книги / Роликовые и дисковые конвейеры и устройства
..pdfсится разворачивание грузов на криволинейных участках грави тационных конвейеров. Ввиду важности этого обстоятельства рассмотрим его отдельно.
В гравитационных йонвейерах необходимое разворачивание груза на криволинейном участке осуществляется за счет допол
нительного |
расхода работы активной движущейся силы G sin а, |
что ведет |
к некоторому уменьшению скорости движения грузов |
на криволинейном участке, или путем дополнительного угла наклона конвейера акр на криволинейном участке (см. замечание 3
к табл. 11). При небольшом количестве криволинейных участков предпочитают первый способ как более простой в монтаже; при большем количестве криволинейных участков на трассе конвейера целесообразней второй способ, не влияющий на параметры дви жения грузов.
При применении конических роликов дополнительная энергия затрачивается только на собственно разворот груза. В этом слу чае можно составить следующее уравнение равновесия:
GfeRmcos (ос + акр) = GQRnsin оскр.
В левой части уравнения — работа силы трения груза о ро ликовое полотно в пределах угла поворота 0 криволинейного
участка, в правой части уравнения — работа дополнительной движущей силы G sin акр. При малых значениях а и акр можно положить cos (а + оскр) ^ cos акру откуда
“V = tg акр -- -Щш- , |
(93) |
Г'П |
|
где wKP— коэффициент сопротивления движению груза на криво
линейном участке с коническими роликами.
Сила сопротивления на этом участке будет |
|
W, = wKPG. |
(94) |
Как видно из приведенной формулы, для уменьшения |
сопро |
тивлений на криволинейных участках следует уменьшить / и Rm и увеличить Rn. В случае применения на криволинейном участке
цилиндрических роликов дополнительное сопротивление движе нию грузов будет еще больше из-за проскальзывания роликов под грузом.
На рис. 53, а приведена эпюра |
скоростей проскальзывания |
груза по цилиндрическим роликам |
на криволинейном участке. |
Скорость проскальзывания здесь равна |
|
v„p = Vep |
. |
Если обозначить сопротивление проскальзыванию через Ws>
то можно написать уравнение работ в единицу времени
Gfvпр |
0fbv3p |
Wsvep = |
cos а = 4Rn coscx. |
Ill
w - cos “ •
|
fb |
WcK ~ |
cos а> |
где w __коэффициент сопротивления скольжению на цилиндри
ческих роликах.
При применении разрезанных роликов (рис. 53, б) проскаль
зывание уменьшается вдвое и соответственно вдвое уменьшаются
Ws и wCK. Очевидно, что при |
при |
|||||
менении |
роликов, |
разрезанных |
на |
|||
три |
части, |
и |
wCK уменьшаются |
|||
в 3 |
раза. |
Рассуждая |
аналогично и |
|||
допуская |
некоторые упрощения для |
|||||
дисковых |
конвейеров, могут быть |
|||||
применены следующие формулы: |
|
|||||
|
Waa = |
Gfb |
cos а; |
|
||
|
4ЯпПд |
|
||||
|
|
|
fb |
|
cos а, |
(95) |
|
|
|
|
|
||
4R n "d
где пд - число дисков на одной оси
(наибольшее при шахмат ном расположении дисков).
Что касается потерь на пово роте грузов на криволинейном участ ке дискового конвейера, то они могут быть определены по формулам
(93) и (94). При этом радиус трения Rm для дискового конвейера
может быть определен по приближенной формуле
|
R,n = |
|
п д. гр |
где |
R — сумма расстояний от середины контактных линий |
|
дисков до вертикальной оси, проходящей через |
|
центр тяжести груза; |
|
пдгр — количество контактных линий под заданным грузом. |
В |
практике проектирования гравитационных роликовых си |
стем обычно применяют следующий порядок расчета скоростных параметров.. Рассчитанную скорость движения грузов определяют по заданной производительности системы или конвейера по фор мулам (1), (2) и (3). Затем, исходя из полученной скорости и при
нимая ее равномерной по формуле (6 ) |
или (8 2 ), в зависимости |
|
от того, как расположены |
грузы — сомкнуто или разомкнуто, |
|
определяют угол наклона а, |
который |
и закладывают в проект. |
При проектировании сложных конвейерных систем (имеющих больше трех стрелочных ответвлений или горизонтальных криво линейных участков с поворотом на 90°) угол а определяют после
довательно по участкам трассы с учетом местных сопротивлений движению грузов. В стадии проектного задания или техниче ского проекта механизации транспорта производства обычно пользуются для определения угла а табл. 11. При сложных кон вейерных системах угол а здесь также определяется последова тельно по участкам трассы с учетом замечаний к табл. 1 1 .
