Файл: Басов, А. И. Механическое оборудование обогатительных фабрик и заводов тяжелых цветных металлов учебник.pdf

(ролики) с ребордами передвигаются по направляющим (угольникам, пластинам), уложенным вдоль всего конвейера.

Загрузку и выгрузку материала можно осуществлять в различ­ ных точках по длине конвейера. Конструкция конвейера позволяет перемещать материал по нижней, верхней или одновременно по обеим ветвям конвейерной цепи. Конвейеры могут работать под большим углом наклона, достигающем 40° к горизонту.

Скорость движения скребков малая — в пределах 0,1—0,5 м/с. Это обусловлено тем, что при волочении материала по желобу воз­ никает большое сопротивление, быстро истираются многочисленные шарниры цепей, появляются перекосы от неравномерного истирания шарниров.

Расстояние между скребками зависит от размера кусков транс­ портируемого материала, угла его естественного откоса, высоты скребка и шага цепи. Учитывая необходимость более полного запол­ нения пространства между скребками, устанавливают шаг скребков, равный двум шагам цепи или 2—4 высотам скребков. Производи­ тельность конвейера можно определить по формуле

у — объемная масса материала, т/м3;

ф— коэффициент, учитывающий степень заполнения про­ странства между скребками; для материалов легко­ сыпучих ф принимают равным 0,5—0,6, для трудно­ сыпучих 0,7—0,8;

С— коэффициент, учитывающий влияние наклона конвей­ ера, для горизонтальных конвейеров С равно 1, для

наклонных 0,5—0,8.

Кроме возможности загрузки и разгрузки во многих точках* эти конвейеры обеспечивают транспортировку материалов (при закры­ тых желобах) с высокой степенью герметичности. Это достоинство конвейеров и определяет их применение при перемещении горячих пылящих и газирующих материалов (пылей, огарка и др.).

Основными недостатками их являются: повышенный удельный расход энергии, вызванный трением материала о стенки желоба, и интенсивный износ рабочих органов конвейера — цепей и скреб­ ков, особенно при работе на абразивных материалах (огарке и др.).

Для повышения срока службы применяют износостойкие и жаро­ стойкие стали, наплавку истирающихся поверхностей износостой­ кими проволоками. Поверхности катания роликов и пальцы цепей подвергают термической обработке. Однако работая без смазки (смазка в этом случае создает абразивную смесь, ускоряющую исти­ рание), шарниры очень быстро разрабатываются, цепь удлиняется, перекашивается, сходит со звездочек и при недосмотрах обрывается. Этот недостаток обусловил ограниченное применение скребковых конвейеров.

Скребковые конвейеры с непрерывно двигающимися скребками используются на металлургических заводах для транспортирования концентратов п огарка в плавильные печи и в усреднителях свинцо­ вой п медной шихты (см. стр. 341—351).

Конвейер (рис. 15) с возвратно-поступательным движением скреб­ ков устроен следующим образом. На продольных угольниках тяже­ лой рамы 2 подвешены с шагом 250 мм стальные скребки 4 (по всей

длине конвейера). Рама со скребками совершает возвратно-поступа­ тельные движения внутри прямоугольного желоба 5 с водоохлаждае-

Рис. 15. Скребковый конвейер с возвратно-поступательным движением скребков:

/ — водопровод; 2 — рама скребков; 3 — упор; 4 — скребок; 5 — желоб; 6 — опорный ролик; 7 — направляющий ролик; 8 — тяга

мым днищем для охлаждения транспортируемого огарка (от 600— 700° С до 100° С). При движении влево (по рисунку) скребки, опи­ раясь на упоры 3, проталкивают материал на величину рабочего хода,

т. е. на 480 мм. При обратном холостом ходе скребки поворачиваются (отклоняются) на своих осях и скользят по поверхности материала. Рама приводится в движение от привода с кривошипно-шатунным механизмом, при помощи звездочки, цепей и трубчатых тяг 8. Для

компенсации рывков и ударов на приводном и натяжном конце кон­ вейера устанавливают пружинные амортизаторы. Рама передвигается на опорных роликах 6 по бортам желоба и центрируется направляю­

щими роликами 7.

