Барабаны ленточных конвейеров. Назначение, конструкция, определение размеров.

Приводной и натяжной барабаны обычно устанавливаются на противоположных концах ленточного конвейера, а в местах изменения направления размещаются отклоняющие барабаны (см. рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема ленточного конвейера

По числу приводных барабанов различаются приводы одно-, двух- и многобарабанные (рис. 4.8); по числу двигателей – одно-, двух- и многодвигательные (рис. 4.9). Наиболее простым и распространенным является однобарабанный привод с одним или двумя двигателями. Однако в тяжело нагруженных конвейерах большой длины силы сопротивления движению ленты достигают значительных величин и для их преодоления необходимо создавать очень большое натяжение тягового элемента (ленты). Это приводит к существенному увеличению массы и стоимости ленты, привода и других элементов конвейера. Поэтому применение однобарабанного привода в этом случае становится экономически невыгодным, а иногда и невозможным.

Рис. 4.8. Схемы конвейеров с различными видами приводов:
а – однобарабанным; б – двухбарабанным; в – трехбарабанным

Рис. 4.9. Схемы расположения приводов конвейеров:
а – однодвигательного; б – двухдвигательного;
в, г – трехдвигательного; д – многодвигательного с прямолинейными промежуточными приводами; П – привод; Д – двигатель

Одним из вариантов решения этой проблемы является разделение длинного конвейера на несколько коротких конвейеров, расположенных последовательно. Однако при этом возникает необходимость передачи груза с одного конвейера на другой, что требует установки дополнительных разгрузочных, загрузочных и очистительных устройств, а в ряде случаев и недопустимо. Наиболее целесообразным решением считается применение многобарабанного привода, т.е. установка по длине конвейера нескольких согласованно работающих приводных устройств с индивидуальными электродвигателями (рис. 4.9, д). В этом случае вся трасса конвейера разбивается на отдельные участки по числу установленных приводных устройств, и каждый привод воспринимает нагрузку только от «своего» участка трассы. Такая система значительно снижает натяжение ленты.

Барабаны изготавливают сварными из стали Ст3 или литыми из серого чугуна (рис. 4.10). Для улучшения условий сцепления ленты с приводным барабаном его футеруют (облицовывают) резиной или другим фрикционным материалом (см. рис. 4.10, в).

Рис. 4.10. Барабаны для конвейеров с резинотканевой лентой:
а – приводной; б – хвостовой и отклоняющий; в – футерованный резиной; г – вариант крепления облицовки к барабану

При выборе диаметра барабана следует учитывать два взаимоисключающих требования. С одной стороны, желательно иметь барабан минимального диаметра с целью снижения габаритов и массы конвейера; с другой стороны, с уменьшением диаметра барабана ухудшаются условия работы ленты – в ней растут напряжения изгиба.

Диаметр приводного барабана D _бп (мм) определяют, исходя из условия обеспечения достаточной долговечности резинотканевой конвейерной ленты, в зависимости от прочности ткани σ _р и числа прокладок z:

D _бп = K_D × z, (4.8)

где K_D – коэффициент диаметра барабана, принимается в зависимости от прочности ткани σ _р:

Большие значения K_D берут для лент большей ширины, например, для прокладок из полиамидных нитей с прочностью σ _р = 150 Н / мм принимают K_D = 160 при ширине ленты B = 650 мм и K_D = 170 при B = 3000 мм.

При использовании резинотросовых лент диаметр приводного барабана (мм) вычисляется по формуле

D _бп = 500× d _тр,

где d _тр – диаметр троса, мм.

Диаметры натяжного D _бн и отклоняющего D _бо барабанов принимаются соответственно равными

D _бн = 0, 7× D _бп; D _бо = 0, 5× D _бп. (4.9)

Полученные значения диаметров барабанов округляются до ближайших стандартных значений в соответствии с ГОСТ 22644-77: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 2000 и 2500 мм.

Длина барабана L _б берется на 100...200 мм больше ширины ленты В.

