15.2. Нормативные материалы для расчета качающихся конвейеров

Грузонесущими элементами являются стандартные трубы и желоба, которые делаются сварными (обычно прямоугольного сечения) из листовой стали толщиной 3...5 мм (или из профильного проката). Для абразивных грузов применяется износостойкая сталь.

Рис. 15.4. Трубчатый желоб:

а — с закрытыми краями (концами); б — с одним закрытым концом

Желоба при большой длине конвейера состоят из секций длиной 4...6 м на фланцевых болтовых соединениях. Для пылевидных грузов применяют закрытые желоба прямоугольного сечения или трубы. Ширина желоба или диаметр трубы определяется в зависимости от производительности конвейера. В типовых конструкциях подвесных виброконвейеров применяют трубы диаметром 160, 200, 320 и 400 мм. Длина подвесных виброконвейеров—до 4 м, однотрубных конвейеров опорной конструкции — до 30...35 м, двухтрубных — до 50 м. Ширина желоба инерционных конвейеров обычно 200...1200 мм.

Загрузочные и разгрузочные отверстия конвейера имеют размеры: для труб — не менее l,5d, для желобов с прямоугольным сечением— не менее 1,5В (d — диаметр трубы; В — ширина желоба). Размеры вибрационных подвесных конвейеров и питателей должны выбираться из следующих рядов: с трубчатым желобом (рис. 15.4) —по ИСО 1815—75: номинальный диаметр трубы d: 100 125 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800 мм; высота загрузки и выгрузки h при диаметрах труб 100...315 мм и 400...800 мм должна быть равна соответственно 50 и 100 мм; длина желоба l — 400, 750 1000 1250, 1500, 1750, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 мм; с прямоугольным или трапецеидальным желобом (рис. 15.5) — по ИСО 1049—75: ширина желоба В — 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250 1600 мм; высота желоба h — 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400 мм; длина желоба l — 500, 750, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000 мм.

Поперечные сечения желобов вибрационных конвейеров опорной конструкции также желательно выбирать из приведенных выше рядов.

Рис. 15.5. Формы желобов вибрационных конвейеров

В качестве упругих элементов (связей) применяются плоские единичные рессоры и пакеты из них, витые цилиндрические и плоские пружины, а также резнометаллические блоки. Материал рессор и пружин — сталь 55С2, 60С2, 60С2Н2А с допускаемым напряжением изгиба [_и] = 100...110 МПа. Толщина рессорной стали  = 2...6 мм.

После предварительной конструктивной проработки определяется количество рессор в конвейере и их размеры. При известной жесткости одной рессоры требуемая ее толщина (м)

  kl ,

(15.1)

где k — коэффициент увеличения рабочей длины рессоры: k = 1,05; l — длина рабочей (свободной) части рессоры, м; b — ширина рессоры, м; Е — модуль упругости рессорной стали, МПа: Е = 2,15  10⁵ МПа.

Напряжение изгиба рессоры (Па) у ее заделки проверяется по условию

 =  [и],

(15.2)

где а — амплитуда колебаний, м; k₃ — коэффициент, учитывающий жесткость заделки: k₃ = 0,96 при креплении рессор с металлическими прокладками между ними, k₃ = 0,68 — с резиновыми прокладками.

Скорость движения груза в инерционных конвейерах достигает 0,2 м/с, в вибрационных — до 0,25...0,3 м/с, в отдельных случаях — до 0, 5 м/с.

Для возбуждения колебаний грузонесущего элемента чаще всего используются электромеханические (центробежные и эксцентриковые) и электромагнитные приводы.

Центробежные приводы подразделяются на дебалансные с маятниковым (упругошарнирным) креплением (рис. 15.6, а) и самобалансные направленного действия с двумя разделенными дебалансными мотор-вибраторами.

Рис. 15.6. Схема электромеханических приводов вибрационных конвейеров:

а — центробежный с дебалансным маятниковым креплением; б — эксцентриковый с жестким шатуном; в — эксцентриковый с упругим шатуном

Дебалансный центробежный привод (рис. 15.6, а) состоит из электродвигателя 1, на валу 2 которого закреплены неуравновешенные (дебалансные) грузы 3. Двигатель установлен па опорной плите 4 с упругими шарнирами 5, через которые конвейеру передается только продольная составляющая центробежной силы F_y, при этом поперечная составляющая F_x воспринимается упругим шарниром. Центробежная сила (Н) при вращении грузов

F = m0r0 ,

где m₀ — масса неуравновешенного груза, кг; r₀ — эксцентриситет неуравновешенного груза, м; ₀ — угловая скорость вращения груза, рад/с.

Центробежные приводы применяют для подвесных и опорных конвейеров и питателей.

