Лучшее руководство по принципу работы хвостового шкива в ленточных конвейерах

Ленточный конвейер может казаться простым промышленным оборудованием, но его механическая конструкция основана на синхронной работе нескольких узкоспециализированных компонентов. При осмотре конвейера на заводе или в шахте точно определить названия всех его конструктивных элементов бывает непросто.

Ниже приводится понятное пошаговое техническое описание основных компонентов, входящих в состав промышленной ленточной конвейерной системы.

1. Материалы для конвейерных лент и условия труда

Этот конвейерная лента является основной несущей поверхностью. Выбор подходящей матрицы ремня напрямую зависит от рабочих температур, характеристик материала и механических нагрузок.

• Резиновые конвейерные ленты: Стандартные резиновые ремни демонстрируют наилучшие эксплуатационные характеристики при рабочих температурах окружающей среды в диапазоне от -15 °C до 40 °C. Они обладают устойчивостью к истиранию, воздействию масел, кислот и низких температур. Для материалов с температурой свыше 50 °C необходимо выбирать высокотемпературные термостойкие ремни.
• Конвейерные ленты со стальным кордом: Благодаря применению продольных стальных тросов эти ленты обладают высокой прочностью на разрыв и минимальным удлинением. Они предназначены для транспортировки грузов на большие расстояния и в условиях интенсивной эксплуатации, обеспечивая плавный запуск механизмов.
• Ремни из нейлона и брезента: Благодаря конструкции с использованием синтетических каркасных слоев эти ремни обладают превосходной эластичностью и способностью принимать форму желоба. Покрытые химически стойким покрытием, они широко применяются на заводах по производству удобрений, бумаги и в химической промышленности.

2. Комплекты натяжных роликов и опорные ролики

Натяжные ролики поддерживают ленту и сыпучий груз вдоль рамы конвейера, обеспечивая правильную форму ленты и её правильное ведение.

• Наконечники желоба: Состоит из набора из трёх роликов, которые придают ленте форму желоба для максимального увеличения объёма сыпучего материала.
• Самоцентрирующиеся натяжные ролики: Автоматически корректируйте боковое смещение ремня (сход с дорожки), чтобы предотвратить износ кромок.
• Направляющие ролики: Устанавливается непосредственно под загрузочным желобом и оснащен амортизирующими резиновыми кольцами, смягчающими удар материала.
• Плоские обратные ролики: Поддерживайте пустой ремень, когда он возвращается вдоль нижней стороны рамы конвейера.

3. Втулки приводного и хвостового шкивов в сборе

Шкивы передают механический крутящий момент и изменяют направление движения ремня.

• Приводной шкив: Подключается непосредственно к узлу электродвигателя и редуктора для обеспечения тяги. Стандартные диаметры для систем с небольшой нагрузкой включают 38,1 мм, 50,8 мм и 60 мм, тогда как в системах с большой нагрузкой используются более крупные стальные барабаны кованого изготовления.
• Шкив хвостовой части (изгибный): Устанавливаются на загрузочном или концевом участке конвейера для изменения направления движения ленты. Небольшие агрегаты изготавливаются из чугуна, тогда как в более крупных промышленных системах используется сварная конструкция из стальных листов.

4. Натяжные устройства

Натяжители поддерживают ремень в натянутом состоянии, предотвращая его проскальзывание по поверхности приводного шкива и ограничивая провисание между группами натяжных роликов.

• Винтовые натяжители: Ручная регулировка с помощью резьбового механизма применяется в основном на коротких конвейерах, предназначенных для перевозки легких грузов.
• Устройства самонатяжения под действием силы тяжести: Использует коробку с противовесом, установленную на вертикальной раме, для обеспечения постоянного натяжения на больших расстояниях.
• Натяжение лебедки и тележки: В системах с большим расстоянием и высокой грузоподъёмностью механические лебедки перемещают натяжную тележку по рельсам.

5. Очистители и скребки для лент

Очистители удаляют остатки материала, прилипшие к обратной ленте и роликам, предотвращая накопление обратного загрязнения.

• Основные скребки: Полиуретановые (PUR) лопасти, установленные на головной шкиве непосредственно под траекторией выгрузки.
• Вторичные скребки: Лезвия с легированными наконечниками, расположенные вдоль плоской обратной дорожки, для тщательной очистки.
• Очистители V-Plow: Устанавливается внутри петли обратной ленты перед хвостовым шкивом для удаления рассыпавшегося материала.

6. Мощность двигателя и инженерные расчеты

Приводной двигатель является основным элементом силовой передачи. Для определения его размеров требуются точные инженерные расчеты с учетом ширины ремня, его длины, угла наклона, пропускной способности и коэффициента трения материала.

В соответствии с ISO 5048 / DIN 22101 В соответствии со стандартами для оборудования непрерывного механического транспорта требуемая мощность привода ($P$) на валу двигателя рассчитывается с использованием полного эффективного тягового усилия ($F_U$) и скорости ремня ($v$):

$$P = \frac{F_U \cdot v}{1000 \cdot \eta}$$

Где:

• $P$ = Требуемая мощность двигателя ($\text{кВт}$)
• $F_U$ = Общая эффективная периферийная тяговая сила ($\text{N}$)
• $v$ = Скорость ленты ($\text{м/с}$)
• $\eta$ = КПД механического привода (обычно $0,85 – 0,92$)

Эффективная периферийная сила $F_U$ складывается из основного сопротивления ($F_M$), вторичного сопротивления ($F_S$) и сопротивления подъемной силы ($F_{St}$):

$$F_U = f \cdot L \cdot g \cdot \left[ q_B + q_R + (2 \cdot q_G + q_B) \cdot \cos(\delta) \right] + (q_G \cdot g \cdot H)$$

Где:

• $f$ = коэффициент искусственного трения (обычно $0,020 – 0,030$)
• $L$ = Длина конвейера от центра до центра ($\text{м}$)
• $g$ = Ускорение свободного падения ($9,81\ \text{м/с}^2$)
• $q_B$ = Масса ремня на метр ($\text{кг/м}$)
• $q_R$ = Масса вращающихся промежуточных роликов на метр ($\text{кг/м}$)
• $q_G$ = Нагрузка материала на метр ($\text{кг/м}$)
• $\delta$ = угол наклона ($\text{градусов}$)
• $H$ = Высота вертикального подъема ($\text{м}$)

Справочные материалы по инженерии

1. DIN 22101:2011-12 — Непрерывные конвейеры — Ленточные конвейеры для сыпучих материалов — Основы расчета и определения размеров. Немецкий институт стандартизации.
2. ISO 5048:1989 — Оборудование для непрерывной механической транспортировки — Ленточные конвейеры с несущими роликами — Расчет рабочей мощности и растягивающих усилий. Международная организация по стандартизации.
3. CEMA (Ассоциация производителей конвейерного оборудования) — Ленточные конвейеры для сыпучих материалов, 7-е издание.