Ковшовые элеваторы
Ковшовые элеваторы предназначены для перемещения сыпучих и кусковых материалов в вертикальном или наклонном (угол наклона более 60° к горизонту) направлении.
На поверхности шахт элеваторы используют для междуэтажного транспортирования и обезвоживания угля и продуктов обогащения на углеобогатительных фабриках, а также для подачи угля со складов на конвейеры и в бункера.
В зависимости от скорости движения ковшей элеваторы подразделяются на быстроходные и тихоходные.
Достоинства ковшовых элеваторов; малый габарит в плане, возможность транспортирования груза на значительную высоту (до 50 м), широкий диапазон производительности (5—160 м3/час и и выше).
Недостатки; необходимость равномерной подачи груза, чувствительность к перегрузке.
Элементы ковшовых элеваторов
Ковши элеваторов по конструкции могут быть разделены на глубокие (рис. 24, а) и мелкие с цилиндрическим днищем (рис. 24,6) и остроугольные с бортовыми направляющими (рис. 24, в).
Характеристика ковшей приведена в табл. 30.
Тяговым элементом в ковшовых элеваторах служит прорезиненная тканевая лента или цепи. Ширина ленты принимается на 35—40 мм больше ширины ковша, количество прокладок — по расчету, но не менее четырех. Порядок расчета лент такой же, как и для ленточных конвейеров, при этом учитывается ослабление ленты отверстиями для болтов крепления ковшей. Для ковшовых элеваторов используют ленты шириной 150, 200, 250, 300, 400 и 500 мм.
Цепи могут быть: пластинчатые, втулочные и втулочно-роликовые с шагом 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500 и 630 мм; сварные из круглой стали и в отдельных случаях комбинированные и разборные.
В наклонных элеваторах с поддерживаемой ветвью применяют пластинчатые втулочно-катковые цепи с гребнями на катках (ГОСТ 588—54).
При ширине ковшей 160—250 мм применяют одну тяговую цепь, которая прикрепляется к задней или к боковым стенкам ковшей.
Тип тягового элемента принимается в зависимости от производительности элеватора, высоты подъема и вида груза.
Ленты применяются в быстроходных элеваторах для транспортирования пылевидных и мелкокусковых грузов малого и среднего объемного веса при производительности до 80 м3/час и высоте подъема до 40 м; цепи — для перемещения тяжелых кусковых грузов при большой производительности (до 160 м3/час) и значительной высоте подъема.
Скорость движения ковшей в ленточных элеваторах — 0,8—2,5 м/сек, в цепных — 0,4—1,25 м/сек (редко 1,6 м/сек.).
Привод ковшовых элеваторов (рис. 25) — с редуктором. Диаметр приводного барабана D для ленточных элеваторов определяют по числу прокладок в ленте г; т. е. D = (125-150) i и принимают по следующему ряду: 400, 500, 630, 800, 1000 и 1250 мм (ГОСТ 2036—53). Для цепных элеваторов скорость вращения звездочек принимают 4,75—75,5 об/мин, а число зубьев звездочек — 6,8; 10; 12; 13; 14; 16 и 20.
Привод элеватора снабжают стопорным устройством храпового, роликового или центробежно-храпового типа.
Натяжное устройство. Наиболее распространено винтовое, реже применяют пружинно-винтовое и в отдельных случаях — рычажное грузовое натяжное устройство. Ход натяжного устройства — 200—500 мм.
Расчет ковшовых элеваторов
Размеры ковша выбирают в зависимости от заданной производительности элеватора, с учетом кусковатости транспортируемого материала.
Производительность элеватора определяют по уравнению (53), из которого потребная погонная емкость ковшей, л/м
где i0 — емкость ковша, л;
а — шаг ковшей, м (для глубоких и мелких ковшей, располагаемых с интервалом, а = (2,5—3,0)h; для ковшей с бортовыми направляющими, располагаемых непрерывно, a=h, где h — высота ковша);
v — скорость движения ленты или цепи, м/сек (табл. 31 и 32);
y — насыпной вес груза, т/м3;
w — коэффициент наполнения ковша (табл. 31 и 32).
Полученную в результате расчета погонную емкость ковшей округляют до ближайшей большей по ГОСТ 2036—53 (табл. 33).
Выбранные ковши проверяют по максимальному раз меру кусков — dmax по соотношению:
где А — вылет ковша, мм;
m — коэффициент, равный 2-2,5 при содержании в общем количестве транспортируемого груза 10-25% (по весу) кусков размером dmax и m = 4,25-4,75 при содержании от 50 до 100% кусков размером dmax.
Тяговое усилие двигателя элеватора определяется суммированием сопротивления на отдельных участках контура тягового органа.
Особенностью расчета элеватора является учет сопротивления зачерпыванию груза ковшами Wзач. Величина этого сопротивления зависит от характеристики перемещаемого груза, скорости движения ковшей и, как показывает опыт, пропорциональна погонной нагрузке элеватора
где с — коэффициент зачерпывания (табл. 34);
q — погонная нагрузка на 1 м длины элеватора, кГ/м.
Сопротивление зачерпыванию зависит от скорости движения и шага ковшей, от зазоров между ковшами и днищем башмака, а также от расположения ковшей по отношению к тяговому органу. При боковом расположении цепей сопротивление зачерпыванию почти на 40% меньше, чем при креплении тягового органа к задней стенке.
Для вертикальных элеваторов наибольшее статическое натяжение Smax набегающей ветви тягового органа определяют по формуле
где H — высота подъема груза, м;
q — погонная нагрузка на 1 м длины элеватора, (кГ/м) определяется по формуле (43);
k1 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению и перегибов тягового элемента с ковшами на нижнем и верхнем барабанах (звездочках), включая сопротивление зачерпыванию груза (принимается по табл. 35);
q0 — вес 1 м ленты или цепи (цепей) с ковшами, кГ/м.
Значение q0 принимается по данным заводов-изготовителей, проектных организаций или подсчитывается по формуле
где k2 — принимается по табл. 35.
Для ленточных элеваторов наибольшее натяжение Smax должно быть проверено по сцеплению ленты с приводным барабаном. По полученным величинам наибольшего расчетного натяжения ведется расчет цепи и ленты на прочность.
Ориентировочная мощность двигателя на приводном валу вертикального элеватора (без учета потерь в приводном механизме)
где k3 принимается по табл. 35.
Установочную мощность электродвигателя определяют с учетом к. п. д. передаточного механизма.
Ориентировочная мощность на головном валу в ковшовых наклонных цепных элеваторах, квт
где Q — расчетная производительность элеватора, т/час,
H — высота подъема материала, м;
7 — насыпной вес материала, т/м3;
K1 и K2 — коэффициенты, зависящие от типа и производительности элеватора (табл. 36);
а — угол наклона элеватора к горизонту, град.
Мощность электродвигателя и тип редуктора для обезвоживающих элеваторов можно принимать по табл. 37 в зависимости от длины элеватора и скорости движения ковшей.
