16. 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 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.. fejezetben [47], [51], [56]. 5.1. MÉRETEZÉSI ALAPÖSSZEFÜGGÉSEK 5.11. Szállítóképesség A szállítógépek szállítóképességén az előírt útvonalon az időegységben továbbított anyag mennyiségét értjük. A szállítógép szállítóképességét t-ban Q (t/h), köbméterben V (m 3 /h) vagy darabszámmal U (db/h) szokás megadni. 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=aρ h (kg/m), ahol A (m ) az egyenletes anyagáram keresztmetszete, és ρ h (kg/m 3 ) az anyag halmazsűrűsége. Ha a szállítógép szállítási sebessége v (m/s), akkor a szállító képessége Q = 3600qv = 3600Aρ h v (kg/h), vagy Q = 3,6qv = 3,6Aρ h v (t/h). Ha pedig a folyamatosan szállító gép óránkénti szállítóképességét térfogategységben kívánjuk kifejezni, V = 3600Av (m 3 /h). Ömlesztett anyagok adagokra bontott szállításakor (serleges elevátor, billenővedres szállítógép stb.) a szállítógépen adagokban elhelyezkedő anyag folyóméterenkénti tömegét, az adagoknak a lánc mentén történő egyenletes elosztásával kapjuk meg (5.. ábra). Legyen V 1 egy adag térfogata (m 3 ), Q 1 egy adag tömege (kg), a két adag egymástól való távolsága (m) (a vedrek, serlegek osztása). A folyóméterenkénti tömege Q1 V1 ρh q = = ( kg/m ). a a A szállítóképesség az alábbiak szerint írható: Q1 V1 ρh Q= 3, 6qv= 3, 6 v= v ( t/h ). a a vagy pedig térfogategységben kifejezve, V1 3 V = 3600 v ( m /h). a Darabáru szállítása esetén rendszerint az óránként elszállítható darabszámmal fejezzük ki a szállítóképességet (5.3. ábra).
17. 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.. ábra. Adagokban szállított ömlesztett anyag Legyen Q 1 5.3. ábra. Darabáru-szállítás a darabáruegység tömege (kg), a a szállítóelemen elhelyezkedő darabok egymástól való távolsága (m), t a darabok egymást követési ideje (s), v a szállítóelem sebessége (m/s), a t = ( s, ) v akkor az óránként szállítható áru darabszáma, a berendezés szállítóképessége 3600 3600 U = = ( db/h ). t a Amennyiben a szállítóképességet súlyegységben kívánjuk kifejezni: UQ1 Q1 Q= = 3,6 v ( t/h ). 1000 a A megelőző egyenletek alapján számított értékeket elméleti szállítóképességnek nevezzük. A valóságos, tényleges szállító képesség (Q t ) az elméletinél általában kisebb. A csökkenést különböző, a gép szerkezetétől, működésétől, a szállított anyag tulajdonságaitól s egyéb, külső körülményektől függő tényezők okozzák. = ϕq. Qt 5.1. 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: Gv qhv P f = = ( kw ). 1000 1000 H az emelési magasság (m), G=qH (kg) a szállítógépen levő, a függőleges irányban felfelé mozgatott anyag tömege, v a szállítás sebessége (m/s). Q Mivel qv =,, az előző egyenletbe 3, 6 behelyettesítve, QH QH P f = = ( kw ). 3, 6*10 367 Vízszintes irányú szállítás esetén a számítás menete hasonlóan alakul, ha a szállított anyag súlya helyett az egyenletbe a szállítási ellenállást helyettesítjük be. A ω fajlagos ellenállástényező, amely a választott szállítógép típusától, méretétől és a szállítási távolságtól is függ, az 1 kg továbbított anyagra vonatkozó ellenállást adja meg. Ha a szállítógépen levő anyag tömege Q G = ql= L ( kg ), 3, 6v akkor a vízszintes szállítási ellenállás Q Z = ωg = ωql = ω L ( N. ) 3, 6v A vízszintes szállítás munkateljesítménye pedig Zv ωql Pv = = ( kw ), 10 367 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.
