Проектування стрічкових конвеєрів
Рама та монтаж
Правильний монтаж металоустановок стрічкового конвеєра важливий для спрощення експлуатації та витрат на профілактичний ремонт у майбутньому.
Конвеєри з жолобчастими опорами зазвичай збирають дома. Якщо виробник поставляє попередньо зібраний конвеєр, то особлива увага повинна бути приділена монтажу окремих вузлів у такій самій послідовності, як на заводі. Якщо отримані окремі вузли, особливу увагу необхідно звернути на забезпечення співвісності.
Основна рама має бути зібрана так, щоб несучі опорні елементи знаходилися в одній площині. Шківи та ролики повинні бути перпендикулярні до осі конвеєра.
Опора конвеєрної стрічки
Ролікоопори та їх крок. Між приводним та непривідним барабанами стрічка підтримується роликоопорами. Зазвичай верхня гілка є вантажною, або робочою, частиною, тоді як нижня гілка вважається зворотною частиною стрічки. Верхня/гілка стрічки може мати плоску або жолобчасту форму. Плоскі стрічки з прямими роликоопорами відіграють другорядну роль при транспортуванні зерна. Їх використовують лише на коротких стрічкових конвеєрах і при необхідності розвантаження конвеєра в будь-якій точці по всій його довжині із застосуванням скребкового або плужкового скидників. Цей метод розвантаження не рекомендується внаслідок підвищеного зношування стрічки.
Жолобчасті роликоопори зазвичай краще внаслідок того, що вони витримують велике навантаження при тій же швидкості стрічки, при цьому знижується ризик прокидання продукту, зменшується контакт продукту з повітрям і кількість пилу, що виділяється. Завдання роликоопори - підтримувати стрічку з мінімальним тертям і зберігати жолобчасту форму без надмірної напруги та зношування. Кут ринви не повинен бути занадто великим, щоб уникнути зайвої поперечноїжорсткості або зниження згинальної здатності стрічки.
Залежно від еластичності конвеєрної стрічки вважається, що максимальний кут нахилу роликів має бути 50°. Якщо цей кут занадто великий відповідно до характеристик стрічки, то вона не повністю торкатиметься роликів, особливо коли конвеєр працює вхолосту. Жолобчасті роликоопори виробляються в основному з трьома кутами нахилу - 20, 35 і 45 °.
Показано двороликову жолобчасту опору з консольно закріпленими роликами для вузьких стрічок з обмеженою продуктивністю. Шляхом збільшення кута нахилу роликів (45°) у поєднанні зі спеціальною стрічкою утворюється жолоб, який іноді використовують у вітряних місцях.
Показана трироликова жолобчаста опора з консольними роликами однакової довжини, нахиленими під кутом 30°, для ширших стрічок, що характеризуються підвищеною здатністю, що транспортує. Як правило, конфігурації з бічними консольними роликами, що мають опору з одного боку, гірші. Жолобчаста роликоопора із зовнішніми роликами під кутом 45° допускає (при тій же ширині стрічки) значно велике навантаження на одиницю поперечного перерізу приблизно такої ж вартості. Наступні конфігурації жолобчастих роликоопор призначені для збільшення навантаження та більш повного використання площі стрічки. Поєднання коротшого середнього ролика або більшого кута їх нахилу теоретично призводить до більш високої продуктивності транспорту.
Поряд з описаними роликоопорами відомі інші, які можна встановлювати зі спеціальними стрічками, що мають еластичні зони перегину. Зазвичай для вантажної та зворотної гілок конвеєрної стрічки вибирають однаковий тип роликів. Тільки довжина роликів буває різною; діаметр роликів, що підтримують зворотну гілку, може бутидещо менше, ніж на вантажній гілці.
Забруднена сторона конвеєрної стрічки, що завжди проходить над роликами зворотної гілки, створює проблеми. Вологий або липкий пил, що прилипає до конвеєрної стрічки після розвантаження сипучого продукту, може прилипати та накопичуватися на роликах, що підтримують зворотну гілку.
Це порушує центрування конвеєрної стрічки та викликає її перекіс. Іноді діаметр роликів зростає настільки, що конвеєр зупиняється. Найбільше налипання відзначається на роликах, що підтримують зворотну гілку поблизу розвантажувального барабана, і зменшується у бік кінцевого барабана. Необхідно вживати заходів, що обмежують налипання продукту та пилу.
Крім плоских роликів, промисловість постачає також інші типи, які застосовують у особливих випадках. Зазвичай ці спеціальні ролики мають жорстко закріплені сталеві, гумові або пластмасові кільця. Вони застраховані проти будь-якого усунення прокладками. Можна розглянути кілька типів кілець:
дискові кільця, які є звичайними кільцями, що встановлюються на плоскому ролику;
центруючі кільця, які використовуються у поєднанні з дисковими кільцями та запобігають перекісу конвеєрної стрічки; ці кільця можуть бути лівосторонніми та правосторонніми;
профільовані кільця, які складаються з профільних сталевих грат, приварених до плоских роликів; це дороге виконання, яке не завжди дає найкращі результати.
