Dopravní zařízení.
Jsou to stroje pro hospodárnou dopravu předmětů hromadného charakteru, sypkých látek. Při překládání předmětů se stroje nezastavují, jejich funkční prvky konají vratný pohyb v souvislé uzavřené trajektorii. Do této skupiny patří doprava pneumatická, hydraulická a různá dopravní zařízení. Dopravou pneumatickou rozumíme způsob využití tlakové a kinetické energie vzduchu k dopravě v potrubí (např.obilí, mouky, cementu). Asi před 200 lety byla vynalezena pneumatická pošta-zařízení pro dopravu nevelkých kapslí s dokumenty, knihami, korespondencí potrubím pomocí tlaku vzduchu. Myšlenka potrubních systémů je rozpracována i pro tlakové médium vodu a tak vznikly hydraulické dopravní systémy. Ty jsou většinou realizovány užitím unášecího principu-dopravovaná látka (např.uhlí, ruda) je dopravována ve směsi s vodou. Dopravní zařízení jsou ty zařízení, kde k transferu dopravovaných látek dochází na základě pohybu tuhých mechanických částí stroje. Nejvíce se užívají dopravníky, ložné tratě a podavače. Dopravníky Nejužívanější , jde rozdělit na dopravníky s tažným elementem ( tento přímo působí na přemisťované těleso ve směru zadaného pohybu) a dopravníky bez tažného elementu ( koncový prvek koná jiný pohyb než přemisťované těleso). Dopravníky se také v literatuře označují jako transfery. Pásový dopravník. Tažným i nosným orgánem je pás 4. Ten je ovinut kolem bubnu napínacího 2, bubnu hnacího 3 a přes sady válečků nosných 5 a vratných 6, které podpírají pás tak aby vznikl potřebný tvar. Hnací buben je poháněn pohonem 7, který je realizován většinou řemenovým převodem a elektromotorem, u velkých strojů pak elektromotorem, spojkou s brzdou a převodovkou. Napínání bubnu 8 je možné provést šrouby, u velkých zařízení pomocí napínacího závaží. Materiál se násypkou 1 přemisťuje po délce L ve směru horizontálním v délce Lh a ve směru vertikálním do výšky H. K čištění pásu slouží škrabka 9. Materiál po převýšení opouští pás, pokud chceme jeho trajektorii pádu ovlivnit, užijeme na tomto konci dopravníku obyčejně plechovou konstrukci, tzv.výsypku (není nakreslena). Nosné válečky mohou být k sobě různě zorientovány, dvouválečková koncepce bývá dle uvedeného schematu. Pás šířky B se vlivem úhlu β prohne a vytvoří dva průřezy S1 a S2, které mají společnou šířku b1. Úhel ψ je tzv.sypný úhel a je tabulkovou hodnotou pro různé materiály. Pro určení průřezu vrstvy materiálu platí
tgψ =
2. h1 b 2
b . tgψ 4 1 S 2 = . b 2 .sinβ .cosβ 4 h1 =
S1 =
2 . b.h1 3
1
doprzari.doc
Hlavními parametry dopravníku jsou dopravované množství specifikované dále jako objemový průtok Qv s rozměrem m3.s-1, nebo hmotnostní průtok Qm s rozměrem kg. s-1. Rychlost pásu v bývá 0,25 až 5 m. s-1 .Pro oba průtoky platí rovnice kontinuity. Qv = S .v Qm = Qv . ρ kde ρ je sypná hmotnost materiálu Dopravní pásy mohou být: -textilní -pryžové -z PVC -kovové -drátěné
pro dopravu látek neostrých s malou měrnou hmotností nejužívanější. Obsahuje textilní vložku a pryžový obal náhrada pryžových pro horké provozy, v potravinářském průmyslu současně s dopravou probíhá chlazení této látky
konce pásu jsou sešité, zavulkanizované, nebo opatřené drátěnými sponkami Bubny jsou svařované součásti. Hnací mají na svém činném povrchu pryžový povlak pro zvětšení třecího účinku. Podpěrné válečky musí mít dobře vyřešené těsnění hřídele proti vnikání nečistot. Valivé uložení musí být jakostní. Ložiska jsou většinou kuličková. Válečky bývají vsazeny do rámu (stolice) svými čepy, které jsou na těchto místech opatřeny frézovanými plochami. Čepy jsou pouze nasazeny do drážek, jejich polohu jistí tíha neseného válečku a pásu. Na naznačeném schematu vlevo je tříválečková stolice, vratný váleček podpírá sám prázdný vracející se pás. Vzdálenost stolic od sebe bývá 1 až 1,5m a pro nezatíženou větev může být dvojnásobná.
