Призначення стрічкового конвеєра. Область застосування
Зміст:
1. Призначення стрічкового конвеєра. Область застосування……………..
2. Конструктивні елементи
стрічкового конвеєра…………………………
2.1 Стрічкові конвеєри
з гумовотканинною стрічкою…………
2.2. Натяжні пристрої……………………………………
2.3 Барабани……………………………………………………….
2.4. Підтримуючі роликоопори…………………
2.5. Приводи конвеєрів.………………………………
2.6 Завантаження конвеєрів……………………
2.7 Розвантаження конвеєра……………………
3. Розрахунок стрічкового конвеєра…………………………………………
3.1. Вихідні дані для проектування…………………………………...
3.2. Вибір типу і матеріалу стрічки…………………………………...
3.3 Визначення ширини стрічки і форми роликоопор……………….
3.4 Вибір роликоопор……………………………………
3.5. Тяговий розрахунок конвеєра…………………………………….
3.6 Натяг стрічки в характерних точках………………………………
3.7. Мінімально допустимий натяг стрічки ……………………..
3.8. Перевірка правильності вибору стрічки…………………………
3.9. Вибір розмірів барабанів………………
3.10 Вибір приводу конвеєра…………………………………………..
3.11 Перевірка електродвигуна на пускові навантаження…………..
4. Вибір і розрахунок
системи електропривода.…………………
4.1. Функціональна схема.…………………………
4.2. Вибір струмообмежувальних реакторів.…………………………
4.3 Вибір тиристорів……………………………………
5. Створення віртуальної
моделі та дослідження її
програмі MathLAB Simulink.…………………………………………………
6. Висновок.………………………………………………………
2
4
4
10
12
13
14
14
16
17
17
18
20
21
23
24
26
27
28
29
31
32
32
35
35
37
40
1. Призначення стрічкового конвеєра. Область застосування.
Стрічкові конвеєри є найпоширенішим
типом транспортуючих машин безперервної
дії в усіх галузях промисловості.
Близько 90% експлуатуючих конвеєрів
в нашій країні становлять стрічкові.
Вони використовуються в гірничодобувній
промисловості - для транспортування
руд корисних копалин та вугілля
при відкритій розробці, в металургії
- для подачі землі і палива, на
підприємствах з потоковим
Конвеєри є складовою
частиною технологічного процесу підприємства
і основними засобами комплексної
механізації та автоматизації вантажно-
Висока продуктивність машин безперервного транспорту забезпечується:
• безперервністю процесу переміщення;
• відсутністю зупинок для завантаження або розвантаження;
• суміщенням робочого і зворотного рухів вантажонесучого елемента.
Особливу групу транспортуючих машин і установок складають працюють спільно з ними допоміжні пристрої: живильники, ваги, вантажні машини, бункери, затвори, дозатори та ін..
Стрічкові конвеєри є найпоширенішим
засобом безперервного
Стрічковими конвеєрами (рис. 1.1) є машини безперервної дії, основним елементом яких є прогумована вертикально замкнута стрічка, обвідна кінцеві барабани, один з яких, як правило, є приводним, інший - натяжним.
На верхній гілки стрічки переміщається транспортований вантаж, вона є вантажонесучою (робочою), нижня гілка є холостою (неробочою). На всьому протязі траси стрічка підтримується роликоопорами верхньої та нижньої гілок, в залежності від конструкції яких стрічка має плоску або жолобчасті форму.
Поступальний рух конвеєр
Рис.1.1. Схема стрічкового конвеєра:
1 - приводний барабан; 2-завантажувальний лоток; 3 - притискний ролик; 4 - очисний пристрій; 5 - відхиляючий барабан; 6 - кінцевий барабан; 7 - амортизуючі роликоопори; 8 - нижні роликоопори; 9 - стрічка; 10 - верхні роликоопори
Для забезпечення стійкого положення вантажу на стрічці кут нахилу конвеєра повинен бути на 10-15 ° менше кута тертя вантажу об стрічку у спокої, тому що під час руху стрічка на роликоопорах струшується і вантаж сповзає вниз. На конвеєрах, що мають похила ділянка, обов'язково встановлюється гальмо.
