3. Ленточные конвейеры для крупнокусковых грузов

Проблема увеличения технических возможностей ленточных конвейеров, т. е. увеличения крупности транспортабельных кусков, решается в двух направлениях: создание специальных опорных элементов для конвейеров обычной конструкции и создание специальных конвейеров.

Специальные опорные элементы сравнительно просты по конструкции, но применимы для грузов с кусками не более 0,5—0,7 м. Специальными конвейерами возможна доставка любых грузов, размеры кусков ограничиваются лишь вмести­ мостью несущего полотна. Однако они имеют сложную кон­ струкцию. Этим объясняется ограниченность их производства и применения, в то время как специальные опоры получили достаточно широкое распространение.

Среди специальных наибольшее распространение получил пластинчатый конвейер (питатели, дозаторы, перегружатели). Большая погонная масса движущихся частей (2—3 т на погон­ ный метр) ограничивает скорость доставки до 0,4 м/с, длину установки до 15 м. Облегченные конструкции пластинчатых конвейеров распространения не получили из-за недостаточной прочности и долговечности основных элементов.

Ленточно-канатные конвейеры предназначены для транс­ портировки на большие расстояния. Современные параметры

иконструкция несущей ленты с рессорами позволяют пере­ мещать грузы крупностью до 0,4 м [11]. В работе [45] указы­ вается, что область эффективного применения ленточно-канат­ ных конвейеров ограничивается малыми производительностями

ибольшими расстояниями транспортирования мелкокуско­

вых грузов.

Ленточно-колесные конвейеры предназначены для транс­ портирования груза с кусками, соизмеримыми с шириной лен­ ты [45], т. е. для таких конвейеров достаточен первый класс подготовки горной массы (в этом их преимущество перед остальными конструкциями конвейеров). Недостатком являет­ ся большая масса подвижных и неподвижных частей. По сравнению с ленточными конвейерами погонная масса ленточ­ но-колесного в 2—3 раза больше. Длина става ограничена длиной цепного контура подвижной опорной части. Возможно применение нескольких цепных контуров, однако практическое решение вопроса их взаимодействия с конвейерной лентой со­ пряжено с большими трудностями. Цепными контурами огра­

Создание специальных типов опорных элементов вызвано необходимостью снижения динамики их взаимодействия струп­ ными кусками как на линейной части конвейера, так и в*пунктах погрузки. Известные типы опорных элементов можно раз­ делить на четыре класса: первый — в которых не поглощается или не перераспределяется энергия взаимодействия с кусками; второй — в которых разъединяются массы составных частей; третий — в которых перераспределяется энергия взаимодей­ ствия в безопасных направлениях; четвертый — в которых энергия поглощается за счет объемной деформации состав­ ных частей.

При отсоединении массы некоторой части, находящейся под воздействием ударной нагрузки, от массы остальных час­ тей опорного элемента наименьший период собственных ко­ лебаний оставшихся частей системы должен быть на порядок больше времени действия ударной нагрузки. При этом отсоеди­ ненная часть успеет полностью воспринять максимум энергии взаимодействия до начала заметной реакции на это воздействие остальной части системы. Чем меньше масса отсоединенной части, тем меньшая динамическая сила действует на ленту, на­ ходящуюся между этой частью и кусками груза. Время дей­ ствия ударной нагрузки, в течение которого взаимодей­ ствует только отсоединенная часть опорного элемента, в даль­ нейшем будем называть первой фазой взаимодействия. Взаи­ модействие отсоединенной части с куском в первой фазе можно рассматривать как взаимодействие двух свободных тел, не свя­ занных с другими телами.

Под распределением энергии взаимодействия по безопас­ ным направлениям подразумевается явление, когда основной поток энергии тем или иным способом направляется в сторо­ ны, деформация системы по которым менее опасна (например, с точки зрения прочности, деформация растяжения ленты ме­ нее опасна, чем деформация ее сжатия).

При объемной деформации частей опорного элемента ос­ новная часть энергии локализуется в некотором объеме его материала в период действия ударной нагрузки, чем увеличи­

грузки.

Понятия о разъединении масс, перераспределении энергии взаимодействия позволяют установить принадлежность опор к определенному классу. К первому классу относятся стандарт­ ные, жесткоустановленные роликоопоры (далее — просто жест­ кие), а также опоры скольжения с твердым покрытием. Ко вто­ рому классу относятся гирляндные, шарнирные и податливые

роликоопоры, у которых боковые и средние ролики установле­ ны в разных плоскостях.

Гирляндные роликоопоры (рис. 2) представляют собой на­ бор дисков, насаженных на гибкий вал (канат), который через подшипниковые узлы соединен с опорными стойками рамы конвейера (рис. 2, а). Достоинства такой роликоопоры: сравни­ тельно малая масса части роликоопоры, участвующей в соуда­ рении с куском груза; большое проходное сечение за счет уг­ ловой подвижности дисков. Недостатком является малый срок

с лентой и куском. Все это существенно увеличивает сопротив­ ление движению ленты по роликоопорам (до 30 %), износ кон­ вейерной ленты и роликоопоры, ухудшает устойчивость дви­ жения ленты, особенно на наклонных конвейерах. Иногда вместо гибкого вала используется шарнирное соединение дис­ ков, например звенья из цепи (рис. 2, б). Применяются так­ же гирляндные роликоопоры о невращающимся гибким валом и вращающимися на подшипниках дисками. В этом исполне­ нии они аналогичны многороликовым шарнирным опорам. Од­ нако гирляндные роликоопоры из-за присущих им недостатков не нашли промышленного применения.

