Ленточные транспортеры

Среди большого разнообразия машин для перемещения массо­вых грузов широко распространены ленточные транспортеры, об­ладающие простотой обслуживания и наименьшими металло- и энергоемкостью. Ленточные транспортеры с гладкой лентой применяют для го­ризонтального и слабонаклонного транспортирования (до 20є), с рифленой — до 40° и специальные — для вертикального и круто­наклонного направлений. Трасса транспортирования может быть прямолинейной и кри­волинейной. Для обслуживания криволинейных трасс применяют отдельные секции транспортеров. Ленточные транспортеры исполь­зуются и как механизмы, встроенные в сложные машины и комп­лексы: комбайны, подборщики, мельницы, кормоцеха и фермы. Ленточные транспортеры бывают стационарные (рис. 49,а), переносные (рис. 49,б), передвижные (рис. 49,в). В зависимости от назначения и рода груза для крутонаклонного перемещения сы­пучих, кусковых и штучных грузов применяют транспортеры: с планками (рис. 49,г), двухленточный (рис. 49,д), ленточно-трубчатый (рис. 49, е) и с эластичными лентами из поролона, пористой резины (рис. 49, ж) для легкоповреждаемых грузов. На рисунке 49, б показана схема легкого переносного транспор­тера длиной до 4 м. Транспортер с выдвижной консолью показан на рисунке 49, б; он удобен для погрузки в транспорт из складов и выгрузки грузов из железнодорожных вагонов. Ленточные транспортеры (рис. 49, а) имеют общие узлы: по­воротный барабан 1, загрузочное устройство 2, ленту 5, роликовые опоры 4 (поддерживают рабочую ветвь ленты) и 5 (поддержива­ют холостую ветвь), разгрузочное устройство 5, приводной бара­бан 7, приводной механизм (станция) 8, натяжной барабан 9 и груз 10. Кроме того, в состав транспортера могут входить меха­низм регулирования наклона транспортера, механизм передвиже­ния, приспособление для очистки ленты, тормозные остановы для стопорения ленты при неожиданных выключениях энергии.

Рис.49. Схемы ленточных, транспортеров: а - стационарный; б -  переносной; в — передвижной с выдвижной консолью; г — с планка­ми; д — двухленточный; е — ленточно-трубчатый; ж —с мягкими лентами; 1 — поворотный  барабан;2 — загрузочное устройство; 3 —лента; 4 и 5 — роликовые, опоры; 6 — разгрузочное устройство; 7 — приводной барабан; 8 — приводной механизм; 9 — натяжной механизм; 10 - груз.

К ленте, ответственному и дорогостоящему элементу транспортера, предъявляют следующие требования: малая гигроскопичность, высокие гибкость и прочность, износостойкость и малое удлинение. Прорезиненные ленты (табл. 8) общего назначения (ГОСТ 20—62) изготовляют из нескольких прокладок ткани сов­местной вулканизацией их с прослойками из резины. Ширина лен­ты 0,3...2 м.         

Для предохранения ленты покрывают резиной с рабочей сто­роны д₁ = l,5...6 мм и с опорной стороны д₂ = 1...2 мм (рис. 50, а). Число прокладок i определяют в зависимости от прочности и жёсткости ленты. Зависимость числа прокладок от ширины лен­ты В приведена в таблице 9. Чем больше прокладок, тем толще лента, больше диаметр ба­рабанов и тяжелее конструкция. Толщину ленты определяют по формуле, мм, д = аi + д₁ + д₂, где а = 1,25:—толщина одной прокладки-ленты, мм.

 Масса 1 пoг. м ленты q_л = 1,12Bд, где В — ширина ленты, м; 1,12 — среднее значение массы 1 м² ленты толщиной в 1 мм, кг. Ленты изготовляют длиной от 25 до 400 м, их концы в транс­портерах соединяют сшивкой, металлическими шарнирами и вул­канизацией.    

Таблица 9      

Для увеличения погонной нагрузки применяют ленты с борта­ми (рис. 50,б), с планками, фасонными перегородками (рис. 50,г), препятствующими сползанию груза. Для транспортирования пы­левидных грузов предназначена трубчатая лента с механической застежкой (рис. 50, д). В сельскохозяйственных машинах применяют полотняно-планчатые транспортеры. Для повышения прочно­сти ленты в нее при изготовлении заделывают стальные канатики (рис. 50,в).  

Рис. 50. Конструкции транспортерных лент: а — поперечное сечение; б — с бортами; в — со стальными тросами; г — с перего­родками; д — с замком.