18. oldal 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 = ωqcosδ + qsinδ ( kg/m ). Az l hosszúságú szállítógépen levő anyag szállítási ellenállása Ze = ωqcos δ * l+ qsin δ * l ( kg/m ). mivel l cos δ = L, és l sin δ = H, a munkateljesítmény: Zv e ωqvl qvh ωql QH Pe = = + = + ( kw ), 10 10 10 367 367 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 előbbihez hasonló számítási módot alkalmazunk. Figyelembe kell venni azonban azt, hogy a szállított anyag tömege mellett még a szállítógép szállító- és vonóelemének, valamint az ezek hajtására és terelésére szolgáló szerkezeti részeknek a súlyát, azaz a gép mozgórészeinek ön- 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 P 1 teljesítmény, az anyag vízszintes irányú továbbításához szükséges P teljesítmény, az emelési munka P 3 teljesítménye, valamint az anyag szalagon való felgyorsítására és a szalagról lekotróekével vagy ledobókocsival történő leválasztására fordítandó P 4 teljesítmény. A szállítógép összes munkateljesítmény-szükséglete e részteljesítmények összegezéséből adódik: P = P + P + P + P a 1 3 4. 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. P a = ( ) T T v n v ( kw ). 1000 A különféle szállítógépek sajátosságai a számítás egyszerűsége, áttekinthetősége és kezelhetősége érdekében hol az egyik, hol a másik eljárás használatát teszik indokolttá. 5.. 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.3. fejezetben.
19. oldal 5.1. 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 = 10-0. A szállító szalagok hosszán (l) a végdobok távolsága értendő. Az l<0m dobtávolságú szalagokat rövid, az 1=0..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; - 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 8634-76) foglalkozik a tervezésével. A gumiheveder és egyéb szállítóhevederek szerkezeti kialakítását, méretezését lásd a.3. fejezetben. 5.6. ábra. Állandó beépítésű szállítószalag
0. oldal 5.7. ábra. Sínen mozgatható szállítószalag 5.8. ábra. Hordozható szállítószalag 5.. 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...... 50 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 -, 3- és 5- görgős
1. oldal 5.9. ábra. A hevedert síkban vezető szalaggörgők 5.1. 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 1360-68, 1374-70). A szélső görgők tengelyének vízszintessel bezárt hajlásszöge a háromgörgős csoportoknál β=0... 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 5.1. 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
. oldal meg. Közepes üzemviszonyok között dolgozó szalag esetén, ha a szállított anyag halmazsűrűsége ρ h < 1, t/m 3, 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 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... 5 m-enként építik be, az alsó ágban pedig kb. 10 m- enként. 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; - kettős heveder csukló; 3 - rugós felfüggesztés; 4 - tartószerkezet (szalag váz)
3. oldal 5.14. ábra. Gumibevonatú görgőrendszer 1 - gumival bevont hevederalátámasztó görgő 5.15. ábra. Önbeálló, hevederirányító görgőrendszer 1 - rögzített görgőtám; - elforgatható görgőtám; 3 irányítógörgő
