Ленточный конвейер как объект управления

Содержание

Введение...................................................................................................................9

1. Ленточный конвейер как объект управления.......................................10

1.1 Общие сведения.....................................................................................10

1.2 Описание технологического процесса................................................12

1.3 Устройство и работа ленточного конвейера.......................................13

1.4 Виды ленточных конвейеров..............................................................15

1.5 Элементы конвейеров...........................................................................20

1.6 Приводы конвейеров.............................................................................29

2. Разработка системы управления согласованного вращения двигателей ленточного конвейера...........................................................................................33

2.1 Структурная схема и математическое описание динамики однодвигательного асинхронного электропривода с системой ПЧ-АД..........33

2.2 Определение коэффициента обратной связи системы ПЧ-АД.........35

2.3 Структурная схема двухдвигательного асинхронного электропривода с преобразователем частоты............................................................................39

2.4. Оптимизация структуры и устойчивость движения двухдвигательного асинхронного электропривода с системой ПЧ-АД...........41

2.5 Дифференциальное уравнение динамики двухдвигательного асинхронного электропривода с преобразователями частоты..........................51

3. Безопасность жизнедеятельности...................................................................58

3.1 Анализ поражения электрическим током...........................................58

3.2 Расчет защитного заземления..............................................................61

3.3 Меры безопасности при эксплуатации ленточных конвейеров.......65

4 Экономическое обоснование проекта..............................................................70

4.1 Расчет затрат на разработку проекта..................................................70

4.2 Затраты на приобретение приборов и средств автоматизации.........70

4.3 Заработная плата разработчиков..........................................................72

4.4 Стоимость отладки................................................................................74

4.5 Затраты на электроэнергию..................................................................75

4.6 Экономия электроэнергии....................................................................75

Заключение.............................................................................................................76

Список использованных источников...................................................................77

Введение

Возрастающие технологические требования к качеству производственных процессов обуславливают устойчивую тенденцию внедрения в ленточные конвейеры, как наиболее производительный вид непрерывного транспорта, частотно-управляемых электроприводов.

Современный частотно-управляемый электропривод может быть не только энергосиловой основой, позволяющий обеспечить конвейер необходимой механической энергией, но и средством управления его технологически процессами. В связи с возрастанием цен на энергоносители, в частности на электроэнергию, и ограниченными возможностями увеличения мощности энергогенерирующих установок проблеме энергосбережения, в том числе снижения энергопотребления приобретает особую актуальность. Энергосбережение стало одним из приоритетных направлений технической политики во всех развитых странах мира. Это связано, во-первых, с ограниченностью и невозобновляемостью основных энергоресурсов, во-вторых, с непрерывно возрастающей сложностью их добычи и стоимостью.

Так как электроприводы потребляют до 70% вырабатываемой электроэнергии, наиболее существенная экономия электроэнергии может быть достигнута при использовании регулируемых электроприводов для управления технологическими процессами. К регулированным электроприводам следует отнести электроприводы переменного и постоянного тока. Однако среди регулируемых электроприводов доминирующее положение занимают частотно-регулируемые асинхронные электроприводы, их массовое применение позволяет решать не только технологические задачи, но и проблемы энергосбережения. Современные преобразователи частот обеспечивают регулирование скорости асинхронных двигателей, по качеству не уступающих приводам постоянного тока. Преимущества асинхронного короткозамкнутого двигателя по сравнению с двигателями постоянного тока, такие как высокая надежность, меньшая стоимость, простота изготовления и эксплуатации, в сочетании высокими регулировочными и динамическими показателями.

Ленточный конвейер как объект управления

Общие сведения

Конвейер - машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов. Конвейеры наиболее целесообразно классифицировать по принципу действия и конструктивным признакам, типу тягового и грузонесущего органа, виду перемещаемого груза, назначению и областям применения.

