Динамические режимы работы качающихся конвейеров

Качающиеся конвейеры. Общие сведения

Качающиеся, инерционные и вибрационные конвейеры

Качающийся (колебательный) конвейер представляет собой открытый или закрытый герметичный желоб или трубу, подвешенную на опорной конструкции. Желоб совершает возвратно-поступательные движения, в результате которых груз, находящийся внутри, совершает короткие перемещения вперед и постепенно передвигается по всей длине транспортирования [2].

Качающиеся конвейеры классифицируют на инерционные, в которых груз скользит по желобу под действием силы инерции, и вибрационные, в которых груз отрывается от желоба и движется внутри него микробросками.

Качающиеся конвейеры имеют горизонтальную, пологонаклонную (с подъемом вверх или уклоном вниз под углом до 15°) и вертикальную трассу с перемещением груза вверх по внутренней винтовой поверхности. Качающиеся конвейеры перемещают насыпные, реже штучные грузы. Длина трассы горизонтальных качающихся конвейеров составляет не более 100 м, производительность – до 400 м³/ч.

Вертикальные качающиеся конвейеры имеют высоту до 12 м, производительность – до 20 м³.

Качающиеся конвейеры используют на предприятиях химической и металлургической промышленности, при производстве строительных материалов (для обеспечения герметичного транспортирования пылящих, горячих, газирующих, ядовитых, химически агрессивных грузов).

Горизонтальные качающиеся конвейеры перемещают чугунную и витую стальную стружку (которая является очень неудобным для транспортирования грузом) в механических цехах, горячую выбитую землю, мелкое литье на машиностроительных предприятиях, горячие изделия в металлургическом производстве. Вертикальные качающиеся конвейеры используют в виде бункеров-накопителей при перемещении мелких деталей (винтов, заклепок и др.) на линиях механической обработки и сборки.

Преимуществами качающихся конвейеров являются простота конструкции; герметичность; возможность совмещения процесса транспортирования с технологическими операциями (грохочение, сушка, охлаждение); невысокий расход энергии; малый износ желоба вибрационных конвейеров.

К недостаткам относятся: невозможность перемещения липких грузов; передача вибрационных нагрузок на опорные конструкции; невысокий срок службы упругих элементов и подшипников; интенсивное изнашивание желоба; снижение скорости и производительности при перемещении мелкодисперсных грузов.

Рассмотрим процесс перемещения частицы груза, находящейся внутри трубы (желоба) качающегося конвейера.

При колебательном движении наклонной плоскости (рис. 6.5) под углом α с ускорением j _ж, направленном под углом β, частица груза, лежащая на этой плоскости, будет перемещаться вдоль данной плоскости [2].

При этом нормальное давление N частицы груза на плоскость (дно трубы или желоба)

N = mg cos α + mj_y, (6.11)

где m – масса частицы груза;

j_y – составляющая ускорения j _ж по оси Y;

j_y = – j _ж sin β = – a ω²sinφ sinβ. (6.12)

Рис. 6.5. Схема к расчету силы давления груза на желоб

Сила давления груза на плоскость:

N = m (g cosα – a ω²sinφ sinβ), (6.13)

где а – амплитуда колебаний плоскости;

ω – угловая скорость возбудителя колебаний;

φ = ω t – фазовый угол колебаний (t – время).

При g cosα > a ω²sinφ sinβ сила давления груза на плоскость направлена вниз и является положительной (груз находится на дне желоба).

При g cosα < a ω²sinφ sinβ сила давления направлена вверх, и груз стремится оторваться от плоскости. Угол φ изменяется от 0 до 360°, тогда sinφ = 1 при φ = π/2 = 90°.

Коэффициент режима работы качающегося (колебательного) конвейера

. (6.14)

Для горизонтального конвейера cos α = cos 0° = 1 поэтому

. (6.15)

Коэффициент Г характеризует динамический режим работы качающегося конвейера и характер движения частиц груза:

при Г < 1 груз лежит на колеблющейся плоскости и перемещается не отрываясь от нее (режим инерционных конвейеров);

при Г > 1 груз отрывается от колеблющейся плоскости и перемещается микробросками (режим вибрационных конвейеров) (рис. 6.6);

при Г = 1 имеют место граничные условия (рис. 6.7).

При выполнении условия 1 < Г ≤ 3,3 движение частицы груза является оптимальным и состоит из нескольких этапов, выполняемых в различные промежутки времени одного периода колебаний плоскости.

Наиболее эффективным является движение частиц груза без скольжения, перемешивания, обратного движения, препятствующих рациональному перемещению.

Рис. 6.6. Схема движения частиц груза на вибрационном конвейере

Рис. 6.7. Диаграмма движения частиц груза на вибрационном конвейере

Наиболее рациональными режимами работы конвейера считаются такие, при которых движение частиц происходит при непрерывном подбрасывании и время их микрополета t _п составляет t _п = ρ Т (ρ – любое целое число).

Движение с непрерывным подбрасыванием частиц груза происходит при значении коэффициента Г, определяемом по формуле

. (6.16)

При ρ = 1 время t _п равно одному полному периоду колебания конвейера, а коэффициент режима Г = 3,3; при ρ = 2 t _п = 2Т, а коэффициент Г = 6,36 (рис. 6.7).

В результате исследований динамических режимов работы качающихся конвейеров установлено, что при ρ > 1 и Г > 3,3 имеются определенные зоны снижения скорости перемещения груза (не происходит пропорционального увеличения скорости). При этом конвейер работает со значительными ускорениями, обусловливающими большие динамические нагрузки на привод, подшипники и другие элементы. Следовательно, для вибрационного конвейера коэффициент режима работы должен находиться в теоретических пределах 1 < Г ≤ 3,3.

Дата добавления: 2015-03-29