transportni sistemi in konstrukcije
TRANSCRIPT
Transportni sistemi-Uvod 1
1.UVOD
Razdelitev transportnih naprav:
TRANSPORTNE NAPRAVE
delovanje s
prekinitvami
delovanje brez prekinitev
(kontinuirano
istočasno delovni
in mrtvi gib
VEČJE zmogljivosti
TRANSPORTERJI Z
NESKONČNIM
VLEČNIM ORGANOM
TRANSPORTERJI BREZ
VLEČNEGA ORGANA
transp. s trakom
transp. verižni s ploščicami
transp. verižni s strgali
transp. verižni s korci
elevatorji s korci
elevatorji s prijemali
krožni transporter
polžasti transporterji
transp. z valjčki
transp. z nihalnim žlebom
zračne drče
pnevmatski transporterji
hidravlični transporterji
Transportni sistemi-Uvod 2
1.1 TRANSPORTIRANI MATERIAL
- KOSOVNI MATERIAL
- SIPKI MATERIAL
1.1.1 SIPKI TRANSPORTIRANI MATERIAL
Ločitev po lastnostih:
a) ZRNATOST – GRANULACIJA
b) NASIPNA GOSTOTA
c) NASIPNI KOT
d) NOTRANJE TRENJE
e) STENSKO TRENJE
f) POSEBNE LASTNOSTI
Transportni sistemi-Uvod 3
a) ZRNATOST (GRANULACIJA)
mma' – največja telesna diagonala zrna
min
max
'
'
a
a < 2,5 SORTIRANI MATERIAL (SIST ISO 3435)
60 % vseh zrn sortiranega materiala ima mero ''max aa
A B C D E F G H K L
od
do
- 0,4 1,0 3,0 10 25 50 75 150 300
0,4 1,0 3,0 10 20 50 75 150 300 >300
2
''' minmax aaa
splošna računska vrednost
SPLOŠNA DELITEV:
grobo kosovni 'a > 160 [mm]
srednje kosovni 'a = 60 – 160 [mm]
drobno kosovni 'a = 10 – 60 [mm]
zrnat 'a = 0,5 – 10 [mm]
prahast 'a = 0,05 – 0,5 [mm]
fino prahast 'a < 0,05 [mm]
DELITEV PO OBLIKI:
I kockasta oblika
II prizmatična oblika (ostri robovi)
III ploščata in luskasta oblika
IV kroglasta oblika
V cilindrična in paličasta oblika
VI vlaknasta in kodrasta oblika
'a
mma'
Transportni sistemi-Uvod 4
b) NASIPNA GOSTOTA [t/m3 , kg/m
3]
Delitev: - lahki < 0,6 [t/m3]
- srednje težki = 0,6-1,1 [t/m3]
- težki = 1,1-2,0 [t/m3]
- zelo težki > 2,0 [t/m3]
stisnjen material: st > (isti material)
stopnja stisnjenosti: 32,11
st
c) NASIPNI KOT
- nasipni kot mirovanja
0 - nasipni kot gibanja
0 = (0,5÷0,7) (0,32)
=410
0=150 0=21
0
0=70
50 Hz
5 s
(dalje brez
spremembe)
100 Hz
5 s
100 Hz
20 s
Transportni sistemi-Uvod 5
d) NOTRANJE TRENJE
trenje med delci istega materiala
koeficient notranjega trenja tg
( - kot notranjega trenja)
Povezava med nasipnim kotom in kotom notranjega trenja
arctg
cossin mgmg
cossin
tgtg
e) STENSKO TRENJE
sipki material podlaga
s – koeficient stenskega trenja
f) POSEBNE LASTNOSTI
oznaka: (SIST ISO 3435)
n - materiali, ki se strdijo samodejno ali pod tlakom
o - abrazivni materiali
p - korozivni materiali
q - zlomljivi in krhki materiali
r - eksplozivni materiali
s - gorljivi materiali
t - prašni materiali
u - vlažni materiali
v - lepljivi materiali
w - higroskopični materiali
x - smrdljivi materiali
cosmg
sinmg
cosmg
mg
,
Transportni sistemi-Uvod 6
Tabela TM.1.t2: nasipne gostote, nasipni koti mirovanja, koti notranjega trenja
in koef. stenskega trenja za različne materiale po Izrajleviču in Gindinu
M A T E R I A L Nasipna gostota
(t/m3)
Nasipni kot
mirovanja
Kot notranjega
trenja
Koef. stenskega trenja na jeklu
(mirov.) s
ajda 0,69 30 25 0,3 - 0,52
antracit - droben, suh 0,8 - 0,95 35 - 45 - 0,84
apno - drobljeno 1,4 - 1,7 40 - 45 - 0,6 -0,9
apno - drobno zrnato 1,2 - 1,5 45 - 0,56
apno - gašeno 0,5 - 0,65 40 - 55 40 - 45 1,5 - 2,7
baker - cinkova ruda 2,0 - 2,4 40 - 45 - 0,8 -0,9
bakrova ruda 1,7 - 2,1 35 - 45 - 0,7 - 1,0
bombažno seme 0,4 35 25 0,58
cementni klinker 1,4 - 1,52 30 - 35 - 0,5 - 0,6
črni premog - zdrobljeni 0,8 - 0,85 30 - 35 25 - 30 0,6
glina - suha, drobno zrnata
1,0 - 1,5 40 - 45 - 0,7 - 0,9
grafit v prahu 0,45 40 - 45 30 - 25 0,3 - 0,4
gramoz 1,5 - 1,9 40 - 45 40 - 45 1
ječmen 0,65 - 0,8 27 - 35 25 - 30 0,58
kalcinirana glinica 1,1 - 1,3 20 - 25 20 - 25 0,4 - 0,5
kalcinirana soda 0,52 - 1,1 35 - 40 30 - 35 0,8
kosk 0,36 - 0,53 50 45 1
konvektorski prah 2,1 20 - 25 25 - 30 0,4
koruza 0,7 - 0,75 30 - 35 25 - 30 0,58
laneno seme 0,65 - 0,75 30 - 35 25 - 30 0,58
lapor 1,8 - 2,4 40 - 45 - 0,7 - 1,1
lesna moka 0,11 - 0,21 50 - 60 30 - 48 0,65
lesni opilki 0,16 - 0,32 40 - 60 32 - 55 0,8
lesno oglje - mehke vrste 0,13 - 0,17 40 - 45 40 - 45 0,6 - 0,8
lesno oglje - trde vrste 0,19 - 0,25 40 - 45 40 - 45 0,6 - 0,8
magnezit v prahu 2,1 - 2,2 40 - 42 - 0,6 - 0,8
mavec - drobno zrnat 1,2 - 1,4 30 - 40 - 0,78
mavec v prahu 0,8 - 0,95 35 - 40 30 -35 0,7 - 0,8
otrobi 0,25 - 0,33 - - 2,16
oves 0,4 - 0,5 35 30 - 35 0,58
ovsena moka 0,55 45 - 55 30 - 43 0,65
portland cement 1,3 - 1,6 30 - 40 30 - 40 0,65
premogov pepel - suh 0,64 - 0,72 35 - 45 25 - 40 0,8 - 0,9
premogov prah 0,7 15 - 20 10 - 15 2,5 - 2,8
pšenica 0,65 - 0,83 30 - 35 25 - 35 0,58
pšenična moka 0,45 - 0,66 50 - 55 30 - 48 0,65
rjavi premog 0,65 - 0,78 50 30 - 45 1
rž 0,68 - 0,79 30 - 35 30 0,58
sladkorna moka 0,72 - 1,0 60 - 70 50 - 60 0,85 - 1,0
sončnice 0,42 30 - 40 33 - 45 0,49
stročnice 0,8 30 24 - 28 0,26 - 0,33
superfosfat 0,8 - 1,2 40 30 - 40 0,7 - 0,8
šota 0,3 - 0,55 45 - 55 45 - 52 0,45 - 0,7
volfram-molibdenova ruda 1,9 - 2,0 35 - 40 - 0,6 - 0,8
zemlja - modelarska 1,2 - 1,3 45 - 50 - 0,71
zemlja - suha 1,2 - 1,4 35 - 40 - 1
žagovina 0,16 - 0,32 0,39 - 0,8
železov koncentrat - vel. 0-8
2,1 - 2,2 40 - 45 - 0,6 - 0,7
žlindra - zrnasta 0,6 - 1,0 45 - 55 40 - 50 0,8 - 0,9
Transportni sistemi-Uvod 7
NAPETOSTNO STANJE V IDEALNEM SIPKEM MATERIALU
2sin2
2cos22
12
1221
SIPKI MATERIAL
KOHEZIJSKI IDEALNI
S ,,
x dx y
dy 1
2
y x
2
1
0
y
x
xy
p
p
2
1
2
3
3
0 1 2
3
r
dy
1
2
02,1
dx
ds
Transportni sistemi-Uvod 8
Coulombov kriterij tečenja
A
S
A
N
tg
Sipki material = kot notranjega trenja
tg
max
Možna napetostna stanja v sipkem materialu.
S
N
A
i
i
tg
i
i
Transportni sistemi-Uvod 9
Povezava med nasipnim kotom in kotom notranjega trenja
arctg
cossin mgmg
cossin
tgtg
KOHEZIJSKI SIPKI MATERIAL
K – kohezijska sila
A
Kc 0
tgc 33
3
3max
cosmg
sinmg
cosmg
mg
,
S
N
A
K
K
3
3
3
1
2
Transportni sistemi-Uvod 10
DOLOČITEV TLAKA IDEALNEGA SIPKEGA MATERIALA
NA VERTIKALNE STENE POSODE
a) široke posode – RANKIN
yx
y
pp
ygp
p
xaa p1 xpp p2
ya p2
yp p1
y
F Mi
a
aktivni tlak pasivni tlak
pya = pyp
Ta
Tp
ra
rp
Mi
xaa p1
xpp p2
ypa p 12
sinama r
sinpmp r
Sa Sp
arctg
O
O – Sa – Ta - aktivno stanje O – Sp – Tp - pasivno stanje
x
hidrostat.
sipki m. y
px
Transportni sistemi-Uvod 11
a) “aktivna” obremenitev sipkega materiala
O – Sa - Ta
b) “pasivna” obremenitev (bat, prečka redlerja)
O – Sp - Tp
Stenski tlaki in strižne napetosti na poševni steni
yypya ppp
ygp y
yp p1
ya p2
sin1
sin1
sin
sin
2
1
aa
aa
aay
x
rr
rr
p
p
2
90cos
2
902
2
90cos
2
90sin2
sin90sin
sin90sin
245
245
245 2
tgctgtg 90tgctg
2452tg
p
p
ay
x
1
ygpp yx
245
sin
sin 2
1
2
tg
rr
rr
p
p
p
p
p
p
ppy
x
2sin12
2cos112
y
y
p
p
RANKINOV FAKTOR
Transportni sistemi-Uvod 12
c) ozke posode – JANSEN
px
A py
py+dpy
px px
y
dy
xS p xS p
- notranje trenje
- nasipna gostota
S – koeficient stranskega
trenja
py – enakomerno porazdeljen po prerezu A
u – obseg posode
A – prečna površina posode
:0iyF
0 dyupdyAgAdppAp xSyyy
yx pp g
0 dyupdyAAdpApAp ySyyy
dypdyu
Adp
u
Ay
S
y
S
dypdyadpa yy
a
p
dpdy
y
y
u
Aa
S
Transportni sistemi-Uvod 13
TRANSPORT SIPKEGA MATERIALA PO CEVEH V
VERTIKALNI SMERI
y p
y
yy
a
p
dpdy
0 0
a
plnay
y
1
a
y
y eap 1
a
y
yx eapp 1
u
gAap
S
y
u
gAap
S
x
:y
u
Aa
S
JANSENOVI
FORMULI
px
py
py+dpy
px px
y
dy
xS p xS p
udypgAdyAdppAp xSyyy 0
0iyF
Y p
y
yy
a
p
dpdy
0 0
.
.
.
1a
y
y eap
1a
y
yx eapp
Transportni sistemi-Uvod 14
1.2 TEORETIČNE ZMOGLJIVOSTI
KONTINUIRANO DELUJOČIH NAPRAV
a) TRANSPORTERJI S TRAKOM
Namen transporterjev: BREZHIBNO DELOVANJE OBRATA…
potrebne količine surovin, potrošni material …
material enakomerno porazdeljen
'metrska' masa:
Zmogljivost
m
kgq
s
mv
s
kgvqQ
htvqQt 6,3
metrska masa:
URNA masna zmogljivost pri hitrosti
volumska zmogljivost
m
kgAq 1000
2mA
3mt
s
mv
htvAQt 3600
h
mvAQ
Q tm
3
3600
v
1m
A TRAK
Shematični prikaz kontinuiranega transporta
Transportni sistemi-Uvod 15
b) TRANSPORT PO CEVEH IN KORITIH
c) TRANSPORT V POSAMEZNIH POSODAH
Računski prerez: 20 mAA A0 – prerez cevi ali korita
- koeficient polnitve < 1
m
kgAq 01000
smv
h
mAvQm3
03600
Efektivna litraža: 30 ;dmlII I0 – prerez cevi ali korita
- koeficient polnitve < 1
Razdalja med posodami: ma
I a
v
Shematski prikaz transporta v posodah
htAvQt 03600
h
ma
IvQm
306,3
ht
aI
vQt06,3
Transportni sistemi-Uvod 16
d) TRANSPORT KOSOVNEGA MATERIALA
RESNIČNA ZMOGLJIVOST (a,b,c,d)
v [m/s]
G [kg] G [kg]
a [m] kgG
m
kg
a
Gq
ht
aGvQt 6,3
masa posameznega kosa
ali grupe i- komadov
kQ
Q
1k faktor neenakomernega polnjenja
h
kosovavQkos 3600
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 17
2. TRANSPORTERJI S TRAKOM
ZNAČILNOSTI TRANSPORTERJEV S TRAKOM
sluţijo za prenos sipkega in kosovnega materiala
uporaba : - rudarstvo
- metalurgija
- gradbeništvo
- deponije premoga
- tovarne z veliko serijsko proizvodnjo
delitev transportnih trakov : - tekstilni
- jekleni
- gumijasti
- ţični
- plastični
prednosti :
- enostavna konstrukcija
- velike zmogljivosti (do 35000 m3/h)
- zavzemajo malo prostora
- moţen transport po strmini
- velike dolţine (do 10 km, zaporedno še dlje)
- miren tek
- zaščita transportiranega materiala (varnost)
- ekonomičnost (nabava in vzdrţevanje)
slabosti : obraba traka zamenjava traka (velik strošek)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
18
Izvedbe transporterjev glede na vodenje traku
shematični prikaz vodenja traku
odlaganje traku : 1. Na koncu traku
2. z razkladalnikom na poljubnem mestu
fiksni transporterji 200 – 300 m
pomični transporterji 20 – 30 m
reverzibilni transporterji
transporter z naklonom (naklonski kot )
Nagib tračnega transporterja je odvisen od stenskega trenja ( material/trak)
s
Sarctg (trak brez reber)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 19
2.1 ELEMENTI TRAČNIH TRANSPORTERJEV 2.1.1 TRAKOVI TRAČNIH TRANSPORTERJEV
TRAK = VLEČNI ELEMENT + NOSILNI ELEMENT
ZAHTEVE : velika natezna trdnost
gibkost
mala lastna teţa
malo raztezanje
odpornost na vlago in kemične vplive
odpornost na izmenične obremenitve
odpornost proti obrabi in drugim mehanskim vplivom
VRSTE: tekstilni
gumijasti
jekleni
ţični
umetne mase
2.1.1.1 TEKSTILNI TRAKOVI
Zgradba : nosilno vlakno + votek
naravni materiali
konoplja
bombaţ
klobučevina
ţivalska dlaka
celuloza
umetni materiali
umetna svila (REYLON)
poliester (terilen)
poliamid (najlon, perlon)
Uporaba: suh transportni material, male dimenzije, material brez ostrih robov,
male površinske obremenitve v zaprtih prostorih pri konstantni temperaturi,
vlaţnosti.
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
20
2.1.1.2 GUMIJASTI TRAKOVI
POLNILO (ogrodje) + ZAŠČITA (tkanina) (guma ali sint. mat.) (CARCASS)
POLNILO sestavljeno iz VLOŢKOV
prenaša vzdolţne obremenitve
(Osnova)
zagotavlja bočno gibljivost (Votek)
Označba polnila:
Prerezi gumijastih trakov:
B - Bombaţ a) posamezni vložki
R - Reylon b) v slojih uviti vložki
P - Poliamid c) toplotni zaščitni vložek
E - Poliester d) trak z jeklenimi žicami
St - Jeklene ţice (vrvi)
D - Aramid
G - Steklena vlakna
Moţne so tudi kombinacije materialov (osnova /votek)
Zaščita polnila: - mehanski vplivi
- vlaga
- kemični vplivi
Debelina zaščite: nosilna stran 2 do 6 (mm)
nenosilna stran 1 do 2 (mm)
POSEBNE ZAHTEVE:
OZNAKA NAMEN
E Zaščita pred elektr. kondukcijo (antistatične prevleke)
F Splošna plamenska obstojnost
J Plamenska obstojnost s posebnimi prevlekami
K Plamenska in antistatična zaščita s prevlekami
S Plamenska in antistatična zaščita brez prevlek
T Toplotna obstojnost (kratkotrajno do 150 0C)
R Odpornost na nizke temperature
A Za prehrambene artikle (bela barva)
C Za kemijske produkte
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 21
Oznaka obloge Min. debelina del. Obloge Min. debelina nedel.
Obloge Namen – vrsta materiala
2/1 2 1 Trak za čiščenje – blato ipd.