Различают конвейеры с ленточным, цепным, канатным и другими тяговыми органами. По типу грузонесущего органа конвейеры могут быть: ленточные, пластинчатые, скребковые, подвесные грузонесущие, толкающие, тележечные, ковшовые и люлечные, а также винтовые, инерционные, вибрационные, роликовые.

По принципу действия различают конвейеры, перемещающие груз на непрерывно движущейся сплошной ленте или настиле, в непрерывно движущихся ковшах, подвесках, платформах, тележках; по неподвижному желобу или трубе непрерывно движущимися скребками.

По назначению различают конвейеры стационарные и передвижные для насыпных, штучных грузов и для пассажиров, а по направлению перемещения грузов - с вертикально замкнутой, горизонтально замкнутой и пространственной трассами. По областям применения конвейеры подразделяют на машины общего назначения и специальные (стакеры, элеваторы, эскалаторы, движущиеся тротуары).

Ленточные конвейеры - наиболее производительный вид непрерывного транспорта, используемый для транспортирования сыпучих и штучных грузов с различной производительностью и скоростью движения конвейерной ленты. Расстояние транспортирования ленточными конвейерами достигает нескольких километров, а их трасса может иметь различную схему, что позволяет приспосабливать конвейеры к условиям производства и местности.

Условия эксплуатации ленточных конвейеров отличаются большим разнообразием: от жаркого климата до работы на открытом воздухе при минусовых температурах.

Ленточный конвейер условно можно разбить на три основные части: головную, среднюю и хвостовую. В качестве несущего (транспортирующего) и тягового органа применяются резинотканевые ленты с гладкой поверхностью. Верхняя ветвь ленты, в большинстве случаев, имеет желобчатость за счет применения желобчатых роликоопор. Загрузка верхней ветви ленты производится загрузочным устройством (или несколькими устройствами), расположенным в хвостовой части конвейера. Разгрузка конвейера чаще всего производится через приводной (головной) барабан. В ряде случаев необходима промежуточная разгрузка конвейера в средней его части, тогда применяется барабанная разгрузочная тележка или плужковый сбрасыватель.

В движение конвейерная лента приводится фрикционным приводом. Привод конвейера состоит из приводного барабана и приводного механизма, соединенных между собой тихоходной муфтой. Приводной механизм состоит из двигателя, редуктора и соединяющих их муфты, которые устанавливаются на своей раме.

Конвейерная лента располагается на роликоопорах: верхняя ветвь ленты на верхних (желобчатых или прямых), нижняя ветвь на нижних прямых.

Обеспечение фрикционной связи приводного барабана с лентой осуществляется путем натяжения ленты натяжным устройством. Натяжные устройства могут быть винтовые, тележечные и вертикальные. Кроме того, на ленточном конвейере имеются средства автоматизации его работы: центрирующие роликоопоры, устройства против схода и пореза ленты и др.

Приводной барабан и натяжное устройство устанавливаются на свои опоры, а роликоопоры на секции, которые сами устанавливаются на стойки средней части. В ряде случаев, целесообразно нижнюю ветвь ленты поддерживать прямыми верхними роликоопорами, которые устанавливаются на стойках с кронштейном.

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

На современных предприятиях конвейеры используют в качестве:

1. Высокопроизводительных транспортных машин, передающих грузы из одного пункта в другой на участках внутризаводского и, в ряде случаев, внешнего транспорта.

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

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

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

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

Современное развитие всех отраслей промышленности обусловливают следующие основные направления развития конвейерных машин:

1. Создание машин для безперегрузочного транспорта грузов от начального до конечного пунктов по прямолинейной и сложной пространственной трассе большой протяженности. Этому направлению подчинено создание многоприводных конвейеров различных типов (подвесных, пластинчатых, скребковых, ленточных), мощных ленточных конвейеров со сверхпрочными лентами, ленточно-канатных и ленточно-цепных конвейеров с прочным тяговым элементом в виде канатов или цепи, изгибающихся скребковых и пластинчатых конвейеров, сложных разветвленных систем подвесных толкающих конвейеров, трубчатых скребковых конвейеров с пространственной трассой и др.

