Ленточный конвейер: ГОСТ, устройство, типы, применение

 Ленточные конвейеры используются более 100 лет. В основе транспорта — бесконечная лента, вращаемая приводным барабаном.

Они используются для перемещения самых разнообразных твердых, сыпучих и аморфных грузов на расстояние от нескольких сантиметров в фармацевтике до нескольких десятков метров в горнодобывающей промышленности.

Сфера применения

Ленточный конвейер, или транспортер — недорогое и эффективное средство механизации перемещения грузов на производствах и складах. Назначение любого ленточного конвейера — перемещение груза. Они используются как для непрерывной подачи материалов или предметов, так и для дозированной, с определенным темпом или по мере надобности. Область применения различных ленточных конвейеров включает в себя:

• подача сыпучих или штучных материалов в технологических установках практически в любой отрасли промышленности;
• перемещение заготовок на сборочных линиях конвейерного типа;
• движение сырья на линиях ручной или машинной обработки, сортировки;
• перемещение материалов на складах и в логистических комплексах;
• погрузка и разгрузка всех видов транспорта- от гужевого до авиационного;
• выдача багажа в аэропортах;
• перевозка пассажиров в терминалах аэропортов и вокзалов и торговых центрах.

Разработка, изготовление и использование ленточных транспортеров регламентируется стандартами: ГОСТ EN 620-2012; 22645-77; 25722-83.

Скачать ГОСТ 22645-77

Скачать ГОСТ 25722-83

Скачать ГОСТ EN 620-2012

Устройство ленточных конвейеров

Конструкции транспортеров сильно разнятся в зависимости от их назначения, однако практически все они состоят из следующих основных частей и узлов:

• несущая рама;
• двигатель;
• ведущий барабан;
• натяжной барабан;
• опорные валки;
• лента;
• система управления и вспомогательные устройства.

Несущая рама крепится на стационарном или подвижном основании, она является основой всей конструкции. На ней крепятся опорные валки, по которым прокатывается транспортерная лента. Она приводится в движение ведущим (или приводным) барабаном. Рядом с ним или даже на одном валу размещается двигатель, приводящий в движение весь механизм. Момент вращения может передаваться на барабан и с удаленного источника энергии с помощью ременных, цепных или других передач. Н такая схема применяется все реже и реже- проще, и эффективнее разместить электромотор непосредственно на раме. второй барабан называют натяжным, он вращается на валу, который может перемещаться вдоль рамы и создает натяжение ленты.

При работе с сыпучим грузом конвейер снабжают бортиками, не дающими ему рассыпаться.

Конструкция ленты разнится в зависимости от характера перемещаемых грузов. Для работы с сыпучими материалами часто устанавливают ребра, поперечные или под углом. Ребра могут изготавливаться заодно с лентой, тогда их называют рифлеными. Рифление также может быть треугольным, прямым, трапециевидным.

Отдельные предметы чаще перемещают на гладких транспортерах. Ленты изготавливают из прорезиненной ткани, специальных износостойких пластиков, металлических сегментов.

Установка на ленте высоких ребер, перегородок или ковшей дает возможность транспортировки груза под углами до 45°.

Принцип работы ленточного конвейера достаточно прост:

• натяжной барабан обеспечивает натяжение лены и ее сцепление с ведущим барабаном;
• приводной барабан приводит ленту в движение;
• груз выкладывается или насыпается на рабочую ветвь в начало ленты;
• он едет на ней до барабана и там ссыпается в бункер, снимается работниками или механизмами либо передается на следующий транспортер.

Производительность конвейера определяется многими факторами, среди них:

• мощность двигателя;
• скорость движения ленты;
• ширина транспортера;
• угол уклона.

Зависит производительность и от характера транспортируемого материала.

Общая классификация ленточных конвейеров

За десятилетия использования конструкторы создали множество разновидностей транспортеров. Их применяют как отдельные устройства, так и встраивают в механизмы, сложные технологические комплексы и производственные линии. Исходя из конструкции основного рабочего орган- ленты среди конвейеров различают следующие типы:

Прямые

Это самая простая и самая распространенная разновидность. Рама расположена горизонтально или под небольшим углом. Натяжной барабан перемещается на каретке вдоль рамы, обеспечивая необходимое натяжение. Чрез равные промежутки установлены опорные ролики, не дающие ленте провисать под тяжестью груза.

Барабаны и ролики вращаются на своих валах с помощью подшипников качения.

Теоретическая производительность таких транспортеров может достигать 25 тонн/час, длина, 10 метров. С увеличением длины возрастают потери энергии на трение, и производительность устройства снижается.

Горизонтальные конвейеры – оборудование универсального назначения. Они широко применяются на складах, логистических комплексах, производствах, сортировочных и сборочных линиях. С помощью скорости ленточного конвейера задается темп работы всей линии.

Желобчатые конвейеры

Ролики такого механизма имеют вогнутый профиль, часто вместо одного ролика используют пару, закрепленную V- образно. Такие устройства используют для транспортировки сыпучих материалов и отдельных предметов, кусков породы разной величины. Ленту часто снабжают рифлением или ребрами.

