В промышленном производстве широко используются ленточные конвейеры для транспортировки сыпучих, кусковых и штучных грузов. От правильности расчетов при проектировании ленточного конвейера зависит надежность и долговечность этого оборудования. Давайте разберем основные моменты, которые необходимо учитывать при расчете параметров ленточного конвейера.
Назначение и классификация ленточных конвейеров
Первые ленточные конвейеры появились в конце XIX века в США. С тех пор они завоевали популярность в самых разных отраслях промышленности.
Ленточные конвейеры используются для транспортировки:
- угля и руды в горнодобывающей промышленности;
- зерна на элеваторах и мукомольных заводах;
- почвы и строительных материалов;
- багажа в аэропортах;
- продуктов на пищевых и кондитерских фабриках и др.
Достоинствами ленточных конвейеров по сравнению с другими являются:
- высокая производительность;
- возможность транспортировки на большие расстояния;
- простота и надежность конструкции;
- удобство погрузки и разгрузки;
- низкие эксплуатационные расходы.
По конструкции различают ленточные конвейеры:
- трогательного и непрерывного действия;
- переносные и стационарные;
- общего и специального назначения.
По расположению ленты различают:
- горизонтальные;
- наклонные;
- крутонаклонные и вертикальные.
По режиму работы бывают:
- непрерывного и циклического действия;
- с постоянной и переменной скоростью.
Устройство и принцип работы ленточного конвейера
Основными элементами ленточного конвейера являются:
- рама и каркас;
- приводной и натяжной барабаны;
- конвейерная лента;
- роликоопоры;
- очистители ленты;
- привод и редуктор;
- загрузочные и разгрузочные устройства.
Лента конвейера опирается на роликоопоры и образует рабочую и холостую ветви. На приводном барабане лента приводится в движение от электродвигателя через редуктор. На натяжном барабане с помощью специальных устройств создается необходимое натяжение ленты.
В качестве конвейерных лент обычно используют резинотканевые ленты разных типов в зависимости от транспортируемого груза. Для уменьшения трения ленты о неподвижные элементы конструкции применяются роликоопоры различных конструкций, а также очистители для удаления материала с ленты.
Приводной барабан сообщает ленте конвейера движение. Груз помещается на ленту в зоне загрузки, перемещается по рабочей ветви и сходит с ленты в зоне разгрузки. Холостая ветвь возвращается к приводному барабану.
Основные расчеты при проектировании ленточных конвейеров
Для правильного подбора оборудования ленточного конвейера необходимо выполнить ряд расчетов.
Исходными данными для расчета являются:
- производительность конвейера;
- физико-механические свойства груза;
- длина и высота конвейера;
- температурные условия эксплуатации и др.
Определение требуемой производительности конвейера рассчитывается исходя из потребностей техпроцесса. При этом учитывается коэффициент использования конвейера по времени.
Далее по стандарту выбирается ширина ленты В и ее рабочая скорость V, исходя из физических свойств и размера кусков материала.
Затем производится расчет прочности ленты и ее необходимого натяжения с учетом сил трения, веса груза, геометрии конвейера.
По полученным нагрузкам подбираются диаметры барабанов, исходя из принятой ширины и число слоев ленты.
Производится расчет мощности привода конвейера и выбор его характеристик с учетом запаса.
Кроме того, рассчитываются параметры натяжного устройства, а также тип и количество роликоопор.
В результате расчетов определяются оптимальные параметры оборудования, обеспечивающие надежную работу конвейера.
Особенности компоновки ленточных конвейеров
Компоновка ленточного конвейера зависит от условий его эксплуатации и размещения технологического оборудования.
Каркас конвейера изготавливается из стальных профилей и листа. Для увеличения срока службы применяют оцинкованные или нержавеющие профили.
В зависимости от длины и натяжения ленты используют разные типы натяжных устройств:
- винтовые;
- гравитационные;
- автоматические и др.
Для безопасной работы конвейера предусматривают:
- ограждения приводных и натяжных барабанов;
- датчики загрузки ленты;
- аварийные кнопки остановки.
Тщательно продуманная компоновка узлов позволяет обеспечить удобство монтажа и обслуживания конвейера.
Монтаж и эксплуатация ленточных конвейеров
Перед монтажом конвейера проверяют готовность фундаментов, подвод электроэнергии, наличие заземления.
Сборку конвейера производят в следующем порядке:
- Установка каркаса и рамы;
- Монтаж приводного и натяжного барабанов;
- Укладка и натяжение ленты;
- Установка роликоопор и ограждений;
- Монтаж привода и электрооборудования;
- Пусконаладочные работы.
При эксплуатации конвейера проводят:
- ежедневный осмотр и проверку натяжения ленты;
- периодическую смазку подшипников;
- замену изношенных роликов и лент;
- регулировку привода и натяжки.
Своевременное обслуживание обеспечивает надежную работу ленточного конвейера на протяжении всего срока эксплуатации.