Перевагами стрічкових конвеєрів є: простота конструкції, висока продуктивність при великих швидкостях стрічки, складні траси переміщення, велика протяжність траси, висока надійність.
До недоліків відносяться:
• висока вартість стрічки і роликів,
• обмеження переміщення при кутах нахилу траси 18-20 ˚,
• обмежене використання при транспортуванні пилоподібних і важких штучних вантажів.
По конструкції і призначенню стрічкові конвеєри виконуються загального призначення та спеціальні (для різних галузей промисловості).
За типом стрічки стрічкові конвеєри: з прогумованою стрічкою; зі сталевою цільнопрокатною стрічкою; із дротяної стрічкою. Найбільшого поширення набули конвеєри з прогумованою стрічкою.
По розташуванню на місцевості стрічкові конвеєри виконуються стаціонарними і рухливими; пересувними і переносними; переставними (для відкритих розробок); надводними, плаваючими на понтонах.
За профілем траси стрічкові
конвеєри: горизонтальні; похилі; комбіновані:
похило-горизонтальні і
Крім перерахованих ознак
конвеєри можна класифікувати по
конструктивному виконанню
2. Конструктивні елементи стрічкового конвеєра
2.1 Стрічкові конвеєри з гумовотканинною стрічкою
Широке застосування в якості тягових елементів отримали конвеєрні стрічки (стрічкові конвеєри, ковшові елеватори). Вимоги, що пред'являються до конвеєрним стрічкам:
• висока міцність і зносостійкість;
• мала маса;
• невелика відносне подовження;
• висока еластичність в поздовжньому і поперечному напрямках;
• мала гігроскопічність;
• опірність знакозмінних навантажень;
• стійкість проти фізико-
Виконання конвеєрних стрічок:
• прогумовані:
- Гумотканинні (рис. 2.1);
- Гумотросові (рис. 2.2);
• металеві (холоднокатані та сітчасті);
• полімерні (у харчовій промисловості, в машинобудуванні).
Рис. 2.1. Гумовотканинна конвеєрна стрічка:
1 - верхня (робоча) обкладка; 2 - нижня (неробоча) обкладка;
3 - тканинні прокладки; 4 - гумовий заповнювач
Рис. 2.2. Гумотросова конвеєрна стрічка:
1 - верхня (робоча) обкладка; 2 - сталеві троси;
3 - нижня (неробоча)
Стрічка складається з тягового каркасу та гумових (верхньої і нижньої) обкладок, що захищають каркас від механічних пошкоджень і дії навколишнього середовища. Тяговий каркас сприймає подовжні розтягують зусилля та забезпечує необхідну поперечну жорсткість.
Тяговим каркасом гумовотканинною стрічки (рис. 2.1) є кілька просочених гумою тканинних прокладок. Гумотросові стрічки (рис. 2.2) мають тяговий каркас, що складається із сталевих тросів (покладених у один ряд паралельно один одному уздовж стрічки), з обох боків покритий гумою.
Зверху і знизу стрічка
має робочу і неробочу обкладки з
гуми. Тканинні прокладки виготовлені
з комбінованого (поліефірного бавовняного)
або синтетичного волокна, що складається
з поліамідних або поліефірних
ниток і володіє високою
Спеціальна обробка тканини забезпечує високу міцність каркаса стрічок при розшаруванні. Кількість прокладок може бути від 3 до 10 в залежності від умов експлуатації, властивостей вантажу, ширини, міцності і жорсткості стрічки.
Між тканинними прокладками знаходяться гумові прошарку заповнювача, різні добавки якого надають стрічці особливі властивості. Гумовий заповнювач оберігає стрічку від впливу вологи, механічних пошкоджень і стирання вантажем, що переміщується. Як заповнювач використовують гумові суміші з синтетичним каучуком або пластмаси.
Працездатність стрічки визначається розривним зусиллям 1 мм ширини стрічки.
Всі типи стрічок випускаються з плоскими поверхнями, зовнішніми гумовими обкладками, нарізними або гумовими бортами.
