5.1. MÉRETEZÉSI ALAPÖSSZEFÜGGÉSEK

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981

216. oldal

5. SZÁLLÍTÓGÉPEK A szállítógépek az ömlesztett anyagot vagy darabárut, vízszintes, lejtő-, emelkedő- vagy függőleges irányban, általában folytonos anyagáramban és állandó üzemben továbbítják. A szállítógépek szerkezeti kialakításuk szempontjából két csoportba sorolhatók: a) vonóelemes szállítógépek (pl. hevederes, láncos) b) vonóelem nélküli, helyben maradó alátámasztáson

5.1.

az anyagot folytonosan továbbító szállítógépek (görgősor, szállítócsiga, vibrációs szállítás). A szállítógép, helyes kialakításához a szállítási irány, távolság, mennyiség adatai mellett igen fontos szállítandó anyag jellemző tulajdonságainak ismerete (szemnagyság, súrlódási jellemzők stb.). Részletesen lásd a 1.2. fejezetben [47], [51], [56].

MÉRETEZÉSI ALAPÖSSZEFÜGGÉSEK

Ömlesztett anyagok adagokra bontott szállításakor (serleges elevátor, billenővedres szállítógép stb.) a szállítógépen adagokban elhelyezkedő anyag folyóméterenkénti tömegét, az adagoknak a lánc A szállítógépek szállítóképességén az előírt mentén történő egyenletes elosztásával kapjuk meg útvonalon az időegységben továbbított anyag mennyiségét értjük. A szállítógép szállítóképességét (5.2. ábra). t-ban Q (t/h), köbméterben V (m3/h) vagy Legyen darabszámmal U (db/h) szokás megadni.

5.11. Szállítóképesség

Megjegyzés: E tankönyv 1-4. fejezetében az emelőgépek terhelését Q-val jelöltem, az ben a szállítógépek (terhelését) szá1lítóképességét - a hazai és külföldi irodalomban általánosan elterjedt gyakorlatnak megfelelően - ugyancsak Q-val jelölöm. A két Q dimenziója eltérő! Az emelőgépek terhe Q (t), a szál1ítógépek szállított mennyisége Q (t/h).

Ömlesztett anyag folytonos szállításakor a szállítógép (pl. szállítószalag) egy folyóméter hosszú szakaszán (5.1. ábra) elhelyezkedő anyag tömege q=Aρh (kg/m), ahol A (m2) az egyenletes anyagáram keresztmetszete, és ρh (kg/m3) az anyag halmazsűrűsége. Ha a szállítógép szállítási sebessége v (m/s), akkor a szállító képessége Q = 3600qv = 3600Aρhv (kg/h), vagy Q = 3,6qv = 3,6Aρhv (t/h).

V1 egy adag térfogata (m3), Q1 egy adag tömege (kg), a két adag egymástól való távolsága (m) (a vedrek, serlegek osztása). A folyóméterenkénti tömege

q=

Q1 V1 ρ h = a a

( kg/m ) .

A szállítóképesség az alábbiak szerint írható:

Q = 3, 6qv = 3, 6

Vρ Q1 v= 1 hv a a

( t/h ) .

vagy pedig térfogategységben kifejezve,

V = 3600

V1 v a

( m /h ) . 3

Darabáru szállítása esetén rendszerint az óránként elszállítható darabszámmal fejezzük ki a Ha pedig a folyamatosan szállító gép óránkénti szállítóképességet (5.3. ábra). szállítóképességét térfogategységben kívánjuk kifejezni, V = 3600Av (m3/h).


217. oldal

A φ tényező a vízgépeknél használatos volumetrikus hatásfokhoz hasonlítható, s mintegy a szállítási folyamat hatásfokát fejezi ki.

5.1. ábra. Hevederen szállított ömlesztett anyag

5.12. Hajtóteljesítmény-szükséglet A szállítógép a szállítási feladat végzése közben, mialatt a szállítandó anyagot a feladási helyről a rendeltetési helyre továbbítja, ellenállásokat győz le, azaz munkát végez. Függőleges szállítás esetén, mikor a nehézségi erő ellenében kell az anyagot mozgatni, tehát az ellenállás az anyag súlyával lesz egyenlő, az elméleti munkateljesítmény a következő:

5.2. ábra. Adagokban szállított ömlesztett anyag

Pf =

Gv qHv = 1000 1000

( kW ) .

H az emelési magasság (m), G=qH (kg) a szállítógépen levő, a függőleges irányban felfelé mozgatott anyag tömege, v a szállítás sebessége (m/s). 5.3. ábra. Darabáru-szállítás Legyen

Mivel

qv =

Q ,, 3, 6

az

előző

egyenletbe

behelyettesítve,

QH

QH

a darabáruegység tömege (kg), Pf = = ( kW ) . 3, 6*102 367 a szállítóelemen elhelyezkedő darabok Vízszintes irányú szállítás esetén a számítás menete egymástól való távolsága (m), hasonlóan alakul, ha a szállított anyag súlya helyett az t a darabok egymást követési ideje (s), egyenletbe a szállítási ellenállást helyettesítjük be. v a szállítóelem sebessége (m/s), A ω fajlagos ellenállástényező, amely a választott szállítógép típusától, méretétől és a szállítási a t= (s) , távolságtól is függ, az 1 kg továbbított anyagra v vonatkozó ellenállást adja meg. akkor az óránként szállítható áru darabszáma, a Ha a szállítógépen levő anyag tömege berendezés szállítóképessége Q1 a

U=

3600 3600 = t a

( db/h ) .

G = qL =

Q L 3, 6v

( kg ) ,

Amennyiben a szállítóképességet súlyegységben akkor a vízszintes szállítási ellenállás Q kívánjuk kifejezni: Z = ωG = ω qL = ω L

UQ1 Q Q= = 3, 6 1 v 1000 a

( t/h ) .

A megelőző egyenletek alapján számított értékeket elméleti szállítóképességnek nevezzük. A valóságos, tényleges szállító képesség (Qt) az elméletinél általában kisebb. A csökkenést különböző, a gép szerkezetétől, működésétől, a szállított anyag tulajdonságaitól s egyéb, külső körülményektől függő tényezők okozzák.

Qt = ϕ Q.

3, 6v

( N ).

A vízszintes szállítás munkateljesítménye pedig

Pv =

Zv ωQL = 102 367

( kW ) ,

tehát hasonló a függőleges szállítás munkateljesítményére kapott egyenlethez, azzal a különbséggel, hogy a H emelési magasság helyére ωL érték kerül, ami mintegy a szállítógépre jellemző, egyenértékű magasságként fogható fel.


5.4. ábra. Ferde irányú szállítás Ferde (emelkedő vagy lejtő) irányú szállítás munkateljesítményének számításánál (5.4. ábra) az anyag egy folyóméternyi szakaszának szállítási ellenállása

ze = ω q cos δ + q sin δ

( kg/m ) .

Az l hosszúságú szállítógépen levő anyag szállítási ellenállása

Z e = ω q cos δ * l + q sin δ * l mivel l cos δ = L, és a munkateljesítmény:

Pe =

( kg/m ) .

l sin δ = H ,

Z e v ω qvL qvH ωQL QH = + = + 102 102 102 367 367

218. oldal

súlyát is mozgatni kell. Tehát a motornak az anyag szállítási ellenállása mellett még a mozgórészek ellenállását, a szállítógép ún. üresjárási ellenállását is le kell győznie. Itt említem meg, hogy a szállítógépek tényleges hajtóteljesítmény-szükségletének számítására általában kétféle számítási módot használnak. Az energetikai számítási mód sajátossága, hogy a szállítógép különféle szállítóellenállásait szétválasztja, s így különválasztva számítja az ezek legyőzésére fordítandó munkateljesítményeket. Pl. a szállító szalagok esetében külön számítható ki a gép üresjárási, azaz a heveder, a szalaggörgők és a dobok mozgásban tartásához szükséges P1 teljesítmény, az anyag vízszintes irányú továbbításához szükséges P2 teljesítmény, az emelési munka P3 teljesítménye, valamint az anyag szalagon való felgyorsítására és a szalagról lekotróekével vagy ledobókocsival történő leválasztására fordítandó P4 teljesítmény. A szállítógép összes munkateljesítmény-szükséglete e részteljesítmények összegezéséből adódik:

Pa = P1 + P2 + P3 + P4 .

( kW ) ,

A másik számítási mód a szállítógép vonóelemének vonóerő-változását követi, s a vonóelemben ébredő legkisebb erő keletkezési helyéről kiindulva, a gépet a vonóelem haladási irányában körüljárja, és az ébredő ellenállásokat pontról pontra összegezi. Ez esetben a szállítógép munkateljesítményét a vonóelem hajtását végző gépelemre (lánckerék, hevederdob stb.) felfutó és lefutó vonóelemágakban ébredő erők különbségéből lehet kiszámítani.

azaz ferde irányú szállítás esetén a munkateljesítmény két részből tevődik össze: egyik része a szállítási távolság vízszintes vetületére jutó szállítási ellenállás legyőzésére, másik része pedig az emelőmunka elvégzésére fordítódik. A szállítógépek hajtásához, üzemeltetéséhez szükséges hajtóteljesítmény megállapításakor az (Tn − Tv ) v kW . előbbihez hasonló számítási módot alkalmazunk. P = ( ) a Figyelembe kell venni azonban azt, hogy a szállított 1000 anyag tömege mellett még a szállítógép szállító- és A különféle szállítógépek sajátosságai a számítás vonóelemének, valamint az ezek hajtására és egyszerűsége, áttekinthetősége és kezelhetősége terelésére szolgáló szerkezeti részeknek a súlyát, azaz érdekében hol az egyik, hol a másik eljárás a gép mozgórészeinek önhasználatát teszik indokolttá.

5.2.

HEVEDERES SZÁLLÍTÓSZALAGOK

A hevederes szállítószalag az ömlesztett és darabáruk továbbítására leggyakrabban alkalmazott szállítógép, használata az ipar minden ágában igen széles körben elterjedt. Általában vízszintes, enyhén lejtős vagy emelkedő irányú szállításra alkalmas. A szállító szalagok szállítóeleme és vonóeleme a heveder. A szállítóheveder anyaga textil, textilbetétes

gumi, műanyag, acél vagy sodronyszövet lehet, eszerint különböztetjük meg a hevederes szállítószalag egyes típusait is. Ezek lehetnek gumivagy műanyag hevederes szállítószalagok, acélhevederes és sodronyhevederes szállítószalagok. Az egyes szállítóhevederek szerkezeti kialakítását, méretezését lásd a 2.3. fejezetben.


219. oldal

5.21. A szállítószalagok szerkezeti kialakítása A különféle típusú szállítószalagok működési elve, felépítése és szerkezete nagyjából azonos (5.5. ábra), kisebb különbségek csak egyes alkatrészek kialakításában vannak, ezek is főleg a heveder anyagának sajátosságai következtében. A szállítószalag hevederének mindkét ága görgőkkel van alátámasztva, és a szállítószalag két végén szalagdobokon van átvetve. A heveder hajtása a dob útján, súrlódó kapcsolattal történik. A szállítószalag a feladósurrantó vagy egyéb feladószerkezet segítségével a felső, szállítóágra helyezett ömlesztett anyagot vagy darabárut mozgása közben magával viszi, s ha útközben valamilyen lekotró- vagy leválasztó szerkezet a szalagról azt el nem távolítja, a végdobnál az elvezető surrantóra átadja. A hevederes szállítószalagok főbb szerkezeti részei: a heveder, a szalaggörgők, a hajtó- és terelődobok, a hajtószerkezet, a feszítőszerkezet, a heveder- és dobtisztítók, az anyagfeladó szerkezetek, a szállított anyagot leválasztó szerkezetek, a szalagváz. A szalagok pályája vízszintes, ferde vagy ezek íves szakaszokkal összekapcsolt kombinációja lehet. Alaprajzban azonban csak egyenes vonal mentén vezethető. A szalag legnagyobb lejtését a heveder anyaga, valamint a szállított anyag tulajdonságai szabják meg, ez általában δ = 10-20°. A szállító szalagok hosszán (l) a végdobok távolsága értendő. Az l<20m dobtávolságú szalagokat rövid, az 1=20..100m dobtávolságokat közepes hosszúságú, míg a 100m-nél hosszabb szalagokat hosszú szállítószalagoknak nevezzük. Minden igyekezet, amellyel a hevederek szakítóerejét kívánjuk növelni, egyúttal a szalagok egy darabból megépíthető hosszának növekedését is jelenti. Így

5.5. ábra. Hevederes szállítószalag vázlata 1 - szállítóheveder; 2 - görgős alátámasztás; 3 hajtódob; 4 - feszítődob; 5 - terelődob; 6 - feladógarat és terelőpalánk; 7 - ledobósurranó; 8 - feszítés hazánkban már közel 3 km hosszú (hejőcsabai kőbánya), külföldön pedig 10 km hosszú, egy egységből álló szállítószalagok is működnek. Telepítésük szerint megkülönböztetünk üzemen belüli, üzemek közötti és távolsági szállítószalagokat. A szállítószalagok üzemi körülményeik és felhasználásuk szerint is csoportosíthatók. Vannak állandó felépítésű, helyhez kötött szállítószalagok (5.6. ábra) vagy helyhez kötött pályán mozgatható, ún. kocsizó szalagok. Ez utóbbi alkalmazása látható az 5.7. ábrán, ahol a felső szalagon beérkező anyagot az alatta levő kocsizó szalagra vezetve, annak mindkét irányban mozgatható hevedere a beérkező anyagot bármelyik hombárba szállíthatja. Az 5.8. ábra csővázas, könnyű kivitelű, rövid dobtávolságú hordozható szállítószalagot ábrázol. Rakodótereken alkalmazzák, a széles talpú vagy gumikerekeken mozgatható szállítószalagot és külszíni fejtéseknél az áttelepíthető szállítószalagot. A gumihevederes szállítószalag az ipar minden területén, a közlekedésben, kereskedelemben mind nagyobb számban alkalmazott anyagmozgató gép. Nagy fontosságára való tekintettel a Magyar Szabványügyi Hivatal Műszaki Irányelve (MI 863476) foglalkozik a tervezésével. A gumiheveder és egyéb szállítóhevederek szerkezeti kialakítását, méretezését lásd a 2.3. fejezetben.

5.6. ábra. Állandó beépítésű szállítószalag


220. oldal

5.7. ábra. Sínen mozgatható szállítószalag

5.8. ábra. Hordozható szállítószalag

5.22. Szalaggörgők A szállítószalag szállító és üres hevederágát szalaggörgők támasztják alá. Ritkábban, főleg rövid darabáruszalagoknál azonban előfordul, hogy a heveder fa vagy acéllemez alátámasztásokon csúszik. A szalaggörgők a szállítószalag legnagyobb számban előforduló, s a heveder után legfontosabb alkatrészei. Ezért nagy gondot kell fordítani helyes kialakításukra, gazdaságos gyártásukra. A szalaggörgők viszonylag kis átmérője (D = 60 ... ... 250 mm) miatt a normális szalagsebességek esetén fordulatszámuk aránylag nagy, n=300 ... 700 1/min,

ezért a görgők gördűlőcsapágyazása általánosan elterjedt. A szállítószalagot alátámasztó szalaggörgők a gumihevedert sík vagy vályús alakban vezethetik (5.9., 5.10. ábrák). Egyenes alátámasztó görgőket darabárut szállító sík szalagoknál, kis teljesítőképességű ömlesztett anyagot szállító szalagoknál és kis sebességű válogatószalagoknál alkalmaznak. A heveder vályús alátámasztására szolgáló görgőcsoportok két, három vagy öt görgőből állnak. Nálunk általában a hármas görgőcsoport alkalmazása honosodott meg. Az országos szabvány 2-, 3- és 5görgős


221. oldal

5.9. ábra. A hevedert síkban vezető szalaggörgők

5.12. ábra. Középnehéz kivitelű szalaggörgő csapágyazása

5.10. ábra. A szállító hevederágat vályús alakban vezető szalaggörgők a) a heveder alsó ága sík; b) a heveder alsó ága vályús alátámasztású

5.11. ábra. Könnyű kivitelű szalaggörgő csapágyazása

csoportokra vonatkozik (MSZ 13260-68, 13274-70). A szélső görgők tengelyének vízszintessel bezárt hajlásszöge a háromgörgős csoportoknál β=20° ... 45° lehet. A heveder alsó (üres) ágát alátámasztó görgőtám kivitele sík hevederhez egyenes (5.9. ábra), vályús hevederhez egyenes (5.10/a ábra) vagy vályús (5.l0/b ábra), amely kétgörgős. A heveder és a rajta szállított anyag súlya a görgőkre adódik át, így a heveder méretei és az anyag halmazsűrűségének változása szerint az egyes görgők terhelése is nagy eltérést mutat. Ezenkívül még a szállító szalag üzemviszonyai és a karbantartási lehetőségek is befolyásolják a görgők szerkezeti kialakítását. Poros, koptató anyagot (pl. ércet) szállító, a szabadban működő szalagok görgőinek csapágyait a megfelelő élettartam biztosítására a szennyezés behatolását megakadályozó igen gondosan kivitelezett tömítéssel kell ellátni. Ugyanakkor könnyű darabárut szállító raktári szalagok esetén a görgőcsapágyak tömítése alárendeltebb jelentőségű. A különböző üzemviszonyoknak és terheléseknek megfelelően a gyakorlatban különböző szerkezeti kialakítású görgőket használnak (5.11. és 5.12. ábrák). A heveder vontatási ellenállásának csökkentése érdekében, általában álló csapon, kis tömegű és alacsony tömítési ellenállású, megmunkált futófelületű görgőt alkalmaznak. A vályús görgőcsoportok görgői szögacélból és lemezből hegesztett bakokra, görgőtámokra vannak szerelve, és ezek támaszkodnak a szalagvázra. A hevedert alátámasztó görgők osztását általában a hevederszélesség és a szállított anyag halmazsűrűsége szabja

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 meg. Közepes üzemviszonyok között dolgozó szalag esetén, ha a szállított anyag halmazsűrűsége ρh < 1,2 t/m3, a szállítóág görgőosztása 400 ... 650 mm hevederszélességig 1100 ... 1000 mm. B = 800 ... 1800 mm hevederszélesség között pedig 1000 ... 800mm. Nagyobb halmazsűrűségű anyag szállítása esetén a görgőosztás kb. 10%-kal csökkentendő. A görgők távolsága a feladás helyén 300...500mm. Általában a nagyobb heveder-húzóerő helyén a görgőosztás nagyobb lehet. Az alsó ági szalaggörgők egyenesgörgők, szerkezetük és méretük is a felső görgőkhöz hasonló. A görgőosztás 1,8 ... 3,0 m. A nagy számban előforduló alátámasztó görgőkön kívül a heveder terelését és kímélését elősegítő különleges feladatú görgőket is alkalmaznak. Ezek szerkezeti kialakítása általában a normálgörgőkével azonos. A füzérgörgő (5.13. ábra) esetében a görgőrendszer egyes görgői csuklósan kapcsolódnak egymáshoz és a tartószerkezetre lengően vannak felfüggesztve. A füzérgörgőcsoport hajlékonysága a heveder hossz- és keresztirányában különösen nagy darabos anyag szállítása esetén előnyös, mivel e megoldás a hevedert és a görgők csapágyait védi. Anyagfeladási helyeken is a füzérgörgők előnyösebbek, a merev görgőbakokon elhelyezett gumiburkolatú, merev görgőrendszerekkel szemben. Ennek az elrendezésnek előnye a nagy rugalmasság, amelynek következtében a dinamikus igénybevételek lényegesen csökkenthetők. Ezáltal elérhető a heveder és a csapágyak

222. oldal

élettartamának nagymértékű emelése. Ezenkívül csökken a szerkezet tömege és ezzel a beruházási költség. A nagyobb (45º-ig) vályú következtében a szállítási keresztmetszet növekszik. A füzérgörgők mind a feladóhelyen, mind a szállítóág alátámasztására előnyösen használhatók. A feladógörgők (5.14. ábra) palástja rugalmas, bordázott vagy tömlős gumiborítással van ellátva. Feladatuk a feladási helyeken a nagy darabos anyag rázúdulása folytán előálló hevederrongálódás csökkentése. Az önbeálló görgők és görgőcsoportok a heveder terelését végzik (5.15. ábra). Az oldalra futó heveder a középső függőleges tengelyű csap körül elforgathatóan ágyazott görgőtámra erősített irányítógörgőt elmozdítja, ezzel a görgőtám is kitér, elfordul, és az ábrán szaggatott vonallal bejelölt helyzetet foglalja el. Az alátámasztó görgők tengelyvonala a heveder hossztengelyére nem merőleges, aminek következtében a forgásban levő görgők a hevedert eredeti helyzetébe visszajuttatni igyekeznek. Hasonló szerkezetű görgős alátámasztások az alsó hevederágba is elhelyezhetők. Az önbeálló görgőcsoportokat nagyobb dobtávolságú szalagoknál a felső szállítóágon 15 ... 25 m-enként építik be, az alsó ágban pedig kb. 10 menként. A heveder egyenesbe vezetésének hatásos módja a vályús alátámasztásoknak a szállítás irányára való 1. ..3°-os előredöntése. Az előredöntés növeli a szalag üresjárati ellenállását, és a heveder alsó borítórétegét is koptatja. Ezért 10 m-enként csak egy lőredöntött görgős alátámasztás beépítése ajánlatos.

5.13. ábra. Füzérgörgő-rendszer 1 - görgő; 2 - kettős heveder csukló; 3 - rugós felfüggesztés; 4 - tartószerkezet (szalag váz)


223. oldal

5.14. ábra. Gumibevonatú görgőrendszer 1 - gumival bevont hevederalátámasztó görgő

5.15. ábra. Önbeálló, hevederirányító görgőrendszer 1 - rögzített görgőtám; 2 - elforgatható görgőtám; 3 – irányítógörgő

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 5.23. Hajtó- és feszítőszerkezetek A hajtószerkezet a szállító szalagok hevederének mozgatásához szükséges vonó erőt a heveder és a hajtódob között fel1épő súrlódóerő útján adja át. A feszítőszerkezet a súrlódóerő létesítéséhez szükséges hevederfeszítést szolgáltatja, ezenkívül a szállítóheveder üzem közben jelentkező nyúlását egyenlíti ki. A súrlódóhajtással kapcsolatos tudnivalókat lásd a 2.51. fejezetben. Eszerint az átvihető súrlódási erő határértéke (5.16. ábra)

S = T2 ( e µα − 1) ,

a hajtódob palástján átadandó kerületi erő (Fk) létesítéséhez a lefutó hevederágban megkívánt feszítőerő T2 =

Fk , ( e − 1) µα

és a hajtódobra felfutó hevederágban a húzóerő T1 = T2 + Fk lesz. A hajtószerkezet típusára jellemző áthúzási tényező

ψ=

T1 ≤ e µα T2

A legnagyobb átviendő kerületi erő a szállítandó anyaggal megrakott vízszintes vagy emelkedő szállítószalag indításakor lép fel. A hevedernek a hajtódobon való megcsúszását megfelelő hevederfeszítéssel meg kell akadályozni. A legnagyobb kerületi erőt a µ súrlódási tényező és az α átfogási szög határozza meg. A szállító szalag indítása után a szükséges kerületi erő csökken. Mivel általában az előfeszítés (T2) változatlan marad (pl. súlyfeszítés), továbbá µ is ugyanazon üzemviszonyok mellett változatlan, a kerületi erő csökkentésével a szükséges α átfogási szög csökken. A teljes átfogási szög a hajtószerkezettel adott, az a hajtódob és a terelődob elhelyezésétől függ. Az erőátadásban az α nak csak egy része vesz részt. Az α átfogási szög

5.16. ábra. A hajtódob és heveder kapcsolata

224. oldal

egy hasznos αh és egy nyugvó αt szögre bontható (5.16. ábra). A hasznos átfogási szög határán belül T2-ről T1-re növekszik a heveder-vonóerő. A vonóerő növekedésekor a heveder megnyúlik, így a dob és a heveder között csúszás lép fel. Ezt a csúszást nevezzük kúszásnak. A hevederkúszás iránya a hajtódob forgásértelmével ellentétes irányú. Ha a heveder-vonóerő T1-et elérte, további kúszás nem lép fel, a hevederfeszültség és -hossz változatlan marad. Az átfogási szög megmaradó α t = α - α h részén a dob csak a heveder terelését végzi. Ha a dobra felfutó hevederágban fellépő hevederhúzóerő T1 > T2eµα, akkor a szükséges hasznos átfogási szög nagyobb, mint a hajtás átfogási szöge, és a dobon a heveder megcsúszik. A megcsúszás következtében fellépő nagy melegfejlődés a hevedert rövid idő alatt tönkreteszi. Ennek megakadályozására a hajtószerkezetet a megcsúszással szemben megfelelő biztonsággal kell méretezni. A gyakorlatban az előfeszítés (T2) számításakor az állandó sebességű, terhelt heveder üzemben tartásához szükséges vonóerőt 30 ... 40 %kal megnövelve vesszük figyelembe. Bár e 30 .. .40 %-os feszítőerőnövelés csak az indítási időszakaszban és teljesen megrakott hevedernél szükséges, mégis a kisebb feszítés igényű, állandó (üzemi) sebességű hevedert állandóan terheli. A heveder kímélése és élettartamának növelése érdekében nagy dobtávolságú és nagy terhelésű szállítószalagokhoz igyekeznek olyan szerkezeteket kialakítani, amelyek lehetővé teszik csak az indítási időszakban, és csak terhelt heveder esetén a heveder előfeszítésének növelését. A hajtások elhelyezhetők elöl, amikor a szállítás irányába eső vég- vagy leadódob van hajtva, vagy hátul. Az elöl elhelyezett hajtás előnyösebb, mivel ennél az elrendezésnél a heveder igénybevétele és a feszítőerő kisebb, a terelő- és a feszítődob átmérője csökkenthető (5.17/a ábra). Eltekintenek ettől az elrendezéstől, ha kirakószalagot hajtanak meg, amikor a kinyúló konzol végén a nagy tömegű hajtófej elhelyezése a tartószerkezetre hátrányos lenne. Ugyancsak kedvezőtlenül alakulnak a vonóerő viszonyok megfordítható szállítási irányú szállítószalag hajtása esetén (5.17/b ábra). Az egydobos hajtás teljesítőképességének a heveder vonóerején kívül az elérhető legnagyobb átfogási szög és az üzemviszonyoknak megfelelő súrlódási tényező (µ) szab határt. Az átfogási szög a terelődob elhelyezésétől függ, α~250°-ig növelhető. A hajtódob általában megmunkált, fémfelületű dob. A súrlódási tényező növelése céljából a dob felületét textillel vagy gumi-


5.17. ábra. Megfordítható hajtásirányú szállítóheveder húzóerődiagramja a) fejhajtás; b) hátsó hajtás

225. oldal

bevonattal szokták burkolni. A mérésekkel meghatározott, kellő biztonságnak megfelelően csökkentett súrlódási tényező irányértékeit a 39. táblázat tartalmazza. Rövid, kis szállító képességű és általában vízszintes szállítószalagoknál a szalag ledobóvégénél elhelyezett egy hajtódob rendszerint a heveder mozgatásához elegendő vonóerőt képes átadni. Nagyobb teljesítményű és vonóelem-terhelésű szalagoknál azonban már a két vagy több hajtódob alkalmazása kerül előtérbe. Kétdobos hajtás esetén a hevederben fellépő legnagyobb húzóerők számítása a 2.51. fejezetben található. Ott megállapítottuk, hogy azonos súrlódási tényező esetén az egyes hajtódobok átfogási szögeinek összegével számítható a többdobos hajtásra fel-, ill. lefutó hevederágban fellépő legnagyobb húzóerő, ill. a hevederre átvihető legnagyobb kerületi erő. Az 5.18. ábrán feltüntetett elrendezésű kétdobos hajtásnál

T1 = T2 e

µ (α1 +α 2 )

, Tx = T2 e µα 2 .

