Наша компанием занимается также изготовлением редукторного и грузоподъемного оборудования. Для перехода нажмите на ссылку.

Главная / Запчасти конвейера / Тяговые элементы 

Тяговые элементы

Тяговый элемент предназначен для передачи движения от при­водного устройства к грузонесущему (рабочему) элементу. Для обеспечения надежной работы конвейера его тяговый элемент должен обладать высокой прочностью в сочетании с малой мас­сой, долговечностью, гибкостью, незначительным удлинением под действием нагрузки. Гибкость обеспечивает свободное огиба­ние барабанов, звездочек и блоков, а масса тягового элемента ока­зывает существенное влияние на мощность приводного устрой­ства. Удлинение тягового элемента имеет важное значение в транспортирующих машинах, где движение тяговому элементу от привода передается при помощи звездочек или многогранных блоков. В этом случае значительное изменение геометрических параметров тягового элемента может привести к несовпадению его размеров с аналогичными размерами звездочек (блоков).

В качестве тяговых элементов в машинах непрерывного действия используют ленты, цепи, канаты.

Ленты. Применяют резинотканевые ленты, металлические и на синтетической основе. Резинотканевые ленты изготовляют по ГОСТ 20 «Ленты конвейерные резинотканевые» из нескольких слоев (прокладок) хлопчатобумажной технической ткани — бельтинга, соединенных между собой прослойками из натурального или синтетического каучука. Для защиты прокладок от механи­ческих повреждений и от действия влаги рабочую (несущую груз) и нерабочую поверхности ленты покрывают слоем резины (обкладками).

Достоинствами текстильных прорезиненных лент являются хорошая гибкость, плавность и бесшумность хода, возможность ра­боты при больших линейных скоростях. К недостаткам относят их небольшую прочность, подверженность механическим поврежде­ниям, невозможность использования лент при сравнительно вы­соких температурах (свыше 60...70 °С). Поэтому все большее при­менение получают ленты с прокладками из синтетических тканей (лавсан, капрон, нейлон).

В качестве тягового элемента ковшовых элеваторов используют резинотканевые ремни. Ремни изготавливают по ГОСТ 23831 «Ремни плоские приводные резинотканевые» двух видов: общего назначения и морозостойкие.

Ремни состоят из тканевых прокладок и резиновых прослоек между ними. Прокладки изготавливают из хлопчатобумажных, комбинированных (полиэфир—хлопок) и синтетических тка­ней.

Тип и вид ленты или ремня выбирают в зависимости от усло­вий эксплуатации конкретной транспортирующей машины:

Тяговое усилие при работе конвейеров воспринимается ткане­выми прокладками. Число тканевых прокладок в ленте определяет ее прочность и рассчитывается по формуле:

Z=(Fmaxnл)/BлKр,               (5)

где Fmax — максимальное растягивающее усилие в ленте, Н; пл — коэффициент за­паса прочности (nл = 10...12); Вл ширина ленты, мм; Кр — прочность ткани по основе, Н/мм, так для ткани БКНЛ-100 Kр = 100Н/мм, ткани БКНЛ-150

Kp = 150 Н/мм

 

Массу одного метра прорезиненной ленты  (погонная масса, кг/м) можно рассчитать по формуле:

qл=1,1Bл(1.25z+δ1+δ2)           (6)

где δ1 и δ2— толщина обкладки на рабочей и нерабочей сторонах ленты, мм; Вл — ширина ленты, м. Толщину резиновой обкладки с рабочей стороны ленты прини­мают 3,0...6,0 мм, а с нерабочей — 1,5...2,0 мм. Тогда приближенно

qл=(10…12) Bл                      (7)  

В таблице приведены стандартные значения ширины ленты и числа прокладок.

Число тканевых прокладок в конвейерных лентах

Ширина ленты, мм

Прочность ткани по основе Кр (H/мм ширины прокладки) для лент типа

2

3

4

55

100

150

200

55

100

55

100

100, 200

               

 

 

 

3...4

 

1...2

1...2

200, 400

3...5

3

3...5

1...2

1...2

500 (600)

3...5

3

3...5

1...2

1...2

650 (700)

3...6

3...5

3...4

3...6

3...4

1...2

1...2

(750) 800

3...8

3...8

3...6

3...6

3....8

3...5

1...2

1...2

(900) 1000

3...8

3...8

3...8

3...6

3...8

3...6

1...2

1...2

(1100) 1200

3...8

3...8

3...8

3...7

3...8

3...6

1...2

1...2

 

Примечания: 1. Типы лент: 2 — с двухсторонней резиновой обкладкой, 3 — с односторонней, 4 — одно- и двухпрокладочная с двухсторонней резиновой обкладкой.

