Мусияченко Е.В. Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта

Подождите немного. Документ загружается.

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

181

без тягового органа и перемещают по горизонтали или под небольшим углом

наклона штучные грузы (слитки, плиты, профильный прокат, контейнеры,

ящики и т. д.), которые могут перекатываться по роликам и имеют плоскую

опорную поверхность. Грузы катятся по стационарным роликам, оси которых

укреплены на жесткой раме [6

, 7, 8, 11, 12].

Роликовые конвейеры выполняют приводными и неприводными, ста-

ционарными и переносными или передвижными. Ролики приводных конвей-

еров приводятся во вращение двигателем и сообщают движение лежащим на

них грузам; в неприводных конвейерах грузы перемещаются под действием

движущей силы и приводят во вращение ролики.

Ролики приводных и неприводных конвейеров выполняют цилиндри-

ческими и дисковыми. Ролики обычно имеют цилиндрическую форму и кон-

структивное исполнение как у роликоопор ленточных конвейеров. Ролики

изготавливаются из стальной трубы, а при легких и средних условиях работы

используют ролики, выполненные из синтетических полимерных материа-

лов,

так как они имеют меньшую массу, более долговечны, эластичны и бес-

шумны при работе.

Цилиндрические и дисковые конвейерные ролики вращаются на шари-

коодшипниках на неподвижных осях.

Длина цилиндрических роликов принимается из нормального ряда 160,

200, 250, 320, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200 мм. Шаг роликов принимается из

нормального ряда 50, 60, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм.

Дисковые ролики имеют разнообразные конструкции (с наружными

или внутренними кольцами из пластмассы, с однорядн

ым или двухрядным

подшипником и др.), основным их преимуществом является то, что при гру-

зах небольших размеров оси дисковых роликов, расположенных в шахмат-

ном порядке, могут устанавливаться ближе друг к другу, обеспечивая спо-

койный ход грузов.

Роликовые конвейеры состоят из модульных секций длиной 2–3 м,

смонтированных из групп

ы роликов, установленных в опоры и закрепленных

на раме. Для регулирования угла наклона конвейера стойки рамы выполняют

выдвижными.

Роликовые конвейеры отличаются простотой конструкции, возможно-

стью создания трассы практически любой конфигурации и длины с много-

численными разветвлениями и пересечениями. Они входят в состав сложных

транспортно-технологических систем и комплексов, используются в сочета-

нии с другими подъемно-транспортными и транспортирующими машинами

и технологическим оборудов

анием.

Неприводные роликовые конвейеры. Эти конвейеры выполняют

стационарными, переносными и

передвижными устанавливают с наклоном

в сторону движения, и грузы перемещаются под действием собственной силы

тяжести. Расстояние между осями роликов выбирают таким, чтобы груз все-

гда лежал не менее чем на двух роликах, т. е. не больше 1/3 длины груза.

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

182

Основными параметрами неприводных роликовых конвейеров (роль-

гангов) общего назначения являются: длина ролика – 160–1200 мм и диаметр

ролика – 40–155 мм. Шаг роликов составляет 50–630 мм, радиусы поворотных

секций – 400–4000 мм. Неприводные роликовые конвейеры (рис. 6.12

) про-

сты в эксплуатации, экономичны и отличаются удобством укладки и съема

грузов; ширина ходовой части 160, 250, 400 и 650 мм; диаметры дисков 40

и 60 мм; шаг установки 40, 80 и 160 мм [6

, 11, 12].

Неприводные роликовые конвейеры имеют пересечения и разветвле-

ния трассы подобно стрелке рельсовых путей. На криволинейных участках

(повороты трассы) устанавливают по два раздельных цилиндрических или

конических ролика. На неприводных роликовых конвейерах кроме цилинд-

рических используют дисковые ролики, самоустанавливающиеся по ходу гру-

зов, и шаровые опоры, обеспечивающие движение грузов в любую сторону.

Рис. 6.12. Неприводные роликовые конвейеры: а – стационарный однорядный;

б – стационарный раздельный сдвоенный; в – сдвоенный с наклонными роликами для

цилиндрических грузов; г – с наклонными роликами (дисками) для труб; д – передвижной;

е – передвижной раздвигающийся

К недостаткам рольгангов относятся: невысокая производительность,

нестабильность скорости движения, возможность остановки и самопроиз-

вольного сбрасывания грузов, необходимость восстановления потерянной на

наклонной трассе высоты.