2/2 2 2
Trak za rudo – drobnozrnat
material premog, lignit,
kamena sol
3/2 3 2
Trak za materiale z ostrimi
robovi – premog, lignit,
briketi, gradbeni materiali,
kamena sol
4/2 4 2 Trak za teţke materiale –
ruda, ţlindra, kamenje
5/2 5 2 Trak za bagre in koks
6/2 6 2
Trak za posebno teţke
pogoje obratovanja npr. na
razkladalnih mestih pri
površinskih kopih
Vrsta materiala Tipični predstavnik
Debelina gumijaste prevleke
Nosilna stran S1
mm
Nenosilna stran
S2 mm
A) sipek material
Zrnati in material v prahu,
nerazsipni
Ţito, premogov prah 1,5 1,0
Zrnati in drobnokomadni
material, razsipni ( 2 t/m3,
a' 60 mm)
Pesek, pesek za formanje,
cement, premog, koks 1,5 – 3,0 1,0
Srednje komadni materiali,
slabo razsipni ( 2 t/m3, a'
160 mm)
Premog, briketi, šote
3,0 1,0
Srednje komadni razsipni
materiali ( 2 t/m3, a'
160 mm)
Prod, klinker, kamenje,
kamena sol 4,5 1,5
Veliko komadni materiali (
2 t/m3, a' 100 mm)
Manganova ruda, rjavi
ţelezovec … 6,0 1,5
B) komadni material
Lahko breme v mehki
embalaţi
Paketi, knjige, vreče, bale in
slično 1,5 –3,0 1,0
Breme v trdi embalaţi do 15
kg
Zaboji, sodi, košare 1,5 - 3,0 1,0
Breme v trdi embalaţi teţji
od 15 kg
Zaboji, sodi… 1,5 – 4,5 1,0 – 1,5
Breme brez embalaţe Deli strojev, keramični
izdelki, gradbeniški deli 1,5 – 6,0 1,0 – 1,5
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
22
ŠIRINA TRAKOV: Določamo jo glede na potrebno zmogljivost
Izbiramo jo glede na standardno vrsto (ISO R51)
Standardne širine B (mm) : 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600,
1800, 2000, 2200, 2400. 2600, 2800
POTREBNO ŠTEVILO VLOŢKOV z (v polnilu)
Določamo ga na osnovi največje vlečne sile v traku (FSmax)
SINTETIČNI VLOŢKI
1max
m
Sz
B
Fvz
B (mm) - Izbrana širina traka
BOMBAŢNI VLOŢKI FSmax (N) - Maksimalna tračna sila
m (N/mm) - Natezna zrušilna sila vloţka
m
Sz
B
Fvz
max
vz ( - ) - Varnostni faktor
vz = 10 (sintetični vloţki)
vz = 11 (bombaţni vloţki z < 6)
vz = 12 (bombaţni vloţki z > 5)
Standardna oznaka (po ISO)
Nova (Stara)
Material
osnovnega
vlakna
(vzdolţno)
Material prečnega
vlakna (votek)
Natezna vzdolţna
trdnost posameznega
vloţka (N/mm)
B 50 (B 50/20) Bombaţ Bombaţ 50
B 80 (B 80/35) Bombaţ Bombaţ 80
EP 100 (EP 100/40) Poliester Poliamid 100
EP 160 (EP 160/65) Poliester Poliamid 160
EP 200 (EP 200/80) Poliester Poliamid 200
EP 250 (EP 250/80) Poliester Poliamid 250
EP 315 (EP 315/80) Poliester Poliamid 315
EP 400 (EP 400/100) Poliester Poliamid 400
EP 500 (EP 500/100) Poliester Poliamid 500
EP 630 (EP 630/100) Poliester Poliamid 630
RP 125 (RP 125/50) Reylon Poliamid 125
RP 160 (RP 160/60) Reylon Poliamid 160
RP 200 (RP 200/80) Reylon Poliamid 200
RP 250 (RP 250/80) Reylon Poliamid 250
Novejši pristop podaja vzdolţno nosilnost celotnega polnila N ali kN N/mm)
Maksimalno silo kontroliramo na izbrano širino B in izbrano nosilnost traka
FSmax < N . B / z
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 23
Ocenitev metrske mase gumijastih trakov:
mkg
25,11,1 21 sszBqg
B m - širina traka
z - število vloţkov
s1 mm - debelina vrhnje zaščite
s2 mm - debelina spodnje zaščite
Spajanje gumijastih trakov
Spoj mora zagotoviti enake materialne lastnosti,
kot jih ima trak sam
Dobava: - brezkončni (tovarniško spojen – Lcel<100m)
- končni komadi (spajanje na terenu)
(dolţina kosa vezana na max. premer koluta)
Postopki spajanja:
VULKANIZACIJA
ZVARITEV
Priprava traka za spajanje navodila proizvajalcev
Označevanje trakov:
po DIN po SIST-ISO
SAVA EP 315 / 3 S xxx 315 S 99 SAVA xxx 1 2 3 4 5 6 3 5 7 1 6
1 - oznaka proizvajalca in drţave
2 - oznaka vrste vloţkov v polnilu
3 - oznaka nosilnosti polnila (N/mm)
4 - število vloţkov v polnilu (carcase)
5 - posebne lastnosti traka
6 - dodatne informacije (št. traka, …)
7 - letnica izdelave
Posebne izvedbe trakov:
Prečna rebra transport sipkega mat. pri večjih nagibih transporterja
Vzdolţne obrobe omogočajo zvečano zmogljivost
Posebne nosilne površine transport kosovnega blaga pri nagibu transporterja
za spajanje z
vulkanizacijo
pripravljen trak
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
24
2.1.1.3 TRAKOVI IZ UMETNIH MAS
Z vloţki : obloga PVC, Polyamid… (namesto gume)
Brez vloţkov: odpornost na maščobe, vodo, luge… do 150 C (nad 100 C
stalna deformacija materiala hlajenje, vlaţenje z vodo)
2.1.1.4 JEKLENI TRAKOVI
Trak:
C – jeklo (0,6 – 0,65 % C) M = 1200 MPa (hladno valjano in
poboljšano)
Nerjavno jeklo (18 % Cr in 8 % Ni)
Uporaba:
Rudnine, kemični produkti, koks, ţlindra (vroči materiali do 120 C,
do 300 C v kratkih intervalih)
Peči, predelovalna industrija
Lepljivi materiali (ostra strgala)
Ţivilska industrija (nerjavni trak)
Izvedba:
Gola
Z gumijasto prevleko (enostransko) = 2 – 5
Prednosti:
Miren tek
Ugodna cena
Slabosti:
Večja togost traku
Občutljivost na sunke in udarce
Potrebna točna montaţa
Ostri robovi traku
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 25
2.1.1.5 ŢIČNI TRAKOVI
Material ţice:
Siemens – martinovo jeklo M 600 Mpa
Legirano jeklo (nerjavno)
Barvne kovine
Izdelava mreţe:
Pletenje
Tkanje
Valjanje
Značilnosti:
Moţnost vodenja v krivinah
Mali premeri bobnov
Valji in bobni širši od traku (preprečitev cefranja)
Samo cilindrični bobni (izvedbe samo z ravnim trakom)
Visoke temperature :
Lokalno do 1200 C
Enakomerno 400 C
Orientacijske vrednosti:
Premeri bobnov DB = 200 – 600 mm
Preseki ţic AŢ = 1 – 20 mm2
Zrušilna trdnost 20 kN/cm
Obremenitev traku 10 kN/cm
Hitrost v 5 m/s
Širina traku B 5000 mm
Dolţina transporterjev L 400 m
Nagibni kot 40
Temperaturno odvisno dimenzioniranje:
400 C varnost proti zrušitvi 6 – 8 krat
400 C dimenzioniranje na časovni mejni raztezek
(1000 ur 1 % raztezek)
Uporaba:
Kovaštvo
Steklarstvo
Keramičarstvo
Pralnice
Montaţa:
1. močno zategniti – naprava miruje
2. popusti do gibanja
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
26
2.1.2 PODPORNI VALJČKI (Idlers)
Podpora traka
VALJČNA DRSNA drsne proge:
- lesene
- plastične
- jeklene
VALJČKI
NOSILNI VALJČKI oz. VALJČNI SKLOPI
PODPORNI VALJČKI povratne (nenosilne) veje
ZGRADBA VALJČNIH SKLOPOV
CILINDRI jeklene cevi (neobdelane, redko obdelane)
LEŽAJI in TESNILA odpor vrtenja mora biti manjši od drsnega trenja med trakom in valjčkom
DRŽALA nosijo leţaje, montaţni sklop z nosilci sklopov
NOSILCI valjev/sklopov (pločevine ali profili) nastavitve za vgradnjo
URAVNOTEŽITEV VALJČKOV - mirni tek – brez nihanja konstr.
- manjša obraba traka
PREMERI VALJČKOV: Določamo jih na osnovi predvidene širine in
hitrosti traka (glej tabelo z min. premeri)
Nosilni valji za gumijasti trak:
a) koritasta namestitev
b) gornji nosilni valji
c) spodnji nosilni valji
Izvedba nosilnih valjev:
a) s filcem
b) z labirintnimi obroči
c) z gumijastim obročem
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 27
Tab.: minimalni premeri valjčkov d1 :
Širina traka B (mm)
Hitrost
v (m/s)
300
400
500
650
800
1000
1200
1400
1600
2000
1,05 51 51 65 90 90 90 108 108 108 133
1,31 51 51 65 90 90 108 108 108 108 133
1,68 51 65 90 90 108 108 108 108 108 133
2,09 51 65 90 90 108 108 108 108 133 133
2,68 65 65 90 108 108 108 108 108 133 159
3,35 65 65 90 108 108 108 133 133 133 159
4,19 65 90 108 108 133 133 133 133 133 159
5,24 90 90 108 133 133 133 133 133 133 159
6,70 90 90 108 133 133 133 133 133 159 159
8,38 90 90 133 133 133 133 159 159 159 159
10,50 90 90 133 133 133 133 159 159 159 159
Razdalja med valjčnimi sklopi: Nosilna veja L1 = f (, B, v)
Nosilna veja – mesto nakladanja L1N = 0,5 . L1
Povratna veja L2 = (2 - 3) . L1
Tabela razdalj med valjčnimi sklopi na nosilni veji L1 (mm) v odvisnosti od širine traka in gostote sipkega materiala:
Širina traka B (mm)
Gostota ( t/m
3 )
400
500
650
800
1000
1200
0,5 1500 1500 1500 1500 1200 1200
0,8 1500 1350 1350 1350 1200 1200
1,2 1500 1350 1200 1200 1050 1050
1,6 1350 1200 1200 1200 1050 1050
2,0 1350 1200 1050 1050 1050 1050
4,0 1200 1200 1050 1050 1050 1050
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
28
OBLIKE VALJČNIH SKLOPOV:
ENODELNI DVODELNI TRODELNI SKLOP
Kot nagiba valjčkov v sklopu = 20
0, 25
0, 30
0, 35
0, 45
0
Vodilni kot za usmerjanje traka = maks. 30
Širina traka B (mm) l1 (mm) l2 (mm) l3 (mm)
400 500 - 160
500 600 - 200
650 750 - 250
800 950 465 315
1000 1150 600 380
1200 1400 700 465
1400 1600 800 530
1600 1800 900 600
1800 2000 1000 670
2000 2200 1100 750
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 29
2.1.3 USMERJANJE TRAKA
a) poševna namestitev valjev:
krajši – srednje dolgi transporterji
male zmogljivosti
namestitev in usmerjanje podpornih valjčkov
b) vrtljivi usmerjevalni sklopi:
srednje dolgi in dolgi transporterji
velike zmogljivosti
razporeditev na 20 – 25 m
vrtljivo nameščen sklop nosilnih valjev v koritasti obliki in s stranskimi usmerjevalnimi valji
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
30
2.1.4 NALAGANJE IN ODVZEMANJE MATERIALA
Nakladanje:
Dotok materiala z enako hitrostjo kot trak
Dodajalni lijaki z nasipkom:
a) za drobno zrnati material
b) za srednje komadni material Lijak:
Širina lijaka (0,6 – 0,8) B
Stransko in vhodno vodilo: max. špranja a'min / 3
Zaščita lijaka : odbojne pločevine, gumi obloge
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 31
Razkladanje:
Preko končnega bobna – krivulja padanja odvisna od hitrosti v in
lastnosti materiala
O1 – točka odcepitve na traku
O2 – točka odcepitve na kupu
Točka odlepitve O1 (ob traku):
Centrifugalna sila teţnost
r
hmg
r
mv 11
2
coscos
rg
vh
r
hg
r
v
22
- h je neodvisen od premera
višina pola P: podobnost trikotnikov
22
2
22
895
/81,9,30
;
b
p
p
p
n
gh
smgng
hmr
mg
r
h
krivulja padanja z izhodiščem v O1 :
Pospešek: x = 0 y = - g
Hitrost: x = h tghry 22
Pot:
tn
hx
tn
hrtgythx
b
b
30
302
1 222
1
mr2
= mv2 / r
mg
mgcos
1
y1
x1
x2
y2
v
0
O1
O2
P
h1
r
h
p
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
32
Razkladanje s pomočjo strgal:
S pomočjo strgal – omogočajo razkladanje na poljubnem mestu
Poznamo enostranska in dvostranska pluţna strgala.
Enostransko strgalo Dvostransko strgalo
Za uspešno razkladanje je potreben pravilen nagibni kot .
v … hitrost traku
va … absolutna hitrost delca
vr … relativna hitrost delec / trak
Trenje trak / material G
Normalna sila N = G sin(+)
Trenje material / strgalo s N
S
SS
S
SSSY
X
SiY
iX
ctgtg
tgG
G
N
N
F
F
GNF
GNF
90
90 0 90
1 ; )(
1
)cos(
)sin(
)cos(0
)sin(0
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 33
Minimalni nagib strgala proti osi traka ( ) je odvisen samo od stenskega
trenja ( S ) (material / strgalo)
reakcija na traku izmikanja traka dodatno vodenje traka ali pluţna
(dvostranska) strgala
Razkladanje s pomočjo razkladalne naprave
+ Omogoča razkladanje na poljubnem mestu
+ Izniči neugodne efekte strgala
- Izgube zaradi dviganja (trak + material) in pregibanja traka
2.1.5 ČISTILNE NAPRAVE Čistilno strgalo
Rotacijske ščetke
Pluţni strgalec
2.1.6 VARNOSTNE NAPRAVE Nameščene na povratni strani (elektro – hidravlična zavora, zapore…)
2.1.7 OGRODJE TRANSPORTERJA Podolţni nosilci
Stebri
Prečno povezje
Izvedba: varjeni ''U'' ali ''L'' profili
Višina ogrodja: 400 – 500 (mm); med stebri: 2 – 3,5 (m)
Posebne izvedbe: obešeni valjčki
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
34
a) pluţno čistilno strgalo
b) čistilno strgalo
c) čistilne ščetke
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 35
2.1.8 NAPRAVE ZA PREUSMERITEV TRAKA
PREUSMERITEV traka (v vertikalni ravnini)
Z BOBNOM: - pogonski boben (tip A) (kot preusmeritve > 1700 )
- povratni boben (tip B) (kot preusmeritve > 450 )
- odklonski boben (tip C) (kot preusmeritve < 450 )
NA VALJČKIH: - izbočena preusmeritev
- vbočena preusmeritev
vodenje traka transporterja
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
36
Vbočena preusmeritev (konkavna) Izbočena preusmeritev (konveksna)
q
G
mq
FR min BR 12 min
10,100,1 205
00,1 5 0
nagiba koef. m
traka tezamertska
traku vsila
0o
m
m
q
NF
oo
mN
G
Preoblikovanje: Koritasta oblika traka Ravna oblika
Izvedemo jo po korakih : =300 =20
0 =10
0 =0
0
Potrebna dolţina preusmeritve (ISO 10357, DIN 22101)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 37
2.1.9 NAPENJALNE NAPRAVE Napenjanje traka ( NE PREVEČ in NE PREMALO )
Zagotavlja pravilno delovanje transporterja
Napenjalna sila NWFFF sodtdotnap .1,1
Fdot - sila v dotekalni veji traka na napenjalni boben
Fodt - sila v odtekalni veji traka na napenjalni boben
Ws - odpor pri gibanju podpornih sani
Napenjanje: - Z vretenom
- Z vzmetjo in vretenom
- Z uteţjo
- S pnevmatskim ali hidravličnim cilindrom
Namestitev: - Pri povratnem bobnu (običajno)
- Za pogonskim bobnom (redko – veliki transporterji)
napenjalna naprava na uteţ napenjalna naprava na vreteno
napenjalna naprava z vzmetjo
napenjalni boben z vretenom
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
38
2.1.10 POGONSKA NAPRAVA
Motor :
elektromotor :
Kratkostični
Z drsnimi obroči
Frekvenčna regulacija
Tlačni motor:
Zračni
Hidro (rudarstvo)
Sklopke:
Med motorjem in gonilom:
Elastična P 20 kW
Turbosklopka P 20 kW
Med gonilom in pogonskim bobnom:
Zobata
Členkasta
Gonila:
Visoki izkoristki (kvalitetna izbira)
NAČINI POGONOV IN RAČUNSKE OSNOVE Namestitev nosilni del traku je vlečen
Pogonska sila : trenje BOBEN / TRAK = f (
, )
1 pogonski boben = 180 - 210 (230)
2 pogonska bobna = 1 + 2 = 350 - 430
posebne izvedbe:
s priţemnim valjem teţke izvedbe
s priţemnim trakom dolgi transporterji
eFF odtdot dotF - vlečna sila na koncu nosilne veje
odtF - vlečna sila na začetku povratne veje
k
- »KORISTNI« del objemnega kota
celk
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 39
2.1.11 ENAČBA POGONSKEGA BOBNA -EYTELWEINOVA
ENAČBA
POGON Z ENIM BOBNOM
Mejno stanje : drsno trenje obraba traku eFF odtdot
Fdot ne smemo popolnoma izkoristiti F'dot Fodt e.
