Машины непрерывного транспорта

Машины непрерывного транспорта широко применяются везде, где требуется перемещать на определенное расстояние в горизонтальной, наклонной или вертикальной плоскости различные сыпучие или штучные грузы. Их используют на горнодобывающих предприятиях, объектах металлургической и химической промышленности, в сельском и складском хозяйстве, на транспорте. Многие современные машины непрерывного транспорта имеют конструкцию, позволяющую им перемещаться в различных плоскостях, благодаря чему достигается высокая степень их мобильности.

К такому классу оборудования, как машины непрерывного транспорта, относятся такие устройства, как ленточные, пластинчатые, ковшовые и винтовые конвейеры, а также пневматические и самотечные (гравитационные) транспортеры. Они имеют свои конструктивные особенности и собственную сферу применения.

Пожалуй, самые универсальные машины непрерывного транспорта – это ленточные конвейеры. Схематично они представляют собой металлические рамы с установленными на ней ведущим и ведомыми колесами, между которыми располагается бесконечная резинотканевая лента. Для того чтобы она не провисала, эти машины непрерывного транспорта снабжаются поддерживающими барабанами, а лента приводится в движение при помощи электродвигателя, соединенного с ведущим колесом специальной трансмиссией. Поверхность ленты может быть как гладкой, так и рифленой, причем в последнем случае угол наклона транспортера по отношению к горизонтальной площади может составлять до 35° . При помощи ленточных транспортеров осуществляется перемещение мелкофракционных строительных материалов (щебня, гравия, песка), а также различных штучных грузов, имеющих относительно небольшую массу и габариты.

На горнодобывающих предприятиях широко распространены такие машины непрерывного транспорта, как пластичные конвейеры, грузонесущие полотна которых состоят из небольших плоских или рифленых стальных элементов, прикрепленных к цепному тяговому органу. Пластины снабжены роликами, которые перекатываются по специальным направляющим. Привод пластинчатых конвейеров осуществляется от вала, оборудованного звездочкой и вращаемого через редуктор с помощью электродвигателя. Основными преимуществами, которые имеют эти машины непрерывного транспорта, являются довольно высокая грузоподъемность и возможность установки в местах с малыми радиусами закруглений трасс.

В тех случаях, когда необходимо осуществить транспортировку сыпучих грузов в вертикальном направлении, используют ковшовые транспортеры. Их тяговые рабочие органы представляют собой прочные цепи, к звеньям которых прикреплены ковши. Эти машины непрерывного транспорта имеют в своей конструкции приводные звездочки, оборудуемые храповыми механизмами для предотвращения их вращения в обратном направлении. Ковшовые транспортеры чаще всего используются на элеваторах, предприятиях металлургической промышленности и индустрии строительных материалов.

Винтовые конвейеры, используемые на предприятиях мукомольной, комбикормовой и химической промышленности, а также промышленности строительных материалов, представляют собой машины непрерывного транспорта, основными рабочими органами которых являются шнеки. С их помощью осуществляется транспортировка сыпучих грузов на расстояние до 40 метров в горизонтальном и до 30 метров в вертикальном направлениях.

При помощи пневматических транспортеров производится перемещение древесных опилок, шлака, цемента, других сыпучих, а также некоторых штучных грузов на расстояние до 2000 метров. Эти конструкции состоят из всасывающих, нагнетательных установок, герметичных труб и коробов. Самотечные транспортеры представляют собой оборудование, которое производит перемещение сыпучих грузов сверху вниз вертикально или под углом за счет силы гравитации. Такие устройства представляет собой хорошо рассчитанную комбинацию труб, коробов, бункеров, колен и перекидных клапанов. Для своей работы они не требуют никаких затрат энергии и используются чаще всего в промышленности для транспортировки строительных материалов, на зернохранилищах и элеваторах.