4. oldal 5.3. 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.51. fejezetben. Eszerint az átvihető súrlódási erő határértéke (5.16. ábra) S = T ( e µα 1, ) a hajtódob palástján átadandó kerületi erő (F k ) létesítéséhez a lefutó hevederágban megkívánt feszítőerő T F = k, ( e µα 1) és a hajtódobra felfutó hevederágban a húzóerő T 1 = T + F k lesz. A hajtószerkezet típusára jellemző áthúzási tényező T1 µα ψ = e T 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 (T ) 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 egy hasznos α h és egy nyugvó α t szögre bontható (5.16. ábra). A hasznos átfogási szög határán belül T -ről T 1 -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 T 1 -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 T 1 > T e µα, 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 (T ) 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~50 -ig növelhető. A hajtódob általában megmunkált, fémfelületű dob. A súrlódási tényező növelése céljából a dob felületét textillel vagy gumi-
5. oldal 5.17. ábra. Megfordítható hajtásirányú szállítóheveder húzóerődiagramja a) fejhajtás; b) hátsó hajtás 5.18. ábra. Kétdobos, hevederes hajtás húzóerőviszonyai 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.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 ( 1 ) T1 Te µα + = α, Tx = Te µα. A megcsúszás határán a hevederre átvihető legnagyobb kerületi erők, ill. a hajtónyomatékok viszonya a két dobon µα µα1 M ( ) 1 F Te e 1 1 = = µα ; M F T ( e 1) ha α 1 = α = α akkor M1 F1 µα = = e M F Eszerint az 1. hajtódobon a hevederre átadható vonóerő e µα -szor nagyobb, mint a. dobon. A kétdobos hajtás teljes átviteli képességének kihasználására a dobokat hajtó motorokat és hajtóműveket a hajtódobok eltérő átviteli képessége alapján kell megválasztani 39. táblázat A m súrlódási tényező értékei a gumiheveder és hajtódob palástja között A hajtódob felültének anyaga m súrlódási tényező értéke, ha üzem közben a hajtódob felület nedves v. poros kissé poros v. nyirkos száraz Simára esztergált acél Alumínium Fával bevont Szövettel v. gumival bevont Hornyolt gumibevonatú 0,1-0,15 0,15-0, 0,1-0,15 0,15-0, 0,3-0,35 0,15-0, 0,5-0,3 0, -0,5 0, -0,3 0,35-0,4 0,3 0,4 0,35 0,4 0,50 Több dobos hajtásban m 0,3 legyen!
6. 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, α 1 = 180 és α = 10 átfogási szög alkalmazásával, amely µ=0,3 súrlódási tényezővel közelítőleg F1:F=: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 5.0. ábrán látható. Lényegesen kisebb helyszükségletű és korszerűbb 5.0. ábra. Egydobos hajtás kúpkerekes hajtóművel hajtódob tengelyére felfűzhető hajtóegység alkalmazása (5.1. 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... 1 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.. 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 (5.3. 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 5.4. 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
7. oldal 5.1. ábra. Felfűzhető hajtóegység (BÁNYÁSZATI TERVEZŐ INTÉZET) 1 - fogaskerék-hajtómű; - 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.53. fejezetet). A súlyfeszítést hosszabb szalagoknál alkalmazzák. Elvben leghelyesebb közvetlenül a hajtódob után, a heveder laza ágában elhelyezni (lásd.53. fejezet.7. 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 (5.5. ábra). Nagy teljesítményű, hosszú szalagok esetében villamos hajtású kötélcsörlő mozgatja a feszítődobot (5.6. 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.. ábra. Terelődob a dobagyban elhelyezett gördülőcsapággyal
8. oldal 5.3. ábra. Villamos hajtódob (BÁNYÁSZATI TERVEZŐ INTÉZET) 1 - dob; - olajöntő; 3 - hajtómű; 4 - motor; 5 - csaptám
9. oldal 5.4. ábra. Hárommotoros, kétdobos hevederhajtás 5.5. ábra. Feszítőkocsis súlyfeszítés 1 - feszítődob; - feszítőkocsi; 3 - feszítősúly 5.6. ábra. Hevederfeszítés köté1csörlővel 1 - hajtódob; - feszítődob; 3 - feszítőkötél-csörlő kötéldobja; 4 - villamos hajtású kötélcsörlő motorja