Типи випускаються гумовотканинних стрічок:
• з гумовими обкладками робочої і неробочої поверхонь і гумовими бортами: для дуже важких умов експлуатації; для важких умов експлуатації;
• з гумовими обкладками робочої і неробочої поверхонь;
• з гумовою обкладкою робочої поверхні і нарізними бортами;
• з гумовою обкладкою робочої поверхні і гумовими бортами.
Переваги гумовотканинною стрічки: універсальність виконання стикового з'єднання; підвищена стійкість до поздовжніх поривам; еластичність і висока амортизаційна здатність при динамічних навантаженнях. Недоліки гумовотканинною стрічки: велике відносне подовження (до 4%); збільшені діаметри барабанів при великому числі прокладок.
Переваги гумотросових стрічок: висока міцність; мале відносне подовження при робочих навантаженнях (до 0,25%); підвищений термін служби. Недоліки гумотросових стрічок: велика маса; складність виконання стикового з'єднання; схильність до поздовжніх поривам і перегинів у вертикальній площині.
В даний час знаходять широке застосування безшовні гумовотканинні стрічки з гладкою і рифленої робочою поверхнею, які мають абсолютно однакову товщину і міцність у всіх частинах стрічки, виключно прямолінійний пробіг; поліпшену гнучкість, яка дозволяє використовувати шківи з меншим діаметром. Безшовні стрічки випускаються кільцями, довжиною до 24 м, шириною до 2200 мм, міцність стрічок до 1250 Н / мм. Стрічки серії WINPIPE застосовуються на конвеєрних вагах, магнітних сепараторах, стрічкових живильниках, дозаторах та іншому обладнанні.
Стрічки-сито (перфоровані стрічки) використовуються для зневоднення сипучих матеріалів, для піскоструминних установок; посилені поперечними ребрами жорсткості; виготовляються з гуми і поліхлорвінілу у відкритому і в закільцьованих виконанні.
Стиковку решт гумовотканинної стрічки виконують наступними способами: вулканізація (гаряча або холодна склейка під пресом) (рис.2,3); шарнірами; сирицевими ременями; спеціальними замками.
Рис. 2.3. Схема розбирання кінців гумовотканинною стрічки для вулканізації:
а - підготовлена стрічка, б - поєднана стрічка
Кінці гумотросових стрічок з'єднують тільки вулканізацією, при цьому троси одного кінця стрічки укладають у вільні проміжки між тросами іншого кінця стрічки (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Схема з'єднання кінців гумотросових стрічок
Металеві конвеєрні стрічки виконуються суцільними сталевими і дротяними (сітчастими).
Товщина сталевих стрічок складає 0,8-1,0 мм, міцність на розрив 900 МПа. Сталеву стрічку з вуглецевої сталі застосовують для транспортування гарячих вантажів t = 120 º С при нерівномірному і до 500 º С при рівномірному нагріві в печі. Конвеєри зі сталевою стрічкою застосовують на підприємствах харчової промисловості; при виробництві бетонних плит, листів пластмаси, у мийних, сушильних і холодильних установках; гладка поверхня сталевої стрічки дозволяє транспортувати на ній липкі і гарячі вантажі; кінці сталевої стрічки з'єднують внапусток заклепками або зварюванням. Сталева стрічка на 30% легше і майже в 5 разів дешевше прогумованої (при рівній ширині і міцності).
Сітчасті (дротяні) стрічки застосовуються для транспортування штучних і кускових вантажів через гартівні, нагрівальні, випалювальні та сушильні печі; для випічки хлібних і кондитерських виробів; у мийних, зневоднює, охолоджувальних, сортувальних установках; в камерах шокового заморожування продуктів; при виробництві скляних і керамічних виробів.
