книги / Роликовые и дисковые конвейеры и устройства
..pdfс последующим освобождением его и остановкой следующего груза.
Помимо всех перечисленных выше специальных устройств, в современных транспортно-технологических и складских систе мах, оборудованных роликовыми и дисковыми конвейерами, ши рокое применение нашли специальные устройства, столь же ши роко применяемые в системах, оборудованных конвейерами других типов. К таким специальным устройствам относят системы авто матического адресования грузов, перегрузочные устройства, путе вую автоматику (т. е. приборы автоматических систем управления, расположенные непосредственно на трассах конвейеров), взвеши вающие и счетные устройства. Подробное рассмотрение и анализ конструкций любого из перечисленных типов устройств выходят за рамки настоящей книги.
ПРОЕКТНЫЕ НОРМАТИВЫ, РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РОЛИКОВЫХ И ДИСКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
1. РАСПОЛОЖЕНИЕ ГРУЗОВ НА НОНВЕНЕРЕ
При проектировании систем роликовых и дисковых конвейеров,
одним из основных факторов, влияющих на выбор и расчет параметров этих конвейеров, является расположение грузов на роликовом или дисковом полотне конвейера. Здесь под полотном конвейера понимается плоскость, совпадающая с рабочими обра зующими роликов или дисков. В зависимости от характера и техно логии производства, организации погрузочно-разгрузочных и складских работ расположение штучных грузов на полотне кон вейера может быть самое различное. Здесь следует иметь в виду, что понятия расположения или ориентации штучных грузов не являются полностью идентичными и достаточно установившимися. Под ориентацией грузов обычно понимают расположение их на полотне конвейера той или иной своей опорной плоскостью, а под расположением грузов на полотне конвейера — геометрическую привязку их к осям и полотну конвейера.
По расположению грузов относительно продольной оси кон вейера различают три способа укладки грузов: продольный — груз расположен длинной стороной вдоль конвейера; поперечный — груз расположен длинной стороной перпендикулярно продольной оси конвейера; произвольное расположение — грузы относительно оси
конвейера не |
ориентированы. |
|
|
|
Коэффициент Кгр можно определить из следующего |
соотноше |
|||
ния: |
|
|
|
|
где 1гр — длина груза вдоль оси конвейера в мм\- |
|
мм. |
||
Ьгр — ширина груза перпендикулярно оси |
конвейера в |
|||
При продольной укладке грузов /Сгр > 1; |
при |
поперечной |
||
укладке Кгр < |
1; при произвольной укладке Кгр имеет свое |
зна |
чение для каждого груза.
Продольную и поперечную укладку грузов на конвейере осуще ствляют, как правило, с помощью механизированных или автома тизированных перегрузочных или специальных устройств или, наконец, с помощью укладочных устройств технологических ма шин. Для легких и весьма легких грузов возможна ручная укладка грузов, однако при этом во многих случаях в дальнейшем требуется
32
Корректировать ориентацию грузов на полотне конвейера с по* мощью выравнивающих и направляющих шин и т. п.
Произвольное расположение грузов на конвейере получается обычно при ручной укладке их или при неориентированной выдаче небольших массовых грузов из накопительных или буферных ем костей технологических машин (бункеры и т. п.).
Для роликовых и дисковых конвейеров предпочтительно про дольное расположение грузов. При одной и той же производитель ности конвейеров и при одинаковых скоростях движения грузов конвейеры для поперечной укладки получаются более широкие (занимают площадь цеха), более металлоемкие и дорогие. Объяс няется это тем, что при поперечной укладке грузов возрастает рас четная нагрузка на один ролик и длина его (ролика) увеличивается. При острой производственной необходимости допускают попереч ную укладку грузов при Кгр > 0 ,6 ; при меньших значениях Кгр
применение роликовых или дисковых конвейеров становится мало эффективным.
По взаимному расположению грузов относительно друг друга вдоль конвейера различают следующие варианты: сомкнутое рас положение — грузы расположены друг за другом без зазора; рав номерно разомкнутое — грузы разделены по длине конвейера одинаковыми зазорами; беспорядочное — размер зазора между грузами не соблюдается. Шаг грузов по продольной оси конвейера
Т = 1грКтмм, |
(1) |
где Кт— коэффициент продольного расположения грузов. |
|
При сомкнутом расположении грузов Кт= |
1; при равномерно |
разомкнутом расположения Кт> 1 = const; |
при беспорядочном |
расположении грузов Ктнеопределенно и имеет свое значение для
каждой пары грузов Коэффициент Ктимеет прямое отношение к часовой производи
тельности конвейера (Z в шт или Q в т ), которая равна
ЗбООу |
3600у |
(2 ) |
|
т |
~ 1грКт ’ |
||
|
|||
Q — |
M - |
(3 ) |
|
ч ~ |
1000 > |
||
|
где v — скорость движения грузов в м!сек\ G — вес отдельного груза в кг.
