диплом мой (Оптимизация конструкции ленточного конвейера), страница 2

Интерес представляют самоустанавливающиесяроликоопоры. Одна из конструкций (рисунок 3, н) состоит из изогнутой по форме желоба рамы 12 с гнездами 18 для осей роликов, опирающейся с помощью шарниров 13 на качающиеся рычаги 17 поперечины 16, нагруженные для устойчивости регулируемыми пружинами 15 и снабженные упорами 14. При поперечном смещении ленты и повышении давления на встречный боковой ролик происходит поворот и смещение всей системы в плоскости опоры с сохранением углов установки между осями роликов. Увеличение угла наклона встречного ролика вызывает возрастающее противодействие дальнейшему смещению ленты. Опору можно использовать в качестве центрирующей на горизонтальных криволинейных участках изгибающихся в плоскости ленты конвейеров, при установке рамы конвейера с различным креном.
Ролики опор относятся к наиболее массовым элементам конвейеров вообще и ленточных в частности.

Несмотря на многообразие конструктивных разновидностей роликов, можно выделить два принципиально различных типа: ролики со сквозной осью и встроенными подшипниками и ролики моноблочные с выносными подшипниками на полуосях.

Наиболее распространенными являются ролики со сквозными осями и вращающимися цилиндрическими обечайками, как правило, на двух подшипниках качения (рисунок 4). При изготовлении обечаек предполагалось использовать высокоточные электросварные трубы с дополнительным волочением по внутренней части. Унифицированные ролики имеют диаметры 89, 108, 133, 159 и 194 мм. Для роликов диаметрами 89, 108 и 133 мм используют шариковые подшипники (рисунок 4, а), диаметром 159 мм – шариковые и роликовые, диаметром 194 мм – роликовые (рисунок 4, в). Подшипники роликов снабжают системой штампованных колец, образующих бесконтактные лабиринтные уплотнения, которые характеризуются минимальным сопротивлением вращению и обеспечивают надежную защиту подшипников. Разработаны также ролики с дополнительным блочным уплотнением (рисунок 4, б). Для подшипников применяют долговременную смазку. У роликов с коническими подшипниками периодическое возобновление смазывающего материала, подаваемого через пресс – масленку.

а, б – с шариковыми подшипниками; в – с коническими роликовыми подшипниками; г – с футерованными резиновыми кольцами; д – с пустотелыми кольцами; е – с самоустанавливающимися подшипниками; ж – с самоустанавливающимися вкладышами; з – моноблочные с выносными подшипниками.

Рисунок 1.4. Ролики опор ленточных конвейеров

Опоры, устанавливаемые под загрузочным устройством, воспринимают значительные удары от падающих на ленту кусков груза. Практика эксплуатации показала, что высокую надежность имеют опоры с роликами, футерованными слоем резины или сплошными кольцами ( рисунок 3, е и рисунок 4, г). Высокой амортизирующей способностью обладают резиновые пустотелые кольца (рисунок 4, д). Ленточные конвейеры, рассчитанные для подачи тяжелых крупнокусковых грузов, можно оборудовать роликами с увеличенными до 219 и даже 245 мм диаметром.

Ролики со сквозной осью представляют собой законченные и независимо работающие от места установки узлы. Однако они отличаются повышенной металлоемкостью из-за использования тяжелой сквозной оси и трудоемкостью изготовления, сравнительной сложностью конструкции, обслуживания и высокой стоимостью. Срок службы этих роликов зависит от качества изготовления. Наличие многих сопрягаемых деталей при допускаемых технологией погрешностях изготовления в ряде случаев приводит к недопустимым упругим перекосам колец встроенных подшипников, что вызывает резкое сокращение срока их службы и повышение коэффициента сопротивления вращению.

В результате исследований, проведенных в МГТУ им. Н.Э. Баумана, установлено, что существенное увеличение срока службы роликов можно получить при использовании самоустанавливающихся сферических подшипников (рисунок 4, е), допускающих нормальную работу при углах перекоса до 2…3 . При этом необходимо предусмотреть установку сферических лабиринтных уплотнений с постоянными зазорами между их частями.

Для роликов больших диаметров технологические перекосы подшипников можно устранить с помощью вкладыша 3 (рисунок 4, ж) со сферической отбортовкой и обечайки 2 с отогнутым сферическим торцом. При соединении двух сопрягаемых сферических деталей болтами 1 достигается хорошаясоосность радиальных шариковых или конических подшипников 4 за счет использования при сборке специального приспособления.

Нашедшие в последнее время распространение моноблочные ролики состоят из единого с полуосями корпуса (рисунок 4, з), полученного горячей обкаткой трубчатой заготовки калиброванным инструментом. По сравнению с известной конструкцией новые ролики отличаются меньшей массой (на 10…15 % ), малой трудоемкостью изготовления, меньшей себестоимостью (на 15…25 %), возможностью полной автоматизации их производства. Вынесенные подшипники, работая в более благоприятных кинематических условиях (вращается внутреннее кольцо), могут работать без перекосов только при установке на высокоточные поперечины. В других случаях неизбежно возникают недопустимый перекос и резкое снижение срока службы подшипников. Переход на новые ролики не обеспечивает взаимозаменяемости и поэтому не исключает необходимости продолжения изготовления роликов со сквозной осью в качестве запасных частей для действующих конвейеров.