Эксцентриковые (кривошипно-шатунные) приводы бывают с жестким (рис. 15.6, б) и упругим (рис. 15.6, в) шатунами. Упругий (полужесткий) шатун (обычно их бывает два) имеет упругий элемент (цилиндрическую пружину или резинометаллические пакеты) с определенной жесткостью. Во время пуска конвейера шатун работает как упругий, а при установившемся движении — как жесткий. Такие приводы применяют на уравновешенных двухтрубных конвейерах, иногда — на однотрубных. Максимальное усилие (Н) в шатунах при установившемся движении конвейера определяется из уравнения движения для одного грузонесущего элемента

Fш = rС ,

(15.3)

где r — радиус эксцентрика, м; С — суммарная жесткость упругой системы одного грузонесущего элемента, включая и резинометаллические втулки, Н/м: С = m² или С = С₁ + С₂ + С₃, С₁ — жесткость рессор: С₁ = z_р, Н/м; z_р — число рессор; С₂ — приведенная жесткость больших резинометаллических шарниров: С₂ = z (С₂ —приведенная жесткость одного шарнира:  4  10⁴ Н/м; z — число больших резинометаллических шарниров); С₃ — приведенная жесткость малых резинометаллических шарниров: С₃ = z₁ ( — приведенная жесткость одного малого резинометаллического шарнира:  10⁴ Н/м; z₁ — число малых резинометаллических шарниров); ₀ = общий коэффициент сопротивлений от внутреннего трения в упругих элементах, трения в подшипниках привода и перемещению груза (для стальных упругих связей ₀  0,1, для резиновых — ₀  0,25...0,3);  — круговая частота возмущающей силы, рад/с; ₀ — частота собственных колебаний системы, рад/с; ₀ = (при резонансном режиме ₀ = ); т — общая масса колеблющихся частей одного грузонесущего элемента конвейера (включая массу транспортируемого груза), кг: т = т_т + т_п + т_г, т_т — масса одной трубы или желоба с прикрепленными узлами, кг; т_п — масса привода, связанного с желобом (трубой), кг; т_г — масса груза, находящегося в трубе (желобе), с учетом коэффициента заполнения, кг;  — коэффициент, учитывающий, какая часть груза колеблется вместе с желобом (трубой), определяется он на основе экспериментальных данных по рис. 15.7 в зависимости от коэффициента Г (см. ниже).

Электромагнитные приводы выполняются в виде однотактных и двухтактных вибраторов с частотой колебаний 50 Гц.

Мощность однотактного вибратора до 1 кВт. Применяются они для конвейеров и питателей легкого и среднего типов производительностью до 40 м³/ч.

Рис. 15.7. График  = f (Г) [к формуле (15.3)]

Табл. 15.1. Технические характеристики мотор-вибраторов

Параметры	Тип вибратора
	С-357	С-433А	С-412А	С-413	С-414	С-482	С-483	С-484	С-485	С-788
	дебалансный					маятниковый				самобалансный
Число эксцентриков	2	2	4	2	3	2	2	4	4	8
Возмущаю-	4	6,3; 4	6,3;4	4	5,65	4; 2,5	6,3; 4	0...	0...20	0...40
щая сила, кН			2,5					12,5
Параметры	Тип вибратора
	С-357	С-433А	С-412А	С-413	С-414	С-482	С-483	С-484	С-485	С-788
	дебалансный					маятниковый				самобалансный
Число колебаний в ми нуту	2800	2800	2800	2800	2800	2800	2800	2800	2800	2800
Мощность электродвигателя, кВт	0,4	0,6	0,6	0,4	0,7	0,4	0,6	0,9	1,2	1,22
Масса, кг	17	23	20,5	41	44	35	37	97	100	140

Табл. 15.2. Технические характеристики электромагнитных вибраторов

Тип	Габаритные размеры, мм	Мощность	Двойная амплитуда вибрации, мм	Масса, кр
367-Рм	1095710405	0,5 кВт	1,4	510
411-Рм	1400840476	1 кВт	1,5	940
372-Рм	1723960570	2 кВт	1,6	1710
388-Рм	21801250865	8 кВт	2,2	4330
ГВК1-08	14951150780	4 кВт	1,8	3020
ЭП76А	1840920655	2 кВт	1,6	1350
СЭП-4	21101170773	4 кВт	1,8	2845
С-917	190160110	110 ВА	1	4,5
С-918	270144260	330 ВА	1,6	17
С-919	290175265	440 ВА	1,6	27
С-920	550290395	2200 ВА	1,6	100
С-921	720360470	6600 ВА	2	200

Мощность двухтактных электромагнитных вибраторов — 0,5...8 кВт. Они применяются для двухмассных подвесных питателей и конвейеров с производительностью 50...650 т/ч.

Электромагнитный привод применяется в конвейерах малой длины (до 2,5...6 м).

В табл. 15.1 и 15.2 приведены характеристики вибраторов, выпускаемых отечественной промышленностью.