Тарнопольский А.В., Курносов Н.Е. и др. Проектирование ленточного конвейера

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА

Методические указания для студентов специальности 190205

«Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»

Пенза 2009

УКД 621.9.(075)

Проектирование ленточного конвейера. Методические указания для

студентов специальности 190205 «Подъемно-транспортные, строительные,

дорожные машины и оборудование» / А.В. Тарнопольский, Н.Е. Курносов,

Л.П. Корнилаева, Ю.К. Измайлов – Пенза : ПензГУ, 2009. – 60 с.

Утверждены на заседании кафедры «ТТМиО» 19.02.2009 г., протокол № 6.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В учебном пособии приведена методика проектирования ленточных

конвейеров для транспортирования штучных и насыпных грузов. Приве-

дены справочные данные о насыпных грузах, резинотканевых лентах, ро-

ликоопорах, а также расчетные зависимости, достаточные для выполнения

проектировочных расчетов.

Методические указания предназначены студентам, обучающимся по

специальности 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные

машины и оборудование».

Составители: Тарнопольский А.В., Курносов Н.Е., Корнилаева Л.П.,

Измайлов Ю.К.

Рецензент: Скрябин В.А., д.т.н., зав. кафедрой «Бытовые машины и

приборы» ПензГУ,

Редактор

Подписано в печать «___» _____ 200__ г. Формат 60х84 1/16

Бумага писчая. Усл. п.л. ____

Тираж 100 экз. Заказ № _____

Пензенский государственный университет

ПРЕДИСЛОВИЕ

Высокопроизводительная работа современного предприятия часто

обеспечивается устройствами непрерывного транспорта. Одним из наибо-

лее распространенных типов является ленточный конвейер, отличающийся

простотой конструкции, надежностью работы и возможностью транспор-

тировать большинство видов как штучных, так и насыпных грузов. Маши-

ны непрерывного транспорта часто комплектуются различными вспомога-

тельными устройствами, позволяющими механизировать погрузочно-

разгрузочные работы.

Методические указания содержат основные сведения о назначении и

области применения устройств непрерывного транспорта, знакомят с кон-

струкцией основных узлов ленточных конвейеров, характеристиками

транспортируемых грузов. Рассмотрены основы теории расчета ленточных

конвейеров.

Приведенная в методических указаниях информация поможет сту-

дентам получить практические навыки проектирования транспортно-

технологического оборудования, обосновывать целесообразность прини-

маемых технических решений и подготовиться к предстоящей предди-

пломной практике и дипломному проектированию.

1 Характеристика, назначение и область применения машин не-

прерывного транспорта

Машины непрерывного транспорта предназначены для непрерывно-

го перемещения насыпных и штучных грузов по заданной трассе. Одно-

временно с транспортированием грузов они могут распределять их по за-

данным пунктам, складировать, накапливая в обусловленных местах, пе-

ремещать по технологическим операциям, обеспечивая необходимый ре-

жим производственного процесса.

Высокопроизводительная работа современного предприятия часто

обеспечивается устройствами непрерывного транспорта. На машинострои-

тельных заводах с поточным методом производства такие устройства пе-

ремещают по цехам заготовки, комплектующие, полуфабрикаты и готовые

изделия. Работа автоматических линий также основана на конвейерной пе-

редаче изделий от одной технологической операции к другой. Закалка, от-

пуск, очистка, охлаждение, механическая обработка, сборка, окраска, суш-

ка и упаковка деталей – все это последовательно может выполняться на

движущихся конвейерах.

Следовательно, конвейеры являются составной частью современного

технологического процесса. Они устанавливают и регулируют темп произ-

водства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению произ-

водительности труда и увеличению выпуска продукции. В зоне действия

конвейера обустраиваются места загрузки и выгрузки.

По способу приложения движущей силы к грузу транспортирующие

машины могут быть с тяговым рабочим органом (лентой, цепью, канатом,

штангой) и без тягового рабочего органа (винтовые и роликовые конвейе-

ры, вращающиеся трубы). Грузонесущий элемент может иметь поступа-

тельное, возвратно-поступательное, вращательное и колебательное движе-

ния.