Машины непрерывного транспорта

Классификация и основные виды транспортирующих машин

Транспортирующие машины различаются:

по способу передачи перемещаемому грузу движущей силы:
действующие при помощи механического привода;
самотечные устройства, в которых груз перемещается под действием собственной силы тяжести;
устройства пневматического и гидравлического транспорта, в которых движущей силой является поток воздуха или струя воды

по характеру приложения движущей силы и конструкции: с тяговым элементом (лентой, цепью, канатом); без тягового элемента

по роду перемещаемых грузов: для насыпных и для штучных грузов

по направлению и трассе перемещения грузов:
вертикально замкнутые, которые располагаются в вертикальной плоскости и перемещают грузы по трассе, состоящей из одного или нескольких прямолинейных отрезков;
горизонтально замкнутые, которые располагаются в одной горизонтальной плоскости на одном горизонтальном уровне по замкнутой трассе;
пространственные, которые располагаются в пространстве и перемещают грузы по сложной пространственной трассе с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками

По характеру движения грузонесущего (рабочего) элемента различают конвейеры с непрерывным движением; с периодическим (пульсирующим) движением (поступательное, возвратно-поступательное, вращательное, колебательное)

Способы перемещения грузов

На непрерывно движущемся несущем элементе в виде сплошной ленты или настила (ленточные, пластинчатые, цепенесущие конвейеры);
В непрерывно движущихся рабочих элементах в виде ковшей, коробов, подвесок, тележек (ковшовые, подвесные, тележечные, люлечные конвейеры, эскалаторы, элеваторы);
Волочением по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками (скребковые конвейеры);
Волочением (проталкиванием) по неподвижному желобу вращающимися винтовыми лопастями (винтовые конвейеры);
Пересыпанием и продольным перемещением во вращающейся трубе – гладкой или с винтовыми лопастями (транспортные трубы);
Скольжением под действием сил инерции или перемещением микробросками по колеблющемуся желобу или трубе (качающиеся инерционные и вибрационные конвейеры);
На колесах или на тележках по путям, уложенным на полу помещения вне конструкции конвейера (грузоведущие конвейеры);
Поступательный перенос на отдельные фиксированные участки по длине (шагающие конвейеры);
В закрытой трубе непрерывным потоком во взвешенном состоянии в струе движущегося воздуха или отдельными порциями под действием струи воздуха (установки пневматического транспорта, пневмопочта, пневмоконтейнеры);
В желобе или трубе под действием струи воды (установки гидравлического транспорта);
Перемещением ферромагнитных грузов в трубе или желобе под действием бегущего магнитного поля (соленоидные конвейеры)

Характеристика производственных, температурных и климатических условий окружающей среды

При проектировании и эксплуатации машин непрерывного транспорта необходимо учитывать производственные, температурные и климатические условия окружающей среды. Окружающая среда характеризуется составом и массовой концентрацией пыли, влажностью воздуха, насыщением его парами химических веществ, газами, вредно действующими на детали конвейера; температурой (климатическими условиями); пожаро — и взрывоопасностью

Исполнения конвейеров для районов с климатом:
У – умеренным;
ХЛ – холодным;
ТВ – влажным тропическим;
ТС – сухим тропическим;
Т – сухим и влажным тропическим;
О – общеклиматическое исполнение (на суше).
Если конвейер располагается в нескольких помещениях с различными производственными и температурными условиями, то в качестве расчетной базы применяют наихудшие условия эксплуатации

Характеристика транспортируемых грузов

Насыпные грузы – это массовые навалочные кусковые, зернистые, порошкообразные и пылевидные материалы, хранимые и перемещаемые навалом (руда, уголь, торф, щебень, зерно, песок, цемент)

Свойства насыпных грузов: кусковатость (размер и форма частиц); плотность; влажность; угол естественного откоса; подвижность частиц; абразивность; крепость; коррозионность; липкость; ядовитость; взрывоопасность; способность самовозгораться, слеживаться, смерзаться

Кусковатость (гранулометрический состав) – это количественное распределение частиц груза по крупности

Насыпной груз подразделяется на следующие группы:
пылевидный (цемент) до 0,05 мм
порошкообразный (мелкий песок) 0,05–0,49 мм
зернистый (зерно) 0,5–9 мм
мелкокусковой (щебень) 10–60 мм
среднекусковой (уголь) 61–199 мм
крупнокусковой (руда) 200–500 мм
особо крупнокусковой (камни, валуны) более 500 мм

