Скребковый конвейер СПК301 (рис. 16.4) состоит из головного и концевого приводов 1 , переходных секций 6, рештаков линейных 8, переходного 7 и штрековых 3 , скребковой цепи 2 ,и навесного оборудования, состоящего из линейных бортов 5 и рам штрековых 4.

Рис. 16.4. Скребковый конвейер СПК301

Рештак линейный состоит из боковин, днища и замков. Боковины рештака по концам снабжены износостойкими литыми приставками. Соединение рештаков - безболтовое, обеспечивающее изгиб конвейера в процессе передвижки его гидродомкратами по лаве.

Аналогичную конструкцию имеют штрековые рештаки, устанавливаемые в среднем штреке, делящем лаву как бы на две части длиной по 100 мм (см. рис. 13.2). При такой схеме отработки калийных руд возможна одновременная работа двух комбайнов, что позволяет увеличить нагрузку на забой. Средний штрек является вентиляционным, благодаря чему значительно улучшаются санитарно-гигиенические условия труда в лаве. Для обеспечения перемещения по среднему штреку к нижними полкам штрековых рештаков приварены две специальные лыжи.

На линейной части рештачного става конвейера расположено навесное оборудование: направляющая (круглой формы) для захвата комбайна, желоб кабелеукладчика, направляющие для цепи вынесенной системы подачи и кронштейны для прокладки кабеля.

Скребковые конвейеры с верхней рабочей ветвью, а также с нижней рабочей ветвью прошли испытания на доставке из-под навала крепких абразивных руд, однако вследствие быстрого износа цепей, всплывания тягового органа на поверхность транспортируемой руды и заклинивания кусков руды между цепью I и зубьями приводной звездочки они не рекомендованы к применению в таких тяжелых условиях эксплуатации.

Скребковые конвейеры используют также в некоторых транспортных установках специального назначения, например, в погрузочных машинах, самоходных вагонах и механизированных бункерах. При камерно-столбовой системе разработки калийных руд (см. рис. 5.9, а) вместе с проходческо-добычным комбайном применяют бункер-перегружатель, в днище которого встроен двухцепной скребковый конвейер. Бункер-перегружатель представляет собой передвижную аккумулирующую емкость на колесах, предназначенную для сглаживания неравномерности грузопотока и увеличения коэффициента использования комбайна во времени. При движении самоходного вагона комбайн работает непрерывно, заполняя рудой бункер-перегружатель. Перегрузка руды из бункера в вагон производится донным скребковым конвейером.

За рубежом используют короткие мощные скребковые питатели, рабочий орган которых состоит из 5 или 7 тяговых цепей, на которых скребки закреплены в шахматном порядке по ширине желоба питателя. Такой тип питателя предназначен для разгрузки абразивных крепких руд из бункеров.

Расчет скребковых конвейеров. Для доставочного скребкового конвейера, работающего в добычном блоке с погрузкой на него горной массы, производят проверочный расчет производительности, прочности тяговых цепей, мощности привода, а также возможной максимальной длины конвейера в одном ставе для конкретных условий эксплуатации.

Исходными данными для поверочного расчета являются: расчетный грузопоток от очистного комбайна или транспортной установки, с которой горная масса поступает на скребковый конвейер; длина конвейера и угол наклона; плотность доставляемой горной массы; данные технической характеристики конвейера.

Техническая производительность скребкового конвейера, т/ч

Q т = 3600 Ω 0 k 3 γ k β ν

где Ω 0 - номинальная площадь поперечного сечения желоба, м 2 ; k 3 - коэффициент заполнения желоба, принимаемый равным 0,6÷0,8 - для горизонтальных конвейеров, 0,4÷0,5 - для наклонных конвейеров, транспортирующих вверх, 1 - то же для транспортирующих вниз; k β - коэффициент, учитывающий изменение производительности конвейера в зависимости от угла наклона установки конвейера:

β , градус		От -16 до -10 -5 0 +10 +20
k β		1,5 1,3 1 0,7 0,3

Скорость (м/с) цепи v принимают по характеристике конвейера.

Производительность конвейера Q т должна быть больше расчетного грузопотока Q р , поступающего на конвейер, т. е. Q т >Q р .

Прочность тяговых цепей определяют по их максимальному натяжению, которое вычисляют методом обхода контура по точкам (см. 2.2). Для конвейера с цепным тяговым органом задаются натяжением S 1 = 2500÷3000 Н. Натяжение в следующей точке S 2 = S 1 + W пор, где

Натяжение S 3 = (1,05÷1,07) S 2 , S 4 = S max = S 3 + W гр , где

где q т и q - масса, приходящаяся на 1 м длины конвейера соответственно цепи со скребками и перемещаемого груза, кг/м; f 1 = 0,35÷0,4 - коэффициент трения цепи со скребками по желобу; f 2 = 0,6÷0,8 - то же горной массы по желобу; L - длина конвейера, м.

Запас прочности цепей

m = S раз λ/S max

где S раз - разрывное усилие одной цепи, Н; λ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения тягового усилия между цепями, принимаемый равным 1,8 - для двухцепных конвейеров с круглозвенными цепями и 1 - для одноцепных конвейеров.

Допустимый запас прочности цепей m ≥ 4÷6. Суммарное тяговое усилие (Н) на приводном валу конвейера F = S 4 - S 1 или

F = k (W гр + W пор), (16.3)

где k = l,l - коэффициент, учитывающий сопротивление на концевых звездочках.

Мощность двигателя привода скребкового конвейера (кВт)

где η = 0,8÷0,85 - КПД передачи привода; k зап = 1,15÷1,2 - коэффициент запаса мощности.

Если приводы устанавливают в головной и хвостовой частях конвейера, то максимальное натяжение цепи можно определить графическим методом. Сначала необходимо построить диаграмму натяжения тягового органа скребкового конвейера с одним приводом, равным по мощности двум приводам (рис. 16.5, а , штриховая линия). Далее разбивают полное тяговое усилие F между приводами на F 1 и F 2 соответственно их мощностям, строят действительную диаграмму натяжений (см. рис. 16.6, а , сплошная линия) и определяют натяжения в различных точках тягового органа.

Рис. 16.5. Диаграмма натяжений тягового органа скребкового конвейера при установке головного и хвостового приводов (а ) и график зависимости длины скребкового конвейера от угла его установки при различной производительности конвейера (б ): I - доставка вверх; II - доставка вниз

При постоянной установленной мощности двигателя привода длина конвейера зависит от угла установки конвейера и его производительности. Подставив значения W гр и W пор из формул (16.1) и (16.2) и значение F из формулы (16.4) в формулу (16.3), можно определить длину конвейера (м) в одном ставе:

По графику зависимости длины конвейера L K от угла его установки b и производительности можно установить возможность применения конвейера в определенных условиях эксплуатации (рис. 16.5, б).

16.3. Эксплуатация и техническое обслуживание скребковых конвейеров

Монтаж скребкового конвейера необходимо выполнять в строгой последовательности. Сначала устанавливают головную приводную станцию, затем раскладывают рештаки, скребковую цепь и необходимое вспомогательное оборудование, далее размещают хвостовую станцию, соединяют между собой рештаки и натягивают цепи конвейера.

С целью проверки правильности монтажа конвейера осуществляют его пробный пуск. Кратковременными включениями производят осмотр цепи за ее полный оборот, затем обкатывают конвейер вхолостую в течение 30-50 мин. Если конвейер работает вхолостую нормально, то затем в течение двух суток осуществляют его обкатку при 50%-й нагрузке. В процессе приработки тщательно следят за работой всех сборочных единиц конвейера и устраняют возникающие дефекты.

Для контроля движения, исправности состояния и целостности цепей скребкового конвейера применяют магнитоиндуктивные датчики, устанавливаемые у приводной станции под холостой ветвью тягового органа. При обрыве 1 или 2 цепей в датчике нарушается равновесие магнитной системы, в результате чего подается импульс на отключение привода конвейера.

В процессе эксплуатации скребкового конвейера его техническое обслуживание, текущие ремонты и устранение возможных неисправностей и отказов производят в соответствии с Руководством по техническому обслуживанию и текущему ремонту оборудования с применением нарядов-рапортов.

Согласно системе ППР техническое обслуживание включает в себя ежесменное, ежесуточное, еженедельное и ежемесячное технические обслуживания, в которые входят работы по смазке, регулировке, очистке, осмотру и проверке состояния и действия всех сборочных единиц конвейера.

Например, 1-й ремонтный осмотр скребкового конвейера СПК301 производят после выдачи 40 тыс. т калийной руды, а 2-й - после выдачи 120 тыс. т руды. Плановые текущие ремонты данного конвейера выполняют в следующей последовательности: 1-й - после выдачи 240 тыс. т руды, 2-й - 360 тыс. т. Капитальный ремонт конвейера выполняют спустя 12 мес. работы или после доставки 480 тыс. т калийной руды.

Основные правила безопасности: перед запуском конвейера следует убедиться в исправности защитных кожухов привода и ограждений и подать предупредительный звуковой сигнал; рабочий пуск конвейера производят через 5-7 с после предупредительного звукового сигнала; не допускается работа конвейера с неправильно собранной тяговой цепью, скрученными отрезками цепи и деформированными скребками, с открытыми замковыми соединениями рештачного става, незатянутыми болтовыми соединениями привода. Все работы по ремонту и обслуживанию скребкового конвейера производят при выключенном и заблокированном пускателе.

16.4. Пластинчатые конвейеры

В пластинчатых конвейерах функции тягового органа выполняют 1 или 2 цепи, а функции несущего органа - образованное из стальных пластин грузонесущее полотно, закрепленное на тяговом органе. На пластинах закреплены ходовые ролики, которые в процессе работы конвейера перекатываются по направляющим.

Преимущества пластинчатых конвейеров: возможность транспортирования крупнокусковой абразивной горной массы; возможность установки конвейера по криволинейной трассе с малыми радиусами закругления и в выработках с большими углами наклона; меньшие, чем в скребковых конвейерах, сопротивления передвижению и расход энергии; возможность установки промежуточных приводов, что позволяет увеличить длину конвейера в одном ставе. Недостатки пластинчатых конвейеров: высокая металлоемкость и большая масса подвижных частей; сложная конструкция пластинчатого полотна и трудность его очистки от остатков влажной и липкой горной массы; невысокая надежность.

Устройство и основные сборочные единицы. Основными элементами пластинчатого конвейера (рис. 16.6, а) являются пластинчатое полотно 1, тяговая кольцевая цепь 2, ходовые ролики 3, передвигающиеся по верхним 4 и нижним направляющим 5, приводная станция, расположенная в головной части конвейера, и концевая натяжная станция.