В случае высокой производительности конвейера, когда рас четный угол а получается больше, чем это рекомендуется табл. 1 2 ,
грузы передвигаются с максимальной предельной скоростью, а угол а в этом случае определяется по формулам (8 6 ) или (8 8 ),
в зависимости от расположения грузов на полотне конвейера (сомкнутое или разомкнутое).
При перемещении легких и особо легких грузов достаточность собственного веса груза необходимо проверять по формуле (58). Для конвейеров с частыми остановками грузов угол наклона должен быть проверен по формуле (81).
Для конвейеров с бортами незаклииивание грузов проверяется по формулам (5)—(12), (20) — (22), а возможность защемления
грузов при бортах из дисковых дорожек— по формуле (16).
8 К. Е. Ивановский
Глава /И
ТЕОРИЯ, РАСЧЕТ И КОНСТРУКЦИЯ ПРИВОДНЫХ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
/ 7риводные роликовые и дисковые конвейеры в значительной
мере утрачивают основные достоинства неприводных конвейе ров — их дешевизну и простоту. Стоимость приводных ролико вых и дисковых конвейеров часто приближается к стоимости других' машин непрерывного транспорта, например к ленточным и пластинчатым конвейерам, а в ряде случаев (например, при большой длине) даже становятся значительно дороже последнихИх конструкция в большинстве случаев не менее сложна, чем конструкция других конвейеров; нередко тяжелые типы роли ковых конвейеров по конструктивной сложности намного преврсходят другие транспортирующие машины.
Тем не менее, приводные роликовые и дисковые конвейеры обладают рядом качеств, делающих их зачастую предпочтитель ными, а в отдельных случаях единственно возможными средствами мёханизации. К таким качествам относятся:
1 . Способность приводного роликового конвейера сообщать
в пределах одного конвейера различные скорости движения груза: ускорять груз, замедлять его или останавливать (так называемые
«накопительные» конвейеры) |
и |
т. д. |
2. Легкость выполнения |
на |
приводном роликовом конвейере |
различных технологических операций (погрузки, разгрузки и перегрузки).
3. Возможность транспортирования на приводных рольган гах горячих, тяжелых грузов.
4. Легкость сочетания этих конвейеров с другими видами транспорта, а также с технологическими машинами, при этом приводные роликовые конвейеры нередко даже вписываются в конструкцию технологической машины (например, станинные ролики прокатных станов).
5. Способность при прохождении через нагревательные, про парочные, охладительные и т. п. камеры обеспечивать минимальный по сравнению с любыми другими транспортными средствами обмен с внешней средой (например, теплообмен), так как роликовый конвейер не имеет ходовой части, выходящей^периодически за пределы камеры.
6 . Минимальное по сравнению с другими машинами непре:
рывного транспорта потребное усилие для перемещения груза; минимальная мощность холостого хода,
7. Нередко у роликового конвейера минимальные габариты, особенно по высоте, так как отсутствует обратная ветвь.
Приводные роликовые конвейеры наиболее широко распро странены именно в тех отраслях промышленности, где эти свой ства особенно необходимы: в прокатном металлургическом про изводстве, складском хозяйстве, на предприятиях связи, в лесной
ицеллюлозно-бумажной промышленности, машиностроении. Приводной роликовый или дисковый конвейер отличается
обычно от аналогичного неприводного только наличием привода и передаточного механизма от привода к роликам. Все остальные отличия менее определенны и не носят принципиального харак тера. Поэтому, поскольку ниже (в гл. V) конструктивные элементы неприводных роликовых и дисковых конвейеров рассмотрены достаточно подробно, в данном разделе в основном будут рас сматриваться только приводные устройства, а также некоторые специфические конструктивные особенности этих конвейеров.
