Металлургические подъемно-транспортные машины : конвейеры

№ 1381

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 ‡Ù‰‡ χ¯ËÌ Ë ‡„„‡ÚÓ‚ ÏÂÚ‡ÎÎÛ„˘ÂÒÍËı Ô‰ÔˡÚËÈ

—.¿. »‚‡ÌÓ‚
Õ.¿. ◊˘ÂÌ‚

ÃÂÚ‡ÎÎÛ„˘ÂÒÍËÂ
ÔÓ‰˙ÂÏÌÓ-Ú‡ÌÒÔÓÚÌ˚Â
χ¯ËÌ˚

 ÓÌ‚ÂÈÂ˚

”˜Â·ÌÓ ÔÓÒÓ·ËÂ
2- ËÁ‰‡ÌËÂ, ËÒÔ‡‚ÎÂÌÌÓÂ Ë ‰ÓÔÓÎÌÂÌÌÓÂ

ƒÓÔÛ˘ÂÌÓ Û˜Â·ÌÓ-ÏÂÚӉ˘ÂÒÍËÏ Ó·˙‰ËÌÂÌËÂÏ
ÔÓ Ó·‡ÁÓ‚‡Ì˲ ‚ ӷ·ÒÚË ÏÂÚ‡ÎÎÛ„ËË ‚ ͇˜ÂÒÚ‚Â
ۘ·ÌÓ„Ó  ÔÓÒӷˡ ‰Îˇ ÒÚÛ‰ÂÌÚÓ‚ ‚˚Ò¯Ëı ۘ·Ì˚ı
Á‡‚‰ÂÌËÈ, Ó·Û˜‡˛˘ËıÒˇ ÔÓ ÒÔˆˇθÌÓÒÚË
ÃÂÚ‡ÎÎÛ„˘ÂÒÍË χ¯ËÌ˚ Ë Ó·ÓÛ‰Ó‚‡ÌËÂ

ÃÓÒÍ‚‡   »Á‰‡ÚÂθÒÍËÈ ƒÓÏ Ã»—Ë—
2009

УДК 621.867.2 
 
И20 

Р е ц е н з е н т  
канд. техн. наук О.Н. Лошкарев 

Иванов С.А., Чиченев Н.А. 
И20  
Металлургические подъемно-транспортные машины: Конвейеры: Учеб. пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Изд. Дом 
МИСиС, 2009. – 83 с. 
 
 
ISBN 978-5-87623-243-4 

Дано описание конструкции ленточного конвейера и его элементов, изложены теоретические основы и практические рекомендации по расчету конвейеров с резинотканевой лентой, приведены необходимые справочные данные и возможные варианты заданий для курсового проектирования. 
Соответствует программе курса «Металлургические подъемно-транспортные машины». 
Предназначено студентам, обучающимся по специальности 150404. 
 
УДК 621.867.2 

ISBN 978-5-87623-243-4 
© Государственный технологический 

университет «Московский институт
стали и сплавов» (МИСиС), 2009 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Условные обозначения....................................................................................................... 4 
Введение .............................................................................................................................. 6 
1. Классификация транспортирующих машин................................................................. 7 
2. Характеристика транспортируемых грузов................................................................ 10 
3. Производительность машин непрерывного транспорта ........................................... 12 
4. Ленточные конвейеры .................................................................................................. 14 
4.1. Устройство ленточного конвейера...................................................................... 14 
4.2. Конвейерные ленты .............................................................................................. 16 
4.3. Роликовые опоры .................................................................................................. 19 
4.4. Привод ленточных конвейеров............................................................................ 25 
4.5. Натяжные, отклоняющие и тормозные устройства........................................... 30 
4.6. Загрузочные, разгрузочные и очистные устройства.......................................... 33 
5. Определение основных параметров ленточного конвейера..................................... 40 
5.1. Расчет ширины ленты........................................................................................... 40 
5.2. Выбор скорости движения ленты........................................................................ 42 
5.3. Мощность, необходимая для перемещения груза ............................................. 42 
5.4. Расчет тяговой силы на барабане ........................................................................ 44 
5.5. Мощность приводного двигателя........................................................................ 45 
5.6. Мощности, расходуемые на преодоление сопротивлений 
в местах загрузки и разгрузки..................................................................................... 46 
6. Тяговый расчет ленточного конвейера....................................................................... 47 
7. Пример расчета ленточного конвейера....................................................................... 51 
Библиографический список ............................................................................................. 59 
Приложения....................................................................................................................... 60 
 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 