Nástin výpočtu pásového dopravníku Výpočet je složitý. Určí se samostatně výkon potřebný pro dopravu horizontální a následně výkon pro dopravu ve směru převýšení (dopravní výšky). Využívá se při tom opravných koeficientů. Tyto výkony se sečtou algebraicky a vytvoří požadovaný celkový výkon P . Při dalším naznačení předpokládáme rychlost pásu v a celkovou účinnost přenosu sil od motoru na pás η. Obvodová síla F a napínací síla Fz vytváří vnitřní síly Fsi, které mají následující vazby, přitom předpokládáme, že pohon je na přepadávajícím konci dopravníku a materiál se při dopravě zvedá.
Fs 3 = Fs 4 Fz = Fs 3 + Fs 4 F = Fs 1 − Fs 2 Fs 1 = Fs 2 . e f .α P .η v Fz = 2( FS 2 + q 2 . H ) F=
hodnota q2 je tíhová síla pásu dané šířky B a délky 1 m
2
doprzari.doc
U rozsáhlých systémů dopravníků (dopravníkových tratí) například v povrchových dolech je potřeba materiál vysypávat dále do připravených železničních vagonů. Užijeme tzv.shazovacího vozíku, který pojíždí po kolejnicích “obkročmo” nad dopravníkem a při svém pohybu pak umožní vytvoření v libovolném místě mezi hnacím a napínacím bubnem přepad. Následným skluzem je materiál odveden do připraveného vagonu. Posunem vozíku je pak možno naplnit celou soupravu vagonů, bez jejich posunu. Článkový dopravník Základním elementem je článkový pás,provedený např. jako dva řetězy 3, jejichž čepy 4 upravené na desky mohou převážet předměty 2 (krabice, palety a pod.). Oba řetězy zapadají do řetězových kol, které jsou na jedné straně poháněná ( analogie hnacího bubnu).
Šnekový dopravník Hlavní částí je šnekovnice o průměru D, která svým rotačním pohybem v tělese-trubce šroubovitě přemisťuje materiál o hmotnostním toku Qm. Šnekovnice má stoupání s a otáčky n. Pokud dopravuje hrubozrný materiál je šnekovnice “děravá” aby nedošlo ke vzpříčení materiálu. Přesto všechny šnekovnice i u jemných neabrazivních materiálů trpí velkým opotřebením. Qm=0,25.π.D2.s.n.ρ.ψ1 P=Qm.L.g.µ kde ψ1 je součinitel plnění a µ součinitel odporu L je dopravní úsek (vodorovný) Vibrační dopravník Kmitající podložka 2 je buzena do kmitání oscilátorem 4 . Ten může být založen na mechanickém nebo elektromagnetickém principu. Při kmitání se mění třecí poměry mezi podložkou a předmětem 1. Při dopředném pohybu podložky (ve směru dopravy) je těleso unášeno vlivem tření (Coulombův zákon .... Ftřecí =Fn.f> Fhnací). Při zpětném pohybu podložky předmět poněkud “nadskočil”, tím se změní třecí podmínky (setrvačná síla přemůže třecí sílu), těleso se od podložky “utrhne” a koná dále zpomalující se pohyb dopředný. Frekvence budicího oscilátoru je třeba seřídit a je možno získat i pohyb předmětu nahoru. Nosným prostředkem-podložkou bývá žlab nebo trubka. Užívá se při řešení dopravních otázek v hromadné výrobě drobných součástí (výroba valivých ložisek, transfer valivých tělísek). Dopravníky vozíkové
3
doprzari.doc
Vozík 2 je tažený různým způsobem, např. řetězem 2.Ten je uložen v podlaze a svými vyčnívajícími čepy tahá vozíky. Dnes se užívají tzv.indukční vozíky, které sledují magnetické pole vodiče uloženého těsně pod podlahou a podle toho mění směr jízdy.
