Ленточный конвейер

                                              1. Введение 

     Широкое  и разнообразное применение электроэнергии  во всех областях народного  хозяйства и быта объясняется  рядом весьма существенных  преимуществ  ее по сравнению с другими  формами энергии: возможностью экономичной  передачи на значительные расстояния, простотой преобразования в другие формы энергии ( тепловую, механическую, световую, химическую ), простотой распределения между любым числом потребителей любой мощности.

     Большое  значение имеет возможность использования для производства электроэнергии местных топлив ( бурых углей, торфа, сланца ), содержащих большое количество влаги и негорючих , небольшой теплотворной способностью, перевозка которых  на значительные расстояния экономически нецелесообразна, а также энергии рек для сооружения гидроэлектростанций (ГЭС), вырабатывающих дешевую электроэнергию.

     Трудно  представить себе жизнь современного  общества без электроэнергии  – общества, экономичное и культурное  развитие которого во многом  обусловлено именно широким применением электроэнергии.

     Создание  первого практически применимого  электродвигателя с  вращательным  движением, изобретение гальванопластики, изобретение электросварки металлов  заложили основу промышленного  использования электроэнергии.

   Работы  в области теории электрических  машин, установление принципа  обратимости электрических машин,  разработка оригинальных  конструкций  электрических машин постоянного  тока и переменного тока положили  начало созданию электрических  машин, пригодных для промышленной эксплуатации.

     Таким  образом, были созданы все технические  возможности для перехода к  централизованному электроснабжению. Начинается сооружение электростанций, получивших в то время название  центральных электростанций.

     Первые центральные электростанции постоянного тока мощностью в несколько десятков, а позднее несколько сотен киловатт были сооружены в Москве, Петербурге, Царском селе ( ныне г.Пушкин ) и в ряде других городов.

     Небольшое  напряжение станций постоянного  тока ( 110 – 220В ) ограничивало радиус их действия, а тем самым и их мощность.

     Различные  попытки увеличения радиуса действия  станций постоянного тока путем  повышенного соединения генераторов,  применения аккумуляторных батарей  у мест потребления электроэнергии оказались мало экономичными и весьма сложными и поэтому распространение не получили.

     Электростанции  одноразового переменного тока  впервые возникли в связи с  применением свечей Яблочкова.  Однако первоначально переменный  ток не получил сколько-нибудь значительного применения, так как он был недостаточно изучен. К тому же в те годы еще не были  сконструированы пригодные для практических целей  двигатели переменного тока.

     Стремление  ко все большей  централизации  электроснабжения и экономическая трудность достижения этого при постоянном токе вновь заставили обратиться к переменному току. Изобретение силового трансформатора открывало возможность увеличения радиуса действия электростанций.

     Переломным  моментом в развитии электроснабжения  вообще и электростанций в частности явилось создание системы трехфазного переменного тока. Превосходные качества асинхронных электродвигателей открывали возможность широчайшего применения их в промышленности, возможность перевода промышленности на новую, более совершенную энергетическую базу. Трехфазный ток  оказался  технически и экономически более целесообразным для осуществления дальних линий электропередачи.

     Современные  электросистемы характеризуются  концепцией огромных мощностей  на отдельных станциях, передачей энергии на большие расстояния, параллельной работой многих станций на общую нагрузку. Создание объединенных энергосистем и тем более ЕЭС приводит к дальнейшей взаимосвязи электрических станций в масштабе всей страны.

     Потребители  предъявляют высокие требования к электрической энергии. Такие качественные показатели электроэнергии, как частота и напряжение, должны поддерживаться на строго заданном уровне. Все потребители заинтересованы в бесперебойности электроснабжения. Ряд из них выдвигает очень высокие требования в отношении надежности электропитания.

     Нагрузка  энергосистемы все время меняется, причем изменения происходят  в разных точках системы и  восстанавливаются всеми станциями.  Произвольные распределения нагрузки  между 3 станциями недопустимо, поэтому приходится вмешиваться в этот процесс и принудительно перераспределять нагрузку в соответствии с технико-экономическими показателями станций.

     На  электрических станциях и линиях  передачи возможны различные  повреждения, которые влияют на работы станций, качество электроэнергии и на надежность электроснабжения. Необходимо стремиться к локализации аварийных участков, отключению поврежденного оборудования и быстрейшему восстановлению нормальной работы.

    2. Назначение и область применения конвейеров.

Классификация. 

     Конвейер (англ. conveyer, от convey — перевозить), транспортёр, машина непрерывного действия для перемещения сыпучих, кусковых или штучных грузов.

Историческая  справка.

     За несколько тысячелетий до н. э. в Древнем Китае, Индии для непрерывной подачи воды из водоёмов в оросительные системы использовали цепные насосы, которые можно считать прототипами скребковых конвейеров; в Месопотамии и Древнем Египте применяли многоковшовые и винтовые водоподъёмники — предшественники современных ковшовых элеваторов и винтовых конвейеров. Первые попытки применения скребковых и винтовых конвейеров для перемещения насыпных материалов (например, в мукомольном производстве) относятся к 16—17 вв. В конце 18 в. конвейера стали систематически использовать для транспортирования лёгких сыпучих материалов на небольшие расстояния. В 30-е гг. 19 в. с той же целью впервые были применены конвейеры с лентами из прочной ткани. Во 2-й половине 19 в. началось промышленное использование конвейеров для доставки тяжёлых массовых и штучных грузов. Расширение областей применения конвейера обусловило появление и эксплуатационное освоение новых типов конвейеров: ленточных с тканевыми прорезиненными лентами (1868, Великобритания), стационарных и передвижных пластинчатых (1870, Россия), винтовых со спиральными винтами для крупнокусковых материалов (1887, США), ковшовых с шарнирно закрепленными ковшами для доставки грузов по сложным трассам (1896, США), ленточных со стальными лентами (1905, Швеция), инерционных (1906, Великобритания, Германия) и т.д. В 1882 конвейер был использован для связи технологических агрегатов в поточно-массовом производстве (США). Несколько позднее стали применяться напольные литейные (1890, США), подвесные (1894, Великобритания) и специальные сборочные конвейеры (1912—14, США). 

