Ленточный конвейер

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Одним из наиболее прогрессивных видов транспорта, обеспечивающих высокую производительность при больших грузопотоках, является конвейерный транспорт. В современном  производстве конвейеры являются неотъемлемой частью технологического процесса, они  регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению  производительности труда, позволяют  решать вопросы комплексной механизации  транспортно-технологических процессов. Непосредственная связь конвейерных  машин с общим технологическим  процессом производства предъявляет  к ним особые требования в отношении  прочности и способности работать в автоматических режимах.

Вновь проектируемые конвейеры  должны быть достаточно прочными, надежными, долговечными и экономичными в эксплуатации, а изготовление их следует осуществлять с наименьшими затратами труда  и материалов.

Конвейерный транспорт имеет значительные преимущества перед традиционным автомобильным  и железнодорожным: работник не участвует  в собственно транспортном процессе, а занят только обслуживанием  механизмов, что обеспечивает более  высокую производительность труда  и его безопасность; требуется  использование только электрической  энергии, тогда как колесный транспорт  потребляет в основном более дорогое  натуральное органическое топливо. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. НАЗНАЧЕНИЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЕРА

 

 

Ленточный конвейер — (англ. belt conveyor) транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты.

Ленточный конвейер является наиболее распространённым типом транспортирующих машин, он служит для перемещения  насыпных или штучных грузов. Применяется на промышленных производствах, в рудниках и шахтах, в сельском хозяйстве. Груз перемещается по ленте в горизонтальной плоскости или под углом до 30° к горизонту.

Часто конвейерная лента является одной из частей транспортирующего  устройства. Ленточные конвейеры  бывают передвижными, переносными, поворотными  и стационарными. Стационарные машины применяют для перемещения большого количества материалов на расстояние от 30 до 3000 м., а передвижные и переносные машины – для перемещения небольшого количества материала на расстояние от 2 до 20м. В практике применяют последовательно  расположенные конвейеры для  перемещения материала на десятки  километров. Основное назначение стационарного  конвейера – перемещение материалов в горизонтальном направлении до 80м и в наклонном направлении  с подъемом 7м при полной длине  рамы.

Конвейеры являются составной, неотъемлемой частью современного технологического процесса, онн устанавливают и регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность, способствуют повышению производительности труда и увеличению выпуска продукции. Наряду с выполнением транспортно-технологических функций конвейеры являются основными средствами комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских операций.

На современных предприятиях конвейеры  используют в качестве:

высокопроизводительных транспортных машин, передающих грузы из одного пункта в другой на участках внутризаводского и, в ряде случаев, внешнего транспорта;

транспортных агрегатов мощных перегрузочных устройств (например, мостовых перегружателей, отвалообразователей  и т. п.) и погрузочно-разгрузочных машин;

машин для перемещения грузов-изделий  по технологическому процессу поточного производства от одного рабочего места к другому, от одной технологической операции к другой, устанавливая, организуя и регулируя темп производства и совмещая, в ряде случаев, функции накопителей (подвижных складов) и распределителей грузов-изделий по отдельным технологическим линиям;

машин и передаточных устройств  в технологических автоматических линиях изготовления и обработки  деталей и узлов изделий.

Тесная связь транспортирующих машин с общим технологическим  процессом производства обусловливает  высокую ответственность их работы и назначения. Поэтому конвейеры должны быть надежными (безотказными), прочными, удобными в эксплуатации и способными работать в автоматических режимах.

 

Ленточный конвейер для транспортирования сыпучих материалов среднекусковой железной руды используется в горнодобывающей промышленности, перерабатывающей, обогатительной. Он является неотъемлемой частью горнорудной промышленности.