Відстань між роликоопорами значною мірою впливає на правильне розташування конвеєрної стрічки на роликоопорах. Дослідження показали, що неправильно обрана відстань між роликоопорами може викликати зміщення конвеєрної стрічки у вертикальному та горизонтальному (провисання) напрямках, такимчином збільшуючи тертя та зменшуючи ефективну потужність електродвигуна. Через зміщення конвеєрної стрічки та продукту у вертикальному та горизонтальному напрямках споживана потужність також перевищить розрахункову. Відстань між роликоопорами визначається номінальним навантаженням на роликоопору або несучою здатністю кожної роликоопори, провисанням конвеєрної стрічки між роликоопорами, натягом та швидкістю стрічки. Якщо відстань між роликоопорами занадто велика, маси конвеєрної стрічки та продукту, що припадають на кожну роликоопору, зростуть. Тому чим важчий продукт і ширша конвеєрна стрічка, тим меншою має бути відстань між роликоопорами на робочій гілці.
Провисання конвеєрної стрічки між роликоопорами має перевищувати 1 % відстані між ними. Відстань між роликоопорами на робочій гілки має бути приблизно дорівнює ширині конвеєрної стрічки, але не більше 1,2 м. Відстань між роликоопорами на холостій гілки може становити 2-3 м. Зазвичай роликоопори на обох гілках розташовуються на однаковій відстані один від одного. Це засноване на неправильному уявленні про те, що зусилля, що розтягує однаково в будь-якому поперечному перерізі конвеєрної стрічки і для неї характерне розтягування, встановлене натяжним пристроєм.
Насправді при довгій навантаженій конвеєрній стрічці можуть бути значні відмінності між мінімальним і максимальним зусиллями, що розтягують, на стрічці і, отже, у величині провисання стрічки між двома сусідніми роликоопорами. Тому доцільно послідовне зменшення відстані між роликоопорами в напрямку кінцевої частини конвеєра, де зусилля, що розтягує, на стрічці постійно зростає. Таким шляхом роликоопори використовуються економічніше.
Довжина конвеєрної стрічки поділяється наділянки, у яких встановлюється постійна відстань між роликоопорами. Цей принцип проілюструємо наступним прикладом.
Конвеєрна стрічка довжиною 300 м розділена на три ділянки по 100 м. На завантажувальній секції на відстані між роликоопорами 1 м потрібно 100 роликоопор.
У середній частині на відстані між роликоопорами 1,25 м необхідно 80 роликоопор. На останній ділянці відстань між роликоопорами 1,5 м, тому потрібно 67 роликоопор. Таким чином, для конвеєра довжиною 300 м необхідно 247 роликоопор, а середня відстань між ними 1,21 м. Якщо ж встановлювати роликоопори звичайним способом, то при відстані між ними 1 м потрібно 300 роликоопор. У верхній частині стрічкового конвеєра можна заощадити 53 роликоопори без погіршення надійності обладнання. Таке ж правило застосовується для роликоопор, що встановлюються на зворотній гілці конвеєрної стрічки.
Для забезпечення оптимальної опори для стрічки з продуктом у місці його завантаження та підтримки жолобоподібної форми, щоб уникнути прокидання, необхідно в усіх точках завантаження встановлювати додаткові роликоопори. Залежно від висоти шару та удару продукту об конвеєрну стрічку може бути необхідною під точкою завантаження установка роликоопор, що поглинають удар, або протиударної подушки.
Конвеєрна стрічка при сході її з непривідного барабана змінює форму з плоскою на жолобоподібну, а перед підходом до приводного барабана - навпаки, з жолобоподібною на плоску, тому бічні сторони переміщуються в контакті з роликами більше, ніж центральна частина стрічки конвеєра.
Отже, відстань між непривідним барабаном, на якому стрічка плоска, і першою роликоопорою, де вона має жолобоподібну форму, і відстань між останньою такою роликоопорою і приводнимбарабаном повинні бути вибрані з урахуванням того, щоб уникнути розтягування країв стрічки.
Для запобігання цьому перші роликоопори можна зробити з меншими кутами нахилу бічних роликів ніж інших роликів опори.
Такі «перехідні роликоопори» також сприятимуть запобіганню пробудженню продукту в зоні завантаження та розвантаження. Крім того, непривідний барабан може бути встановлений трохи вище, ніж центральний ролик першої роликоопори.
Опорні кронштейни, зазвичай П-подібного перерізу, покликані протистояти тиску, що надається на них. Крім того, вони повинні встановлюватися так, щоб опорний кронштейн можна було регулювати горизонтально з метою забезпечення правильного переміщення стрічки. Зазвичай у кронштейні роблять пази.
