книги / Транспортные машины и комплексы

где с — коэффициент, учитывающий сопротивление на концевых

W M — динамическое сопротивление при пуске, Н.

В отличие от ленточно-канатного конвейера соотношения между силами сопротивления и силами трения на груженой и порожней ветвях в таком конвейере различны.

Так, для груженой ветви (см. рис. 59) сила трения цепи о ленту

Статическое сопротивление движению груженой ветви ленты, которое должно преодолеваться силой трения ленты о цепь (рас­ сматриваем случай подъема груза), можно определить аналогично расчету сопротивления движению тягового органа ленточного конвейера [см. формулу (20)], но с учетом того, что на боковые ролики передается только часть веса ленты и груза, а именно:

W r= l(q + q0) (1 — i) + q'9\Lgvf cos P + (q + q0) gL sin P, H, (148)

то же, для порожней ветви

где w' — коэффициент сопротивления движению, принятый оди­ наковым для порожней и грузовой ветвей.

Динамическая составляющая сопротивления движению ленты при пуске конвейера

^ д = (? + 2?о + 9р+ 9р) La, Н,

где а *=&0,2 — ускорение при пуске, м/с2.

Таким образом, зная величины W r, W n и W A, можно вычис­ лить W о и, как это было сделано при рассмотрении ленточно-

вается совместная работа ленты и цепи при наиболее трудном случае — пуске конвейера).

Потребная мощность двигателя

Если .Уд,» превышает мощность единичного привода, допу­ скаемую по прочности цепи, то устанавливают промежуточные* приводы. Производительность ленточно-цепных конвейеров опре­ деляют по той же формуле, что и ленточных [см. формулу (104)]* Недостатком обычной бельтинговой ленты как несущего органа является необходимость в прямолинейной установке конвейера. Для криволинейных выработок разработаны конвейеры со склад­ чатой лептой (рис. 60, а), допускающие движение несущего по­

лотна по кривым малого радиуса.

Лента состоит из отдельных отрезков и для большей жесткости и упругости армирована в местах складок стальными пластинами (рис. 60. в), которые прикрепляют к кареткам. В качестве тяго­ вого органа используется круглозвенная цепь. Величина складок на ленте определяется из условия беспрепятственного прохожде­ ния лентой концевых станций, где лента выпрямляется за счет* упругих деформаций складок. Конвейеры этого типа, как и все остальные ленточно-цепные конвейеры с жестким креплением цепей, могут быть изготовлены с концевыми и промежуточными приводами любого из типов, рассмотренных в главе IV.

Глава VII

КОВШОВЫЕ ЭЛЕВАТОРЫ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Элеваторы предназначены для транспортирования насыпных грузов в вертикальном или в близком к вертикальному направле­ нии (65—75°).

Основными частями элеватора являются цепь или лента с за­ крепленными на ней ковшами, приводная головка, загрузочный башмак, натяжное устройство, рама и кожух.

Материал загружается в приемный лоток башмака и частично поступает непосредственно в ковши, а частично просыпается внутрь башмака, откуда зачерпывается ковшами. Загруженные ковши поднимаются вверх и при огибании верхнего барабана разгружаются.

Элеваторы различают:

по роду тягового органа — ленточные, цепные (одно- и двухцепные);

по характеру установки — вертикальные, наклонные;

по скорости движения ковшей — тихоходные (v <j 1 м/с) (с гра­ витационной разгрузкой), быстроходные (и > 1 м/с) (с центробеж­ ной разгрузкой).

По сравнению с другими транспортными устройствами, напри­ мер наклонными конвейерами, элеваторы занимают меньше места в плане, что позволяет компактно расположить сооружения и аг­ регаты, но менее универсальны, чем конвейеры, и не могут быть использованы для транспортирования крупнокусковых материа­ лов.

В быстроходных элеваторах на процесс разгрузки оказывает значительное влияние центробежная сила инерции. Материал из ковшей вылетает по кривой (рис. 61, а) и попа­ дает в лоток, расположен­ ный на некотором расстоя­

ную один к другому, чтобы предыдущий ковш являлся направляющим лотком для после­ дующего (см. рис. 61, в).

Быстроходные элеваторы легче и дешевле тихоходных, но они пригодны только для перемещения мелкокусковых материалов, так как при зачерпывании кусковатых грузов возникают толчки и удары, что сокращает срок службы ковшей и тягового органа и является причиной неполадок в работе.

§ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Производительность элеваторов определяется по формуле (6). Основными параметрами ковша являются его тип, емкость,

ширина В, вылет А и высота h (рис. 62).

В соответствии с ГОСТ 2036—66 у ленточных элеваторов глу­ бокие ковши с цилиндрическим днищем имеют емкость 0,75— 14,5 л; мелкие — 0,65—15 л, а остроугольные ковши цепных эле­ ваторов — 16—130 л.