 

 

 

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП  РАБОТЫ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЕРА

 

 

Несущим и тяговым органом ленточного конвейера является бесконечная  гибкая лента, опирающаяся своими рабочей  и холостой ветвями на роликовые  опоры  и огибающая на концах конвейера приводной  и натяжной  барабаны. У коротких конвейеров, предназначенных для штучных грузов, рабочая ветвь ленты может скользить по деревянному или металлическому настилу. Передача движения ленте осуществляется фрикционным способом от приводного барабана. Необходимое первоначальное натяжение на сбегающей ветви ленты создается натяжным барабаном при помощи натяжного устройства , которое в основном выполняют грузовым. Ленты загружают сыпучим материалом через загрузочную воронку, устанавливаемую обычно в начале конвейера у концевого барабана. Разгрузка ленты может быть концевой с приводного барабана или промежуточной, для чего используют передвижную разгрузочную тележку  или стационарные плужковые сбрасыватели. Направление потока, сбрасываемого с барабана материала, обеспечивается разгрузочной коробкой. 
Для очистки ленты с рабочей стороны от оставшихся частиц устанавливают вращающиеся щетки  (капроновые, резиновые) или неподвижный скребок. Для многих транспортируемых материалов установка очистного устройства является необходимой, так как прилипшие частицы, образуя на роликах холостой ветви трудноудаляемую неровную корку, могут привести к неравномерному их вращению и ускоренному износу ленты. Хорошо очищает ленту вращающийся барабан со спиральными скребками. 
Для сбрасывания случайно попавших на внутреннюю поверхность холостой ветви ленты частиц перед натяжным барабаном рекомендуется устанавливать дополнительный сбрасывающий скребок. Очистка ленты после приводного барабана необходима еще и потому, что прилипшие частицы, осыпаясь от встряхивания под каждой опорой холостой ветви, могут образовывать завалы, усложняющие эксплуатацию конвейера. 
Для центрирования обеих ветвей ленты и исключения ее чрезмерного поперечного смещения применяют различные центрирующие роликовые опоры. Привод барабана ленточного конвейера состоит из электродвигателя, редуктора и соединительных муфт. На поворотных участках ветвей трассы устанавливают роликовые батареи, обеспечивающие плавный перегиб ленты, или поворотные барабаны. 
Все элементы конвейера монтируют на металлоконструкции, прикрепляемой к фундаменту или к несущим частям здания. 
Металлоконструкции с приводным барабаном, приводом и разгрузочной коробкой называют приводной станцией. Элементы конструкции с натяжным устройством составляют натяжную станцию. Все остальное относится к средней части конвейера, которая выполнена из одинаковых линейных секций. Все линейные секции, переходные участки, приводная и натяжная станции соединены болтами. Как правило, для сыпучих грузов применяют многороликовые опоры, образующие желобчатую ленту. Такая форма ленты при одинаковой ширине и скорости позволяет получить более чем двукратное увеличение производительности. 
Двухбарабанные сбрасывающие тележки предназначены для промежуточной разгрузки только сыпучих материалов в стороны от ленты по одному из отводящих патрубков. Стационарные плужковые сбрасыватели можно использовать как для сыпучих, так и штучных грузов. Известны конструкции передвижных на тележках плужковых сбрасывателей. Помимо указанных выше элементов, конвейеры оборудуют стопорными устройствами или двухколодочными нормально закрытыми тормозами, а также размещенными на наклонных участках трассы ловителями ленты на случай ее обрыва, приспособлениями безопасности и автоматическими устройствами управления. 
