Плютов Ю.А. Транспортные машины

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 31. Расчет ленточного конвейера



Транспортные машины. Конспект лекций -161-

где q, q

, q'

– линейные силы тяжести, соответственно, груза, ленты и роли-

коопор грузовой ветви конвейера, Н/м,

3,6

⋅

⋅γ

⋅

, (31.5)

ЛЛ

⋅⋅, (31.6)

где М

– масса 1 м

конвейерной ленты, кг/м

(см. табл. 3.3, 3.4),

′

⋅

′

, (31.7)

где

М'

– масса вращающихся частей роликоопоры грузовой ветви кон-

вейера, кг;

– расстояние между роликоопорами грузовой ветви конвейера,

м; ω

гр

– коэффициент сопротивления движению ленты на грузовой ветви

конвейера;

L – расстояние транспортирования, м; β – угол наклона конвейе-

ра, град.

Знак «+» ставится при перемещении груза вверх, знак «–» – при пере-

мещении груза вниз.

Распределенное сопротивление движению ленты на порожняковой вет-

ви конвейера определяется по формуле

ïîð Ë Ð ïîð Ë

() cos sin,Wqq L qL

′′

=+ω⋅⋅β±⋅⋅β Н, (31.8)

где

– линейная сила тяжести роликоопор порожняковой ветви конвейера,

Н/м,

′′

⋅

′′

′

, (31.9)

где

М"

– масса вращающихся частей роликоопоры порожняковой ветви

конвейера, кг;

– расстояние между роликоопорами порожняковой ветви

конвейера, м,

РР

(2 4)ll

′

′′

=− , (31.10)

где ω

пор

– коэффициент сопротивления движению ленты на порожняковой

ветви конвейера.

Знак «–» ставится при движении ленты на порожняковой ветви вниз,

знак «+» – вверх.

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 31. Расчет ленточного конвейера



Транспортные машины. Конспект лекций -162-

Определение сосредоточенных сопротивлений движению ленты

конвейера

. Сопротивление при огибании лентой барабана W

, Н, складывает-

ся из сопротивлений вследствие трения в цапфах вала барабана и жесткости

ленты. При этом натяжение ленты в последующей точке S

i+1

(набегающая на

барабан ветвь ленты) больше, чем в предыдущей точке S

(сбегающая с бара-

бана ветвь ленты) в К' раз, т.е.

S К S

′

⋅

Н, (31.11)

где К' – коэффициент увеличения натяжения, зависящий от угла обхвата

лентой барабана:

α, град…………> 180 90–180 < 90

К'

……………..1,03–1,04 1,02–1,03 1,01–1,02

Тогда

(1),

WSК

′

− Н. (31.12)

Сопротивление на загрузочном устройстве рассчитывают по формуле

⋅

Н. (31.13)

Сопротивление на разгрузочном устройстве (плужковый сбрасыватель)

вычисляют по формуле

2,7 ,Wq

⋅⋅

Н. (31.14)

Для обеспечения нормальной работы конвейера должны выполняться

два условия:

1) лента не должна пробуксовывать на приводных барабанах, т.е.

íá ñá

,SSå

≤⋅ Н; (31.15)

2) лента не должна провисать чрезмерно на грузовой ветви, т.е.

min ЛР

(5 10)( ) ,

SqqlS

′

−+ ≤ Н, (31.16)

где S

– наименьшее натяжение на грузовой ветви конвейера, Н.

Если второе условие не выполняется, то натяжение ленты должно быть

соответственно увеличено (при этом пересчет начинают от точки наимень-

шего натяжения на грузовой ветви).

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 31. Расчет ленточного конвейера



Транспортные машины. Конспект лекций -163-

Тяговое усилие вычисляется по формуле

íá ñá

îíáñá

0,03( ),WS S

−+ + Н. (31.17)

Определение мощности привода

. Мощность на валу двигателя рас-

считывается по формуле

äâ

1000

⋅

, (31.18)

где η – КПД двигателя, η = (0,92–0,96).