Современные программные комплексы для расчета ленточных конвейеров
Создание 3D-модели и расчет параметров ленточного конвейера можно выполнить с помощью специализированных программных комплексов.
Они позволяют:
- Быстро подобрать оптимальные параметры оборудования;
- Смоделировать работу конвейера;
- Создать чертежи узлов и сборочный чертеж;
- Сформировать спецификации на закупку оборудования.
Наиболее известными отечественными программами для расчета ленточных конвейеров являются Конвейер-М и Раскон. Они позволяют выполнить прочностные расчеты, подобрать оборудование, спроектировать конвейер любой конфигурации.
Особенности расчета привода ленточного конвейера
Расчет приводного вала конвейера производится по крутящему моменту от тягового усилия ленты. При этом учитывают запас прочности, диаметр барабана, КПД.
Для повышения надежности предусматривают резервирование привода, например, путем установки сдвоенных электродвигателей на одном валу.
В системах с несколькими параллельными конвейерами используют общий реверсивный привод с муфтами на каждом валу.
Особенности тягового расчета ленточного конвейера
При тяговом расчете определяют максимальное тяговое усилие, необходимое для перемещения рабочей ветви конвейера с грузом.
В расчете учитывают:
- массу транспортируемого груза;
- сопротивление передвижению ленты;
- протяженность и угол наклона конвейера;
- характеристики ленты и приводных барабанов.
По результатам тягового расчета подбирают привод конвейера необходимой мощности.
Контроль натяжения ленты в процессе работы
Оптимальное натяжение ленты обеспечивает ее устойчивое движение и снижает износ барабанов и роликоопор.
Для контроля натяжения используют:
- механические тензометры;
- электронные датчики;
- автоматические системы регулировки.
Своевременная подтяжка и выравнивание ленты повышает надежность работы конвейера и увеличивает срок его службы.
Методы повышения производительности ленточных конвейеров
Чтобы увеличить производительность при заданных габаритах конвейера можно:
- Установить ленту с более шероховатой рабочей поверхностью;
- Увеличить скорость движения ленты;
- Использовать двух- или многоприводные конвейеры;
- Заменить привод на более мощный;
- Оптимизировать угол наклона конвейера.
Комплекс мероприятий по модернизации конструкции и привода позволяет увеличить производительность конвейера на 15-20% без удорожания конструкции.
Требования к монтажу ленточных конвейеров
Для правильного монтажа ленточного конвейера необходимо выполнить ряд требований:
- Подготовить фундаменты под опорные конструкции;
- Обеспечить подвод электроэнергии к месту установки привода;
- Выровнять площадку под конвейер в продольном и поперечном направлениях;
- Подготовить рельсовые пути для подачи секций конвейера;
- Обеспечить наличие грузоподъемных механизмов необходимой грузоподъемности.
Соблюдение этих требований позволит оптимизировать сроки монтажа и снизить трудозатраты.
Особенности запуска ленточных конвейеров
Перед пуском вновь смонтированного конвейера необходимо:
- Проверить соосность и выставить зазоры в муфтах;
- Проверить затяжку всех болтовых соединений;
- Замерить сопротивление изоляции обмоток электродвигателей;
- Убедиться в наличии заземления;
- Подать напряжение и проверить направление вращения приводов.
При необходимости производят подрегулировку натяжения, после чего конвейер можно запускать под нагрузкой.
Диагностика неисправностей ленточных конвейеров
В процессе эксплуатации ленточных конвейеров могут возникать различные неисправности:
- Пробуксовка или остановка ленты;
- Повреждение роликов;
- Разрыв или износ ленты;
- Перегрев или вибрация приводов;
- Отказ автоматики и датчиков.
Для диагностики неисправностей используют визуальный осмотр, замер токов и вибраций, тепловизоры. Это позволяет определить причину и быстро устранить дефект.
Мероприятия по увеличению срока службы ленточных конвейеров
Для увеличения срока службы ленточных конвейеров рекомендуется:
- Использовать износостойкие материалы для ленты;
- Устанавливать датчики контроля натяжения ленты;
- Проводить регулярные осмотры и профилактические работы;
- Своевременно заменять изношенные узлы и детали;
- Использовать качественные смазочные материалы для узлов.
Регулярное техническое обслуживание позволяет продлить срок службы ленточных конвейеров в 2-3 раза по сравнению с эксплуатацией без профилактики.
Правила техники безопасности при работе с ленточными конвейерами
Для безопасной работы с ленточными конвейерами необходимо соблюдать следующие правила:
- Не захламлять проходы вокруг конвейера;
- Следить за целостностью защитных ограждений;
- Не перелезать через движущуюся ленту;
- Не снимать защитные кожухи с работающего конвейера;
- Соблюдать инструкции по эксплуатации и технике безопасности.
Соблюдение этих простых правил позволит избежать травм при работе с ленточным конвейером.