30. oldal 5.4. 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 5.7. ábra terelőtoldattal ellátott feladó surrantót ábrázol. Vizsgáljuk meg, hogy a Q (t/h) szállítóképességű szalagra v a (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 qva kgs m =. g m A v a sebesség két komponensre, a heveder haladási irányára meró1eges v n és az azzal egyező v 0 sebességre bontható v a = v 0 + v n. Az anyagfeladási folyamat végén a merőleges sebesség komponense v n = 0 lesz. Az anyagfolyam másodpercenkénti impulzusváltozásából a hevederre, illetve az alátámasztó görgőkre ható erő: qva N = mvn mv n = vn ( N. ) g A szállító képesség értékének behelyettesítésével Qv N = n ( N. ) 3, 6g 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 qv Q K = mv mv = 0 ( v v0) ( v v0)( N. ) g = 3, 6g Amíg az anyag fel nem gyorsul a szalagsebességre, a heveder felületén visszamarad, ugrál, csúszik, ez a heveder felületét nagymértékben koptatja. Az anyagfeladás együttes ellenállása Qvn Q Za = µ fn + K = µ f + ( v v0 )( N. ) 3, 6g 3, 6g ahol µ f 3 heveder vontatási ellenállástényezője az alátámasztó görgőkön. Példa. Egy gumihevederes szalag szállítóképessége Q = 300 (t/h). Az anyagfeladás a heveder haladási irányára merőleges, tehát v 0 = 0. Az anyag érkezési sebessége v a = v n =,0 mis, és ugyanennyi a szalagsebesség is: v=,0 mis. A vontatási ellenállástényező m f = 0,05. Az anyagfeladás ellenállása Qv Q a Z = µ + = a f 3, 6g 3, 6g 300 *, 00 300 *, 0 = 0, 05 + = 17, 85 ( N ). 3, 6 * 9, 81 3, 6 * 9, 81 A terelőpalánk és az ömlesztett anyag között ébredő súrlódási ellenállás kiszámítását lásd az 1.4. fejezet végén közölt példában (18. o.). A feladó surrantó elvileg helyes kialakítását az 5.8. 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 (5.9. ábra).
31. oldal 5.7. ábra. Anyagfeladó surrantó 5.8. ábra. Íveit anyagfeladó surrantó 5.9. ábra. Anyagfeladó surrantó beépített rostával
3. 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. 5.5. 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: v m= = mgcosα ( N ). r Az elválási pont dobtengely feletti magassága a kiindulási egyenletből számítható: v h= rcos 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. v h = r, azaz = 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 ρ 0 dőlésű egyenes lejtő esetén. Ugyan- 5.31. ábra. Anyagleválás a végdobon
33. oldal akkor a nehézségi erő tangenciális összetevője változatlan marad, ami azt jelenti, hogy az egyenlőség már előbb bekövetkezett, ennek megfelelően az anyagszemcsének már ρ 0 -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 (5.3. 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 szétterítése, keverése is megvalósítható. A kocsi vázlatát az 5.3. 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 v k = 5...0 (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. 5.3. ábra. Ledobókocsi