amax, aтип – максимальный и типовой размер куска груза соответственно, мм 
A 
– площадь поперечного сечения потока груза, м2 
b 
– ширина груза на ленте конвейера, мм 
B 
– ширина ленты, м (мм) 
d 
– диаметр вала, мм 
dтр 
– диаметр троса, мм 
Dб и Dр – диаметр барабана и ролика соответственно, мм 
f 
– коэффициент трения 
F 
– усилие натяжения ленты, Н 
Fнат 
– усилие натяжного устройства, Н 
Fплз 
– усилие сопротивления движению ползунов, Н 
Ft 
– тяговое усилие на приводном барабане, Н 
g 
– ускорение свободного падения, м/с2 
G 
– вес груза, Н 
hн 
– вертикальная проекция длины рассматриваемого наклонного участка 
конвейера, м 
h0 
– толщина прокладки резинотканевой ленты, мм 
h1, h2 
– толщина верхней и нижней резиновых обкладок ленты соответственно, мм 
hв 
– высота воронки, м 
hлот 
– высота лотка, мм 
hраз 
– высота подъема груза на тележке барабанного разгружателя, м 
H 
– высота подъема груза, м 
KD 
– коэффициент диаметра барабана 
Kсц 
– коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном 
Kпл 
– коэффициент площади поперечного сечения груза 
Kβ 
– коэффициент, учитывающий уменьшение сечения груза на наклонном 
конвейере 
KL 
– обобщенный коэффициент местных сопротивлений 
l 
– горизонтальная проекция длины рассматриваемого участка конвейера, м 
lлот 
– длина загрузочного лотка, м 
lраз 
– длина пути груза на барабанном разгружателе, м 
lрр, lрх 
– шаг роликов на рабочей и холостой ветвях конвейера соответственно, м 
L 
– длина участка конвейера, м 
Lб 
– длина барабана, мм 
Lгор 
– длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых барабанов, м 
mi 
– масса частицы груза, кг; 
mрр, mрх – масса роликов на рабочей и холостой ветвях конвейера соответственно, кг 
M0 
– масса штучного груза, т 
n 
– частота вращения, об/мин 
Р 
– мощность, кВт 
pл 
– давление ленты на барабан, МПа 
qг и qл 
– линейная (погонная) сила тяжести груза и ленты соответственно, Н/м 
qрр, qрх 
– линейная (погонная) сила тяжести роликов на рабочей и холостой ветвях 
ленты конвейера соответственно Н/м 
rвып, rвог – радиусы выпуклого и вогнутого участков конвейера соответственно, м; 

R 
– усилие сопротивления перемещению ленты конвейера, Н 
s 
– расстояние (шаг) между штучными грузами, м 
sнат 
– ход натяжного устройства, м 
Sл 
– коэффициент запаса прочности ленты 
t 
– время, с 
Т 
– крутящий момент, Н·м 
u 
– передаточное число 
υ 
– скорость перемещения ленты конвейера, м/с 
υi 
– скорость движения частицы груза, м/с 
V0 
– емкость сосуда, м3 
w 
– коэффициент сопротивления движению ленты 
x, y 
– координаты траектории движения частиц груза, мм 
ymax 
– максимальная стрела провисания ленты, мм 
z 
– число прокладок ленты 
Z 
– штучная производительность конвейера, шт/ч 
α 
– угол обхвата барабана лентой, рад 
β 
– угол подъема трассы конвейера, град 
γ 
– угол наклона боковых роликов, град 
η 
– коэффициент полезного действия 
ПM 
– массовая производительность конвейера, т/ч 
ПV 
– объемная производительность конвейера, м3/ч 
ρрр, ρрх – условная линейная (погонная) плотность роликов рабочей и холостой 
ветвей ленты конвейера соответственно, кг/м 
ρА 
– масса 1 м2 ленты, кг/м2  
ρL 
– погонная масса (плотность) груза, кг/м (т/м) 
ρV 
– насыпная (объемная) плотность груза, т/м3 
σр 
– прочность тканевой прокладки, Н/мм 
ϕ, ϕд 
– угол естественного откоса груза в состоянии покоя и при движении соответственно, град 
ψ 
– коэффициент заполнения сосуда 