= K + m
K ........... koristni kot
m .......... mrtvi kot
VARNOST PROTI DRSENJU g
mk
k
eeeF
eF
F
F
odt
odt
dot
dotg
)(
'
F'dot Fdot
A A'
P
F'dot
B
m
K
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
40
različni načini pogonov transporterjev s trakom:
a), b) z enim gnanim bobnom
c), d) z dvema gnanima bobnoma
e) pogon enega bobna s priţemnim valjem
f) pogon enega bobna s priţemnim trakom
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 41
Obodna sila na bobnu ( celk
)
)1
(
)1(
e
eFF
eFFFF
dotb
odtodtdotb
),,( odtodtdotb SfSSF = 0,10 – 0,40 (glej tabelo spodaj)
= 180 - 230 (en boben)
Priţemni boben dodatna normalna sila na trak Fa sila trenja Fa
eFeFF
eFFF
aodtb
aodtdot
)1(
)(
Priţemni trak dodatna tlačna sila priţemnega traku Sa na vseh točkah traka na
bobnu
Odtočna stran : Fodt + Fa
Dotočna stran : Fdot + Fa
Material oz.
obloga bobna in
atmosferske
prilike
Torni
koefici
ent
Vrednosti e*
za objemni kot v stopinjah in ločnih vrednostih
180 210 240 300 360 400 480
3,14 3,66 4,19 5,24 6,28 7,00 8,38
Bobni iz sive
litine ali jekla in
zelo vlaţni zrak
0,10 1,37 1,44 1,52 1,69 1,87 2,02 2,32
Obloga bobna iz
lesa ali gume in
zelo vlaţen zrak
0,15 1,60 1,73 1,87 2,19 2,57 2,87 3,51
Bobni iz sive
litine ali jekla in
vlaţen zrak
0,20 1,87 2,08 2,31 2,85 3,51 4,04 5,34
Bobni iz sive
litine ali jekla in
suhi zrak
0,30 2,56 3,00 3,51 4,81 6,59 8,17 12,35
Obloga bobna iz
lesa in suhi zrak
0,35 3,00 3,61 4,33 6,25 9,02 11,62 18,78
Obloga bobna iz
gume in suhi
zrak
0,40 3,51 4,33 5,34 8,12 12,35 16,41 28,55
1
eFFF
eFFFF
aodtb
aodtadot
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
42
POGON Z DVEMA BOBNOMA
Povečanje povečanje Fb
Upogibanje traku v kratkem časovnem intervalu v 2 smereh
Kompliciran, drag pogon
Toga izvedba pogona z dvema gnanima bobnoma
Pogon z dvema gnanima bobnoma preko obtočnega gonila
F'odt
k
F'dot
F'dot
Fodt
Fb2
v2
Fb1
1
m1
k1 v1
F'odt Boben 1
Boben 2
F'odt
2
F'dot
F'dot
Fodt
Fb2
v2
Fb1
1
m1
k1 v1
F'odt Boben 1
Boben 2
k2
m2 F'odt
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 43
a) Toga izvedba
Obodna hitrost v1 = v2
Boben 1: m 0
Boben 2: m = 0
Boben 1: 11
1
'
1
''
K
K
eFF
eFF
odtb
odtdot
Boben 2: 2'
2
eFFF odtodtdot
121
21
KeFFFF odtbbb
b) Izvedba z obtočnim gonilom
1. M1 in M2 razdelita primerno njunim obtočnim sposobnostim (toga izvedba)
DB = konst.: eF
F
M
M
b
b 2
1
2
1
2. v1 v2 doseţemo v gonilu – obtočna izvedba gonila
boben 2 postruţimo za cca 1% Db1 = 1,01 Db2 toga izvedba
(prestavno razmerje dokaj nejasno)
Moderna izvedba z dvema pogonskima bobnoma:
obtočno gonilo
turbosklopka (motor / gonilo)
ali
Izvedba z dvema ločenima motorjema (in goniloma) za vsak boben posebej
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
44
2.1.12 BOBNI TRAČNIH TRANSPORTERJEV
POGONSKI BOBNI - Preusmeritev traka pri visokih tračnih silah
(tip A) - Prenos pogonske sile na trak
PREUSMERNI BOBNI - Preusmeritev traka pri niţjih tračnih silah (negnani) (tip B)
ODKLONSKI BOBNI - Majhna preusmeritev traka < 300
(negnani) (tip C)
Pogonski bobni - zagotavljajo ustrezen pritisk trak/boben
- preprečitev poškodb nosilne strukture
- zagotavljajo potreben torni koeficient
- zagotavljajo ustrezno obodno silo
Varjeni pogonski boben
Pogonski boben z in brez obloge
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 45
Elektroboben
1 - plašč bobna; 2 - čelna stran; 3 - fiksni del EM; 4 - gred predleţja; 5 - tesnitev plašča bobna;
6 - tesnilo leţaja na gredi motorja; 7 - priključek za kabel
Določitev potrebnega premera pogonskega bobna DBpo
mm GkTrBpo dcD
dGk - debelina nosilne strukture traka
cTr - koeficient vrste vzdolţnega vlakna (osnove)
Vrsta materiala osnovnega vlakna Tr ust zag
B - bombaţ 80 > (6,7 do 9,5) > (4,8 do 6,0)
P - poliamid 90 > (6,7 do 9,5) > (4,8 do 6,0)
E - poliester 108 > (6,7 do 9,5) > (4,8 do 6,0)
R - reylon 118 > (6,7 do 9,5) > (4,8 do 6,0)
St - Jeklene ţice 145 > (6,7 do 9,5) > (4,8 do 6,0)
Na osnovi DBpo izberemo standardni premer z zaokroţanjem navzgor
Če največja sila v traku ne dosega dopustne tračne sile FSmax pri stacionarnem
reţimu dela, lahko delno zmanjšamo premer bobna
Dopustna sila pri ustaljenem delovanju: FSmax = N . B . ust
Dopustna sila pri zagonskem delovanju: FSmax = N . B . zag
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
46
Določitev premera pogonskih povratnih in odklonskih bobnov pri različnih
deleţih izkoriščenosti dopustne sile (pri ustaljenem delovanju)
Deleţ največje sile v traku (Fmax / FSmax) (ustaljen reţim)
0,6 do 1,0 0,3 do 0,6 do 0,3
Standardni
premer
pogonskega
bobna
Pogon-
ski
boben
Povratni
boben
Odklon-
ski
boben
Pogon-
ski
boben
Povratni
boben
Odklon-
ski boben
Pogon-
ski boben
Povratni
boben
Odklon-
ski boben
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
125 125 100 100 100 100 100 100 100 100
160 160 125 100 125 100 100 100 100 100
200 200 160 125 160 125 100 125 100 100
250 250 200 160 200 160 125 160 160 125
315 315 250 200 250 200 160 200 200 160
400 400 315 250 315 250 200 250 250 200
500 500 400 315 400 315 250 315 315 250
630 630 500 400 500 400 315 400 400 315
800 800 630 500 630 500 400 500 500 400
1000 1000 800 630 800 630 500 630 630 500
1250 1250 1000 800 1000 800 630 800 800 630
1600 1600 1250 1000 1250 1000 800 1000 1000 800
2000 2000 1600 1250 1600 1250 1000 1250 1250 1000
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 47
Izvedbe pogonskih bobnov:
način izdelave: - Varjena
- Odlita
izvedba plašča bobna: - Cilindričen
- Izbočen ( R 0,01 B ; Rmin = 4 mm)
obloga plašča bobna: - Gladek (brez obloge)
- Obloţen (profilirana ali gladka guma)
Debelina stene bobna ( h ) varjene izvedbe
(velika togost cilindrične oblike poenostavljen izračun)
mm 52010,0005,0 Dh
dodatek za rjavenje
Torni koeficient med bobnom in trakom s se spreminja (pada)
- s hitrostjo traka (moţnost aquaplaninga)
- s povečanim pritiskom med trakom in bobnom
- s časom obratovanja (gladkejša površina bobna)
Določitev debeline čelne stene pogonskega bobna ( t )
KRITIČNI MESTI: Zvar pesto / čelna stena
Zvar čelna stena / plašč bobna
Upogibni moment nosilca na dveh podporah je vezan na podporno reakcijo
(A,B) in razdaljo od podpore.
b
Lb
D
t
a d
A B
l1 e e
l
MR t
b
x
a
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
48
Če opazujemo prirast momenta v nosilcu (bobnu) od podpore A proti sredini
bobna dobimo na ročici e moment MR
eAeR
M R 2
Posledica delovanja momenta je deformacija: upogibni zasuk gredi za kot
V nadaljevanu opazovanja prenašanja momenta proti sredini bobna ugotovimo,
da se RAZDELI MOMENTNA OBREMENITEV delno NA GRED in delno NA
ČELNO STENO in preko nje na praktično togi plašč.
MR = Mgred + Mstena
Posledica prenašanja dela upogibnega momenta na plašč je IZMENIČNA
UPOGIBNA OBREMENITEV čelne stene bobna (upogib plošče).
UPOGIBNA NAPETOST v čelni plošči:
Na osnovi rešitev problemov teorije plošč (Timošenko) dobimo za model
okrogle plošče debeline t (zun. premer – a in notr. premer b ) z gredjo premera
d naslednji izraz za upogibno napetost v plošči:
Upogibna napetost pri notranjem robu plošče x = b :
MPa
11738,11
132
3
222
2
ta
M
tl
Iln
bx Ru
Upogibna napetost pri zunanjem robu plošče x = a :
brar uu
a
b
64
4dI
4mm - vztrajnostni moment gredi
d mm - premer gredi
l mm - razdalja med čelnima stenama
t mm - debelina čelne stene
a , b mm - zunanji, notranji premer čelne stene
MR mmN - celotni moment (pred delitvijo)
= 0,3 - Poissonovo št. upoštevano v izrazih)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 49
Poleg upogibne napetosti se pojavita v plošči tudi radialna napetost in
strižna napetost .
RADIALNA NAPETOST v čelni plošči:
Pojavi se zaradi prenašanja sile FR (tračni sili + teţa bobna) na leţaje
Pri notranjem robu ( x = b ):
MPa 8 tb
FRr
Obe normalni komponenti napetosti pri notranjem robu plošče ( u inr )
delujeta v isti smeri in jih lahko seštejemo
ru
STRIŢNA NAPETOST v čelni steni:
Pojavi se zaradi prenašanja torzijskega (pogonskega) momenta ( Mt )
z gredi na plašč
MPa 2 2 tb
M t
PRIMERJALNA NAPETOST
dop
2222 8,1 pr
8,1 ISO priporočilo za zvarjene plošče
dop - dopustna napetost v čelni steni z radialnimi zvari (ISO)
dop = 70 (MPa) - »K« zvar
dop = 45 (MPa) - 2 krat kotni zvar (obojestransko 0,7 t )
(MPa)
200
150
100
50 t (mm)
10 20 30 40 50
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
50
2.2 OSNOVE PRERAČUNA TRAČNIH
TRANSPORTERJEV Poznavanje transp. materiala a) GLAVNE MERE TRAKA
Podana zahtevana zmogljivost (ŠIRINA TRAKA)
Znana trasa transportiranja
Opisani obratovalni pogoji b) POGONSKA MOČ
Določen način dodajanja/oddajanja (SILE V TRAKU)
2.2.1 DOLOČITEV ZMOGLJIVOSTI
ZMOGLJIVOST (HITROST) ŠIRINA TRAKA
Masna zmogljivost: Qt = 3,6 . A . . v . k1 h/t
Volumska zmogljivost: Qm = 3600 . A . v . k1 h/m3
Poznani parametri:
Gostota tr. materiala 3m/t
Največji nagib osi traka 0
Nasipni kot mirovanja tr. mat. 0 0
Izbrani parametri:
Hitrost traka v s/m
Širina traka B m
Oblika traka: - ravni trak
- »V« korito
- tri- ali več- valjčno korita
Nagibni kot bočnih valjčkov 0
Hitrost traka ( v ) izbiramo v odvisnost od vrste transportiranega materiala in
širine traka
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 51
Idealizacija prereza A za trivaljčno korito (po DIN 22101 in po SIST ISO 5048):
Na osnovi izraza za trivaljčno korita se določita tudi prereza za ravni trak in
dvovaljčno korito:
Efektivna širina materiala na traku b m :
b = 0,9 . B – 0,05 m za B 2 m
b = B – 0,25 m za B > 2 m
Nasipni kot gibanja (v odvisnosti od nasipnega kota mirovanja 0 ) :
0,75 . 0 DIN ( 150 ) ali ( 0,35 0 ) - po DIN
Idealiziran presek A
A = A1 + A2 2m
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
52
Zgornji del prereza A1 :
6
2
331
tg.cos.lblA 2
m
po DIN : 4
2
331DINtg
.cos.lblA
Spodnji del prereza A2 :
sin.
lb.cos.
lblA
22
3332 2
m
l3 m - dolţina srednjega valjčka
Korekcijski koeficient k1 ( upošteva največji nagib osi transportiranja ) :
kA
Ak 11 1
1
kjer je:
2
22
cos1
coscos
k
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 53
2.2.2 ODPORI GIBANJU – OSNOVA
PRERAČUNA TRAČNIH SIL ODPORI GIBANJU POVEČANJE VLEČNE SILE V TRAKU
POZNAVANJE GLAVNIH
KONSTRUKCIJSKIH ELEMENTOV
TRAČNE POGONSKA
SILE MOČ
PREMAGOVANJE VSEH ODPOROV
ODPORI:
LEŢAJNO TRENJE V PODPORNIH VALJČKIH
PREGIB TRAKA NA VALJČKIH
KOTALNO TRENJE TRAKA NA VALJČKU
VODENJE TRAKA
DVIG/SPUST BREMENA
OVIJANJE TRAKA NA BOBNIH
LEŢAJNO TRENJE V BOBNIH
NAKLADANJE IN VODENJE TR. MATERIALA
RAZKLADANJE NA POTI
ČISTILNE NAPRAVE
IZGUBE V POGONSKEM MEHANIZMU
NAČIN PRERAČUNA SIL:
PRERAČUN PO ODSEKIH (Spiwakowski, DIN)
GLOBALNI PRERAČUN (SIST-ISO, DIN)
SEKCIJSKI PRERAČUN TRAČNIH SIL: TRAJEKTORIJO TRAKA RAZDELIMO NA ODSEKE (SEKCIJE)
(na odseku določimo spremembo sil na osnovi znanih odporov)
ORIENTACIJA V SMERI GIBANJA TRAKA
v
Fi Fi+1
Fi+1 = Fi + iF(i+1)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
54
I. ODPORI NA RAVNI SEKCIJI:
LEŢAJNO TRENJE V PODPORNIH VALJČKIH
PREGIB TRAKA NA VALJČKIH TRENJE PRI GIBANJU
KOTALNO TRENJE TRAKA NA VALJČKU
DVIG/SPUST BREMENA
USMERJANJE (VODENJE) TRAKA
G = g. q . L (N) Teţa vseh gibajočih delov na odseku
GN = G . cos Normalna sila na podporo
Prirast sile (odpor) zaradi skupnega TRENJA pri gibanju
i(1Fr)i+1 = f1 . GN = f1 . g . L . [ qr +( q + qtr ) cos ] (N)
g - gravitacijski pospešek
LEŢAJNO trenje
f1 - skupni koeficient trenja PREGIBANJE traka
KOTALNO trenje
f1
Obratovalni pogoji Ravni trak Koritast trak
UGODNI (suho, brez praha ..) 0,018 0,020
NORMALNI (malo praha, vlage ...) 0,022 0,025
TEŽKI (zunaj, vlaga, mraz, prah,...) 0,035 0,040
GN
GT G
L
v
LH = L cos H
= Ls
in
Fi + 1
Fi
li
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 55
L m ......... dolţina opazovanega odseka
LH = L . cos horizontalna projekcija opazovanega odseka
H = L . sin vertikalna projekcija opazovanega odseka
q (kg/m) .... metrska masa transportiranega materiala
s
mv in h
tQje kjer m
kg
v,
Qq t
t
63
m
kg
trq metrska masa traka
m
kg
lG
ali l
Gq
i
r
i
kr metrska masa rotirajočih
delov valjčkov
li (m) .......... razdalja med podpornimi valjčki
Ocenitev mase rotirajočih delov valjčkov:
Ravni trak: kg BGr 310
Koritast trak: kg BGk 710
Pri manjših nagibih transporterja ( 150 ) lahko pišemo v osnovni enačbi:
[ qr + ( q + qtr).cos ] (qr + q + qtr ) = q
Prirast sile (odpor) zaradi dviga / spusta transp. materiala in traka
Premagovanje sile teţnosti:
i(2Fr)i+1 = GT = g . L . sin . ( q + qtr ) (N)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
56
Prirast sile zaradi usmerjanja (osnega vodenja) traka:
Za en trivaljčni sklop z vodilnimi bočnimi valjčki ( 0 ):
Usmerjevalna sila ene strani: FU1 = 0,5 . FN . . cos
Zaviralna sila obeh strani: F = FN . 0 . sin (N)
Normalna sila na bočni valjček: FN = C . g . (q + qtr) . l1 . cos (N)
Koeficient oblike korita: C= 0,4 za korito z nagibom = 200 do 30
0
C = 0,5 za korito z nagibom = 350 do 45
0
Torni koeficient drsenja trak/valjček: 0 = 0,3 do 0,4
Razdalja med valjčnimi sklopi l1
Število usmerjevalnih sklopov na odseku (i) – (i+1) : zus
Celotni odpor zaradi usmerjevalnih valjčnih sklopov na nosilni strani:
i(3Fr)i+1 = zus . F = zus . C . g . (q + qtr) . l1 . cos . 0 . sin (N)
Celotni odpor zaradi usmerjevalnih valjčnih sklopov na povratni strani: Na povratni strani uporabimo dvovaljčni sistem »V« korito
i(3Fr)i+1 = zus . g . qtr . l1 . cos . cos .0 . sin (N)
½ FN ½ FN
½ F
Fu1
½ 0 FN
v
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 57
Celotni odpor »ravnega« odseka (i) – (i+1) :
i(Fr)i+1 = i(1Fr)i+1 + i(
2Fr)i+1 + i(3Fr)i+1
Fi+1 = Fi + i(Fr)i+1 (N)
II. ODPORI PRI PREUSMERJANJU TRAKA
Preusmeritve na: - Negnanih bobnih (povratnih in odklonskih)
- Pogonskih bobnih
- Na valjčkih
Preusmeritev na negnanih bobnih (povratnih in odklonskih)
Odpori preusmeritev na povratnem in odklonskem bobnu so dokaj majhni
(prirast od 2% do 7% tračne sile)
Izvor odporov: - odpori pregibanja traka okoli bobna FB1
- leţajno trenje zaradi reakcijske sile FB2
Fi+1 = Fi + i(Fr)i+1 i(Fr)i+1 = FB1 + FB2
Pregibanje traka:
Trak s tekstilnim vloţkom: N D
d
B
F,,BF i
B
05101014091
Trak s jeklenim vloţkom: N D
d
B
F,,BF i
B
051010200121
Leţajno trenje: N FD
d,F rez
c
B 00502
B(m) .......... širina traka
D(mm) ....... premer bobna
d(mm) ........ celotna debelina traka (vloţek + obloge)
dc(mm) ....... notranji premer leţaja bobna (debelina čepa)
Frez(N) ..... absolutna vrednost vektorske vsote sil na bobnu
(obe tračni sili + lastna teţa bobna)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
58
Preusmeritev na pogonskih bobnih
Na pogonskem bobnu je sila v traku na odtekalni strani manjša od dotekalne
sile. Zato moramo odpore prišteti k dotekalni sili ( Fn ) !
Fn cel = Fn + n(Fr)1 = Fn + FBn1 + FBn2
Izvor odporov: - odpori pregibanja traka okoli bobna FBn1
- leţajno trenje zaradi reakcijske sile FBn2
Pregibanje traka:
Trak s tekstilnim vloţkom: N D
d
B
F,BF n
Bn
01014091
Trak s jeklenim vloţkom: N D
d
B
F,BF n
Bn
010200121
Leţajno trenje: N FD
d,F rez
c
Bn 00502
Preusmeritev na valjčkih
Dodatno k odporom ravne proge (z gostejšo razporeditvijo podpornih valjčkov)
upoštevamo še učinek zatezanja:
11
1
f
iiri eF)F(
Upoštevati moramo leţajno silo na
podporno konstrukcijo valjčkov !
Fi+1
Fi
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 59
III. ODPORI PRI MESTU NAKLADANJA
Na območju nakladanja se pojavijo zaradi:
Pospeševanja materiala na traku
Trenja materiala ob steno vodilnega korita
Dodatnega pritiska curka tr. materiala pri nasipu iz bunkerja
Odpor zaradi pospeševanja materiala na traku
Na osnovi trenja med materialom in trakom se izvede pospeševanja materiala
od začetne hitrosti ( v0 ) do hitrosti traka ( v )
N ,
vvQF t
a63
0 Qt (t/h) - zmogljivost
v , v0 (m/s)
Odpor zaradi trenja materiala ob vodilno korito
px max (stenski tlak)
FNSt
Na osnovi analize stenskega tlaka (po Rankinu):
Višina materiala v vodilnem koritu: m bv
Qh
k
m
3600
Qm (m3/h) volumska zmogljivost
v (m/s) hitrost traka (kg/m3) nasipna gostota materiala
bk (m) širina korita g (~ 10 m/s2) gravitacijski pospešek
Največji horizontalni pritisk na steno korita ob dnu:
245
245 0202
tghgtgpp yx (0 – kot notr. trenja mat.)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
60
Normalna sila na eno stran korita na meter dolţine:
m
N tghg
phF xNst
245
2
22
21
Upoštevamo dolţino ( l ) korita in obe steni:
N tglhgFlF sNstsst
2452 22
s - koeficient stenskega trenja
s = (0,25 do 0,30) (za ţito)
s = (0,35 do 0,45) (za suh premog)
s = (0,50 do 0,70) (za zemljine, rude ...)