1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИВОДНЫХ РОЛИКОВЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Приводные устройства роликовых конвейеров приводят во вращение ролики, которые посредством трения сообщают движу щее усилие транспортируемому грузу. Привод состоит из двига теля и передаточного механизма того или иного типа.
Существуют два способа подвоза энергии к роликам. При одном способе какое-либо специальное устройство (например, трансмиссионный вал) передает энергию вдоль конвейера, сооб щая каждому ролику необходимый крутящий момент. Другой способ заключается в том, что энергия передается от ролика к ролику. При этом способе к каждому предыдущему ролику подводится порция энергии, необходимая для приведения во вращение всех последующих роликов, а снимается только часть, необходимая для вращения данного ролика.
Влитературе приводы делят на групповые (звеньевые, общие)
ииндивидуальные. При групповом приводе один привод приводит в движение группу приводных роликов. Если каждый отдельный приводной ролик имеет собственное приводное устройство, то такой привод называется индивиудальным. Существует также
промежуточная разновидность привода, когда одним приводом приводятся в движение два ролика. За таким приводом закрепи лось название полуиндивидуального.
Первая классификация представляется более общей, охватыва ющей большее количество сходных признаков у приводов разной конструкции. Однако и вторая бывает часто удобна, поэтому
вдальнейшем изложении будут применяться обе классификации.
Внастоящее время области применения той или иной разно видности привода четко не определились. Групповой привод большей частью применяют в роликовых конвейерах общего
назначения при транспортировании легких и средних грузовОднако он применяется и в прокатных станах в особо тяжелых условиях, в случае транспортирования массивных коротких полос, вес которых концентрируется на небольшом числе роликов (например, у рольгангов крупных обжимных станов, у рабочих
иподводящих рольгангов в балочных или тостолистовых стандх
идр.). Обычно такие рольганги состоят из отдельных секций длиной до 6 м, иногда имеют два двигателя, один из которых
является резервным.
Групповой же привод имеют рольганги, применяющиеся в ма шиностроении в литейных цехах для транспортирования и на копления тяжелых форм, отливок, в сборочных цехах для траспортирования и накопления готовой продукции, например авто мобилей в упаковке и т. д.
Вто же время индивидуальный привод почти не применяют для
легких грузов. Однако в случае роликов со встроенными электро двигателями (так называемые электроролики) индивидуальный привод встречается и в роликовых конвейерах для легких грузов.
Как правило, роликовые конвейеры с групповым приводом более тихоходные, чем с индивидуальным приводом. Создание быстроходного передаточного механизма привода роликов требует значительных затрат.
Вместе с тем для получения малых скоростей при индивидуаль ном приводе необходимо иметь для каждого ролика сложный и дорогой передаточный механизм со сравнительно высоким пере даточным числом либо применять дорогостоящие способы сниже ния частоты вращения двигателей (например, изменение частоты питающего тока при применении асинхронных электродвигателей).
Групповой привод предшествовал индивидуальному. Но с раз витием электротехники, с созданием специальных электродвига телей и систем электропитания индивидуальный привод начал находить все более широкое применение сначала в прокатном производстве, а затем и в других отраслях промышленности. Есть основания предполагать, что и в дальнейшем по мере совершен ствования электропривода для рольгангов и электророликов инди видуальный привод в роликовых конвейерах будет дальше рас пространяться. Основанием для такого предположения служат следующие преимущества роликовых конвейеров с индивидуаль ным приводом: простота механической части конструкции; лег кость монтажа и демонтажа конвейера и отдельных его частей; легкость создания криволинейных участков трассы; большая надежность работы конвейера (при выходе из строя отдельных роликов конвейер может продолжать работать, в то время как при групповом приводе в большинстве случаев требуется оста новка всего конвейера); индивидуальный привод дает возможность более гибко проектировать конвейер (задавать разные скорости на роликах, разные шаги и т. п.); при индивидуальном приводе не требуется столь точного взаимного расположения отдельных
роликов и жестких станин как, например, при групповом приводе
сзубчатыми передачами.