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, v e a lekotort szemcse mozgási sebessége a lekotrólap mentén, és v s a lekotort szemcse sebessége a hevederen. Miközben G tömegű anyagrészecske a hevederen ab irányban mozog, három erő hat rá (5.36. ábra): S 1 = µg (N) a szemcse és a heveder közt ébredő súrlódóerő, U (N) a lekotrólapra merőleges nyomóerő, S = µ 1 U (N) a lekotrólapon ébredő súrlódóerő. Ezek az erők egyensúlyban vannak, tehát U S1 cosδ = U µ Gcosδ = 0, S S1sinδ = µ 1U µ Gsinδ = 0. U értékét az elsőből a második egyenlet be behelyettesítve, µ 1µ Gcosδ µ Gsinδ = 0, és ebből µ 1 = tg δ. Mivel µ 1 =tgρ 1, felírható még, hogy a lekotrólap síkjának a szalaghaladás irányával bezárt szöge α = 90 - (ε+δ) = 90 - (ε +ρ 1 ), ebből α + e = 90 - ρ 1. 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 - ρ 1 = 90 - arctg µ 1 Tehát a lekotrólap hajlásszögét az anyag és a lekotrólap közti µ 1 súrlódási tényező határozza meg. 34. oldal 5.33. ábra. Egyoldalas lekotró 5.34. ábra. Lekotróeke 5.35. ábra. Az anyag sebessége lekotráskor
35. oldal 5.36. ábra. Az anyagra ható erők lekotráskor 5.37. ábra. A hevederen és lekotrólapon fellépő erők 5.38. ábra. Hevedertisztító gumilemez beépítése A G tömegű testnek a szalagközépről történő lekotorásához szükséges munka (5.37. ábra) W = S ab + S ae J ( ) ( ) ( ) 1 B 1 W = µ G + cos( α + δ) B 1 + µµ 1 G cosδ ( J ). sinα A munka helyett teljesítményt kapunk, ha az anyag súlya helyett az időegység alatt mozgatott mennyiséget (A) helyettesítjük be. Mivel A = qv, Q Q= 3, 6qv= 3, 6A ( Mp/h ), A=, 3, 6 Q B 1 µ 1 cosδ P = µ +, 3, 6 cos ( α + δ) sinα gyakorlati mértékegységben kifejezve, és az anyag lekotrásakor fellépő, a szemcse átrendeződésével kapcsolatos belső súrlódási munka miatt (f=1,... 1,3) helyesbítő tényező figyelembevételével fkqb P 1 = ( kw ), 10*3,6* ahol 1 µ cos 1 δ k = + cos( α + δ) sinα mivel d = r 1, 1 µ 1cos ρ1 k = + cos( α + ρ1 ) sinα A hevederben ébredő vonóerő pedig 10P1 fkµ QB F1 = = ( N. ) v 7,v A hevedert oldalirányban elmozdító erő Fc = S1sin ε = µ Gcos( α + ρ1) ( 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 B * távolságra kell elmozdítani 3 Heveder- és dobtisztítók. A hevederen az anyag leadása, leválása után még a jól szállítható, nem tapadós anyagok esetében is visszamaradnak apró részecskék, amelyek azután az alsó ág görgőire és a szállító hevederrel érintkező dobok felületére tapadnak, azok felületét egyenetlenné teszik. Ez a heveder nagymértékű elhasználódására, rongálódására vezet. Ennek csökkentésére heveder- és dobtisztító szerkezeteket alkalmazunk. A hevedertisztító feladata a ledobódobnál végbemenő anyagleválás után visszamaradó szemcsék teljesebb lekotrása, eltávolítása. Jó eredménnyel használható főleg szemcsés anyagok esetében a betét nélküli gumilemez, amelyet utánállíthatóan rugóval vagy ellensúllyal (5.38. ábra) szorítanak a hevederhez.
36. 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. 5.6. A szállítószalag szállítóképessége Q = 3,6qvc = 3,6Ar h vc (t/h). A a hevederre felrakható anyagkeresztmetszet területe (m ), ρ h a szállított ömlesztett anyag halmazsűrűsége (kg/m 3 ), 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 háromszöggel határozhatjuk meg, amelynek oldalai a szalag síkjával α = φ / szöget zárnak be. Itt φ a mozgásban levő anyag belső súrlódási tényezőjének (µ') megfelelő rézsűszög. Mivel a szállított anyag a görgőkön áthaladva ütődésnek, rázásnak van kitéve, a leszóródás elkerülése érdekében óvatosságból számolunk α = φ / értékkel. Az anyagkeresztmetszet területe b As = tgα ( m ), 4 0,9B ahol b = 0,05 ( m) a hasznos 1000 hevederszélesség és α = φ / értékeket behelyettesítve, továbbá a leggyakrabban szállított ömlesztett anyagok, szén, kő stb. rézsűszögének φ=30 átlagértéket felvéve, B= 1000 (mm) széles sík heveder esetében A s = 0,0485 (m ). Vályús szalagokra hasonlóképpen végezzük a számítást (5.40. ábra). 