Глубокие ковши с цилиндрическим днищем применяют для хорошо высыпающихся материалов (сухой мелкий уголь), мел­ кие — для слеживающихся материалов (влажный уголь). Глубо­

кие и мелкие ковши применяют в элеваторах с прерывным распо­ ложением ковшей. Шаг ковшей ленточных элеваторов по стандар­ ту 300, 400, 500 и 600 мм.

Остроугольные ковши с бортовыми направляющими приме­ няют в элеваторах с непрерывным расположением ковшей и пред­ назначают для транспортирования кусковых грузов крупностью до 125—150 мм в зависимости от процентного содержания круп­ ных кусков в общей массе транспортируемого материала.

Тяговым органом ковшовых элеваторов служит прорезиненная лента или пластинчатые втулочные цепи — одна или две. Для тя-

L_______=

вляющими

желых условий (тихоходные элеваторы) применяют цепи, для легких (быстроходные элеваторы) — ленту или цепи.

Привод элеваторов состоит из электродвигателя, редуктора, вала с ведущими звездочками или барабаном и стопорного устрой­ ства, предотвращающего обратное движение тягового органа при выключенном двигателе.

Сопротивление движению, натяжение тягового органа и мощ­ ность двигателя в детальных расчетах определяют методом обхода контура по точкам. В ориентировочных расчетах пользуются при­ ближенными формулами. Например, для вертикальных элевато­ ров наибольшее статическое натяжение 5тах набегающей ветви тягового органа можно приближенно определить по уравнению

5 max= l,1 5 ff(g + fe 1g0)g, Н, ~ (150)

где, кроме ранее встречавшихся обозначений, Н — высота подъема груза, м;

кх — коэффициент, учитывающий сопротивление зачерпыванию материала и потери на звездочках или на барабанах;

ванию.

В этой формуле первым слагаемым учитывается расход энер­ гии на подъем груза с учетом коэффициента запаса 1,15; вто­ рым — вредные сопротивления движению тягового органа (сопро­ тивление зачерпыванию и сопротивления на концевых барабанах пли звездочках).

Значения коэффициентов ки к2 и к3 приведены в табл. 20.

*Дли глубоких и мелких ковшей.

**Для ковшей с бортовыми направляющими.

Глава VIII

ВИБРАЦИОННЫЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Вибрационная транспортирующая машина (ВТМ) состоит из колебательной системы, включающей в себя некоторое число масс, упругих связей и привода.

Общим признаком ВТМ, позволяющим отнести их к одному разряду машин, является колебательный характер движения

Величина /?, входящая в уравнение (153), представляет собой собственную частоту колебаний динамической системы и является своего рода характеристикой ее индивидуальных свойств. Если колебательную систему вывести из состояния равновесия, то она начнет совершать колебательные движения, и частота этих коле­ баний будет равна/?. Величина собственной частоты колебательной системы определяется ее массой и жесткостью упругих связей р =

= j / i . При этом, чем больше жесткость упругих связей и чем мень­

ше колеблющаяся масса, тем выше частота собственных колебаний. Привод может сообщать динамической системе колебательное движение с частотой, отличающейся от ее собственной частоты. При этом, если вынужденная частота (т. е. частота, создаваемая приводом) ниже собственной частоты системы (такой режим ра­ боты машины называется дорезонансным), приводу помимо сил сопротивления приходится преодолевать восстанавливающие силы упругих связей. В том случае, когда вынужденная частота выше собственной (этот режим называется зарезонансным), привод прео­ долевает силы сопротивления и силы инерции колеблющихся масс. Только при равенстве частот вынужденных и собственных колеба­ ний в резонансном режиме восстанавливающие силы и силы инер­ ции уравновешиваются и привод преодолевает лишь действующие

сопротивления.

Перемещение груза по грузонесущему органу осуществляется за счет использования сил инерции и сил трения о транспортиру­ ющую поверхность. Направленное перемещение грузов при воз­ вратно-поступательных колебательных движениях грузонесущего органа обеспечивается асимметрией сил инерции или сил трения. Асимметрия сил сухого трения достигается изменением нормаль­ ной реакции груза на грузонесущий орган при движении его в пря­ мом и обратном направлениях, асимметрия же инерционных воз­ действий — сообщением грузонесущему органу движения в проти­ воположные стороны с различными ускорениями.

Вибрационные конвейеры работают в режиме с подбрасыванием перемещаемого груза. При принятых на практике амплитудах ко­ лебаний такой режим работы достигается при большом числе коле­ баний, поэтому для вибрационных конвейеров типична быстро­ ходность.

Кроме большой частоты и малой амплитуды колебаний, для ВТМ характерной чертой являются динамические системы с непол­ ными кинематическими связями. Вследствие этого характер дви­ жения рабочего органа (амплитуда и форма траектории) опреде­ ляется величиной возмущающей силы, характеристиками упругих элементов, а также массами и скоростями движущихся частей.