Применяется в строительной, добывающей, химической и пищевой индустрии.

Наклонные

Наклонные ленточные транспортеры устроены практически так де, как и прямые. Их рама наклонена под определенным углом, фиксированным или регулируемым. Они обязательно снабжаются бортиками, чтобы защитить работающий персонал от случайного падения груза с высоты.

Такие механизмы позволяют поднимать перевозимые ими грузы на определенную высоту. Для каждого устройства в паспорте указывается предельный угол возвышения для разных видов перемещаемых материалов.

Используются такие конвейеры и для опускания грузов. Для этого им придают отрицательный угол наклона.

Вертикальные транспортеры снабжаются высокими ребрами, ковшами или другими средствами удержания груза. Они позволяют эффективно поднимать его с уровня на уровень или даже с этажа на этаж, занимая при этом очень малую площадь. Если необходима постоянная подача материалов или предметов, ленточный транспортер заметно эффективнее лифта, и существенно проще в управлении.

Смешанного типа

Устройства смешанного типа являют собой сочетание различных типов ленточных транспортеров. Это позволяет экономить площадь и пространство в стесненных условиях, там, где установка наклонного транспортера заняла бы слишком много места.

Сочетание прямого, наклонного и снова прямого участка называют Z-образным ленточным конвейером, прямого и вертикального-L-образным. Часто такие устройства оборудуют бункерами- накопителями, дозаторами, обеспечивающими равномерную загрузку ленты, встроенными весами, средствами регулируемого сброса в конце рабочей ветви и другим дополнительным оборудованием.

Поворотные

Это наиболее сложные по своей конструкции системы. Плоская лента состоит не из непрерывного полотна из прорезиненной ткани или пластмассового материала. Она набрана из перекрывающихся листовых сегментов и способна изгибаться в плоскости транспортировки. Ленточный конвейер, таким образом, получает возможность поворачивать, огибать производственное оборудование либо строительные конструкции.

На таких устройствах перемещают обычно штучный груз, выкладываемый прямо на поверхность сегментов или в контейнеры.

Такие ленточные конвейеры широко используются на сборочных и отделочных производствах с большим числом операций над изделием, выполняемых на разных рабочих постах, расставленных в порядке выполнения действий над продуктом. Устройство транспортирует заготовки от одного к другому, задавая общий темп работы.

Широко применяются такие транспортеры и в кондитерской промышленности, при ручном производстве конфет или пирожных.

Еще одна область использования таких конструкций- посты выдачи багажа в терминалах аэропортов и вокзалов.

Телескопические

Телескопические системы- также относятся к конструктивно сложному оборудованию. Это универсальные системы, позволяющие оперативно, по мере надобности, менять свою длину. Они имеют раздвижную раму и несколько секций обычного прямого ленточного конвейера. Секции хранятся в корпусе механизма, их можно быстро устанавливать в рабочее положение один за другим, набирая, таким образом, необходимую. длину подачи груза. Предназначенные для штучных грузов ленточные телескопические транспортеры устанавливают секции встык, и груд передается с одной на другую. Вся конструкция может устанавливаться и под наклоном, обеспечивая подъем или опускание груза.

Если груз сыпучий, секции располагают под небольшим наклоном так, чтобы возвышения хватало для ссыпания материала на приемную площадку следующей серии.

Производство ленточного конвейера

Производство ленточных конвейеров требует кропотливых расчетов и тщательного проектирования. Конструкция конвейера должна

• обеспечивать проектную производительность, высоту и дальность перемещения материала;
• исключать падение перемещаемых материалов;
• отвечать требованиям безопасности и охраны труда;
• укладываться в заданные параметры энергетической и экономической эффективности.

В ходе расчета параметров ленточного конвейера необходимо прежде всего определиться с построением схематической геометрической модели устройства. Она должна быть уравновешена статически и проверена кинематически. Кинематическая схема роликового конвейера будет более сложной, но и для ленточного также необходимо рассчитать множество параметров, таких, как натяжение, тяговое усилие, усилие торможения, скорость движения рабочей ветви и многие другие. После выверки схемы наступает этап предварительного макетного конструирования. На нем определяют основные размеры ленточного конвейера, детали конструкции.

Следующим этапом проводится детализированный расчет параметров. По его результатам осуществляется выбор оборудования среди готовых покупных изделий или формирование технического задания на проектирование и изготовление уникального.

Геометрическая схема конвейера

Построение геометрической схемы ленточного конвейера имеет целью скомпоновать в одном пространственном контексте все основные узлы устройства.

На ней определяют взаиморасположение этих узлов и деталей и их взаимодействие, статическое и кинематическое. особое внимание при создании схемы уделяют схеме привода ленточного контейнера и узлу натяжения.

Задача расчета

Целью расчета служит нахождение параметров, необходимых для правильного подбора оборудования и комплектующих.

Главные характеристики – это производительность и тяговое усилие привода.

результат расчета производительности ленточного конвейера должен совпасть с заданной проектной производительностью в рамках допустимого отклонения.

