Конвейеры цепные наклонные: подъем сыпучих материалов под углом до 60 градусов, технические характеристики, особенности монтажа
Представьте себе производственную линию, где сырье нужно поднять на высоту пятого этажа, а места для длинной пологой галереи катастрофически не хватает. Выход есть — конвейеры цепные наклонные. Эти машины решают задачу там, где ленточные транспортеры сдаются: они уверенно перемещают грузы вверх под углами до 45–60 градусов, занимая минимум пространства. В основе их работы лежит все та же проверенная схема — цепь со скребками или ковшами движется внутри закрытого короба, захватывая материал в нижней точке и доставляя его наверх.
Чем же конвейер цепной наклонный отличается от своего горизонтального собрата? Главное отличие — сила тяжести здесь работает против движения. Материал постоянно стремится скатиться вниз, и только правильный подбор скорости, формы скребков и угла наклона позволяет удержать его на подъеме. Конструкторы решают эту задачу несколькими способами: уменьшают шаг скребков, увеличивают их высоту, применяют специальные загрузочные устройства с подпорными клапанами и обязательно оснащают конвейер мощным тормозом, предотвращающим обратный ход при остановке.
На обогатительных фабриках в Норильске и Дудинке конвейеры цепные наклонные поднимают руду и уголь из глубоких карьеров на поверхность. Угол подъема достигает 35–40 градусов, высота — до 50 метров. На цементных заводах в Красноярске и Ачинске такие конвейеры подают известняк и глину из приемных бункеров в дробилки, установленные на высоких эстакадах. На элеваторах в Канске и Минусинске конвейеры цепные наклонные заменяют нории, поднимая зерно под углом 45 градусов, что позволяет экономить электроэнергию по сравнению с вертикальными ковшовыми элеваторами. На химических предприятиях в Усолье-Сибирском и Ангарске оборудование транспортирует гранулы полимеров и порошковые реагенты на верхние площадки реакторов. В портах Игарки и Диксона конвейеры цепные наклонные перегружают уголь и руду из трюмов судов в береговые склады, работая в условиях Крайнего Севера.
В этой статье мы детально разберем, как устроены конвейеры цепные наклонные, какие технические параметры на них влияют, на что обратить внимание при выборе и как правильно их эксплуатировать.
Как устроен наклонный цепной конвейер: конструктивные отличия от горизонтального
Конвейер цепной наклонный внешне похож на горизонтальный, но внутри него скрыто несколько важных отличий, продиктованных необходимостью работать под углом.
Короб и его внутреннее устройство
Короб конвейера цепного наклонного — это сварная конструкция из листовой стали толщиной от 5 до 10 миллиметров. В отличие от горизонтальной версии, здесь нет разделения на рабочую и холостую ветви в одном коробе. Обычно применяется двухкоробная схема: рабочий короб, по которому материал поднимается вверх, и холостой короб (или возвратный канал), по которому цепь возвращается вниз. Это исключает просыпание материала на холостую ветвь.
Для жесткости короб конвейера цепного наклонного оснащается поперечными ребрами, установленными с шагом 1–1,5 метра. Внутренняя поверхность рабочего короба для абразивных материалов футеруется износостойкими пластинами из стали 110Г13Л или полиуретана. Футеровка не только защищает короб от истирания, но и уменьшает трение материала о стенки, снижая энергопотребление.
В нижней части короба, в зоне загрузки, установлен подпорный клапан — устройство, которое не дает материалу высыпаться обратно при остановке конвейера. Клапан представляет собой шарнирно закрепленную пластину, которая под давлением материала открывается при работе и закрывается под собственным весом при остановке.
Тяговая цепь и скребки
Для конвейеров цепных наклонных цепи выбираются с запасом прочности на 30–50 процентов выше, чем для горизонтальных. Причина — дополнительная нагрузка от веса столба материала, находящегося в наклонном коробе. Чаще всего применяются два типа цепей.
Круглозвенные калиброванные цепи из стали 20ГЛ или 25ГЛ — оптимальный выбор для тяжелых условий. Диаметр звена — от 12 до 22 миллиметров, разрывное усилие — до 800 килоньютонов. Эти цепи не боятся абразива, работают при температуре до 300 градусов и имеют ресурс до 25 000 часов.