Неприводные роликовые конвейеры имеют прямолинейные, криволи-

нейные секции в одно- и двухрядном исполнениях, а на местах пересечения

трасс – вращающиеся роликовые и невращающиеся шариковые поворотные

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

183

столы. Криволинейные участки характеризуются повышенным сопротивле-

нием движению, что приводит к увеличению их угла наклона.

Использование элементов роликовых конвейеров в различных комби-

нациях позволяет объединить в единую транспортную систему неодинаковые

по ритму участки технологической линии. Эти элементы имеют автоматиче-

ское управление и обеспечивают регулирование очередности поступления

грузов на основной конвейер.

При свободном движении груза под уклон возможен его разгон до

большой скорости; для ограничения или регулирования скорости на ролико-

вом насти

ле устанавливают тормозные устройства разнообразных конструк-

ций. На сходящихся под острым углом конвейерах для предотвращения

столкновения грузов устанавливают блокирующие устройства.

При выборе шага роликов необходимо учитывать, что чем меньше шаг,

тем спокойнее ход груза, меньше ср

еднее давление его на ролик, выше ме-

таллоемкость и стоимость конвейера, больше сопротивление движению

и угол наклона настила.

Принимают длину ролика ℓ

< (0,45–0,2) ℓ

гр

, где ℓ

гр

– длина опорной по-

верхности груза; обычно ℓ

= 1/3 ℓ

гр

. Для коротких высоких грузов

или грузов со смещенным по длине центром масс выполняют проверку на ус-

тойчивость.

Расчет неприводных роликовых конвейеров. Из-за неопределенно-

сти распределения веса G

гр

груза на ролики ограничиваются определением

средней нагрузки N на ролик в целом [6

, 7].

При 2ℓ

< ℓ

гр

< 3ℓ

Р = 0,5 G

гр

;

при 3ℓ

< ℓ

гр

< 4ℓ

Р = 0,33 G

гр

;

при 4ℓ

< ℓ

гр

< 5ℓ

Р = 0,25 G

гр

Работа груза в период вращения ролика с ускорением складывается из

работы трения и кинетической энергии ролика

А = K Р v

/ 2g, (6.21)

где K = 0,8

–

0,9 – коэффициент, учитывающий распределение вращающейся

части ролика.

Полная сила сопротивления движению груза

W = W

+ W

. (6.22)

Сопротивление качению груза по роликам

= G 2k / D, (6.23)

где k – коэффициент трения качения груза по роликам; D – диаметр ролика.

Сопротивление трению в цапфах ролика

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

184

= [(G + Pz´) μ d] / D, (6.24)

где z´ – количество роликов, на которых лежит груз; μ – коэффициент трения

в шейке ролика; d – диаметр шейки ролика.

Для одного ролика работа равна 2А, для всех роликов на конвейере 2Аz,

тогда сопротивление скольжению груза по роликам

= 2Аz / L = k P z υ

/ g L, (6.25)

где L – длина конвейера (путь перемещения груза).

Коэффициент сопротивления движению груза ω´ и равный ему тангенс

угла β наклона конвейера

ω´ = tgβ = W / G. (6.26)

С уменьшением массы грузов необходимо увеличивать угол наклона

конвейера. Угол наклона роликового конвейера зависит от силы тяжести

вращающихся частей роликов и массы перемещаемого груза, от коэффици-

ента тр

ения качения, который изменяется в зависимости от состояния опор-

ной поверхности груза, диаметра роликов и типа подшипников (на криволи-

нейных участках трассы наклон увеличивается на 0,5–1 %).

Ось и обечайку ролика проверяют на прочность и жесткость.

Более подробно расчет неприводных роликовых конвейеров представ-

лен в [7

, 11].

Приводные роликовые конвейеры, типы и общее устройство. При-

водные роликовые конвейеры получили широкое применение в металлурги-

ческой и деревообрабатывающей промышленности, в прокатных цехах, на

заводах, производящих резку и раскрой листового и профильного металла,

а также на складах готовой продукции. Такие конвейеры на отдельных

участках прокатного производства являются единственно возможным транс-

портным средством [6

, 11, 12].

В приводных роликовых конвейерах вращение на все рабочие ролики

осуществляется от двигателя, поэтому классификация таких конвейеров про-

изводится по способу передачи на ролики движущей силы. Приводные роли-

ковые конвейеры выполняют с групповым и индивидуальным приводом. По

назначению их классифицируют на транспортные с групповым приводом

и на рабочие реверсивные с индивидуальным приводом для ка

ждого ролика.