Шарнирные роликоопоры (рис. 3) представляют собой набор роликов с жесткими осями, концы которых шарнирно соеди­ нены между собой. Изготовляются трех- и пятироликовые опоры. Роликоопоры навешиваются на раму конвейера при помощи шарниров (а) на упругих амортизаторах (б) или на канатах (в). Упругие амортизаторы применяются в виде пру­ жин, резины, рессор-стоек. Навешивание шарнирных ролико­

взаимодействия с куском груза. Однако жесткое крепление бо­ ковых роликов снижает подвижность опорной системы в де­ лом. Во взаимодействии с куском участвует масса первого и второго среднего ролика, масса рамки, а также часть массы ленты и груза, тем большая, чем больше натяжение ленты.

К этому классу относятся также податливые роликоопоры конструкции ИГТМ АН УССР (рис. 5). На опорные стойки 1 шарнирно крепятся рамки 2, другим концом прикрепляемые

Рис. 5. Схема секции конвейера с податливыми роликоопорами конструкции ИГТМ АН УССР

к продольным несущим канатам 3. В эти рамки вставляются боковые ролики Посредине между двумя соседними стойками на несущих канатах устанавливаются рамки 4 средних роли­ ков. В этой конструкции боковые ролики 2 имеют свободу угловых перемещений, а средние ролики 4 — угловых и верти­ кальных перемещений за счет изгиба несущих канатов. С гру зом взаимодействуют только боковые или только средние ролики, максимальная масса взаимодействующей части ролико­ опоры равна массе среднего ролика и его рамки. Размещение боковых и средних роликов в разных плоскостях обусловило такое перераспределение нагрузки на них, при котором обес­ печивается снижение сопротивления движению и увеличение центрирования ленты.

На этих роликоопорах легко регулируется ход ленты пере­ косом роликов в плоскости, нормальной направлению ее дви­ жения Однако при нагрузках, превышающих расчетные, а также при неправильном выборе параметров опорной секции

возможен провал ленты между боковыми роликами или обволакивание лентой торцов среднего ролика. При кратковре­ менных перегрузках (в пунктах погрузки) это явление несуще­ ственно. На линейной части оно легко устранимо путем изменения расстояния между роликоопорами и величины пере­ крытия среднего ролика боковыми.

В ИГТМ АН УССР разработана конструкция ролика с амортизированным корпусом (рис. 6). На ось ролика надевают­ ся шайбы-амортизаторы и завальцовываются в его корпусе 6.

6 5 4 3

Рис. 6. Ролик с амортизированным корпусом.

Шайба-амортизатор состоит из подшипникового стакана 2 с дисковым выступом посредине 3, резиновых колец 4 и кольце­ вых дисков 5. Резиновые кольца 4 привулканизированы одной стороной к дисковому выступу 3, другой — к кольцевым дискам 5. Работая на сдвиг, они обеспечивают достаточную эла­ стичность и надежность в пределах малого пространства между корпусом и подшипниковым стаканом. Возможны и разбор­ ные варианты. При амортизации корпуса устраняются защем­ ление подшипников, вредные последствия его биения и неурав­ новешенности.

К третьему классу относятся опорные элементы типа «ба­ тут». Это роликоопоры со снятыми средними роликами либо специальная опорная лента — батут. Такие устройства обеспе­ чивают преобразование энергии поперечного прогиба ленты при падении куска в энергию волны продольного ее растяже­ ния, которая расходуется на преодоление распределенного по длине става сопротивления [24]. Общим недостатком устройств типа «батут» является большое выполаживание ленты, в ре­ зультате просыпается груз. Кроме того, опорные ленты, имея большую энергию отдачи, способствуют выбрасыванию кусков

груза за борт. Самым большим недостатком этих устройств является опасность появления больших поперечных деформа­ ций ленты, что ведет к разрушению нижних ее прокладок 111].

К этому же классу следует отнести и пружинные роликоопоры, а также опоры в пункте погрузки, предложенные БПИ (рис. 7). Роликоопора представляет собой вертикальную раму 3 с шарнирами в средней части L На верхнем конце рамы уста­ новлен ролик 2, поддерживающий верхнюю ветвь, на нижнем конце — ролик 4, поддерживающий нижнюю ветвь ленты.

Рис. 7. Схема конструкции роликоопор в пункте погрузки, предложенная БПИ.

При ударе куска груза по верхнему ролику 3 рама поворачи­ вается, опускаясь вниз, чему препятствует нижняя ветвь лен­ ты, поднимаемая роликом 4. Недостатком устройства является большая инерционность, определяемая массами роликов, рам­ ки и участков ленты.

К четвертому классу относятся опоры, состоящие из тол­ стого упругого слоя, пневмобаллонов и т. п. Эффект их дей­ ствия заключается в перераспределении энергии удара кус­ ков в объемную деформацию слоя на большой площадке поверхности опоры, так что в направлении удара лентой воспри­ нимается только часть общей энергии.

Устройства очень просты по конструкции и в изготовлении, обладают высоким эффектом действия и надежностью. Однако их применение при скоростях движения ленты более 1,5 м/с ограничено (из-за износа поверхностей контакта ленты с опор­ ной частью).

Таким образом, на основании изложенного можно сделать следующие выводы: наиболее технически просты, имеют до­ статочно высокий эффект амортизации ударов кусков о ленту устройства типа сплошного упругого основания. Однако при­ сущие им недостатки ограничивают область применения установок сравнительно малой производительности (только в