Одним из наиболее распространенных типов является ленточный

конвейер, отличающийся простотой конструкции, надежностью работы и

возможностью транспортировать большинство видов как штучных, так и

насыпных грузов.

Принцип действия ленточного конвейера (рис. 1.1) заключается в

следующем. Натяжным барабаном 1 создается необходимое натяжение тя-

гового органа 2 – резинотканевой ленты, которая одновременно является и

грузонесущим элементом. Тяговый орган 2 за счет сил сцепления с при-

водным барабаном 3 приводится в движение.

1 – натяжной барабан; 2 – тяговый и грузонесущий рабочий орган (лента);

3 – приводной барабан; 4 – роликоопоры рабочей ветви конвейера;

5 – роликоопоры обратной ветви конвейера; 6 – батарея роликоопор;

7 – загрузочное устройство; 8 – отклоняющие роликоопоры.

Рис. 1.1 - Схема принципиальная ленточного конвейера

При проходе грузонесущего элемента 2 под питателем 7 осуществ-

ляется загрузка конвейера. Привод при этом не выключается. Ветвь тяго-

вого органа, на которой находится груз, называется рабочей ветвью. Дру-

гая ветвь получила название обратной ветви. Лента перемещается по роли-

коопорам 4 и 5. Для изменения траектории движения ленты используется

батарея роликоопор 6. Для увеличения угла охвата лентой приводного ба-

рабана 3 используются отклоняющие роликоопоры 8. Разгрузка конвейера

производится, как правило, в конце трассы транспортирования, где уста-

навливается приемный бункер. Иногда создаются специальные устройства

для промежуточной разгрузки конвейера в различных точках трассы.

Все узлы конвейера смонтированы на поддерживающей металлокон-

струкции, которая воспринимает нагрузки от перемещаемого груза. Уст-

ройство поддерживающей металлоконструкции зависит от трассы транс-

портирования и конструкции конвейера в целом. Как правило, ее изготав-

ливают из прокатной профильной стали в виде отдельных одинаковых

секций длиной 3…6 м. Привод и натяжное устройство располагаются на

секциях несколько иной конструкции, что обусловлено необходимостью

крепления названных элементов. Все секции между собой соединяются

болтовыми креплениями. К рамам конвейеров предъявляются такие требо-

вания, как высокая прочность и жесткость, малая масса и обеспечение

унификации, простота и безопасность обслуживания.

Ленты бывают прорезиненные, стальные и проволочные. Наиболь-

шее применение находят прорезиненные ленты: резинотканевые и рези-

нотросовые. В общем случае такие ленты имеют тяговый каркас и эла-

стичный защитный наполнитель (рис. 1.2).

1 – тяговый каркас (тканевые прокладки); 2 – резиновая обкладка

Рис. 1.2 - Резинотканевая лента

Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в

ленте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость. Обкладка

предохраняет каркас от влаги, механических повреждений и объединяет

ленту в единое целое.

В соответствии с ГОСТ 22644-77 ширина лент колеблется в пределах

300…3000мм. К лентам предъявляются такие требования, как прочность,

малая масса, незначительное относительное удлинение, эластичность, из-

носостойкость и др. При конструировании конвейеров расчет лент, как

правило, не производится. Они подбираются по стандартам из условия

обеспечения прочностных характеристик.

Натяжное устройство служит для создания первоначального напря-

жения тягового элемента, ограничения его провисания между опорными

устройствами и для компенсации величины вытягивания в процессе экс-

плуатации. Во многих типах конвейеров натяжным устройством достига-

ется необходимая сила нормального давления ленты на приводной бара-

бан, за счет чего обеспечивается передача крутящего момента с барабана

на ленту за счет сил трения. На рис. 1.3 приведены некоторые наиболее

распространенные схемы натяжных устройств.

Возможны также различные комбинации схем натяжных устройств,

например, пружинно-винтовое. В современных машинах все чаще начи-

нают использоваться устройства с автоматическими регуляторами натяже-

ния.

