Скребковые конвейеры

ЛЕКЦИЯ 13. Скребковые конвейеры

План лекции

13.1. Общие сведения о скребковых конвейерах.
              Конструкция и параметры скребковых конвейеров.

13.2. Расчет скребковых конвейеров.

Скребковые конвейеры – это вид транспортирующих машин, в которых насыпной груз перемещается волочением движущимися скребками по неподвижному желобу или трубе. Главными признаками такого конвейера являются форма и высота скребка.

13.1. Общие сведения о скребковых конвейерах.

Рекомендуемые материалы

         Конструкция и параметры скребковых конвейеров

Скребковые конвейеры (рис. 13.1) подразделяются на два типа, отличающихся принципом перемещения материала и конструктивным исполнением:

1) конвейеры, волочащие материал отдельными порциями, называемые конвейерами порционного волочения или конвейерами с высокими скреб­ками. Высота скребков примерно равна высоте желоба и в несколько раз больше высоты пластин тяговой цепи;

2) конвейеры сплошного волочения, называемые обычно конвейерами с погруженными скребками. Высота таких скребков в несколько раз меньше вы­соты желоба и близка к высоте пластин тяговой цепи. В этих конвейерах транспортируемый мате­риал перемещается не отдельными порциями каждым скребком, а сплошной массой, заполняющей все рабочее сечение желоба или большую его часть. Процесс сплошного волочения материала основан на том, что сопро­тивление прохождению скребков сквозь сыпучий материал, помещенный в желоб с гладкими стенками, оказывается больше, чем сопротивление трения материала о дно и стенки желоба конвейера.

В отдельную группу можно вынести трубчатые скребковые конвейеры с круглыми или прямоугольными сплошными скребками, либо вообще без скребков в чистом виде – волочение груза в них происходит за счет сцепления его частиц с цепью, движущейся в трубе.

В соответствии с направлением перемещения груза скребковые кон­вейеры бывают горизонтальные, наклонные, вертикальные и комбиниро­ванные.

По расположению цепи в пространстве конвейеры могут быть верти­кально- и горизонтально-замкнутыми.

Скребковые конвейеры могут быть выполнены стационарными и передвижными.

Конвейеры с высокими скребками применяют для транспортирования насыпных грузов, не подверженных крошению, или таких, крошение ко­торых не снижает их качества (каменный уголь, торф, зола, песок, и т. п.). Материалы, ценность которых уменьшается при крошении (на­пример, кокс), не рекомендуется транспортировать этими конвейерами.

Рис. 13.1. Схема скребковых конвейеров: а – с высокими сплошными скребками; б – с низкими погруженными скребками; в – с кон­турными скребками;
г – трубчатый конвейер; 1 – скребок; 2 – направляющие; 3 – ходовые катки; 4 – тяговая цепь

Конвейеры с погруженными скребками, в отличие от конвейеров с вы­сокими скребками, транспортируют материал с незначительным измель­чением, так как он в основном находится вне зоны действия скребков, не соприкасается с ними. Указанное свойство позволяет применять конвей­еры с погруженными скребками для транспортирования материалов с ма­лой прочностью кусков.

Не рекомендуется транспортировать скребковыми конвейерами:
а) материал с большой прочностью кусков, поскольку твердые куски, заклиниваясь между звеньями цепи и стенками, а также днищем желоба, могут нарушать нормальную работу конвейеров; б) липкие мате­риалы; в) материалы с повышенной структурной вязкостью (типа стружки).

Достоинствами скребковых конвейеров являются простота конструк­ции, необязательность высокой точности изготовления, возможность размещения загрузочных и разгру­зочных устройств в различных точках по трассе конвейера.

Недостатками являются упомянутое выше измельчение транспортируемого материала, большой расход энергии, быстрый износ желоба и рабочих органов при перемещении абразивных материалов, возможность заклинивания, а также шум, создаваемый трением груза и элементов конвейера о желоб и направляющие.

Скребковые конвейеры имеют широкое распространение пре­имущественно в угольной промышленности, на обогатительных фабриках, в химической и пищевой промышленности.

Конвейеры с высокими скребками (порционного волочения).
 Скребковый конвейер порционного волочения (рис. 13.2) состоит из стационар­ного желоба как открытого сверху, так и закрытого крышкой, звездочек – головных (приводных) и хвостовых (натяжных) и тяговых цепей с укрепленными на них рабочими органами – скребками, а также кат­ками.

Рис. 13.2. Скребковый конвейер: 1 – желоб; 2 – скребок; 3 – тяговая катковая цепь; 4 – приводная звездочка; 5 – натяжная звездочка; 6 – катковые направляющие

По виду трассы конвейеры бывают горизонтальные (рис. 13.3, а), наклонные (рис. 13.3, б) и комбинированные (рис. 13.3, в, г и д), т. е. состоя­щие из горизонтальных и наклонных участков. Длина этих конвейеров обычно не превышает 60 м, угол наклона к горизонтали достигает 40°, но при этом производительность сильно снижается (в 2…3 раза по сравне­нию с горизонтальными конвейерами).

Рис. 13.3. Схемы трасс скребковых конвейеров: а – горизонтальных; б – наклонных; в, г, д – комбинированных; L – длина пути перемещения; L₁, L₂, L₃ – длины участков конвейера; H – высота подъема груза;
R₁, R₂, R₃ – радиусы переходных участков

Параметры скребковых конвейеров:

– главный параметр – ширина скребка или наружный диаметр трубы;

– длина конвейера – 60…100 м;

– угол подъема – до 40 град;

– скорость передвижения – 0,1…1 м/с;

– производительность – 50…350 т/ч.