Плотность груза – это отношение его массы к занимаемому объему

Распределение насыпных грузов по плотности

Группы грузов	Плотность ρ, т/м 3
Легкие (торф, кокс, мука, древесные опилки)	До 0,6
Средние (зерно, каменный уголь, шлак)	0,6 – 1,6
Тяжелые (порода, гравий, щебень, песок)	1,6 – 2,0
Особо тяжелые (руда, камень)	2,0 – 4,0

Влажность насыпного груза ω_в (%) – это отношение массы содержащейся в грузе воды к массе высушенного груза:
ω_в = (m_в – m_с) 100 / m_с,
где m_в и m_в – массы порций влажного и просушенного грузов

Угол естественного откоса груза φ₀ – угол между образующей конуса из свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью
Различают углы естественного откоса груза в покое φ₀ и в движении φ, φ ≈ 0,35φ₀

Подвижностью частиц груза определяется площадь сечения груза на движущейся опорной плоскости (лента или настил конвейера)

Группы подвижности частиц грузов

Подвижность частиц груза	Насыпные грузы	Угол естественного откоса груза в покое φ0, град	Расчетный угол естественного откоса груза в движении φ, град
Легкая	Апатит, сухой песок, сухая галька, пылеуголь	30 – 35	10
Средняя	Влажный песок, формовочная земля, каменный уголь, камень, щебень, торф	40 – 45	15
Малая	Сырая глина, гашеная известь	50 – 56	20

Абразивность – это свойство частиц насыпного груза изнашивать со-прикасающиеся с ним во время движения рабочие поверхности. По степени абразивности насыпные грузы делятся на группы:
А – неабразивные;
В – малоабразивные;
С – средней абразивности;
D – высокой абразивности

Крепость (крепкость) груза характеризуется коэффициентом крепости:
k_кр = σ_сж / 10,
где σ_сж – предел прочности образца груза при сжатии (МПа)

Слеживаемость – способность насыпного груза (глина, соль, цемент) терять подвижность при длительном хранении

Липкость – способность насыпного груза (глина, мел) прилипать к твердым телам во влажном состоянии

Конвейерные ленты

Резинотканевая лента
Преимущества резинотканевой ленты: универсальность выполнения стыкового соединения; повышенная стойкость к продольным порывам; эластичность и высокая амортизационная способность при динамических нагрузках. Недостатки резинотканевой ленты: большое относительное удлинение (до 4%); увеличенные диаметры барабанов при большом числе прокладок

Резинотросовая лента
Преимущества резинотросовой ленты: высокая прочность; малое относительное удлинение при рабочих нагрузках (до 0,25%); повышенный срок службы. Недостатки резинотросовой ленты: большая масса; сложность выполнения стыкового соединения; склонность к продольным порывам и перегибам в вертикальной плоскости

Ленты серии WINPIPE — бесшовные резинотканевые ленты с гладкой и рифленой рабочей поверхностью, которые имеют абсолютно одинаковую толщину и прочность во всех частях ленты, исключительно прямолинейный пробег; улучшенную гибкость, которая позволяет использовать шкивы с меньшим диаметром. Бесшовные ленты выпускаются кольцами, длинной до 24 м, шириной до 2200 мм, прочность лент до 1250 Н/мм. Ленты серии WINPIPE применяются на конвейерных весах, магнитных сепараторах, ленточных питателях, дозаторах и другом оборудовании

Перфорированные ленты
Ленты-сито (перфорированные ленты) используются для обезвоживания сыпучих материалов, для пескоструйных и дробеструйных установок; усилены поперечными ребрами жесткости; изготавливаются из резины и полихлорвинила в открытом и в закольцованном исполнении

Металлические конвейерные ленты

Металлические конвейерные ленты выполняются сплошными стальными и проволочными (сетчатыми)