A megcsúszás határán a hevederre átvihető legnagyobb kerületi erők, ill. a hajtónyomatékok viszonya a két dobon µα 2 µα1 M 1 F1 T2 e ( e − 1) = = ; M 2 F2 T2 ( e µα 2 − 1)

ha α1 = α 2 = α akkor

M 1 F1 = = e µα M 2 F2 Eszerint az 1. hajtódobon a hevederre átadható vonóerő eµα-szor nagyobb, mint a 2. dobon. A kétdobos hajtás teljes átviteli képességének kihasználására a dobokat hajtó motorokat és hajtóműveket a hajtódobok eltérő átviteli képessége alapján kell megválasztani 5.18. ábra. Kétdobos, hevederes hajtás húzóerőviszonyai 39. táblázat A m súrlódási tényező értékei a gumiheveder és hajtódob palástja között m súrlódási tényező értéke, ha üzem közben a hajtódob felület nedves v. poros kissé poros v. nyirkos száraz Simára esztergált acél 0,1 -0,15 0,15-0,2 0,3 Alumínium 0,15-0,2 0,25-0,3 0,4 Fával bevont 0,1 -0,15 0,2 -0,25 0,35 Szövettel v. gumival bevont 0,15-0,2 0,2 -0,3 0,4 Hornyolt gumibevonatú 0,3-0,35 0,35-0,4 0,50 Több dobos hajtásban m ≤ 0,3 legyen! A hajtódob felültének anyaga


226. oldal

5.19. ábra. Több dobos hevederhajtások A heveder kúszása következtében a két hajtódob fordulatszáma különböző. Ezért a hajtónyomatékok arányának megválasztása után meg kell határozni a hevedernek a két dob közti szakaszán várható nyúlását, ehhez gondosan számítani kell a dobátmérőket, vagy rugalmasan ki kell egyenlíteni hidraulikus tengelykapcsoló alkalmazásával. Kétdobos hajtásra az 5.18. ábra szerinti tiszta hevedervezetés a szokásos megoldás, α1 = 180 és α2 = 210 átfogási szög alkalmazásával, amely µ=0,3 súrlódási tényezővel közelítőleg F1:F2=2:1 kerületierő-, ill. teljesítményelosztást ad. Ily módon 3 db azonos teljesítményű hajtóegységet lehet beépíteni egy szállítószalag fejhajtásába. A többmotoros szállítószalag-hajtások hajtódobelrendezésére néhány megoldást az 5.19. ábra mutat. A hajtódobokat úgy kell elhelyezni, hogy azok a szállítóheveder futóoldalával érintkezzenek, és mennél kevesebb számú ellentétes irányú hevederhajlítás legyen. A gumihevederes szállítószalagok hajtószerkezete a hajtódobból, a fordulatszám-csökkentő fogaskerékhajtóműből és a vele kapcsolt hajtómotorból, valamint az ezeket összekapcsoló gépelemekből áll. Egydobos hajtószerkezet szokásos elrendezése és kialakítása az 5.20. ábrán látható. Lényegesen kisebb helyszükségletű és korszerűbb

5.20. ábra. Egydobos hajtás kúpkerekes hajtóművel

hajtódob tengelyére felfűzhető hajtóegység alkalmazása (5.21. ábra). A hajtómű a hajtómotorral együtt hegesztett alapkeretre van szerelve, és e hajtóegység két csapágya a dobtengelyre és egy keresztcsuklós tám útján az alapra támaszkodik. A hajtódobok hegesztett kivitelben készülnek. A dob palástja 6 ... 12 mm vastag lemez, amelybe két oldalon kör alakú tárcsák vannak hegesztve; ezek a tengelyre ékelt ágyakhoz csatlakoznak. A könnyű üzemviszonyok között működő, kis terhelésű szalagoktól eltekintve, a dobtengely általában gördülőcsapágyazású. A hajtódoboknál a vázon csapágyazott forgótengelyt, egyéb doboknál (terelőfeszítő) inkább a kedvezőbb igénybevételű állótengelyt alkalmazzák a dobagyban belül elhelyezett gördülőcsapágyakkal (5.22. ábra). A hajtódobok palástját a heveder központos, helyes vezetése végett két szélen, a dobhossz ötödrészén 4ºos kúpossággal leesztergálják (bombírozzák). Ennek jelentős hatása csak rövid, sík szalaghevederre van. A dob szélessége 100 mm-rel nagyobb a hevederénél. Kis motorteljesítményt igénylő szalagok hajtását, általában 30 kW-ig, gyakran az ún. villamos hajtódobok végzik (5.23. ábra). A hajtómotor és a fordulatszám-csökkentő fogaskerékpárok a dobpaláston belül vannak elhelyezve, így a hajtás kis helyszükségletű, beépítése pedig egyszerű. Hátránya, hogy a motor hűlési viszonyai kedvezőtlenek, ezért nagyobb teljesítmény esetén ritkán alkalmazzák. Ferde szállítószalagokba, ahol fennáll a lehetősége annak, hogy áramkimaradás esetén a szalagon levő anyag a hevedert visszafelé mozgathatja, féket vagy visszafutásgátló szerkezetet kell beépíteni. Kétdobos, nagy szállítóképességű szállító szalag hajtószerkezetét tünteti fel az 5.24. ábra. Külszíni fejtéseknél alkalmazzák. A feszítőszerkezetekben a szállítóheveder feszítését a feszítődob csavarorsóval vagy feszítősúllyal történő elmozdításával végezzük. Csavarorsós feszítést annak korlátozott hossza és nehéz szabályozhatósága miatt csak 50 m-nél rövidebb


227. oldal

5.21. ábra. Felfűzhető hajtóegység (BÁNYÁSZATI TERVEZŐ INTÉZET) 1 - fogaskerék-hajtómű; 2 - rugalmas, dugós tengelykapcsoló; 3 - tengelykapcsoló védőburkolata; 4 villamos motor; 5 - alapkeret; 6 - keresztcsuklós tám szalagoknál és általában a hajtódobbal ellentétes visszaterelődoboknál építenek be a szállítószalagba (lásd 2.53. fejezetet). A súlyfeszítést hosszabb szalagoknál alkalmazzák. Elvben leghelyesebb közvetlenül a hajtódob után, a heveder laza ágában elhelyezni (lásd 2.53. fejezet 2.72. ábrát). Ez azonban a feszítődobon még két további, a heveder szállítóoldalával érintkező irányváltó dob alkalmazását kívánja meg, ami sem a heveder többszöri hajlítgatása, sem a dobok felületén elkerülhetetlenül jelentkező lerakódások hevederrongáló hatása miatt nem előnyös. Ezért inkább a heveder végdobbal történő feszítését alkalmazzuk, feszítőkocsis kialakítással, ami ugyan nagyobb feszítősúlyt kíván, de a hevederhajlítgatást csökkenti (5.25. ábra). Nagy teljesítményű, hosszú szalagok esetében villamos hajtású kötélcsörlő mozgatja a feszítődobot (5.26. ábra). A csörlő önműködő vezérlésű. Indításkor a hevedert kb. 1,5-szeres üzemi feszültségre előfeszíti, hogy az indítónyomaték a dobról a hevederre átvihető legyen. Az üzemi sebesség elérése után a mérsékeltebb heveder húzóerő átviteléhez szükséges kisebb előfeszítésre a feszítődobot a heveder és a gépi berendezés kímélése érdekében visszaengedi.

5.22. ábra. Terelődob a dobagyban elhelyezett gördülőcsapággyal

5.23. ábra. Villamos hajtódob (BÁNYÁSZATI TERVEZŐ INTÉZET) 1 - dob; 2 - olajöntő; 3 - hajtómű; 4 - motor; 5 - csaptám

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 228. oldal


229. oldal

5.24. ábra. Hárommotoros, kétdobos hevederhajtás

5.25. ábra. Feszítőkocsis súlyfeszítés 1 - feszítődob; 2 - feszítőkocsi; 3 feszítősúly

5.26. ábra. Hevederfeszítés köté1csörlővel 1 - hajtódob; 2 - feszítődob; 3 - feszítőkötél-csörlő kötéldobja; 4 - villamos hajtású kötélcsörlő motorja

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 5.24. Anyagfeladó szerkezetek Az anyagfeladó szerkezetek feladata a szállítandó ömlesztett vagy darabárut a hevederre juttatni úgy, hogy eközben az áru és a heveder rongálódása a legkisebb legyen. Az anyagfeladás kialakítása akkor helyes, ha az anyag végsebessége zérus a heveder sebességével irányra és nagyságra nézve megegyezik. Az 5.27. ábra terelőtoldattal ellátott feladó surrantót ábrázol. Vizsgáljuk meg, hogy a Q (t/h) szállítóképességű szalagra va (m/s) sebességgel érkező ömlesztett anyag milyen hatást fejt ki, míg a heveder v (m/s) szállítósebességét fel nem veszi. A szalagra érkező anyag tömege

qv m= a g

⎛ kgs ⎞ ⎜ ⎟. ⎝ m ⎠

A va sebesség két komponensre, a heveder haladási irányára meró1eges vn és az azzal egyező v0 sebességre bontható va = v0 + vn. Az anyagfeladási folyamat végén a merőleges sebesség komponense v’n = 0 lesz. Az anyagfolyam másodpercenkénti impulzusváltozásából a hevederre, illetve az alátámasztó görgőkre ható erő:

N = mvn − mvn′ =

qva vn ( N ) . g

A szállító képesség értékének behelyettesítésével

N=

Qvn 3, 6 g

( N).

Ez az erőhatás a hevedert és a görgőket apró anyagok esetén időben egyenletes elosztásban, nagy d~rabos anyagoknál azonban egyenlőtlenül, ütésszerűen éri, és a hevedert nagyon kellemetlen nyíró és roncsoló igénybevételnek veti alá. Ezt kellemetlen, roncsoló hatást igyekeznék a rugalmas, gumizott, légpárnás feladógörgők alkalmazásával csökkenteni. Miközben az anyag a hevederre merőleges irányú sebességét elveszti, a heveder haladási irányában v’o = v szalagsebességre gyorsul fel. Az impulzus változtatásából eredő ellenállás

K = mv − mv0 =

qv Q ( v − v0 ) = ( v − v0 ) ( N ) . 3, 6 g g

Amíg az anyag fel nem gyorsul a szalagsebességre, a heveder felületén visszamarad, ugrál, csúszik, ez a heveder felületét nagymértékben koptatja.

230. oldal

Az anyagfeladás együttes ellenállása

Za = µ f N + K = µ f

Qvn Q + ( v − v0 ) ( N ) . 3, 6 g 3, 6 g

ahol µf 3 heveder vontatási ellenállástényezője az alátámasztó görgőkön. Példa. Egy gumihevederes szalag szállítóképessége Q = 300 (t/h). Az anyagfeladás a heveder haladási irányára merőleges, tehát v0 = 0. Az anyag érkezési sebessége va = vn = 2,0 mis, és ugyanennyi a szalagsebesség is: v=2,0 mis. A vontatási ellenállástényező mf = 0,05. Az anyagfeladás ellenállása Qva Q + = Za = µ f 3, 6 g 3, 6 g = 0, 05

300 * 2, 00 3, 6 * 9, 81

+

300 * 2, 0 3, 6 * 9, 81

= 17, 85 ( N ) .

A terelőpalánk és az ömlesztett anyag között ébredő súrlódási ellenállás kiszámítását lásd az 1.24. fejezet végén közölt példában (18. o.).

A feladó surrantó elvileg helyes kialakítását az 5.28. ábra szemlélteti. Az íves fenékrész a minél nagyobb szalagirányú sebesség elérését igyekszik biztosítani. Az oldalt levő terelőpalánkok szerepe a felgyorsulás közben ugráló, perdülő anyagszemcsék leesésének megakadályozása s az anyag hevederen való elrendezésének biztosítása. Hosszuk a szalagsebességtől függően 1,5 ... 3,0 m. Az oldalfalak aljára a hevederhez kis hézaggal illeszkedő betét nélküli gumicsíkok vannak utánállíthatóan felerősítve. A feladott anyaggal való súrlódás csökkentése végett az oldalfalak a szállítás irányában enyhén bővülnek. A gyakorlatban a surrantó fenéklemezének íves kiképzése az anyagnak a nedvességtől és egyéb külső tényezőktől függő és nagymértékben változó súrlódási tényezője miatt nehézségekbe ütközik. A túl lapos surrantó könnyen eldugul. Ezért, ha csak nem kimondottan száraz, egynemű anyagról vagy darabáruról van szó, a fenéklemez vízszintessel bezárt szöge legalább 45 ... 55° legyen. Igen előnyös, ha állítható szerkezetű, mert egy esetenként legkedvezőbb hajlásszögre beállítható. Vegyes szemnagyságú anyagok esetén előnyös a surrantó fenekére a tömör fenéklemez helyett rosta vagy rács elhelyezése. Ezen az apró szemcsék átesnek, és a szalag felületére a nagy darabok előtt érkeznek. A rostán át nem hulló nagyobb darabok pedig a lejtőn végiggördülve, erre az apró szemcsékből képezett anyagágyra esnek, s így a heveder felületével közvetlenül nem érintkezve, azt nem koptatják (5.29. ábra).


5.27. ábra. Anyagfeladó surrantó

5.28. ábra. Íveit anyagfeladó surrantó

5.29. ábra. Anyagfeladó surrantó beépített rostával

231. oldal


232. oldal

5.30. ábra. Anyagfeladás feladószalaggal A legtökéletesebb anyagfeladás a rövid feladó szalagok alkalmazásával érhető el (5.30. ábra). Ez egy kis dobtávolságú, a főszalaggal azonos sebességű szállítószalag. A feladószalag vastag borítógumival készített kopás- és Ütésálló heveder. A szállítóheveder felett, azzal párhuzamosan van beépítve. Feladata az érkező anyag ütéseinek felfogása és lehetőleg a főszalag sebességévei a főszalagra való juttatása. Több helyen történő anyagfeladás esetén leghelyesebb a terelőpalánkot a feladási helyek teljes hosszában végigvezetni.

5.25. Anyagleadó szerkezetek Az anyaglevá1asztás legegyszerűbb módja az, hogyha a hevederrel továbbított anyag a szállítás irányába eső végdobl1ál távozik a hevederről. Ha az anyag leadása nemcsak a szalag végén, hanem közben is szükséges, akkor beépített vagy mozgó anyagleválasztó szerkezetet alkalmazunk. Az anyagleadásra is az a megoldás a legjobb, amely a szállított anyag és a heveder legkisebb rongálódásával bír. Anyagleválasztás ledobódobbal. A hevederen nyugvó anyag szemcséi a ledobódobra érkezve, a körmozgás folytán fellépő centrifugális erőhatás következtében a hevedertől elválnak, s a szalagsebességgel azonos nagyságú u kezdősebességgel parabola alakú röppályán folytatják útjukat (5.31. ábra). A szemcse közelítően a körpálya azon pontján válik el a hevedertől, ahol a fellépő centrifugális erő az ún. pályanyomással, azaz a súlyerőnek a centrifugális erő hatásvonalába eső komponensével egyenlő:

v2 m = = mg cos α r

( N ).

Az elválási pont dobtengely feletti magassága a kiindulási egyenletből számítható:

v2 h = r cos α = . g Ebből az egyenletből megállapítható, hogy adott dobátmérő esetén az elválási pont magassága és ezzel a röppálya kiindulási hajlásszöge a szalag sebességétől függ. Ha a szalag sebességét növeljük, akkor az elválási pont (E) közeledik a dob tetőpontjához.

h = r , azaz

v2 = r, g

így a tetőponti elválás határsebessége. v0 = rg . Az anyag megcsúszásának helye - amely a heveder kopása szempontjából jelentőséggel bír - előbb következik be, mint az elválás, mert a centrifugális erő fellépésével az anyag mozgását akadályozó ellenállás kisebb, mint a ρ0 dőlésű egyenes lejtő esetén. Ugyan-

5.31. ábra. Anyagleválás a végdobon

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 akkor a nehézségi erő tangenciális összetevője változatlan marad, ami azt jelenti, hogy az egyenlőség már előbb bekövetkezett, ennek megfelelően az anyagszemcsének már ρ0-nál kisebb lejtőszögnél, azaz hamarabb meg kell csúsznia. A szalagsebesség növelésével a megcsúszási pont a tetőpont felé vándorol. A tetőpont az egyetlen határhelyzet, ahol az elválást nem előzi meg csúszás. Az elválási hely pontos meghatározása jóval bonyolultabb, mint az előző közelítő eljárásnál volt. Bővebben lásd [48]. A dobról leváló anyag az elvezető surrantóba kerül, amely azután rendeltetési helyére (anyagtárolóba, további szállítógépre stb.) továbbítja. A surrantó alakját és méreteit a szerkesztéssel vagy számítással meghatározott röppálya figyelembevételével úgy kell meghatározni, hogy a teljes mennyiséget az anyag minél kisebb mértékű ütközésével, zúzódásával vezesse le. Kerülni kell a röppályára merőleges falakat, részben mert a nagy sebességgel érkező nedves, tapadós anyagok ezekre felrakódnak, és a szalaglefolyást elzárhatják, részben mert a felütődés következtében a darabos anyag pattogzik, és ugyanakkor a surrantót is nagymértékben koptatja. Anyagledobás nemcsak a szalag végén, hanem a közbenső szakaszon is megvalósítható, ez esetben a ledobódob a szalag síkja fölé kiemelve, egy további irányváltó dobbal együtt kerül beépítésre. Ez a ledobó dob-pár lehet helyhez kötött vagy kocsira szerelt morgó szerkezet (5.32. ábra). A dobot olyan magasra kell elhelyezni, hogy a leválasztott anyagot elvezető kétoldalas un. nadrágsurrantó a futószalag vázszerkezete mellett akadálytalanul elférjen. A kocsira szerelt ledobódob, az un. ledobó-kocsi jól használható anyagtároló bunkerek töltésére, mert a kiszolgált szakasz tetszőleges pontján választja le a hevederről az anyagot. A kocsi a szalag működésében előre-hátra is mozoghat, így az egymás után érkező különféle anyagok egyenletes

233. oldal

szétterítése, keverése is megvalósítható. A kocsi vázlatát az 5.32. ábra tünteti fel. A felfutó hevederág a szokásos vályús görgőcsoportokkal van alátámasztva annak elkerülése végett, hogy a heveder emelkedési szöge az anyag visszacsúszása szempontjából megengedhető határérték fölé emelkedjék. A kocsi mozgatása kézi erővel hajtókarral, külön motorral vagy a heveder útján történhet. Ez utóbbi esetben a ledobókocsi alsó, a heveder mozgása közben állandóan forgó irányváltó dobjának tengelyére egy menetirányváltásra is alkalmas hajtószerkezet van szerelve, amely a kocsi első vagy mindkét kerékpárjával kapcsolódik, és azokat a kívánt irányban forgatja. A kocsi mozgási sebessége általában vk = 5...20 (m/min). A ledobókocsi alkalmazásával a hevederben többlet húzóerő lép fel. A húzóerő növekedését okozza a két hevederdob csapsúrlódási és vonóelemhajlítási ellenállása, a szállított anyagnak a felső szállítóág szintjéről a ledobódob magasságára való emelése, valamint a kocsi mozgása közben fellépő vontatási ellenállás. Kézi vagy motoros hajtásnál ez utóbbi elesik. A ledobókocsin elhelyezett hevederalátámasztó görgők és a szalagvázba beépített alátámasztó görgők között átlag 4...6 m-es szakaszon a heveder alátámasztás nélkül marad. Ennek következtében a vályús alakját e szakaszon nem tudja megtartani, ezért a szállítószalag maximális szállítóképessége legfeljebb 80%-ban használható ki. A ledobókocsi a hevedert ellentétes irányban hajlítgató két dobjával a heveder élettartamát csökkenti. Helyette a hevedert jobban kímélő, kocsizó szalagos anyageloszlást szívesebben alkalmazzák (5.7. ábra). Ennél az anyag a felső kocsizó vázra szerelt mindkét irányban működtethető mozgó szállítószalagra jut. A kocsizó szalag a pályán hosszirányban tetszőlegesen elmozdítható, és így a beérkező anyag a tárolóhombárok tetszőleges pontjára juttatható.

5.32. ábra. Ledobókocsi

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 Anyagleválasztás lekotrólappal. A szalag közbenső szakaszán az anyagleválasztás lekotrólappal, úgynevezett ekével is megoldható. Darabáruk szállításakor csak egyoldalas (5.33. ábra), ömlesztett áruk esetén egy- vagy kétoldalas (5.34. ábra) ék alakú lekotrólapok alkalmazhatók. Természetesen a vályús hevedert a lekotrás helyén síkba kell teríteni, és egyenes görgőkkel vagy sík felületű csúszólappal kell alátámasztani. Kivitelét tekintve a lekotrólap lehet kiemelhető, felbillenthető, áthelyezhető vagy kerekekre szerelt mozgó szerkezet. Ez utóbbinál a hevedert a szállító szalag síkjából annyira kell kiemelni, hogy az egyenes görgők a szalag alátámasztó görgői felett akadálytalanul elhaladhassanak. A lekotrólap alkalmazása főleg könnyű darabáruk és nem koptató apró szemcsés anyagok leválasztására előnyös. Nagy darabos, koptató anyagok leválasztása a hevedert nagymértékben rongálja. Az egyoldalas eke a hevedert középhelyzetéből kitéríti. Előnye, hogy kicsi a helyszükséglete, és igen egyszerű, olcsó anyagleválasztó szerkezet. Az egyoldalas lekotrólap sebességviszonyait és erőjátékát az 5.35. ábra tünteti fel, ahol v a szalagsebesség, ve a lekotort szemcse mozgási sebessége a lekotrólap mentén, és vs a lekotort szemcse sebessége a hevederen. Miközben G tömegű anyagrészecske a hevederen ab irányban mozog, három erő hat rá (5.36. ábra): S1 = µG (N) a szemcse és a heveder közt ébredő súrlódóerő, U (N) a lekotrólapra merőleges nyomóerő, S2 = µ1U (N) a lekotrólapon ébredő súrlódóerő. Ezek az erők egyensúlyban vannak, tehát

234. oldal

5.33. ábra. Egyoldalas lekotró

U − S1 cos δ = U − µ G cos δ = 0,

S 2 − S1 sin δ = µ1U − µ G sin δ = 0. U értékét az elsőből a második egyenlet be behelyettesítve, µ1µ G cos δ − µ G sin δ = 0 , és ebből

5.34. ábra. Lekotróeke

µ1 = tgδ . Mivel µ1=tgρ1, felírható még, hogy a lekotrólap síkjának a szalaghaladás irányával bezárt szöge α = 90° - (ε+δ) = 90° - (ε +ρ1), ebből α + e = 90° - ρ1. Mivel ε =0 esetén anyaglekotrás nem állhat elő, mert a szemcsepálya egybeesnék a heveder haladási irányával, ε értékének mindig nagyobbnak kell lennie, mint zérus (ε>0). Ennek alapján az anyag lekotrásának feltétele: α -< 90° - ρ1 = 90° - arctg µ 1 Tehát a lekotrólap hajlásszögét az anyag és a lekotrólap közti µ 1 súrlódási tényező határozza meg.

5.35. ábra. Az anyag sebessége lekotráskor


235. oldal

gyakorlati mértékegységben kifejezve, és az anyag lekotrásakor fellépő, a szemcse átrendeződésével kapcsolatos belső súrlódási munka miatt (f=1,2 ... 1,3) helyesbítő tényező figyelembevételével

P1 = 5.36. ábra. Az anyagra ható erők lekotráskor

fkQB 102*3, 6* 2

ahol

k=

1

cos (α + δ )

+

( kW ) , µ1 cos δ sin α

mivel d = r1,

k=

1

cos (α + ρ1 )

+

µ1 cos ρ1 sin α

A hevederben ébredő vonóerő pedig 5.37. ábra. A hevederen és lekotrólapon fellépő erők

F1 =

102 P1 fk µ QB = v 7, 2v

( N).

A hevedert oldalirányban elmozdító erő

Fc = S1 sin ε = µ G cos (α + ρ1 )

5.38. ábra. Hevedertisztító gumilemez beépítése A G tömegű testnek a szalagközépről történő lekotorásához szükséges munka (5.37. ábra)

( N).

Ennek csökkentése érdekében a szög értékét ajánlatos növelni a megengedhető határig, természetesen ez ugyanakkor a vonóerő növekedését is eredményezi. Általában α := 30° .. .45° között változik. Kétoldalas ekénél az oldalirányú erő kiegyenlítődik, és ugyanakkor a teljesítményszükséglet, tehát a lekotrás ellenállása is csökken, mert az anyagot mindkét oldalon csak

2 B * távolságra kell elmozdítani 3 2

Heveder- és dobtisztítók. A hevederen az anyag leadása, leválása után még a jól szállítható, nem W = S1 ab + S 2 ae ( J ) tapadós anyagok esetében is visszamaradnak apró részecskék, amelyek azután az alsó ág görgőire és a B 1 szállító hevederrel érintkező dobok felületére + W = µG 2 cos (α + δ ) tapadnak, azok felületét egyenetlenné teszik. Ez a heveder nagymértékű elhasználódására, B 1 + µ1µ G cos δ rongálódására vezet. Ennek csökkentésére heveder- és (J ). 2 sin α dobtisztító szerkezeteket alkalmazunk. A munka helyett teljesítményt kapunk, ha az anyag A hevedertisztító feladata a ledobódobnál súlya helyett az időegység alatt mozgatott végbemenő anyagleválás után visszamaradó mennyiséget (A) helyettesítjük be. szemcsék teljesebb lekotrása, eltávolítása. Jó eredménnyel használható főleg szemcsés anyagok Mivel esetében a betét nélküli gumilemez, amelyet A = qv, utánállíthatóan rugóval vagy ellensúllyal (5.38. ábra) Q szorítanak a hevederhez. Q = 3, 6qv = 3, 6 A ( Mp/h ) , A = ,

( )

( )

3, 6

P=µ

µ cos δ ⎤ Q B⎡ 1 + 1 ⎢ ⎥, 3, 6 2 ⎣ cos (α + δ ) sin α ⎦


236. oldal

A dobtísztítók feladata a dobpalástok tisztán tartása. Erre a célra a dob felületével érintkező, kopásálló acélból készült lekotrókéseket alkalmaznak, amelyeket ugyancsak merev vagy ellensúlyos megoldással lehet szerelni.

5.26. A szállítószalag szállítóképessége

5.39. ábra. Anyagkeresztmetszet síkhevederen

Q = 3,6qvc = 3,6Arhvc (t/h). A a hevederre felrakható anyagkeresztmetszet területe (m2), ρh a szállított ömlesztett anyag halmazsűrűsége (kg/m3), v a heveder sebessége (m/s), c a teljesítménycsökkentő tényező, amely az anyagfeladás módjától és a szalag emelkedési szögétől (δ) függ. Sík szalagok esetén az anyagkeresztmetszet területét (5.39. ábra) jó közelítéssel olyan 5.40. ábra. Anyagkeresztmetszet vályús hevederen háromszöggel határozhatjuk meg, amelynek oldalai a szalag síkjával α = φ / 2 szöget zárnak be. Itt φ a mozgásban levő anyag belső súrlódási tényezőjének b2 b2 − a 2 (µ') megfelelő rézsűszög. Mivel a szállított anyag a Av = A1 + A2 = tgα + tgβ m 2 , görgőkön áthaladva ütődésnek, rázásnak van kitéve, a 4 4 leszóródás elkerülése érdekében óvatosságból ha b és α = mint előbb, β=20° és a=0,4•B, elvégezve a számolunk α = φ / 2 értékkel. helyettesítést, B = 1000 (mm) széles vályús heveder Az anyagkeresztmetszet területe esetén 2 Av = 0,0987 ~ 2As. (m2) b As = tgα m 2 , A vályús szalag anyagkeresztmetszete tehát 4 körülbelül kétszerese a sík szalagénak, ennek 0,9 B azonos hevedersebességnél a b= − 0, 05 ( m ) a hasznos következtében ahol 1000 szállítóképessége is kétszer nagyobb. A β szög hevederszélesség és α = φ / 2 értékeket növelésével (kb. 45°-ig) még tovább növelhető az behelyettesítve, továbbá a leggyakrabban szállított anyagkeresztmetszet. ömlesztett anyagok, szén, kő stb. rézsűszögének A c teljesítménycsökkentő tényező két tagból φ=30° átlagértéket felvéve, B= 1000 (mm) széles sík tevődik össze: heveder esetében c = c1 + c2, As = 0,0485 (m2). c1 a szalag lejtésétől, illetve emelkedési szögétől Vályús szalagokra hasonlóképpen végezzük a függő tényező, amelynek alkalmazása azért válik számítást (5.40. ábra). szükségessé, mert a szalag síkjára merőleges metszetben az anyag rézsűszöge kisebb, mint a függőleges síkban, amelyre a vízszintes szalagoknál az anyagkeresztmetszet területét kiszámítottuk.

( )

( )

Szállítás szöge δ° A feladás szöge <8° A feladás szöge δ °

0

c1 értékei 4 8 10 12 16 20 22 24 0,96 0,95 0,91 0,85 0,81 0,78 1 0,99 0,97 0,95 0,93 0,88 0,81 0,76 0,72

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 c2 az anyagfeladás módjától függő tényező, a feladás egyenetlenségét és az időszakos túlterhelést veszi figyelembe. Egyes adagológépek, pl. a lapátos adagolók az anyagot nem folyamatosan bocsátják a szalagra, ezért a szalag teljesítőképességét ilyen esetekben úgy kell meghatározni, hogy a szalag azokon a részeken se legyen túlterhelve, ahol az adagok elhelyezkednek. Ebből az következik, hogy más helyeken a szalag nem lesz teljes mértékben kihasználva. Emiatt az átlagos szállítóképesség is csökken. c2 értékei 0,5 ... 0,8 Kézi felrakás Gépi felrakás 1,0 Átadó szalag 1,0 Vibrációs adagoló 1,0 Láncos kaparó 0,7 … 0,9 Lengő (tolattyús) adagoló 0,8 … 0,9 Kaparókocsi 0,7 Kotrógép (ciklusban)

237. oldal

Osztályozatlan anyag szállítása esetén nem okoz még zavart, ha az anyagmennyiség 5 %-a nagyobb,

B 3

B méretű darabokból áll is. 4

A hevederszélességet kell növelni még az esetben is, ha a vonóelem szilárdsági méretezésekor olyan nagy szakítóerejű heveder adódna ki, mely csak nagyobb hevederszélességgel valósítható meg. A szállítóheveder sebességét az előírt szállítóképességen kívül a szokásos sebességhatárok között főleg gazdaságossági szempontok határozzák meg. A sebesség növelésével nő a szállítóképesség, és ugyanakkor azonos szállítóképességre vonatkoztatva csökken a beruházási összeg. A sebesség növelése esetén a karbantartás munkája megnő, csökken az üzembiztonság és a heveder élettartama. A nagy sebesség választása ellen szólnak a következő körülmények is: a) Az anyagfeladásnál a szállítandó anyagot a heveder sebességre fel kell gyorsítani, közben az anyag a hevederen csúszik mindaddig, amíg a A szállítószalag hevederszélességét (B) a heveder sebességét el nem éri. A kopás mértéke a szalagsebesség szokásos értékeinek v= 1,0 ... 2,0 mis sebességgel arányosan növekszik, koptató anyagok figyelembevételével az előírt szállítóképesség szabja szállítása és rövid szalagok esetén jelentős kopás meg. Azonban az így kiadódó méretet a szállítandó következhet be. ömlesztett anyag szemnagysága szempontjából b) A hevederen fekvő nagyobb darabok alatt a ellenőrizni kell. A heveder szélességéhez mérten túl heveder behajlik, s az alátámasztó görgőkön nagy darabok könnyen leszóródnak, a surrantókon áthaladva a pillanatnyilag ható függőleges irányú beszorulnak, elakadnak. gyorsítás következtében a hevederre ütést mér. Ez az A heveder szélessége megfelel, ha osztályozott erőhatás a szalagsebességgel s a heveder belógásával anyagnál növekszik. Gyors járású szalagok használatakor tehát B > 5 ... 6ω (mm), e tehetetlenség csökkentése érdekében kis belógású, ahol ω (mm) az anyag szemnagysága. túlfeszített hevedert kell alkalmazni. 40. táblázat Ajánlott hevedersebességek (mis) HevederKönnyű anyag nem Könnyű anyag* Nehéz anyag** nem Nehéz anyag** szélesség koptató pl. (gabona, koptató koptató (föld, kavics koptató apró szemű) (száraz homok) meddő) (érc, salak) 1,25-2 1,25-2 1 1 -2,5 400 1,25-2 1,6 -2,5 1,25-1,6 1,6 -3,15 500 1,6 -2,5 2,0 -3,15 1,25-2,0 1,6 -3,15 650 1,6 -2,5 2,5 -4 1,6 -2,5 1,6 -4 800 1,6 -2,5 2,5 -4 1,6 -4 1,6 -4 1000 1200 2,0 -4 2,0 -4 3,15-4 2,0 -2,5 1400 2,5 -4 2,0 -4 3,15-4 2,0 -2,5 1600 2,5 -5 2,0 -5 3,15-5 2,0 -2,5 1800 3,15-5 2,0 -5 3,15-5 2,0 -2,5 2000 3,15-5 2,0 -5 3,15-5 2,0 -2,5 Porszerű anyag szállításánál v =0,8 1,0 mis Darabáru szállításánál v=0,2 0,8 mis * A nagyobb érték hosszú szalagokra vonatkozik, kíméletes anyagfeladás esetére. ** A nagyobb érték csak akkor, ha a feladott anyag kis esési magassággal érkezik, vagy párnázott, kis szemcséjű rétegre hull.


