Специальные виды промышленного транспорта (стр. 26 )

Рисунок 16.1. Схемы элеваторов

В быстроходных элеваторах (рисунок 16.2), когда ковш с грузом подходит к верхнему барабану и начинает поворачиваться во круг его оси, кроме силы тяжести С=mg действует центробежная сила

,

где – масса груза в ковше, кг; – скорость движения центра тяжести груза в ковше, м/с; – радиус вращения, т. е. расстояние от центра тяжести груза в ковше до центра барабана, м.

Рисунок 16.2. Схема разгрузки ковшей

Складывая геометрически эти силы, получим равнодействующую сил и , которая при движении ковша изменяется и по величине, и по направлению. Однако если продлить вектор равнодействующей до пересечения с вертикалью, проходящей через центр барабана, то при любом положении вектор будет пересекать вертикаль в одной и той же точ­ке , называемой полюсом. Расстояние от точки с до центра бара­бана называется полюсным расстоянием.

Из подобия треугольников и получим

,

откуда полюсное расстояние

где n – частота вращения барабана, об/мин.

Следовательно, полюсное расстояние зависит от числа оборотов барабанов. При полюсном расстоянии, меньшем или равном радиусу окружности барабана, значение центробежной силы значительно больше тяжести, вследствие чего происходит центробежная разгрузка ков­шей и выбрасывание груза на лотках. При полюсном расстоянии, боль­шем радиуса окружности, проведенной через наружные кромки ковшей, сила тяжести больше центробежной силы и возникает самотечная раз­грузка, т. е. высыпание из ковшей груза.

Объем груза в ковше может быть определен из условия того, что если бы в ковше находилась жидкость, то ее поверхность при проходе ковша через барабан очерчивалась бы по окружности с радиусом, прохо­дящим через наружную или внутреннюю кромку ковша и точку С. В от­личие от жидкости поверхность сыпучего груза в ковше будет занимать положение отстающего на угол естественного откоса груза по касатель­ной к окружности в любой точке нахождения ковша. Известно, что каса­тельная в любой точке составляет с радиус-вектором постоянный угол, в данном случае р, и называется логарифмической спиралью. Мож­но для любого положения ковша определить поверхность сыпучего груза и какое количество груза будет находиться в ковше при любом его по­ложении.

Теоретически свободное движение любой частицы груза начинается в тот момент, когда реальная слагающая сил тяжести уравновесится центробежной силой Р, т. е. когда

где – угол начала свободного движения частицы; – скорость движения частиц груза, м/с; – ускорение свободного падения, м/с2.

Выброшенный из ковшей груз движется по параболе, и аналогично тому, как это было сделано для конвейеров, можно построить кривые его движения и определить место расположения приемных устройств.

В тихоходных элеваторах для направления груза на лоток устраива­ют отклоняющие звездочки для тяговых цепей, монтируют ковши сомкнутыми, чтобы стенки с бортами предыдущего ковша являлись на­правляющим лотком груза, высыпающегося с последующего лотка, или устанавливают элеватор наклонно. Ковши характеризуются формой, раз­мерами и линейной вместимостью, представляющей собой отношение вместимости ковша е к шагу tк.

Стандартные вертикальные ковшовые элеваторы общего назначения изготавливают с четырьмя типами ковшей. Закругленные глубокие ков­ши (рисунок 163, а) применяют для транспортирования сухих, легкосы­пучих и хорошо высыпающихся сы­пучих грузов (зерно, мелкий уголь, песок и др.). Глубокие ковши изго­тавливают шириной 100-1000 мм и вместимостью 0,33-67,3 л; линей­ной вместимостью 1,6-84 л/м с шириной ковшей на тяговом органе 200- 800 мм.

Закругленные мелкие ковши с крупным отрезом передней кром­ки (рисунок 16.3, б) применяют для перемещения влажных и слежи­вающихся плохосыпучих гру­зов (цемент, мел в порошке, влажный песок и т. п.). Они имеют ширину 100-400 мм и вме­стимость 0,18-7,90 л. Остроуголь­ные ковши (рисунок 16.3, в) имеют ширину 160-500 мм, вмести­мость 1,2-27 л. Их применяют на элеваторах с сомкнутым рас­положением ковшей для пере­мещения тяжелых кусковых и абразивных грузов (щебень, гравий, крупный уголь и др.). Трапецие­видные ковши (рисунок 16.3, г) изготавливают шириной 320-1000 мм и вместимостью 7,6-172 л.

Рисунок 16.3. Ковши элеваторов

В ковшовых ленточных элеваторах в качестве тягового органа используются тканевые прорезиненные ленты, которые применяются в ленточных конвейерах, при этом число прокладок должно быть не ме­нее четырех из условия крепления ковшей. Ковши изготавливаются стальные сварные толщиной 2-6 мм.

В цепных элеваторах тяговым органом служат пластинчатые цепи, при этом при ширине ковшей до 250 мм применяют одну цепь с крепле­нием ковшей стальными болтами посередине внутренней стенки, а при большей ширине применяют две цепи с креплением к задней стенке или к боковым стенкам ковшей.

Люлечные элеваторы (рисунок 16.4) предназначены для перемещения штучных грузов. Они имеют шарнирно подвешенные к цепям люльки. Наличие таких люлек позволяет производить разгрузку элеватора в лю­бом месте нисходящей ветви. Элеваторы с жесткими захватами, назы­ваемые штабелерами, применяют для подачи и укладки досок в штабеля большой высоты, вытаскивания бревен из воды на причал. Расчет люлечных элеваторов производится обычным порядком, так же как и люлечных конвейеров.

Рисунок 16.4. Схема люлечного элеватора

16.2. Расчет основных параметров

Тип элеватора и форму ковшей выбирают в зависимости от характе­ристики транспортируемого груза и заданной производительности. Про­изводительность ковшовых элеваторов определяют по вместимости ковшей:

где е – вместимость ковша, л; v – скорость движения ковшей, м/с; – объем­ная плотность груза, т/м3; – коэффициент наполнения ковшей грузом (для порошковых грузов и продуктов размола =0,8÷1; зерновых 0,75÷0,9; кусковых грузов средних размеров 0,6÷7; тяжелых крупнокусковых грузов 0,5÷0,6); – шаг ковшей, м.

Из этой формулы при необходимости определяют вместимость ковша:

а затем подбирают ковш и по его параметрам определяют размеры тяго­вых органов и параметры всех остальных устройств ковшового элева­тора.

Скорость движения ковшей в быстроходных элеваторах принимает­ся в зависимости от диаметра барабана или звездочек 1-2, а в тихоход­ных элеваторах – 03-0,6 м/с. Размеры ковша проверяют на соответ­ствие их максимальному размеру кусков груза. Вылет ковша

где кк – коэффициент, равный 2-2,5 при содержании 10-25 % кусков разме­ром аmax и 4,25-4,75 при содержании 50-100 % кусков аmax.

Шаг ковшей обычно равен =(2÷З)hk (где hk – высота ков­ша). Для сомкнутых ковшей = h. Для цепных элеваторов шаг должен быть кратен шагу цепи. Пластинчатые цепи, применяемые в эле­ваторах, имеют обычно шаг 100-630 мм.

Техническая производительность элеватора для штучных грузов

где – масса единичных грузов, кг; – расстояние между грузами, м.

При заданной производительности и выбранной скорости движения груза определяют расстояние размещения грузозахватных приспособле­ний на тяговом органе, м,