Стальные ленты изготавливают из углеродистой стали 65Г и 85Г и из коррозионностойкой стали и разделяют на: цельнокатанные шириной 400–1200 мм; продольно-стыкованные, соединенные из нескольких отдельных узких лент сваркой

Толщина стальных лент составляет 0,8–1,0 мм, прочность на разрыв 900 МПа. Стальную ленту из углеродистой стали применяют для транспортирования горячих грузов t = 120 ºС при неравномерном и до 500 ºС при равномерном нагреве в печи. Конвейеры со стальной лентой применяют на предприятиях пищевой промышленности; при производстве бетонных плит, листов пластмассы, в моечных, сушильных и холодильных установках; гладкая поверхность стальной ленты позволяет транспортировать на ней липкие и горячие грузы; концы стальной ленты соединяют внахлестку заклепками или сваркой. Стальная лента на 30% легче и почти в 5 раз дешевле прорезиненной (при равной ширине и прочности)

Сетчатые (проволочные) ленты применяются для транспортирования штучных и кусковых грузов через закалочные, нагревательные, обжиговые и сушильные печи; для выпечки хлебных и кондитерских изделий; в моечных, обезвоживающих, охладительных, сортировочных установках; в камерах шоковой заморозки продуктов; при производстве стеклянных и керамических изделий.
Сетчатые ленты выполняются плоскими без бортов и с бортами высотой 90–100 мм, собираются из отдельных проволочных элементов (звеньев), обладают высокой прочностью, малым удлинением, равной прочностью, как в стыках, так и в любом другом сечении и могут огибать барабаны малого диаметра. Металлические конвейерные сетки находят широкое применение в современной промышленности, широкий диапазон температур от –60°С до +1200°С и различные варианты конструкции позволяют использовать конвейерные сетки в тех условиях, когда другие материалы не работают

Полимерные конвейерные ленты имеют рельефную рабочую поверхность и предназначены для использования на наклонных транспортерах, так как имеют низкий коэффициент скольжения, основная область применения – конвейеры для упаковки, транспортирования грузов с неровной (необработанной) поверхностью и органических продуктов россыпью. Подбор материала ленты осуществляется в зависимости от области применения: полипропилен, полиэтилен, ацетат, нейлон

Различные добавки в состав полимеров позволяют подобрать ленту, которая будет соответствовать требуемым условиям эксплуатации: устойчивость к высоким (+150 °С) или низким (–70 °С) температурам, влажности, абразивности или возможности порезов; устойчивость к минеральным маслам и жирам, химическая устойчивость, антистатичность.
Полимерные конвейерные ленты применяются в различных областях промышленности: пищевой, текстильной, деревообрабатывающей, аэрокосмической, нефтехимической, в машиностроении

Преимуществами полимерных лент являются высокое качество, обеспечивающееся использованием высокотехнологичных материалов, которым могут быть заданы нужные свойства; экологически чистое сырье; широкий температурный диапазон (от –73 до +150 °С); удобство и легкость очистки

Модульные полимерные ленты применяются для транспортирования конвейерами продуктов пищевой, легкой, деревообрабатывающей, текстильной промышленности, полиграфического производства, упаковки и в кондитерской промышленности.
Модульные ленты выполняются из термопластичных пластмассовых модулей, которые соединены между собой прочными пластмассовыми стержнями, цельная конструкция из пластмассы обеспечивает долгий срок службы, кирпичное соединение создает возможность для сборки различной ширины и обеспечивает высокую боковую и диагональную прочность и жесткость

При использовании модульных лент имеется возможность изменения длины ленты добавлением или удалением модулей при ее постепенном вытягивании, наращивании или сокращении длины самого конвейера.
Преимуществами модульных полимерных лент являются большое количество и разнообразие их типов; широкий диапазон рабочих темпера-тур (от –70°С до +190°С); удобство монтажа и демонтажа; ремонтнопригодность; большой диапазон варьирования площади контакта продукта с лентой (от 10% до 90%); возможность обработки моющими горячими и активными растворами; допуск к контакту с пищевыми продуктами (нетоксичны); устойчивость к химическим веществам