Основной недостаток этого конвейера — громоздкие, тяжелые конструкции скребковой рамы и приводного механизма. Большие инерционные силы, возникающие в результате возвратно-поступа­ тельного движения скребковой рамы, обусловливают неспокойную работу приводного механизма, сопряженную с обрывами цепей.

Достоинства — хорошая система охлаждения огарка, исключаю­ щая возможность парообразования и позволяющая вторично исполь­ зовать охлаждающую воду; возможность загрузки в нескольких ме­ стах по длине конвейера и быстрой замены скребков.

§5. Винтовые конвейеры

Ввинтовом конвейере движущая материал сила создается вра­ щающимся внутри герметичного кожуха валом с насаженными на него витками (лопастями). Материал поступает в желоб 2 (рис. 16)

34

через одно илй несколько загрузочных отверстий 5, расположенных в крышке кожуха. Материал удерживается от вращения вместе с вин­ том 7 собственным весом и трением между материалом и желобом. Материал разгружается через концевое отверстие 1 или промежу­ точное 8. Вал вращается от привода, состоящего из электродвигателя и редуктора, в двух концевых подшипниках 6 и промежуточном 3, подвешенном к крышке желоба, на стальных хомутах 9. Для осмотра винта и подшипника предусмотрен люк 4.

Винты обычно сварные, а иногда литые, насаживаемые на вал. В длинных конвейерах валы делают трубчатыми для уменьшения

5

веса и прогиба. При перемещении легкосыпучих материалов шаг винта принимают равным диаметру винта, а при трудноперемещаемых материалах равным 0,7—0,8 диаметра или устанавливают двухили трехзаходные винты. Транспортирование сыпучих материалов осуществляется винтами со сплошной ленточной поверхностью.

Производительность конвейера зависит от диаметра винта, его шага и скорости вращения, а также от коэффициента наполнения желоба

С— коэффициент, учитывающий влияние угла наклона кон­ вейера, равный 1; 0,8 и 0,6 при угле наклона соответственно

0, 10 и 20°;

ф— коэффициент наполнения желоба; для тяжелых абразив­

ных материалов равен 0,125, для малоабразивных равен 0,25.

Скорость вращения винта зависит от физических свойств мате­ риала и диаметра винта. Диаметры винтов в пределах от 200 до 800 мм стандартизированы. Предельное число оборотов спирали принимают

равным

А

П~~ V D -

Эмпирический коэффициент А для тяжелых абразивных материа­

лов (обожженный концентрат, мелкодробленая руда, пыль металлур­ гических газоходов, концентраты, зола, шлак) составляет 30—45, для легких малоабразивных материалов (кусковой уголь, сухая

глина) он равен 50— 65.

Мощность, требуемую для винтового конвейера, можно определить ориентировочно, исходя из следующих расчетов. Мощность, необхо­ димая для подъема материала на высоту Н (полезная), без учета

устройства (механизма) требуемая мощность двигателя будет больше

ства машины, механизма. Чем выше к. п. д., тем меньше величина вредных сопротивлений и меньше требуемая мощность. К. п. д. равно отношению полезной работы к затраченной. Этот коэффициент может характеризовать механические свойства такой транспорти­ рующей установки, как элеватор или подъемник, где груз переме­ щается в вертикальном направлении. В установках, где материал перемещается в вертикальном и горизонтальном направлениях и если дальность горизонтального перемещения велика по сравнению с даль­ ностью вертикального перемещения, работа, затрачиваемая на пре­ одоление вредных сопротивлений (трение перемещаемого материала о желоб, несущих органов, перемешиваемого материала и др.), может во много раз превышать работу, необходимую для подъема. В этом случае величина к. п. д. становится незначительной и не мо­ жет характеризовать механические свойства транспортирующей установки. Поэтому в расчетах используют коэффициент сопротив­ ления движению, пригодный для всех транспортирующих установок. Этим коэффициентом учитывают все вредные сопротивления в уста­ новке, включая и вредные сопротивления, в приводном механизме. Величину коэффициента сопротивления принимают равной отноше­ нию сил вредного сопротивления при перемещении материала к весу этого материала.