Elevátory Jsou dopravníky pro svislou nebo šikmou dopravu. Unášecí prostředky mohou mít různý tvar podle charakteru dopravovaných předmětů. Nejčastěji jsou to tzv.korečky pro dopravu sypkých látek (obilí, písek). Na obrázku koreček nabere materiál ve spodní části-násypce a vynáší jej nahoru. Zde dojde k vysypání, vlivem skládání sil (odstředivé a gravitační) dojde k odpoutání od původní trajektorie a podle toho je navržena výsypka. Je zřejmé že z tohoto pohledu skládání sil je navržena také násypka, na obrázku je naznačeno plnění tzv.nahrabáváním protože násypka je nejníže (pomalejší otáčení). Nosným prvkem je nejčastěji řetěz nebo lano.
Dopravník podvěsný Závěsy 1 jsou unášeny tažným prvkem 3 (řetěz, lano), jejich trajektorii určuje tvar dráhy 2 (nejčastěji profilová ocel) po které jezdí kola závěsu. Dráha může mít i velmi komplikované prostorové tvary. Systému se užívá například v hromadné výrobě automobilů, lakovnách
Ložné tratě Jsou to zařízení pro plynulou nebo přerušovanou dopravu převážně kusových materiálů. Přeprava je spíše charakteristická malým nebo žádným převýšením ,zato však většími vzdálenostmi. Zařízení bývají většinou stabilní součástí technologických procesů. Skluzy Ve žlabu se pohybuje předmět na podkladě překonání tření. Žlab může být přímý nebo ve šroubocici. Sklon žlabu je asi 4 až 10° .Materiál se ve žlabu smýká nebo valí. Používá se také v mezioperační dopravě (ložiska, šrouby a matice). Válečkové tratě Skládají se ze soustavy válečků a dopravovaný materiál se na nich přemisťuje buď gravitačně (dráha má pak sklon-analogie skluzu) nebo jsou válečky poháněné (viz obrázek). Na tomto schematu je systém válečků 1 vertikálně přestavitelný. Každý systém má zajištěn pohon (většinou řetězem). Zvedáním a spouštěním jedné soustavy válečků lze manipulovat s předmětem 3 ve dvou navzájem kolmých směrech. Také je možno dopravovat předměty tratí šikmo nahoru při patřičné orientaci. Tyto systémy poháněných tratí nacházejí uplatnění v ocelárnách při výrobě plechů a pod.
4
doprzari.doc
Podavače. Tato skupina dopravních zařízení je charakteristická tím, že kromě rovnoměrného dodávání materiálu má možnost tento materiál přiměřeně odměřovat. Tuto funkci některé podavače užívají v technologickém procesu nasazení.
Redlerový podavač
Turniketový podavač
Redlerové podavače. Po podložce 2 se sunou větší rychlostí unašeče 3 poháněné tažným prvkem 1. Celek je zabudován ve skříni takže sypký materiál se pohybuje poněkud menší rychlostí než unašeče, které jsou do materiálu ponořeny. Unačeč má většinou tvar tyče, desky. Pokud by rychlost byla menší a výška materiálu nedosahovala výšky desky unašeče, hrne každý unašeč určité množství látky před sebou, místo uzavřené skříně postačí žlab a pak takové zařízení se někdy označuje jako hřeblový dopravník.. Turniketové podavače. Princip je zřejmí ze schematu. Otáčivý rotor s drážkami zajišťuje svým otáčením rovnoměrné podávání sypkého materiálu. Drážky mohou být navrženy tak aby byla dosažena dibrá odměřovací funkce (turnikety secích zemědělských strojů).
Pohyblivá schodiště-eskalátory Je to samostatná skupina dopravních zařízení pro dopravu osob. Každý schod je tvarově upraven tak aby mohl kývat vzhledem k svému vedení a schodišťová plocha zůstala bez mezer. Schod má čtyři čepy s valivým vedením (ložisky), které se pohybují v drážkách určující pohyb celé soustavy schodů. Čepy jsou upevněny na tažném elementu, většinou řetězu. Tyto drážky v profilovém nosníku jsou rovnoběžné v části zvedací eskalátoru. Na konci a začátku eskalátoru mají nosníky takové zakřivení, aby ze jednotlivé schody natočily a vytvořily rovinu. Poněvadž je pro pasažéra povinnost se přidržovat nějaké části zařízení za jízdy, pohybuje se souběžně a synchronizovaně se schodištěm pryžové madlo-zábradlí.
5
doprzari.doc