Как видно из формулы (1), наибольшая возможная производи тельность конвейера имеет место при Кт= 1, т. е. при сомкнутом
расположении грузов. Такое расположение грузов на полотне конвейера обеспечивается многими технологическими и вспомо гательными автоматизированными и механизированными линиями,
вчастности, линиями упаковки или взвешивания, линиями сборки
ит. д. Однако сомкнутое расположение грузов имеет свои недо статки: во-первых, оно требует быстродействующих устройств для
3 К. Е. Ивановский |
33 |
обработки сплошной ленты грузов, а во-вторых, при плотном кон такте между соседними грузами возникают трение и сцепление, которые препятствуют обработке грузов на линии с помощью раз личных механизмов. Поэтому обычно предпочитают равномерно разомкнутое расположение грузов с Кт= 1,1—=—1,3.
Изменяется коэффициент Ктв процессе перемещения |
грузов |
||||||||
весьма часто вследствие |
изменения |
ориентации груза. Положим, |
|||||||
|
|
что груз (рис. 17, а) — прямоугольный |
|||||||
|
|
параллелепипед. |
Если |
груз занимает |
|||||
|
|
положение на конвейере, показанное на |
|||||||
|
|
рис. 17, б, |
то Кт= 1; |
по рис. |
17, |
в — |
|||
30 |
Я |
Кт= |
1,5 |
и по |
рис. 17, г — Кт= 3,0; |
||||
|
а) |
при |
этом |
шаг |
грузов |
Т и производи |
|||
|
тельность конвейера остаются неизмен |
||||||||
|
|
||||||||
3D |
|
ными. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Беспорядочное |
расположение |
гру |
зов обычно бывает при ручной загрузке
5)конвейеров, при обработке грузов тех
|
|
|
|
нологической |
машиной |
с ручным при |
|||
|
20 |
Ю |
|
водом или, |
наконец, при неопределен |
||||
|
|
|
|
ном |
темпе |
(индивидуального) |
единич |
||
|
в) |
|
|
ного |
производства. |
|
|
||
|
|
г? |
Роликовыми и дисковыми |
конвейе |
|||||
к |
|
|
|||||||
ю л20 |
рами |
транспортируют |
обычно |
однооб |
|||||
разные по весу, конфигурации и раз |
|||||||||
-1. |
г) |
|
_L |
мерам штучные грузы. При наличии на |
|||||
Рис. [17. [Схемы4 ориентации |
производственном участке, охваченном |
||||||||
системой |
роликовых |
или |
дисковых |
||||||
грузов на полотне |
конвейера |
конвейеров, сборки или обработки не |
|||||||
(размеры даны в сантиметрах) |
|||||||||
|
|
|
|
скольких сортов изделий на конвейе |
|||||
рах получается |
сортовое расположение |
грузов. |
Такое |
располо |
|||||
жение грузов |
на |
конвейере обычно |
связано с |
распределитель |
ными, собирательными и сортировочными операциями, а возможно, и операциями контроля, учета и взвешивания.
Роликовые и дисковые конвейеры находят применение и^для транспортирования разнородных штучных грузов в весьма широ ких пределах. Такие конвейеры применяют на аэродромах, вокза лах, предприятиях связи, в универсальных складах с широкой но менклатурой грузов и т. д. При определении основных параметров конвейеров в целях обеспечения большей надежности работы кон вейеров используют метод максимум-минимум, т. е. вводят в рас чет параметров наибольшие или наименьшие абсолютные значения признаков неоднородности. При этом следует иметь в виду, что если, у конвейеров с ходовой частью (скажем, пластинчатых) колебание, например, веса отдельных грузов даже в весьма значи тельных пределах не оказывает определяющего влияния на ско ростные параметры конвейера, то для гравитационных роликовых и дисковых конвейеров эти колебания могут оказаться решающими
(легкий Груз не в состоянии повернуть ролик, рассчитанный на наиболее тяжелый или даже средне тяжелый груз), а для привод ны* роликовых и дисковых конвейеров весьма существенными.
