Конвейер

Конвейер (далее К) (англ. conveyer, от convey — перевозить), транспортер, машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов.

Историческая справка. За несколько тысячелетий до н. э. в Древнем Китае, Индии для непрерывной подачи воды из водоемов в оросительные системы использовали цепные насосы, которые можно считать прототипами скребковых К; в Месопотамии и Древнем Египте применяли многоковшовые и винтовые водоподъемники — предшественники современных ковшовых элеваторов и винтовых К Первые попытки применения скребковых и винтовых К для перемещения насыпных материалов (например, в мукомольном производстве) относятся к 16—17 вв. В конце 18 в. К стали систематически использовать для транспортирования легких сыпучих материалов на небольшие расстояния. В 30-е гг. 19 в. с той же целью впервые были применены К с лентами из прочной ткани. Во 2-й половине 19 в. началось промышленное использование К для доставки тяжелых массовых и штучных грузов. Расширение областей применения К обусловило появление и эксплуатационное освоение новых типов К: ленточных с тканевыми прорезиненными лентами (1868, Великобритания), стационарных и передвижных пластинчатых (1870, Россия), винтовых со спиральными винтами для крупнокусковых материалов (1887, США), ковшовых с шарнирно закрепленными ковшами для доставки грузов по сложным трассам (1896, США), ленточных со стальными лентами (1905, Швеция), инерционных (1906, Великобритания, и т.д. В 1882 К был использован для связи технологических агрегатов в поточно-массовом производстве (США). Несколько позднее стали применяться напольные литейные (1890, США), подвесные (1894, Великобритания) и специальные сборочные К (1912—14, США).

С 80-х гг. 19 в. изготовление К в промышленно развитых странах постепенно выделялось в отдельную область машиностроения. В современных типах К сохранились основные конструктивные элементы, которые совершенствовались в соответствии с достижениями науки и техники (замена ременного привода электрическим, использование вибрационной техники, применение энергии сжатого воздуха и т.д.).

Классификация конвейеров. Основной классификационный признак К — тип тягового и грузонесущего органа. Различают К с ленточным, цепным, канатным тяговыми органами и К без тягового органа (гравитационные, инерционные, винтовые). К с тяговым органом могут быть по виду грузонесущего органа ленточными, пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и пр. Для таких К характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается либо грузонесущим элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по неподвижному желобу, трубе, настилу и т.п. Для К без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые К) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные К). К могут иметь машинный привод (наиболее часто электрический, реже пневматический) или груз может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные К).

В зависимости от условий используют К напольные и подвесные. Напольные К могут быть стационарными, передвижными или переносными. На К можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные К); в любой плоскости. В последнем случае К состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные и др.). Кроме того, К могут различаться в зависимости от рода перемещаемых грузов — насыпных или штучных. Конструкция некоторых К позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы К составляют элеваторы, вертикальные К с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные К для перемещения людей, шагающие конвейеры, триммеры, стакеры для штабелирования бревен, а также комбинированные (например, роликоленточные К типа "Рапистан", обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными интервалами) и т.д.

Основные типы конвейеров. Ленточные К используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10—12 км и больше. Такие К обычно составляют из отдельных секций. Трасса К в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган — лента (см. Лента конвейерная), которая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. К с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных К — винтовая. Привод К (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку — через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные К имеют высокую эксплуатационную надежность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч. Ширина тканевых лент в К от 300 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5—4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные К монтируются на колесном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в строительстве.

Пластинчатые К предназначены для перемещения в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35°) тяжелых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в том числе острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до высокой температуры. Пластинчатые К, стационарные или передвижные, имеют те же основные узлы, что и ленточные. Грузонесущий орган — металлический, реже деревянный, пластмассовый настил-полотно, состоящий из отдельных пластин, прикрепленных к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-роликовым). Настил может быть плоским, волнистым или коробчатого сечения, без бортов или с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звездочки, установленные на концах рамы. Различают пластинчатые К общего назначения (основной тип) и специальные. К последним относятся К с пространственной трассой, разливочные машины для металла, пассажирские эскалаторы и др. Скорость движения груза небольшая — 0,3— 1,0 м/сек. Для увеличения производительности К с плоским настилом дополняют неподвижными бортами. Типовые пластинчатые К имеют производительность до 2000 т/ч.