5.39. ábra. Anyagkeresztmetszet síkhevederen 5.40. ábra. Anyagkeresztmetszet vályús hevederen b b a Av = A1+ A = tgα + tgβ ( m ), 4 4 ha b és α = mint előbb, β=0 és a=0,4 B, elvégezve a helyettesítést, B = 1000 (mm) széles vályús heveder esetén A v = 0,0987 ~ A s. (m ) A vályús szalag anyagkeresztmetszete tehát körülbelül kétszerese a sík szalagénak, ennek következtében azonos hevedersebességnél a szállítóképessége is kétszer nagyobb. A β szög növelésével (kb. 45 -ig) még tovább növelhető az anyagkeresztmetszet. A c teljesítménycsökkentő tényező két tagból tevődik össze: c = c 1 + c, c 1 a szalag lejtésétől, illetve emelkedési szögétől függő tényező, amelynek alkalmazása azért válik szükségessé, mert a szalag síkjára merőleges metszetben az anyag rézsűszöge kisebb, mint a függőleges síkban, amelyre a vízszintes szalagoknál az anyagkeresztmetszet területét kiszámítottuk. c 1 értékei Szállítás szöge δ 0 4 8 10 1 16 0 4 A feladás szöge <8 0,96 0,95 0,91 0,85 0,81 0,78 A feladás szöge δ 1 0,99 0,97 0,95 0,93 0,88 0,81 0,76 0,7
37. oldal c 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. c értékei Kézi felrakás Gépi felrakás Átadó szalag Vibrációs adagoló Láncos kaparó Lengő (tolattyús) adagoló Kaparókocsi Kotrógép (ciklusban) A szállítószalag hevederszélességét (B) a szalagsebesség szokásos értékeinek v= 1,0...,0 mis figyelembevételével az előírt szállítóképesség szabja meg. Azonban az így kiadódó méretet a szállítandó ömlesztett anyag szemnagysága szempontjából ellenőrizni kell. A heveder szélességéhez mérten túl nagy darabok könnyen leszóródnak, a surrantókon beszorulnak, elakadnak. A heveder szélessége megfelel, ha osztályozott anyagnál B > 5... 6ω (mm), ahol ω (mm) az anyag szemnagysága. Hevederszélesség 400 500 650 800 1000 100 1400 1600 1800 Könnyű anyag nem koptató pl. (gabona, apró szemű) 1 -,5 1,6-3,15 1,6-3,15 1,6-4 1,6-4,0-4,5-4,5-5 3,15-5 3,15-5 Osztályozatlan anyag szállítása esetén nem okoz még zavart, ha az anyagmennyiség 5 %-a nagyobb, B B méretű darabokból áll is. 3 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 0,5... 0,8 ugyanakkor azonos szállítóképességre vonatkoztatva csökken a beruházási összeg. A sebesség növelése 1,0 esetén a karbantartás munkája megnő, csökken az 1,0 üzembiztonság és a heveder élettartama. 1,0 A nagy sebesség választása ellen szólnak a 0,7 0,9 következő körülmények is: 0,8 0,9 a) Az anyagfeladásnál a szállítandó anyagot a 0,7 heveder sebességre fel kell gyorsítani, közben az anyag a hevederen csúszik mindaddig, amíg a heveder sebességét el nem éri. A kopás mértéke a sebességgel arányosan növekszik, koptató anyagok szállítása és rövid szalagok esetén jelentős kopás következhet be. b) A hevederen fekvő nagyobb darabok alatt a heveder behajlik, s az alátámasztó görgőkön áthaladva a pillanatnyilag ható függőleges irányú gyorsítás következtében a hevederre ütést mér. Ez az erőhatás a szalagsebességgel s a heveder belógásával növekszik. Gyors járású szalagok használatakor tehát e tehetetlenség csökkentése érdekében kis belógású, túlfeszített hevedert kell alkalmazni. 40. táblázat Ajánlott hevedersebességek (mis) Könnyű anyag* Nehéz anyag** nem Nehéz anyag** koptató koptató (föld, kavics koptató (száraz homok) meddő) (érc, salak) 1 1,5-1,6 1,5-,0 1,6 -,5 1,6-4,0-4,0-4,0-5,0-5,0-5 1,5-1,6 -,5,0-3,15,5-4,5-4 3,15-4 3,15-4 3,15-5 3,15-5 3,15-5 1,5-1,5-1,6 -,5 1,6 -,5 1,6 -,5,0 -,5,0 -,5,0 -,5,0 -,5,0 -,5 000 Porszerű anyag szállításánál v =0,8 1,0 mis Darabáru szállításánál v=0, 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.