2. Повышение производительности конвейерных установок реализуется путем выбора наиболее рациональной формы грузонесущего элемента конвейера для увеличения количества груза на единице его длины, а также путем повышения скорости грузонесущих элементов.

3. Повышение надежности машин и упрощение их обслуживания в тяжелых условиях эксплуатации являются основными предпосылками для перехода к полной автоматизации управления машинами и комплексами машин.

4. Автоматизация управления машинами и комплексными конвейерными системами с использованием ЭВМ.

5. Снижение массы и уменьшение габаритных размеров конвейеров за счет принципиально новых, облегченных конструкций машин и их узлов, широкого применения пластмасс и легких сплавов, гнутых профилей металла вместо прокатных и т. п.

6. Улучшение условий труда обслуживающего персонала и производственных рабочих, исключение возможности потерь транспортируемого груза, изоляция от окружающей среды пылевидных, горячих, газирующих и химически агрессивных грузов.

7. Унификация и нормализация оборудования с одновременным увеличением количества его типоразмеров.

8. Повышение качества и культуры производства машин за счет широкого применения методов передовой технологии и технической эстетики.

 

Виды ленточных конвейеров

 

Конвейер - машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов. Конвейеры наиболее целесообразно классифицировать по принципу действия и конструктивным признакам, типу тягового и грузонесущего органа, виду перемещаемого груза, назначению и областям применения. Существует несколько видов ленточных конвейеров:

1. Передвижные и переносные конвейеры.Передвижной ленточный конвейер состоит из тех же элементов, что и стационарный, но дополнительно имеет колесный ход и механизм изменения угла наклона. Переносные конвейеры имеют малую длину (до 5 м) и незначительную массу; их переносят с места на место вручную. Роликоопоры - желобчатые, иногда сплошной настил. Привод - от электродвигателя со встроенным редуктором с клиноременной или цепной передачей. Натяжное устройство - винтовое. Металлоконструкция - сварная из легкого фасонного проката.

Основным недостатком является ручная загрузка, поэтому обычно передвижные и переносные ленточные конвейеры работают в комплексе с погрузочными машинами. Передвижные и переносные конвейеры применяют на складах, железнодорожном и водном транспорте и строительстве. На конвейерах используют резинотканевую ленту с гладкой и рифленой поверхностью, с бортами и перегородками.

2. Конвейеры магистральные предназначены для транспортирования горной массы по прямолинейным в плане горным выработкам с углами наклона от минус 10 градусов до плюс 22 градусов в плане, в том числе опасным по газу и пыли. Для увеличения длины конвейеров, уменьшения разрывной прочности применяемой ленты, конвейеры могут комплектоваться промежуточными приводами.

3. Ленточные конвейеры для поточного производства (см. рисунок 1.3) применяются для пооперационного перемещения изделий в поточном производстве швейной продукции, приборов, часов и других изделий. Их отличительные особенности - объединение станины со столиками рабочих мест; полное ограждение всех движущихся частей; малая скорость движения (0,2-0,5 м/с). Конвейер имеет резинотканевую ленту шириной 400-800 мм, прямые роликоопоры или сплошной настил.

Привод - однобарабанный, приводной механизм размещается под барабаном, натяжное устройство - винтовое.

 

а - общий вид; б - поперечное сечение

Рисунок 1.3 - Ленточный конвейер для пооперационного перемещения изделий между рабочими местами

 

4.Телескопические ленточные конвейеры - это конвейеры с переменной длиной транспортирования при одной и той же длине общего замкнутого контура ленты. Длина конвейера (см. рисунок 1.4) изменяется путем перемещения комплекта отклоняющих и натяжных барабанов.

