3.3. Основные элементы конвейеров

Тяговые элементы. В качестве тяговых элементов конвейеров служат ленты, цепи и канаты.

Наиболее часто применяемые ленты делят на прорезиненные и стальные холоднопокатаные. Резинотканевая лента (рис. 3.14, а) состоит из нескольких пропитанных резиной тканевых прокладок. Сверху и снизу лента покрыта обкладками из резины: рабочей поверхности, обращенной к транспортируемому грузу, и нерабочей поверхности, обращенной к роликоопорам грузовой ветви.

Тканевые прокладки изготовляют из комбинированного (полиэфирного хлопчатобумажного) или синтетического волокна, состоящего из полиамидных или поли эфирных нитей (ГОСТ 20-76) (табл. 3.9).

Рис.3.14. Конвейерные ленты

Резинотросовые ленты (рис.3.14, б) состоят из стальных тросов, покрыты с обеих сторон резиной, в которой завулканизированы тканевые прокладки, обеспечивающие прочность ленты в поперечном направлении, стойкость к ударным нагрузкам (на пробой) и каркасность (т.е. необходимую изгибную жесткость в поперечном направлении).

Стальная холоднокатаная лента имеет толщину 1 мм и ширину до 800 мм; более широкие ленты собирают из отдельных стальных полос, соединяемых продольными клепочными швами.

В конвейерах с тяговым органом используют цепи пластинчатые, круглозвеньевые разборные, крючковые, вильчатые и др. При легких режимах работы применяют простые пластинчатые шарнирные (безвтулочные) цепи: штыревые, роликовые и катковые (рис. 3.15, а-г ). Их звенья образуются из пластин, свободно надеваемые на концы валиков. Из-за небольшой площади их шарнира возникают высокие удельные нагрузки в шарнирах быстрый износ при повышенных скоростях и больших тяговых усилиях.

При средних и тяжелых режимах работы используют втулочные, втулочно- роликовые и втулочно-катковые цепи. Основные параметры и размеры цепей приведены в табл. 3.10, 3.11. Для конвейеров и элеваторов широко применяются также роликовые длинно- звенные цепи (ГОСТ 4267-78), состоящие из специальных звеньев с лапками, предназначенными для крепления рабочих органов (ковшей, планок, гребенок и т.д.).

Цепи со специальными звеньями изготавливаются следующих типов: 1 - с двумя лапками, лежащими в плоскости, параллельной осям шарниров звена (исполнения 1 и 3); 2 - с двумя лапками, лежащими в плоскости, перпендикулярной осям шарниров звена (исполнения 1 и 2); 3 - с одной лапкой, лежащей в плоскости, паралельной осям шарниров звена; 4 - с одной фигурной лапкой, лежащей в плоскости, параллельной осям шарниров звена (исполнения 1 и 2).

Основные параметры и размеры цепей приведены в табл. 3.12.

Достоинствами тяговых пластинчатых цепей являются: простота изготовления на универсальном оборудовании и экономичность в массовом производстве; простота крепления рабочих органов; высокая точность изготовления, обусловливающая возможность применения их при больших скоростях движения; высокие прочность износостойкость, обеспечиваемые термической обработкой и благоприятным распределением нагрузки в шарнирах. К недостаткам относятся: потеря подвижности закрытых шарнирах (втулочные цепи) при работе в порошкообразных и коррозионных средах, отсутствие пространственной гибкости, сложность обеспечения неподвижных соединений деталей шарниров с пластинами.

Рис. 3.15. Тяговые пластинчатые цепи; 1 - валик; 2 и 3 - втулки; 4 и 5 - катки; 6 - 7 пластины

Круглозвенные сварные тяговые цепи (ГОСТ 2319-81) изготовляются калиброванными (СК) и некалиброванными (СН). Основные параметры цепей приведены табл. 3.13. Цепи изготовляются из круглой горячекатанной стали по ГОСТ 2590-71 калиброванной стали по ГОСТ 7417-75, Пример условного обозначения калибро ванной цепи d = 16 мм, t_Ц = 44 мм: "Цепь СК 16Х 44, ГОСТ 2319-81" и некалиброванной цепи d = 6 мм, t_Ц = 19 мм: "Цепь СН 6X19, ГОСТ 2319-81".

Высокопрочные сварные круглозвенные цепи предназначены для работы в качестве тяговых органов конвейеров, комбайнов и других машин. Цепи изготовляются следующих классов прочности: А₁, В₁, С и D.

Основные размеры и показатели прочности и усталостной долговечности цепи ответствуют указанным в табл, 3.14 и 3.15.