Пластинчатые втулочно-роликовые цепи из закаленной стали используются для легких и средних условий — при работе с зерном, комбикормами, гранулами. Шаг цепи — от 125 до 250 миллиметров, разрывное усилие — до 400 килоньютонов.
Скребки на конвейере цепном наклонном устанавливаются чаще, чем на горизонтальном. Если на горизонтальном конвейере шаг скребков может составлять 300–400 миллиметров, то на наклонном он сокращается до 150–250 миллиметров. Высота скребков также увеличивается — они должны удерживать материал от сползания. Для особо крутых подъемов (более 35 градусов) применяются скребки с резиновыми уплотнительными планками, которые плотно прилегают к днищу короба.
Приводная станция: почему она сверху
На конвейерах цепных наклонных приводная станция почти всегда располагается в верхней части. Почему? Потому что так цепь работает на растяжение, а не на сжатие. Когда привод тянет цепь вверх, все звенья находятся под нагрузкой равномерно. Если бы привод стоял внизу и толкал цепь вверх, нижние звенья испытывали бы сжимающие нагрузки, что приводило бы к продольному изгибу и быстрому выходу цепи из строя.
В состав приводной станции входят электродвигатель с частотным преобразователем для плавного пуска, редуктор с передаточным числом от 30 до 60, приводная звездочка увеличенного диаметра и, самое главное, тормозное устройство. Тормоз на конвейере цепном наклонном — не опция, а обязательный элемент безопасности. При остановке он должен удержать цепь вместе со столбом материала, иначе конвейер начнет вращаться в обратную сторону, сбрасывая материал вниз и создавая аварийную ситуацию.
Мощность привода для наклонных конвейеров рассчитывается с учетом трех составляющих: сопротивление перемещению материала по коробу, сопротивление подъему материала на высоту и сопротивление возврата холостой ветви. Для конвейера высотой 30 метров и производительностью 50 тонн в час мощность привода может составлять 30–45 киловатт.
Натяжная станция: снизу
Натяжная станция конвейера цепного наклонного располагается в нижней части, со стороны загрузки. Здесь установлен натяжной барабан или звездочка, а также механизм натяжения. Для наклонных конвейеров чаще всего применяется грузовое (гравитационное) натяжение — подвешенный груз автоматически поддерживает постоянное натяжение цепи независимо от ее вытяжки. Ход натяжного устройства составляет от 500 до 1500 миллиметров в зависимости от высоты подъема.
Загрузочный узел: как избежать обратного высыпания
Загрузка конвейера цепного наклонного — самая ответственная операция. Материал должен попадать в короб равномерно, без ударных нагрузок, и сразу подхватываться скребками. Для этого загрузочный патрубок располагается под углом 45–60 градусов к горизонту и оснащается направляющим лотком. В зоне загрузки устанавливаются дополнительные скребки с уменьшенным шагом, чтобы материал не успевал скатываться вниз.
Для материалов с плохой сыпучестью (влажный песок, глина, торф) применяются принудительные питатели — шнековые или ленточные, которые дозированно подают материал в короб.
Технические характеристики конвейеров цепных наклонных
Ниже приведены систематизированные технические данные для конвейеров цепных наклонных, основанные на опыте проектирования и эксплуатации.
Основные типоразмеры и производительность
| Ширина короба, мм | Высота скребка, мм | Шаг скребков, мм | Скорость цепи, м/с | Производительность при насыпной плотности 1,0 т/м³, т/ч | Максимальный угол, градусов |
|---|---|---|---|---|---|
| 200 | 100 | 160 | 0,2–0,4 | до 20 | 45 |
| 250 | 125 | 200 | 0,2–0,5 | до 35 | 45 |
| 320 | 160 | 200 | 0,2–0,5 | до 55 | 50 |
| 400 | 200 | 250 | 0,2–0,6 | до 85 | 50 |
| 500 | 250 | 250 | 0,2–0,6 | до 130 | 55 |
| 600 | 300 | 300 | 0,2–0,7 | до 200 | 55 |
| 800 | 350 | 300 | 0,2–0,7 | до 300 | 60 |
Цифры в таблице — это ориентиры. Реальная производительность конвейера цепного наклонного зависит от свойств материала. Для сыпучего зерна с углом естественного откоса 30 градусов производительность будет близка к максимальной. Для влажного песка с низкой сыпучестью ее придется снизить на 30–40 процентов.