2. Государственный стандарт предусматривает ширину лент до 3000 мм.

3. Ленты, ширина которых указана в скобках, при проектировании новых кон­вейеров не применяют.

 

При расчете ремней ковшовых элеваторов в знаменатель фор­мулы (5) вводят коэффициент К0 = 0,8...0,9, учитывающий ослаб­ление ремня отверстиями под болты креплений норийных ков­шей. Полученное значение z округляют до ближайшего большего целого числа.

Для транспортирования грузов при высоких температурах или в атмосфере паров кислот используют стальные ленты толщиной 0,6...1,2 мм. Их изготавливают из углеродистой или нержавеющей стали. Недостаток стальных лент — малая гибкость, поэтому для них необходимы барабаны относительно больших диаметров (800 …1200 мм).

Цепи. В зависимости от назначения их подразделяют на при­водные, тяговые и грузовые. Приводные используют в передаточ­ных механизмах приводов машин, тяговые — в транспортирую­щих машинах для перемещения грузов при помощи рабочих эле­ментов или грузозахватных устройств, связанных со звеньями цепи, грузовые для подъема груза.

По способу изготовления цепи могут быть сварные, штампо­ванные, кованые и литые. В качестве тяговых элементов обычно используют круглозвенные сварные, пластинчатые и некоторые специальные цепи.

К достоинствам, общим для всех типов цепей, относятся воз­можность передачи любых необходимых тяговых усилий, гибкость в вертикальных и горизонтальных плоскостях (это дает возмож­ность огибания звездочек и блоков малого диаметра), высокая прочность, независимость передаваемого тягового усилия от пред­варительного натяжения цепи, так как усилие передается зацепле­нием. К недостаткам цепей относятся подверженность шарниров или мест соприкосновения звеньев цепей износу от действия сил трения, сравнительно высокая стоимость, большая масса иогра­ничение в скорости.

Круглозвенные сварные цепи 

применяются в качестве тя­гового элемента в скребковых, пластинчатых, подвесных конвейе­рах, нориях, а также в грузоподъемных механизмах. Такие цепи изготавливают, сваривая на специальных автоматах звенья из ста­ли марок Ст. 2 и Ст. 3, с пределом прочности на растяжение ов = 370...450 МПа. Цепи обязательно подвергают термической обработке.

Сварные цепи согласно ГОСТ 2319 выполняют короткозвенны­ми (шаг цепи tц< 3dци длиннозвенными (tц > 3dц). По точности изготовления сварные цепи разделяют на калиброванные (с от­клонением шага от ±1 до ±2,5 %) и некалиброванные (с отклоне­нием шага до ±4 %). В качестве тяговых элементов используют только калиброванные цепи.

Достоинства круглозвенных сварных цепей: простота конст­рукции, пространственная гибкость и невысокая стоимость. Не­достатки: малая площадь контакта звеньев и, как следствие, воз­можность их быстрого износа, особенно при значительных скоро­стях. По этой причине скорость сварных цепей при огибании барабанов принимают не более 1,0 м/с, а звездочек - не более 0,1 м/с.

Звенья сварной цепи рассчитывают на растяжение. Расчет сво­дят к определению диаметра прутка (dц, мм), из которого изготав­ливают звенья. При этом учитывают дополнительное влияние де­формации изгиба, появляющейся при изготовлении звеньев и огибании барабанов и блоков, понижая допускаемое напряжение на разрыв и принимая десятикратный запас прочности.

Тяговые пластинчатые цепи согласно ГОСТ 588 изго­тавливают следующих типов: 1- втулочные; 2 - роликовые; 3 -катковые цепи с гладкими катками; 4 -  катковые цепи с гребнями (ребордами) на катках. Цепи всех указанных типов изготавливают в двух исполнениях: неразборная конструкция — исполнение 7, разборная — исполнение 2. Нормальный ряд шагов цепей: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 мм.