Вметаллургии, в прокатном производстве тенденция перехода на индивидуальный привод проявляется наиболее ярко. При про ектировании новых установок в этой отрасли групповых приводов стараются избегать. Имеются многочисленные случаи переделки старых установок с групповым приводом на индивидуальный привод.
Впрокатном производстве используют и другие преимущества индивидуального привода. Этот привод обладает минимальной инерцией и позволяет сообщить грузу максимальные ускорения, разгоняя его, таким образом, за минимальное время. Благодаря этому повышается производительность станов; при сокращении времени разгона заготовки иногда на 0,25—0,35 сек производи тельность возрастает на 5—6 %. Кроме того, в металлургии не
редко транспортируют длинномерные грузы. В этом случае ролики на конвейере располагают с большим шагом, причем каждый имеет свою собственную раму. Групповой же привод требует массивных общих станин.
Однако индивидуальный привод имеет следующий существен ный недостаток. На приводных роликовых конвейерах грузы редко идут непрерывным потоком; значительно чаще грузы по дают и транспортируют с перерывами. В этих условиях только часть роликов нагружена и передает полный момент; остальные ролики вращаются вхолостую. Поэтому общая мощность, потреб ная для роликового конвейера, расходуется на вращение нагру женных и холостых роликов. При групповом приводе установлен ная мощность двигателя определяется исходя из этой суммы. При индивидуальном приводе двигатель каждого ролика должен быть определен исходя из момента, потребного при работе нагружен ного ролика. Поэтому общая мощность установленных двигателей у роликового конвейера с индивидуальным приводом роликов значительно больше мощности конвейера с групповым приво дом.
При транспортировании длинномерных грузов, когда вес груза рассредоточен на много роликов, это преимущество группового привода в использовании мощности в значительной мере утрачиваетсц.
Стоимость индивидуального привода выше стоимости группо вого, однако в ряде случаев преимущества в эксплуатации и про стота конструкции компенсируют этот недостаток.
Конструктивные исполнения двух основных типов приводов (с распределением энергии вдоль конвейера и от ролика к ролику) разнообразны и многочисленны. В конструкции первого типа ролик имеет только одно кинематическое звено для отбора мощности (на
пример, коническую передачу); в конструкции |
второго типа — |
||
два звена для получения |
энергии от |
предыдущего ролика и для |
|
передачи ее последующим |
(зубчатая |
передача с |
промежуточной |
Шёстерней, две ЦейнЫХ передачи, два кривошипно-шатунных меха низма и т. п.). Поэтому привод второго типа обычно сложнее.
Преимущества и недостатки приводов обоих типов видны при сравнении двух наиболее распространенных конструктивных ис полнений этих механизмов — передач с коническими зубчатыми колесами и с цилиндрическими зубчатыми колесами.
Наибольшее распространение из всех исполнений группового привода получила передача с коническими зубчатыми колесами (рис. 54). В этом случае вал, смонтированный вдоль роликового конвейера, несет на себе ведущие конические зубчатые колеса.
Рис. 54. Передача кониче- |
Рис. 55. Передача цилиндрическими зубча- |
скими зубчатыми колесами |
тыми колесами |
Ведомые конические колеса закреплены консольно на валу каж дого ролика. При большом шаге роликов, когда удается разместить подшипники продольного вала и ведущие шестерни, обходятся одним валом; при малом шаге нередко делают два продольных вала, с обеих сторон роликового конвейера. Кроме того, нередко применяют смешанную схему, при которой каждый второй ролик приводится конической зубчатой парой, а соседний с ним — ци линдрическими зубчатыми колесами с промежуточной шестерней с другой стороны роликового конвейера.
