Приводы ленточных конвейеров

В ленточном конвейере движущая сила ленте передается с помощью фрикционной передачи (трением) при огибании ею приводного барабана или при контакте приводной ленты с грузонесущей.

Основными элементами привода ленточного конвейера являются один или два (реже три) приводных барабана и приводные блоки, состоящие из электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и тормоза, обводные барабаны, пусковая и регулирующая аппаратура.

Приводы ленточного конвейера выполняются

- однобарабанными с одним или двумя двигателями (рис. 13);

- двухбарабанными с близко расположенными друг около друга приводными барабанами (рис. 14, а, и 15) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера (рис. 15 и 16);

- трехбарабанными с близко расположенными друг около друга барабанами (рис. 14, б) или с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера.

Рис. 13. Схема однобарабанного привода

 

Наиболее надежным и конструктивно простым является однобарабанный привод, так как имеет небольшие габаритные размеры, простую конструкцию, один перегиб ленты, высокую надежность, но в связи с этим ограниченный (до 240º) угол обхвата лентой барабана и пониженный коэффициент использования прочности ленты.

Рис. 14. Приводы конвейеров с близко расположенными приводными барабанами:

а – двухбарабанный, б – трехбарабанный

 

Рис. 15. Схемы двухбарабанного привода:

а – с двумя двигателями, б – с тремя двигателями

 

Рис. 16. Расположение приводов на переднем и заднем концевых барабанах

 

Однобарабанный привод небольшой мощности (до 30–50 кВт) выполняют со встроенным внутрь барабана электродвигателем и редуктором. Такие мотор-барабаны широко используются в приводах передвижных и переносных конвейеров и питателей; они компактны, имеют небольшую массу. К преимуществам однобарабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры, единичный перегиб ленты; недостатками – ограниченный угол обхвата лентой приводного барабана и пониженный коэффициент использования прочности ленты.

Двухбарабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами имеют различное конструктивное исполнение, наиболее распространенным из них является двухбарабанный привод с индивидуальными приводными механизмами. В этом исполнении барабаны связаны между собой только конвейерной лентой (без дополнительной кинематической связи). У двухбарабанного привода угол обхвата лентой приводного барабана увеличивается до 400º, что позволяет использовать ленту меньшей прочности и является его основным преимуществом. Двухбарабанный привод имеет большие габариты, чем однобарабанный, более сложную конструкцию и меньшую надежность; многократные перегибы ленты снижают ее долговечность – это его основные недостатки. Трехбарабанные приводы применяются в конвейерах большой протяженности.

По общей теории фрикционного однобарабанного привода соотношение между натяжениями ветвей ленты S _нб и S _сб при отсутствии скольжения

S_нб≤S_сбe^μα, (1)

где μ – коэффициент трения ленты о поверхность барабана;

α – угол обхвата лентой барабана, рад.

Величину e^μα, определяющую тяговую способность барабана, называют тяговым фактором.

Тяговое усилие барабана без учета потерь из-за жесткости ленты

W=S_нб-S_сб=S_сб(e^μα-1) или (2)

Тяговое усилие барабана возрастает с увеличением угла обхвата, коэффициента трения и первоначального натяжения ленты. Для увеличения коэффициента трения поверхность барабана футеруют фрикционными материалами с насечками в виде прямоугольников или ромбов глубиной 3–4 мм.

Расчетное натяжение сбегающей ветви ленты

Расчетное натяжение набегающей ветви ленты

где K _з = 1,1–1,2 – коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном;

W – тяговое усилие, равное общему сопротивлению движения ленты, определяемое тяговым расчетом, Н.

Мощность приводного двигателя

где v – скорость движения ленты конвейера, м/с;

η – общий кпд механизма привода (обычно η= 0,8–0,9).

В двухбарабанном приводе

где S _нб1 – натяжение ветви ленты, набегающей на первый по ходу ленты барабан, Н;

S _сб2 – натяжение ветви ленты, сбегающей со второго приводного барабана, Н;

μ₁ и μ₂ – коэффициенты трения ленты о поверхность первого и второго барабанов;

α₁ и α₂ – углы обхвата лентой первого и второго барабанов, рад.