 

1 - передний барабан; 2 - привод; 3 - неподвижные барабаны; 4 - подвижные барабаны; 5 - натяжное устройство; 6 - роликоопоры; 7 - лента; 8 - задний концевой барабан; 9 - привод телескопического устройства

Рисунок 1.4 - Схема телескопического ленточного конвейера

 

5. Ленточные конвейеры для крупнокусковых грузов имеют высокую производительность (до 3500 т/ч) и большую протяженность трассы. Перемещают грузы с кусками размером 600-800 мм, массой до 500 кг. Имеют прорезиненную ленту повышенной надежности и высокой амортизирующей способности.

Имеют специальное загрузочное устройство, способное принимать нагрузки от падения тяжелых грузов; комплект роликоопор, закрепленных на упругой станине. Привод и натяжное устройство - общего типа.

Загрузка производится пластинчатым или кареточным питателем, на направляющей стенке загрузочного устройства установлена решетка для просева мелочи.

6. Ленточные конвейеры с бесконтактной опорой ленты на воздушной подушке (под действием давления воздуха), на магнитной подушке (под действием магнитного поля).

Бесконтактная опора ленты обеспечивает экономию металла и расхода энергии, значительно снижает сопротивления движению ленты, упрощает ремонт и обслуживание, позволяет увеличить скорость перемещения, производительность и длину транспортирования.

Преимущества воздушной опоры ленты: применение стандартной ленты; возможность перемещения грузов широкого ассортимента (кроме пылящих).

Недостатки воздушной опоры ленты: необходимость установки дополнительного оборудования; падение давления воздуха вдоль трассы (особенно при большой длине конвейера); дополнительный расход энергии на подачу воздуха; возможность нарушения поддержки ленты при местной перегрузке.

На ленточных конвейерах с магнитной опорой ленты вместо роликоопор установлены постоянные пластинчатые электромагниты; лента имеет свойство постоянного магнита благодаря введению в обкладочную резину магнитного порошка и сохраняет свои свойства до 10 лет.

Преимущества магнитной опоры ленты: возможность применения серийно изготовленных электромагнитов; постоянное действие силы магнитов вдоль всей трассы конвейера; отсутствие проводки; простота устройства опор; бесшумность и экономичность конструкции и обслуживания. Недостатки магнитной опоры ленты: использование специального устройства для магнитной опоры ленты; ограничение ассортимента транспортируемых грузов.

7. Ленточные конвейеры повышенной производительности. Повышение производительности конвейера наиболее эффективно достигается путем увеличения емкости ленты. Наибольшего увеличения производительности можно достичь использованием ленты с гофрированными бортами. Рабочая ветвь ленты с бортами опирается на прямые или желобчатые роликоопоры, обратная ветвь - на укороченные прямые или дисковые. Лента и борта очищаются вращающимися щетками.

8. Ленточные конвейеры безроликовые предназначены для транспортирования пылевидных продуктов и асбестовых концентратов с плотностью 0,2-1 т/м³ в горизонтальном и наклонном (до 12°) направлениях. Особенностью конвейера является то, что лента по направляющим движется внутри корпуса, состоящего из секций герметически соединенных между собой. Преимущества: герметичность конструкции, позволяющая транспортировать легкопылящие материалы; удобство эксплуатации и обслуживания благодаря простой конструкции.

9. Ленточные конвейеры с увеличенным углом наклона. Увеличить угол наклона возможно: увеличением коэффициента трения груза о поверхность движущейся ленты; повышением давления между грузом и лентой; устройством на ленте поперечных перегородок; созданием магнитного притяжения.

Существуют крутонаклонные двухленточные конвейеры (с грузонесущей и прижимной лентами) и трубчатые конвейеры (лента при помощи направляющих роликов свернута в трубу). Для увеличения коэффициента трения груза поверхность ленты выполняют с насечками.