Особенности конструкции конвейера зависят от типа применяемых лент. Ленточные конвейеры со стальной лентой при одинаковой с конвейерами общего назначения схеме отличаются от последних отдельными элементами конструкции из-за повышенной жесткости ленты. Барабаны для стальной ленты имеют большие размеры, а роликовые опоры выполнены в виде дисков на одной оси, пружинных роликов, настила с бортами или без бортов. Для конвейеров с проволочными лентами возможно применение опор с одним горизонтальным роликом. На этих конвейерах из-за неплотности ленты транспортируются в основном штучные грузы. Конвейеры с проволочными лентами могут работать при высокой температуре до 1100°. 
Стремление устранить ленту как тяговый орган привело к разработке канатно-ленточных конвейеров с двумя опирающимися на блоки тяговыми канатами и лежащей на них ленты с грузом. Сочетание ленты с тяговой цепью позволило создать ленточно-цепные конвейеры. Тяговая цепь у этого конвейера катится по направляющим блокам, а боковые части ленты опираются на наклонные поддерживающие ролики. 
При использовании ленточных конвейеров для подачи груза на большую высоту длина конвейера зависит от угла его наклона; чем круче конвейер, тем длина его меньше. Уменьшение длины конвейера снижает его стоимость и уменьшает занимаемую им площадь в производственном помещении или на территории обслуживаемого объекта. Поэтому для уменьшения длины и стоимости конвейера и в случае производственной необходимости применяют крутонаклонные и вертикальные конвейеры с большими углами наклона до 90°. Здесь можно отметить конвейеры с верхними прижимными элементами: с цепной сетчатой лентой, прорезиненной тканевой лентой и катками с дополнительной лопастной лентой. Во многих случаях увеличение угла наклона достигается применением специальных рифленых лент с уступами или гребнями на рабочей стороне. Для сильно пылящих материалов используют конвейеры с трубчатой лентой, имеющей застежку типа «молния» и устройство для ее открывания и закрывания. В условиях пересеченной местности удобно применять конвейеры с лентой подвешенной на цепях к кронштейнам и стальным проволочным канатам, лежащим на опорных блоках. Разновидностью этих конвейеров считаются конвейеры с трубчатой лентой, также подвешенной к стальным проволочным канатам на цепях. 
Из многочисленного семейства передвижных и переносных ленточных конвейеров показан крутонаклонный ленточный погрузчик легкого типа с переменным углом наклона и поперечными планками на ленте. У большинства передвижных ленточных конвейеров применяют мотор-барабан с встроенным в него приводом и винтовое натяжное устройство, расположенное в верхней части машины. 
Ленточные конвейеры для подземного транспортирования грузов рассчитаны на возможность использования в стесненных габаритных условиях, а также для перемещения людей и тяжелых штучных грузов. 
Ленточные конвейеры большой мощности и значительной длины по конструкции аналогичны конвейерам общего назначения. Однако отдельные элементы конвейеров большой мощности отличаются не только пропорциональным увеличением размеров, но и качественными специфическими особенностями. Привод, например, выполнен с двумя приводными барабанами, натяжное устройство имеет систему изменения натяжения в ленте при пуске и при изменении ее загруженности материалом. 
Для загрузки ленты применяют питатели, обеспечивающие определенную подачу груза, соответствующую производительности конвейера. На конвейерах применяют ловители для ленты, мощные тормоза и приспособления для контроля за работой и безопасностью обслуживания. 
Расчет конвейеров большой мощности необходимо производить по уточненным методикам. Особенно важным при расчете этих конвейеров является использование обоснованных точных значений сопротивлений движению ленты и сопротивлений в пункте загрузки.