Ходовые опорные устройства предназначены для восприятия нагру-

зок от перемещаемых грузонесущих элементов с грузом и уменьшения тя-

гового усилия. В качестве ходовых опорных устройств используются ро-

ликовые опоры различных типов, настилы, плоские направляющие и т.п.

Они устраиваются на рабочей и обратной ветвях тягового элемента.

а) винтовое: 1 – тяговый элемент; 2 – барабан; 3 – рама; 4 – винт;

б) грузовое: 1 – тяговый элемент; 2 – барабан; 3 – рама; 4 – груз;

в) пружинное: 1 – тяговый элемент; 2 – барабан; 3 – рама; 4 – пружина;

г) гидравлическое: 1 – тяговый элемент; 2 – барабан; 3 – рама; 4 – гидроцилиндр.

Рис. 1.3 - Схемы натяжных устройств

Привод предназначен для сообщения движения тяговому элементу.

Конвейеры большой длины могут быть многоприводными.

Машины непрерывного транспорта часто комплектуются различны-

ми вспомогательными устройствами, позволяющими механизировать по-

грузочно-разгрузочные работы. Они, как правило, служат для изменения

направления движения груза или его временного хранения на погрузоч-

ных, разгрузочных и перегрузочных пунктах транспортирующих систем,

состоящих из нескольких машин. Наиболее распространены гравитацион-

ные устройства: желоба, лотки, бункеры, затворы, питатели, весы, дозато-

ры. В гравитационных устройствах насыпные и штучные грузы движутся

вниз по наклону или вертикали под действием силы тяжести.

Бункеры представляют собой промежуточные грузохранилища в ви-

де сосудов большого объема, устанавливаемых в общей цепи транспортно-

го или технологического оборудования. Они предназначены для временно-

го накапливания некоторого количества насыпного груза и для дальней-

шей его отправки к месту назначения. Бункеры загружаются через откры-

тый верх или загрузочные отверстия, а разгружаются через отверстия в

днище или боковых стенках. Продвижение груза в бункерах происходит

под действием силы тяжести. Форма бункера должна удовлетворять усло-

виям наиболее полного заполнения и полной его разгрузки без образова-

ния «мертвых зон», где бы мог задерживаться груз. Кроме того, форма

бункера должна предупреждать возможность возникновения сводообразо-

вания груза над разгрузочными отверстиями, что нарушает режим истече-

ния груза из бункера. Разгрузочные отверстия обычно закрываются затво-

рами. В качестве затворов могут использоваться задвижки, лотки, секторы,

пальцевые захваты, гусеничные, винтовые и ленточные транспортеры.

Питатели представляют собой механические приводные устройства,

монтируемые у выпускных отверстий бункеров или воронок и предназна-

ченные для обеспечения равномерного и регулируемого потока груза при

истечении его из бункера или воронки. Производительность питателей ре-

гулируется изменением величины выпускного отверстия бункера или ра-

бочими параметрами самого питателя. В качестве питателей могут исполь-

зоваться различного типа конвейеры небольшой длины, а также вращаю-

щиеся барабаны и диски, устанавливаемые под выпускными отверстиями

бункеров. Дозирование может производиться по объему или по массе.

2 Транспортируемые грузы

Транспортируемые грузы по основному признаку разделяют на на-

сыпные и штучные. К штучным грузам относятся самые разнообразные

предметы: кирпич, ящики, заготовки, комплектующие и многое другое.

Штучные грузы характеризуются размерами, формой, массой, прочностью.

Насыпными грузами являются различные массовые кусковые, зернистые,

порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые

навалом. К ним относятся цемент, песок, глина, зерно, овощи, гравий, ще-

бень, уголь, и др. Они характеризуются следующими свойствами: кускова-

тостью (размером и формой частиц), плотностью, влажностью, подвижно-

стью частиц, абразивностью, прочностью (крепкостью) и др. Каждое из

этих свойств необходимо учитывать при выборе типа и параметров транс-

портирующих машин.