Наибольшее распространение имеют рифленые ленты с шевронным расположением рифлей высотой 5-10 мм. Для мелкокусковых грузов применяют ленты с рифлями лопастеобразного очертания высотой 20-35 мм. Основное преимущество рифленой ленты - возможность использования на том же оборудовании, что и ленты с гладкой поверхностью. Очистка рифленой ленты производится вращающейся щеткой или гидросмывом.

Стыковка концов ленты производится в обычных вулканизационных прессах. Для крутонаклонного и вертикального транспортирования насыпных грузов применяют ленту с гофрированными бортами и перегородками, которые образуют замкнутую емкость.

10. Z-образные конвейеры (см. рисунок 1.5) обеспечивают перемещение насыпных грузов в вертикальном и крутонаклонном направлениях.

Схемы трасс конвейеров: ST-образный - прямой с постоянным или измененяемым углом наклона; L-образный - наклонный с горизонтальным загрузочным участком; Z-образный - наклонный с горизонтальными загрузочными и разгрузочными участками; L-образный - наклонный с горизонтальным разгрузочным участком.

 

 

1 - бункер; 2 - приводная станция; 3 - оголовок; 4 - сеточное ограждение; 5 - успокаивающие ролики; 6 - прижимающая станция; 7 - опора; 8 - дефлекторный ролик; 9 - лента с ребрами и гофробортом; 10 - ролик; 11 - поддерживающие ролики; 12 - амортизирующий ролик; 13 - кожух натяжной станции; 14 - натяжная станция; 15 - рама

Рисунок 1.5 - Конструктивная схема Z-образного конвейера

 

11. Трубчатые конвейеры. В своей основе трубчатый конвейер является усовершенствованной версией обычного ленточного конвейера, где конвейерная лента установлена таким образом, что в поперечном сечении образует контур почти правильной окружности, принимая трубообразную форму. Укрепленные на рамах в виде шестиугольника роликоопоры окружают и удерживают ленту на участках между приводной и разгрузочной, между возвратной и натяжной станциями.

Благодаря упругости ленты ее кромки соединены внахлестку и плотно прижаты друг к другу. Большая плотность соединения кромок защищает окружающую среду от загрязнения (просыпи или пыли), а груз - от воздействия природных факторов: ветра или осадков. Скопление груза под нижней ветвью там, где лента имеет трубообразную форму, исключено.

Перед приводным, натяжным и возвратным барабанами труба раскрывается, и лента, принимая плоскую форму, их свободно обегает. Полная закрытость конвейера предупреждает разбрасывание груза с грузовой и потерю с возвратной ветвей, т. к. с роликоопорами контактирует только чистая сторона ленты. Закрытая система обеспечивает экологическую приспособленность к окружающей среде и возможность устройства трассы с изгибами в трехмерном пространстве, а также гарантирует надежную транспортировку грузов разного объемного веса, влажности, размера частиц.

Свойство конвейерной ленты, сформированной в трубу, допускать изгиб в трехмерном пространстве, дает возможность проектировать конвейерную систему на базе непрерывной ленты, без дополнительных пересыпных станций. Скорость трубчатой конвейерной ленты может значительно превышать скорость обычной ленты.

Трубчатая форма обеспечивает: меньшее провисание между соседними роликоопорами; герметизацию груза, исключая просыпи. Трубчатый конвейер имеет много общего с обычным ленточным конвейером: привод, НУ и загрузочное устройство являются одинаковыми, возможна промежуточная загрузка и разгрузка; при транспортировании липких грузов требуются очистные устройства, энергопотребление ниже, чем у обычного конвейера.

12. Ленточные конвейеры со стальной лентой. Применяются на предприятиях пищевой промышленности; при производстве бетонных плит, листов пластмассы, в моечных, сушильных, холодильных установках. Концы стальной ленты соединяют внахлестку заклепками или сваркой.