Во втулочных цепях шарнир образуется втулкой 3 с наглухо на­саженными на нее внутренними пластинами 4 и валиком 7, кото­рый, в свою очередь, неподвижно связан с внешними пластинами 2. В таком шарнирном соединении растягивающее усилие равно­мерно распределяется по всей поверхности контакта втулки и ва­лика, что значительно снижает удельное давление между ними и уменьшает износ шарниров. Пластинчатые цепи используют в ма­шинах непрерывного действия со скоростью до 1,5 м/с.

Однако при огибании звездочек наружная поверхность втулок повергается износу в зоне контакта зуба и втулки. Этого недостат­ка лишены пластинчатые роликовые и катковые цепи. При набе­гании на звездочку ролик 5 (или каток 6 или 7) обкатывается по рабочей поверхности зуба, вследствие чего уменьшаются потери на трение и износ соприкасающихся поверхностей. Кроме того, катки, имея в отличие от роликов наружный диаметр больше ши­рины пластины, служат ходовыми опорными устройствами цепи при движении ее по направляющим.

Детали шарниров пластинчатых цепей изготавливают из стали марок Ст. 4 или Ст. 5 с пределом прочности ов = 560...600 МПа. Все детали цепи, кроме пластин, подвергаются термической обра­ботке. Срок службы цепи зависит от правильного выбора материа­ла для деталей и вида их термообработки.

Для пластинчатых цепей рассчитывают наружные и внутрен­ние пластины на растяжение, валик — на срез и изгиб, втулки — на изгиб. Кроме того, определяют давление между валиком и втулкой. Однако указанные расчеты неточны, так как при работе конвейера тяговое усилие передается неравномерно на все пласти­ны цепи.

Основной прочностной характеристикой цепей принята разру­шающая (указанная в ГОСТе) нагрузка (по которой выбирают цепь) Fразр (Н), определяемая по формуле

 

Fразр (Н) ≥ Fmax nц (8)

где Fmax— максимальное натяжение цепи конвейера, полученное при тяговом расчете, Н; пц коэффициент запаса прочности.

 

На практике принимают обобщенные коэффициенты запасов прочности: для горизонтальных конвейеров неответственного на­значения nц = 5...7, конвейеров с наклонными участками трассы 8 … 10,

разборных цепей, работающих на подвесных конвейерах,  10 …14 (на вертикальных перегибах эти цепи испытывают значи­тельные изгибающие напряжения), сварных цепей с термообра­боткой -  10... 15, без термообработки - 15...20.

При определении расчетной нагрузки надо учитывать динами­ческие силы, возникающие вследствие неравномерности движе­ния тягового элемента и вызывающие в тяговых цепях усталост­ные явления:

 

Fmax = Kд Fmax         (9)

где Fmax  — максимальное натяжение цепи, определяемое с учетом действия дина­мической нагрузки на цепь, Н; КД — коэффициент динамической нагрузки (при скорости цепи до 0,1 м/с КД = 1, от 0,1 до 0,3 м/с КД =1,15, выше 0,3 м/с КД = 1,25).

 

При выборе шага цепи следует иметь в виду, что с его увели­чением уменьшается число шарниров на заданной длине, улуч­шается эксплуатация цепи, уменьшаются масса и стоимость цепи, но одновременно увеличиваются размеры привода и дина­мические нагрузки. При малом шаге можно применять привод­ные звездочки с большим числом зубьев, что способствует более спокойному ходу цепи. Следовательно, выбор оптимального шага цепи должен быть тщательно обоснован конструктивным анализом машины в целом. При отсутствии ограничений по га­баритным размерам приводных элементов (звездочки, блока) в тихоходных конвейерах предпочтение следует отдавать длинно­звенным цепям, так как в этом случае величина динамических нагрузок незначительна.

Специальные цепи. В машинах непрерывного действия исполь­зуют также специальные цепи, изготавливаемые из ковкого чугу­на, преимуществами которых являются их разборность и приспо­собленность формы звеньев к наиболее рациональному размеще­нию и креплению на них рабочих органов. Кроме того, из ковкого чугуна можно изготавливать звенья цепи заодно с рабочими орга­нами. Недостаток специальных цепей — их малая надежность в эксплуатации из-за наличия раковин, возникающих при отливке звеньев.