 

 

Ленточный конвейер (рисунок 3,а) состоит  из гибкой, замкнутой, предварительно натянутой ленты 1, являющейся одновременно грузонесущим и тяговым органом; привода 2, состоящего из приводного барабана, редуктора 3, двигателя 4 и соединительных муфт; натяжного устройства 8 с натяжным барабаном 7; роликоопор 5 и 11 для поддержания соответственно рабочей и холостой ветвей ленты; опорной металлоконструкции (станины) 6; загрузочного 9 и разгрузочного (на рисунке1 разгрузка через приводной барабан) устройств; очистного устройства 10 (в случае необходимости).

Лента приводится в движение силой  трения, возникающей при вращении приводного барабана 2 (рисунок 1,б). Предварительное натяжение создается с помощью натяжного устройства 8 (рисунок 1,в), которое устанавливается на концевом барабане или на холостой ветви ленты (вертикальное натяжное устройство).

 

Рисунок 3  – Общий вид и основные узлы ленточного конвейера:

1 – лента; 2 – привод; 3 – редуктор; 4 – двигатель; 5, 11 – роликоопоры; 6 – станина; 7 – натяжной барабан; 8 – натяжное устройство; 9 – загрузочное устройство; 10 – очистное устройство

 

 

 

 

 

 

3. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ КОНСТРУКЦИИ  ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЕРА

 

 

Конструкция ленточного конвейера  имеет ряд серьезных недостатков:

1) в связи с тем, что лента  воспринимает значительные тяговые  усилия, приходится применять дорогостоящие  и тяжелые многослойные ленты;

2) боковые кромки ленты при  ее перекосах подвергаются быстрому  износу, а это, особенно в присутствии  влаги, приводит к быстрому  загниванию обнаженной ткани  и разрушению ленты;

3) многочисленные опорные ролики  требуют постоянного наблюдения  и ухода. 

 

Поэтому в последнее время получили распространение более долговечные  канатно-ленточные транспортеры, у  которых два стальных каната, расположенных  по обе стороны ленты, несут на себе всю основную нагрузку. Лента  служит только поддерживающим органом  и потому, воспринимая лишь незначительные тяговые усилия, может быть изготовлена  из одного слоя хлопчатобумажной ткани, покрытой с обеих сторон слоем  резины. Поперек ленты, в специальные  отверстия, завулканизированы стальные пластины или квадратные стержни  на расстоянии от 700 до 1200 мм друг от друга. Пластины выступают по обеим сторонам ленты на 60 - 65 мм и концами входят в пазы двусторонних стальных башмаков с резиновыми вкладышами. Башмаки  опираются на канаты, поддерживая  обе ветви ленты. 

 

Пластины и лента под действием  веса материала принимают желобчатую форму. При работе конвейера  башмаки, пластины, лента и перемещаемый материал движутся как одно целое с канатами. Благодаря резиновым вкладышам сила сцепления башмаков с канатами превышает составляющую веса перемещаемого материала даже при транспортировании с уклоном до 19,5 градусов. Для ограничения провисания канатов вдоль транспортера установлены шкивы; диаметр верхних шкивов 260 - 280 мм, нижних – 220 - 240 мм. Число поддерживающих шкивов на 60 – 80 % меньше числа роликоопор ленточных транспортеров обычного типа. Для того чтобы башмаки после огибания головного и хвостов эго барабанов вновь попали на канат, в конструкции транспортера предусмотрены специальные приспособления. При движении к хвостовому барабану башмаки остаются на нижних канатах до тех пор, пока не достигнут нижней его части. В этой точке канаты направляются последовательно к косо-поставленным шкивам. 

 

Обойдя эти шкивы, канаты возвращаются назад и проходят под шкивом, находящимся  на одной оси с барабаном, где  в передаточной точке башмаки  снова садятся на канаты. Транспортное подъемное оборудование такого типа показало себя весьма надежными в эксплуатации: после двух-трех лет работы износ ленты, канатов и башмаков был весьма незначителен. Скорости движения принимались такие же, что и для ленточных транспортеров обычного типа, даже при транспортировании крупнокусковых материалов и крутом уклоне. Применение канатно-ленточных транспортеров особенно рентабельно при длине транспортера, превышающей 200 м; вообще же длина их может быть доведена до 4 км. Дальнейшее совершенствование ленточных транспортеров происходит по следующим направлениям: 1) увеличение угла наклона благодаря устройству на рабочей поверхности ленты ребер, фасонных накладок, рифленых поверхностей и т. п.; 2) увеличение длины транспортирования на одном агрегате за счет высокопрочных лент или сочетания ленты с канатом; 3) повышение надежности работы и срока службы элементов транспортера. Эксплуатация ленточных транспортеров определяется правильностью хода ленты (отсутствие перекосов), что обеспечивается перпендикулярностью продольной оси транспортера, оси барабанов и роликоопор.