Опоры ленты и барабаны

Опоры. Для поддержания ленты и уменьшения ее провисания применяют настил и ролики. При транспортировании тяжелых штучных грузов используют комбинированные опоры. Транспортеры с настилами называют волокушами, их работа сопровождается повышенным износом ленты и большим сопротив­лением перемещению. При транспортировании корнеплодов, зерна, строительных ма­териалов, тюков, корзин большое распространение получили ро­ликовые опоры: однороликовые (рис. 51, а, г и д), трехроликовые (рис. 51,б) и многороликовые (рис. 54, ж). Применение вогнутых роликов (рис. 51,5) из-за различных окружных скоростей на ро­лике приводит к неравномерному износу ленты. Наибольшую удельную нагрузку на ленту позволяют получить многороликовые опоры (рис. 51, ж) и трубчатые направляющие (рис. 51,е). Ролики диаметром 60... 108 мм изготовляют из стальных труб с подшипниками качения. Лента при движении совершает колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях, что вызывает дополнительные затраты энергии. Снижают колебания в вертикальной плоскости уменьше­нием расстояния между опорами, а в горизонтальной для центри­рования ленты ставят через 5...6 обычных опор опору с роликами, отклоненными по ходу ленты под углом 2…3є. Постановка для этой цели отклоняющих (дефлекторных) роликов у краев ленты желаемого результата не дает.  

Барабаны (рис. 52) ленточных транспортеров бывают привод­ные, натяжные, поворотные и отклоняющие. Последние служат для увеличения угла обхвата и изменения направления движения ленты. При изгибе ленты на барабане внутренние слои ее испытывают сжатие, а наружные — растяжение. Между слоями возникают ка­сательные напряжения. Они тем больше, чем меньше диаметр D_б барабана. Учитывая это, D_б = ki, (167) где k — коэффициент пропорциональности; его можно снижать на 20...30% для натяжных барабанов и на 50...60% для отклоняю­щих по сравнению с данными таблицы 8. Диаметр барабана округляют по ГОСТ 1956—59, а длину при­нимают на 0,1...0,12 м больше ширины ленты. Для повышения тяговой способности барабана его поверхность покрывают деревянными планками, резиновыми обкладками или применяют прижимные устройства (см. рис. 47,г), вакуумные ба­рабаны, внутри которых в зоне обхвата барабана лентой создается разрежение.  

Загрузочные и разгрузочные устройства
Ленточные транспортеры загружают непосредственно с другого транспортера питателем или из бункера.

Разгружают ленточный транспортер обычно у концевого бара­бана, а в некоторых случаях на всей длине транспортера пере­движными разгрузочными устройствами, например, при раздаче кормов, загрузке закромов, бункеров, железнодорожных вагонов. Распространены плужковые сбрасыватели на одну сторону (рис. 53,а), на две стороны (рис. 53,б), но при их работе возника­ют повышенные сопротивления и сдвиг ленты в сторону. Разгрузочную станцию (рис. 53, в) с подъемом груза на ленте и ссыпанием на две стороны применяют на стационарных транс­портерах большой длины. Разгрузочное устройство со сбрасывающим транспортером (рис. 53, г) отличается компактностью и пониженным сопротивле­нием.   Производительность транспортера и ширина ленты Производительность ленточного транспортера при перемещении сыпучего груза с равномерной подачей его на ленту определяют по формуле, т/ч, П = 3600cгFх, (168) где c=1…0,75 — коэффициент, учитывающий ссыпание груза при наклоне транспортера на угол до 20°. Таким образом, задача сводится к правильному выбору скоро­сти транспортирования х (табл. 10) и расчету площади F сечения грузового потока, которые зависят от физико-механических свойств груза и ширины В ленты.

Встречаются скорости ленты до 6...7 м/с, а в метательных транспортерах и выше. Повышенные скорости позволяют уменьшить размеры ленты, но это ведет к большему повреждению, истиранию и распылению груза.