238. oldal

41. táblázat a görgőkön jelentkező kopás, a rövid szalagoktól eltekintve, nagyobb mértékű, a sebesség választásakor Különféle anyagokra megengedett legnagyobb ezt vesszük figyelembe. A hevedersebességek lejtőszög Mozgó szokásos értékeit lásd a 40. táblázatban. Legnagyob szalagon Anyag Emelkedő szalagok legnagyobb sebességét az b fajtája Minőség előálló lejtőszög anyag visszagurulásának és leszóródásának rézsűszög δ° max megelőzése céljából a szalag hajlásszögévei (α°) arányosan 10 ... 12 %-kal kisebbre választják. bauxit 20 őrölt 20 brikett 12-14 kocka 15 A szállítószalagok legnagyobb emelkedési szöge. 10 tojás 10 Az emelkedő irányban vezetett szállítószalagoknál burgonya 12 10-15 rendszerint a legrövidebb távolságon minél nagyobb cement 20-22 10 szintkülönbséget igyekszünk elérni. Adott magasság cukorrépa 14 érc 18-25 elérésére a meredekebb, tehát a rövidebb szalag a föld 20 laza, száraz 15 gazdaságosabb. A szalag emelkedési szöge 23 nedves 20 növelésének azonban határt szab a szállított anyag fűrészpor 25-27 12 visszacsúszása, visszagördülése. gabona 14-17 10 A megengedhető emelkedés az anyag homok 15-17 száraz 15 22-26 formázó 20 tulajdonságaitól (darabnagyság, súly, alak, kavics 15 homokos 15 szemcseösszetétel, a gumihevederhez való tapadást kő 16 fejtett 15 stb.), az anyagfeladás kialakításától és egyéb 18 osztályozott 15-20 tényezőktől függ. Általánosságban megállapítható, koksz 20 dara 15 márga 20 18 hogy apró szemcsés anyagok meredekebben mészkő 20-23 15 szállíthatók, mint nagy darabos anyagok. A mészpor 23 15 folyamatos, egyenletes anyagfeladás is kedvező, mert műtrágya 12 15 granulált a folyamatos anyagáramban az egyes szemcsék jól 12 20 porított megtámasztják egymást. Az egyes ömlesztett salak 15 18-22 kazán 15 17 kohó anyagok állandó beépítésű szállító szalagon való só 16 osztályozott szállításakor megengedett legnagyobb lejtőszögeket 12-15 19-20 tört lásd a 41. táblázatban. sóder 15 12-20 szén

szuperfoszfát vasérc

barna, fejtett osztályozott lignit, fejtett osztályozott

15 15 15

17 18 17

sima granulált osztályozott tört por

15 12 15-20 20 15

20 15 17 18 22

5.27. A szállítószalag hajtóteljesítményszükséglete A szállítószalag működése közben a következő ellenállások lépnek fel: Z1 a pályaellenállás, Z2 a dobok csapsúrlódási és hevederhajlítási ellenállása, Z3 a terelőpalánk ellenállása, Z4 a dob- és hevedertisztítók ellenállása, Z5 az áru feladásakor keletkező ellenállások, Z6 a kisegítő berendezések ellenállása, Z7 emelkedő (lejtő) szalagokon a szállított anyag emeléséből eredő ellenállás, Z8 az előredöntött görgők ellenállása.

Az előbbi okból kifolyólag az anyag a hevederen egyenletesen szétterülni igyekszik. Mivel a rázás a sebességgel növekszik, nagyobb sebességnél az anyag a hevederről könnyebben leszóródhat. A legkisebb alkalmazható sebességet az határozza meg, hogy a ledobásnál ne legyen, vagy minél kisebb legyen az anyag csúszása a hevederen. Mint látjuk, a sebesség választásánál két ellentétes szempont találkozik: a dobon jelentkező kopás a sebességnövelést, a görgőkön fellépő kopás pedig a Ezen ellenállások figyelembevétele csökkentést indokolja. Végeredményben, mivel következőképpen történik: általában A heveder vontatási ellenállása egyenes pályán

Z = ⎡⎣ µ f ( qg + qh + q ) + st ⎤⎦ l

( N),

a

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 ahol µf a szalaggörgők ellenállástényezőjének a görgők kerületére redukált értéke, qg a heveder-alátámasztó görgők forgórészeinek egy méterre eső súlya (N/m), qh a heveder folyómétersúlya (N/m), q a szállított anyag súlya (N/m), st a görgők tömítési ellenállása (N/m), l a szállítás útja (m). A szalaggörgők ellenállástényezője µf a µz vontatási ellenállástényező szerepét tölti be. Az eltérés az eddigiekkel szemben az, hogy a heveder általában álló tengelyű görgőkön halad, tehát csak az alátámasztó görgők forgó mozgást végző részének a tömegét kell figyelembe venni. A mf ellenállástényező tulajdonképpen négy részből tevődik össze: a görgők csapsúrlódási ellenállása, a hevedernek a görgőkön áthaladásakor ébredő deformációs munkája, a heveder gördülőellenállása a görgőkön, a szállított anyag átrendezéséből adódó ellenállás. A mf tényező értéke kísérleti úton meghatározva, gördülőcsapágyazású görgőknél µf = 0,018 ... 0,027 között adódik. Számításainkban µf = 0,023 átlagértéket veszünk alapul. Jó beállítás, tiszta környezetben 0,018…0,020; rossz beállítás, szennyes környezetben 0,024…0,027 is vehető. (Az előzőekben felírt képlet elvben nem helyes, mert a görgők forgórészeinek tömegét csak a csapsúrlódási ellenállásnál kellene figyelembe venni, a heveder gördülési és hajlítási ellenállásánál nem. Tekintve, hogy µf értékét a mért ellenállásból a mozgóelemek tömegére visszaszámítva határozzuk meg, a hiba µf értékének csökkentése folytán számszerűleg kiküszöbölődik.) A görgők forgórésztömegeit és a hevedertömegét előzetesen becsülve, vagy a görgők rajzáról vehetjük. A szalaggörgők gördülőcsapágyainak tömítési ellenállása a tömítés módjától és minőségétől függ. A különböző tömítések ellenállásainak a szalaggörgő kerületére redukált st értéke átlagos görgőszámnál a szalag egy méteres szakaszára vonatkoztatva, mérések alapján: st = 1,5 N/m, egyszerű zsírhornyos tömítés labirinttömítés st = 3,0 N/m, nemezgyűrűs tömítés st = 4,0 N/m, gyenge minőségű olajgyűrűs tömítés st = 5,0 N/m.

239. oldal

legkisebb igénybevétel helyéről kiindulva szakaszonként megállapítjuk és összegezzük. A hajtódobról lefutó hevederben a hajtóerő átviteléhez szükséges elő feszítés nagyságát, a hevedertömeget, dobok, görgők tömegét kell előre felvenni, s majd később a számítás eredménye szerint helyesbíteni. Részletesebben (terelő-, hajtódobok) lásd a 2.4. és 2.ben. Ez a számítási mód, bár elvileg helyes eljárás, amelynek alapján a húzóerő-diagram a heveder teljes hosszában pontosan megállapítható, azonban lassú és körülményes. Ezért a gyakorlatban a szállítószalagok vonóelem-igénybevételének és motorteljesítményszükségletének számítása egy egyszerűbb és gyorsabb, az ellenállásokat tapasztalati adatok alapján összevontan figyelembe vevő, az MI 8634 sz. műszaki irányelvekben ajánlott számítási eljárást alkalmazunk. Az egyszerűség kedvéért a doboknak a heveder hajtásából és a csapsúrlódásból keletkező (Z2) ellenállását is pályaellenállásként vehetjük figyelembe. Egy hajtó- és egy végdobot, valamint két terelődobot alapul véve, ezeket egyenértékű pályaszakasszal helyettesíthetjük. A dobok ellenállását, a számítás egyszerűsítésére, a tényleges pályahossz szorzataként k szorzótényezővel vesszük figyelembe. A k szorzótényező értékei: l (m) 3 5 8 12 20 32 k 9 6,6 5,1 4,1 3,2 2,65 l (m) 50 80 125 200 300 500 k 2,2 1,85 1,64 1,45 1,29 1,19 4-nél több (i számú) dob esetében a k tényezők helyett a k ′ =

k −1 i + 1 értékkel kell számolni. 4

A korszerű hevederes szállítóberendezésbe csak állótengelyes, gördülőcsapágyas, súrlódás nélküli tömítéssel ellátott görgőket építenek be. A tömítési ellenállást elhanyagolhatjuk, mert a tömítés befolyása a szükséges motor-hajtóteljesítményre nem jelentős. Így általában kielégítő

Z1 + Z 2 = kl µ f ( 2qh + q′g + q ) ( N ) értékkel

számolni, ahol q’g az 1 m szalagpályára eső felső és alsó görgő forgórészének átlagsúlya (N/m) . A hevederhez kapcsolódó kiegészítő berendezések és egyéb járulékos igénybevételek (pl. anyagfeladás, emelés, -leadás, tisztítás stb.) okozta vontatási ellenállások az alábbiak szerint számíthatók: A terelőpalánk ellenállása. A terelőpalánk nem ér a hevederhez, csak a szállított anyag és a palánk A szállító szalag vonóelemének ellenállásait s a között ébredő súrlódási ellenállással kell számolni: vonóelemben ébredő húzóerőket az ismert módon, a

Z 3 = l p µ p ρ h ka gh 2

( N ).


240. oldal

lp a palánk hossza, F T0 = T2 = µα k ( N) µp a súrlódási tényező a szállított anyag és a palánk e −1 között, lefutó ági húzóerőre van szükség. ρh a szállított anyag halmazsűrűsége (kg/m3), Fk = Z1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 + Z 5 + Z 6 + Z 7 + Z8 . h a szállított anyag és a terelőpalánk érintkezési Másrészt meg kell akadályozni a heveder káros felületének magassága (m), mértékű belógását. ka Rankin-tényező (lásd 16. o.). A felszerelt és megfeszített heveder a szalaggörgők között belóg, a görgőn pedig ellentétes ívben hajlik A hevedertisztítók ellenállása meg. Ennek következtében a heveder kétirányú Z4 = p1l1µ1(N). hajlítgatásnak van alávetve, ami a heveder betétjeit és p1 értéke beállítás szerint 2 ... 5 N/cm, a betétek közötti gumiréteget fárasztja, élettartamát l1 a hevedertisztító hossza (cm), µ1 súrlódási tényező a heveder és a tisztító között, csökkenti. Ez a hatás annál kellemetlenebb, minél kisebb a feszítés, azaz minél nagyobb a belógás. értéke 0,6-0,8 lehet. Gyakorlati adatok szerint a heveder feszítésének A dobtisztítók ellenállását el lehet hanyagolni. Feladási ellenállás. Az anyagfeladás helyén a olyan nagynak kell lennie, hogy az alsó visszatérő szállítandó anyag felgyorsítására fordított munkából ágban a legkisebb feszültség helyén a belógás legfeljebb a görgőtávolság 2 ... 3 %-a legyen. A eredő ellenállás: belógás nagysága: (v − v )

Z5 = Q

0

3, 6

( N).

a=

qhta2 8T

( m).

v a heveder sebessége (m/s), ta a görgőtávolság az alsó (üres ági) hevederágban v0 az anyag szállításirányú sebessége a feladás (m), helyén. qh a heveder tömege (kg/m), T a hevederben ébredő húzóerő (N). A ledobókocsi ellenállása: Teheremelés nélkül Az előző egyenletből az üres hevederágban levő B 400-500 650-1000 1200 1400 1600 legkisebb húzóerejű helyen súlyfeszítéssel (mm) Z6 (N)

1000

2000

3000

4000

6000

Teheremelésből származó ellenállás: Z7 = ql sinδ = qH (N). Az előredöntött görgők ellenállása 3 görgős alátámasztásokra:

Z8 = µ2 ( qh + q ) cos β3 *sin β 3 *U .

µ 2 a heveder és a görgő közötti súrlódás tényezője, értéke 0,3 ... 0,6-ig terjed. β3 az előredöntés szöge, szokásosan 1 ... 3°. U az előredöntött görgők száma. A hevedert terhelő húzóerő kiszámítása. A gumiheveder szilárdsági méretezéséhez meg kell határozni a hevederben fellépő legnagyobb húzóerőt. Ennek meghatározásához szükséges előírni a megengedhető legkisebb húzóerőt: Tmin = T0. A T0 meghatározásakor két feltételt kell kielégíteni: Biztosítani kell a hajtódobon átviendő kerületi erőt. Vízszintes vagy emelkedő szállítószalagnál a szállítás irányában elöl elhelyezett hajtódob esetén az Fk kerü leti erő átviteléhez

T0′′ =

qhta2 8a

( N ) . legyen.

Csavarfeszítésnél a fent megadott legkisebb húzóerőket 20%-kal meg kell növelni. Végeredményben T0-ként számított két érték közül a nagyobbat kell alkalmazni. A hevederben fellépő legnagyobb húzóerő a leggyakrabban előforduló vízszintes vagy emelkedő szalagnál a szállítás irányában elöl elhelyezett hajtódob esetén a hajtódobra felfutás helyén ébred. A heveder méreteinek és minőségének megválasztása szempontjából a mértékadó maximális húzóerő: T1max = T2 + Fk (N), ahol T2 erőt a szükséges legnagyobb értékkel kell alapul venni. A gumiheveder a műszaki irányelvekben javasolt biztonsággal (β = 8) szilárdságilag erre a legnagyobb erőre méretezendő (1. 2.32. fejezetet). Az előbbi szakaszban leggyakrabban előforduló szalagelrendezéstől eltérő ferde elrendezésű szállítószalag hevederében a húzóerők változását, nagyságát a szállítási irány, valamint a hajtó- és feszítődob elhe-


241. oldal

lyezése befolyásolja, és a hevederben fellépő Indításkor nem következik be a hajtódobon húzóerők részletes elemzése útján állapítandó meg. megcsúszás, ha a hajtás lefutó ágán ébredő erő: A feszítés útja. A gumiheveder maradó és rugalmas Fk mF a0 + mA a0 e µα T = + . hosszváltozása következtében a feszítődob tengelye 2 µα µα e − e − 1 1 állítható legyen. A feszítődob alapállása és külső mF a felső ágban, mA az alsó hevederágban szélső helyzete közti távolságot a feszítés útjának (lf) fokozatosan mozgásba jövő szalagrészeknek nevezzük. (heveder, alátámasztó görgők forgórésze, hajtó- és l f = j l ( m). terelődobok forgórésze), valamint a szállítóágon szállított ömlesztett anyagnak a hajtódob kerületére Szövetbetétes gumihevedernél j=0,15, redukált tömege. acélbetétes hevedernél j=0,07. a0 az indításkor fellépő gyorsulás a hajtóegység l a végdobok távolsága (m). kialakításától függ. Pontosabb adatok hiányában aszinkron motoros, merev A feszítőberendezésnek biztosítania kell a rövidrezárt tengelykapcsolós hajtás esetén a = 0,7 ... 0,9 m/s2; végtelenített heveder olyan mérvű lazítását, hogy a 0 aszinkron motoros, megcsúszó dobok kiszerelése a végtelenítés megbontása nélkül rövidrezárt lehetséges legyen. Ennek érdekében a feszítődobot tengelykapcsolós (pl. hidraulikus) hajtásnál a0 = 0,3 ... 2 alapállásból a feszítés irányával ellentétesen is 0,5 m/s , szabályozott (tirisztoros) hajtásnál a0 = 2 szükséges mozdítani, mégpedig általában a feszítődob 0,1...0,2 m/s gyorsulást kell figyelembe venni. átmérőjének megfelelő hosszon. 5.28. A gumihevederes szállítószalag A hajtómotor szükséges teljesítménye

P=

Fk v 1000ηm

( kW ) .

Az ηm hatásfok 0,8 ... 0,9 értékkel vehető figyelembe. Több motoros hajtásnál a motorok összteljesítményét ennél 10 ... 30%-kal nagyobbra ajánlatos választani. A motort úgy kell megválasztani, hogy az az indításnál ne terhelje a hevedert rántásszerűen, hanem lágy indítást tegyen lehetővé. Kisebb szalagokhoz, amelyeknél a heveder húzóigénybevétel szempontjából nincs kihasználva, rövidrezárt motor használható. Nagy teljesítményű szalagok esetén rövidrezárt motor csak akkor engedhető meg, ha a felgyorsulási időt hidraulikus vagy elektromágneses tengelykapcsoló alkalmazásával meg lehet növelni. A fentiekben leírt számítások nem veszik figyelembe az indításkor és a fékezéskor fellépő dinamikus többleterőt, a lengések hatását, illetve a járulékos húzóerőt előidéző jelenségeket. Ezeket a méretezéskor biztonsági tényezővel veszik figyelembe. A szállítószalag üzembe helyezésekor terheletlen szalagot indítanak, és a terhelést a mozgó hevederre adják. Váratlan áramkimaradás vagy vészleállítás esetén terhelt szalaggal is indulni kell. Ilyenkor a heveder hajtódobon való megcsúszásának veszélye nagy. A hajtódobon a heveder megcsúszásának veszélye indításkor azért nagyobb, mert a tömegerők a felfutó ági (T1) erőt megnövelik, a lefutó ági (T2) erőt pedig lecsökkentik.

alkalmazása A gumihevederes szállítószalag előnyei az egyszerű szerkezete, nagy szállítóképessége, amelyet a nagy sebességgel továbbítható folyamatos anyagáram tesz lehetővé, továbbá kis energiaszükséglete, zajtalan üzeme. A szállítótávolság egy-két métertől több száz, esetleg több ezer méterig választható. A szállított anyag aránylag egyszerűen feladható. Az anyag szemnagysága és egyéb tulajdonságai viszonylag kevéssé befolyásolják alkalmazási lehetőségét. A szállítószalagba az áthaladó anyag mennyiségét mérő különböző rendszerű szalagmérlegek, az anyagban levő vasdarabokat kiválasztó mágnesek vagy a vas és más fémek jelenlétét jelző szerkezetek könnyen beépíthetők. Hátránya, hogy a lejtős szállítás emelkedési szöge az anyag visszagördülése miatt korlátozott, és így adott magasság eléréséhez aránylag nagy hosszúság szükséges. Az anyag visszagördülésének megakadályozása céljából a heveder szállítóoldalára kiemelkedő bordát vagy lapot vulkanizálnak, és ezzel az emelkedési szög 45 ... 65°-ra növelhető (5.41. ábra). A közönséges heveder hő hatására érzékeny, 60°C-nál melegebb anyag különleges, hőálló heveder alkalmazását kívánja már meg. Poros és lisztszerű anyagok szállítása elkerülhetetlenül kisebb-nagyobb porzással, porképződéssel jár, különösen nagyobb szállítási sebesség esetén. Ugyancsak sok nehézséget okoz a nagyon nedves, tapadós anyagok szállítása is, mert a hevederhez


5.41. ábra. Gumibordás heveder tapadnak, és a leadási helyeken csak nehezen választhatók le. A nagy darabos, nagy halmazsűrűségű anyagok a hevedert rövid idő alatt tönkreteszik, ezért szállítására más, kevésbé érzékeny szállítógépet kell alkalmazni, vagy pedig - amennyiben a későbbiek folyamán a feldolgozásra kerülő anyagot törni vagy őrölni kell - a nagy darabos anyagot lehetőleg a feladás előtt kisebb, könnyebben szállítható szemnagyságúra kell aprítani. A gumihevederes szállítószalag igen gondos karbantartást kíván, különösen a nagy értékű gumiheveder, amelynek sérüléseit a textilbetétek védelme érdekében lehetőleg azonnal javítani kell. A gumihevederes szállítószalag beszerzési költsége egyéb szállítógépekéhez viszonyítva magas. E hátrányok ellenére a gumihevederes szállítószalag értékes előnyei és sokoldalú használhatósága következtében jelenleg a leggyakrabban alkalmazott szállítógép.

5.29. Acélhevederes szállítószalagok Szerkezetük és felépítésük a gumihevederes szállítószalagokéhoz hasonló. A gumihevedert helyettesítő acélszalag, acélheveder főleg a koptató, a meleg és a gumihevedertől károsodó anyagok, pl. élelmiszerek szállítása esetén előnyös. Darabáru és ömlesztett áru szállítására egyaránt felhasználható. A szállítószalag szállító- és vonóeleme a szénacélból vagy rozsdamentes acélból hidegen hengerelt 0,4 ... 1,6 mm vastag, legfeljebb B=800 mm széles heveder. Mindkét acélminőség szakítószilárdsága Rm = = 1100 ... 1200 NJmm2 (Lásd 2.33. fejezet.)

242. oldal

Az acélhevederes szalagok is lehetnek sík vagy vályús kivitelűek. A vályús szalag a gumihevederes szalaghoz hasonlóan vályús alátámasztású görgőkön futó sík vagy oldalperemekkel ellátott hevederrel működhet. A több részes, sík szalag alátámasztó görgőinek átmérője: Dg=150 … 200mm, kialakításukat sík szalag esetén az 5.42. ábra tünteti fel. Vályús acélszalag önbeálló alátámasztó görgői terhelés közben lehajló, s így magától vályúsodó, rugózó acéllemezre külön-külön vannak felszerelve (5.43. ábra). Rövid szalagoknál, különösen nem koptató, ömlesztett áruk vagy darabáruk szállítása esetén hosszirányban elhelyezkedő keményfa lécekből összeállított csúszó alátámasztással is gyakran találkozunk. Az acélhevederes szállítószalag hajtó- és feszítő szerkezete, dob- és hevedertisztító berendezése nagyjából hasonló a gumihevederes szalagéhoz. A hajtódobokat a nagyobb súrlódóerő elérése céljából gyakran faköpennyel látják el. Kétdobos hajtást nem alkalmaznak. A csekély rugalmas nyúlás miatt a hevedert mindig súllyal feszítjük. Az anyagfeladó surrantó kialakításánál ügyelni kell arra, hogy nagy darabos, éles sarkú anyag közvetlenül a hevederre ne essék. Az anyagleadás a már ismert módon a végdobnál vagy sík szalag esetén tetszőleges közbenső helyen, lekotró ekével végezhető el. Az acélhevederes szállítószalag szállítóképessége és teljesítményszükséglete a gumihevederes szállító szalagoknál közölt módon határozható meg. Az acélhevederes szalagok előnyös tulajdonságai a nagy hőálló képesség, az ekével egyszerűen végezhető közbenső leválasztás, a külső hatásokkal, koptatással, rozsdásodással szembeni nagyfokú érzéketlenség, a heveder könnyű tisztán tartása. Hátránya a gumihevederes szalagokénál is nagyobb helyszükséglete, az acélheveder meglehetősen költséges

5.42. ábra. Acélhevedert síkban vezető alátámasztó görgők


5.43. ábra. Acélhevedert vályús alakban vezető alátámasztó görgők volta. A beszerzési nehézségek miatt hazai alkalmazása előnyös tulajdonságai ellenére is csak szórványos. Sodronyhevederes szállítószalagok. Szállítóelemük az acél-, vagy fémszálakból fonott szállítóheveder (lásd 2.33. fejezet), amely a gumihevederhez hasonlóan rugalmas, de ugyanakkor hőhatással és kopással szemben kevésbé érzékeny. A hevedert

5.3.

243. oldal

alkotó huzalok közti részeken víz és levegő könnyen áthatolhat, ezért a sodronyhevedert az anyag víztelenítésére, szárítására, hűtésére is igen előnyösen lehet alkalmazni. A sodronyhevederes szalagok szerkezeti kialakítása a gumihevederes szalagokéhoz hasonló. A hevederdobok átmérője D=400 ... 800mm, a görgőké Dg= =100 ... 150 mm. Az anyagfeladás és -levétel a gumihevederes szállítószalagoknál ismertetett módon végezhető. A heveder sebessége általában v=0,5 ... 1,0 mis. A sodronyhevederes szállító szalag darabáruk és ömlesztett darabos áruk szállítására egyaránt alkalmas. Azonban a huzalok közti hézagnál kisebb méretű darabos vagy poros anyagok az áthullás miatt nem továbbíthatók vele. A szállítás iránya vízszintes vagy emelkedő lehet, nagyobb hajlásszögek esetén az anyag visszacsúszását meggátoló elemeket erősítenek a hevederre, így δ = 30 ... 45°-os emelkedés is elérhető. A sodrony hevederes szalagokat általában csak különleges esetekben, gumihevederes szállítószalagokkal le nem bonyolítható szállítás oknál alkalmazzák. Így brikettgyárakban, sütödékben, edzőkemencéknél, az élelmiszeriparban, hűtő-, szárítóberendezéseknél stb.

SERLEGES ELEVÁTOROK A serleges elevátorok poros, apró szemű és darabos ömlesztett anyagok függőleges vagy 45°-nál meredekebb, ferde irányú szállítására szolgálnak. Szállítóelemeik a heveder-, vagy láncvonóelemre mereven felerősített serlegek, amelyek az elevátor alsó részén felmerített vagy a beléjük öntött ömlesztett anyagot felemelik, és a felső, rendszerint hajtó lánckeréken vagy dobon átfordulva az elvezető surrantóba öntik (5.44. ábra).

5.31. Az anyag elhelyezkedése a serlegben

5.44. ábra. Serleges elevátor vázlata

A serlegben levő anyag kiürítése a felső dobon való átfordulás közben fellépő centrifugális erő, valamint az anyagra állandóan ható gravitáció együttes hatására megy végbe. Az egyenletes ω szögsebességgel vagy állandó n fordulatszámmal forgó felső dobon átforduló serlegben a középponttól r távolságra levő m tömegű anyag-


244. oldal

részecskére C=mrω2 centrifugális és G=mg súlyerő hat (5.45. ábra). E két erő R eredője a középpont felett a távolságban levő A pontban metszi a függőleges szimmetriatengelyt. A vonalkázott hasonló háromszögek oldalarányai alapján az A pont magassága kiszámítható.

elhelyezhető anyag mennyisége is Az anyagfelszín grafikus meghatározása gyakorlatilag elegendő pontossággal, egyszerűbben elvégezhető, ha a logaritmikus spirális helyett olyan körívvel számolunk, amelynek érintője egybeesik a logaritmikus spirális könnyen megszerkeszthető érintőjével, és sugara a λa = AP távolság, tehát a OA : BO = G : C. serlegélnek a pólusponttól való távolsága (5.47. Az OA = a és BO = r értékeket behelyettesítve, ábra). G mg g A logaritmikus spirális meghatározza az adott a=r =r = 2 (m). 2 pólustávolságú és dobátmérőjű elevátor serlegeibe a C mrω ω különböző serlegállásoknál elhelyezhető 2π n egyenletből anyagmennyiséget, illetve kijelöli az anyaggal A fordulatszám értékét ω = 2 ω kitölthető serlegtérfogatot. Ezen anyaggal kitölthető 825 térfogatnak (V) a teljes serlegtérfogathoz való arányát kifejezve, és behelyettesítve, a = 2 ( m ) . (V0) töltési tényezőnek nevezzük: n Mivel

g

ω2

értéke azonos fordulatszám esetén a

sebességtől függetlenül állandó, a körpályán mozgó serlegben levő anyagszemcsékre ható eredő iránya a serleg minden helyzetében az A ún. pólusponton halad keresztül. Az OA=a távolság az n fordulatszámmal működő elevátor pólusmagassága. Ha az anyag belső súrlódásától eltekintünk, akkor az átforduló serlegben levő anyag felszíne a folyadékhoz hasonlóan olyan köríven helyezkedik el, amelynek középpontja az A póluspontban van. A serleg helyzetétől függően a külső, illetve a belső serlegélen át meghúzott körív egyúttal a serlegben elhelyezhető anyagmennyiséget is meghatározza. Ez az anyagmennyiség, mint az 5.46. ábrán is megfigyelhető, a serleg előrehaladottabb helyzetében csökken, ennek következtében a fölös anyagmennyiség a serleg külső vagy belső élén kiszorulva, távozni kényszerül. A valóságban azonban az ömlesztett anyag korántsem rendelkezik az ideális folyadékok tulajdonságaival, így az anyag belső súrlódásával számolni kell. Ennek eredményeképpen az átforduló serlegben kialakuló anyagfelszín nem körív, hanem egy, az A póluspontból kiinduló és a serlegszáj élén áthaladó logaritmikus spirális lesz (5.46. ábra), melynek egyenlete

Φ=

V . V0

A töltési tényező a serleg körmozgása folyamán állandóan változik, eleinte a pólusnak a serlegpályához viszonyított elhelyezkedése szerint különböző mértékben növekszik, majd csökken. Minthogy a centrifugális erő hatása csak a körmozgás megkezdésének pillanatában jelentkezik, a serlegek töltési módszerétől függően meg van a lehetőség arra, hogy az egyes serlegekben az egyenes pályán több anyag helyezkedjék el, mint amennyit a töltési tényező kezdő értéke megenged. Ilyenkor a fölös anyagmennyiség a centrifugális erő hatására a körmozgás megkezdésekor a serleg külső száj élén át kiszorul, és a serleget a körpálya érintőjébe eső vk = rkω sebességgel elhagyva, parabola alakú röppályán halad tovább. Függőleges elevátornál a parabola egyenessé fajul, a kirepülő anyagrészecske függőleges irányban h =

vk2 magasságra emelkedik, 2g

majd lefelé haladva vagy a serlegbe, vagy a serleg mellett az elevátor lábrészébe visszahull. A serlegből vk kerületi sebességgel kivetődő anyagszemcsék kiindulási pontjuk érintőjének megfelelően különböző parabolaíveket futnak be, amelyeket számítással és szerkesztéssel is ξ tgϕ ′ meghatározhatunk. Az elevátor üzeme akkor R = ce , megfelelő, vagyis üzemi jellemzői (D, n, Ф) akkor ahol R a rádiuszvektor; c a rajz léptékétől függő vannak helyesen választva, ha a dobon átforduló állandó, e a természetes logaritmus alapszáma, ξ a serlegből minél kisebb az anyagvisszahullás, azaz a középponti szög, φ' az anyag természetes rézsűszöge. szállított anyag lehetőleg teljes egészében az elvezető A logaritmikus spirális bármely ponthoz húzott surrantóba jut. érintője az ugyanazon pólusból húzott körívvel g gr 2 állandó, jelen esetben az anyag természetes Mint Ismeretes, a pólusmagasság a = 2 = 2 , v ω rézsűszögének megfelelő, φ' szöget zár be, ennek függőleges irányban v sebességgel felrepülő anyagi következményeképpen megnövekszik a serlegben.