Зависимость мощности привода от высоты подъема и производительности
| Ширина короба, мм | Мощность, кВт (H=15 м, 30 т/ч) | Мощность, кВт (H=25 м, 50 т/ч) | Мощность, кВт (H=35 м, 80 т/ч) | Мощность, кВт (H=45 м, 120 т/ч) |
|---|---|---|---|---|
| 200 | 7,5–11,0 | 11,0–15,0 | 15,0–18,5 | 18,5–22,0 |
| 250 | 11,0–15,0 | 15,0–18,5 | 18,5–22,0 | 22,0–30,0 |
| 320 | 15,0–18,5 | 18,5–22,0 | 22,0–30,0 | 30,0–37,0 |
| 400 | 18,5–22,0 | 22,0–30,0 | 30,0–37,0 | 37,0–45,0 |
| 500 | 22,0–30,0 | 30,0–37,0 | 37,0–45,0 | 45,0–55,0 |
| 600 | 30,0–37,0 | 37,0–45,0 | 45,0–55,0 | 55,0–75,0 |
| 800 | 37,0–45,0 | 45,0–55,0 | 55,0–75,0 | 75,0–90,0 |
Эти значения рассчитаны для угла наклона 30 градусов и материала средней плотности. Для каждого конкретного случая требуется индивидуальный расчет.
Параметры цепей для наклонных конвейеров
| Ширина короба, мм | Тип цепи | Диаметр звена, мм | Шаг цепи, мм | Разрывное усилие, кН | Масса 1 м цепи, кг |
|---|---|---|---|---|---|
| 200–250 | Пластинчатая | 12 | 125 | 150 | 10 |
| 320–400 | Пластинчатая усиленная | 16 | 160 | 300 | 18 |
| 500–600 | Круглозвенная | 16 | 80 | 450 | 16 |
| 600–800 | Круглозвенная усиленная | 20 | 100 | 650 | 24 |
Для конвейеров цепных наклонных, работающих на открытом воздухе в северных регионах, цепи должны быть изготовлены из низкотемпературной стали, сохраняющей вязкость при минус 50 градусах Цельсия. Обычная сталь на морозе становится хрупкой и может разрушиться при пуске.
Максимальная высота подъема в зависимости от материала
| Тип материала | Максимальная высота подъема, м | Рекомендуемая скорость цепи, м/с |
|---|---|---|
| Зерно, гранулы, комбикорм | 50 | 0,5–0,7 |
| Цемент, зола, сырьевая мука | 40 | 0,4–0,6 |
| Песок, щебень мелкий | 35 | 0,3–0,5 |
| Уголь, руда | 30 | 0,3–0,5 |
| Влажные и липкие материалы | 20 | 0,2–0,4 |
Высота подъема ограничена не только прочностью цепи, но и возможностью удержания материала на скребках. При подъеме на высоту более 40 метров даже самый сыпучий материал начинает «течь» обратно между скребками, снижая производительность. В таких случаях применяют секционные конвейеры — два и более наклонных транспортера, установленных последовательно с перегрузочными бункерами.
Типы наклонных цепных конвейеров: какой выбрать
Конвейеры цепные наклонные выпускаются в нескольких модификациях, каждая из которых заточена под конкретные задачи.
Скребковые наклонные конвейеры
Самый распространенный тип. Цепь со скребками движется внутри короба, волоча материал вверх. Хорошо работают с сыпучими и пылевидными материалами — зерном, цементом, мукой, песком. Не подходят для крупнокусковых материалов — более 100 миллиметров, так как куски могут заклиниваться между скребками и стенками.
Плюсы: простота конструкции, низкая стоимость, легкость обслуживания. Минусы: ограниченный угол подъема (до 45 градусов), износ днища при работе с абразивными материалами.
Ковшовые наклонные конвейеры
Вместо скребков на цепи закреплены ковши. Это гибрид между скребковым конвейером и норией. Ковши зачерпывают материал в нижней части, поднимают его вверх и разгружаются при перегибе через верхнюю звездочку.
