Рабочие процессы конвейера
Рабочие процессы конвейера. Практически до самого последнего времени вибрационные процессы рассматривались в качестве только негативного фактора влияющего на общую работоспособность оборудования и способную привести к разрушению узлов и механизмов и, в конечном счёте, полной остановке оборудования.
Несмотря на разрушения, вызываемые вибрацией, в последнее время всё чаще начинают использовать вибрационные эффекты на пользу эксплуатации. Позитивное применение последствий вибрации используется в таком сложном механизме как ленточный транспортёр.
Ленточные транспортёры применяются практически во всех сферах деятельности человека и занимают первое место по использованию. Вибрационные процессы, превышающие показатели нормальной работы и проходящие без контроля, так же как и во всём остальном оборудовании, вызывают негативные последствия для ленточного конвейера, в частности для конвейерной ленты.
Вибрационные процессы, возникающие во время эксплуатации ленточных конвейеров условно можно разделить на четыре основных вида — конструктивные, технологические, эксплуатационные, электромеханические. К первому виду относятся конструктивные причины. Конструктивные причины возникают вследствие деформации ленты во время огибания натяжного и приводного барабанов.
К технологическим причинам относится деформация, возникающая на роликах. Вследствие перемещения ленты с грузом на роликовую опору рабочая поверхность, обкладка ленты, растягивается, при этом нижняя часть сжимается и достигает максимальных значений в районе перегиба конвейерной ленты роликов. Затем, лента, отходя от роликовой опоры, распрямляется, и перемещение объёмной деформации меняется с деформации растяжения на растяжение сжатия.
Возникающие усилия растяжения и сжатия определяют возникновение колебаний в малой площади участка обкладки. Вследствие этих колебаний поверхность обкладки конвейерной ленты повреждается с проявлением сетки из микротрещин. Проявление такой сетки, в конечном счете, разрушает целостность конвейерной ленты.
Схожие по типу колебания возникают и при огибании конвейерной лентой натяжного и приводного барабана. В пространстве между роликовыми опорами конвейерная лента слегка провисает, и как следствие этого провисания возникают поперечные колебания. Частота поперечных колебаний напрямую зависит от скорости перемещения ленты и её натяжения. Возникновение таких поперечных колебаний вызывает движение, перемещение, груза.
Поперечная вибрация возникает вследствие применения роликовых опор, создающих жёлоб при перемещении груза. Эту вибрацию вызывает несимметричная загрузка конвейерной ленты. При превышении определённой критической величины перемещения груза возникают продольные колебания ленты. Кроме того, недостаточное натяжение ленты может вызывать проскальзывание ленты, что, в конечном счете, также приводит к возникновению вибрационных процессов.
Применение шарнирных креплений подвесных роликовых опор при перемещении груза приводит к возникновению отклонения ленты слегка вперёд по ходу движения и поворот относительно места крепления. Это, зачастую, приводит к устойчивому поперечному движению ленты. Поэтому на конвейер ленточный, горизонтальный, установка подвесных роликовых опор с шарнирным креплением не рекомендовано, так как вследствие возникновения этих эффектов проявляется вибрационные процессы.
При эксплуатации ленточного конвейера с углом наклона возникает другой тип колебаний, автоколебания. Такой тип вибрации возникает с углом работы от 5 градусов. К причинам эксплуатационного характера относятся неравномерная подача перемещаемого груза на ленту. Такая неравномерная подача в частности возможно при перемещении кусков груза различного размера. Вследствие неравномерной нагрузки на ленту деформация в одних местах значительно больше чем в других. Такая неравномерная нагрузка ленты вызывает вертикальные колебания.
Стоит отметить, что при перемещении груза с большими скоростями и неравномерной нагрузкой на ленту, возможно возникновение вибрации, способное оторвать ленту от роликовых опор. Также, транспортировка грузов, состоящих из крупных кусков, способна вызывать динамические нагрузки на конвейерную ленту. Этот груз располагается на одном месте конвейерной ленты и при прохождении через роликовую опору производит ударные нагрузки. Возникающие ударные нагрузки со временем приводят к отказу ленты.
В меньшей степени, но также происходят подобного рода колебания и при перемещении грузов, состоящих из более мелких кусков. Если происходит совпадение частоты колебаний ленты и частоты колебаний корпуса конвейера, то возможно возникновение резонанса, который приведёт к просыпанию груза. Во время перемещения таких материалов, как бетонная смесь с помощью ленточного конвейера, смесь в промежутке между роликовыми опорами расслаивается на составляющие элементы. При этом во время транспортировки мелкие части груза оседают на ленте, и происходит уплотнение.