    С 80-х гг. 19 в. изготовление конвейеров в промышленно развитых странах постепенно выделялось в отдельную область машиностроения. В современных типах конвейера сохранились основные конструктивные элементы, которые совершенствовались в соответствии с достижениями науки и техники (замена ремённого привода электрическим, использование вибрационной техники, применение энергии сжатого воздуха и т.д.).

Классификация конвейеров.

       Основной классификационный признак конвейера — тип тягового и грузонесущего органа. Различают конвейеры с ленточным, цепным, канатным тяговыми органами и конвейер без тягового органа (гравитационные, инерционные, винтовые). Конвейер с тяговым органом могут быть по виду грузонесущего органа ленточными, пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и пр. Для таких конвейеров характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается либо грузонесущим элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по неподвижному желобу, трубе, настилу и т.п. Для конвейеров без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые конвейеры) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные конвейеры). Конвейеры могут иметь машинный привод (наиболее часто электрический, реже пневматический) или груз может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные конвейеры). 

     В зависимости от условий используют конвейеры напольные и подвесные. Напольные конвейеры могут быть стационарными, передвижными или переносными. На конвейерах можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные конвейеры); в любой плоскости. В последнем случае конвейеры состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные и др.). Кроме того, конвейеры могут различаться в зависимости от рода перемещаемых грузов — насыпных или штучных. Конструкция некоторых конвейеров позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы конвейеров составляют элеваторы вертикальные конвейеры с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные конвейеры для перемещения людей, шагающие  конвейеры, триммеры, стакеры для штабелирования брёвен, а также комбинированные (например, роликоленточные конвейеры типа «Рапистан», обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными интервалами) и т.д.

Основные  типы конвейеров.

      Ленточные конвейеры используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10—12 км и больше. Такие конвейеры обычно составляют из отдельных секций. Трасса конвейера в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган — лента, которая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. конвейера с плоской лентой используется преимущественно для перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая, а в передвижных конвейерах — винтовая. Привод конвейера (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединительных муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку — через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные конвейеры имеют высокую эксплуатационную надёжность, обеспечивают производительность от нескольких т/ч до нескольких тысяч т/ч. Ширина тканевых лент в конвейере от 300 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5—4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные конвейеры монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в строительстве. 

      Пластинчатые конвейеры предназначены для перемещения в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35°) тяжёлых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в том числе острокромчатых материалов, а также грузов, нагретых до высокой температуры. Пластинчатые конвейеры, стационарные или передвижные, имеют те же основные узлы, что и ленточные. Грузонесущий орган — металлический, реже деревянный, пластмассовый настил-полотно, состоящий из отдельных пластин, прикрепленных к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-роликовым). Настил может быть плоским, волнистым или коробчатого сечения, без бортов или с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звездочки, установленные на концах рамы. Различают пластинчатые конвейеры общего назначения (основной тип) и специальные конвейеры. К последним относятся конвейеры с пространственной трассой, разливочные машины для металла, пассажирские эскалаторы и др. Скорость движения груза небольшая — 0,3— 1,0 м/сек. Для увеличения производительности конвейера с плоским настилом дополняют неподвижными бортами. Типовые пластинчатые конвейеры имеют производительность до 2000 т/ч. 

      Скребковые конвейеры перемещают груз движущимися по жёлобу или трубе скребками. Такие конвейеры используют для переработки сыпучих или кусковых грузов, поступающих в жёлоб через загрузочную воронку. Рабочей ветвью обычно является нижняя, реже — верхняя, иногда обе ветви. Контур сечения жёлоба и конфигурация скребков должны быть одинаковыми — прямоугольной, полукруглой, трапецеидальной формы. Скребки бывают штампованными из листовой стали или литыми, а желоба изготовляют металлическими, реже деревянными. Скребковые конвейеры по сравнению с пластинчатыми имеют меньшую массу, могут загружаться и разгружаться в любой точке по всей длине желоба. Применение скребковых конвейеров ограничено из-за измельчения грузов и быстрого износа желоба, особенно при перемещении абразивных материалов. Кроме того, для скребковых конвейеров характерен большой расход энергии, затрачиваемой на преодоление вредных сопротивлений. Скорость рабочего органа скребковых конвейеров 0,16—0,5 и реже — 1,0 м/сек, производительность 50—350 т/ч. Скребковые конвейеры обычно применяются для перемещения груза на расстояния до 100 м. 

       Разновидностью скребковых конвейеров являются конвейеры с погруженными скребками, у которых скребки перекрывают лишь часть сечения желоба, а груз заполняет всю рабочую ветвь желоба или большую ее часть. Такие конвейеры могут иметь сложную трассу и используются для перемещения грузов (обычно мелкосыпучих) в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях со скоростью 0,1— 0,25 м/сек. Особую группу скребковых конвейеров составляют трубчатые конвейеры, тяговая цепь и скребки которых размещены внутри трубы, причём скребки заполняют всё её сечение. Такие конвейеры также могут иметь пространственную трассу.