Сітчасті стрічки виконуються плоскими без бортів і з бортами висотою 90-100 мм, збираються з окремих дротяних елементів (ланок), володіють високою міцністю, малою подовженням, рівної міцністю, як в стиках, так і в будь-якому іншому перетині і можуть огинати барабани малого діаметра . Металеві конвеєрні сітки знаходять широке застосування в сучасній промисловості, широкий діапазон температур від -60 ° С до +1200 ° С і різні варіанти конструкції дозволяють використовувати конвеєрні сітки в тих умовах, коли інші матеріали не працюють.
Полімерні конвеєрні стрічки мають рельєфну робочу поверхню і призначені для використання на похилих транспортерах, так як мають низький коефіцієнт ковзання, основна сфера застосування - конвеєри для упакування, транспортування вантажів з нерівною (необробленої) поверхнею і органічних продуктів розсипом. Підбір матеріалу стрічки здійснюється в залежності від області застосування: поліпропілен, поліетилен, ацетат, нейлон.
Різні добавки до складу полімерів дозволяють підібрати стрічку, яка буде відповідати необхідним умовам експлуатації: стійкість до високих (+150 ° С) або низьким (-70 ° С) температур, вологості, абразивності або можливості порізів; стійкість до мінеральних масел і жирів, хімічна стійкість, антистатичність.
Полімерні конвеєрні стрічки застосовуються в різних галузях промисловості: харчової, текстильної, деревообробної, аерокосмічної, нафтохімічної, в машинобудуванні та ін.
Перевагами полімерних стрічок
є висока якість, забезпечується використанням
високотехнологічних
Модульні полімерні стрічки є досить перспективними і застосовуються для транспортування конвеєрами продуктів харчової, легкої, деревообробної, текстильної промисловості, поліграфічного виробництва, упаковки та в кондитерській промисловості.
Модульні стрічки (мал. 2.5)
виконуються з термопластичних
пластмасових модулів, які сполучені
між собою міцними
Рис. 2.5. Модульні полімерні стрічки
При використанні модульних стрічок є можливість зміни довжини стрічки додаванням або видаленням модулів при її поступовому витягуванні, нарощуванні або скороченні довжини самого конвеєра.
Перевагами модульних полімерних стрічок є велика кількість і різноманітність їх типів; широкий діапазон робочих температур (від -70 ° С до +190 ° С); зручність монтажу і демонтажу; великий діапазон варіювання площі контакту продукту з стрічкою (від 10% до 90 %); можливість обробки миючими гарячими і активними розчинами; допуск до контакту з харчовими продуктами (нетоксичні); стійкість до хімічних речовин.
2.2. Натяжні пристрої
Натяжні пристрої (рис. 2.6, 2.7) служать для забезпечення початкового натягу тягового елемента; обмеження провисання тягового елемента між опорними пристроями; компенсації витяжки тягового елемента в процесі експлуатації.
Натяжні пристрої за способом дії і конструкції класифікують на механічні; пневматичні; гідравлічні; вантажні; лебідкові.
Переваги механічних натяжних пристроїв: простота конструкції; малі габаритні розміри; компактність. Недоліки механічних натяжних пристроїв: змінне значення натягу і можливість надмірного натягу тягового елемента; жорсткість кріплення і відсутність рухливості при випадкових перевантаженнях; необхідність періодичного спостереження і підтягування.
Пневматичні і гідравлічні натяжні пристрої мають малі габаритні розміри, але вимагають установки спеціального обладнання для подачі під постійним тиском повітря або масла.
Переваги вантажного натяжного пристрою: наводиться під дією вільно висить вантажу; автоматично забезпечує постійне зусилля натягу; компенсує зміни довжини тягового елемента; зменшує пікові навантаження при перевантаженнях.
Рис. 2.6. Натяжні пристрої:
а - хвостове вантажне; б - проміжне вантажне; в - гідравлічне;
г - гвинтове; д - пружинно-гвинтове
Недоліки вантажного натяжного пристрою: великі габаритні розміри; велика маса вантажу для потужних і довгих стрічкових конвеєрів.