Сила вредного сопротивления на транспортирующей установке

36

где qn— весовая погонная нагрузка на установке, Н/м (кгс/м); L — длина транспортирующей установки, м;

w — общий коэффициент сопротивления.

Мощность, требуемая на преодоление сил сопротивления при

Общая мощность, обусловленная силами сопротивления подъему материала и силами вредного сопротивления, т. е. мощность на валу двигателя, определится как

Если производительность конвейера выражена в объемных еди­ ницах V, м3/ч, и объемная масса материала ув— в т/м3, то мощность

двигателя будет

Когда начальная и конечная точки транспортирования материала лежат на одной горизонтальной плоскости (горизонтальный кон­ вейер), то Я = 0 и N n — 0. Если же начальная точка выше конеч­

ной, то Я будет со знаком минус и Яп будет меньше 0. Таким образом, выражение (14), в котором мощность, затрачиваемая на преодоление сил вредного сопротивления, определена через коэффициент сопро­ тивления w, применимо для всех конвейерных установок.

Мощность конвейера до приводного вала (ведущего барабана, ведущей звездочки и др.) выразится формулой

w0— коэффициент сопротивления конвейера до приводного вала.

Общее сопротивление движению материала в винтовом конвейере складывается из трения материала о желоб и о поверхность винта, работы подъема материала при наклонном расположении конвейера, сопротивления в подшипниках, трения на кромке винта о частицы материала, затягиваемые в зазор между винтом и желобом; сопротив­ ления перемешивания материала. Так как некоторые из сопротивле­ ний не поддаются теоретическому определению, то величину коэф­ фициента сопротивления w0 принимают по практическим данным,

зависящим главным образом от свойств транспортируемого мате­ риала. Для тяжелых и абразивных материалов w0 принят равным 4,

а для тяжелых малоабразивиых — равным 2,5.

Подставив w0в формулу (16), определим мощность на валу винта,

а затем, подставив рм привода, найдем мощность на валу двигателя.

37

Зная мощность М0 и скорость вращения впита, можно определить

вращающий (крутящий) момент на его валу

f — приведенный коэффициент трения материала о поверхность

винта; а — угол подъема винтовой линии на радиусе г.

По величине крутящего момента М 0 и числу оборотов винта можно

определить мощность двигателя.

Вал винта рассчитывают на сложное сопротивление от скручива­ ния под действием момента М 0, сжатия или растяжения продольной силы Р и от изгиба, обусловленного моментом Рг, и от собственного

веса.

Достоинства винтовых конвейеров — простая компактная кон­ струкция, возможность промежуточной загрузки и разгрузки мате­ риала, возможность создания высокой герметичности. Их недо­ статки — интенсивный износ винта и желоба, повышенный удель­ ный расход энергии, непригодность для работы на влажных, слеживаемых, глинистых материалах (забивается винт) и кусковатых мате­ риалах. В цветной металлургии их применяют главным образом при транспортировании пылевидных материалов из газоходов и газо­ очистительных установок. В этих условиях рационально применять конвейеры с плавающими винтами — без промежуточного и конце­ вого подшипников, что позволяет избежать затора материала у под­ шипников и их быстрого износа. Повышение износостойкости винта достигается применением износо- и жаростойких сталей и наплавкой стойкими сплавами. Желоб защищают футеровкой из стальных листов.

§ 6. Винтовая труба

Винтовая труба выполняется из стали, на стенке которой жестко закреплены (приварены) винтовые витки. При вращении трубы винт создает движущую силу; под действием этой силы и горизонтальной

38