ВВЕДЕНИЕ 

Подъемно-транспортные машины, используемые на металлургических предприятиях, в значительной мере обеспечивают механизацию и 
автоматизацию производственного процесса, поскольку насыщенность 
средствами механизации трудоемких и тяжелых работ определяет степень совершенства технологических процессов на предприятии. Наличие современного оборудования, особенности технологии, использование межцехового и внутрицехового транспорта на металлургических 
предприятиях требуют применения разнообразных типов подъемнотранспортных машин и механизмов. 
Все подъемно-транспортные машины делятся на две основные 
группы: грузоподъемные машины периодического действия и транспортирующие машины (конвейеры) непрерывного действия. В пособии рассматриваются машины, относящиеся ко второй группе. В отличие от грузоподъемных машин, которые перемещают грузы отдельными порциями и возвращаются за новой порцией груза порожняком, транспортирующие машины-конвейеры предназначаются для 
перемещения грузов непрерывным потоком, без остановок для их 
загрузки и разгрузки. 
Транспортирующие машины используются для перемещения, как 
правило, массового груза одного вида. Транспортные операции в 
этом случае отличаются однотипностью и значительно легче поддаются автоматизации. С помощью конвейеров на металлургических 
предприятиях транспортные и перегрузочные процессы доведены до 
высокой степени автоматизации. 

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ 
МАШИН 

Транспортирующие машины можно разделить на две основные 
группы: 
1) с тяговым органом (ленточные и цепные конвейеры, элеваторы); 
2) без тягового органа (роликовые, винтовые и инерционные конвейеры; пневматические, гидравлические и гравитационные устройства). 
В машинах первой группы тяговый элемент (лента, цепь, канат) 
одновременно является и несущим элементом, при этом груз размещается либо непосредственно на тяговом элементе, либо на прикрепленных к нему устройствах. 
Рассмотрим транспортирующие машины с тяговым органом. 
Ленточный конвейер (рис. 1.1, а) состоит из приводного 4 и натяжного 1 барабанов и ленты 2, охватывающей барабаны с натяжением и транспортирующей груз 3. Тяговое усилие от приводного барабана к ленте передается силами трения. 

 

Рис. 1.1. Схемы конвейеров с тяговым органом: 
а – ленточного; б – пластинчатого цепного; в – скребкового цепного; 
г – ковшового цепного; д – люлечного цепного 

Цепной конвейер (рис. 1.1, б – д) состоит из приводной 4 и натяжной 1 звездочек и цепи 6, входящей в зацепление с обеими звездочками. 
Тяговое усилие от приводной звездочки к цепи передается с помощью 
зацепления. Для перемещения груза 3 к цепи крепят специальные устройства: пластины 5, скребки 7, ковши 8, люльки 9 и т.п. 

à 
á

â

ã 

ä

Элеватор – устройство для непрерывного транспортирования 
груза в вертикальном или наклонном направлении с помощью грузонесущего органа (ковша, люльки, полки и др.), прикрепленного к тяговому элементу (ленте или цепи). 
Далее рассмотрим транспортирующие машины без тягового органа. 
Роликовый конвейер (рольганг) (рис. 1.2, а) – конвейер, на котором перемещение груза 2 происходит с помощью вращающихся 
роликов 1, оси которых установлены в подшипниках на раме конвейера. Такие конвейеры обычно используются для перемещения груза, 
имеющего высокую температуру. 

 

Рис. 1.2. Схемы конвейеров без тягового органа: 
а – роликового; б – винтового 

Винтовой конвейер (рис. 1.2, б) – конвейер, в котором перемещение груза 2 в неподвижном корпусе 3 производится посредством 
вращения винтового вала  4 (вала с винтовыми лопастями). 
Винтовая труба (рис. 1.3) по принципу действия аналогична винтовому конвейеру и представляет собой полый цилиндр 1, внутри 
которого на стенках установлены винтовые выступы 2. При вращении трубы 1 с помощью приводного ролика 4 груз 3 перемещается 
вдоль оси с помощью выступов 2. 

 

Рис. 1.3. Схема транспортирующей винтовой трубы 

à 

á

Гравитационные устройства для транспортирования груза выполняются в виде наклонных или винтовых спусков, по которым 
груз перемещается под действием собственной силы тяжести. 
Наклонный спуск (рис. 1.4, а) состоит из трех участков: на участке 1 
с большим углом наклона груз 2 разгоняется до заданной скорости, на 
участке 3 замедляет движение, а затем останавливается на участке 4. 