При двухбарабанном приводе общую мощность необходимо распреде-

лить между приводными барабанами, которые работают не в одинаковом ре-

жиме. Мощность двигателя пропорциональна величине тягового усилия, по-

этому нужно вначале определить величину тягового усилия, приходящуюся

на каждый барабан:

î1

íá

μα

−

= Н, (31.19)

где α

– угол обхвата лентой 1-го барабана, град,

о2 оо1

,WWW

− Н. (31.20)

Затем, подставляя значения тягового усилия из рассчитанного по фор-

мулам (31.19)

, (31.20) в выражение (31.18), получаем значения мощности

двигателей на приводных барабанах конвейера.

Определение силы натяжного устройства. Она слагается из суммы

сил натяжения в набегающей на натяжной барабан и сбегающей с натяжного

барабана ветвях ленты.

Для нашей расчетной схемы она составит

н.у 12

,SSS

+ кН. (31.21)

Определение прочностных характеристик ленты

. Потребная проч-

ность на разрыв резинотканевой ленты определяется сопротивлением разры-

ву одной прокладки δ

, Н/мм, и числом прокладок:

max з

S К

⋅

δ⋅

, (31.22)

где S

max

– наибольшее натяжение в ленте, Н; К

– коэффициент запаса проч-

ности (при β ≤ 10

= 8-9, при β > 10

= 9-10); В – ширина ленты, мм.

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 31. Расчет ленточного конвейера



Транспортные машины. Конспект лекций -164-

Подбор резинотросовой ленты необходимой прочности выполняется по

ее сопротивлению разрыву:

max з

S К

⋅

δ= Н/мм, (31.23)

где К

= 8-8,5 при β ≤ 10

и К

= 9-10 при β >10

Полученное значение сопротивления разрыву следует сравнить с раз-

рывной прочностью выбранной ранее ленты.

Контрольные вопросы

1. Как определяются распределенные сопротивления движению ленты?

2. В чем заключается расчет конвейера методом «обхода по контуру»?

3. Как определяются прочностные характеристики конвейерных лент?

4. Каковы основные тенденции в развитии конструкций ленточных

конвейеров?

План лекции

1. Область применения, достоинства и недостатки.

2. Общее устройство.

В ленточно-канатном конвейере в отличие от обычного ленточного

конвейера функции тягового и несущего органов разделены: несущим орга-

ном является лента, а тяговым – канаты, что обеспечивает увеличение длины

конвейера в одном ставе за счет использования тягового органа большой

прочности – канатов. Такие конвейеры применяются только как стационар-

ные для транспортирования горной массы, содержащей куски крупностью не

более 200–300 мм, под углом подъема не выше 16°. Производительность лен-

точно-канатного конвейера может достигать 3000 т/ч при скорости транспор-

тирования 4 м/с и ширине ленты 1400 мм. Длина конвейера в одном ставе со-

ставляет ≈ 15 км.

В ленточно-канатных конвейерах тяговые канаты образуют два парал-

лельных замкнутых контура. Канаты по длине става поддерживаются опор-

ными шкивами. Лента своими краями свободно лежит на тяговых канатах.

Существуют две схемы запасовки тяговых канатов и ленты: с разгру-

зочной станцией, расположенной непосредственно перед приводными шки-

вами, и с выносной разгрузочной станцией, расположенной на некотором

расстоянии за приводом. Применение каждой из этих схем определяется ус-

ловиями разгрузки и возможным местом установки привода и разгрузочной

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 32. Ленточно-канатные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -165-

станции, связанных с транспортом других видов или погрузочным оборудо-

ванием.

Более распространенной является первая схема (рис. 32.1). При этой

схеме канаты 1 на разгрузочной станции отклоняются блоками 2 в стороны и

идут на приводные шкивы 4, огибают их и возвращаются на нижнюю ветвь.

Конвейерная лента 5 сходит с верхних канатов перед блоками 3, по опорным

обрезиненным дисковым роликам проходит между разведенными канатами,

огибает барабаны 6 и 7 и ложится на нижние канаты.