Общая мощность двигателей двухбарабанного привода

N = N ₁ + N ₂, (7)

N ₁ = N K _ф / (K _ф + 1)≈ N _1Д, (8)

N ₂ = N / (K _ф + 1) ≈ N _2Д, (9)

где K _ф = N _1Д / N _2Д – коэффициент соотношения мощностей на первом и втором барабанах;

N _1Д и N _2Д – принятые по каталогу мощности электродвигателей.

Обычно принимают K _ф = 1– 3, чаще K _ф = 2, тогда на первом барабане устанавливают два одинаковых приводных механизма и электродвигателя, а на втором – один такой же комплект.

Общее суммарное тяговое усилие распределяется на два окружных усилия, создаваемых первым и вторым барабаном

W = W ₁ + W ₂, (10)

W ₁ = W K _ф / (K _ф + 1), (11)

W ₂ = W / (K _ф + 1). (12)

Выбор места расположения и типа привода (рис.17 и 18) зависит от протяженности и профиля трассы конвейера, значения коэффициента трения между лентой и поверхностью приводного барабана µ и коэффициента использования прочности ленты.

Рис. 17. Схема к определению места расположения привода ленточного конвейера

 

Рис. 18. Схема к определению выбора типа привода ленточного конвейера

 

 

Загрузочные устройства

Обеспечивают заданную производительность конвейера, срок службы ленты, величину сопротивления ее движению. Конструкция загрузочных устройств зависит от характеристики транспортируемого груза и способа подачи его на конвейер.

Загрузочные устройства (рис. 22) делятся на три типа: с принудительным, сложным и самотечным движением насыпного груза. В загрузочных устройствах с принудительным движением груз перемещается под воздействием приводных устройств – питателей (рис. 22, а, б, в, г, ж, и). Эти устройства имеют большие габаритные размеры и конструктивно сложны.

В загрузочных устройствах со сложным движением (рис. 22, к) груз перемещается самотечно и принудительно (например, вибрационный питатель с направляющим вибролотком).

Рис. 22. Загрузочные устройства ленточных конвейеров: а – вибрационный питатель; б – ленточный питатель; в – барабанный питатель;

г – скребковый питатель; д – воронка с затвором; е – направляющий лоток; ж – дисковый питатель с лотком;

и – волновой питатель с наклонным днищем; к – вибрационный питатель с направляющим лотком

 

В загрузочных устройствах с самотечным движением груз перемещается только под действием сил тяжести. К ним относятся воронки с затворами и без затворов, направляющие лотки прямолинейного и криволинейного профиля (рис. 22, д, е). Устройства с самотечным движением груза, состоящие из загрузочной воронки и направляющего лотка, не имеют приводных механизмов, просты по конструкции и применяются наиболее часто.

Обычно загрузка производится у заднего концевого барабана, однако загрузка и разгрузка конвейера может происходить в любом пункте трассы.

Загрузочное устройство должно обеспечивать центрирование и равномерное расположение груза по длине ленты; скорость подачи груза на ленту, близкую скорости движения ленты; формирование грузопотока в загрузочном устройстве, а не на ленте; исключение по возможности воздействия на ленту и роликоопоры массы поступающего груза; отсутствие завалов и рассыпания груза по сторонам; возможность регулирования скорости подачи груза.

Штучные грузы подаются на конвейер с помощью направляющих лотков или непосредственно укладываются на него.

Насыпные грузы подаются с помощью бункера и загрузочной воронки с направляющим лотком, которые формируют поток груза и направляют его в середину ленты.

Для обеспечения высокого срока службы ленты и роликоопор скорость подачи груза должна быть близка к скорости движения ленты, высота падения груза должна быть минимальной. Углы наклона стенок воронки должны быть на 10–15° больше углов трения груза о стенки.