Для транспортирования на роликовых и дисковых конвейерах наиболее удобны симметричные штучные грузы. Однако практи чески даже грузы, рассматриваемые как симметричные (например, симметричные по чертежам отливки), могут быть в той или иной мере эксцентричными. Эксцентричное расположение центра тяже сти груза относительно продольной оси конвейера самым непосред ственным образом влияет на разворачивание грузов в процессе их перемещения по полотну конвейера. Поэтому наиболее желатель ное расположение грузов такое, когда продольная центральная ось груза совпадает с продольной осью конвейера. Допустимые отклонения от этого положения грузов будут детально рассмотрены в гл- Ш- Здесь уместно отметить, что для грузов с эксцентричным расположением центра тяжести, целесообразно применение поддо нов и производственной тары. При определенной прочности и жест кости последних неблагоприятное воздействие эксцентриситета на нагрузку роликов или дисков может быть в значительной сте пени сглажено.
Для несимметричных грузов весьма существенным является положение центра тяжести груза относительно направления дви жения грузов. Здесь возможны следующие случаи. Несимметрич ный груз движется гравитационно или принудительно тяжелой частью вперед. Под тяжелой частью груза следует понимать ту его половину (по размеру /гр), в которой расположен центр тяжести. На первый взгляд, расположение грузов тяжелой частью назад не отличается принципиально от расположения его тяжелой частью вперед. В действительности это не так. Ниже будет детально рас смотрено влияние расположения центра тяжести груза относи тельно направления его движения, сейчас же ограничимся утвер ждением, что движение груза тяжелой частью вперед предпочти тельно 19].
На выбор и расчет основных параметров роликовых и дисковых конвейеров, помимо расположения грузов на полотне конвейера, значительно влияют свойства и особенности транспортируемых штучных грузов. Общие характеристики штучных грузов приме нительно к перемещению их различными конвейерными установ ками достаточно полно рассмотрены в технической литературе 110 ]. Поэтому ниже, в настоящей главе, будут рассмотрены только те особенности штучных грузов, которые непосредственно влияют на расчет и выбор основных параметров конвейеров.
2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Основными параметрами роликовых конвейеров, подлежащими выбору и расчету при проектировании, являются: ширина кон вейера, шаг роликов, диаметр ролика, диаметр оси ролика, сред
ний |
радиус поворота криволинейных секций, высота по |
лотна |
конвейера над уровнем пола и угол наклона конвейера |
к горизонту.
Рассмотрим все эти параметры отдельно.
Для роликовых конвейеров без бортов под шириной конвейера понимается длина ролика L при однорядном конвейере, т. е. В = L (рис. 18, а), или расстояние между крайними торцами роликов при многорядных конвейерах (рис. 18, б). Для конвейеров с бортами,
независимо от конструкции последних, за ширину конвейера при
|
B = L |
4 |
нимают |
расстояние |
между |
бортами |
|||
|
в свету (рис. 18, в). Ширину конвейера |
||||||||
|
|
||||||||
|
|
выбирают |
в зависимости от |
размеров |
|||||
|
а) |
|
груза и его расположения на полотне |
||||||
|
|
конвейера. |
|
|
|
|
|
||
|
В |
d |
Ширину прямолинейного |
конвейера |
|||||
|
|
без бортов, если по производственным |
|||||||
|
|
|
соображениям |
не |
допускается |
выход |
|||
|
|
|
груза за пределы конвейера, прини |
||||||
|
5) |
t мают по формуле |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
В = КАп, |
|
(4) |
|||
|
В |
|
|
|
|
||||
|
|
|
где Кп — коэффициент, характеризую |
||||||
|
|
|
|
щий |
отношение |
ширины |
|||
|
|
|
|
конвейера |
к ширине груза |
||||
|
в) |
|
|
на |
прямолинейном |
участке |
|||
|
|
|
трассы, |
Кп = 1,1-4-1,2. |
|||||
|
В |
|
Меньшие значения коэффициента Кп |
||||||
|
|
|
принимают для больших или тяжелых |
||||||
|
|
|
грузов, большие — для небольших или |
||||||
|
|
|
легких грузов При произвольном рас |
||||||
|
|
|
положении грузов |
в формулу |
(4) под |
||||
|
г) |
|
ставляют |
наиболее |
|
возможное |
значе |
||
Рис. 18. Схемы обозначения |
ние Ьгр. |
крупногабаритных |
|
грузов, |
|||||
ширины |
В конвейера |
Для |
|
||||||
|
|
|
когда по |
производственным |
условиям |
||||
возможны |
консоли груза за габаритами конвейера, принимают — |
||||||||
Ьгр<: 1,3В. При этом |
рекомендуют не слишком узкие ролики, |
||||||||
т. е. В |
300 мм , за |
исключением случаев |
применения роли |
||||||
ковых дорожек, что будет рассмотрено ниже. |
|
|
|
Ширина прямолинейного конвейера с бортами принимается из условий свободного прохождения грузов и невозможности закли нивания их между бортами при вполне вероятных разворотах грузов на полотне конвейера. Вопросы проходимости штучных гру зов в лотках с бортами весьма подробно рассмотрены в технической литературе [3, 4 и 9], и повторять теоретические предпосылки и выводы, ввиду полной аналогии процессов заклинивания грузов в лотках с заклиниванием их на конвейерах с бортами, нет необхо димости.
