Источник: Сопротех - современные промышленные технологии
http://www.soproteh.ru/documentation/detail.php?ID=512Скребковые конвейеры получили весьма большое распространение, особенно в угольной промышленности. В этих транспортерах груз передвигается с помощью скребков по неподвижному желобу, скребки в свою очередь соединены с подвижной цепью. Данные конвейеры применяют для транспортирования кусковых грузов, зернистых и пылевидных. Скребковые транспортеры подразделяются на два типа, отличающихся принципом перемещения груза и конструктивным исполнением. К первому типу относятся собственно скребковые конвейеры (рис. 1, а), или конвейеры с высокими скребками, ко второму типу конвейеры сплошного волочения, или конвейеры с погруженными скребками, в которых груз перемещается сплошной массой, а не отдельными порциями каждым скребком, заполняющей часть сечения желоба (рис. 1, б). В последнем случае транспортирование происходит потому, что сопротивление прохождению скребка сквозь сыпучий груз, который помещен в желоб с гладкими стенками, оказывается больше, чем сила трения груза о стенки желоба и дно.
а - с высокими скребками; б - с погруженными скребками; 1 - натяжное устройство, 2 - тяговая шарнирнокатковая цепь, 3 - скребки, 4 - приводное устройство, 5 - задвижка разгрузочного устройства, 6 - желоб рабочей ветви конвейера
Скребковые конвейеры применяются для транспортирования грузов, не подверженных крошению или таких, для которых крошение не снижает их качества. Конвейеры с погруженными скребками могут применяться для транспортирования грузов только с малой прочностью кусков, так как прочные куски, попадая между скребком и желобом, заклиниваются и создают высокие сопротивления.
Желобы скребкового конвейера с высокими скребками изготавливают из стали. Форма желоба может быть различной (рис. 2), однако в желобе, изображенном на рис. 2, а, груз может забиваться в углы желоба, увеличивая сопротивление передвижению. Поэтому формы желоба, изображенные на рис. 2, б - г, предпочтительнее.
а - прямоугольная; б - трапецеидальная; в - со срезанными углами; г - для круглых дисковых скребков
Скребок конвейера изготавливают из листовой стали толщиной 3-8 мм. На нижнюю кромку скребка, трущуюся по желобу, для увеличения срока его службы иногда делают наплавку или приваривают полоску из износоустойчивого материала, например из высокомарганцевой стали. В ряде случаев применяют пластмассовые скребки. Шаг скребков определяется в зависимости от размеров кусков груза, угла естественного откоса, высоты и формы скребка, шага цепи. Выбранный шаг скребков должен обеспечивать наилучшее заполнение пространства между скребками и обычно принимается кратным шагу цепи: он обязательно должен быть больше наибольшего размера куска.
При транспортировании груз в желобе перед скребком располагается примерно по форме неравнобокой трапеции (рис. 3, а) с углом φ, близким к углу естественного откоса в движении. Тогда можно определить расчетную площадь A сечения груза в желобе с учетом усредненного коэффициента заполнения желоба представляющего собой отношение объема груза на участке между скребками к геометрическому объему этого участка. По результатам экспериментальных исследований получены такие значения: для мелких грузов с легкой подвижностью φ = 0,5…0,6 и для кусковых грузов с малой подвижностью φ= 0,7…0,8. Тогда площадь сечения груза в желобе A=Bhφ, где B и h - рабочие ширина и высота желоба конвейера.
Производительность скребкового конвейера (в тоннах в час) выражается формулой:
Рабочей ветвью у скребкового конвейера может быть как верхняя, так и нижняя в зависимости от того, как скребки присоединены к цепи конвейера. Если рабочая ветвь — нижняя, наиболее удобно загружать конвейер около натяжного устройства. Разгрузку конвейера с нижней рабочей ветвью можно производить в любом месте желоба, в том числе в конце его. Для разгрузки в дне желоба делают люк 5 (см. рис. 1), через который груз проваливается вниз. В конвейере с верхней рабочей ветвью загрузку производят сверху в любой его точке, а разгрузку производят через отверстие в боковой стенке желоба или в конце его.
Скорость скребкового конвейера с высокими скребками составляет 0,2—1 м/с. Ширина B желоба в 3—4 раза больше его высоты h (см. рис 2, а - в). Скребковые конвейеры с высокими скребками имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение в ряде отраслей промышленности. К ним относятся: измельчение транспортируемого груза; быстрое изнашивание желоба, особенно ярко проявляющееся при транспортировании абразивных грузов; больной расход энергии, а также затрудненность транспортирования важных и липких грузов. При транспортировании груза скребковым конвейером вверх по наклонному желобу производительность конвейера значительно снижается, поэтому скребковые конвейеры применяют при угле подъема до 30°.
Высокое значение мощности привода скребкового конвейера по равнению с ковшовым или пластинчатым конвейером при прочих равных условиях, т. е. при той же производительности, длине и высоте перемещения груза, объясняется тем обстоятельством, что в скребковых конвейерах кроме потерь, присущих другим видам конвейеров, присутствует сопротивление трения как самого скребка, так и груза о желоб. Тогда общая сила сопротивления равна
где Cгр - коэффициент сопротивления перемещению груза по желобу, учитывающий также и сопротивление внутреннего трения в грузе при перемещение его скребками, т.е. коэффициент Cгр больше коэффициента трения груза по желобу f; C - коэффициент сопротивления перемещению тяговых элементов по желобу; l - длина желоба, м; q b q0 - соответственно погонные массы груза и скребков, кг/м; g - ускорение свободного падения.