13. Ленточные конвейеры с проволочной лентой подобны конвейерам с прорезиненной лентой, но имеют проволочную ленту различных типов, применяются для транспортирования штучных и кусковых грузов через закалочные, нагревательные, обжиговые и сушильные печи; для выпечки хлебных и кондитерских изделий; в моечных, обезвоживающих, охладительных, сортировочных и других установках.

Элементы конвейеров

 

Ленточный конвейер состоит из таких элементов как:

1. Конвейерная лента. Грузонесущим и тяговым элементом ленточного конвейера является бесконечная вертикально замкнутая гибкая прорезиненная лента, это самый дорогой и самый недолговечный элемент конвейера.

Лента состоит из тягового каркаса и резиновых (верхней и нижней) обкладок, защищающих каркас от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия и обеспечивает необходимую поперечную жесткость.

Исполнения конвейерных лент:

1. прорезиненные (резинотканевые, резинотросовые);

2. металлические (холоднокатаные и сетчатые);

3. полимерные (в пищевой промышленности, в машиностроении).

Тяговым каркасом резинотканевой ленты являются несколько пропитанных резиной тканевых прокладок. Резинотросовые ленты имеют тяговый каркас, состоящий из стальных тросов (уложенных в один ряд параллельно друг другу вдоль ленты), с обеих сторон покрытый резиной.

Сверху и снизу лента имеет рабочую и нерабочую обкладки из резины. Тканевые прокладки изготовлены из комбинированного (полиэфирного хлопчатобумажного) или синтетического волокна, состоящего из полиамидных или полиэфирных нитей и обладающего высокой прочностью (хлопчатобумажные, бельтинговые и шнуровые прокладки).

Типоразмер ленты выбирают по характеристике транспортируемого груза и окружающей среды, прочности по расчетному натяжению и производительности.

2. Опорные устройства.Для опоры ленты устанавливают роликоопоры или настил - сплошной (из дерева, стали, пластмассы) или комбинированный (чередование настила и роликоопор). Наибольшее распространение имеют роликоопоры различных типов и конструкций.

К роликоопорам предъявляются следующие требования: удобство при установке и эксплуатации; малая стоимость; долговечность; малое сопротивление вращению; обеспечение необходимой устойчивости и желобчатости ленты во время движения.

По расположению на конвейере роликоопоры классифицируют на верхние: прямые - для плоской формы ленты при транспортировании штучных грузов; желобчатые - для желобчатой формы ленты (для сыпучих грузов) на двух, трех и пяти роликах; нижние: прямые однороликовые (см. рисунок 1.6, а) (сплошные цилиндрические и дисковые); двухроликовые желобчатые (угол наклона боковых роликов α_ж = 10°).

Угол наклона боковых роликов α_ж (угол желобчатости ленты) в двухроликовой опоре обычно выбирается равным 15 или 20º, в трехроликовой опоре угол α_ж равен 20° и 30° для всех грузов и любой ширины ленты; для легких грузов и при ширине ленты 400-800 мм допускается увеличение угла желобчатости α_ж до 45-60°, что позволяет увеличить площадь поперечного сечения ленты (емкость ленты) и производительность конвейера на 15 % при той же ширине ленты, а также улучшить ее центрирование [2].

 

 

а, б, в - для верхней ветви: прямая, рядовая желобчатая, амортизирующая; г, д, е - для нижней ветви: прямая, дисковая очистная, желобчатая

Рисунок 1.6 - Роликоопоры ленточного конвейера

 

По назначению роликоопоры классифицируют на рядовые (линейные) для поддержания ленты и придания ей необходимой формы; специальные: амортизирующие - для снижения динамических нагрузок в местах загрузки; подвесные - гирляндного типа; центрирующие - для предотвращения сбега ленты в сторону во время движения и регулирования ее положения относительно продольной оси; очистительные (для очистки ленты), переходные (для изменения желобчатости ленты).

В трехроликовой опоре все ролики располагают в одной плоскости или средний ролик выдвигают вперед (шахматное расположение роликоопор) для более равномерного положения ленты и обеспечения удобства техобслуживания.