Пример условного обозначения цепи с d = 18 мм, t_Ц = 64 мм, класса прочности С, степени точности 2; "Цепь круглозвенная 18X64 - С2, ГОСТ 9445-70",

Достоинствами круглозвенных цепей являются: простота конструкции, наивысшая прочность единицы массы (у термообработанных деталей), пространственная гибкость, наличие открытого самоочищающегося шарнира. К недостаткам относятся: изготовление на узкоспециализированном дефицитном оборудовании, малая площадь контакта звеньев и связанный с этим повышенный износ, относительно невысокая точность изготовления, ограничивающая возможность использования при высоких скоростях движения, сложность крепления рабочих органов, пониженная прочность и сложность изготовления соединительных звеньев. Несмотря на указанные недостатки, с появлением термически обработанных круглозвенных цепей, износостойкость которых во много раз выше термически необработанных, их применение в транспортирующих машинах непрерывно расширяется как при относительно легких, так и при весьма напряженных режимах работы.

Разборные цепи из кованых (горячештампованных) звеньев (табл. 3.16) получили преимущественное применение в конвейерах с пространственными и искривленными трассами (подвесные конвейеры, переносные разборные скребковые конвейеры угольных шахт). С ростом потребности в разборных цепях появились конструктивные варианты таких цепей с деталями, изготовленными на универсальном оборудовании: холодноштампованиые с фиксированными валиками (рис.3.16,а) и с вращающимися валиками. Полузвеньями этих цепей являются обычные холодно - штампованные пластины, искривленные для увеличения угла поворота в плоскости шарнира (внутренние полузвенья на рис.3.16,б).

Достоинствами разборных цепей являются; простота сборки и разборки, подвижность в двух взаимно перпендикулярных направлениях, наличие открытого шарнира, простота крепления рабочих органов. К недостаткам кованых цепей относятся: сложность технологического процесса, узкое применение специализированного оборудоваиия невысокая точность изготовления.

Рис. 3.16. Разборные цепи: 1 и 2 - пластины; 3 - валик

Крючковые цепи образуют из литых или холодноштампованных звеньев, имеющих форму рамки с открытым крючком, зацепляющимся за противоположную сторону рамки соседнего звена. Крючок и взаимодействующую с ним часть звена выполняют таким образом, чтобы сборка и разборка цепи были возможны лишь при строго определенном взаимном положении соседних звеньев (под большим углом наклона друг к другу). Благодаря этому исключается саморазборка цепи.

Достоинствами крючковых цепей являются: простота получения любой формы литого звена, удобной для крепления рабочих органов, наличие открытого шарнира, простота изготовления холодноштампованных звеньев. К недостаткам можно отнести низкую прочность цепи из-за отгиба крючков и дефектов в отливках и штамповках, поэтому цепи этого типа применяют только при небольших нагрузках. Вильчатые цепи (по ГОСТ 12996-79) предназначены для работы в качестве тяговых органов скребковых конвейеров с погруженными скребками, питателей и других подъемно-транспортных машин и механизмов. Цепи (рис. 3.17) изготовляются нескольких типов; P₁ - разборная, с фиксацией пальца проволочным шплинтом; Р₂ - легкоразборная, с фиксацией пальца штифтом-шпонкой; Р₃ - разборная, с фиксацией пальца проволочным шплинтом, реверсивная.

Рис. 3.17. Вильчатые цепи; 1 - звено; 2 - палец; 3 - шплинт; 4 - шайба; 5 - штифт-шпонка

Существует две категории прочности цепи: нормальная (Н) и высокая (В). Основные параметры и размеры вильчатых цепей приведены в табл.3.18.

Цепи выбирают по разрывному усилию:

, где S_расч - расчетное усилие, z - число параллельных рабочих ветвей;
c_Н - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между параллельными ветвями, c_Н = 1,1 / 1,25;
n - коэффициент запаса прочности; для пластинчатых цепей n = 5/6 и n = 7/10 соответственно для горизонтальных и пологонаклонных конвейеров, и конвейеров, имеющих крутонаклонные участки; для разборных цепей n = 10/14 и n = 10/15; для сварных цепей n = 104/15 и n = 15/20 соответственно с термообработкой и без нее.

Канаты применяют в качестве тягового органа ленточных конвейеров, лента которых служит только несущим органом, в канатно-дисковых конвейерах, в желобе которых груз перемещается с помощью дисков, прикрепленных к канатам; в грузоведущих конвейерах. Достоинством канатов являются: возможность перемещения груза с высокими скоростями, низкая стоимость канатов по сравнению с цепями и лентами. К недостаткам канатов относятся: остаточное удлинение в процессе эксплуатации и необходимость применения шкивов большого диаметра. Запас прочности канатов 5 - 7,5.