Рис. 23. Загрузочное устройство ленточного конвейера

 

На нижних частях боковой и задней стенок воронки устанавливают уплотнительные полосы из износостойкой резины. Для увеличения срока эксплуатации передней стенки на нее устанавливают броневой лист, устраивают отдельные отсеки-ячейки, заполняемые частицами груза, таким образом, груз скользит по слою груза. Угол наклона желоба воронки α_ж=φ_в+(10-15°), (φ_в – угол внешнего трения груза о желоб). Лоток воронки входит внутрь направляющего лотка с наклонными бортами, опирающимися на ленту через вертикально расположенное к ленте уплотнение, нарезанное из резинотканевой ленты. Параметры направляющего лотка в зависимости от ширины ленты приведены в табл. 7.

Таблица 7. Размеры направляющего лотка загрузочного устройства

Ширина ленты, мм	Высота лотка, м, не менее	Длина лотка, м, при скорости ленты, м/с
		До 1,6	1,6 – 2,5	Св. 2,5
400	0,2	1,0	1,2	1,6
500	0,2	1,2	1,6	2,0
650	0,3	1,2	2,0	2,5
800	0,3	1,6	2,5	2,5
1000	0,4	2,0	2,5	2,5
B 1=0,5 B; B 2=(0,6-0,7) B

 

Под лентой в месте крепления на раме направляющего лотка устанавливается батарея желобчатых роликоопор, причем ближняя к концевому барабану роликоопора в этой батарее является переходной, остальные роликоопоры – рядовые.

Для конвейеров с высокой производительностью применяют конвейеры-питатели (рис.24), позволяющие приблизить скорость груза к скорости ленты и увеличить срок службы ленты.

Рис. 24. Схема загрузки конвейера с помощью питателя

 

Сила сопротивления движению в месте загрузки

где Q – производительность конвейера, т/час;

f _л – коэффициент трения груза о ленту;

v – скорость конвейера, м/с;

v ₁ – скорость груза, м/с;

β – угол наклона конвейера;

k _б – коэффициент бокового давления груза на направляющие борта;

f _б – коэффициент трения груза о направляющие борта.

 

Разгрузочные устройства

Разгрузка конвейера может производиться через концевой (приводной) барабан или в промежуточных пунктах при помощи различных разгрузочных устройств, таких как разгрузочные тележки, плужковые сбрасыватели и разгружатели (рис.26) с подвижной лентой, устанавливаемые по длине трассы конвейера.

Если тип разгрузки конвейера в задании на проектирование не указан, то принимается разгрузка через приводной барабан.

а)

 

б)

в)

Рис. 25. Барабанные разгружатели конвейера: а – схема установки; б – с приводом от ленты конвейера; в – с самостоятельным приводом;

L _ф – длина фронта разгрузки; 1, 2 – оборотные барабаны; 3 – разгрузочная воронка; 4 – барабанная тележка

 

Барабанный разгружатель состоит из тележки 4, установленных на ней оборотных барабанов 1 и 2 и раз­грузочной воронки 3. Транспорти­руемый груз сбрасывается с верхнего барабана 2 в воронку и направляется ею вправо, влево или одновременно в обе стороны от конвейера. Тележка движется вдоль горизонтального участ­ка конвейера по всему фронту разгрузки. Она приводится от ленты конвейера через барабан 2 (рис. 25, б, легкий тип для лент шириной 500…650 мм) или от отдельного электродвигате­ля (рис. 25, в) с кабельным подводом электроэнергии. Рельсовые пути устана­вливают на станине конвейера или на полу разгрузочной эстакады. Последнее исполнение характерно для разгружателей конвейеров тяжелого типа с лентой шириной 1600…2000 мм. В этом испол­нении металлоконструкция тележки де­лается в виде портала, внутри которого проходит станина конвейера типовой конструкции.

Барабанные разгружатели применяют для широкой номенклатуры насыпных грузов при загрузке длинных бункерных эстакад или открытых складов. Разгру­жатели имеют реверсивное движение вдоль всего фронта разгрузки длиной 100 м и более с автоматическим упра­влением с центрального пульта.