Плюсы: больший угол подъема (до 60 градусов), возможность работы с кусковыми материалами, более высокая производительность при тех же габаритах короба. Минусы: сложнее в обслуживании, выше стоимость, ковши могут забиваться влажными материалами.
Конвейеры с погруженными скребками
Цепь движется внутри короба, полностью заполненного материалом. Скребки проходят сквозь толщу материала, перемещая его как единое целое. Применяются для легкосыпучих материалов с хорошей текучестью.
Плюсы: очень высокая производительность при небольших габаритах, возможность работы на крутых подъемах (до 55 градусов). Минусы: высокое энергопотребление, чувствительность к крупным фракциям и влажности.
Где применяются наклонные цепные конвейеры: живые примеры
Конвейеры цепные наклонные работают в самых разных отраслях. Вот несколько реальных примеров.
Горнорудная промышленность
На обогатительных фабриках в Норильске и Дудинке конвейеры цепные наклонные поднимают руду и уголь из дробильных отделений в бункера мельниц. Условия — жесточайшие. Температура материала невысокая, зато абразивный износ зашкаливает. Здесь применяются круглозвенные цепи из легированной стали, короба футеруются сталью 110Г13Л, а загрузочные узлы имеют усиленную конструкцию с двухсторонними направляющими.
Цементная промышленность
На заводах в Красноярске и Ачинске конвейеры цепные наклонные подают известняк и глину из приемных бункеров в дробилки. Высота подъема — 15–20 метров, угол — 30 градусов. Материал влажный, склонный к налипанию. Чтобы скребки не «замыливались», их изготавливают из нержавеющей стали с полированной поверхностью, а в зоне загрузки устанавливают вибраторы для отряхивания материала.
Элеваторы и зернохранилища
В Канске и Минусинске конвейеры цепные наклонные успешно конкурируют с нориями. Угол подъема — 45 градусов, высота — 25 метров. Зерно поднимается бережно, без травмирования, процент дробления не превышает 0,2 процента — это в два раза ниже, чем у нории. Пластинчатые цепи и полиуретановые скребки обеспечивают бесшумную работу и долгий срок службы.
Химическая промышленность
В Усолье-Сибирском и Ангарске конвейеры цепные наклонные транспортируют гранулы полимеров и порошковые реагенты на высоту до 30 метров. Требования — исключительная чистота и герметичность. Здесь применяются конвейеры из нержавеющей стали AISI 316L с зеркальной полировкой внутренних поверхностей. Цепи и скребки — также из нержавейки. Конвейер подключен к системе аспирации, чтобы даже следы пыли не попадали в атмосферу.
Портовая перевалка
В портах Игарки и Диксона конвейеры цепные наклонные перегружают уголь и руду из трюмов судов в береговые склады. Угол подъема — 35 градусов, высота — 20 метров. Оборудование работает в условиях Крайнего Севера: морозы до минус 45 градусов Цельсия, ветер, снег, лед. Применяются низкотемпературные стали, специальные морозостойкие смазки для цепей и подшипников, обогреваемые загрузочные узлы.
Особенности монтажа и эксплуатации
Конвейеры цепные наклонные требуют более внимательного подхода при монтаже и обслуживании, чем горизонтальные.
Точность установки
Ось конвейера цепного наклонного должна быть идеально прямой. Любое отклонение — и цепь начнет тереться о стенки короба, быстро изнашиваясь и потребляя лишнюю энергию. При монтаже необходимо использовать лазерные измерительные приборы. Допустимое отклонение от прямой — не более 2 миллиметров на 10 метров длины.
Фундамент и опоры
Конвейер цепной наклонный передает на опоры значительные нагрузки — как вертикальные от собственного веса и веса материала, так и горизонтальные от натяжения цепи. Опоры должны быть жестко закреплены на фундаменте. Для конвейеров высотой более 20 метров требуется расчет фундамента на опрокидывание.
Пуск и остановка
Запускать конвейер цепной наклонный нужно только порожним. Если в коробе остался материал, пусковой момент может оказаться недостаточным, и привод не сдвинет цепь с места. При длительной остановке материал из короба необходимо удалить через разгрузочные люки.