Стальные проволочные канаты. Применяют в грузоподъемных машинах, но в некоторых случаях используют и в качестве тягово­го элемента в машинах непрерывного действия.

Стальные канаты изготавливают свивкой проволок диаметром 0,2...3,0 мм из высококачественной стали с пределом прочности на разрыв 1000...2660 Н/мм2 (МПа).

Проволоки свивают в пряди, а группу прядей — в канат вокруг металлического или органического сердечника. Металлический сердечник представляет собой отдельную проволочную прядь, из­готовленную из более мягкой стали. Органические сердечники выполняют из пеньки, джута, полиэтилена низкой плотности (ПНП) и др. Металлические сердечники используют в канатах, предназначенных для работы при высоких температурах или в ус­ловиях, не допускающих изменения поперечного сечения каната и его удлинения. Во всех остальных случаях применяют органические сердечники, которые хорошо сопротивляются внезапным ударам, имеют малую массу, увеличивают гибкость каната и легко пропитываются смазочными веществами, предохраняющими ка­нат от коррозии.

По конструкции канаты могут быть одинарной, двойной и тройной свивки. При наиболее простом одинарном способе свивки, проволоки свивают по спирали в один или несколько концентрических слоев, причем каждый слой свивают в сторону, противоположную предыдущему.

При двойной свивке пряди свивают в канат вокруг металлического или, чаще всего, органического сердечника. Наи­большее распространение получили шестипрядные канаты двой­ной свивки с числом проволок в пряди 19 и 37 (эти канаты, назы­ваемые тросами, наиболее часто используют в подъемно-транс­портных машинах).

В зависимости от относительного направления свивки прово­лок и самих прядей различают два способа двойной свивки кана­тов: односторонний (параллельный), когда направление свивки проволок и прядей совпадает, и крестовый, ког­да проволоки в прядях свиты в одну сторону, а пряди в канате — в другую. При первом способе свивки канат получается более гиб­ким и меньше изнашивается. Однако груз, подвешенный свобод­но на таком канате, может вращаться, что объясняется стремлени­ем каната к раскручиванию. Ввиду этого канаты параллельной свивки используют при подъеме груза по направляющим.

Канаты крестовой свивки лишены такого недостатка, поэтому получили наиболее широкое распространение. В кранах использу­ют стальные канаты, свитые из проволок разного диаметра. В них обеспечивается соприкосновение смежных проволок по всей дли­не, что снижает контактные напряжения и увеличивает срок служ­бы канатов.

Канаты тройной свивки состоят из свитых канатов двойной свивки (стренг). Их изготавливают только методом крестовой свивки.

К достоинствам канатов по сравнению с цепями относят: зна­чительно меньшую массу и стоимость при одной и той же допус­каемой нагрузке; отсутствие шарниров, что облегчает уход за ка­натами. К числу недостатков следует отнести большую жесткость (вследствие чего блоки и барабаны должны быть большего диа­метра) и удлинение канатов в процессе работы, что ограничивает возможности применения их в машинах непрерывного действия.

Во время работы проволоки каната испытывают деформации растяжения, смятия, изгиба и кручения. Напряжения, возникаю­щие в проволоках, зависят от многих факторов (диаметра прово­лок, числа прядей, размеров блоков, барабана и т. д.). Основные факторы, вызывающие разрушение проволок: максимальное на­тяжение каната и соотношение диаметров каната и барабана (блока).

Выбирают канаты по ГОСТ, исходя из значения разрывного усилия  (Fразр,Н)

 

Fразр ≥ Fmax nк,            (10)

где Fmax— максимальная нагрузка, действующая на канат, Н; пк — коэффициент запаса прочности, зависящий от условий эксплуатации каната, режима работы подъемно-транспортной машины. Значения пк принимают по нормам Госгортех­надзора.

 

Техническая характеристика канатов приведена в ГОСТ 3062, 3063, 3064, 3066, 3069, 2688. Перед монтажом по правилам Госгор­технадзора каждый канат испытывают.

Для уменьшения износа канатов в процессе эксплуатации их покрывают защитной смазкой. Внешним признаком износа кана­та и необходимости его замены является число лопнувших прово­лок в наружных слоях прядей на длине одного шага каната, кото­рое устанавливается правилами Госгортехнадзора.