Рис. 16.6. Поперечные сечения става рудного пластинчатого конвейера (а) и тяжелого пластинчатого питателя (б)

Форма поперечного сечения пластин может быть прямоугольной или трапецеидальной. Пластины выполняют штампованными из листовой стали толщиной 6-8 мм. В днище пластин выштамповывают ребра жесткости, которые удерживают груз от сползания на наклонных конвейерах. При сборке полотна отдельные пластины соединяют между собой внахлестку и закрепляют на цепи (обязательно каждую пластину). Длина пластины 200-400 мм.

К пластинам (через несколько штук) крепят с помощью коротких консольных или сквозных осей ходовые ролики, установленные на шарикоподшипниках и снабженные ребордами, обеспечивающими прохождение кривых радиусом 15¸20 м. Шаг установки роликов (в зависимости от назначения конвейера) принимается кратным шагу тяговой цепи идлине несущих пластин и составляет 1000-2000 мм.

Металлоконструкцию става конвейера собирают из отдельных секций, состоящих из верхних и нижних направляющих, закрепленных на опорных стойках.

Концевые приводная и натяжная станции пластинчатого конвейера принципиально аналогичны по конструкции станциям скребкового конвейера. На пластинчатых конвейерах возможна установка промежуточных приводов гусеничного типа, у которых на приводной цепи закреплены кулаки, взаимодействующие со звеньями тяговой цепи конвейера. При установке промежуточных приводов длина пластинчатого конвейера в одном ставе может достигать 1200-1500 м.

Типы пластинчатых конвейеров. В горно-рудной промышленности при подземной разработке крепких абразивных руд применялись опытные конструкции забойных пластинчатых конвейеров, предназначенных для доставки руды из-под навала, и аккумулирующие или магистральные пластинчатые конвейеры.

В забойных пластинчатых конвейерах грузонесущее полотно должно было обладать высокой прочностью ибыть хорошо защищенным от попадания рудной мелочи на направляющие ходовых роликов. В качестве тягового органа использовали две цепи. Скорость движения полотна, находящегося под навалом, не превышала 0,2 м/с. Пластинчатые конвейеры, устанавливаемые в аккумулирующих или магистральных выработках, имели ширину полотна до 800 мм, скорость тягового органа 0,6- 0,7 м/с, техническую производительность до 500 т/ч. Для исключения просыпания рудной мелочи между пластинами рабочую поверхность пластинчатого полотна покрывали отрезками конвейерной ленты, которые крепятся к пластинам. Однако ввиду ненадежности работы, сложности монтажа и других недостатков пластинчатые конвейеры не нашли широкого применения при подземной разработке крепких абразивных руд.

Для транспортирования неабразивной мелкокусковой горной массы возможно применение пластинчатых конвейеров параметрического ряда, предназначенных для угольной промышленности: магистральные изгибающиеся конвейеры типа П - для выработок с углами наклона 0-24°; магистральные наклонные типа ПН - для прямолинейных выработок с углами наклона 24-35°. В угольных шахтах эксплуатировались пластинчатые изгибающиеся конвейеры П-65М, имеющие ширину полотна 650 мм и производительность до 300 т/ч.

Для равномерной подачи абразивной руды в дробилки и из-под дробилок применяют пластинчатые питатели (рис. 16.6,б ) длиной 5-15 м, с несущим полотном шириной 1200-1800 мм, а иногда и более. Пластины полотна питателя - из износостойкой стали, литые, способные выдерживать большие нагрузки. В отличие от пластинчатых конвейеров в питателях пластинчатое полотно перемещается обычно по стационарно установленным верхним 6 и нижним 7 роликам, смонтированным на раме на подшипниках скольжения 8 и 9, к которым централизованно подается смазка. Скорость движения пластинчатого полотна питателя 0,1-0,35 м/с, производительность 300-500 м 3 /ч.

Вопросы для самопроверки

1. Опишите основные конструкции тяговых цепей и объясните принцип передачи тягового усилия зацеплением.

2. Начертите основные схемы скребковых конвейеров, укажите основные сборочные единицы и объясните принцип действия скребкового конвейера.

3. Начертите принципиальную схему скребкового конвейера и изложите порядок его расчета.

4. Укажите основные области применения скребковых конвейеров в горно-добывающей промышленности.

5. Объясните принцип действия пластинчатых конвейеров и укажите их области применения.

17. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРУБОПРОВОДНЫЙ ТРАНСПОРТ

17.1. Схемы трубопроводного транспорта и области его применения

Перемещение различных материалов и смесей по трубам под действием статического напора, создаваемого столбом смеси в вертикальном ставе трубопровода, или перемещение рабочей средой (воздухом или водой) называют трубопроводным транспортом.

При подземной добыче руд трубопроводный транспорт используют, в основном, для доставки закладочных материалов и смесей в выработанное пространство. Очень ограниченно применяют гидравлическую доставку руды, в основном, в наклонных залежах, где руду смывают напорной струей воды, и пульпа (смесь воды и твердых частиц) стекает по наклонной почве выработки. Поэтому далее рассмотрим трубопроводный транспорт только для транспортирования закладочных материалов и смесей.

В настоящее время закладку применяют при разработке ценных руд цветных, редких и радиоактивных металлов, высококачественных железных руд, некоторых видов горно-химического сырья. Использование закладки позволяет сократить потери и разубоживание руды, заменить рудные целики искусственными, сохранить ненарушенной земную поверхность, производить одновременную разработку месторождения открытым и подземным способами, отрабатывать руды, склонные к самовозгоранию путем изолирования выработанного пространства от доступа воздуха, обеспечить в сложных горно-геологических условиях безопасность работ, а также частично разместить отходы производства под землей. Особую актуальность приобретает закладка при разработке месторождений на больших глубинах, где прочные закладочные массивы предупреждают горные удары при большом горном давлении.

Недостаток закладки - удорожание добычных работ, однако в некоторых случаях ценность дополнительно получаемой руды может перекрыть затраты на закладочные работы.

В зависимости от способа закладки и вида транспорта применяют сухую, гидравлическую и твердеющую закладки. В качестве материалов для появившейся первоначально сухой закладки применяли попутно добываемые или поступающие в шахту пустые породы, песок, гравий. При сухой закладке закладочный материал в выработанное пространство доставляли самотеком под действием силы тяжести, скреперными установками, погрузочно-транспортными машинами, конвейерами, пневматическим трубопроводным транспортом. Позднее сухую закладку стала вытеснять гидравлическая закладка, а в настоящее время широкое распространение получила твердеющая закладка, обеспечивающая высокую прочность и плотность закладочного массива. С использованием твердеющей закладки появилась возможность создания высокопроизводительных систем разработки при выемке ценных, малоустойчивых или самовозгорающихся руд, а также ведения работ на глубинах с большим горным давлением. Например, на горных предприятиях цветной металлургии из всего объема закладочных работ около 85% составляет твердеющая закладка.

В состав твердеющей закладочной смеси входят вяжущие вещества (цемент, молотые шлаки черной и цветной металлургии), инертные заполнители (песок, хвосты обогатительных фабрик, порода из отвалов, гравий, щебень) и вода. Для повышения пластичности и транспортабельности твердеющих закладочных смесей вводят пластифицирующие добавки (например, поликриамид и др.), составляющие десятые и сотые доли процента от массы вяжущего.

Для доставки твердеющих закладочных смесей применяют самотечный (рис. 17.1, а ) и самотечно-пневматический (рис. 17.1,б ) трубопроводный транспорт.

Трубопровод самотечной установки состоит из вертикальной и горизонтальной частей. Закладочная смесь непрерывным потоком поступает в приемную воронку вертикального трубопровода (см. рис. 17.1, а ) и перемещается на определенное расстояние по горизонтальной части за счет статического напора столба смеси в вертикальной части трубопровода. Дальность транспортирования по горизонтали в 3-5 раз больше высоты вертикального столба закладочной смеси, скорость Движения 0,3-0,8 м/с (в зависимости от состава смеси), диаметр трубопровода от 76 до 220 мм.

Рис. 17.1. Схемы трубопроводного транспорта закладочных материалов: а - самотечного; б - самотечно-пневматического; в - пневматического с закладочной машиной; г - самотечного гидравлического по наклонной почве или желобу: д - самотечного гидравлического с вертикальными и горизонтальными трубопроводами- е - напорного гидравлического; ж-то же с питателем; з - гидроэлеватор- 1 - трубопровод- 2 - закладочная машина; 3 - наклонный желоб; 4 - пульпонасос; 5 -питатель; 6 - насос

Преимущества самотечного трубопроводного транспорта - довольно высокая производительность (до 60-180 м 3 /ч) и простота конструкции, недостаток - ограниченное расстояние транспортирования, зависящее от высоты вертикальной части трубопровода и времени твердения закладочных смесей.

Применение самотечно-пневматического транспорта позволяет значительно увеличить длину доставки закладочных смесей за счет энергии сжатого воздуха, поступающего на горизонтальные части трубопровода через пневмоэжекторы (пневмо-врезки), вмонтированные под углом 25-30° к продольной оси трубопровода в направлении движения закладочной смеси (см. рис. 17.1,6 ) и соединенные гибкими шлангами с воздушной магистралью. Диаметр пневмоврезок 1,5-2", расстояние между ними 60-100 м. Скорость движения смеси на участке пневмотранспорта достигает 4-10 м/с. Смесь разделяется сжатым воздухом на порции и затем отдельными порциями проталкивается по горизонтальному трубопроводу к месту закладки.

Преимущества самотечно-пневматического транспорта - подача закладочной смеси на большие расстояния при высокой производительности и надежность в работе, недостаток - повышенные энергозатраты (по сравнению с самотечным транспортом) вследствие использования сжатого воздуха. Этот вид транспорта твердеющих закладочных смесей получает все большее распространение.

Рассмотрим схему пневматического трубопроводного транспорта сплошным потоком (рис. 17.1, в ). Закладочный материал с помощью закладочной машины вводят в трубопровод, по которому материал во взвешенном состоянии перемещается воздушной средой и выбрасывается в выработанное пространство. Скорость воздушного потока, при которой частицы транспортируемого материала находятся во взвешенном состоянии, называется скоростью витания. Если частицу материала уподобить шару диаметром d (м), то уравнение равновесия шара, помещенного в воздушную среду в трубопроводе, можно записать в следующем виде:

где g т - плотность материала, кг/м 3 ; l В - коэффициент сопротивления, зависящий от формы частицы и состояния поверхности; g В = l,2 - плотность воздуха, кг/м 3 ; u В - скорость витания (м/с), определяемая по формуле

Скорость транспортирования закладочного материала принимают большей, чем скорость витания.