К преимуществам барабанных разгружателей относятся полная автоматиза­ция управления, возможность разгрузки на участке большой протяженности ши­рокого ассортимента насыпных грузов, в том числе высокоабразивных и ку­сковых. Недостатками являются слож­ность конструкции, большая масса, зна­чительные габаритные размеры, дву­кратный перегиб ленты, снижающий срок ее службы.

Разгрузочная тележка передвигается по рельсам, устанавливаемым на специальной конструкции – треке, который одновременно, является и средней частью конвейера с закреплёнными на ней роликоопорами. Разгрузочная воронка барабанной тележки (табл. 2) имеет конструкцию, которая позволяет сбрасывать груз с ленты на две стороны или вперед (в любом сочетании).

Плужковый разгружатель (сбрасыватель) - это стационарное устройство для разгрузки насыпных и штучных грузов (рис. 26), который в рабочем положении опирается на ленту и сдвигает с нее груз в разгрузочную воронку, в нерабочем состоянии приподнят и свободно пропускает под собой ленту с грузом.

Он состоит (рис. 26) из разгрузочного (сбрасываю­щего) 2 и зачистного 1 щитов, устано­вленных параллельно друг другу под углом 30…45° к продольной оси ленты опорного стола 4, приемной воронки 5 и подъемного механизма 3; для на­правления потока груза служат стацио­нарные бортовые подгребатели 6. Раз­грузочный щит, изготовляемый из стального листа, устанавливают с неко­торым зазором от поверхности ленты; он отводит с ленты основную часть транспортируемого груза. Зачистной щит с кромкой, оснащенной резиновой полосой, опирается на поверхность ленты и сдвигает с нее оставшуюся часть груза.

В рабочем положе­нии разгружатель опирается на ленту и сдвигает с нее груз в разгрузочную воронку; в нерабочем положении он приподнят и свободно пропускает под собой ленту с грузом. По направлению разгрузки ленты различают двусторонние (рис. 26, а) и односторонние (рис. 26, б) разгружатели. Первые более предпочтительны, так как у них силы бокового сдвига ленты уравновешены. По интенсивности разгрузки различают разгружатели с полной (рис. 26, а, б) и частичной (рис. 26, в, г) разгрузкой ленты. Последние бывают односторон­ние с поворотным щитом (рис. 26, в) и двусторонние с раздвижными щитами (рис. 26, г).

Плужковые разгружатели с полной разгрузкой ленты обеспечивают подачу груза только в одно место разгрузки; разгружатели с частичной разгрузкой подают груз одновременно в несколько мест разгрузки.

Опорный стол служит для выпрямле­ния ленты в месте установки разгружателя и выполняется в виде гладкого стального листа (для лент шириной до 1000 м) или подъемных и поворотных роликов, обеспечивающих желобчатый профиль ленты после подъема разгружателя. Подъем разгружателя для его перевода в нерабочее положение может быть угловым или плоскопараллельным в вертикальной или горизонтальной плоскости. Подъемный механизм может иметь ручной (для лент шириной до 800 мм), пневматический (рис. 26, б) и элек­трический приводы.

Рис. 26. Схемы плужковых стационарных разгружателей: а, б – с полной разгрузкой ленты соответственно двусторонний и односторонний;

в, г, д – с частичной разгрузкой ленты соответственно поворотный, раздвижной и с подвижной лентой; 1 – зачистной щит; 2 – разгрузочный щит;

3 – подъемный механизм; 4 – опорный стол; 5 – приемная воронка; 6 – бортовые подгребатели

 

Последние имеют автоматизированное и дистанционное управление.

Плужковые разгружатели применяют на горизонтальных конвейерах с шириной ленты 400…2000 мм для разгрузки пылевидных, зернистых и мелкоку­сковых грузов небольшой влажности при скорости движения ленты не более 2 м/с.

Плужковые разгружатели не реко­мендуются для разгрузки твердых и вы­сокоабразивных грузов из-за быстрого изнашивания щитов и ленты. Широкое распространение получили плужковые разгружатели на конвейерах топливоподач электростанций (для разгрузки дро­бленого угля и т