 

 

 

4. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

 

4.1.Классификация конвейеров

 

Пластинчатый конвейер. Конструкция пластинчатого конвейера включает в себя две параллельные ветви из металлических цепей с соединениями на основе роликов. Соединение цепей между собой обеспечивается за счет пластин, которые, в зависимости от вида транспортируемых грузов, могут быть изготовлены из дерева или металла. Деревянные пластины устанавливаются на конвейерах, которые используются главным образом для транспортирования грузов, упакованных в разнообразную тару – контейнеры, бочки, коробки, ящики и т. п. Стальными пластинами комплектуются конвейеры, предназначенные для транспортирования сыпучих материалов без упаковки - угля, шлака, кокса и других сухих кусковатых грузов.

Канатный конвейер. В основе работы конвейера данного типа лежит кольцевой проволочный канат, который движется внутри U-образного желоба благодаря зубчатым барабанам и приводному оборудованию. На канате на одинаковом расстоянии друг от друга закреплены металлические диски, которые передвигают груз. Наиболее часто канатные конвейеры применяются для транспортирования неабразивных материалов – к примеру, каменного угля. Устанавливается такое оборудование в надшахтных сооружениях и используется для транспортирования грузов от шахты к приемной площадке. Кроме того, зачастую конвейеры данного типа находят применение на пилорамах, где их используют для подачи бревен, и на предприятиях целлюлозно-бумажной отрасли.

 

Скребковый конвейер. Скребковые конвейеры представляют собой идеальный вариант для транспортирования сыпучих неупакованных грузов (зерна, порошка, стружки и проч.) в горизонтальном положении или с небольшим наклоном. Материал передвигается по желобу при помощи скребков, закрепленных на бесконечной (кольцевой) цепи. Закладывать груз в желоб можно в любой точке конвейера, выгрузка же производится через отверстие в конце конвейера или через специальные отверстия в желобе.

Гравитационный роликовый  конвейер. Конвейер данного типа перемещает грузы с использованием силы тяжести и применяется главным образом для транспортировки товаров в таре. Конструкция оборудования представляет собой наклонный каркас, на котором закреплен ряд роликов. Упаковки с грузами передвигаются по роликовым направляющим конвейера под действием силы тяжести.

Ковшовый конвейер. Оборудование данного типа находит применение там, где существует необходимость транспортировки большого количества сыпучих материалов – угля, цемента, песка, шлака, щебня и других. Особенностью конструкции ковшового конвейера являются металлические ковши (чугунные или стальные), закрепленные между двумя рядами кольцевой роликовой цепи. Ковши представляют собой единую линию, что обеспечивается благодаря перекрытию. Каждый отдельный ковш постоянно находится в вертикальном положении, поскольку может свободно качаться на оси подвеса. Конструкция ковшовых конвейеров позволяет транспортировать грузы одновременно и  по вертикали, и по горизонтали.

Пневматический конвейер. Принцип действия таких конвейеров – перемещение грузов при помощи потока воздуха. На сегодняшний день существует два основных типа пневматического транспортировочного оборудования. Конвейеры первого типа перемещают грузы, упакованные в тару и закруженные в конвейерный трубопровод, под действием разности давлений воздуха, создаваемой на концах конвейера. В конвейерах второго типа (аэрожелобах) сыпучие материалы транспортируются взвесью в мощном потоке воздуха.

Шнековый конвейер. Основным рабочим элементом шнекового или винтового конвейера является желоб, внутри которого вращается металлический шнек. Устройство работает по принципу мясорубки, под действием винтовой поверхности проворачивая материал и доставляя его к месту отгрузки. Наиболее целесообразно использование шнековых конвейеров для перемещения сухих комковатых грузов, а при определенных изменениях в конструкции – и для липких материалов.

 

 

 

 

4.2.Классификация ленточных конвейеров

 

Существуют следующие виды ленточных  конвейеров:

• передвижные;
• переносные;
• поворотные;
• стационарные.