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

185

Рис. 6.13. Схема привода роликового конвейера

с продольным валом и коническими зубчатыми передачами

Рис. 6.14. Схема группового привода роликового конвейера,

осуществляемого с помощью приводных цепей от ролика к ролику

При групповом приводе движение роликам передается продольным

трансмиссионным валом (рис. 6.13

), приводными цепями (рис. 6.14), клино-

выми ремнями или лентой.

Конвейеры такой конструкции применяют для тяжелых условий работы,

их выполняют реверсивными и используют в металлургическом производст-

ве для подачи металла к прокатным станам, плавильным и охлаждающим

камерам.

Тихоходный групповой привод устанавливают на конвейерах общего

назначения для транспортирования легких, средних и реже тяжелых грузов.

Расчет приводных роликовых конвейеров. Расчет приводных транс-

портных роликовых конвейеров приведен в [7

, 11].

Необходимая мощность двигателя, кВт:

г 1

360 360 1000 η

QL zP v







 





, (6.27)

где Q – расчетная производительность, т/ч; H – высота подъема, м; L

– длина

горизонтальной проекции, м; ω´ – коэффициент сопротивления движению

грузов; ω´

– коэффициент сопротивления вращению роликов; Р – расчетная

нагрузка на ролик, кг; η = 0,8–0,85 – КПД механизма.

Для горизонтального конвейера Н = 0, L

= L , тогда мощность группо-

вого привода приводного роликового конвейера

360 1000 η

zР v













. (6.28)

С увеличением производительности конвейера и количества роликов

мощность двигателя возрастает.

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

186

Интервал времени, с, между прохождением грузов при равномерном

поступлении их на конвейер при количестве грузов z в час:

3600



. (6.29)

Продолжительность движения грузов по конвейеру



. (6.30)

Количество грузов, одновременно находящихся на конвейере:

3600

TzL



. (6.31)

Наибольший крутящий момент

max 1

Т P















, (6.32)

где K > 1 – коэффициент неравномерности распределения груза на роликах;

ω´ – коэффициент сопротивления движению груза; i – количество роликов,

на которых лежит груз; ω´

– коэффициент сопротивления движению ролика;

D – диаметр ролика.

Если груз удерживается стопором, а ролики продолжают вращаться, то

крутящий момент, Нм,

KGf KG

Т P























(6.33)

где f – коэффициент трения груза о поверхность ролика.

Для рабочих (маневровых) конвейеров у прокатных станов для подачи

и отвода металла характерны частые и быстрые изменения направления

движения, поэтому при расчете учитывают силы, действующие в периоды

ускоренного движения в следующих случаях:

1. Груз катится по роликам без скольжения.

Сила трения груза массой m:

m g f

≥ m j

или j

≤ g f

где f

– коэффициент трения покоя груза относительно поверхности роликов;

– ускорение груза.

ЛЕКЦИЯ 6. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

3. Роликовые конвейеры



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

187

2. Груз катится и одновременно скользит по роликам, но между грузом

и роликами действует сила трения Gf.

Сила трения груза о ролики меньше силы инерции груза

j = g f,

где f – коэффициент трения скольжения груза о поверхность роликов.

Момент в период ускорения на валу двигателя, Нм,





дв ст дин дв дв

ε ,

ТТТ J С 



(6.34)

где Т

ст

– статический момент на валу роликов в период ускорения; Т

дин

–

динамический момент на валу роликов; к

– передаточное отношение между

валом двигателя и валом роликов; η – КПД передаточного механизма; J

дв

–

момент инерции двигателя; ε

дв

– угловое ускорение вала двигателя; С = 1,1–

1,2 – коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся масс пере-

даточного механизма.

Пусковой момент двигателя в 1,8–2 раза больше номинального при

установившемся движении.

1. Основные типы роликовых конвейеров, способы перемещения гру-

зов на неприводных и приводных роликовых конвейерах.

Конструкция, принцип действия и основные элементы неприводных

роликовых конвейеров.

Конструкция, принцип действия и основные элементы приводных

роликовых конвейеров.

Схемы трассы, способы загрузки и разгрузки роликовых конвейеров.

Основные параметры, конструктивные особенности элементов роли-

ковых конвейеров.

Особенности расчета приводных и неприводных роликовых

конвейеров.



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

188

План лекции

1. Общее устройство, типы и классификация вспомогательных

устройств.

2. Гравитационные (самотечные) устройства.

3. Бункеры, бункерные затворы.

4. Питатели и дозаторы.

5. Метательные машины.

6. Автоматические конвейерные весы.