Такую схему пневматического транспорта (см. рис. 17.1, е ) применяют для сухой закладки. Закладочный материал - неабразивная дробленая порода крупностью 5-80 мм, дальность транспортирования 20-80 мм, производительность 30-60 м 3 /ч, расход сжатого воздуха - около 150 м 3 на 1 м 3 закладочного материала.

Недостатки пневмотранспорта сухих закладочных материалов: большое пылеобразование; высокий износ труб и закладочных машин; большой расход сжатого воздуха; высокие предъявляемые требования к закладочному материалу в отношении его гранулометрического состава и абразивности и др. Этот вид транспорта неприемлем для доставки твердеющих закладочных смесей в связи с нарушением структуры смеси, а следовательно, и прочности закладываемого массива. Пневматический транспорт закладочных материалов сплошным потоком не получил широкого распространения на рудных шахтах.

Гидравлические транспортные установки разделяются на самотечные и напорные . В самотечных установках транспортирование материала производится струей воды по наклонно установленным желобам и трубам (рис. 17.1, г ) или по трубам под действием статического напора, создаваемого пульпой в вертикальной части трубопровода (рис. 17.1, д). В приемную воронку готовую пульпу или закладочный материал подают из бункера на желоб и гидромонитором смывают в приемную воронку вертикального трубопровода. Отношение высоты вертикальной части трубопровода к горизонтальной составляет примерно 1:4 - для кусковых и 1:15 - для мелкозернистых материалов. Крупность частиц материала не должна превышать 50 - 80 мм. Для гидрозакладки применяют хвосты обогатительных фабрик, гранулированные шлаки, пески с примесью глины и дробленые породы. Консистенцию пульпы - отношение твердого и жидкого (Т:Ж), которая зависит от крупности закладочного материала, принимают в соотношении от 1:0,6 до 1:5. Преимущество схемы гидротранспорта (см. рис. 17.1, д )- простота конструкции, недостаток - ограниченное расстояние транспортирования.

В системе напорного гидротранспорта устанавливают пульпонасосы (рис. 17.1, е) или другие механизмы, обеспечивающие засасывание пульпы и транспортирование ее по трубопроводу. При использовании пульпонасосов наиболее эффективно применять мелкозернистые закладочные материалы (например, пески и хвосты обогатительных фабрик), которые довольно легко перемещаются в напорном трубопроводе и обеспечивают высокое качество закладочного массива.

При другой схеме напорного гидротранспорта (рис. 17.1, ж) насыпной груз крупностью до 60 мм загружают в трубопровод специальным загрузочным устройством - питателем, а воду в трубопровод подают насосом.

При разработке россыпных месторождений для транспортирования пульпы к промывочным приборам применяют гидроэлеваторы (рис. 17.1, з). Гидроэлеватор работает следующим образом. По трубопроводу в насадку подают под давлением воду. Благодаря значительной скорости струи воды, выходящей из насадки, в камере гидроэлеватора создается вакуум, пульпа через патрубок засасывается в камеру и под напором струи воды попадает в трубопровод. Высота подъема пульпы гидроэлеваторами может достигать 10 - 15 м, длина транспортирования по горизонтали - до 100 м, производительность 30 - 75 м 3 /ч. Недостатки гидроэлеваторов - низкий КПД (около 20 %), ограничение по крупности транспортируемой горной массы.

Скорость витания в гидротранспортных установках называется критической скоростью, при которой частицы транспортируемого материала находятся в потоке воды во взвешенном состоянии, а отдельные крупные частицы перемещаются скачкообразно. Сила тяжести частицы, эквивалентной шару диаметром d (м), во взвешенном состоянии (в восходящем потоке воды) уравновешивается выталкивающей силой (по закону Архимеда) и сопротивлением перемещению:

где g 0 - плотность воды, кг/м 3 ; l- коэффициент сопротивления при свободном падении частицы в воде.

Критическая скорость (м/с)

Расчетную скорость пульпы принимают больше критической - u = (1,1¸1,2) u кр. Практически она составляет 2,5 - 3,5 м/с.

Преимущества напорного гидротранспорта - высокая производительность и подача закладочного материала на большие расстояния, недостатки - повышенный износ трубопровода, невысокая прочность закладочного массива, большое содержание воды в закладочном материале и увеличение затрат на обезвоживание, дренаж и перекачку воды.

Гидротранспорт не применяют для доставки твердеющих закладочных смесей, так как большое количество воды нарушает структуру смеси, разжижается и выносится цементная пульпа, что приводит к снижению прочности закладочного массива.

17.2. Оборудование трубопроводного транспорта

В состав закладочного комплекса входят механизмы для подготовки и дозирования исходных материалов и закладочных смесей, а также трубопроводный транспорт, оборудованный необходимыми контрольными приборами.

Известные закладочные комплексы отличаются друг от друга использованием различных исходных материалов для приготовления закладочных смесей и расположением рудных шахт в разных климатических зонах. Основные требования, предъявляемые к современным закладочным комплексам: универсальность и возможность приготовления различных по свойствам закладочных смесей для твердеющей и гидравлической закладок; отклонение от заданных характеристик смесей не более чем на 10 %; широкая механизация и автоматизация всего технологического процесса приготовления закладочной смеси и ведения закладочных работ.

Применяют два способа приготовления твердеющих смесей - совместный и раздельный. Наиболее распространен совместный способ, при котором на поверхности рудной шахты «начала отдельно приготовляют инертные материалы (рассеивают и дробят, очищают от примесей) и вяжущее, а затем их дозируют и подают в смеситель для перемешивания между собой и водой. Готовая смесь поступает в приемную воронку вертикальной части трубопровода. При раздельном способе, который применяют очень редко, компоненты закладочной смеси транспортируют в выработанное пространство раздельно и смешивают лишь в процессе укладки.

Закладочные комплексы в зависимости от назначения могут быть центральными, служащими для приготовления закладочной смеси для всего месторождения, и участковыми, обслуживающими отдельные участки.

В зависимости от длительности эксплуатации различают закладочные комплексы стационарные и передвижные (или временные). Последние предназначены для приготовления небольших объемов смесей для удаленных участков выработанного пространства и могут располагаться на поверхности или в шахте.

Необходимым условием для обеспечения транспортабельности закладочных смесей и нормированной прочности искусственного массива является точное дозирование компонентов смесей. Дозирование заполнителей и вяжущего производят шиберными затворами или шнековыми питателями, установленными на расходных бункерах. Применяют также более точные автоматические весовые дозаторы, а для смешивания компонентов- высокопроизводительные смесители непрерывного действия с принудительным перемешиванием смеси лопастями.

Стоимость твердеющей закладки составляет 30 - 40 % от себестоимости 1 м 3 выданной на поверхность руды, а затраты на исходные материалы для закладочных смесей достигают 50 - 70 % от общей себестоимости закладки. Расход наиболее дорогого компонента - цемента - 120¸400 кг на 1 м 3 закладочной смеси (в среднем, около 200 кг). Большие нормы расхода цемента необходимы для улучшения пластичности и транспортабельности закладочных смесей с целью уменьшения возможных случаев закупорки трубопровода и увеличения длины транспортирования при самотечном способе доставки. Использование молотых шлаков черной и цветной металлургии в объеме до 300 - 350 кг на 1 м 3 закладки позволяет снизить расход цемента на 80 - 100 кг/м 3 . Повышение транспортабельности смеси и некоторое снижение расхода цемента достигается вводом в вяжущее пластификаторов или наполнителей типа тонкомолотых песчаников, известняка, глины и др.

Разработана новая технология вибросмешивания компонентов, обеспечивающая более полное использование хвостов обогащения в качестве наполнителей и получение однородной, с высокой плотностью смеси путем передачи ей виброимпульсов с частотой, превышающей частоту вращения лопастей смесителя.

Пространственная схема расположения закладочных трубопроводов зависит от схемы вскрытия и отработки месторождения и генплана шахтной поверхности. По назначению закладочные трубопроводы подразделяются на магистральные стационарные, прокладываемые вертикально в стволах шахт или в; скважинах и горизонтально по основным выработкам, и участковые временные, прокладываемые вблизи мест закладки. Последние часто перемонтируют по мере выполнения закладочных, работ.

Для трубопроводов используют бесшовные стальные, реже чугунные и полиэтиленовые трубы. Перспективными являются полиэтиленовые трубы, которые не ржавеют, значительно легче стальных, достаточно прочны и обладают меньшим удельным сопротивлением движению смеси, что позволяет увеличить дальность транспортирования. Стоимость полиэтиленовых труб на 20 - 30% ниже, чем стальных.

Внутренний диаметр труб выбирают с учетом заданной производительности и размера куска заполнителя, а толщину стенок - с учетом назначения, вида транспортируемого материала и условий монтажа. Вертикальные магистральные трубопроводы имеют толщину стенок 12 - 16 мм, горизонтальные - 8¸10 мм, на коленах закруглений - 12¸15 мм.

Соединение отдельных отрезков труб - сварное или фланцевое болтовое (для магистральных) и фланцевое быстроразъемное (для участковых трубопроводов). На магистральном трубопроводе рекомендуется через 150 - 200 м устанавливать фланцевые вставки длиной 500 - 800 мм для обеспечения ликвидации закупорки трубопровода.

Вертикальную часть трубопровода соединяют с горизонтальной частью с помощью опорного колена, установленного на фундаменте (рис. 17.2). По горизонтальным выработкам трубопровод прокладывают на опорах или деревянных лежаках и придают ему уклон 0,005 - 0,008 в сторону движения смеси. Радиус закруглений трубопровода принимают не менее 10 его, диаметров.

Рис. 17.2. Схема крепления закладочного трубопровода: 1 - бетонное основание; 2 - упор; 3 - манометр; 4 - фланцевая вставка; 5 - сопло пневмоэжектора

Вследствие абразивности транспортируемых смесей трубопровод подвергается износу, интенсивность которого зависит от состава смеси, качества стали труб, технологии изготовления и толщины стенок труб, а также от режима транспортирования. Например, при увеличении скорости с 0,7 - 0,8 м/с (самотечный), до 2 м/с и более (самотечно-пневматический транспорт) износ труб увеличивается более чем в два раза. Расход стальных труб составляет 0,02 - 0,25 т на 1000 м 3 транспортируемой смеси. Пропускная способность стальных труб, зависящая от абразивных свойств транспортируемого материала и марки стали, 500 - 700 тыс. м 3 . Меньшему износу подвержены полиэтиленовые трубы.