Элементы скребковых конвейеров. Тяговыми элементами служат тяговые пластинчатые катковые цепи (для конвейеров с высокими скребками), тяговые пластинчатые втулочные или роликовые и специальные вильчатые цепи (для конвейеров с погруженными низкими скребками), сварные цепи (для трубчатых конвейеров). При ширине скребка до 400 мм применяют одну тяговую цепь, при большей ширине – две цепи.

Скребки по форме могут быть прямоугольными, трапецеидальными, полукруглыми, квадратными и круглыми. Их изготавливают из листовой стали толщиной 3…8 мм, чугуна, пластмассы, для жесткости они могут быть укреплены ребрами. Высота скребков обычно в 1,1…3 раза меньше их ширины. Размеры высоких скребков: ширина B от 200 до 1200 мм; высота h от 100 до 400 мм. Размеры низких скребков: ширина B от 75 до 375 мм; высота h от 70 до 225 мм.

Шаг скребков зависит от кусковатости груза и угла естественного откоса груза, высоты скребка и шага цепи. Шаг должен быть больше размера типичного наибольшего куска груза. Обычно принимают шаг скребков, равный двум шагам цепи или 2…4 высоты скребка.

Желоб конвейера изготавливают сварным или штампованным из листовой стали толщиной 4…6 мм. Зазор между скребком и желобом принимается равным 5...15 мм с каждой стороны.

13.2. Расчет скребковых конвейеров

Расчет скребковых конвейеров состоит в определении размеров поперечного сечения желоба, усилий в отдельных характерных точ­ках тяговой цепи методом обхода по контуру, проверке цепи на прочность, определении нагрузки на натяжное устройство и его выборе, подборе двигателя и привода. Расчет про­изводится так же, как и для пластинчатых конвейеров.

Производительность скребкового конвейера со сплошны­ми высокими скребками, т/ч,

                                               ,

где k – коэффициент: ,  и  – рабочие ши­рина и высота желоба, м; ψ – коэффициент заполнения желоба, равный отношению объема груза на участке между скребками к геометрическому объему этого участка: для легкосыпучих мелких грузов ψ = 0,5...0,6, для плохосыпучих ку­сковых грузов ψ = 0,7...0,8; k_β – коэффициент, учитывающий угол наклона конвейера, (табл. 13.1); ρ – насыпная плотность груза, т/м³; v – скорость транспортирования, м/с.

                                           Таблица 13.1

                    Средние значения коэффициента k_β

Рабочая высота желоба (высота слоя груза), м,

                                         .

Конструктивная высота скребка принимается на 25...50 мм боль­ше, чем рабочая высота желоба. Полученные расчетом размеры скребка следует согласовать со стандартными размерами. Ширина желоба В_ж и шаг скребков t_c должны быть проверены исходя из заданного наибольшего размера типич­ного куска груза а'.

Рекомендуется при­нимать

и

.

Коэффициент x_c принимают равным: для двухцепных конвей­еров при сортированном грузе 3...4; рядовом грузе 2...2,5; для одноцепных конвейеров соответственно 5...7 и 3...3,5.

Для конвейеров со сплошными низкими скребками производи­тельность, т/ч,

                                               ,

где ψ = 0,8...0,85; k_β = 0,8...0,9 (k_β вводится только для пологонаклонных конвейеров; для горизонтальных k_β = 1).

Ширина желоба, м,

                                                    .

Размеры желоба и скребка должны быть согласованы со стандартными.

Производительность трубчатого конвейера, т/ч, определяется по фор­муле

,

в которой площадь поперечного сечения потока груза, м²,

,

где D – внутренний диаметр трубы, м; ψ = 0,8...0,9 – коэффициент заполнения сечения. Скорость движения скребков принимают 0,1...0,4 м/с.

При тяговом расчете скребковых конвейеров, методика расчета которых в целом аналогична методике расчета пластинчатого конвейера, учитывается, что их тяговые элементы и груз перемещаются с различным сопротивле­нием движению. Общее сопротивление движению загруженной ветви

                                      ,

где q и q_ц – соответственно погонная масса груза и цепи, кг/м; ω_г и ω_ц – соответственно коэффициенты сопротивления движению гру­за и цепи (табл. 13.2); L_г – длина горизонтальной проекции конвей­ера, м; H – высота подъема груза, м. Знак плюс принимается при движении груза вверх, знак минус – при движении груза вниз.

                                                                                         Таблица 13.2

Коэффициент сопротивления движению

Минимальное натяжение цепи, Н, в конвейерах с высокими скребками должно быть проверено по условию устойчивости скре­бка

,

где W_c – сопротивление перемещению порции груза между скребками, Н:; β – угол наклона конвейера, град; t_ц – шаг цепи, м.

Обычно принимают F_min= 3...10 кН. Для трубчатых конвейеров с прямолинейной трассой F_min= 0,5...1,0 кН, для конвейеров с за­круглениями F_min= 1,5...2 кН.

Далее определяется тяговая сила и требуемая мощность двигателя конвейера; проверяется прочность цепи и производится подбор элементов привода.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вам также может быть полезна лекция "Часть 9".

1. Назовите назначение и область применения скребковых конвейеров.

2. Назовите типы рабочих элементов скребковых конвейеров. Какова область применения того или иного типа?

3. Назовите типы тяговых элементов скребковых конвейеров.

4. Как определяется производительность скребковых конвейеров?

5. Как определяются сопротивления движению подвижных частей скребковых конвейеров?

6. Опишите методику тягового расчета скребкового конвейера.