Зв
Свободное прохождение грузов между бортами конвейера обес цвечивается гарантированным наименьшим зазором (рис. 19):
Аниим = Внайм Ьгр' наиб.
Поле допуска на Ширину конвейера В обычно располагают не
симметрично и «в тело», т. е. принимают номинальную ширину конвейера Вном = Втим, Допускаемые отклонения ДВ в зависи
мости от технологии изготовления конвейера принимают предпо чтительно по 5—7-му классу точности, но не грубее 9-го класса. Отклонение &ншш принимают в за
висимости от условий работы конвейерной линии, а именно: чистоты помещения, чистоты самих йВ*
грузов и гвозможности их загряз нения на других участках произ водства, жесткостной и прочно стной характеристик грузов, до пускаемых отклонений их от номи нальных размеров и т. д.
Для штучных грузов общего назначения, транспортируемых роликовыми и дисковыми кон вейерами, наиболее существенны допустимые отклонения самих гру зов и общие условия работы кон вейера. Допустимое отклонение Дb устанавливают техническими
условиями или стандартами на тару и изделия — грузы. Обычно принимают в зависимости от АЬ следующие значения Анаим:
при нормальных по загрязненности условиях закрытого цеха или склада
Анаим == 4 ДЬ\
при улучшенных по чистоте условиях помещения конвейера (специальные вентиляция, очистка грузов и т. д.)
Анаим = 3 АЬ\
при расположении конвейера на открытом воздухе или в поме щениях с особо благоприятными условиями для загрязнения (литейное и деревообделочное производство, затаривание сыпучих грузов непосредственно на складе и т. д.)
Анайм := &АЬ.
При отсутствии данных о АЬ принимают Анаим по производст
венным и конструктивным соображениям, но во всех случаях
Анаим ^ 0»05Ьгр.
Согласно изложенному и по рис. 19 наибольший зазор груза между бортами конвейера будет
&наиб — к наим4" -f- АВ.
Этот наибольший зазор должен быть таким, чтобы груз не мог заклиниваться между бортами. В свою очередь, условие незаклинивания груза формируется следующим образом: угол в точке кон такта грани груза с бортом конвейера, образованный нормалью к борту и линией, соединяющей противоположные точки контакта груза (так называемая «диагональ заклинивания»), должен быть больше угла трения груза о борт конвейера, т. е. должно быть соблюдено условие
у > р или tg у > / , |
(5) |
где tg р = /.
Схемы расположения «диагоналей заклинивания» и углов у для различных штучных грузов приведены в табл. 3. Диагональ закли нивания здесь обозначена буквой с. Как видно из таблицы, опре
деляющее влияние на величину угла у при прочих равных данных оказывает расположение груза на полотне конвейера. При про дольной укладке грузов, т. е. при /Сгр >■ 1 угол у получается обычно значительно больше угла р, и заклинивания грузов не происходит. И, наоборот, при поперечной укладке, т. е. при Кгр <
<1, диагональ заклинивания с приближается по своим размерам
кширине В между бортами, и угол у может оказаться недостаточ ным. При этом чем меньше Кгр, т. е. чем уже груз при поперечной
укладке, тем больше возможностей заклинивания грузов. Чем меньше Кгр, тем точнее должны быть установлены борта конвейера
и тем меньшие отклонения от номинальных размеров могут быть допущены для грузов.