Рис. 2.7. Схеми натяжних пристроїв:
а, б - гвинтові; в - візкового вантажне; г - пневматична (гідравлічне);
д - пружинно-гвинтовий; 1 - поворотний пристрій; 2 - тяговий елемент;
3 - вісь поворотного пристрою; 4 - повзуни; 5 - натяжний механізм
2.3 Барабани
У стрічкових конвеєрах розрізняють
приводні, кінцеві, натяжні і відхиляючі,
службовці для зміни напряму
руху стрічки, барабани (рис.2.8). Чим
більше діаметр барабана, тим менше
напруга від вигину стрічки і
тим більше термін її служби. При
експлуатації стрічок встановлено,
що гумовотканинну стрічку зазвичай
доводиться замінювати через її розшаровування,
яке походить від багаторазових
вигинів стрічки на барабанах. Барабани
стрічкових конвеєрів уніфіковані.
В якості основної характеристики,
використовуваної при виборі барабанів
з встановленого ряду типорозмірів,
прийнята навантажувальна здатність
барабана. Для неприводних барабанів
навантажувальна здатність
Рис.2.8. Барабани: а-приводний, б-хвостовій і відкланявся; в, г-з футеровкою.
2.4. Підтримуючі роликоопори
Щоб стрічка під впливом власної сили тяжіння і ваги вантажу не провисала, на рамі конвеєра встановлюють підтримуючі роликоопори. Ролики є самими численними елементами конвеєрів. Їх щорічно випускають мільйони штук. Від надійної і довговічної роботи роликоопор залежать у великій мірі надійність і довговічність всієї машини, а також споживана нею енергія, експлуатаційні витрати і т. п.
Розрізняють: легкого, важкого типу; гумовані; амортизуючі; дискові та інші роликоопори.
2.5. Приводи конвеєрів.
Призначення приводу - забезпечити рух тягового елемента конвеєра з вантажем. Створення необхідної тягової сили конвеєра забезпечується силою тертя, що виникає між стрічкою і поверхнею приводного барабана.
Привід (рис.2.9) складається з двигуна 1, редуктора 3, вала приводного барабанного конвеєра 5, а також клинопасової передачі 2, муфти 4, що з'єднують двигун з редуктором і редуктор з валом барабана.
Рис.2.9. Схема приводу конвеєра.
Стрічкові конвеєри можуть мати наступні види приводів: одиничний головний однобарабанна або двобарабанні, роздільний (на головному і хвостовому барабанах) і комбінований – двохбарабанні в головній частині і однобарабанна в хвостовій частині. На довгих і важконавантажених конвеєрах для подолання місцевих і лінійно розподілених опорів необхідно дуже велике натяг S стрічки, що веде до збільшення потужності приводу і маси рухомих елементів конвеєра і вимагає подальшого збільшення натягу.
2.6 Завантаження конвеєрів
Завантажувальний пристрій має забезпечити плавну подачу вантажу на рухому стрічку, при цьому для попередження пошкодження та зношування стрічки швидкість подачі вантажу і напрямок його руху повинні бути близькі до швидкості і напряму руху завантажуваної стрічки. Конвеєр можна завантажити в будь-якій точці його траси. Проте зазвичай завантаження виробляють близько хвостового барабана. Насипні вантажі зазвичай завантажують за допомогою воронки і лотка, що встановлюється під лійкою. Ширина лотка в початковій частині В1 = 0,5 В і в кінцевій частині В2 = (0,6-0,7) В, де В - ширина конвеєрної стрічки. Після виходу з лотка вантаж розсипається по стрічці і займає ширину, приблизно рівну 0,8 В.
Рис.2.10. Завантаження конвеєра.
При транспортуванні вантажів
(крім вугілля) з шматками розміром
понад 80 мм завантажувальні пункти
необхідно обладнати
Штучні вантажі подаються на конвеєр за допомогою напрямних лотків або безпосередньо укладаються на нього.
Насипні вантажі подаються
за допомогою бункера і
Найбільш простим і
зручним способом розвантаження
конвеєрів, що не вимагає спеціальних
пристроїв, є скидання вантажу з
кінцевого барабана, (рис.2.11, а). Проте
у ряді випадків виникає необхідність
здійснювати розвантаження в
різних точках по довжині конвеєра.
