Конвейерные системы
Конвейерные системы представляют собой совокупность конвейеров одного или разных типов, погрузочно-разгрузочных и перегрузочных устройств, накопителей и устройств автоматического управления. В зависимости от назначения различают транспортные, распределительные, сортировочные, накопительные и комбинированные конвейерные системы. Работой конвейерной системы может управлять ЭВМ в реальном масштабе времени.
При этом в компьютере ведется динамическая модель транспортно-грузового процесса, отражается реальное состояние базовых элементов системы, к которым относятся, в частности, конвейеры. Ниже рассматриваются наиболее распространенные в транспортно-грузовых комплексах типы конвейеров.
5.2.1. Ленточные конвейеры
Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнообразных насыпных и штучных грузов, а также для межоперационного транспортирования изделий при поточном производстве. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возможности получения высокой производительности. Современные ленточные конвейеры на открытых разработках угля могут транспортировать до 30000 т/ч вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 мин. Дальность транспортирования достигает 3 … 4 км в одном конвейере и до 100 км в системе из нескольких конвейеров. Они просты по конструкции, удобны в эксплуатации и имеют высокую надежность.
По расположению на местности ленточные конвейеры разделяют на стационарные и подвижные, передвижные и переносные, переставные (для карьеров открытых разработок) и надводные, плавающие на понтонах.
По конструкции и назначению различают ленточные конвейеры общего назначения и специальные. По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокатной и проволочной лентой. Наибольшее распространение получили конвейеры с прорезиненной лентой. По конструкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и передаче тягового усилия различают ленточные конвейеры, у которых лента является грузонесущим и тяговым элементом.
Ленточный конвейер (рис. 5.1) имеет станину 6, на концах которой установлены два барабана: передний 7 – приводной и задний 1 — натяжной. Вертикально замкнутая лента 5 огибает эти концевые барабаны и по всей длине поддерживается опорными роликами, называемыми роликоопорами, — верхними 4 и нижними 10, укрепленными на станине 6. Иногда вместо роликов применяют настил. Приводной барабан 7 получает вращение от привода и приводит в движение ленту вдоль трассы конвейера.
Лента загружается через одну или несколько загрузочных воронок 2, в которые груз попадает из бункеров. Для открывания и закрывания выпускных отверстий бункеров служат затворы. Они могут быть ручными или механическими (электрическими, гидравлическими или пневматическими). По способу действия различают затворы, отсекающие поток груза и создающие подпор. Затворы имеют ограниченные возможности для регулирования исходящего потока.
Для обеспечения равномерного и регулируемого потока служат питатели. Выгрузка насыпного груза из бункера с помощью питателя характеризуется активным воздействием его рабочих элементов на груз. Это особенно важно при переработке плохосыпучих грузов. Применяют две группы Эффективность конвейерной линии: одна построена на базе конвейеров малой длины, а другая (барабанные, дисковые, цепные, лопастные питатели) не имеет конвейерных прототипов и служит для непосредственной выдачи груза у отверстия бункера.
Транспортируемый груз перемещается на верхней (грузонесущей, рабочей) ветви ленты, а нижняя ветвь является возвратной (обратной). Возможно также транспортирование грузов одновременно по верхней и нижней ветвях ленты в разных направлениях.
Груз выгружается на переднем барабане 7 через разгрузочную воронку 8 или в промежуточных пунктах конвейера при помощи разгрузочных устройств: плужковых 3 или барабанных разгружателей. Наружная поверхность ленты очищается от прилипших к ней частиц груза очистным устройством 9, установленным у переднего барабана 7.
В мире накоплен значительный опыт проектирования и эксплуатации ленточных конвейеров большой мощности. На Курской магнитной аномалии работает мощная конвейерная система протяженностью около 14 км, включающая 11 перегрузочных пунктов и предназначенная для транспортирования руды из карьера на обогатительную фабрику. Фирмой “Крупп” (ФРГ) принята в эксплуатацию линия из 11 конвейеров общей протяженностью 100 км. Среднегодовая производительность линии 10 млн. т, ширина резинотросовой ленты 1000 мм, скорость движения 4,5 м/с.
Разработана конвейерная система ФРГ — Нидерланды протяженностью 206 км, которая транспортирует руду Рурского промышленного района. Производительность системы 7200 т/ч, скорость ленты до 5 м/с, ширина ленты 1400 мм. Линия состоит из 28 ставов по 7,4 км каждый.
Основными параметрами ленточного конвейера являются производительность, ширина и скорость движения ленты, мощность двигателя. При выборе ленточного конвейера под заданный годовой грузопоток его потребная часовая производительность Qч равна:
,
где кн – коэффициент неравномерности загрузки (кн=1,2);
Qг – годовой грузопоток, т;
Т – годовой фонд времени работы конвейера, ч.
С другой стороны, производительность конкретного конвейера зависит от скорости движения ленты и количества груза груза на ней:
, т/ч, (5.1)
где q – погонная нагрузка на единицу длины конвейера, кг/м;
V – скорость движения ленты, м/с.
При движении груза непрерывным потоком постоянного сечения
q = 1000Fγ,
где F – площадь поперечного сечения груза на ленте, м2.;
γ – объемная плотность груза, т/м3
При перемещении штучных грузов
,
где Р – масса штучного груза, кг;
l – расстояние между соседними грузами, м.
Тогда производительность конвейера при переработке насыпных грузов :
.
Площадь поперечного сечения груза F зависит от ширины ленты B, конструкции роликоопор (горизонтальные, наклонные ролики), характера трассы конвейера (горизонтальный, наклонный участок):
,
С – коэффициент заполнения ленты, зависящий от динамического угла естественного откоса груза, угла наклона роликов и угла наклона конвейера.