 

Рис. 1.4. Схемы гравитационных транспортных устройств: 
а – наклонного; б – винтового 

Винтовые гравитационные устройства (рис. 1.4, б) имеют меньшую ширину корпуса и поэтому более компактны. 
В инерционном конвейере перемещение груза происходит под действием сил инерции. По принципу действия их делят на две группы: 
вибрационные, в которых груз отрывается от желоба и перемещается 
микроскачками, и качающиеся, в которых груз скользит по желобу. 
Амплитуда и частота колебаний желоба вибрационного конвейера 
составляют 0,5...5 мм и 450...3000 Гц соответственно; качающегося – 
10...150 мм и 40...400 Гц соответственно. 
Пневматические и гидравлические устройства осуществляют 
перемещение сыпучих, волокнистых и кусковых материалов в потоке 
воздуха или жидкости по трубам или желобам. 
В настоящем пособии подробно рассмотрен наиболее распространенный на металлургических предприятиях тип транспортирующих 
машин – ленточный конвейер. 
Для создания ленточного конвейера необходимо знать его производительность и характеристику транспортируемых грузов. 

à
á

2. ХАРАКТЕРИСТИКА 
ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ГРУЗОВ 

Транспортируемые грузы делятся на две основные группы: штучные и насыпные. 
Штучные грузы характеризуются массой, габаритными размерами и конфигурацией, а также особыми свойствами: температурой, 
пожаро- и взрывоопасностью, хрупкостью и др. 
Насыпной груз характеризуется гранулометрическим составом, 
хрупкостью, насыпной плотностью, подвижностью и абразивностью 
(табл. 2.1); кроме того, в ряде случаев необходимо учитывать такие 
характеристики насыпного груза, как влажность, смерзаемость, липкость, токсичность и др. 

Таблица 2.1 

Характеристика наиболее распространенных насыпных грузов 
(в сухом состоянии) 

Насыпные грузы 
Плотность 
ρV, т/м3 
Угол ϕ, 
град 
Группа 
абразивности 

Легкие: 
торф 
кокс, зола 
стружка стальная 

0,3...0,5 
0,4...0,6 
0,2...0,6 

32...45 
35...50 
35...50 

A 
D 
D 

Средние: 
уголь, шлак 
цемент 
известняк 
земля, песок 

0,7...1,0 
1,0...1,3 
1,2...1,5 
1,2...1,7 

30...45 
40 
40...45 
30...45 

B, C 
C 
B 
C 

Тяжелые: 
гравий, щебень 
агломерат 

1,6...1,9 
1,7...2,0 
30...45 
45 
B, D 
D 

Особо тяжелые: 
окатыши рудные 
огарок цинковый 
руда железная 
железняк бурый 

1,8...2,5 
2,0...2,2 
2,1...3,5 
3,0...4,6 

35...40 
30...40 
30...50 
30...45 

D 
D 
D 
D 

Рассмотрим характеристики насыпного груза подробнее. 
Гранулометрический состав грузов, т.е. распределение по крупности составляющих их частиц (кусков), определяется размером 
наибольших частиц (кусков), количество которых в пробе должно 
составлять не менее 10 %. 
В соответствии с этим параметром насыпные грузы делят на восемь 
категорий крупности: пылевидные (с размером частиц менее 0,05 мм); 

порошкообразные (0,05...0,50 мм); мелкозернистые (0,5...2,0 мм); крупнозернистые (2...10 мм); мелкокусковые (с размером кусков 11...60 мм); 
среднекусковые (60...160 мм); крупнокусковые (160...320 мм); особо 
крупнокусковые (с размером кусков более 320 мм). 
Насыпной плотностью ρV свободно насыпанного груза называется отношение его массы к занимаемому им объему; она зависит от 
плотности материала, его пористости, гранулометрического состава 
и влажности. 
Подвижность насыпного груза зависит от сил сцепления между 
отдельными частицами и от сил трения, возникающих при относительном перемещении частиц. 
Характеристикой подвижности груза является угол естественного 
откоса (рис. 2.1), т.е. угол между боковой поверхностью свободно насыпанного груза и горизонтальной плоскостью. Различают угол естественного откоса в состоянии покоя – ϕ (рис. 2.1, а) и при движении – ϕд 
(рис. 2.1, б). При движении груза подвижность его частиц увеличивается в результате вибраций и ударных нагрузок, и поэтому угол естественного откоса уменьшается. Приближенно принимают ϕД = 0,7ϕ. 

 

Рис. 2.1. Угол естественного откоса: 
а – в состоянии покоя; б – в движении 

Абразивностью называется свойство насыпного груза истирать 
поверхность соприкасающихся с ним деталей (лент, пластин и т.д.). 
По абразивности насыпной груз делится на четыре группы: A – неабразивный, B – малоабразивный, C – среднеабразивный, D – высокоабразивный. 

à
á