и роликоопоры плоские нижние, транспортная лента (рабочая и холостая ветка)) (Таблица № 2).

Таблица № 2. Масса узлов ленточного конвейера «ЛК»

Модель конвейера	Приводная станция (№1)	Возвратная станция (№2)	Погонный метр конвейера (№3)
ЛК-500	198.5 кг	136 кг	39.5 кг
ЛК-800	273 кг	175 кг	64 кг

Вопрос №3 Винтовые конвейеры

На перерабатывающих предприятиях используют машины и устройства непрерывного транспорта без тягового элемента. Груз перемещается в результате действия сил давления, инерции и т. п. К рассматриваемым типам машин относят винтовые конвейеры, инерционные и вибрационные конвейеры, транспортирующие трубы, приводные роликовые конвейеры и другие машины и устройства. Наибольшее распространение получили винтовые конвейеры.

Принцип действия и устройство винтовых конвейеров

По направлению перемещения грузов винтовые конвейеры могут быть горизонтальными, наклонными и вертикальными.

Рис. Винтовой конвейер горизонтальный: 1 — загрузочный патрубок: 2 — желоб; 3 — винт; 4 — промежуточный подшипник; 5 — концевые подшипники; 6 — привод; 7 — разгрузочные люки.

Горизонтальный винтовой конвейер (рис.) предназначен для перемещения хорошо сыпучих грузов. Груз через патрубок 1 поступает в желоб 2. Попадая на дно желоба, он винтом 3 перемещается в сторону разгрузочного люка 7. Винт приводится во вращение приводом 6 и поддерживается в концевых 5 и промежуточных 4 подшипниках.

Принцип действия всех горизонтальных конвейеров заключается в том, что груз, попадая в желоб с вращающимся винтом, под действием сил давления на него совершает единственно возможное для груза перемещение — движение вдоль оси винта. Вращаться вместе с винтом груз не может, так как этому препятствуют собственная сила тяжести и сила трения о желоб.

Широкому распространению винтовых конвейеров в различных отраслях хозяйства, в том числе в пищевой промышленности, способствует ряд их достоинств, к которым относят надежность работы, простоту устройства, эксплуатации и ухода, отсутствие наружных движущихся частей, возможность перемещения груза в герметичном кожухе.

Указанные преимущества винтовых конвейеров делают их во многих случаях лучшим видом транспорта. Кроме того, на зерноперерабатывающих предприятиях эти конвейеры часто используют при совмещении транспортных и технологических операций.

Однако некоторые недостатки винтовых конвейеров в ряде случаев полностью исключают возможность их применения.

К таким недостаткам прежде всего следует отнести сильное повреждение груза в результате его трения о винт и желоб, поэтому винтовые конвейеры не применяют для перемещения крупнокусковых грузов.

Вторым серьезным недостатком по сравнению с другими машинами непрерывного транспорта является большой расход энергии, затрачиваемой на транспортирование. Это объясняется тем, что значительная часть работы расходуется на преодоление сил трения груза.

Третьим недостатком является невозможность использования винтовых конвейеров для перемещения липких грузов.

Указанные недостатки позволяют использовать винтовые конвейеры только для перемещения сухих пылевидных, мелкозернистых, зерновых грузов с производительностью до 100 м3/ч на небольшие расстояния (для горизонтальных и наклонных конвейеров до 30...40 м, для вертикальных до 15...20 м).

Рабочие элементы винтовых конвейеров

Рабочим элементом винтовых конвейеров служит винт. Его поверхность может быть сплошной, ленточной или в виде отдельных лопастей (рис.).

Рис. Типы винтов: а — сплошной, б — ленточный; в — лопастной.