Остановка должна быть плавной. Резкое торможение вызывает рывки цепи, которые могут привести к ее разрыву. Частотный преобразователь на приводе — не роскошь, а необходимость для конвейера цепного наклонного высотой более 15 метров.
Смазка цепи
Цепь конвейера цепного наклонного нуждается в регулярной смазке. Для пластинчатых цепей применяются консистентные смазки, которые наносятся на шарниры каждые 200–300 часов работы. Для круглозвенных цепей используются жидкие смазки с автоматической подачей от централизованной системы. В зимний период на открытых площадках применяются низкотемпературные смазки, не густеющие на морозе.
Тормозная система
Тормоз на конвейере цепном наклонном — элемент первостепенной важности. Он должен быть рассчитан на удержание полной нагрузки конвейера при внезапном отключении электроэнергии. На крупных конвейерах устанавливают два тормоза — основной и резервный, а также устройство для ручного стопорения при ремонте.
Защита от обратного хода
Дополнительно к тормозу на валу привода устанавливается храповой механизм или обгонная муфта, которые механически блокируют вращение в обратную сторону. Это пассивная защита, которая сработает даже в случае полного отказа тормозной системы.
Исходные данные для проектирования конвейера цепного наклонного
Для того чтобы спроектировать конвейер цепной наклонный, который будет работать без проблем, конструкторам нужна следующая информация.
Характеристики материала
- точное наименование материала;
- насыпная плотность, килограммов на кубический метр;
- максимальный размер кусков, миллиметров;
- влажность в процентах;
- температура, градусов Цельсия;
- угол естественного откоса (характеризует сыпучесть);
- абразивность;
- налипаемость.
Параметры подъема
- высота подъема, метров;
- угол наклона, градусов;
- длина горизонтальных участков (если они есть, например, перед загрузкой);
- требуемая производительность, тонн в час.
Условия эксплуатации
- место установки: помещение, открытая площадка, галерея;
- температура окружающей среды, градусов Цельсия;
- категория взрывоопасности;
- требования к герметичности.
Особые пожелания
- тип конвейера: скребковый, ковшовый, с погруженными скребками;
- материал исполнения: углеродистая сталь, оцинковка, нержавейка;
- необходимость футеровки короба;
- тип тормозной системы.
Для точного расчета всех параметров на сайте реализован калькулятор конвейеров. Внесите эти данные в форму — и система предложит предварительный типоразмер, мощность привода и ориентировочную стоимость конвейера цепного наклонного.
Производство и сервис по всей России и Таможенному союзу
Изготовление конвейеров цепных наклонных — дело ответственное. Каждый такой конвейер — штучное изделие, спроектированное под конкретные высоту, угол и материал. Мы производим их на собственном заводе с полным циклом: от раскроя металла на лазерном станке до финишной окраски в покрасочной камере.
География поставок — вся Россия, от Калининграда до Камчатки, а также Беларусь, Казахстан, Узбекистан, Кыргызстан, Таджикистан. Конвейеры цепные наклонные работают в Минске и Бресте, в Алматы и Караганде, в Ташкенте и Самарканде, в Бишкеке и Оше. На каждом объекте наши инженеры проводят шеф-монтаж и пусконаладку, обучают персонал.
Технологические возможности завода:
- лазерная резка металла толщиной до 40 миллиметров;
- гибка листа на листогибах с усилием до 400 тонн;
- токарная и фрезерная обработка валов и звездочек;
- автоматическая сварка корпусов;
- термическая обработка цепей и скребков;
- горячее цинкование и порошковая окраска.
Сервисное обслуживание:
- выезд инженера для замеров на месте;
- шеф-монтаж и пусконаладка;
- обучение персонала;
- гарантия 24 месяца;
- поставка запчастей (цепи, скребки, звездочки) со склада;
- круглосуточная техподдержка.
Хотите получить расчет конвейера цепного наклонного под вашу задачу? Заполните форму на сайте или воспользуйтесь калькулятором конвейеров. Наши специалисты подготовят коммерческое предложение с чертежами и спецификацией в течение двух рабочих дней. Конвейеры цепные наклонные — это ваш способ поднять материалы вверх без лишних затрат на пространство и строительство.