Скребковые К перемещают груз движущимися по желобу или трубе скребками. Такие К используют для переработки сыпучих или кусковых грузов, поступающих в желоб через загрузочную воронку. Рабочей ветвью обычно является нижняя, реже — верхняя, иногда обе ветви. Контур сечения желоба и конфигурация скребков должны быть одинаковыми — прямоугольной, полукруглой, трапецеидальной формы. Скребки бывают штампованными из листовой стали или литыми, а желоба изготовляют металлическими, реже деревянными. Скребковые К по сравнению с пластинчатыми имеют меньшую массу, могут загружаться и разгружаться в любой точке по всей длине желоба. Применение скребковых К ограничено из-за измельчения грузов и быстрого износа желоба, особенно при перемещении абразивных материалов. Кроме того, для скребковых К характерен большой расход энергии, затрачиваемой на преодоление вредных сопротивлений. Скорость рабочего органа скребковых К 0,16—0,5 и реже — 1,0 м/сек, производительность 50—350 т/ч. Скребковые К обычно применяются для перемещения груза на расстояния до 100 м.

Разновидностью скребковых К являются К с погруженными скребками, у которых скребки перекрывают лишь часть сечения желоба, а груз заполняет всю рабочую ветвь желоба или большую ее часть. Такие К могут иметь сложную трассу и используются для перемещения грузов (обычно мелкосыпучих) в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях со скоростью 0,1— 0,25 м/сек. Особую группу скребковых К составляют трубчатые К, тяговая цепь и скребки которых размещены внутри трубы, причем скребки заполняют все ее сечение. Такие К также могут иметь пространственную трассу.

К с несущими и ведущими цепями, в отличие от других типов К, не имеют грузонесущего органа и применяются главным образом в поточных линиях при конвейерной сборке. На К с несущими цепями грузы устанавливаются непосредственно на тяговые цепи, скользящие в неподвижных направляющих. На К с ведущими цепями грузы передвигаются по неподвижным опорным путям, непосредственно по полу цеха или имеют собственный колесный или гусеничный ход. В массовом и серийном производстве на сборочных работах применяют так называемые тележечные конвейеры. Они представляют собой тележки, соединенные тяговой цепью и движущиеся по замкнутой трассе. На тележках выполняют основные процессы литейного производства (формовку, заливку, охлаждение) или сборку машин и узлов.

Подвесные К с цепным тяговым органом служат для непрерывного (реже периодического) перемещения штучных грузов. Трасса таких К обычно пространственная замкнутая, имеет сложный контур. Подвесные К делят на 3 группы: грузонесущие (каретки для груза постоянно соединены с тяговым органом); тянущие (каретки также постоянно соединены с тяговым органом и имеют крюки для присоединения тележек, перемещающихся по полу цеха или склада); толкающие (каретки не связаны постоянно с тяговым органом и передвигаются по подвесным путям). Применение подвесных К позволяет решить проблемы комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских работ на стыке внутрицехового, внутризаводского и магистрального транспорта. Значительная роль им отводится и в создании полностью автоматизированных складов.

Винтовые К служат для перемещения пылевидных и мелкокусковых грузов в горизонтальной или наклонной (до 20°) плоскостях, реже в вертикальной плоскости (К с быстро вращающимися винтами). К имеет металлический закрытый желоб, внутри которого вращается вал с лопастями, расположенными по винтовой линии. Лопасти могут быть сплошными (для легкосыпучих грузов), ленточными (для влажных и кусковых грузов) и в виде отдельно укрепленных на валу лопаток (для липких и слеживающихся грузов). При вращении винта лопасти проталкивают груз вдоль желоба. Винтовые К состоят из секций длиной 2—4 м, общая длина К не превышает обычно 60 м, диаметр желоба 100—600 мм. Винтовые К просты по конструкции, удобны в эксплуатации, особенно при транспортировке пылящих грузов. Однако лопасти и желоб К сравнительно быстро изнашиваются, груз измельчается и истирается, кроме того, требуется повышенный расход энергии.

Роликовые К служат для перемещения штучных грузов с плоской, ребристой или цилиндрической поверхностью. На неподвижных осях рамы К в подшипниках вращаются ролики. Длина ролика должна быть несколько больше ширины или диаметра груза, а расстояние между роликами несколько меньше половины длины груза. Мелкие грузы со сложной конфигурацией перемещают на таком К в ящиках пли на поддонах. Роликовые К бывают 2 типов: гравитационные и приводные. В гравитационных К, устанавливаемых с уклоном в 2—5°, ролики свободно вращаются под действием силы тяжести перемещаемого груза. В приводных К ролики имеют групповой привод от двигателя. Такие К применяют, когда нужно обеспечить постоянную скорость движения грузов, перемещать их в строго горизонтальной плоскости или поднимать под некоторым углом. Роликовый К состоит из секций, каждая длиной 2—3 м. В зависимости от конфигурации трасса может включать в себя криволинейные и откидные секции, поворотные круги и стрелочные переводы и т.д.