Учитывая довольно приблизительно габаритные размеры боль шинства штучных грузов общего назначения, не следует приме нять поперечную укладку грузов с Кгр < 0,6.
Как видно из табл. 3, скосы и закругления граней грузов резко снижают их проходимость. Наиболее приемлемая форма груза — это прямоугольный параллелепипед. Грузы, изображенные на эскизах 8 и 9 (табл. 3), при поперечной укладке вообще не могут быть ориентированы бортами, так как длина диагонали заклини вания у них меньше ширины конвейера. Подобные грузы, напри мер разные мешки с сыпучими грузами, могут транспортироваться только при продольной уклёдке (эскиз 10, табл. 3). i
чВесьма существенно влияет на заклинивание характер груза. Грузы жесткие й твердые, легко сохраняющие свою конфигурацию под воздействием внешних сил, имеют большую проходимость по конвейерам с бортами. Наоборот, грузы мягкие (тюки и пакеты ватообразных материалов, грузы в мягкой таре и т. д.) значительно более подвержены заклиниванию между бортами вследствие дефор мации груза и уменьшения диагонали заклинивания. Такие грузы,
38
Груз |
Схема заклини- |
Формулы для определения угла у |
|
(в плане) |
вания груза |
||
|
t |
уь~ + 1*-вг |
(6) |
lg V = |
- --------д --------- |
V ь2+ 12- в 2
t g y =
V ь2+,2- в 2
tg У =
,gv= ^(ft-r). + (/-r ).-(B -r ).
|
D — Г |
_ |
jA),25b2 + (/ - 0 , 5 b ) 2 — ( B - 0 , 5 b ) 2 |
tgv ~ |
В - 0 , 5 b |
(7)
( 8)
( 10)
t g v = У ( / - 2г)* + ( Ь - 2г ) * - ( В - 2гТ* (11)
Груз по размеру bбортами не ориентируются
tg Y = |
V ( l - Ь ) 2 - ( В - l ) 2 |
( 1 2 ) |
|
В — 0,5b |
|||
|
|
особенно крупногабаритные, рекомендуется транспортировать на конвейерах без бортов.
При определении угла у по формулам, приведенным в табл. 3, размер В между бортами берется наибольший, а размеры 1гр и b — наименьшими с учетом допустимых отклонений.
Наибольший коэффициент трения груза о борт конвейера в состоянии'покоя принимается по справочным таблицам [101, и при этих условиях должно быть соблюдено неравенство (5) с запасом на 25—30%
С целью уменьшения вероятности заклинивания груза между бортами для их изготовления применяют материал с наименьшим коэффициентом трения. В последнее время получают распростра нение борта из антифрикционных пластмасс, а также борта с роли
ковыми и дисковыми дорожками. В этом случае, |
в неравенство (5) |
|||||
|
вместо |
коэффициента трения скольже |
||||
|
ния вводится приведенный коэффициент |
|||||
|
трения |
т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
tg Y |
> / ' ; |
(13) |
|
|
|
|
Г = *Л + 2Л_> |
(14) |
||
|
где |
dn — диаметр |
шейки подшипника |
|||
|
|
|
диска; |
|
|
|
|
|
f Q— коэффициент |
трения |
покоя |
||
Рис.$20. Схема защемления |
|
подшипника (скольжения или |
||||
прямоугольного груза между |
|
качения); |
|
|
|
|
роликовыми |
или дисковыми |
К — коэффициент трения качения |
||||
бортовыми |
направляющими |
|
груза по диску борта; |
|
||
|
|
|
|
йд — диаметр диска.
Проверки на заклинивание грузов только по этим формулам для роликовых и дисковых направляющих недостаточно. При опре деленных геометрических соотношениях размеров груза и ролико вых или дисковых направляющих может произойти непосредствен ное защемление груза между направляющими бортами, как это показано на рис. 20. В противоположность заклиниванию грузов от трения о направляющие борта в данном случае для защемления наиболее опасны твердые грузы с прямыми углами. Грузы со ско сами и округлениями граней менее опасны для защемления.
Наименьшая ширина конвейера В 0, при которой возможен
граничный случай защемления груза (реакции от граней груза проходят через центр окружности ролика или диска), определяется геометрически по рис. 20:
В0“Н dg — (1гр-ф- d$) sin у Ъгрcos Y>
после преобразований
(15)
В, 4 (V I - < lo )~ ~ d 0 + b