Скребковые, планчатые и пластинчатые транспортеры

Назначение и общее устройство
Скребковые, планчатые и пластинчатые транспортеры распро­странены в сельском хозяйстве в виде самостоятельных машин и механизмов, встроенных в специальные машины. Тяговым органом их служат цепи, ленты и канаты. Скребковый транспортер (рис. 62, а) работает по принципу волочения транспортируемого материала по желобу или материалу. В планчатых транспортерах (рис. 62,б) тяговые органы снабжены планками, расставленными на некотором расстоянии, а в пластинчатых (рис. 62, в) — сплош­ным настилом из пластин. В планчатых и пластинчатых транспор­терах тяговый орган одновременно является и грузонесущим. Скребковые транспортеры применяют для хорошо сыпучих гру­зов: зерна, муки, удобрений, угля. В последнее время скребковые транспортеры все шире используют для уборки навоза. Достоинства скребковых транспортеров: простота конструкции; возможность разгрузки и загрузки в любом месте на длине транс­портера; транспортирование груза в любом направлении, а при необходимости — одновременно в обоих. Недостатки — измельче­ние и истирание груза в процессе транспортирования и быстрый износ направляющего желоба. Пластинчатые, цепочно- и канатно-пластинчатые транспортеры используют для транспортирования тюков, мешков, корзин, ящиков, початков, корнеплодов, а также рыхлых длинностебельных грузов. В сельском хозяйстве эти транспортеры длиной 10... 15 м работают как погрузчики, стогометатели и штабелеукладчики.  

Тяговые, рабочие и вспомогательные органы
Тяговые органы (цепи, канаты и ленты) должны обладать: гибкостью, обеспечивающей хорошее огибание барабана, звездоч­ки или направляющих; малой массой при высокой прочности и до­статочной износостойкости; удобством крепления рабочих и вспо­могательных органов. Большая масса и высокая стоимость цепи являются ее недо­статками. Канат гибок во всех направлениях, дешевле цепи при равной прочности, но трудность сцепления его с приводным шки­вом и крепления скребков и планок относятся к его недостаткам. В сельскохозяйственных транспортерах применяют главным обра­зом цепные тяговые органы: сварные цепи (ГОСТ 2310—70) с коротким и длинным звеном (рис. 63,а); крючковые цепи (ГОСТ 4187—56) (рис. 63,б), изготовляемые штамповкой из лен­точной стали 30Г; комбинированные цепи (рис. 63, б), со­бираемые из литых (ковкий чугун) прямоугольных звеньев или гнутых из стали и звеньев, сделанных из полосовой стали в виде восьмерок; пластинчатые цепи, применяемые в более на­груженных транспортерах. По конструкции они разделяются на безвтулочные, втулочные (рис. 63, г) и катковые (рис. 63,д). Основные размеры регламентированы ГОСТ 588—64 и ГОСТ 2500—50 при шаге 19,05...38,0 мм, разрушающая нагрузка 17,5...50,0 кН; разборные цепи (рис. 63,е) — наиболее совер­шенные, широко распространенные в подвесных, грузоведущих, скребковых и других транспортерах.  

Рабочими органами в зависимости от назначения и рода транс­портируемого груза служат скребки, планки, пластины и прутья.

Наибольшее натяжение цепи с учетом мгновенности приложения динамического усилия при удвоенном ускорении будет

Можно принять m = 2G₀ + kG_г, где G₀ и G_г — массы движущихся частей и груза, равные соот­ветственно q₀L и qL; k = 1,0...0,7 — коэффициент влияния массы. Подставляя в S_mахщ = рn:30 и sin(р/z) = t/2R при k = 1 получим S_max = S_ст + 0,008(2G₀ + G_г)n²t и S_min = S₀ - 0,008(2G₀ + G_г)n²t  (202) где S_cт = S₀ +∑W (∑W — сумма всех сопротивлений). Необходимое условие S_min > 0 обеспечивается при начальном натяжении S₀ > 0,008(2G₀ + G_г)n²t  (203) Величина нагрузки может увеличиваться от резонанса колеба­ния динамических усилий. Уменьшить влияние резонанса можно изменением рабочей скорости цепи. Определение основных размеров сплошного скребка и произ­водительности транспортера с открытым желобом. Объем груза, транспортируемого скребком, принимают за призму с основанием прямоугольной трапеции (рис. 65, в), тогда объем порции, переме­щаемой одним скребком, при l = l₁ + hctgц V = (l₁ + 0,5hctgц)hB. (204) Практика эксплуатации и эксперименты показывают, что угол  осыпания ц транспортируемого материала при движении на  5...10% меньше угла естественного откоса. Для зерна ц = 27є, тогда, l = l₁+2h и объем порции будет V = (l₁+ h)hB. Пользуясь общей формулой производительности, после подста­новки в нее выражения объема порции V и соотношения l₁ = k₁h, где k₁ = 1...3 и B = kh при k = 2…4. После преобразований получим расчетную высоту скребка