С целью увеличения долговечности труб их внутреннюю поверхность футеруют каменным литьем, резиной или другими материалами. Существует практика футеровки внутренних поверхностей колен твердым сплавом.

На горизонтальном трубопроводе самотечно-пневматического транспорта через определенные расстояния под углом 15 - 30° врезают пневмоэжекторы (рис. 17.3), соединенные резиновыми шлангами с воздушной магистралью, проложенной вдоль трубопровода. Диаметр сопла пневмоэжектора 10 - 20 мм (в зависимости от диаметра трубопровода). С целью ликвидации закупорки на трубопроводе устанавливают резервные пневмоэжекторы. Для предотвращения попадания твердеющей смеси в сеть сжатого воздуха пневмоэжекторы оборудуют обратными, клапанами.

Рис. 17.3. Пневмоэжектор: 1 - патрубок; 2 - корпус эжектора; 3 - шток; 4 - запорное устройство; 5 -стальная пластина; 6 - резина; 7 - трубопровод

Рядом с пневмоэжекторами с таким же интервалом на трубопроводе устанавливают устройства ввода воды для ликвидации аварийных пробок и промывки трубопровода. Устройство представляет собой приваренный в верхней части трубопровода патрубок, закрываемый заглушкой или винтовым игольчатым клапаном. Вода к устройству под давлением до 4 МПа подается от водопроводной магистрали, проложенной вдоль трубопровода.

У мест врезки пневмоэжекторов и на колене перехода вертикального трубопровода в горизонтальный устанавливают манометры для замера давления воздуха в закладочном трубопроводе.

Для предупреждения и ликвидации закупорок трубопровода применяют виброустановки (рис. 17.4). В результате вибрации-трубопровода снижается коэффициент сопротивления перемещению бетонной смеси, что позволяет ликвидировать закупорки и увеличить эффективность транспортирования смесей.

Рис. 17.4. Виброустановка трубопровода: 1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - вибратор; 4 - трубопровод; 5 - амортизатор; 6 - фундамент

17.3. Расчет основных параметров трубопроводного транспорта

Основными параметрами трубопроводного транспорта являются производительность, диаметр трубопровода, длина транспортирования и др.

Техническая производительность самотечного трубопроводного транспорта по закладочной смеси (м 3 /ч)

откуда диаметр трубопровода (м)

Скорость движения смеси при самотечном транспортировании принимают из условия устойчивости ее к расслоению и пропускной способности трубопровода. Оптимальная скорость u = 0,5¸0,7 м/с (реже l,5¸2м/с).

Максимальная длина самотечного транспортирования по горизонтали

где Н k 3 = 0,7¸0,8 - коэффициент заполнения вертикальной части; g- плотность смеси, т/м 3 ; Dр - удельные потери давления при движении смеси по трубопроводу, Па/м; b - угол наклона трубопровода к горизонту, градус; - суммарная эквивалентная длина колен и поворотов, расположенных по длине трубопровода, м.

Эквивалентная длина l э (90°) для колена с углом поворота 90° и радиусом закругления 2 м равна 12 м, а с радиусом закругления 1 м - 20 м. Для колен с углом поворота a k <90º эквивалентная длина (м)

Удельные потери давления (Па/м)

где t 0 - статическое напряжение сдвига, Па; m см - вязкость смеси, Па-с. Ориентировочно принимают Dр = 0,1 МПа/м.

Длину горизонтального участка трубопровода можно увеличить путем перехода с самотечного на самотечно-пневматический способ транспортирования.

Расстояние от вертикальной части трубопровода до первого пневмоэжектора (м)

где Р В - давление сжатого воздуха, МПа.

Максимальная длина горизонтального участка пневмотранспортирования (м)

где u П и u с - скорость движения смеси соответственно на участках пневмотранспорта и самотеком, м/с. Как правило, принимают u П =4¸10 м/с.

Первый рабочий пневмоэжектор устанавливают в конце самотечного участка, второй - на расстоянии 60-100 м от первого и т. д. Возможная длина доставки самотечно-пневматнческим транспортом может достигать до 2000-2500 м.

Техническая производительность (м 3 /ч) гидротранспортной установки по пульпе

Скорость пульпы u = (1,1¸1,2) u кр. Практически u = 2,5¸3,5 м/с.

Производительность по твердому закладочному материалу (М 3 /ч)

где s = 0,25¸0,4 - концентрация пульпы.

Подставляя значение V П из формулы (17.12) в формулу (17.13), можно определить необходимый диаметр трубопровода (м,) при котором обеспечивается заданная производительность по твердому закладочному материалу:

Наибольшая длина транспортирования по горизонтали (м) под действием статического напора для самотечного гидротранспорта (см. рис. 17.1, д ).

где H - высота вертикальной части трубопровода, м; h - остаточный (скоростной) напор пульпы при выходе ее из трубопровода, м (обычно h £20 м); l 1 - коэффициент сопротивления движению пульпы, определяемый по формуле

где g П - плотность пульпы, т/м 3 ; åL экв - суммарная эквивалентная длина колен (при диаметре труб 50 и 200 мм åL экв составляет для задвижек соответственно 0,5 и 3 м, для колен - 0,3 и 2 м).

17.4. Автоматизация, эксплуатация и правила безопасности

Основные требования, предъявляемые к автоматизированным закладочным комплексам: поддержание заданного состава смеси и получение искусственного массива нормированной прочности; обеспечение автоматического контроля за устойчивостью режима транспортирования смеси. Схема автоматизации должна выполнять следующие функции: автоматическое дозирование заполнителей, вяжущего и воды; контроль скорости движения смеси, давления воздуха, вязкости смеси и уровня смеси в вертикальном трубопроводе; автоматическая защита при возникновении аварийных ситуаций.

В настоящее время ведутся работы по созданию автоматизированных закладочных комплексов. Современное оборудование комплексов позволяет оператору осуществлять дистанционный контроль за параметрами транспортирования закладочной смеси и своевременно принимать меры, предупреждающие аварийные ситуации.

Поддержание заданного состава смеси производят с помощью автоматических взвешивающих устройств для вяжущего и заполнителя и с помощью счетчика расхода воды.

На пульт оператора выведены показания манометра, установленного на трубопроводе в месте перехода вертикального участка в горизонтальный, датчика наличия смеси, манометра, установленного на магистрали сжатого воздуха. При достижении давления в трубопроводе 2,5 МПа срабатывают звуковая и световая сигнализации, так как повышение давления до такой величины свидетельствует о повышении сопротивления движению смеси и возможности образования пробок. Причинами образования пробок могут быть неравномерная подача закладочной смеси, несоблюдение соотношения жидкого и твердого, низкие скорости на самотечном участке, попадание в трубопровод посторонних предметов или уменьшение его сечения из-за заштыбовки, недостаточное поступление сжатого воздуха на участок пневмотранспортирования и др.

Во избежание возможного схватывания твердеющей закладочной смеси и потери ее подвижности закупорка трубопровода должна быть ликвидирована в максимально короткий срок. Последовательность операций при ликвидации закупорок трубопровода: простукивание трубопровода; включение вибрационных устройств, расположенных на трубопроводе; включение резервных эжекторов на участке пневмотраспортирования; расстановка трубопровода в местах установки фланцевых вставок и подача воды в трубопровод.

В процессе эксплуатации закладочного комплекса необходимо следить за герметичностью трубопровода и его креплением, производить контроль толщины стенок труб с помощью радиоизотопных толщиномеров. На горизонтальных участках трубопровода изнашивание внутренних стенок труб на 1 мм толщины происходит при доставке 100-120 тыс. м 3 смеси. Пропускная способность металлических труб до полного износа зависит от абразивности смеси, марки стали трубы и может достигать 500-700 тыс. м 3 . Для увеличения срока службы на горизонтальном участке следует регулярно разворачивать трубы на 120° после прохождения по ним 10 тыс. м 3 смеси. По окончании очередного цикла закладочных работ трубопровод промывают водой.

При эксплуатации трубопроводного транспорта должны строго соблюдаться правила безопасности: давление в трубопроводе не должно превышать расчетное; не разрешается ликвидация пробок простукиванием кувалдой при остаточной толщине стенки трубы менее 4 - 5 мм; при ликвидации пробок и расстыковке трубопровода обслуживающий персонал должен находиться на расстоянии не менее 25 - 30 м по направлению подачи смеси. Другие меры безопасности регламентируются инструкцией по эксплуатации закладочного комплекса.

Вопросы для самопроверки

1. Укажите область применения трубопроводного транспорта на рудных шахтах.

2. Начертите основные схемы трубопроводного транспорта и объясните их принцип действия.

3. Объясните принцип действия пневмотранспорта. Что называется скоростью витания?

4. Объясните принцип действия гидротранспорта. Что называется критической скоростью и как определить расчетную скорость пульпы?

5. Перечислите основное оборудование гидро- и пневмотранспортных установок.

6. Каким образом можно устранить закупорку трубопровода при перемещении по нему закладочных смесей?

Задачи и упражнения

1. Определите необходимый диаметр трубопровода для транспортирования закладочной смеси при технической производительности V т =50 м 3 /ч и скорости перемещения смеси u = 0,7 м/с.

2. Напишите формулу для определения максимальной длины самотечного транспорта по горизонтали, примите сами исходные данные и выполните расчет.

3. Изложите письменно порядок расчета гидротранспортной установки.

IV. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ РУДНИЧНЫЙ ТРАНСПОРТ ДЛЯ ДОСТАВКИ МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И ЛЮДЕЙ

18. ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ДОСТАВКИ МАТЕРИАЛОВ, ОБОРУДОВАНИЯ И ЛЮДЕЙ

18.1. Средства вспомогательного транспорта и области их применения

Для бесперебойной работы очистных и подготовительных забоев необходимо обеспечивать регулярную доставку людей в рудную шахту и большого числа разнообразных по размерам, массе и форме вспомогательных грузов, основными из которых являются: длинномерные материалы (рельсы, трубы); лесоматериалы; металлическая крепь; железобетонные изделия; сыпучие материалы (балласт, цемент); жидкие горюче-смазочные материалы; оборудование, узлы и запчасти машин и др. Для перевозки этих грузов используют средства комплексной механизации, включающие вспомогательные транспортные установки, контейнеры, пакеты и поддоны для затаривания грузов на поверхности шахты и их доставки к рабочим местам, механизмы для погрузочно-разгрузочных работ.