Odpor zaradi pritiska curka materiala pri nasipu iz bunkerja
1fGqgkF Avn
kv = 0,7 - (pri v < 1 m/s)
kv = 0,9 - (pri v > 1 m/s)
q (kg/m)
GA (N) - sila curka na trak (odvisna od hidravličnega radija odprtine
bunkerja)
N Dg,G oA
311 okrogla odprtina s premerom Do
N ag,G oA
341 kvadratna odprtina s stranico ao
N ba
bag,G
oo
ooA
22
82 pravokotna odprtina (ao . bo)
Skupaj odpori pri mestu nakladanja:
Fa + Fst + Fn
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 61
IV. ODPORI PRI RAZKLADANJU
Naravno razkladanje na koncu transporterja
Razkladanje s pomočjo razkladalne naprave
Razkladanje s pomočjo enostranskih ali pluţnih strgal
Naravno razkladanje na koncu transporterja
NE POVZROČA odporov
Razkladanje s pomočjo razkladalne naprave Pri razkladalni napravi dvigamo material in pregibamo trak čez bobne.
Odpori so odvisni od konstrukcije razkladalnika
Razkladanje s pomočjo strgala
N BBqgfF str 1500
B (m) širina traka
q (kg/m) metrska masa tr. materiala
g (m/s2) pospešek gravitacije
fstr koef. specifičnega odpora strgala
fstr = ~ 2,7 prahast do zrnat material
fstr = ~ 3,6 drobno kosovni material
V. ODPORI ZARADI ČISTILNIH NAPRAV
Odpori zaradi čistilnih strgal
Pri odmetnem bobnu
Na notranji strani traka pred povratnim bobnom
N B)(FČ
500300
Odpori zaradi čistilnih ščetk
N Bvf,FŠŠŠ 20
vš (m/s) - obodna hitrost ščetk vš = (2 do 3) v
fš - specifični odpor ščetk
fš = 200 do 250 (N/m) - nelepljiv tr. material
fš = 300 do 350 (N/m) - lepljiv tr. material
v
v
vŠ
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
62
VI. DODATNE SILE ZARADI ZAGONA / USTAVITVE
TRAKA
Sprememba hitrosti ob zagonu /ustavitvi naprave zahteva PREMAGOVANJE
VZTRAJNOSTNIH SIL :
Pospeševanje traka brez materiala
Pospeševanje transportiranega materiala na traku
Pospeševanje rotirajočih mas
Med zagonom / ustavitvijo se material ne sme premikati na traku !
Maksimalni pospešek pri zagonu: gsincosa smax
Maksimalni pospešek pri zaviranju gsincosa smax
s - stenski torni koeficient tr. material / trak (0,4 do 0,6 – gladek trak)
- nagibni kot transportiranja (dvig tr. materiala > 0 )
Pospeševanje traka (brez tr. materiala)
Fa1 = mg . amax = 2 . qg . Lcel . amax
Pospeševanje transportiranega materiala
Fa2 = mmat . amax = q . Lcel . amax
Pospeševanje rotirajočih mas
Fa3 = ( Id / r ) . - kotni pospešek (bobnov, valjčkov)
Id – masni vztr. moment pri polmeru r
Skupna dodatna sila pri zagonu / zaustavitvi
Fa = Fa1 + Fa2 + Fa3
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 63
OMEJITVE PRI ZAGONU / USTAVITVI (DIN 22101):
Sila pri zagonu ne sme presegati (30% do 70%) največje sile pri
ustaljenem delovanju (varovanje traka)
»Mehek« zagon naprave (turbo sklopka , krmiljen pogonski motor) naj
ne presega (20% do 50%) prirasta največjega momenta ob ustaljenem
delovanju na pogonskem bobnu (izkoristek motorja pri delovanju)
Posledica: - Pri zagonu običajno elektromotor, ki je dimenzioniran na
premagovanje ustaljenih odporov, kratkotrajno
preobremenimo !
- Gonilna sposobnost pogonskega bobna mora omogočati
povečanje dotekalne sile na boben Fn za 20% do 50%
(dovolj velik »mrtvi kot«)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
64
2.2.3 VLEČNE SILE IN PREDNAPETJE
TRAKA
Odpori gibanju Povečanje vlečne sile v traku
Celotno progo traka zaporedno razdelimo na ODSEKE (sekcije) v smeri gibanja.
Meje odsekov predstavljajo prerezne točke.
ravni odseki končne dolţine
ravni odseki brez dolţine
krivi odseki končne dolţine
krivi odseki brez dolţine
Fdo
Fod
Točko (1) izberemo pri izhodu iz pogonskega bobna
Silo v točki (1) F1 predpostavimo na začetku kot znano (F1 = Fod )
Zadnja točka (n) je pri naleganju traka na pogonski boben (Fn = Fdo )
Postavimo sistem enačb za vseh (n-1) odsekov:
Fi+1 = Fi + (i Fi+1 ) ( i = 1, 2, ... , n-1)
Manjkajočo enačbo nadomestimo z Eytelweinovo enačbo (na pogonskem
bobnu)
keFFn
1
Upoštevamo samo »koristni« del objemnega kota na pogonskem bobnu !
Rešitev sistema enačb nam poda tračne sile v prereznih točkah ( F1 do Fn )
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 65
Kontrola minimalne tračne sile na odseku – kontrola povesa traka
Pri podani razdalji med valjčki odseka ( li ) in izračunani minimalni tračni sili odseka
( Fmin ) kontroliramo specifični poves traka med podpornimi valjčki ( f / li )
Nosilna veja: 020000508
,,l
f
F
lg)qq(
l
f
dopi
i
min
ig
i
i
Povratna veja: 020000508
,,l
f
F
lgq
l
f
dopi
i
min
ig
i
i
Poves pri transportu kosovnega materiala s teţo Gkom :
0200005048
,,l
f
F
G
F
lgq
l
f
dopi
i
min
kom
min
ig
i
i
Določitev napenjalne sile na napenjalnem bobnu
Sekcijski izračun omogoča določitev optimalne sile napenjanja na poljubnem
mestu transporterja
Če uporabimo n.pr. napenjalni boben z objemnim kotom 1800 in z izračunanima
dotekalno (Fdo) in odtekalno silo (Fod) je potrebna napenjalna sila ( Fnap )
)FF(),,(F oddonap 1101
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
66
2.2.4 DOLOČITEV POTREBNE MOČI
MOTORJA
Za pogone z gonilnim pogonskim mehanizmom
kW vFFvF
P nbM
1
1
1 10001000
uporabljamo gonila z visokim izkoristkom 1 = (0.85 do 0,95)
Za pogone z el. motornim zaviralnim mehanizmom (regenerativnim)
( F1 > Fn )
kW vFFvF
Pnb
M 2
1
210001000
pri regenerativnih pogonih znaša 2 = (0.95 do 1,00)
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 67
2.3 POSEBNE IZVEDBE TRAČNIH
TRANSPORTERJEV
2.3.1 PREVOZNI TRANSPORTERJI
Uporaba:
Nakladalno razkladalni stroji za sipek material
Notranji transport
Skladišča
Gradbišča
Pospešitev ţeleţniškega in ladijskega pretovora
Značilnosti:
Lahko ogrodje
Kolesa
Višina H (nagib ) variabilna
Stisnjene izvedbe (elektroboben)
'' V '' oblika traku
moţno teleskopsko raztezanje L = L0 (1 – 1,5)
Orientacijske vrednosti:
L < 20 m
H < 10 m
v < 2 m/s
B = 300 – 600 mm
Qm < 200 m3 / h
P < 7 kW
prevozni transporter: 1 – prevozno in višinsko spremenljivo ogrodje; 2 – tračni transporter; 3
– napenjalni boben; 4 – pogonski boben; 5 – dodajalno korito; 6 – gornji nosilni valj; 7 –
spodnji nosilni valj; 8 – vitel za nagibanje ogrodja
Transportni sistemi-Transporterji s trakom
68
2.3.2 REVERZIBILNI TRANSPORTERJI
Transportiranje moţno v obe smeri
L < 20 – 30 m
POVEČANJE SILE PREDNAPETJA
a) pogon na koncu transporterja
Fdot = FV + Wn ; Fodt = FV – Wp ; odt
dot
F
F
b) pogon na začetku transporterja
F'dot = FV + Wp ; F'odt = FV – Wn > 0 ; odt
dot
F
F
'
''
1'
1))((
))((
' 22
22
pn
pV
nV
pVpV
nVnV
nV
pV
pV
nV
WW
WF
WF
WFWF
WFWF
WF
WF
WF
WF
za preračun je merodajen pogon na začetku transportiranja materiala
Potrebna napenjalna sila:
1
1)(2,2)2(1,1
k
k
eWeWFF pnVV
FV
FV
Fdot Wn
Wn Wp
Wp
F'dot Fodt
F'odt a) pogon na koncu
transporterja
b) pogon na začetku
transporterja
2.FV
Transportni sistemi-Transporterji s trakom 69
2.3.3 TRANSPORTER S PREKRIVNIM TRAKOM
Krovni trak običajno brez pogona
do 60
pritisna sila krovnega traku ustvarjena z obteţilnimi valji
shematični prikaz transporterja s prekrivalnim trakom: 1 – prekrivalni trak; 2 – nosilni trak; 3
– obteţilni valji
2.3.4 TELESKOPSKI TRANSPORTER
Spremenljiva dolţina transporterja
Mobilna ali fiksna namestitev Pomemben člen modernih
Reverzibilno delovanje logističnih vozlišč
Spremenljiva dolžina
L
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
69
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 70
3. VERIŢNI TRANSPORTERJI
Omogočajo: - Transport v liniji (horizontalno, poševno, navpično)
(vse vrste tr. materiala)
- Transport s krivinami v vertikalni ravnini
(sipki in tudi kosovni tr. material)
- Transport s krivinami v horizontalni ravnini
(predvsem kosovni tr. material)
- Transport v prostoru (kroţni transporterji)
(samo kosovni material – sipki mat. v pososdah)
Transport se izvaja - KONTINUIRNO
- TAKTNO
Razlika glede na tračne transporterje:
NOSILNI in VLEČNI element sta ločena!
Palica (1), Plošča (2), Korito (4), Korec (5), Pogonska veriga (6), Napenjalna
naprava (7), Pogon (8)
Transporter s korci
Transporter s koritom
Transporter s ploščami
Transporter z nosilnimi palicami
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
71
NOSILNI ELEMENT Sluţi za prenos tr. materiala po transportni progi
Obremenitev se prenaša direktno z nosilnega elementa na progo
(podporna konstrukcija) - DRSNI prenos
- KOTALNI prenos
PLOŠČE Kosovni in sipki tr. material (ravne, z obrobami, z rebri, s pregradami in obrobami ... )
TRANSPORTNE POSODE, KORCI Sipki tr. material (toge, prekucne, ...)
OBEŠALA, NOSILNI OKVIRJI Kosovni tr. material
(viseč transport, poloţen tr. material z moţnostjo obračanja, kombinacija
transport/skladiščenje, ....)
VLEČNI ELEMENT - VERIGA (členast)
Okrogločlenasta veriga – prostorsko gibljiva
Lamelna veriga s tulkami (Gallova) – ravninsko gibljiva
Veriga zglobna (eno ali dvolamelna) – prostorsko gibljiva
NOSILNI in VLEČNI element sta lahko: - NEDELJIVO POVEZANA
- SKLOPNO POVEZANA
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 72
3.1 ČLENKASTI TRANSPORTERJI S PLOŠČAMI
Nosilni element: PLOŠČE Sipki in kosovni tr. material
Vlečni element: VERIGE (vseh oblik)
Značilnosti: Kontinuirno ali taktno delovanje
Odpornost na obrabo
Dolga ţivljenska doba
Velika lastna teţa (glede na tračni tr.)
Večji odpori gibanju ( - “ - )
Zahtevnejše sprotno vdrţevanje
Pridobivajo na uporabi: (energetika, talilnice, prehrambena, kemijska in farmacevtska industrija, tovorna in osebna
prometna logistična vozlišča, serijska proizvodnja beletehnike, ... )
Uporaba: Zahtevnejši sipki tr. materiali (vroči, abrazivni, ...)
Teţki kosovni material
Ostrorobi kosovni materiali
Embalaţa vseh vrst
Transport oseb (tekoče stopnice)
3.1.1 ELEMENTI členkastega transporterja s ploščami:
Nosilno ogrodje (1), Pogonsko veriţno kolo (2), Povratno veriţno kolo (3), Vlečna
veriga (4), Plošče (5), Proga za kolesa na verigi (6), Pogon transporterja (7,8)
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
73
PLOŠČE – nosilni element (jeklo, sint. materiali, les, kombinacije) Obremenitev se prenaša iz plošč na progo
Vlečni element je pritrjen na plošče
OBLIKA – odvisna od uporabe
Ravne plošče s/brez podpornimi kolesi (a,b,c,d) preteţno
Ravne plošče s prekritjem (d,e) kosovni
Ravne plošče z valovitim prekritjem (f) tr. material
Ravne plošče (z nepomičnimi vodili) (č)
Koritaste plošče (s stranskimi zavihki) (g)
Plošče s prekati (zavihki + rebra) (h,i,j,k)
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 74
Delovne širine: B = 200 do 2000 (mm) (stand. vrsta – SIST ISO R51 ali DIN 15275)
Višina obrobe (pomične ali nepomične) hb = h + 0,05 (m)
( h=hm ravni nivo mat. v koritu)
Dolţina plošč je vezana na delitev verige
Spoj verige s ploščo (varjeno, vijačeno, kovičeno, ... )
VERIGA – vlečni element
Iz okroglega
Členaste s sorniki (lamelna) stalni nadzor + mazanje
Zglobna veriga
Zahteve: - dobra gibkost --> veriţniki z majhnim premerom
- čim niţja lastna teţa – enostavna (poceni) izvedba
- enostavni prevzem vlečne sile
- majhno raztezanje
- odpornost proti obrabi
Vodenje verige:
DRSNO – plošče drsijo povodilu
KOTALNO - kolesa na verigi ali na ogrodju
Kontrola verige:
F = Fst + Fdin < Fdop = Fzr /
varnost glede na zrušilno silo
5 do 6 horizontalne do rahlo nagnjene proge 200
7 do 10 močno nagnjene proge
7 eskalatorji
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
75
POGONSKA NAPRAVA
Pogonski motor, sklopke, gonila (i<200), zapore (pri nagnjenih progah)
Izvedba pogona: - Z ENIM POGONSKIM veriţnikom (običajno)
- Z DVEMA (več) POGONSKIMA mestoma (pri velikih
odporih gibanju – velike dolţine, zahtevne poti transportiranja)
MOTOR Kratkostični (asinhronski) brez/s frekvenčno regulacijo
Enosmerni motorji z napetostno regulacijo (dragi)
SKLOPKA Elastična Konpenzacija dinamičnih efektov
Hidravlična (turbo) na pogonskem veriţniku
POG. VERIŢNIK zagotavlja vlaganje pog. sile, prenašati dinam. efekte verige
odlitek (Je ali SL), z odvzemanjem (Je; sint. materiali; kombi.)
maxF
maxF
}
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 76
NAPENJALNA NAPRAVA
Namestitev: Običajno pri povratnem veriţniku
Sila napenjanja: - zagotavlja tesno (NE TRDO) naleganje verige na veriţnik
- uteţ, vzmet + vreteno, ..
Dolţina napenjanja: x = (2 do 4) . t (t – Korak verige)
Pri dvoveriţnih pogonih se verigi neenakomerno obrabljata: sprememba dolţine
Kompenzacija različnih lokalnih raztezhov verige zaradi neenakomerne obrabe
OGRODJE TRANSPORTERJA
Zahtevana velika stabilnost velika lastna teţa
Izdelava: okvirji iz profilov (Je, Alu legure, …) 4 do 6 m dolge sekvence
Tirnica koles oz drsna proga: - “L” ali “C” profili
- dodatne ojačitve pri krivinah
Upoštevanje zaščitnih ukrepov: Zaščitne pločevine, mreţe, vodila verige,…
SIST ISO 5046, SIST ISO 5047
Prosto
vrtljivo Fiksno
pritrjeno x
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
77
3.1.2 PRERAČUN ZMOGLJIVOSTI
Komadna zmogljivost: Qkom (kom/h ali kom/s)
Masna zmogljivost: Qm (t/h ali t/s)
Volumska zmogljivost: QV (m3/h ali m
3/s)
Izbira hitrosti transportiranja v : v < 0,6 do 0,8 (m/s) - lamelne verige
v < 1,2 do 1,5 (m/s) - okrogločlenaste verige
v < 0,4 (m/s) - za kosovni tovor
Teoretska komadna zmogljivost:
h
kom a
v 3600
skom
a
vQkom 0 a (m) – razdalja med komadi
Teoretska zmogljivost pri transportu sipkega materiala v transportnih
posodah ali pri transportu na ploščah z zavihki in pregradami:
hm
a
vV
sm
a
vVQ
33
V 000 3600 V0 (m3) - teoretski volumen posode
ali teor. moţni volumen
prekata med pregradama
h
t QQ Vm 00 a (m) – razdalja med posodami ali
med pregradami
(t/m3) – nasipna gostota tr. mat.
Teoretska zmogljivost pri stalnem preseku transportiranega materiala na
ploščah:
hm vA
sm vAQ
33
V 36000 A (m2) – presek mat. na ploščah
h
t QQ Vm 00
DEJANSKA ZMOGLJIVOST odvisna od koef. polnitve = 0,5 do 1,0
0
0
0
komkom
VV
mm
odvisen od načina dodajanja
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 78
DOLOČITEV POTREBNE ŠIRINE PLOŠČ
Pri zahtevani zmogljivosti
Pri izbrani hitrosti
Potrebni prerez pri zveznem toku transportiranega materiala:
2m
p m Av,
QA 0
63
3m
kg
Ravne plošče brez zavihkov in pregrad:
2m tg
bkA
4
2
0
širina plošče: B (m)
širina nasipanega materiala na plošči:
b = 0,9 . B – 0,05 (m)
nasipni kot gibanja:
nasipni kot mirovanja
koeficient nagiba: k
Tab. 3-1: Nagibni kot
< 2 4 6 10 14 16 18 20 22 24
Koeficient
k 1,00 0,99 0,98 0,95 0,91 0,89 0,85 0,81 0,76 0,71
Opomba: Pri nagibu proge k = 0
Ravne plošče z bočnimi zavihki brez pregrad:
Višina materiala v koritu:
h = hb – 0,05 (m)
2m tg
BkhBA
4
2
0
b
B
A0
B
A0hhB
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
79
Ravne plošče z nepomičnimi bočnimi vodili brez pregrad:
Določena širina med bočnimi vodili b1
Višina materiala v koritu h1
A0 = k . b1 . h1 [m2]
Pojavijo se dodatni stenski odpori
Pri izvedbah z nepomičnim koritom: Kontrola zaklinjanja sipkega materiala v koritu
Nesortiran mat.: mm a,b max 200711 a’ (mm) - granulacija tr. mat.