Рис. 32.1. Схема ленточно-канатного конвейера

В хвостовой части конвейера канаты огибают шкивы 8, установленные

наклонно на тележках натяжного устройства, затем проходят на двойные го-

ризонтальные направляющие блоки 9, расположенные на тележке натяжного

устройства ленты. Разведенные в стороны канаты после блоков 9 сводятся

под ленту блоками 10. Лента, сошедшая с нижних ветвей канатов после дис-

ковых обрезиненных роликов, огибает барабаны 11 и 12, расположенные на

тележке натяжного устройства ленты, а затем своими краями ложится на

верхние ветви канатов.

Ленточно-канатные конвейеры оборудуются специальной лентой

(рис. 32.2) с двумя тканевыми прокладками, между которыми для придания

поперечной жесткости через 60–100 мм расположены поперечные стальные

полосы квадратного или прямоугольного сечения. Толщина верхней обклад-

ки выбирается в зависимости от свойств транспортируемого груза. Для угля

ее толщина принимается равной 2-3 мм, для руды – 6 мм. Толщину нижней об-

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 32. Ленточно-канатные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -166-

кладки принимают равной 1-2 мм. Края ленты имеют утолщения, в которых

сверху и снизу в процессе вулканизации выдавливаются продольные канавки

клиновидного поперечного сечения. Такая форма канавок обеспечивает бо-

лее высокий коэффициент сцепления ленты с канатами.

Рис. 32.2. Лента ленточно-канатного конвейера

Ленты имеют ширину 750–1400 мм. Срок их службы, по данным прак-

тики, составляет 10–12 лет.

В ленточно-канатных конвейерах тяговые канаты используют сталь-

ные, проволочные односторонней свивки с линейным касанием проволочек в

прядях диаметром 32–50 мм. Основной причиной разрушения канатов явля-

ется их поперечная вибрация и удары при прохождении по поддерживающим

шкивам, а также истирание наружных проволок на поддерживающих и ве-

дущих шкивах. Для повышения долговечности канатов поддерживающие и

ведущие шкивы футеруют различными эластичными материалами, что уве-

личивает срок службы канатов до двух лет.

В ленточно-канатных конвейерах отечественного производства каждый

канатоведущий шкив приводится от собственного асинхронного двигателя с

фазовым ротором. Расчеты показывают, что при определенной длине конвей-

ера жесткость ленты на перекос и ее фрикционная связь с канатами доста-

точны, чтобы оказывать сопротивление возможному перекосу ленты вслед-

ствие несовпадения естественных характеристик двигателей.

В приводных станциях ленточно-канатных конвейеров используют од-

но- и двухжелобчатые канатоведущие шкивы. Предпочтение отдается пер-

вым, так как при их использовании канаты имеют меньшее число перегибов.

Для увеличения сцепления канатов со шкивами желоба футеруются высоко-

фрикционными износостойкими пластмассами, которые могут обеспечить ко-

эффициент сцепления шкивов со смазанными канатами ≈ 0,34-0,35 при давле-

нии каната на футеровку до 5·10

кПа. Во избежание износа диаметр шкивов

принимают не менее 80 диаметров каната.

В ленточно-канатных конвейерах применяются раздельные натяжные

устройства для ленты и для канатов обычно грузового типа. Натяжные уст-

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 32. Ленточно-канатные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -167-

ройства, как правило, устанавливают в хвостовой части конвейера, а на

длинных горизонтальных установках – в хвостовой и головной частях.

Тяговые канаты по длине става конвейера поддерживаются шкивами

диаметром 300–350 мм (8-9 диаметров каната), установленными на стойках,

которые расположены на расстоянии 5–8 м друг от друга. Расстояние между

шкивами на порожней ветви бывает в два раза больше. Для увеличения дол-

говечности тяговых канатов поддерживающие шкивы футеруют сменными

кольцами из специальной резины (полиуретана).

Погрузочные пункты и другие устройства оборудуются так же, как и

для ленточных конвейеров.

Контрольные вопросы

1. Что является грузонесущим органом ленточно-канатного конвейера?

2. Что является тяговым органом ленточно-канатного конвейера?