В зависимости от типа перевозимых вспомогательных грузов, горно-технических и горно-геологических условий эксплуатации применяют различные виды вспомогательного транспорта, которые разделяются на напочвенные и подвесные средства. К напочвенным относятся рельсовые средства, локомотивная и канатная откатки, безрельсовые самоходные транспортные машины или специальные конвейеры. К подвесным средствам вспомогательного транспорта относятся канатные дороги и монорельсовые дороги с канатной и локомотивной тягой.

Согласно нормам технологического проектирования рудных шахт по добыче крепких руд, а также учитывая эксплуатируемые основные виды транспорта, перевозку людей и доставку материалов и оборудования рекомендуется осуществлять:

По горизонтальным выработкам, оборудованным рельсовыми путями, - электровозным транспортом со специальными платформами и пассажирскими вагонетками;

По горизонтальным и наклонным (до 15°) безрельсовым горным выработкам - вспомогательными самоходными машинами на пневмошинном, реже гусеничном механизмах перемещения;

По наклонным стволам, оборудованным рельсовыми путями и канатной тягой, - специальными вагонетками или скипами (для материалов), специальными пассажирскими вагонетками, оборудованными парашютными устройствами (для людей);

По наклонным выработкам - для людей и вспомогательных грузов небольшой массы моноканатными подвесными дорогами (на угольных шахтах для этих целей применяют подвесные монорельсовые дороги).

Основные требования, предъявляемые к вспомогательному транспорту:

Взаимоувязка параметров технологических транспортных схем шахты с горно-геологическими условиями разработки, схемами вскрытия и подготовки, системами разработки и условиями работы основных транспортных машин в шахте;

Перевозка материалов в укрупненных единицах (пакетах, контейнерах), собираемых в местах складирования на поверхности;

Обеспечение по возможности бесперегрузочной доставки материалов и оборудования к местам потребления;

Доставка материалов и оборудования по календарным графикам и планам оснащения забоев с учетом необходимости выдача на поверхность демонтированного оборудования, металлолома, отработанных масел и др.;

Оснащение стационарными, переносными или передвижными грузоподъемными средствами для погрузочно-разгрузочных работ в местах потребления и в пунктах погрузки;

Соблюдение регламентируемого времени для перевозки людей к их, рабочим местам в шахте, обеспечивая при этом минимальную утомляемость и максимальную комфортность во время движения транспортных средств.

В рудных шахтах для перевозки вспомогательных грузов используют, в основном, электровозный транспорт и самоходные транспортные машины, реже - канатную откатку. Внедряются также подвесные средства транспорта.

18.2. Напочвенные средства вспомогательного транспорта

При использовании рельсового транспорта с электровозной тягой для перевозки вспомогательных грузов применяют обычные грузовые вагонетки и специальные вагонетки; платформы для контейнеров, пакетов и оборудования; вагонетки лесодоставочные, балластные с клапанной разгрузкой, для пылевидных материалов с герметически закрывающимся кузовом, для вяжущих растворов, жидкостей, взрывчатых материалов; вагонетки и специально оборудованные платформы для перевозки конвейерных лент, канатов, кабелей, газовых баллонов и огнетушителей и др.

Для доставки различных материалов и изделий (например, шпал, тюбингов, железобетонных затяжек, водоотливных лотков и др.) применяют пакеты, поддоны и контейнеры, приспособленные для механизированных способов погрузки, разгрузки и складирования, а также для перевозки различными видами транспорта без переупаковки по всему пути их перемещения. Параметры и вид грузовых единиц зависят от габаритов подвижного состава и размеров поперечных сечений горных выработок. При этом размеры и массу грузовых единиц устанавливают исходя из условий обеспечения максимального использования транспортных и грузоподъемных средств.

Рис. 18.1 Унифицированная платформа

Контейнеры, предназначенные для доставки штучных, наливных и насыпных грузов, перевозятся на платформах (рис. 18.1). Основными сборочными единицами платформы являются ходовая тележка 1 , на которой закреплена плита 2, механизм 3 фиксации контейнеров, ограничительные стойки 4 и торцовые стенки 5 . В зависимости от грузоподъемности платформы на ней могут быть установлены один или два контейнера. Пакеты или штучные грузы, транспортируемые на платформе, должны быть ограничены по длине торцовыми стенками.

Практика внедрения контейнерной доставки грузов в угольных шахтах показала, что контейнеры как укрупненные грузовые единицы обладают значительной собственной массой и, кроме того, на их возврат из шахты требуются большие затраты. Поэтому в перспективе наибольшее распространение получит пакетирование грузов с помощью стропов, что упрощает организацию транспортных работ, так как упаковочный материал не возвращают на поверхность. При этом значительно снижаются коэффициент тары и капитальные затраты.

Длинномерные грузы, рельсы и трубы перевозят сформированными в пакеты и закрепленными на сдвоенных поворотных тележках (рис. 18.2, а ). Доставку пакета с рельсами от шахтного склада до горизонта шахты осуществляют следующим образом. На поверхности с помощью двух кассет формируют пакет 1 (см. рис. 18.2, а ) из рельсов или труб массой до 3,5 т и закрепляют его на двух поворотных тележках 2. На пакете закрепляют роликовую подвеску 3, которую перед спуском по стволу вводят в направляющие несущей подвески клети. Затем пакет вместе с тележками поднимают в копер (рис. 18.2, б ), при этом одна из тележек перемещается по рельсам. При переподъеме клети пакет удерживается от колебаний канатом дополнительной лебедки 4. Спуск клети с пакетом осуществляют со скоростью не более 4 м/с. В околоствольной выработке пакет вместе с тележками втягивают лебедкой 5 в сопряжение ствола с околоствольным двором. При медленном опускании клети пакет с помощью лебедки устанавливают тележками на рельсовый путь, по которым он доставляется электровозом к месту производства работ.

Рис. 18.2 . Сформированный пакет рельсов на тележках (а ) и схема доставки пакета от склада до горизонта шахты (б )

Для перевозки людей по горизонтальным выработкам используют вагонетки пассажирские ВПГ-12 (рис. 18.3) с шестью двухместными сиденьями и ВПГ-18 с шестью трехместными сиденьями. Вагонетки оборудованы колодочными тормозами с ручным управлением. Для защиты от поражения током в случае обрыва контактного провода кузов заземлен на рельсы через раму и полускаты.

Рис. 18.3. Вагонетка пассажирская ВПГ-12: 1 - тележки; 2 - рама; 3 - кузов

В наклонных выработках (от 6 до 80°) для перевозки людей могут быть использованы специальные вагоны людские типа ВЛН с посадочными местами на 6 - 15 человек. Эти вагонетки перемещают одноконцевой канатной откаткой, включающей в себя канат, прицепные устройства и малую подъемную машину, оборудованную основным и дополнительным предохранительным тормозами и другими средствами согласно ПБ. Вагонетки для наклонных выработок в отличие от вагонеток для горизонтальных выработок оборудованы наклонно установленными сиденьями и специальными парашютными устройствами для улавливания и последующего плавного торможения вагонетки в случае обрыва тягового каната или сцепки, или превышения на 20% допустимой скорости движения, величина которой должна быть не более 5 м/с.

Зерно, как продукт деликатный, предъявляет особые требования не только к хранению и обработке, но и к транспортировке. Скребковые конвейеры — самый оптимальный вариант для перемещения такого чувствительного материала. С их помощью транспортирование зерна осуществляется тремя способами: горизонтальным, полого-наклонным и горизонтально-наклонным.

Отличительные особенности конвейеров

• Наиболее предпочтительны для сыпучих продуктов благодаря закрытому транспортируемому слою.
• Перемещение осуществляется в закрытом коробе, что сокращает выброс пыли в окружающую среду.
• Транспортировка возможна одновременно в верхнем и нижнем коробе либо в одном из них на выбор. Также существует возможность изменения направления движения в обратную сторону.

Благодаря особенностям конструкции транспортера можно даже при полной загрузке осуществлять быстрый старт и остановку оборудования, а также практически в любой точкерасполагать патрубки, через которые будет происходить погрузка и разгрузка зерна.

Управление конвейером — автоматическое, дистанционное.

Устройство транспортера:

• привод;
• приводная и натяжная станции;
• загрузочные и разгрузочные патрубки;
• монтажные метизы;
• тяговой механизм, состоящий из обрыва цепи, датчиков подпора продукта и самой цепи с обрезиненными скребками, натянутой между двумя звездами, одна из которых расположена в приводной станции, другая — в натяжной.

Секции, входящие в состав короба конвейера, бывают двух типов: разгрузочные и проходные. Форма его поперечного сечения — прямоугольная. Секции проходного типа собраны из днища и соединены с боковыми стенками с помощью болтов. Рабочей ветвью цепи является нижняя, холостой — верхняя, а ее поддержку осуществляют одноименные направляющие.

Цепные конвейеры в полном спектре вариантов выпускает компания SkandiaElevator. Широта ассортимента предоставляет простор для реализации транспортного решения любой сложности.

Зерновые транспортеры KTIF

Цепные транспортерыSkandia KTIF — оборудование для коммерческого использования в качестве «главного конвейера», предназначенное для горизонтальной подачи муки, зерна и различных гранулированных продуктов. Его возможности соответствуют возможностям норий Skandia SEI.

Зерновые транспортеры KTIF, произведенные компанией SkandiaElevator, полностью соответствуют директивам EC в машиностроении. Изготовлены они из оцинкованного гальванизированного материала, классифицированы как конвейеры II категории 2D/OD и предназначены для работы с продуктами в гранулированном или порошкообразном виде.

Компания предлагает пять моделей этого транспортера: 20/33-40, 20/33-60, 30/33-80, 30/33-100, 40/33-120.

Двигатели фирмы Nord, используемые в этом оборудовании, различаются по мощности, и в зависимости от выбранной модели скорость цепи конвейера также может быть разной. В соответствии с ней подбираются подходящие редукторы. Ассортимент имеющихся транспортеров очень разнообразен и охватывает все возможные диапазоны по скорости и мощности.

Транспортер KTIF разработан для загрузки с элеваторов Skandia SEI. Теоретическая производительность зависит от числа оборотов вала редуктора и соответствует следующим показателям: влажность зерна 15 %, насыпная плотность — 750 кг/м³.

Компания SkandiaElevator учла требования и пожелания заказчиков, касающиеся удобства, качества и производительности выпускаемого транспортного оборудования. Для него были созданы уникальные линии:

• I-линия — производительность 20-150 т/час;
• H-линия — производительность 60-600 т/час.