Sortiran mat.: mm a,b 200721
Plošče z bočnimi zavihki in prečnimi pregradami
Namenjeno za strme proge 0
a (m) - razdalja med prečnimi pregradami
h2 (m) – višina prečne pregrade
2m
tgahBA
2
0
20
b
A0h1
a
h2
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 80
3.1.3 DOLOČITEV VLEČNIH SIL V VERIGI
Osnovni pristop:
Zaradi preprečevanja ohlapnosti vlečnega elementa zahtevamo:
V točki najmanjšega napetja verige naj ima sila v verigi zahtevano minimalno
vrednost!
Fmin = do 1500 N - pri dolţinah transporterja L < 25 m
Fmin = do 2300 N - pri dolţinah transporterja L = 25 do 60 m
Fmin = do 3000 N - pri dolţinah transporterja L > 60 m
Preračun vlečne sile v verigi pri členkastih transporterjih pričnemo v točki z
minimalno vlečno silo.
Od točke minimalne sile v smeri gibanja po odsekih do pogonskega mesta:
Fi+1 = Fi + i(F)i+1
Kadar mesto minimalne sile ni hkrati odgonska točka na pogonskem veriţniku
(poševne proge, transporterji z dvema ali več pogoni, zapletene poti transporta)
računamo od točke minimalne sile nasproti gibanju po odsekih do odgonskega
mesta:
Fi-1 = Fi - i-1(F)i
Tipične odseke lahko razdelimo na:
Ravni odsek
Preusmeritev na negnanem veriţniku
Preusmeritev na progi
Preusmeritev na pogonskem veriţniku
Določitev odporov na ravnih odsekih
DvigTrenii FFF 1
Odpori zaradi dviga/spusta tr. materiala in verige (FDvig ):
N Lsinqqg F iDvig 0
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
81
Odpori zaradi trenja ob podlago ( FTren ):
Drsno ali kotalno trenje zaradi gibanja tr. materiala, plošč in verige po
progi (F1)
Drsno trenje tr. materiala na ploščah transporterja (»zaprta proga« pri
polnilnih linijah) (F2)
Drsno trenje materiala ob mirujoče vodilne plošče (F3)
N FcosLqgLcosqqqgf
FFFF
NSsiir
Tren
201
321
Koeficienti trenja:
s koeficient stenskega trenja (tr. material / vodilne plošče)
2 koeficient drsnega trenja (tr. material / plošče transporterja) (tab. B3-4)
f1 koeficient trenja (veriga / proga)
- čisto drsno trenje: f1 = 1 (glej tab. B3-4)
- gibanje po kolescih (na progi ali na verigi) f1 iz tabele B3-2 ali po enačbi:
Tab. B3.2: Direktni izbor koeficienta f1 :
Pogoji delovanja Koeficient trenja f1 pri gibanju na kolesih
Drsno vleţajenje Kotalno vleţajenje
Ugodni 0,06 do 0,08 0,02
Normalni 0,08 do 0,10 0,03
Neugodni 0,10 do 0,13 0,045
Izbor koef. f1 po enačbi:
R
r,,,f Z05021111
r (mm) radij osi leţaja kolesa
R (mm) zunanji radij kolesa
Z koef. leţajnega trenja (tab. B3-3)
Tab. B3-3: Koeficient leţajnega trenja Z koles (kotalk)
Vleţajenje Koef. leţajnega trenja Z Drsno – dobro mazano 0,10 do 0,20
Drsno – slabo mazano 0,15 do 0,25
Kotalno 0,010 do 0,045
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 82
Pri polnilnih linijah uporabljamo verige z integriranimi ploščami: Pri namerni prekinitvi toka transportiranja ne ustavimo transporterja ampak preprečimo tok
materiala (steklenice, pločevinke, plastenke,...) z zapornico. Sam transporter pa uporabimo
kot vmesno skladišče (buffer).
B = 80 ÷ 200 mm
d1 6,35 mm
(b1-b2) 2,0 ÷ 2,5 mm
Tab. B3-4: Torna koeficienta drsenja 1 (plošče z verigo / drsna proga) in
2 (plošče z verigo / transp. material)
1 (veriga / drsna proga) 2 ( veriga /transp. mat.)
material drsne proge transportiran material
VERIGA mazanje jeklo najlon DERLIN steklenice pločevinke
nerjavno je.
(CrNi jeklo)
Cr – ogljik.
vlakna
SUHO 0,40 – 0,45 0,27 – 0,32 0,22 – 0,27 0,42 – 0,44 0,42 – 0,44
VODA 0,38 – 0,42 0,18 – 0,28 0,10 – 0,20 0,40 – 0,42 0,40 – 0,42
MILNICA 0,15 – 0,20 0,10 – 0,14 0,08 – 0,09 0,14 – 0,18 0,14 – 0,18
OLJE 0,13 – 0,18 – – – –
sintetični
materiali
SUHO 0,22 – 0,27 0,13 – 0,18 – 0,25 – 0,35 0,22 – 0,27
VODO 0,10 – 0,20 0,10 – 0,15 – 0,20 – 0,30 0,10 – 0,20
MILNICA 0,08 – 0,09 – – 0,10 – 0,20 0,08 – 0,09
Metrske mase:
Metrska masa tr. materiala:
mkg
v,
Qq m
63 kjer je:
sm
ht
m
v
Q
Metrska masa plošč z verigo: q0
m
kg (vključno s kolesi na verigi)
Metrska masa koles na progi: qr
m
kg (kadar so kolesa nepomična na progi)
Dolţina odseka: Li
Nagibni kot odseka:
Gravitacijski pospešek: g
t t t
b
b1
2
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
83
Normalna sila zaradi pritiska materiala na obe vodilni plošči: FNS
imxNS LhpF 2
poprečni tlak na steno dobimo (z upo-
števanjem notranjega trenja materiala):
22
mRmax_x
x
hgpp
Rankinov faktor R
24502 N
R tg
(N – kot notranjega trenja tr. mat.)
Poprečna višina materiala ob steni: m b
A
b
qhm
1
0
1
Določitev odporov pri preusmeritvi verige na negnanem veriţniku
Odpori na negna- - Trenje pri pregibanju verige v členku
nem veriţniku - Trenje v leţaju veriţnega kolesa
Fi+1 = Fi + Fk
Izvrednotenje Fk : - empirično
- analitično
Empirična ocena:
Fk = (0,05 do 0,10) . Fi
Analitično izvrednotenje (obravnavamo obe trenji ): Fk = Fk1 + Fk2
Trenje v členku: zv
v
vi
zv
v
viikD
dF,
D
dFFF 1211
dv Premer sornika verige ali ţice
Dzv Delilni premer veriţnika
30
1
20
1
zv
v
D
d
v Koef. trenja v členku verige (v = 0,4)
b
h
1
m
px max
px
d1
Dzv
cd
F i+1
Fi
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 84
Leţajno trenje: zv
c
czvi
zv
c
czviikD
dGF,
D
dGFFF 1212
c Koef trenja v leţaju veriţnika : c = 0,02 do 0,04 (kotalno)
c = 0,10 do 0,15 (drsno)
Gzv Teţa veriţnika
dc Premer osi pri leţaju
6
1
4
1
zv
c
D
d
N D
dGF,
D
dF,F c
zv
czviv
zv
vik 1212
Določitev odporov pri preusmeritvi verige na progi:
V krivinah na progi je veriga podprta: - drsno
- kotalno (kolesa na verigi)
- kotalno (kolesa na progi)
Ne glede na tip trenja pa nastopi efekt zatezanja ( FZat ) !
N eFFf
iZat 11
Določitev odporov na pogonskem veriţniku:
Na pogonskem veriţniku se poleg odporov trenja (v verigi in v leţaju) pojavijo še
dinamične sile (»poligonski efekt«)
PKKP FFF
Odpore pogonskega veriţnika prištejemo dotekalni sili izračunani do točke
naleganja:
( Fdo )cel = Fdo + FKP [ N ]
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
85
Odpori trenja na pogonskem veriţniku:
N D
dGFF
D
dFFF c
zv
c
zvoddov
zv
v
oddoK
Dinamična sila (poligonski efekt pri pogonskem veriţniku):
SILE NA VERIGO
Nastopajo pri nalegu verige na pogonski veriţnik (predpostavka: konstpog )
TANGENCIALNE: tp FF = (sonihajoča masa) (maksimalni pospešek)
RADIALNE: zanemarimo (mali )
N 22
02
22
Lqqnt
vmasasonihajočapospešekF
z
P
t dolţina členka verige (delitev verige)
nz število zob veriţnika
L celotna dolţina transporterja
Odpore poligonskih efektov lahko zanemarimo če je nz > 8 in v < 0,2 (m/s)
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 86
konst 11 rv 22 rv
r1 r2 r1
A B C
V1
V1
t
t
Dmi
n DZ
v
V2
t
VT
t (s)
V1
V2
a
t (s)
amax
amin
A A B C B C A B C
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
87
3.1.4 DOLOČITEV NAPENJALNE SILE IN POTREBNE MOČI
Napenjalna sila:
Napenjalna sila je potrebna za pravilno delovanje transporterja (posebej njegovega
vlečnega elementa) v območju najmanjše vlečne sile v verigi.
Napenjalna naprava je običajno pri povratnem veriţnem kolesu, kjer je vlečna sila
pri doteku verige na povratno kolo Fdo in odtekalna Fod
Fnap = 1,1 . ( Fdo + Fod ) (N) Faktor 1,1 upošteva trenje drsnih sani
Potrebna moč motorja:
Po analizi vlečnih sil imamo pri pogonskem veriţniku dotekalno silo, ki upošteva
tudi torne in dinamične odpore na pogonskem veriţnem kolesu
(Fdo)cel = Fdo + FKP = Fdo + FK + FP
in odtekalno silo
Fod = F1
Pogonska oz. obodna sila:
Fu = (Fdo)cel - Fod (N)
Potrebna moč pogonskega motorja:
kW
1000
2,10,1
g
u
g
ef
M
vFPP
Izbiramo visokokvalitetne elemente mehanskega prenosa momenta, ki zagotavljajo
visoko stopnjo izkoristka: g = ( 0,70 – 0,90 )
Transportni sistemi- Členkasti transporterji 88
Največja vlečna sile v vlečnem elementu in kontrola:
Določimo jo direktno iz analize vlečnih sil, ali
ocenimo pri poznanih moči motorja ( PM ) in napenjalni sili ( Fnap )
N 2
10000max Hgq
F
v
PF
napgM
H (m) – celotna višinska razlika tranporterja
Kontrola vlečne verige:
Enoveriţni transporter: maxFFdop
Dvoveriţni transporter: max65,0 FFdop
3.1.5 POSEBNE IZVEDBE ČLENKASTIH
TRANSPORTERJEV
Prevozni členkasti transporterji:
Uporabljamo jih pogosto zaa polnjenje zbiralnikov v skladiščih
Členkasti transporterji z livarniškimi koriti – Linearni livarniški stroj
Namesto plošč imamo KORITA oz. KOKILE
Transport od tehnološke točke do naslednje (grafitna obloga – sajenje, vlaganje jeder,
vlivanje, ohlajanje, izmet, čiščenje …)
Običajno taktni način pogona
Podobne konstrukcije na osnovi členkastih transporterjev najdemo pri vrsti strojev
(pralni stroj za stekleno embalaţo, montaţni avtomati, ….)
Transportni sistemi- Členkasti transporterji
89
Tekoče stopnice – Eskalator
Namenjene kontinuirnemu transportu oseb
Zaradi varnostnih zahtev imamo posebne predpise za gradnjo, vzdrţevanje in
kontrolo eskalatorjev (mednarodni standardi, tehniški predpisi, navodila in
smernice).
Plošče v obliki stopnic
2 para podpornih koles na ločenih progah
2 lamelni vlečni verigi
Ogrodje s tirnicami
Pogon, pogonski in povratni veriţnik
Dostopna in sestopna plošča
Fiksno naslonjalo s potujočo letvijo
Hitrost gibanja: v = 0,4 do 0,9 (m/s)
Širina plošč: B = 620 / 820 / 1000 (mm)
Nagib proge: = 30° do 35°
Zmogljivost: Qkom= do 10 000 (oseb/h)
B
L 1
Le
tračnica
veriga
spodnji valček
glavni valjček
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 90
3.2 TRANSPORTERJI S STRGALI
V ODPRTEM ŽLEBU (LOPATASTI TRANSPORTERJI)
V ZAPRTEM KORITU (KORITNI oz. REDLERJEVI TRANSP.)
Zgodovinsko gledano sta se oba tipa transporterjev razvila na osnovi enake
konstrukcijske rešitve. Glede na nanos materiala v ţleb se pojavita dv različna
načina transportiranja:
Transportirani material sega po višini do roba strgal, ki ga potiskajo naprej po
ţlebu: hitrost verige s strgali je enaka hitrosti transportiranega materiala
(Lopatasti transporterji).
Pogon (1), Napenjalna naprava (2), Vlečna veriga (3), Strgalo (4), Ţleb (5),
Dodajanje (6), Odmet (7)
Transportirani material sega preko višine strgal, ki ga spodrezujejo in se na
osnovi notranjega trenja v tr. materialu giblje naprej: hitrost verige s strgali je
večja od poprečne hitrosti transportiranega materiala (Koritni oz. Redlerjevi
transporterji)
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
91
3.2.1 TRANSPORTERJI S STRGALI V ODPRTEM
ŽLEBU (Lopatasti transporterji)
3.2.1 .1 Uvod
Pogon (1), Napenjalna naprava (2), Vlečna veriga (3), Strgalo (4), Ţleb (5),
Dodajanje (6), Odmet (7), Ogrodje (8), Delovna veja (9), Povratna veja (10)
Po spodnji progi (klasično, danes redko)
Transport materiala:
Po zgornji progi (potrebno vmesno dno, pogosto)
Uporaba: V grobih, umazanih delovnih okoljih, za transport prahastih, zrnatih
in kosovnih materialov. Manj primeren za vlaţne, lepljive,
sprijemljive tr. materiale.
Aplikacije: Rudniki, energetska postrojenja, kemična, lesna , papirna industrija,
Materiali: Rudnine (pesek, prod, premog, jalovina, gramoz, …), vroč
pepel, ţlindra, ostruţki, soli, …
Karakteristike: Qt < 300 t/h
L < 200 m
v < 0,8 m/s
< 40°
Prednosti: - enostavna, kompaktna konstrukcija
- majhna vgradna višina
- neobčutljivost proti preobremenitvi
- enostavno dodajanje (na poljubnem mestu)
- poljubno mesto odvzemanja (lopute v dnu)
- moţnost reverzibilnega pogona
3 4
8
8
10
9
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 92
Slabosti: - velika obraba ţleba in gibljivih delov
- skromne zmogljivosti
- drobljenje in mečkanje transportiranega materiala (ni za koks)
- relativno velika poraba energije (2 do 3 krat več kot členkasti s
ploščami)
- zahtevno vzdrţevanje (stalni nadzor)
3.2.1.2 Elementi lopatastih transporterjev
a) Vlečni element:
Veriga (običajno) - lamelna t = 200, 250, 320, 400 (mm)
- okrogločlenasta d = 14–30 (mm); t = 50-108 (mm)
Je-vrv (redko)
Enoveriţni sistem - b1 < 400 mm (b1 – širina strgal)
Dvoveriţni sistem - b1 > 400 mm
b) Strgala:
Oblika: odvisna od tr. materiala
in ţleba.
(zračnost ţleb/strgalo = 3 do 8 mm)
Izvedba:
- Pločevina z ojačitvenimi rebri
- Odlitki iz Je-litine
- Kotni profili
Izmere strgal:
Širina: b1 = 200 – 1200 mm
Višina: h1 = (0,25-0,40) . b1
Razmak – vezan na delitev verige
a = t, 2t, 3t, ... = 200 do 320 mm
a = (3 – 6) . h1
Pritrditev strgal:
- Simetrična (običajno)
- Nesimetrična (redko)
Oblike strgal
h 1
b1
B (žleb)
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
93
c) Žleb transporterja:
Sestavljen iz sekcij dolţine 1500 do 3000 mm
Oblika: pravokotna ali trapezasta
Material: pločevina (varjeno ali upogibano)
Beton
Les Lahki, neabrazivni materiali
Plastični materiali (šota, iverje, ţivinska krma, ...)
d) Napenjalna naprava:
Zagotavlja minimalno silo v vlečnem elementu Fmin = 3 do 10 kN
Dolţina napenjanja x > 1,6 . t = (200 – 1200) mm
Vreteno z vzmetjo, samo vreteno (običajno),
uteţ, pnevmatska naprava (redko)
e) Pogonska naprava:
Veliki odpori pri zagonu: 3 kratni nominalni moment ustaljenega delovanja.
(zagonska (turbo) sklopka)
Pog. stroj: Elektromotor; včasih kombinacija (EM + pnevmatski motor)
f) Nosilno ogrodje:
Lopatasti transporterji omogočajo zelo stisnjene izvedbe (osnovna prednost)
3.2.1.3 Zmogljivost lopatastih transporterjev
Zaradi stenskega in notranjega trenja se material grupira in se presipava pred
strgalom.
a a
hh1 m
v
Lahko tekoči material
a a
hh1 m
v
Težko tekoči material
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 94
Bolj teţko tekoči materiali dosegajo večji koef. polnjenja: večji --> večji
Prečni prerez (ob upoštevanju koef. polnitve in koef. nagiba k1 )
2m khmkhBA 1
2
1
Širina ţleba B (m)
Višina strgal h (m)
Razmerje m = ( B / h ) = 2,8 do 5,0
Koef. polnitve = 0,5 do 0,7 (lahko-tekoči materiali)
= 0,7 do 0,8 (teţko-tekoči materiali)
Koef. nagiba k1 odvisen od nagiba transporterja in vrste tr. m
Tip tr. materiala Koef. nagiba k1 pri kotu nagiba
= 00 = 10
0 = 200 = 30
0 = 35
0 = 40
0
Lahko-tekoči 1 0,85 0,65 0,50 - -
Teţko-tekoči 1 1 0,85 0,75 0,60 0,50
ZMOGLJIVOST:
h
t vkhmvkhBQ
vAQ
t
t
1
2
1 36003600
3600
Pri zahtevani masni zmogljivosti Qt in izbranih hitrosti v ter širini B oz. razmerju
m določamo potrebno višino strgal h :
m vkm
Q
vkB
Qh tt
11 36003600
Pri izbiri širine ţleba B in razdalje med strgali a moramo upoštevati nevarnost
zaklinjanja tr. materiala:
B > (2 do 2,5) . a'max ; a > (2 do 2,5) . a'max - dvo-verižni pogon
B > (3 do 3,5) . a'max ; a > (3 do 3,5) . a'max - eno-verižni pogon
a'max - vrednost granulacije (zrnatosti) največjih zrn
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
95
3.2.1.4 Vlečne sile in moč motorja
Vlečne sile:
Po principu sekcijskega izračuna razdelimo trajektorijo gibanja na ravne odseke in
preusmeritve:
Ravna proga:
i(F)i+1 = FTren + FDvig
sinLqqg)cosLqg(f)cosLqg(fF iiiii 02011
g - gravitacija
q - metrska masa transp. materiala
q0 - metrska masa verige s strgali
- nagib proge
f1 - torni koeficient trenja (veriga / ţleb)
f1 = (0,20 do 0,25) drseča veriga brez kotalk
f1 = (0,10 do 0,20) veriga s podpornimi kotalkami
f2 - torni koeficient stenskega trenja ( tr. material / ţleb )
odvisen od vrste materiala, zrnatosti in nagiba proge
= 0°: f2 = (0,57 do 0,60) - kosovni premog
f2 = (0,61 do 0,66) - drobni premog
f2 = (0,63 do 0,70) - premogov prah
f2 = ~ 0,40 - antracit
f2 = ~ 0,70 - pesek
f2 = ~ 0,80 - cement
drobnozrnat sipki material
0,8
0,75
0,7
0,65
0,6
0,55
0,50° 10° 20° 30°
grobozrnat (kosov ni) sipki material
f2
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 96
Odpori pri preusmeritvi na negnanem verižniku
Pojavijo se zaradi trenja pri pregibanju verige in trenja v leţaju. Določamo jih analogno, kot pri členkastih transporterjih s ploščami (glej B3.1/14)
Fi+1 = Fi + Fk
- Empirična določitev: Fk = (0,05 do 0,10) . Fi
- Analitična določitev:
N D
dGF,
D
dF,F c
zv
c
zviv
zv
v
ik 1212
Odpori pri pogonskem verižniku
Vsebujejo prispevke zaradi trenja in dinamične prispevke zaradi poligonskega
efekta (glej B3.1/15)
FKP = FK + FP
- odpori trenja na pogonskem veriţniku FK :
c
zv
c
zvoddov
zv
v
oddoKD
dGFF
D
dFFF
- dinamični odpori zaradi poligonskega efekta FP :
Lqqnt
vF
z
P
02
22
22
Napenjalna sila:
Napenjanje izvajamo najpogosteje pri povratnem veriţniku
Fnap = 1,1 . ( Fdo + Fod )
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
97
Obodna sila na pogonskem verižniku in potrebna moč
- Obodna sila Fu :
Fu = (Fdo)cel - Fod Fod = F1
(Fdo)cel = Fdo + FK + FP
- Potrebna moč motorja:
kW
vF,,P
g
uM
1000
251081
Ocenitev maksimalne vlečne sile v verigi in kontrola verige
Ocenitev na osnovi poznane moči motorja:
N HgqF
v
PF
napgM
max
02
1000
Kontrola vlečne verige:
Enoveriţni transporter: maxdop FF
Dvoveriţni transporter: maxdop F,F 650
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 98
3.2.2 TRANSPORTERJI S STRGALI V ZAPRTEM KORITU
(Koritni ali Redlerjevi transporterji)
3.2.2.1 Uvod
Po konstrukciji so sorodni transporterjem s strgali v odprtem ţlebu.