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 pont

245. oldal

pályájának

tetőpontja

h0 =

v2 . 2g

Ezeket

figyelembe véve, a legmagasabban fekvő röppálya tetőpontjának (Ht) a dobközéppont feletti magassága

hmax = y0max =

a + h0 2

( m).

A tetőpont vízszintes távolsága a dob függőleges szimmetriatengelyétől, azaz a koordináta-rendszer kezdőpontjától

x0 = r sin ξ 0 −

v2 gr sin ξ 0 2 = r sin ξ 0 − sin ξ 0 = 0, g v

azaz a tetőpont a függőleges tengelyen van. A legmagasabb röppálya kiindulási pontjának (Km) magassága az abszcisszatengely felett 5.45. ábra. A serlegben levő anyagra ható erők

5.46. ábra. Az anyag elhelyezkedése a serlegben

5.47. ábra, Az anyagfelszín közelítő meghatározása

gr gr 2 h = cos ξ 0 = r 2 = 2 = a. v v Mivel a Km pontból kiinduló parabola tetőpontja a szimmetriatengelyen van, a röppálya a függőleges tengelyre szimmetrikus lesz, azaz a lefelé hajló ága a póluspont magasságában a serlegek külső burkolókörét ismét érinti. Az előző vizsgálat alapján megállapítható az is, hogy minden olyan szemcse, amely a póluspont alatti szakaszon, tehát Km pont előtt hagyja el a serleget, visszaesik a serlegekbe vagy azok közé, illetve mellé, s így az elvezető surrantóba nem juthat. A póluspont felett kirepülő anyagi pont pályája viszont a serlegek burkolókörétől távolodik, és ha a fejburkolatba nem ütközik, ahonnan esetleg visszapattanhat, biztosan az elvezető surrantóba érkezik. Még az előző vizsgálatokból következik az is, hogy a > rk, azaz a pólus a serlegek külső burkolókörénél magasabban fekszik, akkor a külső serlegélen át történő ún. centrifugális ürítés nem is jöhet létre, mert a körmozgás megkezdésétől a dob tetőpontjáig a töltési tényező állandóan növekszik, tehát a serlegből az I. térnegyedben anyag kiszorulni nem fog. A serlegnek a tetőponton való áthaladása közben azonban a serlegben levő anyag a belső serlegél felé mozdul el, s a kivetődő anyagrészek a vízszintestől lefelé hajló parabola alakú röppályán folytatják útjukat. Végül is a serleg elérkezik abba a β szöggel meghatározott helyzetbe, amelyben az anyag a szállító szalagok ledobódobjánál végbemenő folyamathoz hasonlóan a serlegtől elválik, és a serlegszájon át teljes egészében kirepül (5.48. ábra). Az anyagleválás feltétele:

mrbω 2 = mg cos β , ebből cos β =

rbω 2 vb2 = . g grb


5.48. ábra. A serleg gravitációs ürítése

5.49. ábra. A kirepülő szemcse relatív útjának szerkesztése A Ht leválási magassága pedig:

pont

forgásközéppont

h = rb cos β = A

fenti

egyenletbe

A dobon átforduló serleg egyenes hátoldala a második térnegyedben a vízszintessel egyre meredekebb szöget zár be, s így még az anyagleválás előtt elérheti az anyag és a serlegfal közti nyugvó súrlódási tényező határszögét, amikor is a serlegben levő anyag a lejtős síkon a serlegszáj felé megcsúszik, és a serleget elhagyja. A serlegből kivetődő anyag különösen meredeken kiinduló röppálya esetén, tehát kis sebességeknél könnyen utolérheti a megelőző serleget, annak hátára szóródik, vagy arról oldalra lepattogzik. Ezért a lassú járású elevátorok helyes serlegelosztását a kirepülő szemcséknek a megelőző serleghez viszonyított relatív útja megszerkesztésével kell megállapítani, illetve ellenőrizni (5.49. ábra). A szerkesztés során először a leválási pontból kiinduló parabolaív, azaz a szemcse abszolút útja rajzolandó fel, majd annak minden egyes pontját akkora szöggel forgatjuk visszafelé, mint amennyivel a dob időközben előrehaladt, így kapjuk a relatív utat. A visszaforgatás legegyszerűbben a kezdő érintő legördítésével valósítható meg, mert a szemcse az érintő irányában a dob kerületi sebességévei halad előre. Ha tehát ezen az érintőn jelöljük a t1 és t2 idő alatt befutott s1 és s2 útszakaszt, akkor ezeket a kör kerületére a B ponttói visszafelé felrakva, megkapjuk azokat a szögeket is, amelyekkel a dob időközben elfordult. A parabolán kijelölt 1 és 2 pontot, ezután a kezdő érintővel együtt forgatjuk vissza oly módon, hogy relatív helyzetük ehhez az érintőhöz változatlan maradjon. A szerkesztéshez a ρ1 = B - 1 és ρ 2 = B - 2 távolságokat használjuk fel, amelyek a visszaforgatáskor leírt 1-(1) és 2-(2) körívekkel együtt egyértelműen meghatározzák a relatív pálya (1) és (2) pontjait. A centrifugálisan ürítő gyors járású elevátorok röppályáinak szerkesztését a gravitációs ürítésűekéhez hasonlóan végezzük azzal az eltéréssel, hogy a serlegek külső burkolóköréhez tartozó kerületi sebességet vesszük számításba (5.50. ábra). A Hk

2 feletti pont magassága h = vk , ennek alapján és a = g k 2

ω

g

2 b

behelyettesítése után

v . g

a=

246. oldal

g

hk = .-

értékét

rk2ω 2 rk2 = , és ebből r = hk a . g a

A hk magasságra rajzolt körív kimetszi a burkolókörből a G1 és G2 pontokat, amelyek a pólus behelyettesítve, magasságába esnek. Minthogy a G1 pontból húzott 2 r érintő a Hk pontban metszi a függőleges tengelyt, az h = b , ebből rb = ah , a innen induló parabola tetőpontja a HkA távolság azaz az rb sugár a pólusmagasság és az anyagleválási felezőjében lesz. A tetőpont magassága pont h magasságának mértani középarányosa. h −a a+h a

ω2

hmax = a +

k

2

=

k

2

=

2

+ h0 ,

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 tartozó h0 =

5.50. ábra. A centrifugális ürítés röppályáinak burkológörbéje

5.51. ábra. Az anyag elhelyezkedése a centrifugális és gravitációs ürítésű elevátorokon

247. oldal vk2 magasságba eső M0 és M tetőpont 2g

ismeretében könnyen megszerkeszthető. Az elevátorfej burkolatát, az elvezető surrantó helyét és távolságát a pályaívek külső burkológörbéje, valamint a belső leválási ponthoz tartozó parabolaív figyelembevételével kell kialakítani. Mint előző vizsgálatainkból is kitűnik, a serlegürítés lefolyására a póluspont helyzete döntő kihatással van. Éppen ezért a serleges elevátorokat ürítés szerint a pólusmagasságnak a serlegek külső, illetve belső burkolóköréhez való viszonya alapján osztályozzuk (5.51. ábra). Centrifugális vagy külső ürítésű az elevátor, ha a pólus a belső burkolókörön belül van (ark) Az anyag a serlegből a II. negyedben, a belső szájélen át távozik, a töltési tényező a körmozgás megkezdésekor a legkisebb, majd a tetőpontig fokozatosan növekszik. Vegyes ürítésű az elevátor, ha a pólus a serlegek külső és belső burkolóköre közé esik (rk>a>rb) az anyag mindkét serlegélen át szóródhat a serlegből. A töltési tényező a körpálya elején a legkisebb, s a pólusmagasságig növekszik, ezután az anyag egy része a külső élen át kezd szóródni mindaddig, amíg a serleg belső falától is le nem válik az anyag, amely már egész tömegében a serlegszájon át kiesik. A serlegek töltése

Poros, apró szemű vagy közepes szemnagyságú, ami egyezik a számítás útján kapott eredménnyel, könnyen ömleszthető, kevéssé abrazív anyagok mivel serlegbe töltése oldalt nyitott vagy a serlegeknél jóval 2 2 szélesebb, oldalról szabad hozzáömlést biztosító zárt v 2v hk = k = 2h0 = h ( m ) . lábból merítéssel történik. Természetesen a serlegben g 2g levő anyagra az alsó dobon való átfordulás közben is A tetszőleges Ф1 és Ф2 szögekhez tartozó 1 és 2 érvényesül a centrifugális erő hatása, minek pontból kiinduló parabolák az ábrán vázolt módon következtében a serleg csak a töltési tényező által szerkeszthetők meg. Az ábrából is jól látható, hogy a meghatározott mértékig töltődhet meg (5.52. ábra). G1 ponthoz tartozó pályaív az első olyan, amely a Mivel azonos dobátmérők esetén a pólusmagasság serlegek burkolókörét nem metszi, tehát a G1 pont megegyezik a felső dob pólusmagasságával, könnyen után kirepülő anyag az elevátoraknába vissza nem belátható, hogy függőleges serlegpálya esetén az alsó hullhat. dobot elhagyó és a felső dobra felfutó serleg töltési A parabolaívek burkológörbéje ugyancsak tényezője éppen parabola, amely a Ф0 = 0 kezdőszöghöz


248. oldal

pályán, a serlegnél keskenyebb surrantón keresztül töltik (5.53. ábra). Az anyagleszóródás elkerülése végett a surrantót úgy kell elhelyezni, hogy alatta mindig legyen még egy-két üres serleg a serlegélek áthaladásakor lepattanó szemcsék befogadására.

5.32. A serleges elevátorok szerkezeti elemei

5.52. ábra. A serleg töltése azonos. Tehát ahhoz, hogy a serleg a töltési tényező által meghatározott legnagyobb mértékig megtöltődjék, szükséges, hogy az anyagfelszín a lábrészben az alsó dob tengelymagasságáig érjen. Darabos, nehezen meríthető, koptató anyagokat szállító serleges elevátor lábrészét az 5.44. ábrán vázolt módon alakítjuk ki. A hozzávezető surrantón át csak annyi anyag jut a lábrészbe, amennyit a serlegek zavartalanul elszállíthatnak. Mivel a surrantó magasabban fekszik a dob középvonalánál, az anyag a serlegekbe már az egyenes szakaszon való haladás közben érkezik. Az alsó lábrészbe csak az anyagnak egy kis része jut, amely a serlegek mellett és között elkerülhetetlenül leszóródik. Ezt a serlegek átfordulásuk közben maguk előtt kotorják mindaddig, míg valamelyik fel nem kanalazza. A nagy darabos anyagokat szállító, folytonos serlegelrendezésű ferde elevátorok serlegeit az egyenes

5.53. ábra. Folytonos serlegelrendezésű ferde elevátor anyagfeladása

A gép üzemviszonyaitól és a szállított anyag tulajdonságaitól függően az elevátorok vonóeleme textilbetétes gumiheveder vagy lánc lehet. l. Gumihevedert nagy szállítósebességű v = 1,0 ...4,0 m/s, nagy szállítómagasságú, könnyen ömlő, apró szemű és kis darabos anyagokat (pl. gabona, liszt, magvak, szemcsés műtrágya, homok, szén stb.) szállító függőleges elevátorokhoz alkalmaznak. Különösen előnyös a gumiheveder alkalmazása a láncot erősen koptató poros anyagok (kokszpor, ércpor) szállítása esetén. Nagy darabos, koptató anyagokat ferde gumihevederes elevátorral szállítanak. A hajtódobok átmérője az ürítési kötöttségek miatt korlátlanul nem növelhető, a betétszámra vonatkoztatott átmérőviszony ezért kisebb, mint a szállítószalagoknál. Általában Dh = 100 ... 125z (mm). z a heveder betétszáma. A biztonsági tényező értéke azonban a függőleges irányú szállítás folytán előálló nagyobb igénybevétel, a serlegcsavarok gyengítése, a zárt házban hamarabb előálló és nehezebben észrevehető sérülések miatt a betét számtól függően legalább s = 12 ... 14. A heveder szükséges betétszámát a szilárdsági szempontokon túlmenően a serlegcsavarfejek (5.54. ábra) merev, átszakadásmentes beerősítésének követelménye is befolyásolja. Ezért könnyű anyagoknál 4, nehéz anyagoknál 5 betétnél kevesebb nem alkalmazható. A hevedervégek összeerősítésére, végtelenítésére csavarokkal összefogott, kihajlított pántok szolgálnak (5.55. ábra), vulkanizálást a feszítő út következtében szükségessé váló gyakori rövidítések miatt nem alkalmaznak. 2. Lánc vonóelemet általában kis és közepes sebességű serleges elevátornál alkalmaznak. A láncokat rendszerint két párhuzamos ágban a serleg háta mögött vagy két oldalán vezetik. Az alkalmazott láncok három csoportba sorolhatók: Szemes láncok (rövid szemű hegesztett teherlánc, lásd 2.21. fejezet) v= 1,5 m/s sebességig alkalmazhatók,


249. oldal

hajtásuk súrlódókapcsolattal történik. Főleg vegyes ürítésű, meleg és tapadós ömlesztett anyagokat szállító elevátorok vonóeleme. A 7-9-11 szemből álló lánc végeit a serlegfelerősítő kengyelek fogják össze. Csuklós vonóláncokat nagy szállítóképességű ferde elevátoroknál v = 0,3 - 0,5 m/s sebességgel üzemeltetnek (lásd 2.22. fejezet). Acél- és temperöntésű láncok előnye a 5.54. ábra. Serlegcsavar gumihevederhez kopásállóság, sebességük korlátozott (lásd 2.24. fejezet). A serlegek felerősítése serlegkengyellel (5.56. ábra) vagy a megfelelően kiképzett lánctagokra csavarozással történik. A vonóelem feszítését az alsó. ún. feszítődobon vagy lánckeréken súllyal vagy csavarorsóval végezzük, a feszítés útja általában annyi, hogy egyszeri átszereléssel a vonóelem legalább egy serlegosztással legyen rövidíthető. Az ömlesztett anyag szállítását serlegek végzik, alakjukat és méreteiket a szállított áru tulajdonságai, az elevátor töltési és ürítési viszonyai, valamint az előírt szállítóképesség szabja meg. A serlegeket általában acéllemezből hegesztik vagy sajtolják, ritkábban szegecselik. Erősen koptató anyagokhoz öntöttvas serlegeket is alkalmaznak. A falvastagság a serleg köbtartalmától, valamint az anyag koptató hatásától függően lisztszerű anyagoknál 1...2 mm, apró szemű anyagoknál 3 ...4 mm, darabos, koptató anyagoknál 5 ... 6 mm. Az elevátorokhoz két jellegzetes serlegtípust alkalmaznak. A könnyen ömlő anyag szállítására a mély serlegeket használják. A serlegek köbtartalmát az oldalfalak magasságáig számítjuk. A hajtószerkezet általában gördülőcsapágyazású hajtótengelyre szerelt lánckerékből vagy dobból, az 5.55. ábra. Serlegfelerősítés (serlegcsavarral) és ezzel kapcsolt fordulatszám-csökkentő hevedervég összeerősítése fogaskerékszekrényből és villamos motorból áll (5.57. 1 - heveder; 2 - serleg; 3 - domború alátét; 4 ábra). serlegcsavar

5.56. ábra. Serlegfelerősítés serlegkengyellel a) egyláncos elevátornál; b) kétláncos elevátornál; 1 - szemes lánc; 2 - elevátorserleg ; 3 - serlegfelerősítő kengyel


250. oldal

5.57. ábra. Elevátor hajtószerkezete A hajtótengelyre visszafutásgátló szerkezetet kell felszerelni. A függőleges elevátorok rendszerint minden oldalról teljesen zárt házban működnek, amely egyúttal a gép tartószerkezetét is képezi. burkolás célja egyrészt a nagy működési sebesség folytán előálló porzás elzárása, másrészt a mozgó részek érintésmentes elhatárolása. A burkolat három részre: az elevátorfejre, az elevátorlábra, valamint a közbenső burkolatra osztható. A burkolatot, a fejet és a lábrészt minél több helyen nagyméretű és könnyen szerelhető, kezelő-, ellenőrző és tisztítónyílással kell ellátni. A ferde elevátorok hajlásszöge általában δ =45 ... ... 80° között változik. Ennél meredekebb elrendezést, különösen lassú járású elevátornál a serlegek ürítésekor jelentkező nehézségek miatt nem célszerű alkalmazni.

5.33. A serleges elevátor szállítóképessége A folyamatos működésű. szállítógépek szállítóképességének alapösszefüggéséből kiindulva (lásd 5.11. fejezet)

Q = 3, 6qv = 3, 6

V0 ρ hϕ v i

( t/h ) .

V0 egy serleg térfogata (m3), i a serlegtávolság (m), ρh az anyag halmazsűrűsége (kg/m3), φ a serlegtöltési tényező, v a szállítósebesség (m/s). A φ serlegtöltési tényező értékét a serleg alakjának és méretének ismeretében pontosan meghatározhatjuk. Előzetes számításhoz a 42. táblázat alapján választhatjuk meg, amely értéket később szerkesztéssel ellenőriznünk kell.

42. táblázat Serleges elevátorok ajánlott szállítósebessége, töltési tényezője és serlegtípusa Szállítósebesség Töltési tényező Anyag Serlegtípus v (m/s) f szénpor 1,0-1,25 0,5-0,75 mély Liszt és por gabonaliszt cement 1,5-1,75 0,7-0,8 mély daraszén 1,8-2,0 0,7-0,85 mély Apró szemcsés gabona 1,5-4,0 0,65-0,9 mély Kis darabos szén 1,4-1,8 0,6-0,8 mély Közepes szemnagyságú szén 1,4-1,6 0,5-0,7 mély egymáshoz Nagy darabos kő 0,6-1,0 0,4-0,7 csatlakozó Nedves, tapadó, összeálló nedves homok 1,2-1,3 0,6-0,7 lapos Pép, folyadék víz, iszap 1,0-1,6 0,35-0,5 mély

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A szállítás sebességét az ürítési feltételek szabják meg, ezen felül azonban az áru és a vonóelem tulajdonságai korlátokat szabnak a sebesség növelésének. A táncos elevátorok legnagyobb sebessége vmax = 1,4 ... 1,6 (m/s). A gumihevederes elevátoroké pedig vmax = 3 ... 4 (m/s). Az elevátor vonóelemének egy méterére eső serlegtérfogat:

251. oldal

H a szállítási magasság (m), Zm a serlegek merítési ellenállása (N), T0 a heveder előfeszítése (N), S az alsó feszítődob ellenállása (N).

Tekintettel arra, hogy a legtöbb e1evátortípusná] mód adódik a serlegek teljes megtöltésére, illetve a töltési tényező által meghatározott mennyiségen felüli túltöltésre, a vonóelem igénybevételét biztonságból φ = 1 értékkel számítjuk. A serlegek merítési, töltési ellenállása (Zm) a töltés ⎛ m3 ⎞ V0 Q . = módjától, a serlegek éle és az elevátorláb fenéklemeze ⎜ ⎟ i 3, 6 ρ nϕ v ⎝ m ⎠ közti hézagtól, a szállítási sebességtől és az anyag Darabos anyag szállítása esetén a kiválasztott vagy tulajdonságától függ. Ha az anyag közvetlenül a méretezett serleg száj nyílását az anyag szemcséinek serlegekbe szóródik, a töltési ellenállás a V0 akadálytalan befogadása szempontjából ellenőrizni sebességgel érkező szemcséknek a szállítási sebességre való felgyorsításához szükséges erővel kell. A szájnyílás legkisebb megfelelő mérete lesz egyenlő. Az adagolószerkezeteket, illetve az amin = kbwmax (mm). anyaghozzávezető surrantókat ezért úgy kell amin a serleg szájnyílásának szélessége (mm), kialakítani, hogy az érkező anyagoknak a serlegek wmax az anyag szemcséinek legnagyobb mérete. haladási irányával ellentétes sebessége minél kisebb legyen, hogy így rongálódása, az anyag aprózódása a A serlegszájnyílás-tényező (kb) értékei: serleghez való ütődéskor csökkenjen. Legnagyobb méretű 10 25 50 75 100 A szállítási irányban v1=0 sebességgel érkező darabok előfordulása anyag v szállítási sebességre való felgyorsításának (%) erőszükséglete 2,0 2,5 3,2 4,0 4,8 kb

Z m = mv = 5.34. A serleges elevátor hajtóteljesítmény-szükséglete

m=

Q 3, 6 g

⎛ Ngs ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ m ⎠

Q v 3, 6 g

( N).

a

másodpercenkénti

A serleges elevátor vonóelemében ébredő húzóerő anyagmennyiség. A Q = 3,6qv egyenletből Q/3,6 = qv értékét a vonó elem mozgása közben fellépő ellenállások, valamint a vonó- és szállítóelem tömegének behelyettesítve, összegzése útján határozható meg. v2 Z m = q = cm q ( N ) . Az általában szokásos felsődob-hajtás esetén a g legnagyobb igénybevétel a felső dobra felfutás helyén Az ellenállás arányos a sebesség négyzetével és az ébred: anyag súlyával. A serleges elevátorok serlegeinek T1 = ( qv + qs + q ) H + Z m + T0 + S ( N ) . töltésénél a gyorsításon felül még nagyfokú T1 a vonóelem legnagyobb igénybevétele (N), kavaróellenállás is fellép. Ezeket együtt veszi qv a vonóelem tömege (kg/m), figyelembe a cm merítési ellenállástényező, amelynek qs =Gs/i a serlegek folyóméter tömege (kg/m), l értékeit néhány árufajtára kísérleti úton Gs egy serleg tömege (kg), meghatározták (1. 43. táblázat). i a serlegosztás (m), q = V0/i a serlegekben levő anyag tömege (kg/m), 43. táblázat V0 egy serleg térfogata (m3) f = 1 töltési tényező A merítési ellenállás cm értékei Szállítási Gabona Daraszén Darabos Koksz esetén, 3 sebesség szén ρh az anyag halmazsűrűsége (kg/m ), v (m/s)

1,0 1,5

1,0-2,6 2,1-4,4

1,2-2,4 2,2-4,4

2,7-3,3 5,0-6,0

2,8-9,0 5,4-11,0

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A kísérletek alapján az is megállapítható, hogy a serlegek és a fenéklemez közti hézag megfelelő megválasztásával az ellenállás jelentékenyen csökkenthető. Irányelvként kimondható, hogy merítésnél a hézag legalább az anyag szemnagyságának ötszöröse legyen (pl. gabonaelevátornál), zárt fenékrészből való kaparásnál pedig kisebb, mint az anyag szemnagysága. A T0 feszítőerő nagyságát a serlegek és a vonóelem nyugodt járása, valamint súrlódóhajtásnál a kerületi erő átadásához szükséges lefutó oldali húzóerő biztosítása szabja meg. Az elevátor vonóeleme az előzőekben kiszámított T1 legnagyobb húzóerőre méretezendő. A lefelé menő vonóelemágban a legnagyobb húzóerő a hajtódobtól való elválás helyén ébred, nagysága T2 = (qh+qs)H+T0 (N). Az elevátor hajtásához szükséges kerületi erő Fk = (1 +k)T1-T2 (N). k a vonóelem hajlítási ellenállástényezője. Az elevátor teljesítményszükséglete a hajtódob, ill. lánckerék tengelyén:

Pa =

Fk v 1000

( kW ) .

Ferde elevátorok vonóerőszámítása hasonlóképpen végezhető, azonban gumihevedernél a szállítóág alátámasztó görgőinek, láncvonóelem alkalmazása esetén pedig mindkét ágon a futógörgőknek az ellenállását is számításba kell venni. Ezzel szemben a serlegek töltési ellenállása a kis szállítási sebesség következtében rendszerint elhanyagolható.

5.35. A serleges elevátorok alkalmazása A serleges elevátorokat poros, apró szemű és darabos ömlesztett anyagok folyamatos emelésére, szállítására az anyagmozgatás minden területén kiterjedten alkalmazzák. Kazánés generátorházakban, osztályozóművekben szén, tárházakban és malmokban gabona és liszt, az építőanyag-iparban homok és kavics, mészkő, cement stb. szállítását végzik serleges elevátorokkal. De megtalálhatók a vegyiparban, öntödékben ásványfeldolgozó üzemekben és egyéb helyeken, ahol nem túlságosan nagy darabos s nem összeálló, tapadó anyagok emelése vagy ferde szállítása a feladat.

252. oldal

A serleges elevátorok szokásos szállítóképessége V=5 ... 200 m3/h, a szállítási magasság általában 25 ... 30 m-ig terjed, de szükség esetén a 40 ... 50 m-t is elérheti. Az elevátorserlegek ürítési módjának megválasztása az anyag tulajdonságaitól és részben a helyi adottságoktól függ. Centrifugális ürítésű elevátorokat apró szemcsés, nem nagyon koptató anyagokhoz (pl. gabona, magvak stb.) alkalmazunk, a vonóelemük rendszerint gumiheveder, elrendezésük általában függőleges. Előnyük a szállítóképességre vonatkoztatott kis tömegük, de némi hátrányt jelent a hajtófej nagy helyszükséglete. Vegyes ürítéssel apró szemcsés és darabos, nem morzsolódó, valamint poros anyagok szállíthatók. A serlegtöltési tényező általában nagyobb, mint centrifugális ürítés esetén, így a kisebb sebesség ellenére nem lesz lényegesen kedvezőtlenebb a szállító teljesítmény. A vonóelem heveder, lánc vagy kötél is lehet, a függőleges elevátorok között ez a leginkább elterjedt típus. Gravitációs ürítésű elevátor nagy darabos, nehezen szóródó, összeálló vagy morzsolódó ömlesztett anyagok, valamint finom, könnyű porok, púderek (mészkőpor, szénpor) szállítására, emelésére alkalmazható. Darabos anyagok továbbítására ferde, 1áncos vagy hevederes elevátorokat használunk, az anyag feladása csaknem általánosan a serlegbe surrantással történik. Általában a serleges elevátorok előnye a nagy szállítóképesség és az erre vonatkoztatott viszonylag kis helyszükséglet, a pormentes üzem és gumihevederes elevátorok esetén a zajtalan járás. Hátrányként megemlíthető, hogy a nagy sebességű, gyors járású elevátorok a darabos, törékeny anyagot erősen törik, a zárt házban a vonóelem és a serlegek könnyen megsérülhetnek, a koptató anyagokat szállító elevátorok kopása, elhasználódása igen nagy mértékű. A ferde elevátorok és főleg a gumihevederes ferde elevátorok hely szükséglete igen nagy a heveder belógása miatt. Tapadós, ragadós anyagok a serlegekbe ragadnak, és az elevátor könnyen eltömődik. Mindent egybevetve, a serleges elevátor nem a legideálisabb szállítógép, ezért alkalmazását, főleg ha az anyag kellemetlen tulajdonságú, és más típusú szállítógéppel a feladat üzembiztosabban megoldható, kerülni kell.


5.4.

253. oldal

LÁNCVONÓELEMES SZÁLLÍTÓGÉPEK

A láncvonóelemes szállítógépeken darabáruk és ömlesztett anyagok bármely irányban továbbíthatók. A szállító elemek egy vagy két végtelenített láncvonóelemhez kapcsolódnak. Szállítási sebességük a láncvonóelem alkalmazása miatt alacsony, általában 1 mis alatt van. Egyes típusait a szállítóelem kialakítása szerint különböztetjük meg. Ezek közül a jellegzetesebb típusok a függőkonvejor, a mozgóasztal, a csuklótagos szalag és a mozgólépcső.

5.41. Függőkonvejor A láncvonóelemes szállítógépek közül a termelőüzemeken belüli anyagmozgatás szempontjából a legjelentősebb anyagmozgató gép a függőkonvejor. Mindenütt, ahol nagy mennyiségű darabárut kell vízszintes, emelkedő vagy függőleges irányban egyenes vagy ívben vezetett útvonalon továbbítani, ez a géptípus a leggazdaságosabb. Több emelet kiszolgálására is alkalmas, így a gyártási folyamat által megkívánt sorrendben kapcsolhatók össze az egyes munkahelyek, üzemrészek, raktárak stb.