для предварительных расчетов можно принять П = 3,6сшгhBх, где ш == 0,5...0,8 — коэффициент заполнения; с = 1,0...0,35 — коэффициент, учитывающий влияние угла б = 10...45° подъема транспортера; х — скорость транспортирования (движения цепи), для кор­неклубнеплодов 0,3...0,5 м/с; пылевидных, муки, навоза 0,5...1 м/с и зерна 1...2 м/с; а = (3...6)h — расстояние между скребками; необходимо, чтобы а>1. Полученные расчетом размеры В и h должны обеспечить устой­чивую работу скребка. Под действием сил сопротивления переме­щению груза скребок стремится отклониться от перпендикулярного положения к направлению движения тягового органа, при этом воз­можно его всплывание и заклинивание. Условие устойчивой рабо­ты скребка обеспечивается натяжением цепи (рис. 65,г) gG sin бh cosИ +fgcos бh = S_minsinИ, откуда

где И ≤ 2...3° — угол отклонения скребка. Практически наименьшее натяжение тягового элемента прини­мают в зависимости от его производительности и длины: для транспортера сельскохозяйственного типа S_min = 0,5...3,0 кН.

Определение производительности транспортера сплошного во­лочения.
В отличие от транспортера порционного волочения здесь груз перемещается сплошным потоком и только в зазоре между стенками и дном желоба образуется отстающий слой небольшой толщины. Скребковые транспортеры сплошного волочения (см. рис. 64) можно использовать для любого направления транспортирования. При транспортировании сплошным потоком производительность равна, т/ч: П = 3,6k_пгBhх, (207)  где х = 0,3...0,9 м/с — скорость цепи; k_п = k₀k_уk_с —коэффициент производительности; здесь k₀ = 0,95 — коэффициент, учитывающий объем желоба, за­нимаемый скребками и цепью; к_у = 1,05...1,3 — коэффициент уплотнения груза в желобе; к_с = 0,4...0,9 — коэффициент, учитывающий отставание груза. Рекомендуется B = kh, где k = 1,25...1,6 и размеры BЧh =  0,1Ч0,08...0,25Ч0,16 и больше. Как показывают опыты, коэффициент производительности для зерновых грузов при наклонном транспортировании k_п = 0,75...0,90 при скорости зерна и продуктов его переработки в пределах 0,3...0,9 м/с. Повышение скорости увеличивает травмирование гру­за, нарушает сплошность потока, производительность снижается и возрастает энергоемкость.

Определение мощности.
Для предварительных расчетов мощ­ность двигателя для транспортера порционного волочения можно определить по формуле (162):      

где k_и = 1,2 — коэффициент, учитывающий потери мощности при пуске; щ — коэффициент сопротивления движению: для скользящей цепи равен 4,2...1,6 и с роликами — 2,25...1,05. Энергоемкость транспортеров сплошного волочения несколько i меньшая, чем у транспортеров порционного перемещения. Метод обхода по контуру при определении сопротивлений и наименьших натяжений тягового органа изложен в § 3 «Элеваторы».

Особенности определения сопротивлений и натяжений цепей.
Максимальное натяжение S_max = S_cт + S_дин = S₀ + ∑W + S_дин. (208) При определении S_ст = S₀+ ∑W (принимают S₀ > S_min, где S₀ — уси­лие натяжного устройства и S_min — наименьшее натяжение цепи) в сумму сопротивлений ∑W входят:

а) сопротивление от подъема груза q, скребков q_с, цепи q_ц и роликов q_p по вертикали на высоту H = L sin в: W_н = g(q + q_с + q_ц + q_р)L sinв; ориентировочно можно принимать q_с + q_ц + q_р = (0,5...0,8)q;

б) сопротивление от горизонтального транспортирования скреб­ков и цепи на длине L_г = L cosв: W_с = g(q_с + q_ц + q_р)щL cosв; где щ = 0,12...0,25 — коэффициент сопротивления (холостой ход);

в) сопротивление от трения груза о желоб при сплошных  скребках: W = gqщ_жLcosв, где щ_ж = 0,37...0,87 для кускового и сыпучего груза; при трении у стенки до 1,1.

Это же сопротивление при погруженных скребках и длине транспортирования L₀ W' = g(q + g_ц)щ_ж'L₀,   здесь В и h — размеры желоба; n_б = с (1,2 + х) : (1+2f²_в) — коэффициент бокового давле­ния; с = 1,0... 1,2; большие значения — для стационарных транспортеров; х — скорость цепи, м/с; f_в и f — соответственно коэффициенты внутреннего трения и материала о желоб.

По наибольшему S_max и наименьшему S_cб натяжениям ветвей ведущей звездочки определяют мощность, кВт:

где з_з и з_п — соответственно к. п. д. ведущей звездочки и привода транспортера.  

Применение цепных транспортеров
В сельском хозяйстве наиболее распространены скребковые транспортеры в виде универсальных машин и механизмов, встроен­ных в различные машины. Вместе с тем различие физико-механических свойств грузов приводит к необходимости создания специальных погрузочных ма­шин только для одного вида или определенной группы грузов.

Универсальные транспортеры предназначены для погрузки кар­тофеля, силоса, кукурузы в початках, мелких штучных грузов и т. п. в емкости, хранилища и транспортные средства. Двухцепной скребковый транспортер ТУ-5,0 приводится в дви­жение двигателем внутреннего сгорания 20 (рис. 66, г) от ведущей звездочки через цепную и клиноременную передачи.