Верхний конвейер KTIF, конвейер прямого и обратного потока KTIF FR

Тип	40	60	80	100	120
Производительность, т/ч	48	71	89	115	139
Производительность, м³/ч	64	95	119	154	185
Скорость цепи, м/с	0.45	0.59	0.51	0.65	0.55
Скорость прив. вала об/мин	31	46	38	49	41

Базовая комплектация транспортера KTIF состоит из следующих элементов:

1. Редуктор Nord (Германия) c электродвигателем IP55. 230/400 В (1.5-3.0 кВт) соотв. 400/690 В (от 4.0 кВт) 50 Гц.
2. Промежуточные секции до нужной длины конвейера.
3. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, которые расположены на стальных пролетах. Через каждые 5 метров цепи предусмотрен очистительный скребок.
4. Обратная ветвь цепи проходит по пластиковым роликам, установленным по центрам 1000 мм.

Базовая комплектация транспортера KTIF FR состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Хвостовая секция 1,0 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
3. Различные промежуточные секции с промежуточным полом для транспортировки в прямом и обратном направлении.
4. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют стальное днище толщиной 2.5 мм.
5. Обратная ветвь цепи проходит по пластиковым направляющим.
6. 2 входных/выходных патрубка.

Hижний конвейер KTIFB, подбункерный приемный конвейер KTIFG

Тип	40	60	80	100	120
Производительность, т/ч	41	61	78	101	124
Производительность, м³/ч	55	81	104	135	166
Скорость цепи, м/с	0.45	0.59	0.51	0.65	0.55
Скорость прив. вала об/мин	31	46	38	49	41

Базовая комплектация транспортера KTIFB состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Хвостовая секция 1,0 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
3. Различные
4. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют стальное днище толщиной 2.5 мм.
5. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, установленными на стальных пролетах. Очистительный скребок расположен через каждые 5 метров цепи конвейера.
6. Обратная ветвь цепи проходит по пластиковым роликам, установленным по центрам 1000 мм в калиброванном впуске на пластиковых направляющих.
7. Выпускной патрубок.

Базовая комплектация транспортера KTIFg состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Редуктор Nord (Германия) (4) c электродвигателем IP55. 230/400 В (1.5-3.0 кВт) соотв. 400/690 В (от 4.0 кВт) 50 Гц.
3. Хвостовая секция 1,0 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
4. Подбункерные секции с опорами, длина на 2 м меньше общей длины конвейера.
5. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют стальное днище толщиной 2.5 мм.
6. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, установленными на стальных пролетах. Очистительный скребок расположен через каждые 5 метров цепи конвейера. Обратная ветвь цепи проходит по пластиковым роликам, установленным по центрам 1000 мм.
7. Впускной патрубок для хвостовой секции и выпускной патрубок для приводной секции.

Наклонный верхний конвейер KTIA, изогнутый верхний конвейер KTIB

Тип	40	60	80	100	120
Производительность, т/ч	45	66	86	105	125
Производительность, м³/ч	60	88	115	140	167
Скорость цепи, м/с	0.64	0.86	0.79	0.75	0.86
Скорость прив. вала об/мин	44	65	57	52	62

Базовая комплектация транспортера KTIA состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Хвостовая секция 1,0 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
3. Промежуточные секции для необходимой длины конвейера.
4. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют стальное днище толщиной 2.5 мм.
5. Впускной патрубок для хвостовой секции и выпускной патрубок для приводной секции.

Базовая комплектация транспортера KTIB состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Редуктор «Nord» (Германия) c электродвигателем IP55. 230/400 В (1.5-3.0 кВт) соотв. 400/690 В (от 4.0 кВт) 50 Гц.
3. Промежуточные секции для необходимой длины конвейера.
4. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют промежуточный пол для для обратной цепи конвейера.
5. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, установленными на стальных пролетах.
6. Выпускной патрубок для приводной секции. Впускной патрубок включен в изогнутую секцию.

Изогнутый нижний конвейер KTIBU

Тип	40	60	80	100	120
Производительность, т/ч	43	61	82	101	121
Производительность, м³/ч	57	81	109	135	161
Скорость цепи, м/с	0.59	0.79	0.71	0.645	0.79
Скорость прив. вала об/мин	42	60	54	50	60

Базовая комплектация транспортера KTIBU состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Редуктор «Nord» (Германия) c электродвигателем IP55. 230/400 В (1.5-3.0 кВт) соотв. 400/690 В (от 4.0 кВт) 50 Гц. Мощностные требования указаны для конвейера с углом наклона 45º.
3. Хвостовая секция 0,6 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
4. Горизонтальные конвейерные секции с поддерживающей опорой необходимой длины.
5. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют промежуточный пол для возврата цепи.
6. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, установленными на стальных пролетах. Очистительный скребок расположен через каждые 5 метров цепи конвейера.
7. Мощностные требования действительны для хвостовой секции, изогнутой секции + прямого конвейера. Если наклонная часть конвейера удлиняется, то мощностные требования должны быть повышены в соответствии с KTIA.

Изогнутый подбункерный приемный конвейер KTIG

Тип	40	60	80	100	120
Производительность, т/ч	40	57	79	99	119
Производительность, м³/ч	53	76	105	132	159
Скорость цепи, м/с	0.59	0.79	0.71	0.64	0.79
Скорость прив. вала об/мин	42	60	54	50	60

Базовая комплектация транспортера KTIG состоит из:

1. Приводная секция 1,0 м с датчиком подпора и микровыключателем в верхней крышке. Опорная рама для установки всех типоразмеров редукторов включена.
2. Редуктор «Nord» (Германия) c электродвигателем IP55. 230/400 В (1.5-3.0 кВт) соотв. 400/690 В (от 4.0 кВт) 50 Гц.
3. Хвостовая секция 0,6 м с устройством натяжения цепи и сервисным люком.
4. Подбункерные секции с поддерживающими опорами на 1,6 м короче, чем весь конвейер.
5. Приводная секция, хвостовая секция и промежуточные секции изготовлены из гальванизированного и оцинкованного материала и имеют стальное днище толщиной 2.5 мм.
6. Цепь конвейера M80A-100 (усилие на разрыв 80 кН) с пластиковыми скребками, установленными на стальных пролетах. Обратная ветвь цепи проходит по пластиковым роликам, установленным по центрам 1000 мм.
7. Выпускной патрубок включен в изогнутую секцию.
8. Показатели производительности из таблиц выше, указанные в кубометрах в час и тоннах в час, рассчитаны на основании номинальной скорости вала для зерна, влажность которого составляет 15 %, а удельный вес — 750 кг/м³.

Производительность оборудования

Если удельный вес материала отличается от указанного, можно рассчитать его производительность по массе. Для этого необходимо умножить значение производительности по объему, которое указано в вышеприведенной таблице, на представленный ниже удельный вес нужного материала:

Если установить транспортер под углом, потеря производительности равна 0% при угле наклона в 5°, 5% при угле наклона в 10°.

Нужна дополнительная информация об этом оборудовании? Скачайте наши брошюры и .

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

Целью данного курсового проекта является проектирование наклонного скребкового конвейера производительностью 160т/ч, длиной 90м, углом наклона в = 6°. Конвейер транспортирует шлак горячий при тяжелом режиме работы.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. В расчетно-пояснительной записке изложены проектировочные и проверочные расчеты по данному конвейеру. Графическая часть включает 4 листа формата А1. На первом листе изображены общий вид скребкового конвейера, на втором листе - натяжная станция данного конвейера, на третьем листе показана рама натяжной станции, на четвертом - вал в сборе.

Введение

Эффективность эксплуатации оборудования современного предприятия, предназначенного для транспортирования и переработки насыпных грузов, во многом определяется надежностью, работоспособностью и экономическими показателями транспортных систем, основу которых составляют конвейерные линии.

Скребковые конвейеры являются наиболее распространенным видом непрерывного транспорта, благодаря ряду технико-экономических показателей: герметичность, перемещение горячих и токсичных грузов, возможность промежуточной загрузки и разгрузки, реализация трасс с большими углами наклона (до 40о), возможность полной автоматизации управления работой конвейера.

Скребковые конвейеры со сплошными скребками используются для транспортирования и охлаждения горячих грузов - золы, шлака и различных грузов химической и металлургической промышленности. Большое распространение получили конвейеры в угольных шахтах, на обогатительных фабриках, предприятиях химической и пищевой промышленности.

Конвейеры с низкими скребками в разнообразных конструктивных модификациях являются в настоящее время основными агрегатами для подземного транспортирования угля в шахтах.

1. Анализ исходных данных

Транспортируемый груз - среднекусковый рядовой шлак горячий. По схеме трассы конвейер является наклонным с углом наклона в = 6°. Режим работы конвейера - тяжелый. Производительность составляет 160т/ч, длина конвейера - 90м.

Крупность частиц мелкокусковой рядовой грунтовой земли 60

2. Общее устройство конвейера

Скребковый конвейер со сплошными низкими скребками состоит из открытого желоба, вдоль которого движутся две вертикально замкнутых тяговых цепи с укрепленными на них скребками, огибающих концевые (приводную и натяжную) звездочки. Движение тяговая цепь получает от привода, а первоначальное натяжение - от натяжного устройства. Транспортируемый груз засыпается в желоб конвейера в любом месте по eго длине и проталкивается скребком по желобу. Разгрузка конвейера может производиться в любом месте по его длине через отверстия в дне желоба, перекрываемые шиберными задвижками или затворами. Груз транспортируется по нижней ветви. По профилю трассы конвейер является наклонным, прямолинейным.

3. Определение параметров желоба

Производительность скребкового конвейера в основном зависит от поперечных размеров желоба и скорости движения скребков. Ширина и высота желоба, являются основными параметрами, определяющим производительность скребкового конвейера. Сечение желоба имеет форму скребка, которая может быть прямоугольной, трапецеидальной, полукруглой.

В работе форма скребка принимается прямоугольно.

Ширина желоба (м) для обеспечения производительности определяется по формуле:

Где Q =160 т/ч - производительность конвейера

V = 0,5…1,5м/с - скорость конвейера

с = 0,8 т/м3 - насыпная плотность груза

ш = 0,675 - коэффициент заполнения желоба

kh = 3,5 - коэффициент заполнения желоба

Подставляя в выражения числовые значения коэффициентов, производительности и стандартные значения находим необходимую ширину желоба:

Принимаем ширину желоба Bж = 0,5 м и скорость движения тяговой цепи V = 1,15 м/с.

Проверяем ширину желоба в соответствии с размерами кусков груза:

Где kk = 3 - коэффициент кусковатости груза

аmax =160 мм - максимальный размер типичных кусков

Условие выполняется.