Основными узлами виброконвейера являются грузонесущий орган, упругая система, рама, вибраторы и привод.

В вибрационных конвейерах имеется принципиальная возмож­ ность полностью или в значительной степени уравновесить воз-

пикающие в движущихся частях силы инерции и работать на боль­ ших скоростях.

Достоинством вибрационных конвейеров является малый рас­ ход энергии.

При движении насыпного груза на грузонесущий орган вибра­ ционного конвейера, помимо веса, силы трения о желоб и силы инерции, действуют силы взаимного трения частиц, переменное давление воздуха, силы соударения частиц и др. Так, например, при подбрасывании слоя сыпучего материала между ним и дни­ щем желоба образуется разрежение, в связи с чем появляется избыточное давление на поверхности слоя материала. Периодиче­ ское возникновение разности давления с частотой, пропорциональ­ ной частоте колебаний желоба, обусловливает проникновение воз­ духа в материал. В результате на частицы груза действует пульси­ рующий аэродинамический напор, который частично взвешивает их и частицы движутся по более сложному закону, чем тело, бро­ шенное в безвоздушном пространстве. Это придает материалу текучесть, ослабляет контакт трения материала с желобом и спо­ собствует уменьшению его износа.

Влияние давления воздуха зависит от газопроницаемости слоя и тем существенней, чем мельче материал. Однако ослабление кон­ такта трения материала и желоба целесообразно лишь в некото­ рых пределах, пока оно не сказывается на ускорении материала, необходимом для интенсивного перемещения по желобу.

§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ПАРАМЕТРЫ ВИБРАЦИОННЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Вибрационные конвейеры разделяют:

по типу привода — инерционные, эксцентриковые, электро­ магнитные, гидравлические и пневматические;

по режиму работы — резонансные и зарезонансные; по устройству динамической системы — неуравновешенные,

уравновешенные и виброизолированные; по числу колеблющихся масс — одномассовые и многомас­

совые; по углу наклона — горизонтальные (наклонные) и вертикаль­

ные; по числу приводов — одпоприводные и многоприводные;

по устройству грузонесущего органа — с открытыми желобами, с закрытыми желобами или трубами.

Вибрационные конвейеры одновременно с транспортированием груза часто используют для выполнения технологических опера­ ций, таких, как разделение по крупности, обеспыливание, обез­ воживание, сушка.

Производительность вибрационных конвейеров составляет 50— 100 м3/ч, в наиболее мощных моделях достигает 300 м?/ч.

Вибрационные конвейеры с гидравлическим приводом выпол­ няются на производительность от 30 до 200 м3/ч при длине 30—

50м.

Внекоторых виброконвейерах производительность достигает

Углы подъема вибрационных конвейеров не должны превы­ шать 10°, так как с увеличением угла подъема снижается произво­ дительность. Наклон виброконвейера в пределах 5—15° способ­ ствует увеличению производительности установки.

Виброконвейеры должны устанавливаться строго прямоли­ нейно. При криволинейной трассе в плане устанавливают не­ сколько впброконвейеров под углом один к другому.

Достоинствами виброконвейеров являются: незначительное измельчение перемещаемого груза в процессе транспортирования, малый износ грузонесущего органа, простота конструкции транс­ портных установок, почти полное отсутствие трущихся и быстроизнапшвающихся деталей, легкость обслуживания и ухода, не­ высокая энергоемкость, безопасность эксплуатации.

К недостаткам вибрационных конвейеров следует отнести за­ труднения при транспортировании липких материалов.

Областью целесообразного применения вибрационных конвейе­ ров является транспорт на обогатительных фабриках и в поверх­ ностных комплексах, в подземных условиях — вибровыпуск руды. Ведутся работы по созданию вибрационных конвейеров для до­

§ 3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ВИБРАЦИОННЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Протяженные виброконвейеры выполняются обычно с эксцен­ триковым, инерционным и гидравлическим приводами; электро­ магнитные вибраторы используются преимущественно в вибропи­ тателях.

Наибольшее распространение получили эксцентриковые и гид­ равлические виброконвейеры уравновешенного типа, так как они не требуют специальных фундаментов для установки.

Вибрационный конвейер в наиболее простом исполнении (рис. 64, а) состоит из грузонесущего органа 2, который опирается на рессоры 2 и получает колебания от инерционного вибратора]#. По характеру динамической уравновешенности конвейеры этого типа относятся к одномассовым динамически неуравновешенным. Более совершенным в отношении уравновешивания являются двух­ массовые конвейеры (рис. 64, б). Центр инерции системы, на обе массы которой передаются равные по величине, по противополож­ ные по направлению возмущающие силы, остается в покое. По­ этому, если система имеет опоры на стойки в центре инерции, то устраняется передача динамических нагрузок на опоры. В ка­