1.2 В дипломной работе решается вопрос оптимизации некоторых параметров ленточного конвейера, влияющих на габаритные размеры. Необходимо добиться уменьшения габаритов для наилучшего размещения технических устройств в помещении.Но при этом недопустимо снижение производительности.

Одним из решений данной задачи является применение многороликовых опор подвесной конструкции гирляндного типа вместо трехроликовых желобчатых, что позволит увеличить площадь поперечного сечения потока материала на конвейере;

1.2 Обзор конструкции гирляндныхроликоопор

У роликоопоры подвесной конструкции гирляндного типа ( рисунок 5) оси 1 отдельных роликов 2 соединяют шарнирами 3, весь комплект роликов скрепляют крюками 4 и шарнирно подвешивают к станине конвейера.

Рисунок 1.5. Роликоопоры конвейеров большой производительности: а – поперечное сечение; б – узел шарнирного соединения роликов; в – подшипниковый узел.

На базе основных типов роликов предусмотрены различные их исполнения – обрезиненные, применяемые при транспортировании абразивных грузов; амортизирующие, выполненные из резиновых дисков и снабженные амортизирующей пружиной 1 (рисунок 6, а), или пружинные (рисунок 6, б), устанавливаемые под загрузочным узлом конвейера для предохранения ленты и подшипниковых узлов ролика от ударов падающего груза; дисковые, предназначенные для предохранения роликов от налипания на них транспортируемого груза и для очистки холостой ветви ленты от остатков груза.

а – с резиновыми роликоопорами; б –пружинные.

Рисунок 1.6. Амортизирующие роликоопоры

Гирляндные роликоопоры по сравнению с роликоопорами на жестких опорах имеют меньшую массу, повышенную амортизирующую способность, что важно при транспортировке тяжелых кусковых грузов, у них проще крепление к станине, удобнее монтаж. К недостаткам относятся продольные колебания (подобно маятнику) при движении ленты и, как следствие этого, повышенный износ опорной поверхности ленты, увеличение сопротивления ее движению, невысокий срок службы креплений и шарнирных узлов. Подвесныероликоопоры получили широкое распространение на конвейерах угольных карьеров.

При транспортировании влажных и химически агрессивных грузов применяют подвесные роликоопоры с гибкой осью из стального троса, на которой (при помощи вулканизации в пресс-форме) закреплен комплект резиновых или пластмассовых дисков – роликов (рисунок 7). Гибкие роликоопоры имеют только два подшипника, подвешиваемых к станине конвейера, удобны для монтажа, ремонта и обслуживания; обеспечивают плавнуюжелобчатость ленты.

а – поперечное сечение; б – узел ролика

Рисунок 1.7. Конвейер ВНИИПТМАШ с роликоопорами на гибкой оси

Ролик (рисунок 8, а) состоит из цилиндрического корпуса 1, изготовляемого из отрезка трубы, вкладыша 2, штампованного из стали или литого из чугуна, оси 3 (или полуоси), подшипника качения 5 (шарикового, а для тяжелых типов – конического роликоподшипника) и его защитного уплотнения 4.

а – среднего типа; б - тяжелого типа.

Рисунок 1.8. Узлы подшипников роликов конструкции

С внутренней стороны подшипник защищен шайбой, жировыми канавками во вкладыше или внутренней трубой, которая полностью изолирует его от полости корпуса ролика и служит резервуаром для запаса смазки.

1.3 Обзор привода конвейера

Уменьшения габаритов ленточного конвейера, но не за счет снижения производительности, можно добиться не только при использовании гирляндных роликоопор, но и с применением компактного однобарабанного привода, выполненного со встроенным внутрь барабана электродвигателем либо гидромотороми редуктором, а также тормозом. Рассматриваются различные варианты конструкций по расположению элементов привода для поиска оптимального варианта.

1.3.1 Описание приводных устройств ленточных конвейеров

Узлами, составляющими привод конвейера, являются опорная рама специальной конструкции, приводные и обводные барабаны, редукторы, тормозные устройства, муфты и различная аппаратура (пусковая, регулирующая). Привод может быть однобарабанный, двухбарабанный, и трехбарабанный. Наибольшее распространение получили однобарабанные и двухбарабанные приводы с обводкой барабанов чистой (нерабочей) стороной ленты.

Редуктор — механизм, передающий и преобразующий крутящий момент, с одной или более механическими передачами. Основные характеристики редуктора — КПД, передаточное отношение, передаваемая мощность, максимальные угловые скорости валов, количество ведущих и ведомых валов, тип и количество передач и ступеней.

Обычно редуктором называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент.

Вал — деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор. 

 Муфта— устройство, предназначенное для соединения друг с другом

концов валов и свободно сидящих на них деталей и передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу.

Приводной барабан является составной частью ленточного конвейера. Он предназначен для передачи тягового усилия, необходимого для приведения в движение конвейерной ленты. Вращение барабана осуществляется при помощи редуктора, приводимого в движение электродвигателем, либо мотор-редуктора.

Для того, чтобы проектируемый конвейер функционировал в наиболее выгодном режиме, нужно выбрать, какой вид последовательности передачи движения от двигателя через промежуточный механизм к рабочим органам изделия и их взаимосвязи, будет применяться в итоге. Именно для этой цели используют принципиальную кинематическую схему. Кинематическая схема представляет собой графическую схему отображения рабочих узлов и блоков механизма конструкции.