Высота желоба hж определяется по формуле:

Проверочный расчет производительности конвейера:

Производительность больше заданной на 1.2% что удовлетворяет условию.

4. Определение расчетных распределенных масс

Распределенная масса груза определяется по формуле:

Распределенная масса скребкового полотна:

Где коэффициент для двухцепного конвейера.

5. Тяговый расчет

Первоначальное натяжение цепи проверяется из условия устойчивости скребка. Минимальное натяжение тягового элемента принимаем

щж - коэффициент перемещения груза скребком по желобу, учитывающий сопротивление от трения груза о дно и стенки стального желоба

кc = 1- коэффициент стационарности

f = 0,81- коэффициент внутреннего трения груза(Зенков Р.Л. стр.13)

fв = 0,75 - коэффициент внешнего трения

h = 0,675 hж = 0,675 0,125 = 0,08 - усредненная высота слоя груза в желобе

Из условия предотвращения поворота скребков принимаем Smin=3(кН)

Для подробного тягового расчета разбиваем трассу конвейера на отдельные участки.

Окружное тяговое усилие на приводной звездочке:

6. Определение расчетного натяжения цепи и ее выбор

Где ku = 1,5 - коэффициент, учитывающий интерференцию упругих волн

k" = 1- коэффициент участия в колебательном процессе массы перемещаемого груза(Зенков Р.Л стр.168 2.88)

k"" = 0,75 - коэффициент участия в колебательном процессе массы ходовой части конвейера

tц = 0,5м - шаг цепи

Zзв =6 - число зубьев на приводной звездочке

mг - масса груза на конвейере

mx - масса ходовой части

mx=q0*L=19,6*180=3528 (кг)

По каталогу выбираем цепь высокопрочную для горного оборудования

ГОСТ 125996-83 Qр.в.=380000Н

Цепь подходит.

Привод конвейера

Привод скребкового конвейера служит для приведения в движение тяговых пластинчатых цепей. Привод состоит из приводных звездочек, закрепленных на горизонтальном валу, установленному на подшипниках качения в разъемных опорах, горизонтального редуктора, муфты МУВП и при необходимости тормоза.

7. Выбор электродвигателя

Потребляемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

где kз = 1,15…1,25 - коэффициент запаса

зм = 0,85 - КПД привода конвейера

Получаем:

Выбираем двигатель асинхронный трехфазный 4А280S4.

Его параметры:

Мощность Nдв = 110кВт

Частота вращения nдв = 1500об/мин

8. Выбор редуктора

Диаметр звездочки:

Число оборотов звездочки:

Угловая скорость звездочки:

Угловая скорость двигателя:

Необходимое передаточное число редуктора:

Выбираем редуктор типа Ц2-750. Его параметры:

Передаточное число Uр = 31,5

Мощность N=116 кВт

Номинальный крутящий момент М=23000 Н*м

Диаметр тихоходного вала dтих = 180мм

Диаметр быстроходного вала dбыстр = 140мм

Фактическое число оборотов

Скорость цепи:

Номинальный момент двигателя:

Максимальный момент двигателя:

Расчетный крутящий момент:

Номинальный крутящий момент на быстроходном валу:

Номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Следовательно, редуктор соответствует требованиям кинематики и прочности механизма.

9. Выбор соединительных муфт

Для соединения валов двигателя и редуктора выбираем зубчатую муфту ГОСТ 50 895-96. Диаметр быстроходного вала редуктора dбыстр=140мм. Крутящий момент, передаваемый муфтой Тmin=1180нм

Для соединения вала редуктора и вала с приводными звездочками выбираем зубчатую муфту по ГОСТ 50 895-56. Диаметры концов вала редуктора dтих=180мм. Крутящий момент, передаваемый муфтой Тmin=200000нм.

Расточки в муфтах выполняют по заказу.

10. Определение тормозного момента

Статический тормозной момент определяется по формуле:

СТ = 0,6 - коэффициент возможного уменьшения сопротивления движению.

Так как момент отрицательный, то тормоз не нужен.

11. Выбор натяжного устройства

В проектируемом конвейере целесообразно установить винтовое натяжное устройство, которое приводится в движение при помощи натяжных винтов. К преимуществам винтового устройства относятся простота конструкции, малые габаритные размеры и компактность. Выбор типоразмера натяжного устройства производят по условию натяжки:

12. Конструкция и установка приводных звездочек

Звездочки устанавливаются на опорах качения в разъемных корпусах.

13. Расчет сборочных единиц

Расчет оси приводных звездочек.

Определим реакции в опорах:

Изгибающий момент под ступицами:

Принимаем материал вала сталь 45 ГОСТ 1050-74: ув = 598 МПа, уу=257 МПа, [ф] = 40 МПа.

Допускаемое напряжение изгиба:

k0 = 2,5 - коэффициент конструкции оси

[n] = 1,4 - коэффициент запаса режима

Принимаем предварительный диаметр оси по крутящему моменту:

Принимаем диаметр выходного конца вала: dв = 140 мм

Диаметр под подшипниками: dпод = 150мм

Диаметр под ступицами: dст = 160 мм

Определяем эквивалентный момент от воздействия крутящего и изгибающего момента:

Напряжение изгиба в сечении:

Запас прочности от сопротивления:

kу - коэффициент концентрации в данном сечении

ед - масштабный фактор при изгибе

в - коэффициент упрочнения

kд - коэффициент долговечности

Прочность в сечении обеспечена.

14. Выбор подшипника

По статической нагрузке и диаметру вала выбираем подшипник шариковый упорный однорядный ГОСТ 7872-89.

Параметры:

d = 160 ммСr = 124 кН

D = 200 ммС0 = 79 кН

B = 31мм Rп = 22159

Проверяем его по эквивалентной нагрузке:

Где kу = 1,3 - коэффициент безопасности

kt = 1,05 - температурный коэффициент

kv = 1 - при вращении внутреннего кольца

Номинальная долговечность подшипника:

Подшипник выбран верно.

15. Приводные звездочки

Приводные звездочки цепных конвейеров изготавливаются стальным литьем 35Л по ГОСТ 977-75.

Диаметр делительной окружности:

Радиус впадин зубьев:

d1 = 100 мм - диаметр катка

Делительный диаметр

K-коэффициент высоты зуба

Заключение

скребковый конвейер редуктор

В данном курсовом проекте производится расчет скребкового конвейера, производительностью 160 т/ч, длиной 90 м для транспортировки грунтовой земли.

Для него был выбран асинхронный двигатель 4А280S4, редуктор Ц2-750.

Список используемой литературы

1. Зенков Р.И., Ивашков И.И. Машины непрерывного транспорта. М.: Машиностроение, 1987. 431 с.

2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение, 1983. 487 с.

3. Пертен Ю.А. Конвейере справочник. М.: Машиностроение, 1984. с.367

4. Логвинов А.С., Иванов Б.Ф., Ерейский В.Д. Методические указания к курсовому проекту по расчету и проектированию конвейеров. Новочеркасск, 2001.29 с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя т.1. М.: Машиностроение, 1980

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя т.2. М.: Машиностроение, 1980

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя т.3. М.: Машиностроение, 1980

8. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины. Атлас конструкций. М.: Машиностроение, 1971. 115 с.

9. Васильченко В.А. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Машины непрерывного транспорта», 2009. 48 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Методы расчета скребкового конвейера для выгрузки чугунной стружки из цехового сборника. Определение его производительности и режима работы. Расчет рабочей высоты желоба. Определение натяжения в отдельных точках цепи конвейера методом обхода по контуру.

контрольная работа , добавлен 10.01.2011


Описание работы привода скребкового конвейера. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Расчет открытых цепной и цилиндрической передач. Параметры зубчатых колес. Анализ усилий в зацеплении. Расчет редукторов. Ориентировочный расчет валов.

курсовая работа , добавлен 21.12.2012


Энергетический и кинематический расчёты привода скребкового конвейера. Параметры открытой и закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Расчёт и конструирование валов редуктора. Подбор подшипников для них. Особенности выбора муфты, смазочного материала.

курсовая работа , добавлен 28.03.2014


Особенности расчета и проектирования ленточного конвейера длиной 140 м и углом наклона 14°, транспортирующего сортированный мелкокусковый щебень с производительностью 190 т/ч при среднем режиме работы. Определение параметров приводной станции конвейера.

курсовая работа , добавлен 22.01.2014


Проектирование привода скребкового транспортёра, состоящего из электродвигателя, цепной передачи, муфты, транспортера и червячного редуктора. Определение частот вращения и крутящих моментов на валах. Выбор материала и определение допускаемых напряжений.

курсовая работа , добавлен 18.03.2014


Выбор электродвигателя, кинематический расчет привода скребкового конвейера. Расчет открытой и закрытой зубчатой передачи. Конструктивные размеры шестерни и колеса. Первый этап компоновки редуктора. Проверка прочности шпоночных соединений. Выбор муфты.

курсовая работа , добавлен 20.04.2016


Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.

курсовая работа , добавлен 30.03.2010


Расчет параметров ленточного конвейера для транспортировки насыпного груза. Описание конструкции конвейера. Проверка возможности транспортирования груза. Определение ширины и выбор ленты. Тяговый расчет конвейера, его приводной и натяжной станций.

курсовая работа , добавлен 23.07.2013


Общее описание конструкции. Расчет пластинчатого конвейера: ширины полотна конвейера, а также нагрузок на транспортную цепь. Расчет и выбор электродвигателя, редуктора, тяговой цепи, натяжного устройства, подшипников, тормозного устройства, звездочек.

курсовая работа , добавлен 16.12.2014


Проектирование наклонного ленточного конвейера, транспортирующего сортированный мелкокусковой щебень. Тяговый расчет конвейера. Выбор натяжного устройства привода, ширины ленты, двигателя, редуктора, тормоза, муфт. Определение диаметров барабанов.

Предназначен для транспортировки щепы с объемной массой до 300 кг/м3 относительной влажностью до 80% с возможностью промежуточной разгрузки.