5.58. ábra. Görgős futóművek összekapcsolása lánccal

A függőkonvejorok szállítóelemei a szállításra kerülő anyagok méretének és tömegének megfelelően kialakított függesztékek (tálcák, horgok, ömlesztett áru esetén tartályok, edények stb.), amelyek az idomacélokból összeszerelt, fej feletti magasságban elhelyezett pályán mozgó futóművekre vannak szerelve. Az egyenlő távolságban elhelyezkedő görgős futóműveket lánc vagy sodronykötél vonóelem kapcsolja össze (5.58. ábra), és vontatja a síkban vagy térben vezetett zárt pályán (5.59. ábra). A vonóelemet a pálya hosszától és a vonóerőtől függő en egy vagy több helyen beépített lánckerekes vagy hajtóláncos hajtószerkezet mozgatja. Normálkialakítású konvejorok pályájának legnagyobb hajlásszöge δ=35 .. .40° lehet, különleges kialakítású vonólánccal és függesztékkel azonban függőleges irányú szállítás is megvalósítható. A függőkonvejorra a darabáru feladása és levétele kézi erővel vagy automatikusan végezhető. A darabáru leadása mechanikusan működő kikapcsolószerkezettel, a függeszték billentésévei vagy apálya nyomvonalának megfelelő vezetésével (5.60. ábra) automatizálható. Nagy kiterjedésű függőkonvejor-hálózat esetén, bonyolultabb anyagmozgatási feladatok gépesített, önműködő elvégzéséhez alkalmazzák a kétpályás függőkonvejort. Lényegében két egymás felett vezetett pályából áll (5.61. ábra).

5.59. ábra. Két függőkonvejor elrendezési vázlata


254. oldal

5.42. A függőkonvejorok szerkezeti elemei

5.60. ábra. Darabáru önműködő levétele függőkonvejorról A felső pályán (1) mozog a függőkonvejor vonólánca (2), amelynek futóművein függesztékek helyett ütközőkarok (3) vannak. E karok mozgatják az alsó pályán (4) vezetett kocsikat (5), a kocsikhoz kapcsolt függesztékeken (6) elhelyezett darabáruval. Az alsó pályához váltókkal további pályák kapcsolódhatnak. Így az alsó pálya hajtott és nem hajtott szakaszokból áll. Ez utóbbiak az üres vagy darabáruval rakott kocsik tárolására szolgálnak. A hajtott pályaszakaszon a vonólánc magával viszi a kocsikat mindaddig, amíg egy váltó útján az alsó útvonal a lánc nyomvonalától el nem tér. A kocsikat visszavezetve a hajtott szakaszra, azok ismét lánccal továbbíthatók. Ily módon az üzem egész területére kiterjedő alsó pályás hálózat felett több egymástól független vonólánc működhet, és egyidejűleg a darabáruk különböző rendeltetési helyű párhuzamos szállítása előre meghatározott program szerint önműködően is lebonyolítható.

5.61. ábra. Kétpályás függőkonvejor szállítóelemei 1 - felső pálya; 2 - vonólánc; 3 - tolókar; 4 - alsó pálya; 5 - kocsi; 6 – függeszték

A vonóelem lánc vagy acélsodrony kötél. Elterjedtebb a lánc alkalmazása, mert a hajtása és a futóműveknél a vonóelemhez való kapcsolása egyszerűbben oldható meg. A 2.2. fejezetben részletesen ismertetett láncok közül a függőkonvejoroknál alkalmazott vonólánctípusok: Szemes lánc (rövid vagy hosszú szemű) főleg rövid, kis terhelésű konvejoroknál. Nagyfokú hajlékonysága miatt térben futó pálya esetén is megfelel. Hevederes csuklós vonólánc, közepes vonóelemterhelésnél és középnehéz üzemviszonyokra. Kardáncsuklós vonólánc, amely elsősorban a lánc térbeli vezetését és terelését teszi lehetővé. Szétszedhető kovácsolt vagy sajtolt lánc. A kevés alkatrész nagy üzembiztonságot és gyors szerelést tesz lehetővé. Nagy vonóelem-terhelésre, nehéz üzemviszonyokra alkalmas. A futómű a görgőkből és a futóműházból áll. A görgők általában gördülőcsapágyazásúak (5.62. ábra). A görgőtestek kovácsolt vagy öntött kivitelűek, a kopás csökkentése és az élettartam növelése érdekében a futófelületet hőkezeléssel keményítik. Az 5.63. ábra lánc vonóelemhez kapcsolt I-acél pályán mozgó futóművet ábrázol. A pálya mint az 5.64. ábrán is látható, I-acélból, szögacélból vagy acéllemezből hajlítva készül. Legegyszerűbb az I-szelvény, ennél azonban nehézséget okoz a kis sugarú ívek hajlítása. A szögacélokból összeállított pályaszelvény nagyobb terheléseknél kedvező. A pálya 3 ... 6 m-enként van a mennyezetre függesztve (5.65. ábra) vagy padlóra állított oszlophoz, ill. bakhoz csavarozva (5.66a, ill. b ábra). A lánchúzásból származó pályairányú erőket a vízszintes síkú iránytöréseknél beépített bakok veszik fel. Lemezből hajlított pályaszelvények főleg a kis terhelésű különleges vonóláncoknál szokásosak. Felszerelésük, felfüggesztésük a ráhegesztett fülek segítségével könnyen megoldható. A pálya sima külső felülete könnyen tisztítható, és a berendezésnek szemre is szép külsőt ad. A normál vonóláncot alkalmazva, a függőleges síkú ívek szokásos sugara R=5 ... 7 m. Nagyobb szögelfordulást eredményező kardáncsuklós láncok esetében R=2 … 3 m sugarú ívek is elérhetők. A vonóelem terelését függőleges síkú iránytörésekben a láncra szerelt futóművek végzik.


255. oldal

5.62. ábra. Futómű görgője

5.65. ábra. Függőkonvejor pályatartó függesztéke

5.63. ábra. Futómű

5.66. ábra. Pályatartó oszlop (a) és bak (b) függőkonvejorhoz

5.64. ábra. Függőkonvejor pályaszelvényei


256. oldal

5.67. ábra. Vízszintes síkú terelő lánckerék Vízszintes síkú iránytöréseknél 90 ... 180º-os ívekben D=0,6-2,0 m átmérőjű terelőkerék alkalmazandó (5.67. ábra). Az egymásra következő vízszintes és függőleges síkú ívek közé, a lánc elcsavarodásának elkerülése végett mindig egy, a futóművek osztásánál hosszabb vízszintes, egyenes szakaszt kell beiktatni a pályába. A hajtószerkezet általában a pálya legmagasabb vagy a vonóelem legnagyobb terhelésű pontjához közel eső, 90º-os vagy annál nagyobb vízszintes síkú ívben van elhelyezve. A hajtószerkezet kialakítása a vonóelem típusától is nagymértékben függ. A vonólánc esetén leggyakrabban az 5.68. ábrán vázolt elrendezést alkalmazzuk. A lánccal a függőleges tengelyű és a pályaív sugarától függő méretű fogaslánckerék kapcsolódik. A hajtószerkezet ívben való elhelyezése igen sokszor nehézségekbe ütközik, ilyen esetekben a segédláncos hajtószerkezet kerül beépítésre (2.70. ábra). Ennek előnye, hogy apálya bármely vízszintes szakaszán beépíthető. A segédlánc hajtását függőleges tengelyű, vízszintes síkú lánckerék végzi. Mivel a lánckerék átmérőjét a pályaívek itt nem befolyásolják, az lényegesen kisebb és így könnyebb lehet. A hajtómű súlya is csökken, mivel azonos láncsebesség esetén a kisebb átmérőjű lánckerék nagyobb fordulatszámmal foroghat, s ezért a hajtómű-

5.68. ábra. Függőkonvejor hajt6szerkezete ben kisebb áttétel szükséges. A segédlánc a vonóerőt a vonóláncra az ábrán is látható kapcsolóelemek segítségével adja át. Kapcsolódás és vonóerőátvitel alatt a vonóelemet az ábrán felülnézetben feltüntetett terelőgörgősor támasztja meg, és megakadályozza a lánc oldalirányú kitérését. Korszerű segédláncos hajtásegység látható az 5.69. ábrán. Hosszú, nagy terhelésű függőkonvejorok vonóelemének egy ponton való hajtása a nagy igénybevétel miatt nem gazdaságos. Ezért a pályát két, esetleg több, közel azonos vonóerőt igénylő szakaszra bontjuk, és minden szakasz végén egy-egy hajtószerkezetet helyezünk el. Így kisebb méretű vonóelem is megfelel. A vonóelem feszítését általában egy 180°-os körülfogású terelőkorong elmozdításával végezzük. A feszítést lehetőleg a pálya olyan pontján kell elhelyezni, ahol a vonóelemben ébredő erő a legkisebb, tehát a hajtás után, ahhoz minél közelebb vagy a pálya legalacsonyabb szinten fekvő szakaszán. A feszítő lánckerék görgőkön mozgó vagy vezetékben csúszó keretre van szerelve (5.70. ábra), melyet feszítősúllyal vagy


257. oldal

5.69. ábra. Függőkonvejor hajtásegységének jellegrajza (HAFE-KING) 1 - motor; 2 - hajtómű; 3 - nyomatékhatároló tengelykapcsoló; 4 - hajtó lánckerék; 5 - segédlánc; 6 konvejorlánc: 7 - fő tolóelem; 8 - vezető teherkocsi; 9 - összekötő rúd; 10 - hátsó teherkocsi; 11 - hegesztett váz csavarorsókkal mozdítanak el. Mivel a korong feletti pályaív feszítéskor a kerettel együtt elmozdul, a futóművek akadálytalan áthaladásának biztosítására a korong előtt és után a pályába dilatációs szakasz építendő be. Láncvonóelem esetén elegendő, ha a lánckerékről lefutó láncágban 500 ... 1000 N húzóerő ébred, ami megakadályozza a láncnak a kerékfogakon való átugrását, illetve a láncszemek esetleges szétkapcsolódását. A szállítóelemek, az ún. függesztékek kialakítása és mérete a szá1lítandó darabáruhoz, valamint annak felés leadási módjához igazodik. Kisebb súlyú darabárukból egy függesztékre több darab is helyezhető, erre a célra szolgálnak a több szintes és kampós szá1lítóelemek, viszont nagyobb tömegű vagy méretű áruk egyszerre több függesztékre és futóműre is erősíthetők (5.71. ábra).

5.70. ábra. Vonóelem feszítőszerkezete

5.71. ábra. Nagyméretű darabáru felfüggesztése


258. oldal

Tm a vonó elem terhelése a szakasz elején (N), Lmn az m-n szakasz vízszintes vetületének hossza 5.43. A függőkonvejor szállítóképessége (m), és teljesítményszükséglete q az áru egy méterre eső tömege (kg/m), q0 a vonóelern, a függeszték, azaz a konvejor v mozgó részeinek 1 more eső tömege (kg/m), U = 3600 ( függeszték/h ) , i µz a futóművek vontatási ellenállástényezője, ha a ahol v a vonóelem sebessége (m/s), csapágyazás: i a függesztékek távolsága (m). gördülő 0,015 ... 0,025, csúszó 0,03 ... 0,05 az üzem jellegétől függően, A vonóelem sebességét a szállítóképességen kívül k a pályaívek ellenállástényezője, ha az eltérés még egyéb technológiai tényezők (hűlési idő stb.) is szöge vízszintes síkban befolyásolják, általában 0,05 ... 0,15 mis érték között változik, legnagyobb megengedhető értéke vmax = terelőkoronggal 90° 1,03 … 1,06 0,25 ... 0,3 m/s. 180° 1,04 … 1,11 és A függesztékek távolsága az áru méretétől függ, terelőgörgővel 45° 1,02 … 1,0 rendszerint i=0,8 ... 2,0 m. 90° 1,035 … 1,09 A hajtóteljesítmény-szükségletet a vonóerő 180° 1,05 … 1,12, meghatározása útján nyerjük. A számítást szakaszonként, a legkisebb láncerő helyéről ha az emelkedés szöge δ, függőleges síkban kettős ív kiindulva, az egyes vonóelem-ellenállásokat között összegezve végezzük. 20° 1,01 … 1,03 A gyakorlatban főleg előzetes számításokhoz 30° 1,015 … 1,04 egyszerűbb és gyorsabb eljárást alkalmaznak, 40° 1,02 … 1,05, amelynél a pályaívek ellenállását egy, a az üzem jellegétől függően. függőkonvejor üzemviszonyaitól és az ív A számítást szakaszonként, a legkisebb kialakításától függő k tényezővel vesszük figyelembe. vonóelemterhelés helyéről kiindulva kell elvégezni. A A függőkonvejor pályáját szakaszokra bontjuk, egy számításhoz az anyagelosztást, azaz a konvejor pályaszakasz kezdőpontja mindig egy vízszintes terhelését a legkedvezőtlenebb eset alapján kell szakasz eleje, végpontja pedig egy függőleges síkú figyelembe venni (pl. végig teljes terhelés vagy csak kettős ív vagy egy vízszintes síkú ív vége (5.72. az emelkedő szakaszokon terhelés stb.). ábra). A hajtó lánckerék kerületére vonatkoztatott Az ábrán vázolt m-n szakasz végén a vonóelem vonóerő igénybevétele (N): F = 1, 05 T − T N .

Tn = k ⎡⎣Tm + µ z ( q + q0 ) Lmn ± ( q + q0 ) H mn ⎤⎦

k

(

1

2

) ( )

T1 a vonóelemben a hajtás helyén ébredő erő, és T2 a hajtó lánckerékről lefutó ágban levő erő. A vonóelemben esetleg más szakaszon fellépő Tmax legnagyobb igénybevételre méretezendő. A motorteljesítmény-szükséglet

Pa =

Fk max vmax 1000ηm

( kW ) .

vmax a függőkonvejor legnagyobb üzemi sebessége (m/s), Fkmax a legnagyobb sebességgel történő üzemelés esetén szükséges vonóerő (N), ηm a hajtószerkezet mechanikai hatásfoka, ami a nagy áttétel miatt óvatosan választandó (ηm =0,6 ... 0,7). 5.72. ábra. ívben vezetett pályaszakaszok

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 5.44. A függőkonvejor alkalmazása A függőkonvejorok főleg darabáru, ritkábban ömlesztett anyagok üzemek, üzemrészek közötti és raktári szállításnál, futószalagon történő szerelésnél, folyamatos gyártásnál és anyagmozgatással egybekapcsolt technológiai műveleteknél (pl. galvanizálás, festés, hűtés, szárítás, öntés stb.) használatosak. A függőkonvejor a korszerű technológiával dolgozó üzemekben egyre jobban tért hódít, nem ritka az olyan gyár, amelyben 10 … 15 km összhosszúságú konvejorpálya van működésben. Kisebb tömegű gépek (pl. hűtőszekrények, motorkerékpár, autó, varrógép) szerelésénél a futószalag szerepét tölti be, máshol pedig a munkahelyek egyenletes és folyamatos anyagellátását végzi. Igen jól alkalmazható a padlószinten elhelyezkedő futószalagokhoz az alkatrészek, szerelési egységek egyenletes és ütemes hozzászállítására. A mennyezetre szerelt függőkonvejor az élő raktár szerepét is betölti, előnyös tulajdonsága, hogy az anyagot a beszállítás sorrendjében továbbítja a következő művelethez, a technológiában előírt műveletek közti pihentetési, tárolási időt biztosítja. A függőkonvejor előnye, hogy térben jól vezethető, több épületszint, emelet kiszolgálására is alkalmas, így a technológia által megkívánt sorrendben képes összekapcsolni a munkahelyeket. Hossza szinte tetszés szerint növelhető a közbenső hajtások számának szaporításával. A konvejorpálya falra, oszlopra, mennyezetre erősíthető, így a munkahely padlóján helyet nem foglal el, a gépek közti közlekedést nem akadályozza, keresztutaknál, átjáróknál a pálya megemelésével szabad átjárást tesz lehetővé. Tömege kicsi, szerkezete egyszerű, könnyen szerelhető, különlegesebb karbantartást nem igényel.

259. oldal

Üzembiztos, esetleges meghibásodás esetén könnyen és gyorsan javítható. A szállítási sebessége a technológia kívánalmaihoz rugalmasan alkalmazkodik, a mechanikus árukiszolgálás, főleg az áruátvétel több-kevesebb nehézséggel, de megoldható. Az áru több helyen való feladása vagy levétele lehetséges. Hátrányos tulajdonságként kell megemlíteni, hogy gyártása csak nagy sorozatban gazdaságos, tehát hazai gyártási viszonyaink mellett viszonylag drága. Az egyszerű vonóláncok alkalmazása esetén a függőleges síkú ívek sugara aránylag nagy. Mindezeket egybevetve megállapítható, hogy a függőkonvejor a darabáruszállítás egyik legfontosabb folyamatos működésű szállítógépe. Jelentősége és elterjedtsége a fejlett iparú országokban legalább akkora, mint a gumihevederes szalagoké az ömlesztett anyagok továbbítása területén.

5.45. Mozgóasztalok A mozgóasztalok a folyamatos gyártás és szerelés jellegzetes szállítógépei, leggyakrabban gépszereldékben, öntödékben alkalmazzák őket. A szállítóelem rend rendszerint egy futókeréken futó asztal vagy kocsi, amelyen a gyártás vagy szerelés történik. A szállítóelemet a láncvonóelem kapcsolja össze és vontatja az általában vízszintes síkú pályán. Kisebb súlyú áruk feladása és levétele kézzel végezhető, nagyobb súlyú darabokat a mozgó asztalra emelő- és rakodó szerkezettel helyezhetünk rá. Az anyag mozgatása, fel- és lerakása az asztalokra szerelt görgők segítségével is megoldható, mert az általában kicsi szállítósebesség lehetővé teszi az anyagnak az asztal mozgása közben való áttolását is. A vízszintes síkban zárt mozgóasztalok (5.73. ábra) vonóeleme függőleges tengelyű terelőgörgőkkel van felszerelve,

5.73. ábra. Vízszintes síkban zárt mozgóasztal 1 - mozgóasztal; 2 - hajtómű; 3 – feszítőmű


260. oldal

5.74. ábra. Könnyű üzemű mozg6asztal 1 - vonólánc; 2 - futókerék; 3 - pályasín ez vezeti a kocsikat a vízszintes síkú, esetleg enyhe emelkedésű vagy lejtésű pályán. A pályába az asztal hosszától függően 3 ... 5 m sugarú, 180º-nál rendszerint nem nagyobb szögű íveket iktatunk be. Az 5.74. ábra szerelési célra szolgáló könnyű üzemű, az 5.75. ábra pedig öntödei nehéz üzemű mozgóasztal keresztmetszetét mutatja be. A vonóelem mozgatását függőleges síkú, alulról kapcsolódó segédlánc végzi, amely apálya valamely 2 ... 3 m hosszú egyenes szakaszán van elhelyezve. A hajtógépezet, a hajtólánc motorja és hajtóműve rendszerint a padlószint alá van süllyesztve, ezzel elérhető, hogy a mozgóasztal mindkét oldalán teljes hosszában hozzáférhető, kiszolgálható, azaz szállítás közben a technológiai műveletek (szerelés, öntés) zavartalanul elvégezhetők. A pálya a láncgörgők vezetésére szolgáló idom vezetékből és a kocsikat alátámasztó kisvasúti sínből áll. A lánc kopása folytán szükségessé váló vonóelemfeszítést egyik 180°-os iránytörésű pályaszakasznak csavarorsók útján való elmozdításával biztosítják. A mozgóasztalok szállítósebessége v = 1,0 ... 9,0 m/min között választható. Rendszerint több sebességfokozatú

5.75. ábra. Nehéz üzemű mozgóasztal keresztmetszete

vagy fokozat nélkül szabályozható hajtószerkezetet alkalmazunk. Az asztallapok hossza 0,8 ... 2,5 m, szélessége 0,5 ... 1,5 m. A kocsik távolsága az asztal hosszánál valamivel nagyobb, terhelhetőségük 5 ... 50 kN-ig terjed. A vonóelemben ébredő húzóerőt a legkisebb igénybevételű helyről kiindulva, az ismert módon számítjuk. Egyenes szakaszon a kocsik futógörgőinek ellenállását, ívekben ezenfelül a láncterelő görgők, valamint a kocsik alátámasztó forgózsámolyainak elfordulásából eredő ellenállást is számításba kell még venni. A mozgóasztalokat főleg nagyobb tömegű darabáruk továbbítására alkalmazzuk. Előnye a nagy teherbíró képesség s a nagy szállítási hossz (50 ... 150 m). Hátránya, hogy szerkezete meglehetősen súlyos és költséges, ezenkívül, mivel a padlószinten van elhelyezve, az üzemen belüli közlekedést nagymértékben akadályozza.

5.46. Csuklótagos szállítószalagok Ömlesztett és darabáruk szállítására egyaránt alkalmasak. Szállítóelemeik az egy vagy két párhuzamosan vezetett vonóláncra felerősített falapok vagy acéllemezek, esetleg oldalfallal ellátott szekrények, melyek egymáshoz szorosan csatlakozva, mozgó felületet alkotnak és ezen az anyagot - a hevederes szállítószalagokhoz hasonlóan - vízszintes, emelkedő vagy íves szakaszokból álló pályán továbbítják. A vonólánc idomacélokból összeállított pályaszerkezeten gördül, hajtását, terelését lánckerekek végzik. A csuklótagos, más néven csuklóelemes szállítószalagok szerkezetét az 5.76. ábra tünteti fel. A csuklótagos szalag szerkezeti elemei A vonóelem általában t = 100 ...400 mm osztású futógörgős vonólánc. A szállítóelemek a lánchevederekre vagy a párhuzamosan haladó láncokat összekötő


261. oldal

5.76. ábra. Csuklótagos szállítószalag

5.77. ábra. Csuklótagos szállítószalag keresztmetszete átmenő csapokra vannak erősítve, rendszerint csavarozva (5.77. ábra). Kisebb méretű és terhelésű elemek vontatását gyakran csak egy, középen haladó vonólánc végzi. Ez esetben a támasztógörgők nem a láncra, hanem a szállító elemekre vannak felszerelve. A szállítóelemek kialakítása és mérete a szállított anyag tulajdonságaihoz igazodik. Ömlesztett, főleg apró szemű és poros anyagok továbbítása esetén nagy gondot kell fordítani a szállító elemek közti anyagáthullás megakadályozására, ezért a csatlakozó szállítóelemeket úgy kell kiképezni, hogy azok megfelelően átlapolva - az egyenes pályán és a lánckeréken való átforduláskor is hézag nélkül záródjanak (5.78. ábra). A hullámos felületű és bemélyülő fenéklemezek

5.78. ábra. Szállítóelemek csatlakozásának kialakítása különösen emelkedő irányú szállítás esetén előnyösek, mert így az anyag visszacsúszás nélkül 40 ... 50º-os meredekséggel is könnyen továbbítható. Oldalfal nélküli szállítóelemeket főleg kis szállítóképességű szalagoknál, valamint az anyag lekotróekével való közbenső leválasztása esetén alkalmazunk. Ez utóbbi esetben azonban csak sík, egymáshoz csatlakozó felületű elemeket használunk. Oldalfallal felszerelt elemeket főleg a ferde vagy nagy szállítótávolságú és teljesítőképességű tagos szalagokhoz alkalmazunk. Az anyag leadása ezeknél általában csak a hajtó lánckeréknél történhet. Az oldalfalakat úgy kell kialakítani, hogy a zárás átfordulás közben is fennálljon.


262. oldal

5.79. ábra. Szállítóelemek könnyű darabáru szállítására Darabáru-szállításhoz a tárgyak tömegéhez mérten könnyebb vagy nehezebb kivitelű keményfa lécekből, pallókból, vagy acéllemezekből készített szállítóelemeket erősítünk a láncokra, amelyek mivel az elemek közti záródás itt nem lényeges rendszerint az elemek alatt vannak elhelyezve. A vonóelem hajtását lánckerékkel vagy motollával végezzük. A kis sebességek miatt a zárt fogaskerékszekrényen kívül gyakran még egy nyitott fogaskerékpárt is alkalmazunk. A vonóelem feszítése rendszerint a hajtással ellentétes végen, a láncoknál szokásos módon, csavarorsókkal történik, rugó közbeiktatásával. A szalagváz idomacélokból, a futópálya kisvasúti sínből vagy laposacél kopósínnel ellátott idomacélokból van összeállítva (5.79. ábra). A szállított anyag feladása és levétele. Az anyag feladását a hevederes szalagokhoz hasonlóan surrantóval végezzük. A szállítóelemek a nagy darabos anyagok felütközésekor ébredő dinamikus hatásra, mivel arra méretezhetők, kevésbé érzékenyek, mint a hevederek, így a csuklótagos szalagok bunkerek, anyagtárolók alóli kihordásra is jól alkalmazhatók. A szalagon levő ömlesztett anyag rendszerint a szállítás irányába eső szalagvégen levő hajtó lánckeréknél válik le az elemekről. Sík, oldalfal nélküli vagy álló oldalfalas szállítóelemek esetén az ekével történő közbenső lekotrás lehetősége fennáll, ez azonban a koptató és nagy darabos anyagok esetében jelentős kopásra vezethet. Az ismertetett szerkezetű csuklótagos szalagok vonóeleme a pálya megfelelő kialakításával függőleges síkú ívekben is vezethető. A vonóláncos szalagokba ezen túlmenően még vízszintes síkban ív is beiktatható, amelyben a terelés kis sugarú ívesetén lánckerékkel, nagyobb sugárnál pálya ívvel végezhető. A csuklótagos szalag szállítóképessége ömlesztett anyag szállításakor Q = 3,6Avrhc (t/h) A v ρh c

az anyag keresztmetszete (m2), a lánc sebessége (m/s), a szállított anyag halmazsűrűsége (kg/m3), a szállítás irányától függő teljesítménycsökkentő tényező.

Az anyag keresztmetszete oldalfal nélküli elemek esetén háromszöggel határolt, amelynek oldalai a vízszintessel α = 0,6φ szöget zárnak be. Az anyag szélessége b=0,85B (m). Oldalfallal felszerelt szállítóelemeknél az anyagfeladó surrantó rendszerint olyan széles, hogy az anyag felszíne jó közelítéssel vízszintesre vehető (5.80. ábra). Ez esetben az anyag keresztmetszete A = bh' (m2), ahol b (m) az oldalfalak közötti távolság, és h' (m) az anyag rétegvastagsága, ez általában az oldalfalmagasság 2/3 ... 3/4 része (h'=0,65 ... 0,75h). A csuklóstagok szalagok szállítósebessége nagymértékben függ a vonóláncok osztásától. A szokásos szerkezeti kialakításoknál általában v=0,2 ... 0,4 m/s, de kis osztású hegesztett lánccal vontatott szalagok a v=0,8 ... 1,0 mis sebességet is elérhetik. A sík felületű szalagok biztonsággal ajánlható emelkedési szöge δ=14 ... 16°. A hullámos kialakítású vagy keresztirányú visszafutásgátló lapokkal felszerelt elemek azonban ennél jóval meredekebb emelkedéssel is üzemelhetnek. A c teljesítménycsökkentő tényező értékei: Szállítóelemek Szalagemelkedés oldalfallal oldalfal nélkül 1,0 8 … 10° 10 … 20° 0,95 0,9 20° felett 0,80 0,7 A csuklótagos szalag vonóláncában a legkisebb erő keletkezési helyétől kiindulva, a haladás irányában haladva, a fellépő ellenállásokat összegezve, a legnagyobb

5.80. ábra. Ömlesztett anyag elhelyezkedése a szállítóelemen


263. oldal

láncerő megállapítható. A hajtókerékre felfutó lefutó láncágban ébredő erők különbségéből pedig a lánckerék (motolla) hajtásához szükséges teljesítmény kiszámítható. Álló oldalfallal ellátott csuklóelemes szállítószalagok esetén a vontatási ellenálláshoz még az anyag és az oldalfalak közti súrlódás ellenállása is hozzáadódik. Számítását lásd az 1.24. fejezetben. A csuklótagos szalag alkalmazása A csuklótagos szalagokat főleg a gumihevederrel nem szállítható meleg, nagy darabos, éles sarkú, nagyon tapadó anyagok továbbítására alkalmazzák. Mint kihordóés adagolószerkezet ércek, bányatermékek bunkerből történő kiszállítására, adagolására is jól használható. Darabáru esetén főleg nagyobb tömegű vagy térfogatú tárgyak továbbítására, valamint a folyamatos gyártásnál és szerelésnél állandóan vagy szakaszosan mozgó un. futószalagként alkalmazható. Darabáru rakodására 5...8 m hosszú, a csővázas gumihevederes szalagokhoz hasonló, könnyű, mozgatható egységek is készülnek. A csuklótagos szalagok szállítóképességének felső határa ömlesztett anyagok esetén Qmax = 1000...1500 t/h. A szokásos szállítási távolság felső határa Lmax = = 40...60 m. A szalagszélesség a szállítóképességtől és az áru méreteitől függően B=400...2000 mm. A csuklótagos szalagok előnyei: A szállított anyag káros tulajdonságaival szemben nagyfokú érzéketlenség, a meredek szállítás lehetősége és a vonóelem túlterhelhetősége. A csuklótagos szalagok megfelelő kialakítással mind függőleges, mind vízszintes síkú, kis sugarú ívben vezethetők. A szállítóelemek nagy teherbírású összefüggő sík felületet alkothatnak, ami szerelésnél és a lekotróeke alkalmazása szempontjából előnyös. Hátrányai között meg kell említeni a viszonylag kis szállítási sebességet, a nagy fajlagos tömeget, ami az energiaszükségletet, a vonóerőt és a beszerzési árat igen megnöveli. Hajtóenergia-szükséglete a gumihevederes szállítószalagénak 2...3-szorosa. A vonóelemek – különösen poros, koptató anyagok szállítása esetén – gondos karbantartást igényelnek. A csuklóelemesszalag helyszükséglete nagy.