В зоне загрузки устанавливают амортизирующие опоры (см. рисунок 1.6, в), у которых на корпусе ролика закреплены резиновые шайбы. При транспортировании сильноабразивных или налипающих грузов поверхности корпусов роликов футеруют резиной.

На криволинейных участках рабочей ветви выпуклостью вверх устанавливаются роликовые батареи на расстоянии ℓ_р.б. = 0,5 ℓ_р.в..

Роликоопоры относятся к наиболее массовым элементам ленточных конвейеров. В процессе эксплуатации техническое обслуживание роликоопор предусматривает их периодический осмотр, регулировку и замену, ролики обеспечивают запасом смазки на весь срок эксплуатации.

Ролик (см. рисунок 1.7) состоит из обечайки, изготовленной из отрезка трубы; вкладыша, штампованного из стали или литого из чугуна; оси (или полуоси); подшипника качения (шарикового, а для тяжелых типов - конического роликоподшипника) и его защитного уплотнения. С внутренней стороны подшипник защищен шайбой, канавками во вкладыше или внутренней трубой, которая полностью изолирует его от полости корпуса ролика и служит резервуаром для запаса смазки. Для защиты подшипника с внешней стороны от попадания пыли применяют сложные лабиринтные уплотнения.

 

Рисунок 1.7 - Подшипниковый узел ролика

 

Ролик состоит: из обечайки (цилиндрический корпус), изготовленной из отрезка трубы; вкладыша, штампованного из стали или литого из чугуна; оси (или полуоси); подшипника качения (шарикового, а для тяжелых типов – конического роликоподшипника) и его защитного уплотнения

Долговечность работы ролика зависит не только от силовых нагрузок и частоты его вращения, но и от конструктивного расположения и способа соединения его элементов: соосности поверхностей оси под подшипники и посадочных мест в обечайке под стаканы, соосности внешней поверхности стаканов и расточек под наружные кольца подшипника, качества уплотнения и смазки. Уплотнение является одним из важнейших элементов ролика, так как определяет долговечность подшипника. От конструкции уплотнения зависит безремонтный период эксплуатации ролика [5].

В уплотнениях большинства конструкций роликов основной частью является лабиринт, подшипники роликов тщательно уплотняются с наружной и внутренней стороны. Современные конструктивные исполнения подшипниковых узлов роликов являются достаточно надежными, обеспечивая запас смазки на весь срок эксплуатации ролика.

Конвейерные ролики, наряду с лентой, имеют наименьший ресурс и требуют наибольших затрат труда и денежных средств на замену, ремонт и обслуживание (30-40 % и более эксплуатационных затрат), а общая их стоимость составляет 25-30 % от стоимости конвейера.

Засорение подшипникового узла увеличивает коэффициент сопротивления движению, препятствует вращению ролика, ведет к истиранию тела ролика, преждевременному износу ленты и увеличению энергоемкости процесса транспортирования [5].

Конвейер с невращающимися роликами эксплуатировать нельзя, так как происходит их износ на полную толщину стенки трубы, интенсивное истирание обкладки ленты, повышается температура на контакте, существенно увеличивается сопротивление движению ленты (до 10 раз), крутящий момент на выходном валу двигателя, следовательно, повышается энергоемкость процесса транспортирования.

Таким образом, надежность подшипникового узла является одним из определяющих критериев при выборе конструкции роликов.

3. Барабаны приводные и неприводные изготавливают сваркой с обечайкой из листовой стали или отливкой из чугуна. По форме обода барабаны выполняют с цилиндрической или выпуклой (бочкообразной) поверхностью - гладкой или с насечками. Тяговые свойства приводного барабана повышают путем увеличения натяжения ленты или угла обхвата лентой приводного барабана, использования высокофрикционных футеровок с продольными или шевронными ребрами (что способствует самоочищению).