Инерционные К служат для транспортирования сыпучих, реже мелких штучных грузов на сравнительно короткие расстояния в горизонтальном или наклонном (до 20°) направлениях. В инерционных К частицы груза скользят по грузонесущему органу или совершают полеты в пространстве под действием силы инерции. Инерционные К делятся на 2 группы: качающиеся, характеризующиеся значительными амплитудами и малой частотой колебаний, и вибрационные — с малой амплитудой и большой частотой колебаний.

В простейшем качающемся К желоб находится на упругих стойках, жестко закрепленных на опорной раме под некоторым углом к вертикали. Кривошипный механизм с приводом от электродвигателя сообщает желобу переменные по направлению движения. Желоб при движении вперед немного поднимается, а при движении назад опускается (качается). При этом меняется давление груза на желоб. При движении желоба назад груз скользит по нему вперед, продвигаясь на некоторое расстояние.

На вибрационном К грузу сообщаются несимметричные колебания. В результате плавного движения трубы К вверх и резкого движения вниз происходит отрыв частиц груза от поверхности трубы и перемещение их вдоль нее. В зависимости от диаметра желоба — 350, 500 и 750 мм — производительность вибрационных К соответственно составляет 50, 75 и 150 т/ч. Наиболее высокая возможная производительность 400 т/ч, наибольшая длина — 100 м. Специальные типы вибрационных К применяют также для перемещения грузов вверх (см. Вибрационный транспорт).

Технико-экономическая характеристика. Эффективность использования К в технологическом процессе любого производства зависит от того, насколько тип и параметры выбранного К соответствуют свойствам груза и условиям, в которых протекает технологический процесс. К таким условиям относятся: производительность, длина транспортирования, форма трассы и направление перемещения (горизонтальное, наклонное, вертикальное, комбинированное); условия загрузки и разгрузки К; размеры груза, его форма, удельная плотность, абразивность, кусковатость, влажность, температура и пр.; ритм и интенсивность подачи, а также различные местные факторы.

Производительность Q любого К при перемещении штучных грузов массой G кг со скоростью u м/сек определяется по формуле:

т/ч,

где а — расстояние между грузами на К в м. При перемещении сыпучих или жидких грузов

т/ч,

где y — коэффициент степени заполнения емкости грузом; l — объем емкости в л, в которой перемещается груз; g — объемная масса в т/м³; u — скорость в м/сек; а — расстояние между емкостями на К в м. При перемещении сыпучих грузов непрерывным потоком: Q=3,6q ·u или Q=3₆₀₀ · u · g м/ч, где q — удельная нагрузка в кг/м; — сечение потока в м², u — скорость в м/сек.

Приведенные выражения показывают, что как производительность К, так и определяющие ее параметры (u, а, и др.) не зависят от расстояния, на которое перемещается груз. В этом состоит основное преимущество машин непрерывного действия, к которым относятся К, перед машинами цикличного действия (например, подъемными кранами, автомашинами, вагонетками и др.).

Степень технического совершенства К определяется удельным расходом мощности :

= (квт·ч)/т,

где _q — мощность в квт; Q — производительность в т/ч.

Высокая производительность, простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость, возможность выполнения на К различных технологических операций, невысокая трудоемкость работ, обеспечение безопасности труда, улучшение его условий — все это обусловило широкое применение К во всех областях народного хозяйства: в черной и цветной металлургии, машиностроении, горной, пищевой и др. отраслях промышленности. В промышленном производстве К являются неотъемлемой составной частью технологического процесса. К позволяют устанавливать и регулировать темп производства, обеспечивать его ритмичность. Являясь основным средством комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузо-разгрузочных процессов, и поточных технологических операций, К вместе с тем освобождают рабочих от тяжелых и трудоемких транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, делают их труд более производительным. Широкая конвейеризация составляет одну из характерных черт развитого промышленного производства. Это объясняется тем, что внедрение загрузочных и разгрузочных, дозировочных, счетных и взвешивающих автоматов, автоматических очищающих и смазывающих устройств, разнообразной контрольной, защитной и блокировочной аппаратуры, средства автоматического управления невозможно без применения К как одной из основных машин, комплектующих систему автоматизированного производства. О применении К см. также в статьях Механизация производства, Автоматизация производства, Кная сборка, Пневматический транспорт.

Лит.: Зенков Р. Л., Петров М. М., Кы большой мощности, М., 1964; Спиваковский А. О., Потапов М. Г., Котов М. А., Карьерный конвейерный транспорт, М., 1965; Транспортирующие и перегрузочные машины для комплексной механизации пищевых производств, под ред. А. Я. Соколова, М., 1964; Спиваковский А. О., Дьячков В. Н., Транспортирующие машины, 2 изд., М., 1968.

Э. И. Ридель.

		Новости 22.12.2024 19:54:00

	Copyright © 1999-2024 Oval.ru, All Rights Reserved.