Наприклад, у ливарному виробництві
одним конвеєром подають
Рис.2.11 Розвантаження конвеєра.
3. Розрахунок стрічкового конвеєра
3.1. Вихідні дані для проектування:
Вантаж - гравій.
Характеристики вантажу:
- Насипна щільність с =1,6 т/м3;
- Кут природного укосу в спокої φ= 40;
- Кут природного укосу в русі ;
- Коефіцієнт тертя вантажу по гумі в спокої kп = 0,9;
- Коефіцієнт тертя в русі kдв = 0,90,5= 0,45.
- Група абразивності В.
Продуктивність конвеєра Q = 30 т / ч.
Довжина горизонтальної ділянки .
Горизонтальна проекція похилої ділянки
Кут підйому похилої ділянки конвеєра β = 12 °.
Вертикальна проекція похилої ділянки:
Розрахувати розміри стрічки та конвеєра, опір руху і натяг стрічки, потужність приводу з урахуванням пускових навантажень.
Рис.3.1. Схема конвеєра.
3.2. Вибір типу і матеріалу стрічки
Тип стрічки, матеріал тканинних прокладок і їх число попередньо
визначають за рекомендаціями довідника.
Табл.3.1.Характерістіка обраної гумовотканинною стрічки:
Вид тягового каркасу |
Клас |
|||||
Міцність тягового |
міцності резини |
Границя пружності резинових прокладок на розрив, МПа | ||||
Тип |
Характери- |
Основа и |
Основа и стік з поліамідних ниток | |||
2 |
Двостороння резинова |
БКНЛ-100 |
ТА-100, ТК-100 |
100 |
В
|
20
|
Табл.3.2 - Товщина тягових тканинних прокладок каркаса стрічки
Номінальна |
Товщина тканинної прокладки Г, мм | |
з резиновою прослойкою |
без резинової прослойки | |
Основа и стік з син- |
Основа и стік з комбі- | |
200 |
1,4 |
1,6 |
150 |
1,3 |
1,4 |
100 |
1,2 |
13 |
65 |
1,2 |
1,2 |
Табл. 3.3 - Кількість тягових прокладок для стрічок різних типів
Ширина стрічки В, мм |
Кількість тягових прокладок i, для стрічок типів 2, 3, 4 при різній питомій номінальній пружності. Н/мм | |||||||
2 |
3 |
4 | ||||||
200 |
150 |
100 |
65 |
100 |
65 |
100 |
65 | |
300...500 |
- |
- |
3 |
3...5 |
- |
3...5 |
1...2 |
1...2 |
650 |
- |
3...4 |
3...5 |
3...6 |
3...4 |
3...6 |
1...2 |
1...2 |
800 |
3...6 |
3...6 |
3...8 |
3...8 |
3...5 |
3...8 |
1...2 |
1...2 |
1000 |
3...6 |
3...8 |
3...8 |
3...8 |
3...6 |
3...8 |
1...2 |
1...2 |
Табл. 3.4 - Товщина зовнішніх гумових прокладок
Тип |
Поверхня |
Номінальна товщина зовнішніх
обкладок для | |||||||||
Б |
В |
С | |||||||||
2 |
робоча |
8.0 |
6.0 |
4,5 |
3.0 |
6.0 |
4,5 |
3,0 |
3,0 | ||
неробоча |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
2,0 |
1,0 |
1,5 | |||
3 |
робоча |
- |
2,0 |
3,0; |
2,0 |
||||||
4 |
робоча неробоча |
- |
- |
3.0 |
2.0 |
1,0 | |||||
1,0 |
1,0 |
1,0 | |||||||||
З урахуванням властивостей вантажу з таблиць наведених вище вибираємо прокладку БКНЛ-100 з комбінованих ниток, міцність на розрив q = 100 Н / мм, товщина прокладки t = 1,6 мм, кількість прокладок i = 3. Товщина гумових обкладок: робочої сторони 3 мм, зворотної 2 мм. Товщина стрічки за формулою:
Попередньо приймаємо
товщину стрічки δ = 10 мм.
3.3 Визначення
ширини стрічки і форми