Футеровки устанавливаются при помощи специальных клеев на барабаны конвейеров, футеровочные пластины значительно уменьшают сход ленты и ее проскальзывание, а также попадание груза на поверхность барабана, что существенно улучшает работу конвейеров и повышает их технико-экономические показатели.

Рифленая поверхность приводного барабана обеспечивает увеличение коэффициента сцепления ленты с барабаном и тягового фактора привода, уменьшая при этом необходимое натяжение ленты, увеличивая срок службы ленты и ее стыковых соединений.

Мощность приводных блоков выбирается из стандартного ряда: 200, 250, 320, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1500 кВт.

Дополнительное прижатие ленты к приводному барабану осуществляется с помощью установки прижимных барабанов, с использованием вакуума или магнитных сил и других приспособлений.

Вал приводного или ось неприводного барабанов устанавливается в опорах на шарикоупорных подшипниках. Для соединения приводного барабана с выходным валом редуктора применяется зубчатая муфта, валы двигателя и редуктора соединяются упругой муфтой. На конвейерах, имеющих наклонный участок для предотвращения самопроизвольного обратного движения загруженной ветви устанавливают храповый останов или тормоз.

Геометрические параметры приводных барабанов зависят от конструкции и прочности ленты.

4. Загрузочные устройстваобеспечивают заданную производительность конвейера, срок службы ленты, величину сопротивления ее движению. Конструкция загрузочных устройств (см. рисунок 1.8) зависит от характеристики транспортируемого груза и способа подачи его на конвейер. Обычно загрузка производится у заднего концевого барабана, однако загрузка и разгрузка конвейера может происходить в любом пункте трассы.

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

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

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

Рисунок 1.8 - Загрузочное устройство ленточного конвейера

 

На нижних частях боковой и задней стенок воронки устанавливают уплотнительные полосы из износостойкой резины. Для увеличения срока эксплуатации передней стенки на нее устанавливают броневой лист, устраивают отдельные отсеки-ячейки, заполняемые частицами груза, таким образом груз скользит по слою груза. Угол наклона желоба воронки α_ж = φ_в + (10-15°), (φ_в - угол внешнего трения груза о желоб).

Для конвейеров с высокой производительностью применяют конвейеры-питатели (см. рисунок 1.9), позволяющие приблизить скорость груза к скорости ленты и увеличить срок службы ленты.

 

Рисунок 1.9 - Схема загрузки конвейера с помощью питателя

 

Для конвейеров с высокой производительностью применяют конвейеры-питатели, позволяющие: приблизить скорость груза к скорости ленты, увеличить долговечность ленты.

5. Разгрузочные устройства.Разгрузка ленточного конвейера производится с концевого барабана или на трассе конвейера с помощью плужковых или барабанных разгружателей.

Барабанные разгружатели (см. рисунок 1.10) применяют при загрузке длинных бункерных эстакад или открытых складов. Разгружатели имеют реверсивное движение вдоль всего фронта разгрузки длиной 100 м и более с автоматическим управлением.

 

1 - отклоняющий барабан; 2 - концевой барабан; 3 - направляющая стенка воронки; 4 - барабанная тележка

Рисунок 1.10 - Схема установки барабанного разгружателя

 

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

Плужковый разгружатель (сбрасыватель) - это стационарное устройство для разгрузки насыпных и штучных грузов (см. рисунок 1.11), который в рабочем положении опирается на ленту и сдвигает с нее груз в разгрузочную воронку, в нерабочем состоянии приподнят и свободно пропускает под собой ленту с грузом.

По направлению разгрузки ленты плужковые разгружатели выполняются двустороннего и одностороннего действия, по интенсивности разгрузки плужковые разгружатели выполняются с полной разгрузкой; частичной разгрузкой ленты: односторонние с поворотным щитом и двусторонние с раздвижными щитами (см. рисунок 1.12).