Вода, содержащаяся в смеси оказывается сверху. Как следствие, материал в большей степени налипает на конвейерную ленту. К электромеханическим причинам, возникающим в процессах вибрации, относятся, например, отсутствие в конвейерной системе устройства плавного запуска. При запуске конвейера без устройства плавного пуска возникают пиковые нагрузки, вызывающие локальное, продольное растяжение конвейерной ленты. Следствием возникновения этого растяжения является возникновение интенсивных поперечных колебаний, способных вызвать отрыв ленты от роликовых опор.
Спустя какое-то время эти колебания затухают, однако в этот момент возможно высыпание перемещаемого груза с конвейерной ленты. В эксплуатации ленточного конвейера, имеющего в своём составе несколько приводов, немалую роль играет несогласованность их работы. Эта несогласованность приводит к нарастающей вибрации конвейерной ленты.
В результате всех возникающих типов вибрации в самом худшем случае происходит просыпание перемещаемого груза с трассы. Кроме того, возникают значительные динамические нагрузки, негативно влияющие на конструкцию конвейера.
Однако эффектом вибрации можно воспользоваться. Эффект вибрации можно применить для осуществления промежуточной разгрузки конвейера ленточного, так как использование различных механических разгрузочных устройств в конечном счёте приводит к достаточно быстрому износу ленты. Применение во время разгрузки тележек увеличивает необходимую мощность конвейера порядка на 25%.
Применение вибрационных процессов может осуществляться посредством целенаправленных колебаний конвейерной ленты. Одним из преимуществ использования вибрационных процессов является полное отсутствие дополнительных потребляемых мощностей.
Вариантом для применения вибрации в рабочем процессе является очищение поверхности конвейерной ленты от прилипшего материала. В этом случае используется устройство, которое создаёт вибрацию холостой ветви конвейера. Это устройство состоит из вибрационного ролика с приваренными к нему прутьями. При вращении вибрационный ролик заставляет холостую ветвь конвейерной ленты колебаться, и как следствие этих колебаний, очищаться от приставших к ней крупных частей груза.
Подобного рода очистка не позволяет очистить конвейерную ленту полностью, и поэтому желательно применять дополнительное устройство очистки. Таким дополнительным элементом может являться прижатое к ленте полотно. Этот дополнительный элемент за счёт вибрации очищает конвейерную ленту уже и от мелких прилетевших частей. В результате конвейерная лента очищается от наличия материала вплоть до 80%.
Кроме того, возникающие вертикальные колебания естественным образом размещают груз, в зависимости от размеров частей. Более мелкие части перемещаемого груза оказывается в нижней части слоя груза, а крупные части перемещаются вверх. Подобного рода разделение перемещаемого груза можно также усилить посредством применение ударных вибрационных импульсов. Этот эффект разделение груза полезен при применении например в горной промышленности.
Нижний слой перемещаемого груза, в большинстве своём имеет меньшую температуру, чем более крупные куски, и служит изолирующим элементом между лентой и горячими крупными кусками.
Очень большой процент возникающих вибрационных явлений вполне устранимые. К таким способам устранения возникновения вибрации относятся должное натяжение ленты, более тщательная очистка транспортерной ленты от налипшего материала, применении конструкции устройства плавного пуска. Более тщательное согласование всех применяемых в конструкции приводов.
При применении специальных питающих бункеров и устройств возможно более равномерная подача груза на конвейерную ленту.
С целью увеличения эффективной работы конвейерного оборудования возможно использование возникающих вибраций, способных вызвать положительный эффект и минимизировать возникающую вибрацию, вызывающие негативное воздействие на конвейерную ленту.
Разрушительными последствиями вибрации является расслоение груза, передача дополнительных нагрузок конструкции конвейера, падение груза с конвейерной ленты, перемещение груза по конвейерной ленте, возможность схода ленты с роликовых опор и усталостный эффект, возникающий в конвейерной ленте. К положительным эффектам вибрации можно отнести очистку конвейерной ленты от прилипших частей груза, использование вибрации для разгрузки конвейера, максимальное снижение динамических нагрузок на конвейерную ленту, понижение негативного воздействия горячих кусков груза на ленту.