Опорные и поддерживающие устройства. Опорными устройствами для лент и реже для пластинчатого настила служат стационарные ролики, обеспечивающие большой срок службы несущего органа и малое сопротивление его передвижению. При транспортировании штучных грузов и пассажиров ленточные конвейеры иногда снабжают опорами скольжения в виде неподвижного настила для обеспечения плавного движения ленты без вертикальных смещений, вызываемых прогибом ленты в межопорных промежутках под действием массы груза. Ходовые катки служат опорными элементами пластинчатого настила, скребков, ковшей, ступеней эскалаторов, несущих цепей, тележек подвесных, тележечных и грузоведущих напольных конвейеров.

К опорным устройствам принадлежат направляющие и подвесные пути, а также станины конвейеров. У скребковых конвейеров цепи иногда снабжают вместо ходовых роликов (катков) ползунами, перемещающимися по неподвижным направляющим путям. Опорным элементом цепей конвейеров сплошного волочения является непосредственно днище желоба. Приводы конвейеров с гибким органом подразделяют на фрикционные и с зубчатым зацеплением. Во фрикционных приводах тяговое усилие передается на гибкий орган силой трения его о приводной барабан или блок. Фрикционный привод применяют для лент, канатов и реже для цепей. Привод с зубчатым зацеплением применяют для цепей и реже для канатов с закрепленными на них муфтами. Различают приводы со звездочками (угловые) и гусеничные. Первые устанавливают в местах поворота цепи на угол 90-180°, а гусеничные приводы располагают на прямолинейных участках гибкого органа.

В зависимости от числа приводов на трассе конвейера различают конвейеры одноприводные и многоприводные. Применение нескольких приводов позволяет, как правило, снизить максимальное натяжение гибкого органа. При определении рационального места установки приводов по трассе конвейера основным критерием служит достижение в этом месте наименьшего натяжения гибкого органа.

Основными элементами приводов конвейеров являются: двигатели (электрические, внутреннего сгорания, гидравлические), муфты (упругие, зубчатые), редукторы и тормоза. В узлы приводов включаются также стопоры и ограничители крутящего момента.

Передача тягового усилия на гибкий тяговый орган конвейеров осуществляется приводными органами, к которым относятся барабаны, звездочки и шкивы.

Натяжные устройства. Натяжные устройства служат для создания необходимого минимального натяжения гибкого органа. Эти устройства разделяют на грузовые, механические, гидравлические и пневматические. Минимальное натяжение гибкого органа обусловливается необходимостью ограничения стрелы прогиба провисающих участков, динамическими процессами, тяговой способностью фрикционного привода и т.п.

По расположению грузовые устройства делят на хвостовые, расположенные в хвосте конвейера, и промежуточные. Достоинством грузовых натяжных устройств является автоматическая компенсация удлинения тягового органа и поддержание постоянного его натяжения в процессе эксплуатации. Недостатками грузовых натяжных устройств являются их громоздкость и неудобство применения в передвижных машинах из-за большой массы этих устройств. Месторасположение натяжной звездочки или блока влияет на натяжение цепи, и его выбирают с учетом динамических усилий.

Механические устройства подразделяют на шпиндельные, шпиндельно-пружинные, реечные и лебедочные. Шпиндельные устройства применяют у ленточных конвейеров малой длины (до 60 мм).

Шпиндельно-пружинные устройства используют в цепных конвейерах для амортизации случайных пиковых усилий в цепи, которые возникают, например, при попадании куска груза между цепью и звездочкой. Наличие пружины, на которую опирается гайка шпинделя, позволяет в таких случаях избежать обрыва цепи, Реечное устройство подобно шпиндельному, но вместо винта имеет рейку, взаимо- действующую с шестерней, вращаемой с помощью рукоятки. Лебедочное натяжное устройство по принципу действия подобно грузовому, но в нем груз заменен автоматической лебедкой, поддерживающей постоянство натяжения гибкого органа конвейера.

Загрузочные и разгрузочные устройства. Насыпные грузы на ленточные и пластинчатые конвейеры подаются через загрузочные воронки (см. рис. 4.14), подводящие материал к центру рабочего органа и устраняющие просыпь в загрузочном пункте. Элеваторы, скребковые, ковшовые и винтовые конвейеры принимают насыпной груз через загрузочные патрубки.

Пластинчатые конвейеры разгружаются через вал головных звездочек или при помощи промежуточных плужковых сбрасывателей. Скребковые и винтовые конвейеры принимают транспортируемый груз через загрузочные отверстия в крышке желоба, а выдают его через выпускные отверстия в днище желоба.

Очистительные устройства. В обеспечении надежной работы конвейеров важное значение имеют автоматические очистительные устройства: вращающиеся барабанные щетки, скребки для очистки лент и цепей от частиц налипшего на них материала, скребки для очистки поверхности барабанов, плужковые сбрасыватели для удаления с холостой ветви ленты грязи и посторонних предметов и т.п.