Кусковатость – количественное распределение груза по крупности.

Она характеризуется наибольшими линейными размерами однородных

частиц в заданном объеме. Кусковатость грузов размерами более 0,05мм

определяют ситовым анализом (грохочением). При этом регламентирован-

ный объем груза просеивают через набор сит, имеющих отверстия разной

величины. Взвесив остатки на ситах, и определив отношение их массы к

массе всей пробы, получают характеристику кусковатости в процентах.

Характер однородности размеров частиц насыпного груза определя-

ется коэффициентом однородности , представляющим отношение наи-

большего размера частиц к наименьшему

Если 2,5, то груз считается рядовым.

При 2,5 груз является сортированным, т.е. однородным. У сорти-

рованных грузов средний размер куска (а) определяют по формуле

По крупности частиц насыпной груз делится на группы:

1. особо крупнокусковой 500 мм;

2. крупнокусковой = 200…500 мм;

3. среднекусковой = 60…200 мм;

4. мелкокусковой = 10…60 мм;

5. зернистый = 0,5…10,0 мм;

6. порошкообразный = 0,05…0,50 мм;

7. пылевидный 0,05 мм.

Кусковатость влияет на размеры грузонесущих элементов, бункеров,

воронок и лотков. Для пылевидных грузов вводятся устройства, предот-

вращающие их потери и загрязнение окружающей среды.

Плотностью груза называется отношение его массы к занимае-

мому объему. Различают плотность груза свободно насыпанного (разрых-

ленного), механически уплотненного, а также в естественном плотном

массиве. Механическое уплотнение груза может быть достигнуто равно-

мерным его обжатием или вибрацией (утряской). При этом плотность по-

вышается для различных грузов от 5 до 50%. Плотность в естественном

массиве характеризует груз в исходном природном состоянии (пласт

угля, глины, породы).

Отношение плотности груза в массиве к его плотности в разрых-

ленном состоянии характеризуется коэффициентом разрыхления

Плотность груза зависит от крупности его частиц и влажности. По-

этому и коэффициент разрыхления для разных грузов имеет свои опреде-

ленные значения. Например, этот коэффициент для песка составляет 1,12,

а для руды – 1,6.

Влажность насыпного груза – это есть отношение массы воды,

содержащейся в грузе и удаляемой высушиванием пробы груза при темпе-

ратуре 105

С, к массе высушенного груза. Влажность определяется в про-

центах

, %;

где – масса влажного груза, кг;

– масса сухого груза, кг.

Углом естественного откоса насыпного груза называется угол

между образующей конуса из свободно насыпанного груза и горизонталь-

ной плоскостью. Этот угол зависит от взаимной подвижности частиц гру-

за. Например, у воды он равен нулю. Причем, при движении насыпного

груза угол естественного откоса снижается. Подвижность же частиц груза

зависит от сил сцепления между ними и сил трения, возникающих при их

относительном перемещении. гол естественного откоса груза в движе-

нии принимается равным , где - угол естест-

венного откоса груза в покое

По подвижности частиц грузы делят на три группы: большой,

средней и малой подвижности. Угол у них колеблется в пределах

30…60

Абразивностью (режущей способностью) называют свойство час-

тиц груза истирать (изнашивать) соприкасающиеся с ними во время дви-

жения рабочие поверхности деталей машин. Степень абразивности груза

зависит от твердости, формы и размеров составляющих его частиц. Суще-

ствует четыре группы грузов по абразивности:

А – неабразивные (продукция сельского хозяйства, зерно, опилки,

штучные упакованные грузы);

В – малоабразивные (уголь, земля, глина, песок, гравий, цемент);

С – средней абразивности (железная руда, антрацит, горные поро-

ды, кокс, известняк, щебень);

D – высокой абразивности (полиметаллические руды, кварцит,

твердые горные породы).

Характеристика некоторых грузов по отдельным свойствам пред-

ставлена в табл. 2.1.

Существуют и другие свойства грузов (прочность, слеживаемость,

липкость, взрывоопасность, возгораемость и т.п.), которые могут сущест-