Transport materiala se izvaja v »globokem« koritu, ki je lahko tudi zaprto s
pokrovom. Pri zaprtih koritih sta nosilna in povratna proga lahko ločeni.
Strgala (oz. prečke) so prekrita s transp. materialom in ga spodrezujejo, zato
material lahko zaostaja za strgali.
Pogoj transportiranja: Stensko trenje (material / stena) mora biti MANJŠE od
notranjega trenja v tr. materialu.
Tr. material se giblje v neprekinjenem sloju.
Poleg transporta v horizontalni smeri in z rahlimi nagibi (do 400) se lahko izvaja
tudi transport pri velikih strminah proge, tudi vertikalno.
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
99
UPORABA:
Drobno komadni, zrnati, prahasti tr. materiali ( a' < 50 mm )
Vlaţnost manjša od 40%
Moţen transport vročega tr. materiala ( T < 500 °C )
Prehrambena, lesno predelovalna, kemična industrija, cementarne,
pristanišča, ...
Premogov prah ali drobir, iverje, cement, ţitarice, kava, moka, sladkor,
ţivalska krma, ...
PREDNOSTI:
Zaprto korito - preprečuje prašenje in izgubo materiala
- moţnost transporta v zaščitni atmosferi
Moţnost dodajanja in odvzemanja na poljubnem mestu
Mali prerezi ---> stisnjena izvedba
Material se med transportom ne drobi
Moţnost transporta po strminah, tudi navpično
Majhna poraba energije (samo 1/8 energije v primerjavi s pnevmatskim
transportom)
SLABOSTI:
Obraba korita in gibljivih delov
Niso primerni za lepljive, agresivne, zelo vlaţne materiale
Niso primerni za nesortirane materiale
KARAKTERISTIKE: Zmogljivost Qt < 600 (t/h)
Hitrost materiala v < 0,5 (m/s)
Hitrost verige s strgali vk < 1,0 (m/s)
Dolţina transportiranja L < 150 (m)
Višinska razlika H < 30 (m)
Temperatura T < 500 (°C)
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 100
3.2.2.2 Elementi transporterjev v zaprtem koritu
Vlečni element (veriga) in strgala
- Strgala pritrjena na verigo
- Veriga z integriranimi strgali
- Nizka strgala (za horizontalni in rahlo poševni transport < 120 )
- Strgala v obliki »U«, »H«, »L« (za strme proge < 900 )
- Enojne verige (omogočajo poljubne krivine v prostoru)
- Dvojne verige (transport v eni ravnini)
Korito
Odprto – za horizontalni do rahlo nagnjen transport < 120
Zaprto – za vse nagibe do vertikale < 900
Konstrukcija je običajno samonosilna
Pločevina debeline 4 – 6 mm
Gladke notranje stene z vključenimi opazovalnimi okni (kontrola pretoka)
Prečni prerez običajno pravokoten (B x h) (mm x mm)
(B x h) = (100 x 80); (130 x 100); (160 x 130); (200 x 160); (250 x 200);
(320 x 250); (400 x 320); (500 x 400)
Krivina korita R odvisna od prereza (100 x 80) ---> R > 0,8 m
(500 x 400) ---> R > 2,5 m
B
h
h
B
hhm
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
101
Pogonska in napenjalna naprava
POGON nameščen običajno pri mestu odlaganja
- direktni (prirobično ali nasadno motorno gonilo)
- z zagonsko sklopko (velike dolţine proge)
veriţniki (pogonski in povratni) z majhnim številom zob nz = 3 do 6
so normirani (DIN 15266, -67, -68, -69 )
NAPENJALNA NAPRAVA
Zagotavlja minimalno silo v vlečnem elementu ( Smin = 1500 do 3000 N )
3.2.2.3 Zmogljivost koritnih transporterjev
Pri preračunu zmogljivosti koritnih transporterjev upoštevamo:
Zmanjšanje efektivnega prereza korita zaradi verige s strgali
Zaostajanje materiala za verigo
Stisljivost transportiranega materiala
Masna zmogljivost Qt :
h
t vAQ kt 3600
A (m2) efektivni prerez korita
(t/m3) nasipna gostota materiala
vk (m/s) hitrost vlečne verige
Efektivni prerez:
2
k m hBA
B (m) širina korita
h (m) višina korita
k koef. polnitve koritnega transporterja
321 kkkk
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 102
k1 - Koef. zaostajanja odvisen od
zrnatosti in nagiba transporta
k2 - Koef. zmanšanja prereza (~ 0,95)
k3 - Koef. zgostitve tr. mat. (~ 1,0-1,05)
h
t kkkhBvQ 32kt 13600
3.2.2.4 Določitev odporov gibanju, preračun sil
Preračun odporov in sil vlečnega elementa je pri koritnem transporterju podoben
kot pri lopatastem transporterju le da dodatno upoštevamo še stenske odpore na
bočnih stenah.
Ravne sekcije (horizontalne do zmerno poševne < 450 )
i(F)i+1 = FTren + FDvig + FSten
Steniiiii FsinLqqg)cosLqg(f)cosLqg(fF 02011
prahasti m.
dro
bno k
osovni
zrnati m
.
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
90°
70°
50°
30°
10°
k1
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
103
Stenski odpori:
Normalno silo na obe bočni steni FSi določimo na osnovi Rankinovega materialnega
modela
cos
hhgLF dy)y(pLF Si
y
xSi
max
0
2
- Rankinov faktor )(tg2
452
Prirast vlečne sile zaradi stenskih odporov:
N cos
hgLfFfF SiSten
2
22
Ravne sekcije (vertikalne)
N hBtgHfFSten 2
ymax = t
cosmaxhy
ygpx
h
cos
h
h
B
tp x
- razdalja
med
strgali
Transportni sistemi-Transporterji s strgali 104
Odpor na krivinskih sekcijah (zaradi zatezanja vlečnega elementa)
N eFFf
doKriv 11
Odpor na povratnem in pogonskem verižniku
Odpori so popolnoma enaki kot pri lopatastem transporterju
- Negnani verižnik
Pojavijo se zaradi trenja pri pregibanju verige in trenja v leţaju. Določamo jih analogno, kot pri členkastih transporterjih s ploščami (glej B3.1/14)
Fi+1 = Fi + Fk
- Empirična določitev: Fk = (0,05 do 0,10) . Fi
- Analitična določitev:
N D
dGF,
D
dF,F c
zv
c
zviv
zv
v
ik 1212
- Pogonski verižnik
Vsebujejo prispevke zaradi trenja in dinamične prispevke zaradi poligonskega
efekta (glej 3.1.3 /85)
FKP = FK + FP
- odpori trenja na pogonskem veriţniku FK :
c
zv
c
zvoddov
zv
v
oddoKD
dGFF
D
dFFF
Transportni sistemi-Transporterji s strgali
105
- dinamični odpori zaradi poligonskega efekta FP :
Lqqnt
vF
z
P
02
22
22
Napenjalna sila:
Napenjanje izvajamo najpogosteje pri povratnem veriţniku
Fnap = 1,1 . ( Fdo + Fod )
Obodna sila na pogonskem verižniku in potrebna moč
- Obodna sila Fu :
Fu = (Fdo)cel - Fod Fod = F1
(Fdo)cel = Fdo + FK + FP
- Potrebna moč motorja:
kW
vFP
g
kuM
1000
Ocenitev maksimalne vlečne sile v verigi in kontrola verige
Ocenitev na osnovi poznane moči motorja:
N HgqF
v
PF
nap
k
gM
max
02
1000
Kontrola vlečne verige:
Enoveriţni transporter: maxdop FF
Dvoveriţni transporter: maxdop F,F 650
Transportni sistemi - Elevatorji
105
Transportni sistemi - Elevatorji 106
3.3 ELEVATORJI
Namenjeni so za kontinuirani transport v vertikalni (zelo strmi) smeri. Elevatorji
predstavljajo običajno člen transportnega sistema in opravljajo predvsem
dvižno delo (redko samostojna transportna naprava).
Sipki tr. material: ELEVATOR S KORCI (tudi s prekucnimi posodami)
Kosovni tr. material: ELEVATOR S PRIJEMALI (s ploščadmi, z obešali)
3.3.1 Elevatorji s korci
3.3.1.1 Splošne značilnosti – opis
VLEČNI ELEMENT:
Veriga (eno- ali dvoveriţni sist.)
Trak (1)
KORCI (2) (pritrjeni na vlečni element)
POGONSKI VERIŢNIK/BOBEN (3)
POVRATNI VERIŢNIK/BOBEN
POGONSKA NAPRAVA (9)
PROTIPOVRATNA ZAPORA (11)
NAPENJALNA NAPRAVA (10)
OGRODJE (ohišje)
Glava (5)
Jašek (6) (skupni ali ločen ; sekcije)
Podstavek (7)
PROGA pri transportu kosovne robe in
pri poševnih elevatorjih
Navpični elevator (s trakom)
Transportni sistemi - Elevatorji
107
UPORABA:
TRANSPORT:
Prahastih tr. materialov
zrnatih tr. materialov cement, pesek, prod, šota, premog,
drobnokosovni tr. mat. kemikalije, ţito, moka, sladkor,…
nesortirani tr. materiali
APLIKACIJE
kemična industrija, lesno-predelovalna industrija,
prehrambena industrija, metalurški obrati, koksarne,
energetska postrojenja, rudniki, silosi za ţito, …
PREDNOSTI: Velike zmogljivosti
Transport v zaprtem prostoru (ni prašenja)
Velike višine dviganja
Enostavna samonosilna konstrukcija
SLABOSTI: Občutljivost na preobremenitve (pri zajemalnem načinu polnjenja)
Sunkovite obremenitve pri polnjenju korcev
Utripajoč odmet
Slab odvzem tr. mat. pri zajemanju z nizko hitrostjo
Nevarnost eksplozije v zaprtem ohišju (premogov prah, sladkor, …)
KARAKTERISTIKE:
Hitrost: v < 1,3 (m/s) - veriţna vleka Velja za drobnozrnate
v < 3,5 (m/s) - tračna vleka transportirane materiale
Za grobozrnate tr. materiale uporabimo
NIŢJE VREDNOSTI HITROSTI
Zmogljivost Qt : do 500 (t/h) ; ( 1000 t/h )
Višina transportiranja: H < 120 (m) - pri verižni vleki
H < 150 (m) - pri tračni vleki
Transportni sistemi - Elevatorji 108
KONSTRUKCIJSKE ZNAČILNOSTI:
SMER DELOVANJA: - Vertikalna
- Poševna
VLEČNI ELEMENT: - Veriga
- Trak
GOSTOTA NAMESTITVE KORCEV:
- Kratki razmak a h a – razdalja med korci
- Večji razmak a = (2 do 3) h h – višina korca
POLNJENJE KORCEV: - z zajemanjem večji razmak med korci
- z vsipovanjem kratki razmak med korci
- kombinirano
PRAZNJENJE KORCEV:
- Centrifugalno – preko zunanjega roba korca
- Gravitacijsko - preko notranjega roba korca
- Kombinirano
Gostota namestitve korcev a) večji razmak , b)kratki razmak
Polnjenje korcev
a) z zajemanjem ; b) z vsipovanjem Poševni verižni elevator z dvema progama
Transportni sistemi - Elevatorji
109
3.3.1.2 Elementi elevatorjev s korci:
a) Korci
Izdelani iz pločevine, litine (jeklo ali Al), ali plastičnih materialov.
Po potrebi ojačitve na robovih in pri
mestih pritrditve.
Izvedba glede na vrsto tr. materiala:
Teţki, trdi tr. mat. - ojačani robovi
Vlaţni materiali, cement - pocinkani korci
Materiali v prehrambeni ind. - emajlirani, gumirani korci
Agresivni materiali - plastični korci
- nerjavni korci
Oblika korca: Odvisna od tr. materiala in načina polnjenja / praznjenja
Osnovne oblike:
Globoki korec
Suhi, lahkodrseči materiali
Plitki korec
Teţko tekoči in lepljivi materiali
Koničast korec z bočnimi vodili
Počasi tekoči elevatorji, z gravitacijskim
praznjenjem »preko hrbta« predhodnega
korca
Globina korca odvisna tudi od granulacije:
Ak ma . a'max (ma = 4 do 4,5 - sortirani in nesortirani materiali)
Pritrditev korcev:
Veriţni locenj ali kotnik (na sredini korca – 1 veriga , ali na straneh)
Vijačno, kovičeno ali lepljeno na trak
Transportni sistemi - Elevatorji 110
Mere raznih vrst standardnih korcev po DIN: DIN 15231 15241 5232 15242 15233 15243 15234 15244 15235 15243
22201,
2220, 22211,
22212
22203,
22213
Izvedba P
loče
vin
a
Od
lite
k
Plo
čev
ina
Od
lite
k
Plo
čev
ina
Od
lite
k
Plo
čev
ina
Od
lite
k
Plo
čev
ina
Od
lite
k
Oblika
Plitek
Plitko okrogel
Srednje
globok
Globok
zadnja stena
ravna
Globok
zadnja stena
zakrivljena
Slika
Up
ora
bn
o
za:
Fini lahki
materiali
moka zdrob,
debelo mleta
moka
Zrnati lahki
materiali
žito, seme
stročje
Lepljivi
materiali
neprečiščen
sladkor, prah,
moker premog
Teţko prašni
do grobozrnati
material
pesek, cement,
premog
Lahko tekoči
ali kotaljajoči
material
beli pepel,
krompir
Črni premog
Bk
Ak
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
h1
h2
Lit
raža
80X 75 67 24 0,1 80 43 0,17 - - - - - - - - - - - - - - -
100 90 80 28 0,16 95 50 0,3 - - - - - - - - - - - - - - -
125 106 95 34 0,28 112 60 0,53 - - - - - - - - - - - - - - -
160 125 112 40 0,5 132 71 0,9 - - - 160 85 1,2 - - - - - - - - -
140 - - - - - - 160 69 0,95 180 95 1,5 200 95 1,5 - - - - - -
200 140 125 45 0,8 150 80 1,4 - - - 180 95 1,5 - - - - - - - - -
160 - - - - - - 180 71 1,5 200 106 2,36 224 106 2,36 - - - - - -
250
160 140 50 1,25 170 90 2,24 - - - 200 106 3 - - - - - - - - -
180 - - - - - - 200 80 2,36 224 118 3,75 258 118 3,75 - - - - - -
200 - - - - - - - - - - - - - - - 290 173 9 240 155 8
315
180 160 56 2,0 190 100 3,55 - - - 224 118 4,75 - - - - - - - - -
200 - - - - - - 224 90 3,75 250 132 6 280 132 6 290 173 11,2 240 155 10
250 - - - - - - - - - - - - - - - 355 213 18 300 200 16
400
200 180 63 3,15 212 112 5,6 - - - - - - - - - 290 173 14 240 155 12,5
224 - - - - - - 250 100 6 280 150 9,5 315 150 9,5 - - - - - -
250 - - - - - - - - - - - - - - - 355 213 22,4 300 200 20
315 - - - - - - - - - - - - - - - 455 272 35,5 390 259 31,5
500
224 200 71 5 236 125 9 - - - - - - - - - - - - - - -
250 - - - - - - 280 112 9,5 315 170 15 355 170 15 355 213 28 300 200 25
315 - - - - - - - - - - - - - - - 455 272 45 390 259 40
400 - - - - - - - - - - - - - - - 585 352 71 490 337 71
630
250 - - - - - - - - - - - - - - - 355 213 35,5 300 200 31,5
280 - - - - - - 315 125 15 355 190 23,6 400 100 23,6 - - - - - -
315 - - - - - - - - - - - - - - - 455 272 56 390 259 50
408 - - - - - - - - - - - - - - - 585 352 90 490 337 90
800 315 - - - - - - 355 140 23,6 400 212 37,5 450 212 37,5 455 272 71 390 259 63
400 - - - - - - - - - - - - - - - 585 352 112 490 337 112
1000
315 - - - - - - - - - - - - - - - 455 272 90 390 259 80
355 - - - - - - 400 160 37,5 450 236 60 500 236 60 - - - - - -
400 - - - - - - - - - - - - - - - 585 352 140 490 337 140
Bk – dolţina korca
Ak – širina korca
x – dolţina 80 mm samo za korce iz pločevine
Poševne vrednosti v tabeli po moţnosti ne izbrati.
Litraţa korca se nanaša za šrafirano površino. Koef. polnitve je odvisen od vrste materiala.
Transportni sistemi - Elevatorji
111
b) Vlečni element
VERIGA TRAK
Za normalne in grobe pogoje dela Za normalne pogoje dela
Neugodni tr. materiali Večje hitrosti
Polnjenje z zajemanjem Mirni tek
Enoredna ali dvoredna Gumijast trak
Okrogločlenasta ali lamelna Ţični (mreţasti) trak
Izbira odvisna od:
Vrste tr. materiala
Načina polnjenja
Zahtevane zmogljivosti
Potrebne višine transportiranja
Trajektorije gibanja (vertikalna / poševna)
c) Pogonska naprava:
Locirana praviloma na vrhu elevatorja, prigrajena na glavi elevatorja (redko na
ločenem podestu).