3. Какова конструкция грузонесущего органа ленточно-канатного кон-

вейера?

План лекции

1. Ленточно-тележечные конвейеры: область применения, достоинст-

ва и недостатки, общее устройство.

Крутонаклонные конвейеры: область применения, достоинства и

недостатки, основные типы.

Ленточный конвейер для крупнокусковых грузов (автором которого

является А.О. Спиваковский) создан для транспортирования насыпных гру-

зов крупностью более 600 мм. В ленточном конвейере для крупнокусковых

грузов привод и натяжное устройство являются такими же, как и в стандарт-

ном ленточном конвейере (конвейерная лента в них служит тяговым и грузо-

несущим органом).

Основное отличие данного конвейера заключается в том, что лента 1

поддерживается практически по всей длине дугообразными траверсами 2,

снабженными ходовыми колесами 3. Траверсы на колесах, представляющие

собой ходовую тележку (поэтому конвейер иногда называют ленточно-

тележечным), соединены между собой двумя замкнутыми цепями 4, которые

огибают концевые звездочки (рис. 33.1).

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 33. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -168-

Рис. 33.1. Схема конвейера на ходовых опорах

Цепной контур не является приводным: лента, лежащая на траверсах,

вовлекает их вместе с цепями в движение трением. Таким образом, груженая

конвейерная лента свободно лежит на опорах и перемещается вместе с ними,

что обеспечивает отсутствие шевеления груза, его устойчивость при движе-

нии, снижение динамических нагрузок, увеличивает долговечность ленты, а

также дает возможность несколько повысить предельный угол наклона кон-

вейера. Кроме того, использование ходовых опор несколько снижает коэф-

фициент сопротивления движению и уменьшает потребность в шарикопод-

шипниках примерно в 3 раза.

Порожняковая ветвь ленты поддерживается двухроликовыми опорами

5. В месте загрузки лента опирается на батарею стационарных амортизи-

рующих опор 6.

По сравнению с пластинчатым конвейером в ленточном конвейере на

ходовых опорах меньше линейный вес грузонесущего полотна, а благодаря

тому, что цепи не являются приводными, можно развивать более высокую

скорость движения ленты.

Опыт эксплуатации таких конвейеров на рудниках «Аксай» и «Джана-

тас» (ПО «Каратау») показал, что при ширине ленты 1200 и 1600 мм конвейер

может перемещать грузы крупностью 1000 и 1500 мм.

Основным элементом линейной части ленточного конвейера на ходо-

вых опорах является подвижный поддерживающий контур, включающий

траверсы с ходовыми колесами и цепями, фиксирующими расстояние между

опорами.

Траверса конвейера может быть изготовлена из труб, швеллеров, гну-

тых профилей и т.д. и футерована резиной. Резиновая футеровка закрепляет-

ся по всей длине траверсы болтами. Между внутренней поверхностью рези-

новой футеровки и наружной поверхностью траверсы образуется воздушный

зазор, обеспечивающий в момент входа и выхода траверсы из-под ленты на

концевых звездочках деформацию футеровки и ее очистку от прилипших или

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 33. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -169-

примерзших частиц транспортируемой горной массы. Ходовые колеса (за-

крытой конструкции на шарикоподшипниках) имеют реборды и перемеща-

ются но направляющим рельсам или уголкам. Для конвейеров с лентой ши-

риной 1200–1600 мм диаметр колеса принимается равным 150–160 мм. Коле-

са заполняются специальной консистентной смазкой, обеспечивающей рабо-

ту в течение нескольких лет.

Расстояние между траверсами принимается в пределах 1,4–1,5 м. Цепи,

связывающие между собой траверсы, могут быть пластинчатыми или коль-

цевыми. Достоинством пластинчатых цепей является возможность обеспече-

ния больших скоростей, однако кольцевые цепи при том же весе обладают

большей прочностью и не требуют смазки в процессе эксплуатации. Для на-

тяжения цепей используется натяжное устройство винтового типа, при по-

мощи которого в хвостовой части конвейера перемещаются звездочки цепно-

го контура. Расчет конвейера на ходовых опорах аналогичен расчету стан-

дартного ленточного конвейера, но имеет некоторые особенности, так как

многие расчетные коэффициенты, полученные экспериментальным или рас-

четным путем, зависят от гранулометрического состава горной массы.

