Элеватор ковшовый. Загрузка и разгрузка элеватора. Расчет элеватора.

Элеваторы — это транспортирующие устройства, перемещающие груз в вертикальном или близком к вертикальному направлении. Перемещение сыпучего груза осуществляется ковшами. Ковшовые элеваторы применяются в зернохранилищах, на предприятиях по производству строительных материалов, продуктов питания и т. п.

Загрузка элеватора. Загрузка ковша элеватора.

Загрузку ковшей элеваторов производят, либо засыпая груз через загрузочное отверстие (рис. 1, а), либо зачерпывая его из нижней части элеватора (рис. 1, б). Загрузку зачерпыванием применяют для таких грузов, которые не создают значительного сопротивления зачерпыванию (пылевидные и мелкозернистые грузы). Крупнокусковые и абразивные грузы засыпают непосредственно в ковши. Ширина ковша b (см. рис. 3) при транспортировании кусковых грузов зависит от размеров частиц и обычно принимается по условию b≥ka, где коэффициент (k = 2÷2,5 — для рядовых грузов и k = 4÷5 — для сортированных грузов с максимальным размером куска, равным а.

Разгрузка элеватора. Разгрузка ковша элеватора.

Разгрузка ковшей элеваторов при больших скоростях происходит путем выбрасывания груза из ковшей в верхней точке элеватора под действием центробежной силы (рис. 1, в). При меньших скоростях выбрасывания не происходит и груз высыпается из ковшей при обегании ими верхней звездочки. В этом случае необходимо отклонить холостую ветвь элеватора (рис. 1, позиция г), чтобы можно было подставить под груз приемный лоток или же сделать элеватор наклонным. При необходимости высыпать груз на тихоходном элеваторе без отклонения ковшей применяют ковши с бортовыми направляющими (см. рис. 3, позиция в), передняя стенка которых служит желобом для груза, высыпаемого из следующего ковша (рис. 1, позиция д). Ковши с бортовыми направляющими применяют только при сомкнутом их расположении на тяговом элементе.

Схема загрузки и разгрузки ковшового элеватора

Рис. 1

Расчет элеватора

Характер разгрузки ковшей элеваторов зависит от скорости движения ковшей и диаметра приводного барабана или звездочки элеватора. Когда ковш с грузом начинает поворачиваться вокруг барабана, то на груз кроме силы тяжести G = mg действует центробежная сила C = mV²/2 (рис. 2), где V — скорость движения центра тяжести груза в ковше, r — расстояние от этого центра тяжести до центра барабана. При движении ковша вместе с барабаном равнодействующая R сил G и С изменяется по значению и направлению, но линия ее действия всегда проходит при данной скорости движения через одну и ту же точку А, называемою полюсом и расположенную на вертикали, проходящей через ось барабана, на расстоянии l от оси вращения, причем:

Отсюда l = gr²/v² = 895/n², то есть полюсное растояние l, м, зависит только от частоты вращения барабана n, об/мин. и с уменьшение частоты вращения увеличивается (здесь g = 9,8 м/с² — ускорение свободного падения). Если полюсное расстояние l меньше или равно радиусу окружности барабана ra, центробежная сила превышает силу тяжести и происходит выбрасывание груза (центробежная разгрузка). При полюсном расстоянии большем радиуса ra, м, окружности, проведенной через наружные кромки ковшей, сила тяжести больше центробежной силы и происходит высыпание груза (самотечная разгрузка). При r0 < l ≤ ra происходит смешанная разгрузка ковшей, как выбрасыванием, так и высыпанием. Центробежная разгрузка применяется для быстроходных (чаще всего ленточных) элеваторов с расставленными ковшами при транспортировании зернистых, мелкокусковых и пылевидных легкосыпучих грузов.

Схема разгрузки ковшей элеватора

Рис. 2

Масса груза, находящегося в одном ковше, G = Vρφ, где V — объем ковша; ρ — насыпная плотность груза; φ — коэффициент заполнения ковша (в зависимости от вида груза φ = 0,6 ÷ 0,9: меньшие значения принимают для кусковых грузов).

Производительность элеватора Q, т/ч, при скорости v, м/с, и шаге установки ковшей на тяговом элементе, равном t, м, равна:

Обычно шаг ковшей t = (2 ÷ 3)h (для ковшей с бортовыми направляющими t = h), где h — высота ковша (см. рис. 3). Для цепных элеваторов шаг t должен быть кратен шагу цепи.

Тяговый расчет элеватора производится также методом обхода по контуру. В элеваторе в зависимости от типа тягового элемента имеются все виды сопротивлений. Но при расчете элеваторов необходимо учитывать еще сопротивление зачерпыванию груза ковшами. Это сопротивление зависит от многих факторов, плохо поддающихся расчету: физико-механических свойств транспортируемого груза, скорости движения ковшей, типа и шага ковшей, степени заполнения ковша грузом. Поэтому значение коэффициента сопротивления при зачерпывании Сзач в формуле силы сопротивления Fзач = Сзачq принимается по экспериментальным данным. Этот коэффициент численно равен работе, совершаемой при зачерпывании груза массой 1 кг: для скорости ковшей 1 ÷ 1,25 м/с при транспортировании порошковых и мелкокусковых грузов Сзач=15 ÷ 20 Н·м/кг и при транспортировании среднекусковых грузов Cзач = 20 ÷ 50 Н·м/кг.

Для ленточных элеваторов по наименьшему натяжению определяют силу сцепления ленты с приводом барабана по зависимости Эйлера. Приводные устройства элеваторов обычно располагают в верхней части, где натяжение тягового элемента максимально и где обеспечивается наибольшая сила сцепления с приводным барабаном. Натяжные устройства располагают в нижней части элеватора, что позволяет использовать силу тяжести самого тягового элемента и нижнего барабана для создания необходимого натяжения.

Безопасность на элеваторе. Техника безопасности на элеваторе.

Для предохранения элеватора любого типа от самопроизвольного обратного движения под действием веса груза при выключении двигателя привод снабжают стопорным устройством, допускающим движение только в одном направлении. Чаще всего для этой цели используют роликовые остановы или храповые остановы. Иногда элеваторы снабжают электромагнитными стопорными тормозами.

Чтобы не повредить ходовую часть элеватора и кожух при обрыве тягового элемента, на цепных элеваторах применяют специальные ловители цепи, а на ленточных элеваторах ковши по боковым стенкам соединяются стальными канатами, идущими без натяжения и удерживающими ковши от падения при обрыве ленты. Одновременно с этим на натяжных барабанах (звездочках) устанавливают реле скорости, выключающее электродвигатель при обрыве тягового элемента.