38. oldal 41. táblázat Különféle anyagokra megengedett legnagyobb lejtőszög Anyag fajtája bauxit brikett burgonya cement cukorrépa érc föld fűrészpor gabona homok kavics kő koksz márga mészkő mészpor műtrágya salak só sóder szén szuperfoszfát vasérc őrölt kocka tojás Minőség laza, száraz nedves száraz formázó homokos fejtett osztályozott dara granulált porított kazán kohó osztályozott tört barna, fejtett osztályozott lignit, fejtett osztályozott sima granulált osztályozott tört por Mozgó szalagon előálló rézsűszög (α ) 0 15 10 10-15 10 - - 15 0 1 10 15 0 15 15 15-0 15 18 15 15 1 1 15 15-1-15 15-15 15 15 15 1 15-0 0 15 Legnagyob b lejtőszög δ max 0 1-14 10 1 0-14 18-5 0 3 5-7 14-17 15-17 -6 15 16 18 0 0 0-3 3 15 0 18-17 16 19-0 1-0 - 17 18 17 0 15 17 18 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 csökkentést indokolja. Végeredményben, mivel általában a görgőkön jelentkező kopás, a rövid szalagoktól eltekintve, nagyobb mértékű, a sebesség választásakor ezt vesszük figyelembe. A hevedersebességek szokásos értékeit lásd a 40. táblázatban. Emelkedő szalagok legnagyobb sebességét az anyag visszagurulásának és leszóródásának megelőzése céljából a szalag hajlásszögévei arányosan 10... 1 %-kal kisebbre választják. A szállítószalagok legnagyobb emelkedési szöge. Az emelkedő irányban vezetett szállítószalagoknál rendszerint a legrövidebb távolságon minél nagyobb szintkülönbséget igyekszünk elérni. Adott magasság elérésére a meredekebb, tehát a rövidebb szalag a gazdaságosabb. A szalag emelkedési szöge növelésének azonban határt szab a szállított anyag visszacsúszása, visszagördülése. A megengedhető emelkedés az anyag tulajdonságaitól (darabnagyság, súly, alak, szemcseösszetétel, a gumihevederhez való tapadást stb.), az anyagfeladás kialakításától és egyéb tényezőktől függ. Általánosságban megállapítható, hogy apró szemcsés anyagok meredekebben szállíthatók, mint nagy darabos anyagok. A folyamatos, egyenletes anyagfeladás is kedvező, mert a folyamatos anyagáramban az egyes szemcsék jól megtámasztják egymást. Az egyes ömlesztett anyagok állandó beépítésű szállító szalagon való szállításakor megengedett legnagyobb lejtőszögeket lásd a 41. táblázatban. 5.7. A szállítószalag hajtóteljesítményszükséglete A szállítószalag működése közben a következő ellenállások lépnek fel: Z 1 a pályaellenállás, Z a dobok csapsúrlódási és hevederhajlítási ellenállása, Z 3 a terelőpalánk ellenállása, Z 4 a dob- és hevedertisztítók ellenállása, Z 5 az áru feladásakor keletkező ellenállások, Z 6 a kisegítő berendezések ellenállása, Z 7 emelkedő (lejtő) szalagokon a szállított anyag emeléséből eredő ellenállás, Z 8 az előredöntött görgők ellenállása. Ezen ellenállások figyelembevétele a következőképpen történik: A heveder vontatási ellenállása egyenes pályán Z = µ f ( qg qh q) s + + + t l ( N, )