Контрольные вопросы.

К вспомогательным устройствам машин непрерывного транспорта

относятся гравитационные устройства (желоба и трубы, ступенчатые и спи-

ральные спуски), бункеры, бункерные затворы, питатели, дозаторы, мета-

тельные машины, конвейерные весы. Указанные устройства имеют свои кон-

структивные особенности и разновидности. Выбор вспомогательных

устройств производится индивидуально для каждого типа транспортирую-

щей установки и зависит от вида тран

спортируемого груза, условий и трассы

перемещения, взаимосвязи транспортирующей машины с общим технологи-

ческим процессом.

(

)

К гравитационным самотечным относятся устройства, в которых

насыпные и штучные грузы перемещаются вниз по наклонной или верти-

кальной плоскости под действием собственной силы тяжести (рис. 7.1

Гравитационные (самотечные) устройства применяют для снижения

скорости падения насыпных грузов и выполняют разветвленными или пово-

ротными. Для объединения, разделения и направления грузопотока исполь-

зуют желоба, собранные из нескольких фасонных элементов. Для увеличения

срока службы желобов и труб при транспортировании абразивных грузов их

внутренние поверхности футеруют износостойкими материалами или изго-

тавливают из таких материалов [6

, 11, 12].

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

1. Гравитационные (самотечные) устройства



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

189

а б

Рис. 7.1. Поворотные спуски (трубы) для подачи насыпного груза

а – по окружности; б – по кольцевой площадке

а б

Рис. 7.2. Ступенчатый (а) и спиральный (б) спуски

Для снижения скорости падения насыпных грузов применяют ступен-

чатые (каскадные) или спиральные спуски (рис. 7.2

На ступенчатом спуске внутри трубы прямоугольного сечения с обеих

сторон в шахматном порядке устанавливают полки, по которым груз, пере-

сыпаясь с полки на полку, падает с замедленной скоростью, а остающийся на

полках слой груза предохраняет их от быстрого изнашивания. Для насыпных

грузов, теряющих качество при крошении, а также для штучных грузов

в твердой (в ящиках) и мягк

ой (в мешках, биг-бэгах) упаковках применяют

спуски со спиральным желобом, по которому скользит груз.

Для предупреждения и ликвидации заторов по всей длине спиральных

спусков устанавливают смотровые люки.

ЛЕКЦИЯ 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

1. Гравитационные (самотечные) устройства



Расчет и проектирование машин непрерывного транспорта. Конспект лекций

190

Преимуществами спиральных спусков являются: простота конструк-

ции; возможность достижения высокой производительности; отсутствие

движущихся частей.

К недостаткам относятся: истирание груза и желоба; возможность об-

разования заторов при резко изменившихся условиях транспортирования

(например, при повышении влажности груза).

Скорость движения груза составляет 2,5–3,0 м/с. Спиральный спуск

может использоваться как промежуточное накопительное устройство при за-

крытом внизу выпускном отверстии. Для пред

отвращения преждевременного

износа и увеличения срока эксплуатации секции спирали армируют износо-

стойкими покрытиями.

Назначение и классификация бункеров. Бункеры представляют со-

бой сосуды большого объема с загрузочными и разгрузочными отверстиями,

перекрываемыми задвижками. Бункеры предназначены для приема, времен-

ного накапливания, хранения и подачи на транспортные средства насыпных

грузов для их дальнейшей переработки [6

, 7, 11, 12].

Бункеры загружают через открытый верх или загрузочные отверстия,

разгружают через отверстия в днище или внизу боковых стенок. Продвиже-

ние груза по бункеру и истечение его через отверстия происходят под дейст-

вием силы тяжести.

Бункеры применяются в установках трех типов:

аккумулирующие – для хранения насыпных грузов, снабжены устрой-

ствами для загрузки и разгрузки емкост

ей, измерения массы и др.;

уравнительные – промежуточные емкости для насыпных грузов;

технологические

– для временного хранения промежуточных продук-

тов переработки.

Применение бункеров необходимо в том случае, если сопряженные

в едином производственном процессе транспортные и технологические

машины работают в разных режимах по времени: одни периодически, другие

непрерывно.

Режим времени работы и производительность комплекса объединен-

ных транспортно-технологических машин определяет необходимый объем

бункеров для накопления и хранения грузов.

Процессы сводообразования и скорость истечения груз

а зависят от

физико-механических свойств груза, диаметра разгрузочного отверстия

и формы бункера.

В табл. 7.1

представлена классификация бункеров.