Определение площади поперечного сечения потока сыпучего груза. При желобчатой ленте с трехроликовой опорой (см. рис. 51,6) общая площадь сечения потока груза составит F_жт = F₁+ F₂, где F₁ = F_п = 0,5bh = 0,25/к²В² tg ц_р - площадь потока при плоской ленте (см. рис. 51,а); к = b : В = 0,8...0,9; ц_р = (0,35...0,7)ц_п, где ц_п — угол естественного откоса груза в покое. При расчетах ленточных транспортеров ц_р меньшие значения принимают, учитывая вибрацию и колебания при движении ленты. Площадь трапеции (см. рис. 51,б) определится по формуле

Тогда F_жт = 0,25[k²tgц_р +(k² – k₀²)tgб]B²  (169) где k₀ = b₀ : B = 0,35...0,4; б = 20...30° и реже 45є. При плоской ленте с бортами (см. рис. 51,г) пло­щадь потока груза будет равна F_п.б = F_п +F₄ = 0,25(tgц_p + 3,2k₁)B²,   (170) где F₄ = h₀В; h₀= (0,7...0,8)h и h = k₁B; коэффициент k₁≈ 0,1. При плоской ленте с бортами и прижимной лентой, т. е. в варианте двухленточного транспортера, F_п.б.д= F₄ = h₀В  = (0,7…0,8)k₁B²  (171) При ленте с формой круга (см. рис. 51,е) Fк = 0,25B²/р, (172) где площадь F_к = рR²  и ширина ленты B = 2рR. При разгрузке ленточно-трубчатого транспортера, так как F_к>F_п, развертывание ленты приведет к ссыпанию груза через край. Подставляя в формулу (168) значения площадей поперечного сечения потока груза из уравнений (169... 172), получим повероч­ные формулы, например для плоской и желобчатой лент, соответ­ственно П_п = 900сkгхВ² tgц_p; П_ж = 900с[k²tgц_p + (k2 –k02)tgб] гхB2. (173)

Учитывая особенности массовых грузов и принимая ц_p = 0,35ц_п; ц_п ≈ 35є; k₀ = 0,l, расчетные формулы можно упрос­тить:

где k_п — коэффициент производительности, зависящий от формы поперечного сечения грузового потока, физико-механических свойств груза, подсчитываемый по формулам (169...172). Его зна­чения приведены в таблице 11.

Найденный размер В округляют до стандартного. При куско­вом грузе его проверяют по соотношению В = (2,5...4) а, где а — размер куска (клубня). При штучных грузах (ящики, корзины и т. п.) — по выражению В = b + 2(0,05...0,1), где b - габариты груза, м. Расчет ленты проводят проверкой запаса прочности:

Найденные основные параметры рекомендуется рассматривать как ориентировочные, подлежащие в процессе проектирования уточнению. 

Определение сопротивлений передвижению ленты
Энергия в транспортере затрачивается на полезную работу и преодоление вредных сопротивлений, возникающих в движущихся частях. В горизонтальном транспортере вся мощность расходуется на преодоление только вредных сопротивлений. Вредное сопротивление движению на прямолинейном участке зависит от массы груза G и условий перемещения, выражаемого щ_пр — коэффициентом сопротивления, и не зависит от натяжения ветвей: W_вр.п = щ_прgG. Вредное (местное) сопротивление на криволинейном участке зависит от натяжения набегающей ветви S_наб и коэффициента местного сопротивления щ_кр: W_вр.м = щ_крS_наб.

Тогда общее вредное сопротивление на участке W_вр = W_вр.п + W_вр.м. Полное усилие, необходимое для преодоления всех видов сопротивлений транспортера, определится из уравнения W  = ∑W_п +∑W_вр. (177) В сумме вредных сопротивлений необходимо учесть сопротив­ления от работы разгрузочных, загрузочных и других дополнитель­ных устройств.

Сопротивление перемещению ленты с грузом на прямолинейном участке под углом в.
По настилу (рис.54, а): W_н.н = ±W'_пL + W_вр.мL = g(q + q_л)L(±sinв + щ_нcosв). Коэффициент щ_н = f —коэффициенту трения между лентой и настилом: стальным 0,35...0,60 и деревянным 0,4...0,7. Минус перед sin в принимают при спуске груза. В случае горизонтального транс­портирования sinв = 0. При определении сопротивления холостой ветви q = 0. По роликовым опорам (рис. 54, в): W =  [W_п + W_вр.м]L = [±g(q + q_л)sinв + g(q +q_л + q_р.гр)щ_нcosв]L, где q_р.гр — погонная масса роликов груженой ветви. Вредные сопротивления роликовых опор и от перегибания лен­ты на стадии проектирования определяют по коэффициентам со­противления сор, которые устанавливают опытным путем: при пло­ской ленте от 0,018 до 0,035 и желобчатой 0,02...0,04. Большее зна­чение принимают для худших условий работы.