5.47. Mozgólépcső A mozgólépcső a csuklótagos szállítószalagokhoz hasonló szerkezetű, személyszállításra szolgáló, folyamatos működésű szállítógép. Mivel különböző magasságban levő szintek közti szállításra alkalmazzák, min-

5.81. ábra. Mozgólépcső elrendezésének vázlata dig ferde elrendezésű, vízszintes kezdő és befejező szakasszal. A pálya legnagyobb hajlásszöge legfeljebb δ = 30° lehet. A mozgólépcső elrendezését vázlatosan az 5.81. ábra mutatja. A szállítóelemek, a lépcsők két párhuzamosan futó, görgős, hevederes lánc csapjaira csuklósán vannak felszerelve (5.82. ábra). Minden lépcsőelem alján egy vezető görgőpár helyezkedik el, ezek futópályájának a vonóláncpályához való közelítésével érhető el, hogy a lépcsőelemek járólapja, melyen az utasok állnak, a mozgólépcső ferde szakaszán is vízszintes marad. A lépcsők szélessége egy vagy két személy szállításának megfelelően 1...1.5 m, egy lépcsőhossz 0,4...0,45 m. A mozgólépcső két oldalán biztonsági okokból, a lépcsővel azonos sebességgel és irányban mozgó gumikorlátot alkalmaznak. A mozgólépcső két végpontján a veszélytelen be-, ill. kiszállás érdekében a lépcsőelem járólapját bordázattal látják el (5.83. ábra). A bordák közötti hézagokba az álló padlószintről fésűszerűen elhelyezett pálcák nyúlnak be, amelyeknek lejtősen kialakított (a) felső síkja a lépcsőn álló személyt vagy a lépcsőre helyezett tárgyat a padlószintre vezeti. A vonólánc hajtása és feszítése a csuklótagos szalagokhoz, a gumikorlát mozgatása a gumihevederes szalagokhoz hasonlóan történik. A mozgólépcső tervezését és üzemeltetését a személyszállítást végző szállítógépekre vonatkozó felvonószabályrendelet előírásai alapján kell végezni. Ez előírja a szükséges biztonsági szerkezeteket, amelyek a mozgólépcsőt azonnal megállítják, ha láncszakadás vagy a megengedettnél nagyobb láncnyúlás következik be, ha a sebesség megnövekszik, vagy más egyéb rendellenesség lép fel. A mozgólépcső legnagyobb megengedett szállítósebessége vmax = 0,75 m/s. A szállítás iránya megfordítható, azaz a lépcső lefelé szállításra is alkalmas. Nagy személyforgalmat lebonyolító helyeken, áruházakban.

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 földalatti vasútállomásokon stb. 4 ... 40 m szintkülönbség között alkalmazható. Egy lépcső legnagyobb szállítóképessége 10 ... 13 ezer fő óránként. Nagyobb forgalom esetén több párhuzamos lépcsőt építenek egymás

264. oldal

mellé. Nagy és változó irányú forgalom esetén célszerű legalább három lépcsőt egymás mellé építeni, ezekből kettő szükség esetén a nagyobb forgalom irányában járatható.

5.82. ábra. Hevederes lánccal kapcsolódó lépcsőelemek

5.83. ábra. Mozgólépcső lépcsőeleme 1 - vonólánc; 2 - láncgörgő; 3 - vezetőgörgő; 4 - lépcsőkeret; 5 - járólap; 6 - fésű


5.5.

265. oldal

AZ ANYAGOT HELYBEN MARADÓ ALÁTÁMASZTÁSON TOVÁBBÍTÓ ESZKÖZÖK ÉS GÉPEK

A csúszdák, surrantók, valamint a nem hajtott Tájékoztatásul néhány anyagra a lejtőszög görgősorok és a pneumatikus szállító csatornák a nagysága acéllemez csúszda esetén: 25 … 30° gravitációs szállítókhoz tartoznak. Bár a nehézségi Zsákolt áru 30 … 35° erő csak a föld középpontja irányába hat, egy Gabona 40 … 50° Kavics összetevője a szállítás irányába felhasználható. A 50 … 60° gravitációs szállítóeszközöket egyszerű felépítésük, Nyers barnaszén 60 … 80° kis előállítási és üzemköltségük következtében igen Lisztes anyagok gyakran alkalmazzák. A csúszdákat derékszögű vagy lekerekített keresztmetszettel készítik. Erősen koptató anyagok szállításakor a csúszdát acél-, szürkeöntvény-, bazalt5.51. Csúszdák vagy kerámia lapokkal bélelik. Poros anyagok szállításakor zárt, derékszögű vagy A gépi hajtás és mozgó elemek hiánya kör keresztmetszetű csövet használnak. következtében a csúszdák a legegyszerűbb Anyagoknak nagyobb magasságról való szállítóeszközök. A csúszdára helyezett anyag a leszállításakor alkalmazzák a spirá1csúszdát nehézségi erő hatására a lejtős pályán csúszik. amelynél a csúszópályát ~r1ódá~legyőzésére, továbbá a mozgó tömeg mozgási (csigacsúszdát), energiájának növelésére szükséges energiát a mozgó csavarvonalban helyezik el (5.85. ábra). Darab- és szállítandó anyag csökkenő helyzeti energiája ömlesztett áru szállítására nyitott spirálszolgáltatja (5.84. ábra). A csúszda lejtőszögét úgy kell megválasztani, hogy egyrészt a szállítandó anyag lecsúszása biztosítva legyen, másrészt pedig el kell kerülni az anyag sebességének egy megengedhető érték fölé való növekedését. Az előbbiek alapján

Gh = Gl µ cos δ +

G ( v22 − v12 ) 2g

.

G a szállított anyag tömege, l a csúszda hossza, µ súrlódási tényez csúszópálya és a szállított anyag között, δ a csúszópálya lejtőszöge, v1 a szállított anyag kezdősebessége, v2 a szállított anyag végsebessége, h a szállítás kezdő- és végpontjának szintkülönbsége.

sin δ =

5.84. ábra. Szállítás csúszdán

h behelyettesítésével l 2 ghµ tgδ = . 2 gh + v12 − v22

A lejtőszög meghatározásakor a kezdősebességből kell kiindulni. Végsebességként 1,5 ... 2,0 m/s-nál nagyobbat ne engedjünk meg. Egyenletes sebesség fenntartásához (v1 = v2) a lejtőszögnek tg δ = µ-nek kell lennie.

5.85. ábra. Csigacsúszda


5.86. ábra. Csigacsúszdára helyezett áru erőhatásai csúszdát oszloppal egybeépítve, poros anyagok szállítására középoszlop nélkül egy-három menetű csövet készítenek. Spirálcsúszdában nagy magasságból is közel egyenletes sebességgel szállítható az anyag. Az egyenletes sebességet az anyag sebességének és centrifugális erejének váltakozó hatása szabályozza (5.86. ábra). A csúszópálya hajlásszöge és a súrlódási tényező meghatároz egy anyagsebességet. Ezáltal a szállított anyag súlypontja az alapkörsugár és lejtőszög meghatározta csavarvonal mentén mozog. Ha pl. egy kisebb súrlódási tényező következtében a sebesség megnövekszik, akkor megnövekszik a centrifugális erő is (C), ennek következtében az anyag kifelé tolódik. Ezen önműködő eltolódás következtében a szállított anyag nagyobb alapkörsugarú és alacsonyabb lejtőszögű csavarvonalpályán fog mozogni. A lejtőszög csökkenése és az ezzel arányban megnövekedett pályanyomás miatt a súrlódási erő a csúszópályán (S1)

266. oldal

és az oldalvezető lemezen (S2) növekszik. Ezen erőhatások következtében csökken az anyag sebessége. Ez csökkenti a centrifugális erőt is, aminek eredményeként a szállított anyag a közép felé fog eltolódni, és ekkor a nagyobb hajlásszögű lejtőn a szállított anyag sebessége ismét növekszik a kisebb alapkörsugár, a nagyobb lejtőszög és a csökkent pályamozgás miatt. E folytonosan váltakozó sebesség a spirálcsúszdán haladó anyag sebességét egy középérték körül tartja. A csigacsúszdák általában úgy vannak szerkesztve, hogy az azokon haladó anyagok sebessége 1,0 ... 1,5 mis között legyen. A csigacsúszdára helyezett anyag kezdősebessége rendszerint alacsony; ez a szállítóképességet kedvezőtlenül befolyásolja. A feladóhely csúszópályájának lejtőszögét növelve elérhető, hogy a szállított anyag rövidebb idő alatt érheti el a közepes csúszósebességet. A csúszdákat egyszerű felépítésük, alacsony beruházási- és üzemi költségük, igénytelen karban tartásuk miatt széles területen alkalmazzák a szállítógépek és tartályok anyagfeladására. Raktárakban az egyes emeletek között az áruk lefelé szállítására használják.

5.52. Görgősorok A görgősorok a csúszdák továbbfejlesztéseként tekinthetők. A csúszópálya és a szállított anyag között fellépő súrlódás helyett a könnyen forgó görgők alkalmazásával csak gördülési ellenállás és csap súrlódás ébred. Ezáltal elesik a kényes darabáruknál hátrányos dörzsölés a vályún, és a gravitációs pálya lejtőszöge kisebb lehet (5.87. ábra). Görgősoron csak olyan

5.87. ábra. Vízszintes görgőpálya


267. oldal

5.88. ábra. Görgősori görgő 2 ... 2000 kg tömegű darabáru továbbítható, amelynek legalább egy oldala sík. Nem sík felületű öntvények, lágy göngyölegek és kisebb alkatrészek szállítólapra vagy ládába helyezve továbbíthatók. Az árufeladás vagy -levétel általában kézzel történik, azonban mechanikusan is végezhető gumihevederes szállítószalag vagy elevátor útján. A görgősorok szerkezeti kialakításuk és működésük alapján két csoportra oszthatók: a) nem hajtott, gravitációs vagy kézi továbbítású és b) hajtott görgősorokra. Nem hajtott görgősorok teheralátámasztó elemei a szállító szalag görgőihez hasonló, de annál egyszerűbb kialakítású, hengeres, egyenes, gördülő csapágyazású görgők (5.88. ábra). A görgőpalást a terheléstől függően 30 ... 150 mm átmérőjű, 2…8 mm falvastagságú acélcső. A görgők hossza 200 … 1000 mm, a tárgy szélességénél 50 ... 100 mm-rel nagyobb. A görgők osztását a szállítandó tárgy hossza szabja meg. A tárgynak legkedvezőtlenebb esetében is legalább két görgővel kell érintkeznie.

l l t g max ≤ , általában t g = 3 4

Ha a görgőpályán keresztül átjárást kell biztosítani, akkor az átjárás idejére felhajtható görgőpályaszakaszt iktatnak be (5.89. ábra). A felhajtható szakaszt az emelés és süllyesztés megkönnyítése érdekében ellensúllyal látják el. Amennyiben a gravitációs görgősor zárt körpályát képez, akkor egy helyen emelőszerkezetet kell beiktatni, hogy a lejtős szakaszon elvesztett magasságot visszanyerjük. E célra rövid hevederes vagy elemes szalag szolgálhat.

l , 5

ahol l a tárgy hossza, tg a görgőosztás. Az állandó beépítésű görgősor váza szögacélból, nagyobb terhelés esetén V acélból készül, és lehajlásra méretezendő. Hordozható, áthelyezhető kivitelű görgősor vázát csőből vagy szögacélból könnyű, állítható magasságú oszlopokkal készítik. Ha a helyi viszonyok megkívánják, a görgőpályát ívben is lehet vezetni (5.89. ábra). Ívekben a tárgy zavartalan továbbítását kúpos görgőkkel biztosítják. A pályaív sugara lehetőleg a görgőhossz 3 … 4szerese legyen. Görgőpályák vízszintes síkban való keresztezése esetén a keresztezési helyen fordítókorongot szerelnek fel néhány görgővel. A fordítókorong átállítása kézzel történik. 5.89. ábra. A görgős szállítópálya elemei 1 - fordítókorong; 2 - íves pályaszakasz; 3 felhajtható görgős szállítópálya-szakasz


268. oldal

ráfutó darabáru a görgő tömegét felgyorsítja, egyidejűleg részben csúszik és részben gördül a lejtőn. A teher és görgő között a súrlódási tényezőt állandónak kell tekinteni, ezért a görgő kerületén a sebesség egyenletesen nő (5.91. ábra). Az árunak a csúszási periódus alatt megtett útja vt1, ezalatt a felgyorsuló görgő kerületén levő pontok

vt1 2

5.90. ábra. Görgőtárcsás szállítópálya

utat futnak be. Az 5.91. ábra diagramján az elsőt az OABC téglalap területe, a másodikat pedig az OBC háromszög területe ábrázolja. A teher csúszásának útja a görgőn szintén vt1/2 Ily módon egy görgőnek v kerületi sebességre való felgyorsításakor a darabáru által végzett teljes munka (W) két részből tevődik össze, mégpedig a csúszósúrlódási erő munkájából és a görgő forgótömegének gyorsítására fordított munkából; úgy vehetjük, hogy a darabáru végzett munkája a görgő forgótömegének gyorsítására fordított munkának kétszerese (2 W). A gyorsításra fordított munka egy görgőre

Kis tömegű, de nagy méretű tárgyak (karton dobozok stb.) továbbítására a görgőtárcsás pályákat alkalmazzák. A teher alátámasztására görgők helyett tárcsás görgőket építenek be. A görgők 50 ... 60 mm átmérőjűek, és két vagy több sorban vannak a vázat összekötő tengelyekre szerelve (5.90. ábra). A nem hajtott görgősor támaszgörgőin tehermozgatás alkalmával a következő ellenállások lépnek fel: Gv 2 a teher gördülési ellenállása a görgőkön, W =K , 2 veszteség a csapágyakban, ahol a K < 1 tényező figyelembe veszi, hogy a a teher csúszósúrlódása a görgőkön, görgő forgótömege nem a görgő palástján a görgők tömegének gyorsítása. helyezkedik el; K=0,8 ... 0,9. Az áru súrlódása és a görgők gyorsítása miatt A gördülési ellenállás nagysága a darabáru fellépő ellenállás pedig vízszintes irányú mozgatásakor:

2f . Z1 = Q1 D

Z3 =

2Wn Gv 2 =K L b

( kg ) .

n a görgők száma a görgőpályán (db), Q1 szállítandó darabáru tömege (kg), L a görgős pálya hossza –L/n = b (m). f a gördülési ellenállás karja a darabáru és a görgő Így a Q1 súlyú darabáru vízszintes görgősoron való között (cm), mozgatásakor fellépő összes ellenállás D a görgő átmérője (cm).

Z = Z1 + Z 2 + Z 3 =

A csapsúrlódási ellenállás

Gl ⎤ d ⎡ Z 2 = ⎢Q1 + ⎥ µ . b ⎦D ⎣

= Q1

2f ⎛ Gl ⎞ d Gv 2 + ⎜ Q1 + ⎟ µ + K , D ⎝ b ⎠D b

l a darabáru hossza a szállítás irányában mérve (m), b a görgők osztása (m), d a görgőtengely átmérője (cm), µ a csapsúrlódás tényezője. Az 5.91. ábra diagramja a görgő kerületi sebességét az idő függvényében mutatja. A t1 időszakasz végén a görgő kerületi sebessége eléri gyakorlatilag a darabáru haladási v sebességét. Ez idő alatt az álló görgőre

5.91. ábra. A görgő kerületi sebességének diagramja


269. oldal

egyszerűsége, üzembiztonsága, könnyű átszerelhetősége és a gépi hajtás elmaradása miatt. A gravitációs görgőpályákon, különösen folyamatos gyártású gépműhelyekben, a darabokat géptől gépre, géptől szerelőcsoportokhoz és raktárra szállítják. Az átszerelhető kivitelű görgősorok könnyen és gyorsan 5.92. ábra. Hevederrel hajtott görgősor 1 - heveder; átalakíthatók a technológia és ezzel együtt a szállítási 2- görgő; 3 - továbbított tárgy utak átállításakor. Igen elterjedtek csomagoló és raktárbeli műveleteknél is. és az ellenállástényező Hajtott görgő sorokkal leginkább kohászati üzemekben izzó anyagokat (buga, öntecs) és Z 2f ⎛ Gl ⎞ d KGv 2 . ω= = + ⎜1 + ⎟ µ+ hengerelt árukat továbbítanak. Q1 D ⎝ bQ1 ⎠ D bQ1 Hátrányuk, hogy az üzemi közlekedési utakat Lejtős görgőpályán az anyag állandó sebességű keresztezik. Átjáróhelyeken kiemelhető szakaszok mozgásához szükséges hajlásszög tangense egyenlő kerülnek ugyan beépítésre, azonban ezek a az ellenállástényezővel: folyamatos szállítást akadályozzák. Nagy távolságú, tgδ = ω tisztán gravitációs szállítás a szükséges Mennél kisebb a görgő forgórészének a tömege, és magasságkülönbségek miatt nehezen valósítható meg. minél nagyobb a görgő átmérője, a görgőosztás és a teher Q1 tömege, annál kisebb lesz a görgőpálya hajlásszöge. A sebesség növekedésévei a ω ellenállási 5.53. Rédlerek tényező és a szükséges δ hajlásszög növekszik. Hajtott görgősorokat darabáru emelkedő vagy A rédlert apró szemű és poros ömlesztett anyagok nagy távolságú vízszintes szállítására alkalmaznak. vízszintes, ferde és függőleges irányú szállítására Az áru továbbítása az alátámasztógörgők hajtásával alkalmazzák. A rédler vonó- és szállító eleme a történik. Könnyű típusokon a görgőt kötél vagy lánc teljesen zárt vályúban mozgó, különféle alakú hozza mozgásba, vagy a görgőket alul elhelyezett és továbbítókarokkal ellátott lánc, amely a szállítandó hozzájuk szorított gumiheveder forgatja (5.92. ábra). anyagba belemerül, és azzal együttmozgó egységet A nehezebb, hengerdékben alkalmazott görgősorokat alkot (5.93. ábra). Az anyagtovábbítás azon alapul, a görgők tengelyére ékelt kúpfogaskerekekkel hajtják, hogy a szállítandó ömlesztett anyagnak a vályú oldalde mindjobban elterjed a görgők egyedi, a görgők és fenéklemezéhez való súrlódása kisebb, mint a mellett vagy belsejében elhelyezett villamos motorral vonóláncnak az anyagban való elmozdulásakor való hajtása is. fellépő ellenállás. Gyakorlatilag az anyag a lánchoz A görgősorok alkalmazása. A görgősorokat képest mindig hátramarad. darabáruk továbbítására használják. Előnyük az A rédler elrendezését és szállítási irányát tekintve egyszerű szerkezet, kis súly, zajtalan működés és kis vízszintes, ferde, függőleges vagy ezek tetszés helyszükséglet. A gravitációs görgősort igen szerinti kombinációja lehet (5.94. ábra). Az elterjedten alkalmazzák irányeltéréseket lánckerekekkel vagy 2 ... 5 m sugarú íves vezetékkel valósítják meg. Az irány törések számát a vonóerőszükséglet nagymértékű növekedése miatt nem cél-

5.93. ábra. Vízszintes rédler


5.94. ábra. Függőleges rédler

270. oldal


271. oldal

fel, és amíg az ébredő nyíróerők az anyag belső nyírószilárdságát túl nem lépik.) Az anyagtest oldalán ébredő nyomás legnagyobb értéke a z-z síkban

ϕ⎞ ⎛ p1 = h1 ρ h gka = h1 ρ h gtg 2 ⎜ 45° − ⎟ ( Pa ) (1) 2⎠ ⎝ ϕ⎞ ⎛ ka = tg 2 ⎜ 45° − ⎟ a már ismert oldalnyomás2⎠ ⎝

tényező, ρh az ömlesztett anyag halmazsűrűsége (kg/m3), φ az ömlesztett anyag belső súrlódási szöge (µ0 =tg szerű emelni, ezért inkább több önálló rédlert φ). kapcsolunk egymáshoz. Az i vonszolóosztásnak megfelelő hosszon ébredő Az anyagfeladást igen egyszerűen, a zárt vályú oldalerő h fedelén levő nyíláson keresztül végezzük. h12 Ei = i px dx = ρ h gka i ( N ) . (2) Adagolására szükség nincs, mert a rédler önmagát 2 0 adagolja, azaz a feladó surrantóból annyi anyagot szállít el, amennyit teljes egészében továbbítani képes Ha az anyag és a fal közti súrlódási tényező µ v az (5.94. ábra). Az anyagleadás hasonlóképpen osztásnyi falhosszon fellépő súrlódási erő egyszerű, a vályú fenekén vagy oldalán levő nyíláson h12 S E = µ = µ ρ h gka i ( N ) . (3) át történik, több helyen is megvalósítható, ez esetben i0 v i v 2 a kiömlőnyílásokat tolózárral, fogasléccel mozgatható Az Si0 erő a z-z sík fölött h1/3. magasságban ébred, elzárólemezzel kell nyitni, illetve zárni. ennek következtében a z-z síkban az anyagtestre a A szállítható anyagréteg-magasság meghatározása 2Si0 nagyságú nyíróerőn kívül még 5.95. ábra. Vízszintes rédler szállítólánc-eleme

∫

Az 5.95. ábra egy vízszintes rédler vonóelemét, az 5.96. ábra pedig ugyanezen vonóelem esetén a vályúban levő anyagtestre ható erők eloszlását tünteti fel. Amint az ábrából is látni, a továbbítókarok és a kétoldalt levő láncok egy h2 magasságú mozgó rekeszsort képeznek. A rekeszekben levő anyagra nehezedik felülről a h1 magasságú anyagréteg, amelynek oldala a vályúfalon súrlódik. Az anyagszállítás feltétele, hogy az oldalfalakon fellépő súrlódóerők kisebbek legyenek, mint a h2 magasságú z-z síkban ébredő nyíróerők, és ezenkívül a z-z sík alatt az ömlesztett anyagban szakadás ne legyen. (Az ömlesztett anyag tömör testnek tekinthető mindaddig, amíg húzóerő nem lép

M = 2 Si 0

h1 h13 = ρ h g µv ika 3 3

( Nm ) .

(4)

hajlítónyomaték is hat. Az 5.97. ábra a vályú hosszmetszetében, a z-z sík magasságában a függőleges irányú feszültségeloszlást szemlélteti. A teljes keresztmetszetben a h1 magasságú anyag súlyából

p1 = h1 ρ h g

( N/m ) 2

nyomófeszültség ébred, ehhez adódik

±σ a =

M 6M 2h13 ρ h g µv ka N/m 2 ) = 2 = ( K bi bi

(5)

hajlításból eredő nyomó-, illetve húzófeszültség. Minthogy a vizsgálat elején már lerögzítettük, hogy

5.96. ábra. A vízszintes rédler vályújában levő anyagra ható erők

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 ezt

272. oldal

bi h1 ρ h g

-vel szorozva és utána rendezve, kapjuk:

2µv µ ka h12 + µv ka ih2 − µ bi = 0.

(9)

Ebből

h1 =

imin

az anyagban húzás nem ébredhet, -σa
τ min = pmin µ = ( p1 − σ a ) µ = ( ρ h gh1 − σ a ) µ ( N/m 2 ) .

(6) Az oldalfalsúrlódás (Si0) folytán fellépő nyíróerő a z-z síkban egyenletes eloszlású, és (7)

csúsztató-feszültséget ébreszt. Ennek kisebbnek kell lennie, mint az A pontban levő legkisebb nyíró szilárdság, azaz τ s > τ min Az adott méretű (b, h2, i) rédleren szállítandó m belső súrlódási tényezőjű ömlesztett anyag megengedhető h1 rétegmagasságát a τs=τmin feltételből határozzuk meg: Az (5), (6) és (7) egyenletek behelyettesítésével

h12 µv ρ h gka 2h3 ρ g µ k − ρ h gh1µ = 1 h v a µ , b bi

(10)

Vizsgálatunkat kiterjeszthetjük abba az irányba is, hogy felvett hl anyagréteg-magasság esetén milyen továbbító kar-osztás alkalmazása szükséges. A (9) egyenletből i értékét kifejezve, kapjuk, hogy

5.97. ábra. Feszültségeloszlás a z-z síkban

2Si 0 h12 µv ρ h gka N/m 2 ) = τs = ( bi b

⎞ 1 ⎛ 8ibµ 2 + i 2 ka µv − i ⎟ ( m). ⎜ ⎟ ka µv 4µ ⎜⎝ ⎠

2µ h12 ka µv = bµ − h1ka µv

(m).

Ez a legkisebb osztás, amellyel a h magasságú anyagáram továbbítható. Ha ugyanis i értéke növekszik, K keresztmetszeti tényező értéke is nő, és ennek következtében σa csökken, ami τmin növekedését jelenti. A továbbítókarok osztása azonban korlátlanul nem növelhető, határt szab az ún. passzív falnyomás, amelynek értékét túllépve, a továbbított anyagban elcsúszás következik be, és ennek következtében a kar előtt levő prizma alakú anyagtest kiemelkedik, a felette levő anyagot is megemeli és hátracsúsztatja (5.98. ábra). Az elcsúszási sík hajlásszögének tangense

ϕ⎞ ⎛ tgε = tg 2 ⎜ 45° + ⎟ = kε , 2⎠ ⎝

Az elcsúszó prizma alakú test hossza e = h1 tgε = h1ke. A prizma alakú test kiemelkedése akkor következik be, ha a megcsúszási síkra ható vízszintes erő nagyobb, mint az ugyanezen síkra ható függőleges erő, S>F. Határesetben S=F; a legnagyobb megengedhető továbbítókar-távolságot ezen feltételből lehet meghatározni. A vízszintes rédler vonóláncainál a továbbító karok osztása általában a vályúszélesség függvényében növekszik,

(8) 5.98. ábra. A továbbítókar előtti anyagra ható erők


273. oldal

kikapcsolódását vagy a lánckerék fogaira a lánc felfutását megakadályozza. A túlzott előfeszítés, különösen a ferde vagy függőleges rédler ívben mozgó láncánál a vonóerő-szükségletet feleslegesen növeli. Kiegészítő felszerelések még a kiömlőnyílás elzárószerkezete, a lánctisztító kefék és lekotrólapok, rétegszabályozók stb. A rédler szállítóképessége 5.99. ábra. Villás lánc

i=

b + 40 ( mm ) , 2

b a vályú szélessége (mm). A rédler szerkezeti elemei A szállítólánc a vonóelemből és a ráerősített továbbítókarokból áll. Acélöntésből vagy jó minőségű, kopásálló acélból, kovácsolással készül. A nem acélöntésű láncok hevedere A 60, a lánccsapok anyaga A 70 vagy ezzel azonos minőségű acél. Leggyakrabban a jellegzetes villás kiképzésű lánctagokat alkalmazzák (5.99. ábra). A kis méretű, rövidebb rédlerek szállítólánca egy, a hosszabb, nagyobb teljesítményű rédlereké két, egymással párhuzamosan futó láncágból áll (5.95. ábra). A lánccsapok nincsenek kenve, a csapnyomás a mozgó felületeken a p=20 ... 30 MPa értéket is elérheti. A rédlervályú könnyen szerelhető kivitelben, 3 ... 6 mm vastag acéllemezből 2 .. .4 m hosszú szakaszokban készül. Koptató anyagot szállító rédlernél a vonólánc laposacél vagy szögacél síneken csúszik (5.94. ábra). A vályú keresztmetszeti méretét általában a rédler megkívánt szállítóképessége szabja meg, de az anyag szemnagyságára is figyelemmel kell lenni. A vályúfedél vékonyabb acéllemez, amelyre több helyen jól zárható ellenőrzőnyílások készítendők. A hajtás a gép szállítási irányára eső végén van elhelyezve. A láncot hat- vagy nyolcoldalas motollakerék hajtja, ennek a lánccal érintkező elemeit jó minőségi anyagból, könnyen cserélhetőre készítik. A hajtótengely sikló- vagy gördülőcsapágyazású, a csapágykarok a vályúhoz csatlakozó, de annál vastagabb lemezből, merevebbre készített hajtófejvázra támaszkodnak. A feszítőszerkezet a hajtással ellentétes végen helyezkedik el. A csavarorsós feszítés előfeszítésének mértéke csak akkora, hogy a láncszemek

Q = 3,6Acrhv (t/h). A a vályúban levő anyagkeresztmetszet (m2), c a rédler típusától és a szállított anyag jellemzőitől függő teljesítménycsökkentő tényező, ρh a szállított anyag térfogatának tömege (kg/m3), v a szállítólánc sebessége, vmax=0,5 ... 0,7 m/s. Vízszintes rédlernél az anyagkeresztmetszet A=bh (m2) általában h/b = 0,6 ... 0,8; cv = c1c2c3, ahol c1 =0,9 ... 0,95 a szállítólánc térfogatának megfelelő fajlagos keresztmetszet-csökkenés, c2 az anyagvisszamaradás tényezője, amely h/b értékétől függ. Szemcsés anyagoknál h/b=0,6 esetén c2=0,95, h/b=0,8 esetében pedig c2=0,85. Poros, száraz, könnyen ömlő anyagoknál c2=0,5 ... 0,6 körül is vehető. c3 az emelkedő irányú szállítás csökkentő tényezője, amely a szállítószalaghoz hasonlóan a rédler hajlásszögétől függően változik, δ=0 ... 15° között c3 =0,94. Függőleges rédlernél az anyagkeresztmetszet azonos a vályúkeresztmetszettel, azaz A =ab (m2), és a/b= =0,6 ... 0,8 között változik. cf =c1c5, ahol c5 a c2-höz hasonló anyagvisszamaradási tényező, szemcsés, darabos anyagoknál c5 = 0,45 ... 0,50. Számításainkhoz cf értéket jó közelítéssel szemcsés, darabos anyagoknál 0,8, poros anyagoknál 0,5 értékre vehetjük fel. A vályú szélességi méretét a szállítóképességen kívül a szállítandó ömlesztett anyag szemnagysága is megszabja, bmin = 5ω. A rédler teljesítményszükséglete A rédler szá1lítóláncában ébredő vonóerőt az egyes pályaszakaszok ellenállásainak a láncjárás irányában való összegezésével nyerjük.

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A vízszint es üres ág ellenállása

Z vü = µa q0 Lx

( N ).

A vízszintes szállítóág ellenállása

Z va = ( µv q + µv ka K ′2 ρ h g + q0 µd ) Lx ( N ) .

A függőleges szállítóág ellenállása

Z fa = ( q + q0 ) H x + S fa

( N ).