Poleg standardnih elementov pogonske grupe (motor, sklopke, reduktor), imajo
elevatorji po pravilu še protipovratno zaporo ali zavoro.
Varovanje vlečnega elementa in pogonske naprave:
Kontrola razlike napetosti pri dvoveriţnem sistemu
Kontrola ohlapnosti traka pri tračnem elevatorju
Krmiljenje vklopa / izklopa (elevatorja ne smemo zasuti):
(1) Vklop praznega elevatorja
(2) Vklop dodajanja (loputa, dodajni transp.)
(3) Izklop dodajanja
(4) Izpraznitev elevatorja in izklop
Transportni sistemi - Elevatorji 112
d) Napenjalna naprava in podstavek
Napenjanje pri povratnem
veriţniku ali bobnu
Način napenjanja
Z vretenom
Z vretenom in vzmetjo
Z uteţjo
Dolţina napenjanja
x = 200 do 500 (mm)
Izvedba povratne preu- smeritve vlečnega elem.
- veriţnik (veriga)
- boben (trak) iz letev
Dodajalni nastavek:
nizek 045 (suh, lahkotekoč mat.)
visok 060 (vlaţen, teţkotekoč mat.)
Spodnji del tračnega elevatorja
e) Jašek elevatorja:
Samonosilna konstrukcija obremenjena na: UKLON + UPOGIB + TORZIJO
Sekcije: iz pločevine (2m – 3m)
ojačane s profili (»L«, »C«, »HOP«, ..)
medsebojno zatesnjene (polst)
mesebojno spete z vijaki preko prirobnic
Transportni sistemi - Elevatorji
113
3.3.1.3 Praznjenje korcev in krivulja odmeta
NAČINI PRAZNJENJA KORCEV:
Centrifugalno praznjenje (a) Hitrotekoči elevatorji z redko
nameščenimi korci
Gravitacijsko praznjenje
Prosto (b) Odklon vlečne verige
ali poševni elevator
Z vodili (c) Preko hrbta predhodnika
pri malih hitrostih
Mešano praznjenje Praznjenje se prične po prehodu
temenske točke
DOLOČITEV NAČINA PRAZNJENJA:
Maso sipkega materiala v korcu m (kg)
obravnavamo v teţišču korca, ki je
oddaljeno od vrtišča O za r (m).
Teţa materiala v korcu:
gmG . (g=9,81 m/s2)
Centrifugalna sila mat. v korcu:
2
2
rmr
vmFF C
Rezultanta obeh sil: FGR
Nosilka rezultante preseka navpičnico
skozi vrtišče v točki P (pol)
Razdaljo l = OP dobimo iz podobnosti
trikotnikov SPO in SFR (30
n
)
2222
895
nl
g
r
grl
rm
gm
F
G
r
l
Transportni sistemi - Elevatorji 114
Leva spirala
l < rn - CENTRIFUGALNO PRAZNJENJE
Praznjenje se vrši preko zunanjega roba korca in se
prične ţe pred temensko lego korca
2
895
nl l > rz - GRAVITACIJSKO PRAZNJENJE
Praznjenje se vrši preko notranjega roba korca
rn < l < rz - MEŠANO PRAZNJENJE
Praznjenje se prične, ko korec preide
temensko lego
rn - polmer kroga, ki ga opiše notranji rob korca
rz - polmer kroga, ki ga opiše zunanji rob korca
Za natančnejši postopek kontrole praznjenja uporabimo postopek simulacije
površine sipkega materiala. Ob upoštevanju težnosti, centrifugalne sile in
koeficienta notranjega trenja v materialu ( = arc tg ) se površina sipkega
materiala oblikuje v obliki spirale z izhodiščem v polu P .
eRrk 0 R0 - Začetni polmer
rk - Spremenljiv radij vektor z izhodiščem
v točki pola P
- spremenljiv polarni kot
Gravitacijsko praznjenje ( l>rz ) Centrifugalno praznjenje ( l<rn )
Desna spirala
Transportni sistemi - Elevatorji
115
3.3.1.4 Zmogljivost elevatorjev s korci
Oblika in izvedba korca ter razdalja med korci so določeni glede na vrsto
transportiranega materiala in glede na način polnjenja / praznjenja korcev.
Masna zmogljivost: h
t va
V,Qt 063
V0 ( l ) - Volumen (litraţa) korca
a ( m ) - Razdalja med korci
v ( m/s ) - Hitrost korcev
( t/m3 ) - Nasipna gostota tr. materiala
( - ) - Koeficient polnitve
Pri zahtevani zmogljivosti določamo:
Potrebna litraža korcev: l v,
aQV t
630
(poznana razdalja med korci)
Potrebna razdalja med korci: m Q
vV,a
t
063
(poznana litraţa korcev)
Potrebno razmerje (V0/a) : m / l v,
Q
a
V t
63
0
Razdalja med korci, volumen korcev (litraţa) in razmerje V0 / a (po GOST)
Dolţina
korca Bk
(mm)
Globoki korci Plitvi korci Koničasti korci
Razdalja
a (mm)
Litraţa
V0 ( l )
Razmerje
V0/a (l/m)
Razdalja
a (mm)
Litraţa
V0 ( l )
Razmerje
V0/a (l/m)
Razdalja
a (mm)
Litraţa
V0 ( l )
Razmerje
V0/a (l/m)
135 300 0,75 2,5 - - - - - -
160 300 1,1 3,67 300 0,65 2,17 160 1,5 9,4
200 300 2,0 6,67 300 1,1 3,67 - - -
250 400 3,2 8,0 400 2,6 6,5 200 3,6 18,0
350 500 7,8 15,6 500 7,0 14,0 250 7,8 31,2
450 600 14,5 24,2 600 15,0 25,0 320 16,0 50,0
600 - - - - - - 400 34,0 85,0
750 - - - - - 500 67,0 134,0
900 - - - - - - 630 130,0 206,0
Transportni sistemi - Elevatorji 116
Hitrosti in koeficient polnitve elevatorjev s korci
Lastnost
sipkega
materiala
Primeri
tipčnih
materialov
Izvedba
elevatorja
Oblika
korca
Koeficient
polnitve
Vrsta in hitrost vlečnega
elementa v (m/s)
Trak Veriga
Prašnati
suhi
materiali
Premogov
prah
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Globok z
okroglim
dnom
0,85
--
0,6 do 0,8
Cement,
kreda
Hitro tekoč,
centrifugalno
praznjenje
Globok z
okroglim
dnom
0,75
1,25 do 1,8
--
Zrnati mat.,
neabraziven
a' < 60 mm
Iverje, suha
šota, glina,
ţagovina
Hitro tekoč,
centrifugalno
praznjenje
Globok z
okroglim
dnom
0,7 do 0,8
1,25 do 2,0
1,25 do 1,6
Zrnati, zelo
abraziven
a' < 60 mm
Gramoz,
ruda,
ţlindra
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Koničast s
stranskimi
vodili
0,7 do 0,85
0,8 do 1,0
0,8 do 1,0
Pesek,
pepel,
zemljine
Hitro tekoč,
centrifugalno
praznjenje
Globok z
okroglim
dnom
0,7 do 0,8
1,6 do 1,8
--
Komadni ,
neabraziven
a' > 60 mm
Črni
premog
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Koničast s
stranskimi
vodili
0,6 do 0,8
--
0,6 do 0,8
Komadi
suhe šote,
premoga
Hitro tekoč,
centrifugalno
praznjenje
Globok z
okroglim
dnom
0,5 do 0,8
--
1,25 do 1,4
Komadni ,
abraziven
a' > 60 mm
Gramoz,
ruda,
ţlindra
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Koničast s
stranskimi
vodili
0,6 do 0,8
--
0,5 do 0,8
Komadni
krhek mater. NE drobljenje
Lesno
oglje,
koks
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Koničast s
stranskimi
vodili
0,6
0,6 do 0,8
0,6 do 0,8
Teţko tekoči
prašnati in
zrnati mat.,
vlaţni mat.
Vlaţna
zemlja,
pesek
Hitro tekoč,
centrifugalno
praznjenje
plitek z
okroglim
dnom
0,4 do 0,6
1,25 do 1,8
1,25 do 1,6
Vlaţne
kemikalije,
odpadki
Počasi tekoč,
gravitacijsko
praznjenje
Plitek z
okroglim
dnom
0,4 do 0,6
--
0,6 do 0,8
Transportni sistemi - Elevatorji
117
3.3.1.5 Vlečne sile, odpori, moč motorja elevatorja s korci
F4 = Fmax
F2 = Fmin
Verižni pogon: Fmin = 3000 do 4000 (N)
Tračni pogon: Fmin = f (F1 , F4 ,)
VERIŢNI POGON:
Ocenitev maksimalne vlečne sile pri vertikalnem verižnem elevatorju s korci:
N q'kqgH,Fmax 0151
Višina transportiranja: H (m)
Metrska masa tr. materiala:
mkg
v,
Qq t
63
Zmogljivost: Qt ( t / h )
Hitrost: v ( m / s )
Ocena metrske mase
vlečnega elementa s korci: q0 = mQ . Qt ( kg / m )
Teţnost: g = 9,81 ( m / s2 )
Izkustveni koef. izvedbe k' (odvisen od izvedbe korcev)
Izkustveni koef. ocene za q0 mQ (odvisen od zmogljivosti in izvedbe)
Transportni sistemi - Elevatorji 118
Vrednost izkustvenih koeficientov mQ in k' :
Izvedba elevatorja s korci
S trakom Z eno verigo Z dvema verigama
Oblika korca
Globok in
plitek
Koničast s
stranicami
Globok in
plitek
Koničast s
stranicami
Globok in
plitek
Koničast s
stranicami
Zmogljivost
Qt ( t / h )
Izkustveni koeficient mQ do 10 0,6 - 1,1 - - -
10 do 25 0,5 - 0,8 1,1 1,2 -
25 do 50 0,45 0,6 0,6 0,85 1,0 -
50 do 100 0,40 0,55 0,5 0,7 0,8 1,1
nad 100 0,35 0,5 - - 0,6 0,9
Izkustveni koeficient k' 2,5 2,0 1,5 1,25 1,5 1,25
Bolj natančno izvrednotenje odporov in razporeditve sile v vlečnem elementu
zahteva poznavanje izvedbe in osnovnih parametrov elevatorja.
mk (kg) masa korca
mL (kg) masa veriţnega locnja
q (kg/m) metrska masa transportiranega materiala
q0 (kg/m) metrska masa vlečnega elementa s korci
qv (kg/m) metrska masa ene verige
qG (kg/m) metrska masa traka --> qg = 1,1 B ( 1,25 . z + s1 + s2 )
z (-) število slojev v polnilu traka
v (m/s) hitrost transportiranja
a (m) razmak med korci
H (m) višina transportiranja
L (m) dolţina poševnega transporterja z nagibom
Veriţni elevator:
mkg
a
m ali mq ali q Lk
v
21210
Tračni elevator:
m
kg
a
mqq k
G0
Transportni sistemi - Elevatorji
119
Določitev sil verižnega elevatorja: (primer enostavnega »4 točkovnega« elevatorja)
V točki (2) zagotavljamo minimalno vlečno silo:
F2 = Fmin = (2000 do 4000) N
Silo v točki (1) določamo na osnovi odporov na relaciji (1) – (2)
F1 = F2 – 1F)2
1F)2 = - g . q0 . H + f1 . g . q0 . L . cos
samo pri poševnem elevatorju
z vodili (progo) za povratno vejo
f1 koef. trenja (veriga/proga) glej Tab. 3.2 in 3.4
Točka (3):
Prirast sile med (2) in (3) je posledica trenj na povratnem verižniku
in zajemalnih odporov
F3 = F2 + Fk + Fzaj
Odpori trenja (v verigi in v leţaju kolesa) Fk
N D
dGF,
D
dF,F c
zv
czviv
zv
vik 1212
Zajemalni odpor Fzaj je odvisen od: vrste tr. mat., hitrosti, oblike
korca, razmaka med korci in
načina dodajanja.
Fzaj = g . q . c1 ( N )
Transportni sistemi - Elevatorji 120
Koeficient zajemalnih odporov c1 (po Hanfstengel-u):
Hitrost korcev v
( m/s ) Koeficient zajemalnega odpora c1
ZRNAT mat. KOSOVNI mat. Oglje Koks
0,5 0,5 – 2,4 2,4 – 3,0 1 – 1,75 1,2 – 8,4
0,75 0,9 – 2,4 2,2 – 2,7 0,8 – 1,8 1,8 – 8,4
1,0 1,0 – 2,6 2,7 – 3,3 1,2 – 2,4 2,8 – 9,0
1,25 1,3 – 3,2 ~ 4,4 1,6 – 3,1 3,2 – 10,1
1,5 2,1 – 4,4 ~ 6,0 1,2 – 4,4 5,4 – 11,4
Točka (4):
Pri določitvi celotne dotekalne sile F4cel na pogonskem veriţniku izhajamo iz
vrednosti sile v točki (3), upoštevamo odpore na relaciji (3) – (4) ter odpore na
pogonskem veriţniku (odpori trenja in poligonski odpori).
Upoštevanje odporov na odseku (3) – (4):
F4 = F3 + 3(F)4
3(F)4 = g .(q0 + q). H + f1 . g .(q0 + q). L . cos
samo pri poševnem elevatorju
z vodili (progo) za delovno vejo
Upoštevanje odporov na pogonskem veriţniku (trenje + poligonski efekt):
FKP = FK + FP Odpori trenja na pogonskem veriţniku FK :
c
zv
czvv
zv
vK
D
dGFF
D
dFFF 1414
Dinamični odpori zaradi poligonskega efekta FP :
Lqqnt
vF
z
P
02
22
22
Celotna dotekalna sila F4cel :
F4cel = F4 + FKP = F3 + 3(F)4 + FK + FP
Transportni sistemi - Elevatorji
121
Določitev sil tračnega elevatorja:
Preračun sil tračnega elevatorja poteka podobno kot pri tračnem transporterju:
Pričnemo z »neznano silo« v točki (1) F1
Odpore ravnega dela (1) – (2) obravnavamo analogno kot pri veriţnem
transporterju ob upoštevanju odpora gibanja traka f1
Preusmeritev med točkama (2) in (3) povzroči poleg odporov na povratnem
bobnu (izračun kot pri traku) še odpore zajemanja (kot pri veriţnem elev.).
Celotno dotekalno silo v točki (4) F4cel dobimo z upoštevanjem odporov na
nosilni veji (3) – (4) in odporov na pogonskem bobnu.
Osnovno izvrednotenje vseh sil sledi na osnovi gonilne enačbe na pogonskem
bobnu:
keFF cel
14
Po tem koraku lahko nastopi prenizka vrednost vlečne sile v točki (2). Zato
dvignemo silo v točki (2) na potrebno vrednost ( F2 = Fmin ) in s tem za
odgovarjajočo razliko tudi vlečno silo v ostalih točkah.
Nadaljnji izračun je isti z oba tipa transporterjev:
Napenjalna sila:
Fnap = 1,1 . ( F2 + F3 )
Obodna sila na pogonskem verižniku in potrebna moč
- Obodna sila Fu :
Fu = F4cel – F1
Transportni sistemi - Elevatorji 122
- Potrebna moč motorja:
kW
vFP
g
kuM
1000
Ocenitev maksimalne vlečne sile v verigi in kontrola verige
Ocenitev na osnovi poznane moči motorja:
N HgqF
v
PF
nap
k
gM
max
02
1000
Kontrola vlečne verige:
Enoveriţni transporter: maxdop FF
Dvoveriţni transporter: maxdop F,F 650
Transportni sistemi - Elevatorji
123
3.3.2 Elevatorji s prijemali
Transportiranje komadnega materiala:
Vertikalno ali poševno Dvigovanje ali spuščanje
Sestava:
običajno dve lamelni verigi
pogonski, napenjalni veriţnik
prijemala na enakih razdaljah
zelo različnih oblik
Odvzemanje:
Ročno (manualno)
z odmetom (prevzemalne mize – okrogli predmeti)
s pomočjo manipulatorjev – avtomatsko
Hitrost:
Vmax < 0,3 m/s gibanje kontinuirano ali s kratkimi prekinitvami
Določitev vlečnih sil:
Sile v vlečnem organu določamo analogno kot pri elevatorju s korci.
Transportni sistemi - Elevatorji 124
Dodatni odpori Wd:
y
xGF
Nfy
xGfFWd '2'2
G [N] - teţa transportiranega komada in
teţa konzolnega dela prijemala
x [m] - oddaljenost teţišča komada od
sredine verige
y [m] - oddaljenost (razmak) podpor prijemala
f' [-] - koeficient trenja
f' = 0,25 035 - drsna veriga
f' = 0,05 020 - veriga s kolesci
Zmogljivost:
h
koma
v
tQkom
36003600
1
v [m/s] - hitrost verige
a [m] - razdalja med prijemali
t [s] - časovni presledki med prijemali
h
kNa
vGQGQ kom
t
6,3
1000
3.3.3 Elevatorji z nihalnimi nakladalnimi ploščadmi
Vlečni element (dve verigi)
Nihalna nakladalna ploščad Pogonski, napenjalni veriţnik
Pogonska naprava
Transport bremena po:
vertikalnih
poševnih in
horizontalnih progah
Transportni sistemi - Elevatorji
125
3.3.4 Elevatorji – transporterji s prekucnimi korci
VERTIKALNI in HORIZONTALNI
transport prahastih zrnatih in
drobnokosovnih materialov.
Material se NE DROBI
v < 0,66 [m/s] (0,1 0,4)
(poligonski efekti)
Qm < 800 [t/h]
Širina 500 2000 [mm] Transporter s prekucnimi korci
POLNJENJE z vsipavanjem na
poljubnem mestu
PRAZNJENJE z napravo za
praznjenje (prekucni korci,
odpiralni korci) na poljubnem mestu
Slabosti: Naprava za praznjenje
Draga konstrukcija, vzdrţevanje, glasnost prekucnih korcev
Nihanje korcev pri večji hitrosti
Elementi:
VLEČNI ELEMENT
Dve lamelni verigi z valjčki (kolesi)
t = 320 1000 [mm]
PREKUCNI KORCI
Iz poločevine = 2 6 [mm]
Vrtišče korca nad teţiščem
VERIŢMOKI
s pogonsko in napenjalno napravo
število zob Z = 6 10 zob Veriga transporterja s
delilni krog D = 1000 2000 mm prekucnimi korci
Transportni sistemi - Elevatorji 126
Zmogljivost:
Ocenitev metrske teţe verige s prekucnimi korci
m
NBq k 40015000
Masna zmogljivost
h
tva
IQt 06,3
I0 [l] - litraţa korca
[t/m3] - nasipna gostota
[-] - koeficient polnitve = (0,75 0,9) v [m/s] - hitrost verige v = (0,1 0,4) m/s
mQ
vIa
t
0
max
6,3
Vlečne sile, moč motorja
F – vlečna sila analogno kot pri
NF 40002000min
NFFF celu 14
kWvF
Pg
kuM
1000
veriţnih transporterjih
+
elevatorjih
Transportni sistemi - Krožni transporterji
127
3.4 KROŽNI TRANSPORTERJI
Namenjeni so za kontinuirni transport v prostoru. Material se transportira na
vozičkih, ki jih ženemo z vlečno napravo (zglobno verigo), ki omogoča krivine v
VERTIKALNI in HORIZONTALNI ravnini.