Ролики жолобчастої роликоопори зазвичай встановлюються в пазах для полегшення їхньої заміни. Сума довжин роликів в одній роликоопорі повинна значно перевищувати ширину стрічки конвеєрної, щоб забезпечити можливість переміщення стрічки в поперечному напрямку.
Кожна жолобчаста роликоопора створює небезпеку затискання стрічки між роликами у вигляді складки, особливо якщо конвеєрна стрічка занадто гнучка. Щоб уникнути цього, необхідно ретельно встановлювати зазор між двома сусідніми роликами в роликоопорі. Зазор можна також контролювати повторним встановленням роликів. Центральний ролик може бути дещо довшим, ніж бічний ролик, з урахуванням відстані між ними. Це запобігатиме затисканню стрічки між роликами. Крім цього, застосовується метод коригування потоку продукту за допомогою саморегулівних роликоопор.
Роліки. Ефективність стрічкового конвеєра значною мірою залежить від конструкції та типу роликоопор у зв'язку з їх відносно великим числом ізначним навантаженням, якому вони піддаються. Навантаження на ролик залежить від навантаження на конвеєрну стрічку, швидкості стрічки, кроку роликоопор, маси стрічки та коефіцієнта тертя.
При проектуванні та виборі роликів необхідно врахувати низку показників. Перше, що треба розглянути, – різні деталі та основні розміри ролика. Основні деталі ролика наступні: сталевий корпус, торцева кришка ролика, внутрішнє кільце ущільнювача, підшипники, фігурне пружинне кільце, лабіринтне кільце, вал, протипильна кришка і зовнішнє кільце ущільнювача. Основні розміри роликів: довжина та діаметр валу та ролика, відстань між опорами та шліци для опорної канавки на кінцях валу.
Високоякісний ролик повинен не тільки витримувати робочі навантаження, на які він розрахований, а й захищати свої найважливіші частини підшипники. Частота обертання ролика може бути дуже високою, і нині зменшення втрат на тертя зазвичай використовують кулькові підшипники.
Ролики більшого діаметру відрізняються більшою довговічністю, тому що їх частота обертання та тертя конвеєрної стрічки за роликами нижче. При виборі діаметра ролика необхідно прагнути частоти обертання менше 500 хв -1 . Статичне та динамічне балансування повинні забезпечити роботу роликів при високих швидкостях стрічки та відсутність вібрацій, які можуть пошкодити ущільнення та підшипники.
Корпус ролика повинен чинити опір деформації та зносу. Будь-яке навантаження на конвеєрну стрічку діє безпосередньо на корпус ролика і передається через підшипники на опору валу. Корпус ролика зазвичай виготовляють із сталевої труби, що калібрується. Товщина корпусу важлива з погляду зносу та ремонту; вона зазвичай дорівнює 2-4 мм. Обидва краї сталевої труби повинні бути піддані механічнійобробці відповідно до стандарту.
Підшипники монтують на кінцях циліндричного корпусу, а вал пропускають через підшипники. Корпус та підшипники повинні обертатися співвісно. В основному використовують стандартні радіальні підшипники, які розраховані на безперервне використання при робочих навантаженнях, для яких вони призначені. Вони змащуються один раз за весь термін служби та зазвичай не вимагають обслуговування.
Вал ролика виготовляють із високоякісної сталі з робочими поверхнями, що гарантують належне припасування та обертання підшипників на валу. Тяжкіші вали застосовують тільки в тому випадку, якщо цього вимагає навантаження. Кінці валу виходять за межі підшипника, що необхідно для кріплення валу у пазах кронштейна.
Торцева кришка ролика служить корпусом для підшипника та ущільнення. Вона виготовляється методом холодного штампування з листової сталі та обробляється відповідно до стандартів ІСО. Корпус ролика та його торцева кришка повинні бути ретельно та міцно зварені разом та відбалансовані.
Ущільнення повинно утримувати мастило від витікання та запобігати попаданню в підшипник пилу. Ущільнення складається з низки елементів, що функціонують спільно. Усі внутрішні елементи повинні мати антикорозійний захист. Зовнішнє кільце ущільнювача виготовляють з матеріалу, що не піддається старінню, і жорстко розклинюють щодо валу і зовнішньої кришки. Безпосередньо під цією сталевою кришкою встановлено пластмасове лабіринтне ущільнення, яке перешкоджає проникненню пилу, вологи та газів, здатних зменшити термін служби підшипника. Вільний простір заповнюють спеціальним мастилом, яке стійке до розкладання під впливом температури, окислення, корозії та терміну служби. Внутрішнє кільце ущільнювача між підшипником ікорпусом повинно перешкоджати виходу мастила назовні, так щоб гарантувалося постійне мастило протягом усього терміну служби ролика.