Данные для расчета

Основные данные для расчета берутся из технического задания. В их число входят:

• проектная производительность агрегата Q, в тоннах/час;
• линейная скорость V, м/с;
• тип перемещаемого материала;
• его плотность, γ т/м3;
• длина общая и в проекции на основание;
• ширина В, мм;
• угол возвышения, в угловых градусах;
• константа g (ускорение св. падения).

Длина в проекции определяется из чертежа.

Определение тягового усилия на приводном барабане

Для определения тягового усилия необходимо вычислить усилие, необходимое для перемещения полезной нагрузки и преодоления сопротивления трения барабанов и опорных роликов обеих ветвей. Анализируя устройство ленточного конвейера, конструктор учитывает количество роликов в рабочей и холостой ветвях, нагрузка на единицу длины, усредненная нагрузка от перемещаемого материала и ряд других параметров.

К полученному расчетному значению добавляют запас на преодоление сил инерции элементов конструкции и груза, находящегося на транспортере.

Подбор оборудования

В ходе подбора оборудования конструктору предстоит выбрать тип и конкретную модель:

• ленты;
• опорных роликов;
• ведущего и ведомого барабанов;
• тягового привода, электродвигателя и трансмиссии;
• тормозного устройства;
• дополнительного оснащения.

Подбор ленты

Рассчитанное в ходе статического уравновешивания механизма статическое напряжение, рабочая нагрузка и ширина ленты определяют выбор материала, числа тканевых прокладок и толщину.

Длина определяется исходя из проектной длины по трассе, диаметра барабанов и количества стыков.

По найденным параметрам выбирается конкретная лента исходя из требований ГОСТ.

Подбор барабанов

Барабаны устройства подбираются исходя из толщины материала. Предельный радиус ее изгиба должен быть больше, чем радиус барабана.

С учетом коэффициента трения площадь пятна контакта ленточного полотна и ведущего барабана должна обеспечивать передачу тягового усилия с нормативным запасом.

При использовании отклоняющего ролика ведущий барабан делают по диаметру больше, чем ведомый.

Для натяжного барабана проектируют натяжное устройство, исходя из расчетного натяжения ленточного полотна, ее длины и коэффициента удлинения за срок службы.

Ход устройства обычно делают не менее, чем диаметр ведущего барабана.

Подбор привода

Мощность электродвигателя (или двигателя внутреннего сгорания для моделей, способных работать без электроснабжения) определяют, исходя из тягового усилия, коэффициента полезного действия привода, потребной скорости перемещения ленты и нормативного запаса, принимаемого равным 25%

Обороты ведущего барабана рассчитываются исходя из скорости ленты и его диаметра.

Если результаты расчетов не позволяют прямо применить один из доступных двигателей, применяется редуктор, понижающий число оборотов и повышающий крутящий момент

Расчет тормоза

При уклоне свыше 16° установка тормозного механизма считается обязательной. Однако тормоз часто ставят и при меньших уклонах и даже при горизонтальной транспортировке, особенно при больших скоростях транспортера и массах одновременно находящегося на ней груза.

Отрицательный крутящий момент торможения рассчитывается, исходя из кинетической энергии перемещаемого груза и самого механизма, диаметра барабана, разницы усилий в точке набегания и сбегания ленты, ее толщины и передаточного отношения трансмиссии.

Тормозной момент должен препятствовать самопроизвольному движению конвейера с грузом при включенном питании устройства.

Преимущества использования ленточного конвейера

Преимущества ленточных конвейеров проявляются при необходимости организовать быстрое, экономически и энергетически эффективное перемещение различных материалов или предметов в ограниченных пределах производственного участка, склада, логистического терминала или даже горного карьера.

Основные достоинства данного вида транспорта следующие:

• высокая скорость транспортировки;
• высокая производительность, существуют транспортеры со скорость до 10 м/с и шириной ленты до 3 метров, они перевозят до 30 тысяч тонн в час и применяются на добывающих и обогатительных предприятиях;
• возможность организации как непрерывной подачи, так и управляемой, и дозированной;
• минимальные затраты энергии на перемещение единицы полезной нагрузки;
• минимальная трудоемкость транспортировки, отлаженные устройства работают без вмешательства человека;
• высокая отказоустойчивость и надежность обуславливаются минимальным количеством движущихся частей;
• возможность преодолевать подъемы или даже поднимать грузы вертикально, при условии применения транспортеров соответствующей конструкции;
• наличие мобильных и телескопических моделей позволяет быстро развернуть оборудование на удаленном объекте и организовать эффективную транспортировку.

Как и любому виду оборудования, ленточным конвейерам присущ и ряд недостатков:

• возрастание сопротивления и связанных с ними потерь энергии при удлинении ленты;
• ограничения на величину угла возвышения при транспортировке сыпучих грузов (для плоской ленты — до 20°).
• зависимость гибкости материала ленты от температуры;
• необходимость в периодической регулировке для восстановления натяжения ленты после ее удлинения и провисания в ходе работы;

Особенности эксплуатации, такие, как тяжелые климатические условия, контакт с агрессивными средами и другие могут существенно сократить срок службы ленты и самого ленточного конвейера