Сплошные винты используют для транспортирования хорошо сыпучих грузов, ленточные — слеживающихся. Конвейеры с лопастными винтами применяют при перемещении вязких грузов или при необходимости перемешивать груз. Изготавливают винты из листовой или полосовой стали прессованием. Поверхность сплошного винта получают также прокаткой стальной полосы в конических валках. В некоторых случаях винтовые поверхности отливают из чугуна. Аналогичным образом получают винтовую поверхность ленточных винтов.

Для увеличения производительности конвейеров изготавливают винты с несколькими поверхностями. По количеству поверхностей винты можно подразделить на одно-, двух- и трехзаходные, а со направлению винтовой поверхности — на винты правого и левого захода. ГОСТ 2037—75 предусматривает следующий ряд стандартных диаметров сплошных винтов: 0,1, 0,125, 0,16, 0,2, 0,25 0,32, 0,4, 0,5, 0,63, 0,8 м.

Изготовленные тем или иным способом винтовые сплошные поверхности приваривают к валу конвейера, а в ленточных и лопастных крепят на стержнях. Вал, к которому крепят винтовую поверхность, состоит, как правило, из отдельных секций, что облегчает сборку конвейера; он может быть как сплошным, так и пустотелым. Преимуществами пустотелых валов является то, что они при одной и той же прочности со сплошными менее металлоемки и секции с такими валами просты в соединении; для этого достаточно насадить две соседние секции на короткие сплошные валики. Подшипники, в которых крепят вал винта, подразделяют на концевые и промежуточные. Концевые подшипники монтируют в торцовых стенках желоба. При проектировании подшипниковых узлов необходимо обращать особое внимание на выбор герметизирующих элементов, предотвращающих попадание в подшипниковый узел пыли.

Промежуточные подшипники ставят в местах стыковки секций валов. Они оказывают существенное влияние на всю работу конвейера. Неправильный монтаж подшипников вызывает повышенный расход электроэнергии, расходуемой на преодоление возникающих вредных сопротивлений. В местах установки промежуточных подшипников необходим разрыв винтовой поверхности, что приводит к уплотнению груза и возрастанию сопротивлений его перемещению. Указанный недостаток может привести к образованию пробок, закупорке груза в этих местах, что выводит конвейер из строя.

На величину дополнительных сопротивлений перемещению груза в местах установки подшипников оказывают значительное влияние размеры и формы промежуточных подшипников. Для снижения вредных сопротивлении и обеспечения свободного прохода груза следует уменьшать размеры подшипника (наружный диаметр, ширину), а корпус устанавливать так, чтобы было обеспечено максимально возможное свободное пространство для прохода груза.

Желоб винтового конвейера должен обеспечивать герметизацию процесса транспортирования, возможность удобного доступа к подшипникам и ликвидации пробок в случае закупорки конвейера. Желоб состоит из секций, которые обычно изготавливают из листовой стали. Секция желоба частично или полностью повторяет форму винта. Для придания жесткости к ней с торцов н сверху приваривают уголки, которые одновременно служат фланцами.

Секции, на которые приходятся точки разгрузки груза, снабжают дополнительными разгрузочными устройствами (люками с заслонками, отверстиями с заслонками и т. д.) Секции желоба сверху закрывают крышками. Размеры желоба зависят от типа винта и вида перемещаемого груза. При транспортировании хорошо сыпучих грузов зазор между желобом и винтом делают минимальным, и наоборот, при транспортировании кусковых грузов зазор должен быть меньше максимального размера куска груза, подлежащего транспортированию, что позволит избежать заклинивания винта.

Ленточные винтовые конвейеры обычно имеют небольшие зазоры между винтом и желобом, Приводы винтовых конвейеров аналогичны приводам, используемым в остальных машинах непрерывного транспорта, однако они, как правило, имеют меньшие габариты. Это объясняется в первую очередь довольно большой частотой вращения винтов. Ввиду этого в качестве передаточных механизмов обычно используют одноступенчатые цилиндрические редукторы в сочетании с открытой конической передачей, двухступенчатые цилиндрические редукторы, клиноременные передачи.