Передаточный механизм с цилиндрическими зубчатыми коле сами состоит из непрерывного ряда цилиндрических шестерен. Половина шестерен закреплена на консолях валов роликов. Между ними расположены промежуточные шестерни на консоль ных осях, закрепленных на металлоконструкции ролика. Проме жуточные шестерни необходимы для того, чтобы все ролики имели одно и то же направление вращения (рис. 55).
Благодаря тому, что все зубчатые колеса расположены непре рывным рядом, через первую (от привода) шестерню необходимо передать весь крутящий момент, необходимый для приведения в движение всех роликов конвейера. Поэтому шестерни получаются
118
значительно больших размеров, чем это необходимо для приведе ния в движение одного ролика. Соответственно возрастают потери мощности. Этот недостаток является общим для всех приводов с передачей от ролика к ролику, независимо от конструктивного исполнения привода.
Для того чтобы уменьшить момент, передаваемый шестернями, уменьшают общее количество приводных роликов. Для этого привод располагают обычно посередине роликового конвейера, производя раздачу мощности в обе стороны. Поскольку передавае мый момент уменьшается от первого к последующим роликам, то шестерни изнашиваются (или другие звенья в приводе второго типа) неравномерно.
С помощью передачи цилиндрическими зубчатыми колесами затруднительно получить большие расстояния между роликами. Действительно, обычно наружный диаметр зубчатого колеса не превосходит диаметра ролика. Таким образом, максимальный шаг между роликами, возможный при применении одного паразитного зубчатого колеса, не должен быть больше двух диаметров ролика. При больших шагах необходимо было бы иметь три, пять промежу точных шестерен и т. д. между каждыми двумя соседними роли ками, что, конечно, чрезвычайно усложнило бы конструкцию.
Надежность передачи цилиндрическими зубчатыми колесами низкая, так как при выходе из строя любой одной шестерни обычно выходит из строя весь конвейер. Эти недостатки также являются общими для любого привода с передачей от ролика к ролику.
Приводные и промежуточные зубчатые колеса должны быть диаметром меньше, чем ролик, чтобы изделия при движении не задевали за них. Зубчатые колеса рекомендуется закрывать щитом.
Привод с цилиндрическими зубчатыми колесами, как правило, применяют лишь для коротких роликовых конвейеров, так как иначе имеют место большие потери мощности.
Значительное распространение получил привод с цилиндри ческими зубчатыми колесами для криволинейных участков роли ковых конвейеров.
На рис. 56 представлен приводной криволинейный роликовый конвейер, спроектированный ГПИ «Союзпроммеханизация». Все основные особенности криволинейных конвейеров этого типа видны при рассмотрении этого конвейера.
Первый ролик конвейера приводится в движение цепной пере дачей 1, причем в зависимости от схемы механизации это может
осуществляться либо самостоятельным приводом, либо отбором мощности от вращающихся частей других машин. На каждом из роликов 2 закреплена консольно цилиндрическая шестерня 3. Промежуточная шестерня 4 закреплена с помощью консольной оси 5 на металлоконструкции 6 конвейера.
Каждый ролик повернут относительно соседнего на некоторый угол а . Так как между зубчатыми колесами на роликах располо жены еще промежуточные шестерни, то зубчатые колеса повернуты
относительно друг друга на угол |
Таким образом, цилиндр^* |
ческие колеса работают как бы краем зуба. Однако поскольку
угол |
, как правило, чрезвычайно мал, а передаваемый тестер* |
ней крутящий момент обычно много меньше того, который она может передать, то такая передача вполне допустима. В рассма
триваемом примере общий угол поворота — 47° 53' при 41 ролике, т. е. угол взаимного поворота роликов — 1° 1 2 ', а поворот ше
стерен — 36' Привод с передачами коническими зубчатыми колесами лишен
недостатков привода с цилиндрическими колесами. В силу этого он и получил преимущественное распространение из всех группо вых приводов. Однако его существенный недостаток — необходи мость тщательного монтажа многоопорного продольного привод ного вала и конических пар шестерен. Необходимость тщательного монтажа и регулирования является общим свойством всех при водов с раздачей энергии вдоль конвейера. Криволинейные роли ковые конвейеры с приводом этого типа создать затруднительно.
120