Az előző képletekben µa a lánc és a vezetősín közti súrlódási tényező, µv. az anyag és a vályú fala és fenéklemeze közti súrlódási tényező, q a szállított anyag tömege (kg/m), q0 a szállítólánc tömege (kg/m), h' a rétegmagasság, a fal súrlódás Si0 számításánál figyelembe veendő magasság (a lánctípustól függően változik:

ϕ⎞ ⎛ ka = tg 2 ⎜ 45° − ⎟ , 2⎠ ⎝

Lx, Hx a kérdéses szakasz hossza, illetve magassága (m), és Sfa a függőleges szállító ágban fellépő falsúrlódás (N),

S fa = µv Kp f H x = 2 µv ( a + b ) p f H x

( N),

274. oldal

acélból, a vályút pedig üveg- vagy bazaltbéléssel készítik. Nagy darabos, igen koptató, ragadós és nyomásra összeálló anyagok szállítására rédler nem alkalmazható. Hazánkban a rédlereket nem régen és egyelőre főleg szénszállításra használják. Szénosztályozókban, kisebb erőművekben és kazánházakban a pormentes szállítási lehetőség, a kis helyszükséglet, az igen kedvező telepítési és pályavezetési lehetőségek indokolják beépítését. További előnye még, hogy magas, 400 ... 500 ºC hőmérsékletű anyagok továbbítására is alkalmas, a szállítási sebesség változtatásával a szállított mennyiség is arányosan szabályozható. A szállítási irány változtatható, a két ágon egyidejűleg kétirányú szállítás is lebonyolítható, az anyag egyidejűleg több helyen is feladható. A rédlerek szerkezete igen egyszerű, könnyen szerelhető, tömeggyártás esetén előállítása gazdaságos. Hátrányaik között elsősorban a nagymértékű kopás és a szállított anyag tulajdonságai iránti nagyfokú érzékenység említendő meg.

5.54. Szállítócsigák

ahol K=2(a+b) a csatorna (vályú) keresztmetszetének kerülete (m), A szállítócsiga rég ismert működési elve, az anyag pf a vályú falára ható nyomás (N/m2). A hajtómotor fel- és leadásának kedvező lehetőségei, valamint teljesítményszükséglete: mozgó alkatrészeinek kis száma következtében az egyik legegyszerűbb szállítógépnek tekinthető. T1 − T2 ) v ( Pa = 1,1 ( kW ) . A csiga szállítóeleme s egyben egyetlen mozgó 1000η alkatrésze a csavarmenetszerűen kiképzett szárnyakkal ellátott csigatengely, amely forgása T1 (N) a hajtókerékre felfutó és T2 (N) a lefutó közben az U alakú csigavályúba juttatott ömlesztett láncágban ébredő erő. anyagot a kiömlőnyílás felé továbbítja (5.100. ábra). A rédlerek szokásos szállítóképessége Q = 2 ... 500 A szállítócsiga működésének feltétele, hogy a t/h, a szállítási hossz eléri az 50 ... 60 m-t, az emelési szállított ömlesztett anyag és a csigavályú között a magasság a 25 ... 30 m-t. A szállítási sebesség súrlódási tényező nagyobb legyen, mint az anyag és a általában v=0,2 ... 0,3 m/s, de ez nagyobb csigaszárnyak közötti súrlódási tényező. Fenti feltétel szállítóképesség elérése végett 0,4 ... 1,5 m/s értékig szerencsére, száraz, nem tapadós anyagoknál nehézség nélkül növelhető. A vályúszélesség határai általában fennáll, mivel a csigavályú és az anyag 100 ... 1000 mm. közötti nyugvó súrlódási tényező rendszerint nagyobb, mint a csigaszárny és az anyag közötti A rédlerek alkalmazása mozgó súrlódás tényezője. Tapadós, összeálló anyagok továbbítása ugyanezen A rédlerekkel főleg lisztszerű, apró darabos, száraz, okból nehézségbe ütközik, mivel az anyag ráragad a nem összeálló és nem tapadó ömlesztett anyagok (pl. csigaszárnyakra, és azokkal együtt körbeforog az szén, gabona, liszt, maláta, vegyszerek stb.) előrehaladás helyett. szállíthatók. Kemény, koptató anyagok szállítása A szállítandó anyag a vályúfedél tetszőleges helyén eredményesen megvalósítható, ha a szerkezet vágott nyíláson keresztül juttatható a szállítócsigába. kopásának elviselhető határon belül való tartása Az anyag súlyánál fogva a vályú fenekén helyezkedik céljából a vonóelemet és annak vezetékét kopásálló el, s a csigamenetek által továbbított anyag a vályú alján levő nyíláson keresztül bárhol lebocsátható.


275. oldal

5.100. ábra. Szállítócsiga vázlata A szállítócsiga szerkezeti elemei A csigatengely a csigaszárnyak felvételére és forgatására szolgál. A tengely, amely általában acélcsőből készül, 2…3m hosszú tengelyszakaszokból tevődik össze. A tengelyszakaszok összekapcsolását úgy képezik ki, hogy az egyúttal a tengely megtámasztását végző függesztőcsapágyak csapjául is szolgáljon (5.101. ábra). A csigaszárnyak (5.102. ábra) általában 4 ... 10 mm vastag acéllemezből kivágva és melegen sajtolva készülnek. Az egymással összehegesztett szárnyakat a tengelyre vagy felhegesztik, vagy a könnyebb csere érdekében a tengelybe csavarozott szárnyrögzítőre erősítik. Erősen koptató, abrazív és meleg anyagok

szállítására öntöttvasból készített csigaszárnyakat alkalmaznak. A csigavályúba benyúló függesztőcsapágyak a szállított anyaggal érintkeznek, annak pora a perselyekbe behatol, s így igen erős kopás következik be. Ezért ezeket a csapágyakat perselyeik gyakori cseréje miatt könnyen szerelhetőre kell készíteni. Ezenkívül gondoskodni kell a tengely függőleges irányú beállítási lehetőségéről is. Az 5.101. ábrán egy hengereltacélból készített Öv perselyű függesztőcsapágy látható. A függesztőcsapágyak csak radiális erők felvételére alkalmasak, a vályú egyik végén az anyagtovábbítás reakciójaként jelentkező tengelyirányú húzó- vagy nyomóerő felvételére egy talpcsapágyat vagy egy

5.101. ábra. Függesztett csapágy


276. oldal

elzárószerkezetet kell a kiömlőcsonkokba beépíteni. Ha a szállított anyag hőmérséklete 200°C-nál magasabb, vagy az anyag különösen abrazív, a csigavályú öntöttvasból készül. A vályúfedél rövidebb, könnyen kezelhető, 1 ... 1,5 m hosszú darabokból áll. A csatlakozó és felfekvő felületeken a kiporzás megakadályozása céljából nemezcsíkokat erősítenek fel. A fedeleket könnyen nyitható fülek szorítják a vályúperemekhez. A szállítócsiga szállítóképessége

5.102. ábra. Csigaszárnyfajták a) csigalemez; b) csigaszalag; c) csigalapát

A szállítócsiga szállítóképességét a szállítócsiga névleges átmérője (D), a csigaszárnyak menetemelkedése (s) és a csigavályú töltési foka (Ф), valamint a csigatengely fordulatszáma (n) határozzák meg (5.104. ábra). A szállítócsiga D névleges átmérőjén a csigameneteket (csigaszárnyakat vagy lapátokat) burkoló henger átmérőjét értjük. A csigavályú keresztmetszeti mérete a névleges átmérőnél általában 5 ... 10 mm-rel nagyobb. A csiga névleges átmérője (D) és a szállított anyag maximális szemnagysága (ωmax) között az alábbi összefüggéseket kell betartani: osztályozott anyagoknál D = 8 … 10 ωmax, osztályozatlan anyagoknál D = 4 … 6 ωmax

A csiga menetemelkedése (s) a szállított anyag tulajdonságaitól függ. Leggyakrabban s = 0,8D (mm). Könnyen ömleszthető anyagok esetén (gabona) s=D a menetemelkedés, viszont nehezebben ömleszthető anyagok vagy ferde szállítás esetén, különösen a kisebb átmérőjű csigánál s=0,6 ... 0,65D. A csigavályú töltési tényezőjén (Ф) az egységnyi 5.103. ábra. Szállítócsiga főcsapágya hosszúságú vályúszakaszban levő anyag térfogatának a D névleges átmérőjű, egységnyi axiális erők felvételére is alkalmas ún. főcsapágyat kell hosszúságú burkolóhenger térfogatához való arányát beépíteni. Az 5.103. ábra a főcsapágy kialakítását q 4 . értjük: Φ = mutatja a csatlakozó tengelydarabbal együtt. 2 D ρ π h A végcsapágy a vályúnak a főcsapággyal ellentétes Szállítás közben a csigaszárnyak előtt az anyag végén nyer elhelyezést. Igen sokszor a végcsapágy torlódik, ezért a vályú egyes keresztmetszeteiben az szerepét egy a vályún belül elhelyezett függesztőcsapágy tölti be (5.100. ábra). A csigavályú 3 … 6 mm vastag acéllemezből U alakúra hajlított, 2 3 m hosszú szakaszokból áll. A vályúszakaszokat szögacél peremekkel csavarozzák egymáshoz. A beömlőnyílásokat, a fedeleket és a függesztőcsapágyakat a vályú két oldalán végigfutó, a vályú saját anyagából kihajlított vagy ráhegesztett szögacél peremre szerelik fel. 5.104. ábra. Az anyag elhelyezkedése a Ha a szállító csigán több kiömlőnyílás van, akkor a csigavályúban szállítás irányában az utolsó nyílás kivételével

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 anyaggal kitöltött felület állandóan változik. Különösen a csigatengely egyes szakaszainak csatlakozásánál nagy az anyagtorlódás, mert a lenyúló függesztőcsapágyak miatt a menetek folytonossága itt megszakad. A következő tengelyszakasz csiga szárnyai csak akkor szállítják tovább az anyagot, ha az az előző szakasz végén már annyira feltorlódott, hogy az anyaghalmaz a menetekig ér. Ha a csiga nagy töltési tényezővel dolgozik, akkor fennáll a veszélye annak, hogy az anyag a függőcsapágyat is körülveszi és a persely és csap közé is behatol. Ezért ennek megelőzése céljából a töltési tényező: koptató és nagy halmazsűrűségű (érc, mészkőpor stb.), valamint F = 0,15 ... 0,2, összetapadó anyagoknál közepes halmazsűrűségű (szén, F = 0,2 ... 0,3, cukor stb.) anyagoknál könnyű, nem koptató (liszt, F = 0,3 ... 0,4. gabona stb.) anyagoknál

277. oldal

A és a v értékeinek behelyettesítése után

Q = 3600Φ

D 2π sn ρ h = 47,1Φρ h snD 2 ( t/h ) . 4 60

Ha s=0,8 D a menetemelkedés értéke, Q= =37,65ФρhnD3. Lapátos és különleges csigamenetekkel ellátott szállítócsigák szállítóképessége nem összeálló anyagok szállítása esetén közelítően a fenti képletekkel számítható. A szállítócsiga hajtóteljesítmény-szükséglete

A szállítócsiga működése közben az anyag továbbítás során az alábbi ellenállások lépnek fel: a) Súrlódás az anyag és a csigavályú között. b) Súrlódás az anyag és a csigaszárny között. c) Az anyag mozgása következtében jelentkező belső ellenállás (kavarás), valamint a vályú fala és a csigaszárny közé kerülő anyagszemcsék Emelkedő irányban szállító csiga töltési tényezője morzsolódásával, összeroppantásával kapcsolatos Ф' a vízszintessel bezárt hajlásszög δ függvényében ellenállás. d) A csigatengely csapágyainak csapsúrlódása, az alábbiak szerint csökkentendő: ill. gördülő- és tömítési ellenállása. δ ⎞ ⎛ e) A kiömlő- és beömlőnyílás oknál jelentkező Φ′ = Φ ⎜ 1 − ⎟. járulékos ellenállások. ⎝ 45° ⎠ A csigatengely fordulatszámát a csigaszárnyak A felsorolt ellenállások közül a), b) és d) pont kerületén jelentkező nagymértékű kopás korlátozza. Ezenkívül a nagy kerületi sebesség miatt az anyag alattiak pontosan számíthatók, a c) és e) alattiak belső mozgása, kavarása, poros anyagok esetében azonban csak tapasztalati adatok alapján becsülhetők. Az anyag és a vályú fala között fellépő súrlódás pedig a porzás is megnövekszik. Tapasztalati adatok (5.104. ábra) alapján a csigatengely legnagyobb megengedett fordulatszámát az alábbi összefüggés adja meg: Q 60

nmax =

K D

( min −1 ) .

D a csiga névleges átmérője (m), K a szállított anyagtól függő állandó. Könnyű, nem koptató anyag esetén K=60. Nehéz, nem koptató anyag esetén K=45. Nehéz, koptató anyag esetén K=30. A teliszárnyas szállítócsiga szállítóképessége Q = 3600vq = 3600AvrhF (t/h). A a csigavályúban levő anyag átlagos keresztmetszete;

D 2π , 4 sn v a szállítás sebessége, v = ( m/s ) . 60 A=Φ

ρh az ömlesztett anyag halmazsűrűsége (t/m3).

S a = µ Lqg = µ L

* g 3, 6 ns

( N),

ahol m. a vályú és az anyag közti súrlódási tényező. Ez az Sa erő terheli üzem közben tengelyirányban a szállítócsiga főcsapágyát. Az anyag továbbításához szükséges forgatónyomaték (5.105. ábra)

Ms =

ck Fs d1 ck Sa tg (α + ρ ) d1 = 2 2

( N*m ) .

d1 a vályúban levő anyagkeresztmetszet súlypontjának megfelelő átmérő (m), ck biztonsági tényező, amely a c) pont alatti belső ellenállásokra való tekintettel 1,1 ... 2,0 értékek között az anyagminőség szerint változik, ρ' = arc tgµ', vagyis az anyag és a csigaszárny közti súrlódási szög,


278. oldal

Amint látható az anyagtovábbítás teljesítményszükséglete a szállítóképességgel és a szállítási hosszal arányosan változik. A kl tényező értéke, amint a 44. táblázatból is kitűnik, az anyagjellemzőktől függ. A csigacsapágy ellenállása a szállítás közben ébredő tengelyirányú erővel arányos. A tengelyirányú erőből adódó ellenállás legyőzésére fordítandó teljesítményszükséglet:

P2′ = µt S aω

d2 QL π d 2 , P2 = µt µ * 2 367 s

( kW ) .

A szállítócsiga csapágyainak radiális terhelése a csigatengely súlyából adódik. A csapágyellenállás teljesítményszükséglete:

P3′ = µ f G

5.105. ábra. Az anyag továbbításakor fellépő erők

d dπ n . = µ f q0 L 2 60

a csiga szárny menetemelkedési szöge d1 A lehetséges összevonásokat elvégezve,

α

⎛ s átmérőn mérve, tgα = ; α = arctg ⎜ d1π ⎝ d1π s

⎞ ⎟. ⎠

Sa, ρ' és α értékének helyettesítése után

M s = ck µ Lg A

d Q 60 * tg (α + ρ ′ ) 1 ( N*m ) . 3, 6 ns 2

csigatengely

fordulatszámának

megfelelő

2π n ω= szögsebességnél a teljesítmény 60 d 2π n Q 60 * tg (α + ρ ′ ) 1 , P1 = M sω = ck µ Lg 3, 6 ns 2 60 QL tg (α + ρ ′ ) P1 = ck µ g. * 3, 6 tg (α ) Bevezetve k1 = ck µ

tg (α + ρ ′ ) jelölést, tg (α )

QL P1 = k1 367

( kW ) .

P3 = µ f q0 L

dn 1950

( kW ) .

d a függesztőcsapágy csapátmérője (m), q0 a csigatengely egységhossznyi hosszúságú szakaszának tömege (kg/m), µf = 0,2 ... 0,3 a függesztőcsapágy csapsúrlódási tényezője. A szállítócsiga zárt kiömlőnyílásai felett elhaladó anyag továbbítási ellenállása megnő, mivel nem a vályú fenekén, hanem a kiömlőnyílásban felgyülemlett anyagrétegen súrlódik. Ezért ilyen esetekben a teljesítményszükséglet számításakor ezt a járulékos ellenállást is figyelembe kell venni (P4): Pa = P1 +P2+P3+P4 A szállító csigák alkalmazása A szállítócsigákat főleg száraz, nem tapadó, apró szemű és poros anyagok (szénpor, cement mészkőpor, gabona, pernye, cukor, őrlemények stb.) vízszintes és 44. táblázat

Anyag neme

ck

ck és k1 tényező értékei különféle anyagoknál ρ ρ h (t/m3) tg (α + ρ ′ )

k1

tg (α )

Gabona Szén (dió) Koksz Homok Mészkő Érc Kohósalak Kősó

1,1 1,3 1,6 1,8 1,6 2,0 1,6 1,6

20 25 30 30 30 30 35 35

0,6-0,9 0,7-0,9 0,45-0,6 1,2-1,8 1,4-2,0 1,7-3,5 1,2-2,0 1,2-2,0

2,35 2,8 3,2 3,2 3,2 3,2 3,9 3,9

0,94 1,7 3,0 3,3 3,0 3,7 4,3 4,3

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 emelkedő irányú szállítására alkalmazzák. Rövid szállítási távolságra és kis szállító teljesítményre gazdaságos az alkalmazásuk. Szállító csigát használunk akkor is, ha a szállítással egyidejűleg az anyagot még más technológiai folyamatnak is alá kell vetni (pl. hűtés, keverés, nedvesítés, adagolás stb.). A szállítócsiga hátránya, hogy a csigamenetek és a vályú fala közé beszoruló szemcséket szétroppantja, szétmorzsolja. Az anyag továbbítása közben az anyagszemcsék között nagymértékű átrendeződés, kavarás következik be, ami az anyag súrlódása következtében megnöveli a gép energiafogyasztását. Abrazív, koptató anyagok szállítása esetén jelentős mértékű a kopás a csigaszárnyakon és a csigavályú fenekén. A szállítandó anyag közé kerülő nagy darabokra érzékeny, mert azok a tengely felfüggesztő csapágyainál könnyen torlódást, fennakadást idézhetnek elő. A nagy fajlagos energiafogyasztás miatt nagy távolságú és nagy teljesítményű szállításra alkalmazása nem gazdaságos. A szállítócsigák szállítási hossza 2 és 40 m között változik, szállítóképessége általában 5 ... 50 m3/h között szokásos. A szállítócsiga nemcsak vízszintes, hanem ferde, emelkedő irányú szállításra is alkalmas, azonban a szokványos kialakítású csigák szállító teljesítménye 20 ... 25°-os emelkedésnél már oly számottevően csökken (40 ... 50%), hogy alkalmazásuk ennél meredekebb szállításra nem célszerű.

5.55. Lengő szállítógépek Anyagtovábbító erőként a súrlódási erőt is fel lehet használni. Ha vízszintes csatornába anyagot ömlesztünk és a csatornát ide-oda lengetjük, akkor a csatornában levő anyag is ide-oda fog lengeni. Az anyag mozgatását a súrlódási erő idézi elő. A súrlódási erő nagysága S=µG, µ a súrlódási tényező a vályú és az ömlesztett anyag között, G az ömlesztett anyag tömege. Az anyag gyorsításához szükséges erő

F=

G a. g

g a nehézségi gyorsulás (m/s2), a a vályú gyorsulása (m/s2). Az anyag a csatornával mindaddig együtt fog mozogni, amíg az anyag

279. oldal

gyorsításához szükséges erő kisebb a súrlódási erőnél, azaz

F=

G a < µG = S . g

Határesetben

G a = µG, g amelyből a=µg a határgyorsulás. Amint a > µg, az anyag a csatornában meg fog csúszni. Ha a csatornának sinusos lefolyású lengést adunk, akkor az anyag félperiódusonként váltakozva egyenlő utakat fog a csatornán csúszva ide-oda megtenni. Végeredményben ezek eredője mind a csatornához viszonyítva, mind a térben zérus lesz. Ha ebbe a lengő rendszerbe valamilyen aszimmetriát viszünk be, akkor elérhetjük, hogy a csatornában csúszkáló anyag az egyik irányban hosszabb utat tegyen meg, mint a másik irányban. Így az anyag az egyik irányban egy bizonyos eredő sebességgel haladni fog. Az aszimmetriát a gyakorlatban két, lényegében eltérő módon szokás előállítani: 1. a súrlódási erőt tesszük aszimmetrikussá, 2. a lengőmozgást tesszük aszimmetrikussá. Az első esetben lengővályúnak, a második esetben rázócsatornának nevezzük a szállítóvályút.

5.56. Lengővályú A lengővályú mozgástörvényei A szállítandó anyag alátámasztására vagy vályú, vagy zárt cső szolgál. A ferde rugókra támaszkodó vályú vízszintes irányú lengőmozgását l/r≈∞ rúdarányú hajtómű gerjeszti. A rugók ferde elrendezése miatt a vályúnak függőleges irányban is ki kell mozdulnia. Ha a vályút alátámasztó rugó középállásának a függőlegessel bezárt szöge α, akkor a vályú függőleges irányú kilengése r tgα, feltételezve, hogy a rugó hosszához viszonyítva kis elmozdulásról van szó. Ebben az esetben ugyanis a lap minden pontja oly rövid körívet ír le, hogy az a vízszintessel szöget bezáró érintővel helyettesíthető (5.106. ábra). A vályú vízszintes irányú gyorsulása a t idő függvényében:

ax = rω 2 cos ϕ = rω 2 cos ωt

( m/s ) .

r a forgattyúsugár (m), ω forgattyútengely szögsebessége (s-1), φ a forgattyúállás szöge, φ = ωt.

2


280. oldal

5.106. ábra. Lengővályú vázlata A vályú függőleges irányú gyorsulása pedig

a y = ax tgα = rω cos ϕ tgα ( m/s ) . 2

2

A G tömegű test ennélfogva változó N (N) erővel (pályanyomással) nehezedik a vályúra (5.107. ábra):

N = G ± K = m ( g ± a y ) = m ( g ± rω 2 cos ϕ tgα ) .

A legnagyobb pályanyomást adó gyorsulást φ = 0 forgattyúállással a külső A holtpontban kapjuk. A legkisebb pályanyomást φ = π forgattyúállás adja. Ha azt kívánjuk, hogy az anyag a vályúról ne emelkedjék fel, ennek feltétele, hogy Nmin ≥ 0 legyen, amely meghatározza ωo értékét. Határesetben Nmin = m(g-rω2tgα) = 0, amiből

ω0 =

g , r tgα

és az ehhez tartozó fordulatszám

n0 =

60 2π

g 1 = 30 r tgα r tgα

( min ) . −1

Ha a forgattyútengely fordulatszáma fenti felső határértéknél kisebb, akkor a pályanyomás mindvégig pozitív marad. Ez a pályanyomás S=µN nagyságú súrlódási erőt ébreszt. Mindaddig, amíg a felületek között elmozdulás nincsen, a µ0 nyugvó súrlódási tényezővel, ellenkező esetben µ 0>µ mozgó súrlódási tényezővel számolunk. A forgattyú szögsebességének van egy alsó határértéke. Ugyanis a vályú lengőmozgásával az anyagot csak akkor lehet előrevinni, ha a két elem (vályú és anyag között viszonylagos elmozdulás van, különben az anyag) a vályúhoz tapad, és nem halad előre. E határeset felett kell lennie a forgattyú szögsebességének. A viszonylagos nyugalom határesetének feltétele az, hogy a pályanyomás legkisebb értékével átvihető gyorsulás éppen egyenlő legyen a lengővályú vízszintes irányú (holtponti) gyorsulásával, azaz

S0 = m ( g − rω 2 tgα ) µ0 = mrω 2 , g µ0 = rω 2 (1 + µ0 tgα ) ,

µ0 g r (1 + µ0 tgα )

ωmin =

( min ) , −1

a legkisebb fordulatszám pedig

nmin = ≅ 30

5.107. ábra. A szállított anyag pályanyomásának diagramja

60 2π

µ0 g ≅ r (1 + µ0 tgα )

µ0 r (1 + µ0 tgα )

( min ) , −1

tehát, ha azt kívánjuk, hogy a lengővályúról ne eme 1kedjék fel az anyag, és szállítási sebesség is legyen, akkor a forgattyú szögsebességének (ω) a két határérték között kell lennie.


281. oldal

A lengő vályú szállítóképessége Az anyag szállításakor az anyag és vályú sebesség viszonyait az 5.108. ábra mutatja, amelyben a vályú sebessége vx, az anyag sebessége v=f(φ). A gyorsulás mindaddig pozitív, amíg az anyag sebessége a vályú sebességét el nem éri, vagyis v < vx, ahol vx = v0 sinφ = rω sinφ. Amint v=vx (legnagyobb anyag sebesség) a gyorsulás előjelet cserél, ami mindenesetre a holtpont előtt fog bekövetkezni. Innen az anyag mozgása lassuló lesz a holtpont közelébe eső forgattyúállásig, amelynél a v=f(φ) görbe a vx=f(φ) görbét újból metszi (legkisebb anyagsebesség). A sraffozott terület az anyag útját mutatja, amelynél a + jel a szállítás irányába, a - jel a hátramenetben értendő, vk pedig a közepes szállítósebességet tünteti fel. A szállított anyag útját és közepes sebességét analitikai úton közelítőleg az alábbiak szerint számíthatjuk: Az anyag útja egy kettős löket alatt [50] s = (π 2+4)λr = 13,8 λr (m), ahol λ = µ tg α. Az előrehaladás közepes sebessége pedig

5.108. ábra. Az anyag és a vályú sebességének diagramja A lengővályú teljesítményszükséglete

A szükséges hajtóteljesítmény nagyságát lényegében a következő ellenállások határozzák meg: 1. a szállított anyag súrlódása, 2. a vályú periodikus gyorsítására fordított munka. A súrlódási erő munkája az erő-út diagram területéből közvetlenül számítható. A súrlódási erő változása a lengővályú kimozdulásának sn függvényében (5.109. ábra) látható. A változó ≅ 0, 23λ rn = 2, 2λ rω ( m/s ) . vk = pályanyomás diagramja (forgattyús hajtóművel) a 60 Fenti összefüggések a forgattyús hajtómű alsó és vályúra átvitt kimozdulás függvényében ferde ⎛l ⎞ felső határérték közé eső ω0>ω>ωmin üzemi egyenes ⎜ ≅ ∞ ⎟ szögsebességére érvényesek. Figyelembe kell venni ⎝r ⎠ továbbá, hogy a fenti meggondolások csak kis Az S súrlódási erő nagyságát a pályanyomás, rétegvastagságra vonatkoznak, és az áru minősége irányát pedig az anyag vályúhoz viszonyított szerint változó µ érték, amely ugyanazon anyag sebessége határozza meg. A súrlódási erő holtponti esetén is különböző értékű lehet, igen eltérő értéke eredményt ad. ⎛ rω 2 tgα ⎞ A lengővályú szállítóképességét az anyag S = G µ ⎜1 ± ⎟ ( N ). sebessége és folyóméterenkénti tömege szabja meg. g ⎠ ⎝

Q = 3, 6bh ρ h c1vk

( t/h ) .

b a vályú szélessége (m), h az anyag rétegmagassága (m), amely a szemnagyságtól függően változik: poros, lisztszerű anyagok esetén h = 0,02 ... 0,03 m kis darabos anyagok esetén h = 0,03 ... 0,05 m darabos anyagok esetén h = 0,05 ... 0,07 m

A súrlódási erő az egyetlen erő, amely az anyagot a vályúhoz kapcsolja, tehát az anyag továbbításából

c1 = 0,8 ... 0,9 anyagvisszamaradási tényező. A visszamaradás mértéke a rétegmagassággal növekszik. 5.109. ábra. A súrlódási erő változása lengővályú kimozdulásának függvényében


282. oldal

származó minden ellenállást ez a súrlódási erő visz át A lengővályú motorteljesítmény-szükséglete pedig a vályúra és ezúton a hajtóműre. 1 Pm = ( Ps + Pd′ ) ( kW ) , Egy kettős löket alatt végzett súrlódási munka ηm nagyságát az S erő diagramjának területe adja meg: ahol ηm a hajtómű hatásfoka. II I Vízszintes elrendezés helyett a lengővályú lejtős W1 = S dx + S dx, elhelyezése változatlan motorteljesítmény mellett a I II szállítóképesség jelentős növekedésévei, illetve I és II a vályú két holtponti állását jelöli. A súrlódási munkaterület nem pozitív a löket felfelé szállítás esetén annak csökkentésével jár. Az eddig közöltek az n0>n>nmin határok közötti végéig, hanem már a holtpontok közelében negatív forgattyústengely-fordulatszámra érvényesek. lesz (5.109. ábra). Az X1 és X2 pont azonban rendszerint oly közel esik a holtpontokhoz, hogy ezt a Vibrációs szállítócsövek területcsonkítást kis elhanyagolással figyelmen kívül hagyhatjuk. Így a kettős löket alatt végzett munkát a Folyamatos anyagszállításra mind gyakrabban közepes súrlódási erő és az út szorzatából (trapéz alkalmazzák a vibrációs vályúkat és csöveket, területe) számíthatjuk: amelyek egyszerűségükkel és gazdaságos üzemükkel W1 ≅ G µ 4r ( J ) tűnnek ki. E gépeknél az anyag továbbítási módja A súrlódási munka elvégzéséhez szükséges lényegében egyezik a lengővályúéval, azonban a hajtóteljesítmény pedig löketszám n>n0, az anyag sÚrlódókapcsolata a W1n G µ 4rn vályúval ütemesen megszakad. A szállított anyag a = Ps = ( kW ) . vályút alátámasztó rugók helyzete által megszabott, a 60*102 6120 A lengővályú periodikus gyorsítására fordítandó rugók középhelyzetére merőleges irányban kiindulva, munka átszámításánál a szállított anyag tömegének a vályútói elválik, és parabola alakú röppályát ír le gyorsítására fordított munkával már nem kell (5.110. ábra). A vályúra visszahulló anyag ismét foglalkoznunk, mert ezt a súrlódási erőknek kell felgyorsulva, az előbbi utat írja le, és ezáltal a elvégezniük. A súrlódási erők munkáját már előbb szállítóvályú egyenirányító hatása jelentékenyen megnő. Mivel a löketszám percenként 1000 ... 3000, a számításba vettük. A vályú G0 tömegét minden löket első felében álló löket útja pedig 1...2 mm vagy annak csak törtrésze, helyzetből vo=rω sebességre kell felgyorsítani. A ezért a röppálya igen rövid, alig látható. Az anyag a vályúval alig érintkezik, súrlódás nélkül, szinte gyorsítómunka lebegve halad. Az ily módon működő szállítóvályúkat G0 v02 gyors járású lengővályúknak vagy mikrodobásos Wd = 2 * ( J ). g 2 szállítóvályúknak is nevezik. A magas periódusszámmal fellépő tömegerők 2π rn helyettesítéssel a vályú tömegének következményeként v0 = erős rázás keletkezik, 60 rezonanciajelenségek léphetnek fel, a lengő tömegek gyorsításához szükséges hajtóteljesítmény közös súlypontja megmaradásának elve alapján nagy Wd n G0 r 2 n3 erők keletkezhetnek, és lökésszerű terhelést adnak át Pd = = ( kW ) . az alapra. A költséges alépítmény elkerülésére 60*102 5, 44*106 A löket második részében (lassító szakaszban) a gyorsítómunka egy része visszatérül (ideális gép esetén teljes egészében visszatérülne). A valóságban azonban a csapok súrlódása, a rugók rugalmatlan deformációs munkája és egyéb ellenállások miatt csak részben térül vissza. A rugókon megtámasztott vályú 5.110. ábra. Gyors járású lengővályú csillapított lengőrendszerének energiahatásfokát ηg = 0,7 ... 0,8-nak véve, a gyorsítómunka 1-ηg= 0,2 ... 0,3 utánpótlásáról kell gondoskodni. Ennek figyelembevételével írható:

∫

Pd′ =

∫

1 −ηg

5, 44*10

6

G0 r 2 n3

( kW ) . 5.111. ábra. Lendítőtömeges gerjesztésű lengőcső


283. oldal

5.112. ábra. Gyors járású kéttömegű lengővályú a gyors járású lengővályút (M1) nagy tömegű alapkereten (M2) helyezik el, amely rugók útján támaszkodik az alépítményre (5.111. ábra). Igen nyugodt üzemű és gazdaságos berendezést mutat az 5.112. ábrán vázolt vibrációs szállítóvályú. A lengésgerjesztő a vályút a támrugók középállására merőlegesen, az anyag kidobásának irányában mozgatja. A vályú (M1) és az alapkeret (M2) tömege kéttömegű lengőrendszert képez. A vályút az alapkerettel összekötő két munkarugó - amelyet akkumuláló rugóknak is neveznek - a mozgási energia egy részét felhalmozza, majd visszaadja a lengőrendszerbe. A lengő tömegek közös súlypontjára vonatkozó elv alapján az M1 és M2 tömegek útja tömegeikkel fordítottan arányos. Lehetőleg nagy M2 tömegeket alkalmaznak, hogy ily módon az M2 tömegű alapkeret csak kis elmozdulást végezzen, és így az alátámasztó rugók összenyomása kismértékű erőváltozást fog okozni. Lengésgerjesztők

Ez a gyorsítóerő a motor egész tömegét a tengely fordulatszámának ütemében gyorsítja. A motor M tömegű állórészeihez az m tömegű forgórészt is hozzá kell számítani, így

ax =

Cx m = eω 2 cos ωt M +m M +m

( m/s ) , 2

ha ebbe az

r=

m e M +m

(m)

egyenértékű forgattyús sugarat helyettesítjük, akkor a lel1gőmozgás gyorsulása időbeli változásának ismert egyenletét kapjuk:

ax = rω 2 cos ωt , így a külpontosan ékelt lendítőtömeg lengéstani szempontból az r sugarú forgattyús hajtóművel helyettesíthető. A periodikusan változó Cx gyorsítóerő szerepét még jobban kidomborítja az 5.114. ábrán vázolt ikerelrendezésű gerjesztő, amelynek két egyenlő m/2 részre osztott tömege

A lengővályúk működtetésére, a lengőmozgás fenntartására az alábbi lengésgerjesztők használatosak: A forgattyús hajtómű a tengely fordulatszámával megszabott ütemű lengőmozgást kényszeríti a szállítóvályúra. A végtelen hosszú hajtórúdra érvényes mozgástörvényeket a gyakorlat jó eredménnyel alkalmazza akkor is, ha a hajtórúd a forgattyúsugár hússzorosánál nem kisebb, azaz

l ≥ 20. r Forgó tömegű gerjesztő. A gyors járású lengővályúk, vibrációs szál1ítóvályúk lengőmozgását a villamos hajtómotor tengelyére külpontosan (excentrikusan) ékelt lendítőtömegek súlypontjában ébredő centrifugális erő útján biztosítják (5.113. ábra). Ha m a motor ω szögsebességével forgó, e külpontossággal elhelyezett tömege, és a motort nem horgonyozzuk le, hanem az alapozással együtt pl. vízszintes x irányban kimozdulhat, akkor a C centtrifugális erőnek x irányú Cx összetevője (mint ütemesen változó gyorsítóerő) lengőmozgást gerjeszt a gép tömegében. Cx = meω2cos ωt (N).

5.113. ábra. Forgótömegű gerjesztő

5.114. ábra. lkerelrendezésű forgótömegű gerjesztő

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 fogaskerékpárral kapcsolt forgástengelyek körül ellentétes irányban kering. A keringő tömegpár közös Sm súlypontja az M tömegű állórészhez képest e kilengésű, w szögsebességű lengőmozgást végez. Mágneses lengésgerjesztő. Lengések gerjesztésére alkalmasak a váltakozó árammal vagy lüktető egyenárammal gerjesztett mágnesek is. Ezek lökethossza kicsi (0,6 ... 0,2 mm), és löketszáma nagy (általában n = 3000 min-1). Előnyük, hogy szerkezetük egyszerű, és forgó alkatrészük nincs, hátrányuk a zajos működés, valamint a mágneses és a gerjesztő tömeg nagyságának korlátozott volta. A szállítóvályúk működtetésére az utóbbi időben az egyszerűbb szerkezetű mágneses és motoros gerjesztőket alkalmazzák, amelyek mindjobban kiszorítják a kényes üzemű és bonyolultabb szerkezetű forgattyús hajtóműveket.

5.57. Rázócsatorna A rázócsatorna üzeme a lengővályúétól abban különbözik, hogy itt a szállítandó anyagot a pályára merőleges irányban nem gyorsítjuk, tehát állandó pályanyomással számolhatunk, N=const (5.115. ábra). A vályú lengőmozgását tesszük aszimmetrikussá oly módon, hogy az egyik irányban, a szállítás irányában a gyorsulás nem haladja meg a µ0g határgyorsulás értékét, míg ellenkező irányban, a lassító löket alatt ezt túllépi, és a szállítandó anyag a benne ébredő tömegerő hatására előrecsúszik. Tehát a gyorsító löket alatt mérsékelt gyorsulással, viszonylagos elmozdulás nélkül előrevitt anyag a gyorsan lefékezett lassító löket alatt a vályún megcsúszik, s tehetetlenségénél fogva útját a szállítás irányában folytatja. A lengőmozgás torzítására alkalmazott gépelemek alakja igen változatos. A gyakorlatban jó eredménnyel használják az l=3r ... 3,5r arányban rövidített hajtórudas forgattyús hajtóművet, mert a gyorsulás két holtponti maximuma közötti arány,

r aII l ≅ 1,8...2 = aI 1 − r l 1+

284. oldal

5.116. ábra. A rázócsatorna és a szállított anyag gyorsulási és sebességi diagramja elegendő a rázócsatornák előbb leírt üzemi feltételének biztosítására. A rázócsatorna mozgástörvényeit az idő (szögelfordulás) függvényében felrajzolt (5.116. ábra) gyorsulási, és sebességi diagramjából állapíthatjuk meg. A gyorsulási diagramba a szállított anyagra átvihető µ0g, ill. µg határgyorsulások értékét is bejelöltük. A gyorsító löket alatt az ax gyorsulás a szállítóképesség fokozása érdekében ne legyen sokkal kisebb a µ0g határgyorsulásnál. Az anyag a vályú sebességével v=vx halad az 1 pontig, mert csak itt éri el a vályú lassulása az ax= µ0g határértékét. Az 1 és 2 pont között az anyag sebességét a mozgó súrlódás tényezőjével számított µg negatív gyorsulás egyenletesen lassítja. Az anyag útját és középsebességét a sebességi diagramból planimetrálással lehet meghatározni. A szükséges motornagyság közelítő értékét a diagram felrajzolása nélkül is ki lehet számítani a következő elhanyagolásokkal: a) Feltételezzük, hogy a lassító löket hossza másfélszer akkora, mint a forgattyús hajtómű lökete, azaz S=Gµ súrlódási erő egy fordulat alatt becsülhető munkája Ws = G µ•3r (J)

5.115. ábra. Rázócsatorna

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 (kisebb, mint a lengővályúnál, mert az anyag csak a lassító löket alatt csúszik). b) Feltételezzük, hogy a gyorsító löket alatt az anyagot a vályú maximális sebességére kell felgyorsítani, vmax ~rω. c) Feltételezzük, hogy a vályú tömegének felgyorsítására fordított munka mindkét löketnél ugyanakkora (a lengővályúnál alkalmazott jelölésekkel)

Wd = G + 2 (1 − η g ) G0

( rω ) 2g

2

( J).

Ezenfelül a görgőkkel alátámasztott G + Go súly gördülőellenállásának munkáját is számításba kell venni, amelynek nagysága egy fordulat alatt Wz = (G+G0) µz 4r (J). Ezzel a szükséges motorteljesítmény

P=

(Ws + Wd + Wz ) n 60*102*η m

( kW ) .

A lengővályúk és rázócsatornák alkalmazása A lengővályúkat és rázócsatornákat nem tapadó, poros, apró szemcsés és kis darabos, koptató vagy meleg anyagok kis és közepes távolságú, főleg vízszintes, ritkábban 5 ... 10° emelkedő, vagy lejtő irányú szállítására alka1mazzák. Szállításon kívül ömlesztett anyag adagolására is használhatók. A

5.6.

285. oldal

vályúfenékbe rostákat, szitákat beépítve, anyagtovábbítással egyidejűleg az anyag osztályozását is végzik. SzálIítóképességük 5 ... 100 t/h között szokásos. A lengővályú és a rázócsatorna szállítóképessége nagymértékben és széles határok között változhat a szállításra kerülő anyag tulajdonságaitól függően. Hosszuk általában: lengővályúké 20 ... 40m, rázócsatornáké 30 ... 100m. Az anyag mozgási sebessége 0,1...0,2 m/s. A vályúszélesség 200 ... 800 mm. A lengő szállítógépek előnye az egyszerűség, a kis helyszükséglet, igen alacsony szerkezeti magasság. A kopásnak kitett vályú vagy cső egyszerű kialakítású és könnyen cserélhető. Karbantartási és üzemeltetési költsége alacsony. Hátránya a zajos üzem, alátámasztó szerkezete az épületre rezgéseket ad át, szállítóképessége a szállítandó anyag súrlódási tényezőjétől nagymértékben függ. A lengővályúkat igen. elterjedten alkalmazzák a cement- és mészüzemekben, ércelőkészítőkben, cukorgyárakban; a rázóvályúkat főleg szénbányákban. A vibrációs szállítócsövek alkalmazási köre napról napra bővül, általában üzemen belüli anyagmozgatásnál, elsősorban vegyi üzemekben terjed. A poros, mérgező, meleg vagy gyúlékonyanyagoknak zárt csőben való szállítása az üzemen belüli munkakörülményeket előnyösen befolyásolja.

AZ ANYAGOT ÁRAMLÓ KÖZEGBEN SZÁLLÍTÓ BERENDEZÉSEK

Áramló gáz, levegő vagy folyadék (víz) kisebb szemcséjű vagy poranyagokat magával tud ragadni. Ezt a jelenséget használják, ill. alka1mazzák anyagszállításra. Elsősorban tárházakban gabonát, malmokban, vegyi üzemekben őrleményeket, ezenkívül hőerőművekben szénport, salakot, pernyét szállítanak ilyen módon. Az ilyen berendezések növekvő terjedését indokolja a kis he1yszükség1etük, csekély beruházási költségük és üzembiztonságuk. Ezzen szemben hátrányuk a mechanikai elven működő szállítóberendezésekhez viszonyított nagy energiafogyasztásuk. Üzemük mégis gazdaságos lehet, mert a szállítással egyidejűleg az anyag felvételére is alkalmazható (szívó üzemű), gyakran az anyag tisztítását (gabona), portalanítását, szári tását, hűtését is elvégzik. E szállítási mód a technológiai folyamatokkal is könnyen összekapcsolható.

5.61. Pneumatikus szállítóberendezések A gázáramú szállításnak két változata alakult ki: szállítás híg áramban, ez a tulajdonképpeni pneumatikus szállítás és szállítás sűrű áramban, ún. fluidizációs szállítás. A pneumatikus szállítás legjellemzőbb mérőszáma a keverési arany (anyagkoncentráció) µ =

Qa , az Qg

anyag- mennyiség és a gáz tömegének aránya. Híg áramban történő szállítás esetén az anyagkoncentráció (µ) szokásos értéke: porelszívás 0,05 .. 0,5, malmi őrlemények 0,05 … 3, gabona, szemes anyag 2,0 … 10, pernye, cement 10,0 .. 50.

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 A szállított anyag legfontosabb jellemzője a fajsúlya, γa (kg/m3) (nem halmazsűrűség!) és a lebegési sebessége, ω0 (m/s). Az anyag lebegési sebessége számítható, vagy kísérleti úton pontosan meghatározható. Meghatározásakor függőleges csőben létesített felszálló, változtatható sebességű levegő- (gáz-) áramlásba helyezzük a vizsgálandó szilárd anyagrészecskéket. A levegő sebességének bizonyos értékénél az aerodinamikai erő egyensúlyba kerül a nehézségi erővel, és a részecske a csővezetékben lebegni kezd. Ezt a levegősebességet nevezzük lebegési sebességnek (ω0). A szállított anyag sebessége, az anyagsebesség va (m/s) átlagérték, mindig kisebb a szállító gáz sebességénél, vg-nél, va0. Az anyag lebegési sebessége alapján következtetni lehet a szállításhoz szükséges minimális gázsebességre. Ez függ a szállított anyagtól, az anyagmennyiségtől, a csővezeték helyzetétől, alakjától és a szállító gáz állapotjellemzőitől. Néhány ömlesztett anyag pneumatikus szállításához alkalmazott minimális gázsebesség: búza vgmin = 25 … 35 (m/s), vgmin = 20 … 30 (mis), pernye vgmin = 15 … 25 (m/s). liszt A csúszás vagy szlip, az anyagáram viszonylagos visszamaradása a légáramhoz képest:

s=

ω vg

=

vg − va vg

= 1−

va . vg

A szlip miatt a szállítócsövet egyidejűleg kitöltő keverék tömegaránya nagyobb az adagolási keverési aránynál. Ha a szállítócső 1 m-ére eső anyagtömeg qa =

Qa va

, é a gáztömeg q g =

Qg vg

-, akkor a keverék

tömegaránya

m=

qa Qa vg Qa µ = = = . qg va Qg Qg (1 − s ) 1 − s

A híg gázáramban történő szállításkor a szállított anyag keresztmetszet-szűkítése a csőben oly kismértékű, hogy az elhanyagolható. Anyagszállítás csak a csőben létrejövő nyomásesés ∆p árán lehetséges. Az anyagszállítás közben jelentkező nyomásesés ∆p = ∆p0 + ∆pa (Pa). ∆p0 az üresjárási nyomásesés, ∆pa az anyagszállítás miatt fellépő többletnyomás. A szállítócső vezetésétől függően vízszintes,

286. oldal

függőleges, egyenes és íves szakaszok üresjárási és anyagszállítási többletnyomásesése szakaszonként számítható, és megállapítható a teljes nyomásesés. A pneumatikus szállítóberendezést működtető légszállító gép (ventillátor, fúvó vagy kompresszor) hajtásához szükséges teljesítmény, ha a gép által előállítandó nyomáskülönbség ∆p~ 10 kPa:

Pa =

Vg ∆p

1000ηl

.

Vg a gáztérfogat másodpercenként (m3/s), ηl a légszállító gép hatásfoka. Ha a nyomáskülönbség meghaladja a ∆p> 10 kPa-t, a légszállító gép teljesítménye izotermikus sűrítés

p1Vg1 ln esetén: Pa =

p1 p2

1000ηl

( kW ) .

p1 a kezdőnyomás (Pa), P2 a végnyomás, Vgl a szállítógáz mennyisége (m3/s) p1 nyomáson. Politropikus sűrítés esetén n −1 ⎡ ⎤ ⎛ ⎞ n p n p1vg1 ⎢ * ⎜ 2 ⎟ − 1⎥ ⎢ n − 1 ⎝ p1 ⎠ ⎥ ⎢ ⎣ ⎦⎥ Pa = 1000ηl

( kW ) ,

ahol n a politropikus állapotváltozás kitevője. Tájékozásul gabonaszállítás fajlagos energiafogyasztása pl.: szállítóteljesítmény mellett 50m Qa=20t/h távolságra 1,3kW/t, 100m-re 1,7kW/t; ha Qa=50t/h, 50m-re 1,1 kW/t, 100m-re 1,5 kW/t. Működési módja szerint a pneumatikus szállítás lehet szívó-, nyomó- vagy vegyes üzemű. Szívóüzemű berendezésnél (5.117. ábra) a kompresszor (5) a zárt csőrendszerben vákuumot létesít. A két szívócső (2) végén a különlegesen kialakított szívófejen (1) át a vákuum hatására beáramló levegő magával ragadja az anyagszemcséket. A levegő-anyag keverék a szívócsövön a (3) leválasztótartályba (ciklon) jut, ahol a durvább szemcsék kicsapódnak. A finomabb szemcséket vagy port tartalmazó levegő a finom porleválasztón (4) megy keresztül, ahonnan a megszűrt levegő a kompresszor nyomóágán (6) a szabadba jut. Szállítóteljesítménye 30 ... 250 t/h. Szállítási távolság ~200 m. A szívóüzemű berendezés előnye, hogy több helyről lehet egy helyre szállítani. A csőrendszer tömítési hibái esetén nem porzik. Beszerzési költsége alacsony. Hátránya viszont, hogy a csővezeték hibái nehezen találhatók meg, és csak kisebb távolságra alkalmazható.


287. oldal

5.117. ábra. Szívóüzemű pneumatikus szállítóberendezés vázlata 1 - szívófej; 2 - szívócső; 3 - anyagleválasztó (ciklon); 4 - porleválasztó; 5 - kompresszor; 6 - nyomócső

5.118. ábra. Nyomóüzemű pneumatikus szállítóberendezés vázlata 1 - kompresszor; 2 - nyomócső; 3 - szállítandó anyag tartálya cellás adagolóval; 4 - anyagelválasztó (ciklon); 5 - porszűrő

5.119. ábra. Vegyes üzemű pneumatikus szállítóberendezés vázlata 1 - szívófej; 2 - szállítócső; 3 - anyagelválasztó tartály (ciklon); 4 - szívócső; 5 - kompresszor; 6 nyomócső; 7 - adagoló; 8 - szállítócső; 9 - anyagleválasztó; 10 - porleválasztó; 11 - szúrt levegő A nyom6üzemű berendezésnél (5.118. ábra) a kompresszor (l) nyomóágába (2) a szállítandó anyagot cellás adagolóval (3) ellátott feladószerkezet juttatja. A levegő-anyag keverék a szállítócsövön a kívánt helyre vezethető, ahol ciklonba kerülve, a durvább anyag kiválik, a még poros levegő csővezetéken a finom leválasztóba és utána a szabadba kerül. A nyomóüzemű pneumatikus szállító berendezést nagyobb szállítási távolságok (1000 m) esetében alkalmazzák. A berendezéssel egy helyről több helyre lehet szállítani. Előnye, hogy energiaszükséglete kisebb, mint a szívóüzemű berendezésé, nagyobb anyagsűrűséggel dolgozik. Kisebb csőátmérő

szükséges. Hátránya viszont: a berendezés kopásai erősebbek, csőtömítetlenség esetén a berendezés porzik, és nagyobb beruházási költséget igényel. A vegyes üzemű rendszer a szívó- és nyomóüzemű rendszer előnyeit egyesíti. Akkor alkalmazzák, amikor több helyről nagyobb távolságra kell szállítani. Elvi vázlatát lásd az 5.119. ábrán. A levegő, ill. keverék útja: szívófej (l), szállítócső (2), leválasztótartály (3), szívócső (4), kompresszor (5), nyomócső (6), feladószerkezet (7), szállítócső (8), anyagleválasztó ciklon (9), porleválasztó ciklon (10) és a tiszta levegőt szabadba vezető cső (11). Zárt rendszerű berendezést alkalmaznak a mérgező

5.121. ábra. Szállítócsigás adagoló (Fuller-csiga) 1 - szállítócsiga; 2 - anyagfeladó tölcsér; 3 _ keverőtér; 4 - zárólap; 5 - szállítólevegő csővezetéke; 6 -levegő-anyag keverék

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 288. oldal

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 poranyagok szállítására vagy gáz szállítóközeg használatakor. A ventillátor a már anyagot szállított gázt vagy levegőt csövön visszajuttatja az adagolási helyre, s így sem a gáz, sem a por nem jut a szabadba. A berendezések zavartalan működésének alapfeltétele a szállítandó anyag feladására és leválasztására szolgáló szerkezetek megfelelő kialakítása. Az anyag feladására szívóüzemű berendezésekhez a szívófejet alkalmazzák (5.120. ábra). A szívófej a hajlékony szívócső végére van erősítve. A szívófejet az ömlesztett anyagba süllyesztve, a megszívott levegő részben az anyaggal, részben a szívócsövet körülvevő csőgyűrűn, szabályozható nyíláson keresztül áramlik be. Az anyagon beáramló levegő magával ragadja a szállítandó szemes anyagot. A szabályozható nyílás a megfelelő keverési arány beállítására szolgál. Szállítócsigás adagoló (Fuller-csiga, 5.121. ábra) poranyagot (cement, pernye) adagol tartályból nagy nyomású szállítócsőbe. A haladás irányában csökkenő menetemelkedésű szállítócsiga (1) az anyagot a tartályból (2) keverőtérbe (3) továbbítja. A csiga szállítás közben tömöríti is az anyagot oly mértékben, hogy a nagy nyomású levegő nem juthat a tartályba. Ha a csiga nem szállít anyagot, egy súlyterhelésű zárólap (4) akadályozza meg a nagy nyomású levegő beáramlását a tartályba. A szállító levegő az 5 csövön érkezik. A keverék a 6 nyíláson távozik, ill. jut az ide csatlakozó szállítócsőbe. Cellás adagoló közepes nyomású berendezéseknél gyakran kerül alkalmazásra (5.122. ábra). Ezek

289. oldal

5.122. ábra. Cellás adagoló

5.123. ábra. Ciklon

5.120. ábra. Szívófej 1 - szállítandó ömlesztett anyag; 2 - levegő; 3 hajlékony szívócső; 4 - levegő-anyag keverék

megfelelő megmunkálással légelzáróvá tehetők, ha a nyomáskülönbség nem haladja meg a ∆p = 50 kPa. Fordulatszáma 20 ... 60 min-1. Anyagleválasztás. Az anyag-gáz keverékből az anyag leválasztására leggyakrabban a ciklont használják (5.123. ábra). Az érintőirányban érkező anyaggáz keverék sebessége a keresztmetszet növekedése miatt hirtelen lecsökken, a nagyobb fajsúlyú anyagrészecskék a falhoz sodródnak, sebességüket vesztik, és a leválasztó alsó részébe hullanak. A ciklon alsó nyílását cellás adagoló légmentesen zárja le, és egyben lehetővé teszi az anyag kiadagolását is. A szállító gáz a ciklon felső részén függőleges csővezetéken távozik.


290. oldal

A leválasztóból kikerülő levegő még finom port és könnyű anyagrészecskéket tartalmaz, az ezektől való megtisztítására további, ún. porleválasztó ciklont vagy textilanyagból készült tömlőszűrőt használnak. A tömlőszűrők viszonylag rövid idő alatt eltömődnek, ezeket mechanikus rázással tisztítják.

5.62.

Léglazítós szálIítócsatornák

Porszerű, finom szemcsés (cement, nyersliszt, szénpor stb.) ömlesztett anyag fluidizált állapotban közel vízszintes lejtőn való szállítására alkalmas a léglazítós (aerációs) csatorna (5.124. ábra). Az ömlesztett anyag fluidizált állapotba úgy kerül, hogy 5.125. ábra. Léglazítós szállítócsatorna a csatornában elhelyezkedett anyagréteg alá levegőt keresztmetszete fújunk. A levegőbefúvás és az anyagszállítás 1 keramikus lap; 2 - a csatorna felső része; 3 - a különlegesen kialakított szállítócsatornában megy csatorna alsó része végbe. Ezt a csatornát középen egy porózus (pórusátmérő 40 ... 60 µm) légáteresztő keramikus lap 45. táblázat (1) - vagy helyette alkalmazható textilanyag - két Aerációs szállítócsatornák energiaszükséglete részre osztja (5.125. ábra). A csatorna felső részében Energiaszükséglet Cementszállítási (2) a porózus lapon helyezkedik el az ömlesztett Csatorna (kW) teljesítmény anyag, amelyet az alsó részbe (3) fúvott levegő a szélesség (m3/h) 4%-os 15 m 25 m 45 m porózus lapon áthaladva, lazít. A lemezcsatornának (mm) lejtésnél csatornahossznál lejtése van (4 ... 6%), az így kialakított lejtőn 125 20 0,63 1,0 1,36 folytonos áramban folyik le a fluidizált anyag, a 250 40 1,74 1,6 2,2 levegő pedig a csatorna tetejére szerelt szűrővásznon 400 80 1,1 2,2 2,9 keresztül a szabadba távozik. 500 120 1,3 2,6 4,0 A léglazítós szállító csatornákat tetszőleges hosszúságúra lehet készíteni. 50 ... 200 m-ig szokásos. A szállított anyag rétegmagassága 5 ... 6 cm, áramlási sebessége va= 1 mis. Az aerációs Cementszállítás esetén a levegőfelhasználás ~1,5 3 2 szállítócsatornák energiaszükségletéről a 45. táblázat m /min/m a porózus lap felületére vonatkoztatva, a szükséges levegő túlnyomás 300 ... 500 mm adatai adnak tájékoztatást vízoszlopnyomás.

5.124. ábra. Léglazítós szállítócsatorna vázlata

Greschik Gyula: Anyagmozgató gépek Tankönyvkiadó, Budapest, 1981 Anyag feladása és levétele több helyen is lehetséges. A csatornába elágazások is iktathatók, és ívben is vezethetők. Előnye az egyszerű szerkezet, alacsony teljesítményszükséglet, teljesen zárt kivitel. Hátrányaként kell megemlíteni a szállítható anyagféleségek korlátozottságát.

5.63. Hidraulikus szállítóberendezések Hidraulikus szállítás esetén a szállítandó szemcsés, darabos anyagot vízáramban továbbítják. A keverék zárt csővezetékben vagy nyitott csatornában szállítható. Zárt hidraulikus szállítóberendezés vázlata látható az 5.126. ábrán. A szivattyú (1) nagy nyomású vizet szállít az injektorba (2), ahol a szállítandó anyag adagolása (3) után a keverék a szállítócsövön (4), majd a szivattyún (5) át - amely ismét felkavarja a hosszú, egyenes csővezetékben a szállított anyag-víz keveréket - végül a hányóra (6) jut. A szilárd anyag halomban marad, a víz pedig a derítőbe (7) kerül, ahonnan szűrőfejen (8) át csővezetékbe, majd egy biztonsági visszacsapó szelepen (9) át ismét a szivattyúba jut. A hidraulikus szállítás jellemző adatai: Qa az anyagszállítási képesség (t/h) vagy (kg/s), d a szemcseátmérő, γa az anyag testsűrűsége. A gömbnek tekinthető anyagszemcse esési sebessége

291. oldal

5.127. ábra. Nyitott hidraulikus szállítócsatorna Például 0,5 ... 15 mm szemcseméret esetén v=1,6 ... 4,0 m/s. A szállításhoz szükséges keverési arány

µ=

Vf Va

= 2… 5.

Vf a szállító folyadék térfogata (m3/s), Va a szállított anyagtérfogat (m3/s), amely a tömör, nem pedig az ömlesztett anyagtérfogatot jelenti. A keverék mennyisége Vkev = Va+Vf = Va(1+µ) = Qa(1+ µ)γa (m3/s), és a szükséges csőátmérő

D=

4Vkev πv

(m).

1 m3 föld 1 km vízszintes távolságra szállításához 2 ... 2,5 kWh energia szükséges. Nyitott hidraulikus szállítócsatorna egy megoldása látható az 5.127. ábrán (Noppen-vályú). A szállítandó anyagtól függő lejtésben elhelyezett vályúban vezetik az anyag-víz keveréket. Helyenként a szállítás irányába nagy nyomású víz belövellésével biztosítják a lerakódásmentes anyagszál1ítást. A hidraulikus szállítóberendezéseket a különféle iparágakban használják, főleg kazánházakban salak, 4 γa −γ f g pernye elszállítására, bányászatban kitermelt üregek ω= * * * d ( m/s ) . γf 3 Ce tömedékelésére és nagy méretű földmunkák 3 gépesítésére. A hidraulikus szállítás előnye a nagy γf a folyadék fajlagos sűrűsége- (kg/m ), szállítóképessége és nagy szállítási távolsága (10 kmCe a szemcse ellenállás-tényezője. A lerakódásmentes szállítást biztosító ig), viszonylag egyszerű szerkezete és szerelése. Hátránya a fagyveszély, a vízben szállítható anyagok keveréksebesség korlátozott száma és a nagy vízfelhasználás. v = (3 … 4)ω (m/s).

5.126. ábra. Zárt hidraulikus szállítóberendezés vázlata 1- szivattyú; 2 - injektor; 3 - a szállítandó anyag tartálya; 4 - szállítócső; 5 - továbbítószivattyú; 6 - hányó; 7 derítő; 8 - szűrő; 9 - visszacsapó szelep

5.1. MÉRETEZÉSI ALAPÖSSZEFÜGGÉSEK

Recommend Documents