Конвейеры, способные транспортировать насыпные грузы под углами

подъема, превышающими 18°, называют крутонаклонными. Значительное

уменьшение длины транспортирования, упрощение транспортных схем, рез-

кое снижение объемов горно-капитальных работ даже при некоторых услож-

нениях в конструкции конвейеров, а следовательно, и увеличении затрат на 1

м ее длины во многих случаях обеспечивают эффективность применения

крутонаклонных конвейеров. К настоящему времени разработано и предло-

жено большое количество конструктивных схем, иногда принципиально от-

личающихся друг от друга, а иногда повторяющих одна другую при несуще-

ственных отличиях. Основным отличительным признаком крутонаклонного

конвейера является способ удержания груза на полотне от самопроизвольно-

го движения вниз под действием силы тяжести. По этому признаку различа-

ют крутонаклонные конвейеры, крутые углы подъема груза на которых дос-

тигаются следующим путем:

1) повышением коэффициента трения транспортируемого груза о

поверхность грузонесущего полотна;

2) повышением нормального давления транспортируемого груза на

грузонесущее полотно или полотна на груз;

3) созданием для транспортируемого груза подпора подпорными эле-

ментами различного вида, а также комбинацией этих способов.

Конвейеры, угол наклона которых может быть увеличен за счет увели-

чения коэффициента трения транспортируемого груза о ленту, представлены

конструкциями, поверхность лент которых имеет повышенные фрикционные

свойства, а также конвейерами с рифлеными лентами разнообразного профи-

ля рифов и лентами с невысокими перегородками, допускающими движение

обратной ветви ленты по стандартным роликоопорам. Эти конвейеры широ-

ко известны и благодаря простоте конструкции (практически отсутствию

ТЕМА 4. КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Лекция 33. Ленточно-тележечные и крутонаклонные конвейеры



Транспортные машины. Конспект лекций -170-

конструктивных отличий от стандартного конвейера) находят применение в

ряде отраслей промышленности.

В основном такие конвейеры эффективны для сортированных мелко-

кусковых грузов. Куски размером более 150 мм не удерживаются рифами и

невысокими перегородками и скользят по ним. Угол подъема конвейера, оче-

видно, не может превышать углов трения и естественного откоса грузов в

движении и лежит в пределах 22–25

в зависимости от физико-механических

свойств транспортируемого груза. Производительность конвейера при пре-

дельных углах резко (на 30–40 %) падает по сравнению с конвейерами под

углами наклона 18

Конвейеры, угол подъема которых может быть увеличен за счет повы-

шения нормального давления транспортируемого груза на грузонесущее по-

лотно или полотна на груз, представлены значительной группой конструк-

тивных схем, среди которых следует выделить две принципиально от-

личающиеся.

Во-первых, это конвейеры с лентой глубокой желобчатости. Глубокий

желоб образуется подвесными многороликовыми опорами. Загрузка горной

массы производится на участке конвейера, наклоненном под углом до 10–12

На этом участке точки подвеса гирляндной опоры расставлены достаточно

широко для облегчения процесса погрузки (рис. 33.2). При переходе к круто-

му углу подъема точки подвеса гирляндных опор конвейера постепенно

сближаются, создавая обжатие груза, лежащего на ленте, на большей части

поперечного сечения.

Высокая степень унификации узлов конвейера с лентой глубокой же-

лобчатости со стандартным ленточным конвейером, большая производитель-

ность при той же ширине, возможность применения двухбарабанных приво-

дов делают эту конструкцию весьма перспективной. Такие конвейеры могут

иметь производительность (при возможных в настоящее время значениях

ширины ленты), достигающую 15000 м

/ч при скоростях до 5 м/с.

Рис. 33.2. Конвейер с лентой глубокой желобчатости