Технические характеристики:
Производительность*	т/час	до 5,5
Насыпная масса щепы	кг/м3	300
Скорость движения скребков	м/с	0,46
Шаг скребков*	мм	320
Высота скребка*	мм	200
Ширина скребка*	мм	465
Установленная мощность эл.дв.привода*	кВт	От 0,75 до 15
Тип привода электромеханический	Соосно-цил.	MNF 3 Италия
Габариты: длина Габариты: ширина	мм	до 40000*
		до 1400
Высота узла промежуточной разгрузки*	мм	до 8000* до 4000*
Масса	кг	до 7946
* Уточняется Заказчиком в тех. задании

В скребковых конвейерах перемещение груза осуществляется скребками, которые перемещаются в полости трубы или жёлоба. Подобная транспортная схема позволяет перемещать сыпучие и кусковые грузы, равномерно поступающие в приемное отверстие через загрузочную воронку. В роли рабочей обычно выступает нижняя ветвь. Значительно реже верхняя или обе одновременно. Форма скребков должна полностью соответствовать сечению желоба и может быть трапецеидальной, прямоугольной или полукруглой. Скребки изготавливаются из стали путем штамповки или литья. Желоба чаще бывают металлическими, в отдельных случаях — деревянными. Основными преимуществами скребковых конвейеров в сравнении с пластинчатыми, являются:

• малый вес конструкции;
• возможность производить загрузку и выгрузку в любом месте на протяжении трассы.

При этом они не лишены некоторых недостатков. В частности при их использовании необходимо помнить о том, что транспортируемый груз подвергается измельчению и приводит к быстрому износу желобов, особенно если это какой-либо абразивный материал. Скребковые конвейеры - это достаточно неэкономичные устройства. Связано это с тем, что при движении груза возникает масса сопротивлений, которые необходимо преодолевать, а соответственно затрачивать энергию. В среднем скорость движения по конвейеру может достигать 0,5 м/сек, в отдельных случаях - 1,0 м/сек, при производительности до 350 т/ч. Скребковые конвейеры используются главным образом для организации транспортной схемы на расстояние до 100 м.

Существуют модификации скребковых конвейеров, в которых скребки перекрывают собой не всё сечение желоба, а только его часть. При этом транспортируемый груз заполняет всю полость. Они эффективны для перемещения мелкосыпучих материалов, а их трасса может иметь участки с горизонтальным, вертикальным и наклонным направлением движения. Средняя скорость движения 0,18 м/с. В отдельную группу выносят трубчатые скребковые конвейеры. В них скребки, заполняющие собой всю площадь сечения, и тяговая цепь размещаются в полости трубы. При помощи таких устройств можно организовывать пространственные транспортные схемы.

В отличие от иных видов конвейеров, модели, оснащенные ведущими и несущими цепями, не имеют грузонесущего органа и используются в основном в цехах конвейерной сборки. Исходный груз размещается непосредственно на тяговой цепи, которая движется сквозь неподвижные направляющие. Движение груза может осуществляться по поверхности неподвижных опорных путей, либо прямо по полу цеха, будучи оснащенного колесным или гусеничным ходом. Довольно часто в производственных цехах, в которых предусмотрена серийная сборка оборудования, используют тележечные конвейеры. В них замкнутая тяговая цепь оснащается тележками, которые двигаются по заданной траектории и играют роль рабочего стола для сборки машины, отдельных узлов или выполнения некоторых этапов литейного производства (формовка, заливка, охлаждение).

Скребковые конвейеры представляют основную массу устройств, входящих в группу непрерывного транспорта, в котором процесс перемещения основан на волочении груза по настилу, желобу или посредством скребков, закрепленных на тяговом механизме. На сегодняшний день существует несколько вариантов устройств, основанных на вышеописанном принципе работы. Между собой они отличаются характером взаимодействия груза со скребковым механизмом, конструкцией желоба, скребка, тягового механизма. В одной из модификаций груз приводится в движение под действием высоких скребков, которые опираются своими катками на направляющие. Высокими скребками считаются те, чья высота равна или превышает высоту бортов. В данном случае груз перемещается в строго определенных пропорциях впереди скребка.

Перемещение подобным способом неизбежно вызывает трение груза о стенки желоба. Значительных энергопотерь не избежать. Тело волочения (говоря простым языком, порция груза) должно иметь вертикальный размер не более высоты борта, в противном случае происходит пересыпание, которое не допустимо. Построенные на данном принципе конвейеры именуются порционными. Их отличительной особенностью являются высокие скребки, полностью перекрывающие сечение лотка. К ним также можно отнести конвейеры, скребки которых оснащены боковыми стенками, выполняющими роль подвижных бортов, а желоб используется лишь в качестве днища. Подвижность бортов положительно сказывается на энергоэффективности, так как благодаря им значительно снижается количество сопротивлений во время движения груза. Скребки, оснащенные боковыми стенками, представляют собой ящики, в которых нет днища. Именно поэтому их принято называть конвейерами ящичного типа с подвижным бортами. Они также могут оснащаться скребками с высотой намного меньшей, чем высота желоба. При этом повышается скорость перемещения, но снижается производительность.

Под сплошным волочением принято понимать процесс, в результате которого возникающая сила сцепления между нижним принудительно перемещаемым слоем и верхним свободным, значительно превышает сумму сил трения, возникающих между верхним слоем груза и стенками желоба, а также усилие, необходимое на спуск и подъем. На описанном принципе работают конвейеры сплошного волочения с низкими скребками, которые, по сравнению с высокими, практически не перемешивают груз и не способствуют его разрушению. Груз в них поступает через ветвь холостого желоба или отверстие в крышке. При использовании скребков, форма которых полностью совпадает с очертаниями желоба, сила сцепления увеличивается в несколько раз. Подобное явление позволяет использовать в скребковых конвейерах крутонаклонные и даже вертикальные участки. Подобная конструкция типична для конвейеров сплошного волочения с контурными скребками. Сила трения в большой степени зависит и от таких факторов, как связность груза, его скатываемость под определенными углами естественного наклона. Низкие скребки проявляют свою эффективность не со всеми типами груза. Более универсальными считаются сплошные скребки, которые позволяют перекрывать сечение желоба целиком. Это позволяет перемещать груз в любом направлении и на любой скорости вне зависимости от его состава. Таковыми являются трубчатые конвейеры.

В конвейерах малой производительности скребки могут и вовсе отсутствовать. Их роль выполняет тяговая круглозвенная цепь. Постоянно совершая поступательные движения, подхватываемый цепью груз постепенно перемещается вдоль рабочего канала к пункту назначения.

В штанговых конвейерах тяговый орган в процессе работы совершает возвратно-поступательные движения. Перемещаемый по ходу движения груза скребок перед тем, как оказаться в массе груза имеет перпендикулярное положение относительно тягового органа. В момент же погружения он складывается, максимально прижимаясь к цепи, и свободно заходит в материал. В момент поворота, скребок снова разворачивается, занимая перпендикулярное положение, при этом захватывая очередную порцию.

В данных конвейерах в качестве тягового элемента довольно часто выступают штанги, на которых скребки закреплены шарнирным узлом. Транспортирование на таких подъемниках связного груза, например металлической стружки или соломы, связано с таким негативным явлением, как увлечение груза скребком обратно в емкость. Избежать его позволяют съемники («ерши»), которые способствуют тому, чтобы скребки полностью освобождались до момента складывания. Подобный принцип используется и в конвейерах, где роль тягового механизма исполняют штанги. Различают следующие виды скребковых конвейеров: переносные, стационарные, передвижные колесные, поворотные, подвесные и встроенные в машины. Гибким тяговым элементом, как правило, является цепь, которую в отдельных случаях заменяет канат или лента.

Если цепь используется в качестве тягового механизма, то расстояние между скребками равняется шагу цепи. В зависимости от типа трассы существуют горизонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные контейнеры. В каждом из них может иметься одна или две рабочие ветви, реверсивного или одностороннего действия. Количество контурных цепей в скребковых конвейерах может быть различным: одна, две или три. Каждая из них располагается параллельно друг другу. В зависимости от расположения цепи в пространстве, конвейеры одноцепные могут быть вертикально замкнутыми (цепь смыкается в вертикальной плоскости) и горизонтально замкнутыми. Желоб может быть открытым или закрытым (герметичным). В отдельных случаях он может вообще отсутствовать. Ключевые особенности и характеристики:

• возникновение больших сопротивлений во время движения, снижающие энергоэффективность и вызывающие быстрый износ скребков и стенок желоба;
• существенные ограничения в дальности перемещения груза;
• скорость перемещения 0,16-0,4 м/с, в отдельных случаях, например при перемещении угля и зерновых культур, может достигать 1 м/с.

Длина транспортной схемы, выполненной на базе скребкового конвейера, как правило, не превышает 100 метров и лишь за редким исключением, например при уборке навоза, может достигать 200 метров. Производительность его находится в очень широком пределе: от 10 до 900 т/ч. По сравнению с ленточными и пластинчатыми, скребковые конвейеры имеют небольшую высоту сечения. Среди преимуществ, которыми они обладают, в первую очередь хотелось бы выделить простоту конструкции, малую высоту, универсальность с точки зрения типа транспортируемого груза (начиная от сыпучих и заканчивая ядовитыми и химически активными), высокую безопасность при эксплуатации, герметичность, которая исключает запыленность помещения и образование взрывоопасной смеси, простоту разгрузки сразу в нескольких точках, автоматизацию основных процессов и т.д. К минусам можно отнести уже не раз озвученную малую энергоэффективность, с которой связан значительный расход электроэнергии во время эксплуатации, повышенный износ деталей при транспортировке абразивных грузов, шум, создаваемый перемещаемым грузом, неизбежное возникновение периодических заторов, в результате заклинивания скребков при складывании. Область применения: транспортирование мелких, средних, крупнокусковых, связных и легко-сыпучих грузов в самых разных отраслях промышленности и народного хозяйства.

Скребковые конвейеры — это один из самых универсальных видов транспорта, длина рабочего органа которого значительно больше, чем у ленточного. Данный вид конвейера с открытым желобом идеально подходит для транспортировки сыпучих, связных и крупнокусковых грузов, с герметично закрытым — для пылевидных, зернистых и мелкокусковых. При помощи конвейеров порционного волочения, оснащенных высокими скребками, перемещаются продукты угольной и пищевой промышленности. Конвейеры сплошного волочения главным образом используются в пищевой промышленности, где транспортируют зерновые культуры, муку, отруби, комбикорма и прочие ингредиенты. Не обходится без них и химическая промышленность в которой их применяются для организации транспорта извести, карбида кальция, гранулированной сажи, соды, ядохимикатов, соды и т.д.

Конвейеры сплошного волочения также используются:

• в деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности для транспортирования молотой извести, глинозема, серы, мела, опилок, древесной щепы;
• в металлургии для транспортировки кокса, бокситов, концентратов, измельченной руды, огарков цветных металлов;
• в литейных цехах для транспортировки песка, глины, земли;
• в энергетическом хозяйстве для транспортировки фрезерного торфа, мелкого угля, зол, котельной и каменноугольной пыли;
• в транспортной сфере для организации погрузочно-разгрузочных работ.