Выбранный диаметр приводного барабана D _бп (мм) проверяют по давлению ленты на поверхность барабана р _л (МПа):

р _л = 360× (F _cб + F _нб) / (a× p× D _sп × В) £ [ р _л], (4.10)

где F _cб и F _нб – натяжение сбегающей с барабана и набегающей на барабан ветвей ленты, соответственно, при установившемся режиме, Н;
a – угол обхвата барабана лентой, град;
B – ширина ленты, мм;
[ р _л] – допускаемое давление, принимаемое равным 0, 2…0, 3 МПа для резинотканевой ленты и 0, 35…0, 55 МПа для резинотросовой ленты.

Если давление р _л выше допускаемого значения, то следует увеличить один или несколько параметров: диаметр барабана D _бп, ширину ленты B, угол обхвата a, число приводов.

10. Привод ленточного конвейера. Расчёт мощности привода и его основных параметров.

Привод ленточного конвейера (рис. 4.7) состоит из электродвигателя 1, редуктора 3, приводного барабана 5 и муфт 2, 4. Конвейерная лента приводится в движение посредством трения между лентой и приводным барабаном. Для увеличения угла обхвата барабана лентой применяется специальный отклоняющий барабан. Привод устанавливается на раме.

Рис. 4.7. Схема привода ленточного конвейера:
1 – двигатель; 2, 4 – муфты; 3 – редуктор;
5 – приводной барабан

Приводной и натяжной барабаны обычно устанавливаются на противоположных концах ленточного конвейера, а в местах изменения направления размещаются отклоняющие барабаны (см. рис. 4.1).

В общем случае мощность привода P _пр ленточного конвейера расходуется на перемещение груза по горизонтали и вертикали. Предварительно ее можно оценить по формуле

Р _пр = Р _вер + Р _гор.

Мощность Р _вер (кВт) необходимая для подъема груза на высоту Н (м) при массовой производительности наклонного конвейера П _М (т / ч) равна

Р _вер = 1000× П_M× g × H / (3600× 1000)» 0, 0027× П_M× Н, (5.6)

где g» 10 м / с² – ускорение свободного падения.

Мощность Р _гор, требуемая для перемещения груза по горизонтали, расходуется на преодоление различных сил сопротивления движению, и для ее оценки вводится понятие коэффициента сопротивления движению w, под которым понимается отношение сил сопротивления R, возникающих при перемещении груза, к его весу G, т. е. w = R / G.

Тогда сила R (H) сопротивления движению груза с погонной массой r _L (кг / м) на горизонтальном участке длиной l (м), будет равна

R = G × w = g × r _L × l × w @ 10× r _L × l × w.

Исходя из этого, мощность Р _гор (кВт) при скорости ленты υ (м / c) можно определить по выражению

Р _гор= R × υ / 1000» r _L × l × w × υ / 100» 0, 0027× П _М × l × w. (5.7)

Таким образом, потребную мощность привода ленточного конвейера Р _пр можно определить следующим образом:

Р _пр= Р _вер + Р_гор = 0, 0027× П_M× (Н + l × w). (5.8)

Величина Н может быть положительной (при подъеме груза), отрицательной (при опускании груза) и равной нулю (при перемещении груза по горизонтали). В частности, если при транспортировании груза вниз | H | > l × w, конвейер является самодействующим. На предварительном этапе проектирования ленточного конвейера значение суммарного коэффициента сопротивления движению в формуле (5.8) можно принимать равным w @ 0, 053.

Общую силу R сопротивления движению при установившемся движении ленты можно определить по формуле:

R = K_L × L _гор× ((q _г + q _л + q _рр)× w _p + (q _л + q _рх)× w _x), (5.9)

где L _гор – длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых барабанов, м;
q _г, q _л, q _рр, q _рх – линейные силы тяжести груза, ленты (см. формулы ((4.7)и (4.2)) и роликоопор рабочей и холостой ветвей ленты (см. табл. 4.2), соответственно, Н / м.
w _p и w _x – коэффициенты сопротивления движению рабочей и холостой ветвей ленты, соответственно, величина которых зависит от условий работы конвейера;
K_L – обобщенный коэффициент местных сопротивлений, величина которого зависит от длины конвейера L и принимается равной:

Обычно коэффициенты сопротивления движению рабочей и холостой ветвей ленты принимаются одинаковыми и равными:

- для хороших условий работы w _p = w _x = 0, 018...0, 020;

- для средних условий работы w _p = w _x = 0, 022...0, 025;

- для тяжелых условий работы w _p = w _x = 0, 035…0, 045.