Скребковые конвейеры с погруженными скребками имеют при той же производительности значительно меньшие габариты и массу, чем конвейеры с высокими скребками благодаря лучшему использованию объема желоба. В этих конвейерах желоб состоит из двух частей (рис. 4, а); одна — для рабочей ветви, другая — для холостой. Груз заполняет все сечение (или большую его часть) рабочего желоба. При движении цепи, снабженной специальными фигурными контурными скребками (рис. 4, 6), груз увлекается ими и перемещается вдоль желоба. Движение груза в желобе происходит со скоростью, меньшей, чем скорость цепи, причем, чем выше скорость тяговой цепи, тем больше разность скоростей и выше относительный расход энергии на перемещение единицы массы груза и тем меньше производительность конвейера.
Конвейеры с погруженными скребками могут перемещать груз как по горизонтальному, так и по наклонному и даже по вертикальному участку трассы (рис. 4, а). Они предназначаются для транспортирования легкосыпучих, пылевидных, зернистых и мелкокусковых грузов. Эти конвейеры способны без перегрузки перемещать груз на расстояния до 100 м, с подъемом на высоту до 20 м, их производительность достигает 200 – 250 т/ч, а в отдельных случаях доходит до 700 т/ч.
а - общий вид, б - тяговая цепь со скребками
Преимуществами конвейеров с погруженными скребками являются: возможность перемещения груза по сложной трассе без перегрузки в местах изменения направления трассы; хорошее заполнение сечения желоба, что обеспечивает высокую производительность при малой скорости транспортирования; возможность загрузки и разгрузки желоба в любом месте через люки в крышках, днищах и в боковых стенках желоба; перемещение грузов в герметичных желобах, исключающих загрязнение грузов и выделение пыли во внешнюю среду, не происходит измельчения транспортируемого груза. К их недостаткам следует отнести интенсивный износ скребков и желоба, повышенный расход энергии, затруднительность транспортирования абразивных, влажных и липких грузов, а также грузов с твердыми включениями, которые заклиниваются между скребками и желобами.
Производительность (в тоннах в час) конвейера с погруженными скребками равна:
где A - площадь поперечного сечения груза в желобе конвейера, м2; ν— скорость движения тяговой цепи, м/с;ρ— плотность груза, кг/м3; Kп — коэффициент производительности, учитывающий потери полезного объема желоба при размещении в нем скребковой цепи, способность груза уплотняться при транспортировке и скоростной фактор, т.е. разность скоростей цепи со скребками и перемещаемого груза: для горизонтальных и пологонаклонных конвейеров Kп≈0,83...0,99; для вертикальных и крутонаклонных конвейеров принимают при транспортировке мелкокусковых грузов Kп=0,8, зернистых — Kп=0,6 и пылевидных — Kп=0,45.
Мощность (в киловаттах), приведенная к валу тяговых звездочек пологонаклонных конвейеров с погруженными скребками, определяют по формуле:
для конвейеров, имеющих крутонаклонные и вертикальные участки:
где b — ширина желоба в свету, м; Н и Lr — соответственно высота подъема груза и длина перемещения груза в горизонтальном направлении, м; ν — скорость, м/с; Q — производительность, т/ч; f1 — коэффициент трения насыпного груза о стенки желоба.
Ширина желоба для рядовых грузов b≥(3,3…3,6)а’; для сортированных b≥(6…7,4)а’ где а’ — размер типичных кусков.
а - схема, б - секция конвейера
Особой разновидностью скребковых конвейеров является скребковый штанговый конвейер, используемый для транспортирования металлической стружки в механообрабатывающих цехах. Штанговый конвейер (рис. 5) представляет собой металлический желоб 2 с приваренными внутри его неподвижными упорами 1 — шипами. Внутри желоба расположена штанга 3, также снабженная шипами 4 и опирающаяся балкой 6 на дно желоба. Штанга может двигаться по дну желоба в направляющих 7. С помощью гидравлического толкателя 5 штанга совершает возвратно-поступательные движения. При рабочем ходе штанга своими шипами проталкивает вперед стружку, находящуюся в желобе. При обратном движении штанга проскальзывает по стружке, которая удерживается от обратного движения неподвижными шипами /. Штанговые конвейеры имеют длину до 75 м, ход штанги 1,5—1,75 м и скорость движения 5—10 м/мии.
Эти конвейеры отличаются простотой конструкции, изготовления, ремонта и эксплуатации. Штанговые скребковые конвейеры обычно располагаются непосредственно под полом цеха и перекрываются сверху планками и плитами. Места загрузки перекрываются откидными люками с решеткой. Недостаток этой конструкции — концентрация па дне желоба мелкой стружки. Поэтому для транспортирования мелкой стружки применяют обычные скребковые конвейеры с высокими скребками.