Krožni transporter
(1-vlečni organ, 2-tekalna kolesa, 3-nosilna naprava,
4-tovor, 5-viseča nosilna tračnica)
3.4.1 Splošne značilnosti – opis
Nakladanje/razkladanje med gibanjem na poljubnem mestu
Manualno
Avtomatično
UPORABA:
Služi za kontinuirni transport (notranji transport) kosovnega redkeje sipkega
materiala.
Polproizvodi, strojni deli, zaboji, bale, transportne posode
V velikoseriski proizvodnji, montažni obrati skladišča, obrati živilske,
tekstilne, steklarske, gradbene, … industrije
Max. dolžina komadov: BKmax = 3 6 m
Max. teža komadov: GBmax = 10 25 kN
Transportni sistemi - Krožni transporterji 128
PREDNOSTI: Možnost uporabe pri zamotanih poteh
Možnost sprotnega opravljanja tehnoloških postopkov
(čiščenje, peskanje, metaliziranje, barvanje, sušenje, montaža)
(kompletiranje)
Nizka poraba energije
SLABOSTI: Glasno obratovanje
Nihajoča bremena – zaščita z žičnimi mrežami
DELITEV GLEDE NA NAČIN GIBANJA:
a) Krožni transporter z eno progo
Voziček in obešalo sta neločljivo povezana.
Veriga in obešalo na isti progi
- ENAKOMERNA ZMOGLJIVOST
Krožni transporter z eno progo
b) Krožni transporter z dvojno progo
(Power and Free System)
Vlečni element in obešalo na LOČENIH
progah.
Spojena sta OBČASNO s sojemalno kljuko.
Breme porivamo, ali vlečemo vozičke po tleh.
Omogoča FLEKSIBILNOST in povezavo
več krožnih transporterjev v sistem.
Krožni transporter z dvojno progo
Transportni sistemi - Krožni transporterji
129
3.4.2 Elementi krožnih transporterjev
a) Nosila za prenos bremena
Primerna nosilnost
Enostavna izvedba
Mala lastna teža
Enostaven
prevzem/odvzem bremena
Nihajoče obešanje
-vertikalnost bremena
Za sipki material – posode
Razne vrste obešal za prenos bremena pri
krožnih transporterjih
b) Vlečni element
VERIGA : - zglobna
- členkasta
JEKLENA VRV
Horizontalne proge: - običajne verige
Prostorske proge: - zglobne verige
- vrvi
Prosto gibljiva veriga s križnim zglobom Vlečni in nosilni elementi krožnega transporterja
Transportni sistemi - Krožni transporterji 130
c) Proga
I – profil
Dva kotnika
Kombinacija profilov
in cevi
Podpore na l = 4 6 m
stropne ali stebri
Krivine:
- vertikalne
- horizontalne (R > 2 m)
Tračnice krožnih transporterjev
Vmesna ravnina med dvema krivinama
- 2 krivini v isti ravnini x1 > tl
- 2 krivini v različni ravnini x2 > 2tl
tl – razdalja med obešali
Dimenzioniranje
UPOGIB dop = 100 Mpa
POVES fmax < l/600
Vključitev ravnih delov prog
med dve krivulji
d) Vozički z nosilno napravo
Obremenitev na kolesu vozička Fkol
pri krivini z radijem R
F1 – lastna teža + teža bremena
FR
tFF l
2sin22
R
tFFF l
kol 21
tl – razdalja med vozički
DODATNI - PROSTI VOZIČEK
tl = 1,2 1,6 m – brez vertikalnih krivin
tl = 0,8 1,0 m – z vertikalnimi krivinami
Shema obremenitve nosilne
naprave krožnega transporterja
pri vertikalni krivini
Transportni sistemi - Krožni transporterji
131
Obratovalne grupe
GRUPA NOSILNOST
[kN]
PREMER
KOLESA [mm]
MASA
VOZIČKA [kg]
»I«
PROFIL
A (težka) F > 10 dk > 120 m > 12 I 16
B (srednje težka) F < 10 dk < 120 m < 12 I 14, I 16
C (normalna) F = 5 7 dk < 110 m < 8 I 12, I 14
D (lahka) F = 2 4 dk < 90 m < 5 I 10, I 12
NOSILNE TRAVERZE porazdelitev teže na več vozičkov
e) Naprave za preusmeritev vlečnega elementa
Verižna kolesa (z ali brez zob)
D = 600 1300 mm
Valjčki v loku
dv = 80 140 mm
f) Pogonska naprava
Vogalni pogon
Vlečne verige
Enomotorni pogon
Lcel < 500 m
Večmotorni pogon
Lcel < 2000 m
Znižanje lastne teže Pogon s pomočjo vlečne verige
konstrukcije in vlečnega
elementa
g) Napenjalna naprava
Namestima jo (jih) pri Fmin.
GB > 1000 kg Fmin < 1800 N
GB = 700 1000 kg Fmin > 900 N
GB = 400 700 kg Fmin > 500 N
GB < 400 kg Fmin > 300 N
min3,2 SZV
Transportni sistemi - Krožni transporterji 132
3.4.3 Zmogljivost krožnih transporterjev
Komadna zmogljivost: h
koma
vQkom
3600
v [m/s] - hitrost vozička
a [m] - razdalja med vozički z obešali
Masna zmogljivost:
Komadni material: h
ta
vGQGQ BkomB
t
6,3
1000
GB [kg] - masa komada
Sipki material: h
tva
IQt 06,3
I0 [l] - litraža posode
[t/m3] - nasipna gostota
[-] - faktor polnitve
Pogoj prehodnosti (varnost):
mba 1,0cos maxmax
[°] - nasipni kot proge
b [m] - dolžina bremena
hitrost v < 0,5 m/s - običajno v = 0,05 0,35 [m/s]
Transportni sistemi - Krožni transporterji
133
3.4.4 Določitev vlečnih sil in moči motorja
Metrska masa gibajočih se delov brez bremena q0:
mkg
t
G
a
Gqq
l
vv
0
0
g [m/s2] - zemeljski pospešek
qv [kg/m] - metrska masa verige
G0 [kg] - masa obešala bremena Gv [kg] - masa vozička verige
a [m] - razdalja med obešali bremena tl [m] - razdalja med vozički verige
GB [kg] - masa bremena
Metrska masa transportiranega materiala:
mkg
a
Gq B
Metrska masa gibajočih se delov z bremenom:
mkg
t
G
a
GGqqqq
l
vBvn
0
0
Empirična ocenitev maksimalne vlečne sile Fmax:
Nfff
HqfLqLqgFF
zyx
qHcelHn
321
0minmax
11135,01
'
q0 [kg/m] - metrska masa gibajočih delov brez bremena
q [kg/m] - metrska masa bremena LHcel [m] - horizontalna projekcija celotne proge
LHn [m] - horizontalna projekcija delovnega (nosilnega) dela proge
Hq [m] - višina transportiranja materiala
Hq = H2 –H1 [m]
H1 [m] - kota oddaje bremena H2 [m] - kota prevzema bremena
Transportni sistemi - Krožni transporterji 134
f' – koeficient odpora za ravne proge
f1 – koeficient odpora za vertikalne krivine
f2 – koeficient odpora za horizontalne krivine, kjer je vlečni element podprt s kolesom
f3 – koeficient odpora za horizontalne krivine z valjčki (na verigi ali fiksni valjčki)
x – število vertikalnih krivin
y – število horizontalnih krivin s kolesom
z – število horizontalnih krivin z valjčki
Obrato-
valni
pogoji
Ravne
proge
f'
Verižna kolesa in koluti za
preusmeritev:
Koeficient f2
Naprava za usmeritev z
valjčki:
Koeficient f3
Vertikalne krivine:
Koeficient f1
Pri drsnem
vležajenju
Pri kotalnem
vležajenju
Kot krivine v [°]
90 180 90 180 do 30 45 60 do 25 35 45
Koeficienti odpora f1; f2; f3
ugodni 0,020 0,035 0,010 0,020 0,025 0,015 0,020 0,025 0,010 0,015 0,020
normalni 0,025 0,050 0,055 0,025 0,030 0,020 0,025 0,030 0,015 0,020 0,025
neugodni 0,040 0,060 0,070 0,030 0,035 0,025 0,035 0,040 0,020 0,025 0,030
Računsko določanje vlečnih sil (po sekcijah):
Ravna proga: NHqLqfgFF Hkk '''1
Horizontalna preusmeritev s kolesom: NFfF kk 121
Horizontalna preusmeritev z valjčki: NFfF kk 131
Vertikalni prehod nadstropja ( 2 · vert. krivina + poševnina):
NHqLqfgFffF Hkk '''11 111
Fk – sila na koncu opazovane sekcije
Fk-1 – sila na začetku opazovane sekcije
qn – delovna proga
q' = - trenutna metrska masa v gibanju
q0 – prazna proga
Maksimalna vlečna sila krožnih transporterjev dosega Fmax = (3 7)% vseh
gibajočih se in mrtvih bremen krožnega transporterja.
Pri pogonskih kolesih s številom zob z < 8 zob upoštevanje še poligonskih
odporov.
Transportni sistemi - Krožni transporterji
135
Moč motorja:
Obodna sila na pogonskem kolesu: NFFF oddob
(razlika sil pri pogonu z vlečno verigo)
Moč: kWvF
Pg
bM
1000
g – izkoristek gonila
Empirična ocena moči motorja:
kWfff
fvLqHfLQgP
zyx
g
HcelqHnt
M
321
0
11135,01
3600
'6,3'
Transportni sistemi - Krožni transporterji 136
3.4.5 Posebne izvedbe krožnih transporterjev
a) Krožni transporterji z nihajočimi nosilkami
(analogno z elevatorji z nihalnimi ploščadmi)
smerivertikalnivsamodelovanje
nihalkeploščlobešeneverigahpararelnihdvehNa
Lcel < 150 m - dolžina proge
H < 30 m - višina transporterja
v < 30 m - višina transporterja
Qkom < 700 kom/h - hitrost
b) Obtočni krožni transporter (paternoster)
Vlečna elementa ne tečeta pararelno, ampak sta zamaknjena
Nosilke so nihajoče ali vodene – (osebna dvigala)
Vlečna elementa – verigi sta v vodilu
Preprečitev padca (povratnega teka) pri pretrganju verige.
Skladišča, blagovnice, uradi, … tudi kot osebno dvigalo
H < 60 m - višina transporterja
v < 0,6 m/s - hitrost bremena
v < 0,2 m/s - hitrost osebe
Qkom < 1000 m/s - hitrost bremena
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
137
4. TRANSPORTERJI BREZ VLEČNEGA
ELEMENTA Funkcijo vlečnega elementa prevzemajo drugi nosilni mediji (zrak, kapljevina),
ali drugi principi prenosa materiala (vijačnica, valjčki, drče, …)
Transportni stroji v tej skupini:
Polţasti transporterji
Valjčni transporterji
Transporterji z nihalnim ţlebom
Pnevmatski in hidravlični transporterji
Drče – mehanske in pnevmatske
4.1. POLŽASTI TRANSPORTERJI (pred 2200 leti – ARHIMED: Vijačne črpalke za namakanje)
Smer transportiranja -- Dva različna načina transportiranja:
HORIZONTALNO do rahlo nagnjeno ( max = 300 )
Transportirani material se giblje v koritu kot potujoča matica (teţnost
preprečuje vrtenje materiala)
VERTIKALNO ali po strmih nagibih
Transportirani material rotira ob steni mirujoče cevi. Centrifugalna sila na
tr. material ga pritiska ob steno. Hitro rotirajoča vijačnica ga ob robu cevi
potiska navzgor.
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 138
4.1.1 Horizontalni polžasti transporterji:
Maksimalni nagib < 300 .
Za sipke materiale (transporter);
Za umazane (mulj) kapljevine (črpalka)
Osnovni sklopi horizontalnega polţastega transporterja:
Korito ali cev s podstavki (3) - sestavljeno iz sekcij z odprtinami za
dodajanje (8) in odvzemanje (9) in (10)
Gred z vijačnico in ležaji
Gred (votla) (2)
Vijačnica (1) z vzponom vijačnice s
Leţaji: Končni: 1x aksialno - radialni (4)
1x radialni (5)
Vmesni (radialni) (6)
Pogon (7) z izravnalno sklopko ali varovalom za zaščito pred
preobremenitvami
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
139
UPORABA:
Transport, mešanje,
doziranje
Papirnice, prehrambena industrija, kemična industrija, energetska postrojenja,
čistilne naprave, ...
KARAKTERISTIČNE VREDNOSTI:
Dolţine transportiranja najpogosteje L < 15 m ( izvedeno do L = 60 m )
Zmogljivost Qt < 120 t/h ( izvedeno do Qt = 700 t/h )
Premer vijačnice D < 1250 mm (transporterji) ( D < 2500 mm – črpalke za
odpadne vode)
Največja zrna granulata a'max < 0,25 . D (zamašitve)
PREDNOSTI:
Enostavna konstrukcija
Ne zahteva mnogo prostora
Moţnost transporta v zaprtem prostoru (ni prašenja, smradu, ...)
Dodajanje in odvzem na različnih mestih
Moţnost transporta vročih materialov
Pogon brez povratnih zapor
Nizki nabavni in vzdrţevalni stroški
SLABOSTI:
Drobljenje in poškodbe transp. materiala
Veliko trenje ( vijačnica/material, ţleb/material) - obraba
Velike poraba energije
Za kratke poti transportiranja
Nevarnost zamašitve
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 140
4.1.1.1 Elementi polžastih transporterjev:
VIJAČNICA POLŽA:
Običajno enostopenjska (redko dvostopenjska ali trostopenjska)
Enosmerna vijačnica na gredi (transport v eni smeri)
Polna vijačnica
(suhi drobnozrnati ali prahasti
materiali)
Trakasta vijačnica
(drobnokosovni materiali)
Lopatasta in zobčasta vijačnica
(teţko tekoči, stisljivi materiali)
Levohodna + Desnohodna vijačnica na eni gredi (zbiralni polţ)
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
141
GRED POLŽA, VLEŽAJENJE
Gred običajno votla
Dimenzioniranje na: NATEG (ali UKLON) + UPOGIB + TORZIJA
Vležajenje:
KRATKE gredi (do 5 m) - Samo končna leţaja: Aksialno – radialni
Radialni
DOLGE vijačnice – poleg končnih še vmesni radialni ležaji
Kriterij za določevanje največje razdalje med leţaji: l
Gred obremenjena na nateg (ne na uklon)
Upoštevamo upogibni poves zaradi enakomerne obremenitve
Maksimalni dopustni poves: fdop = ( l / 500 )
Poves zaradi lastne teţe vijačnice (kontinuirna obremenitev)
dopG f
IE
lqf
384
5 4
0
l (mm) - razdalja (predvidena) med leţaji
qG0 (N/mm) - teţa gredi z vijačnico na milimeter dolţine
E (MPa) - elastični modul materiala (jeklo E = 2,1.105
MPa )
Predpostavimo, da vijačnica poveča vrednost vztrajnostnega momenta gredi ( I )
za cca. 20%:
4n
n mm dd
)dd(,I1764
2144
44
d, dn (mm) znanji, notranji premer gredi
Na osnovi pogoja dopustnega povesa zapišemo največjo dopustno razdaljo med
radialnimi leţaji:
mm q
I,l :
lf pri ter ; mm
q
fI,l dop
dop3
0
4
0
831500
463
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 142
KORITO POLŽASTEGA TRANSPORTERJA
KORITO (s pokrovom ali brez) za horizontalne in rahlo poševne izvedbe
CEV za horizontalne in vertikalne izvedbe
Špranja med vijačnico in ţlebom: rmax = ( 3 do 12 ) mm , odvisna
od granulacije materiala !
mm )(fD
R maxn 622
Sekcije ( 3 do 5 m) spajamo v korito
Nosilci vmesnih leţajev
Podpore konstrukcije na ( 5 do 10 ) m
POGONSKA NAPRAVA
Motorno gonilo (motor z reduktorjem) + izravnalna sklopka (ali varovalka)
Reguliran pogon (pri dozatorjih)
Rn
r
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
143
4.1.1.2 Preračunske osnove polžastih transporterjev:
Hitrost gibanja materiala:
s
msnv
60
n ( vrt/min ) - število vrtljajev gredi polţa
s ( m ) - vzpon vijačnice polţa
Masna zmogljivost:
h
t 4
60.36002
kcD
snAvQ efft
D (m) - zunanji premer vijačnice
(t/m3) - nasipna gostota transportiranega materiala
(-) - koeficient polnitve (odvisen od tipa materiala in vijačnice)
45,0 ; ( 6,0v ) - lahko tekoči prahasti in zrnati materiali (ţito, koruza,
moka, sladkor, suh premogov prah, apno, …)
30,0 ; ( 4,0v ) - zrnati in drobnokosovni materiali (sol, pesek, droben prod,
elektrofilterski pepel, iverje, ţagovina, cement, ….)
15,0 ; ( 3,0v ) - teţki, agresivni materiali (peščena zemlja, pepel, prod,
premog v kosih, rude, ţlindra, glina, umetna gnojila …)
(-) - koeficient izvedbe vijačnice = (0,9 do 1,0) polna vijačnica
= (0,7 do 0,9) trakasta vijačnica
= (0,4 do 0,7) lopatasta in zobata vijačnica
k (-) - koeficient nagiba odvisen od kota = 0
0 5
0 10
0 15
0 20
0
k = 1 0,9 0,8 0,7 0,65
c (-) - koeficient dolţine (učinkovitost transporta z dolţino polţa pada)
c
1,00
0,95
0,90
0,85
0 5 10 15 20 25 30 L (m)
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 144
Razmerje (vzpon vijačnice / zun. premer vijačnice ) ( s / D ) :
( s / D ) = (0,8 do 1,0) normalne izvedbe, dobrotekoč material (D<400 mm)
( s / D ) = (0,6 do 0,8) slabo tekoči materiali ormalne
Z namenom preprečitve zamašitve D > (6 do 8) . a'max
Koeficient polnitve , nasipna gostota in koef. horizontalnega odpora fHskup
Material (t/m3)
fHskup
Apnenec – mleti, drobljen ( a' = 12 - 0,75 mm) 0,15 1,55 3
Cement 0,3 1,2 3,5
Gašeno apno 0,45 0,80 2,3
Grafit 0,45 0,6 1,9
Gips – suhi, mleti 0,3 0,85 2,8
Gips – drobljen 0,15 1,35 4
Kreda - mleta suha 0,3 1,15 3,4
Kremenčev pesek 0,15 1,65 5
Krmila 0,45 0,6 1,9
Pepel suh 0,15 0,7 3,5
Pepel elektrofilterski 0,15 1,0 5
Premog suh v kosih 0,15 0,85 3,5
Premogov prah 0,45 0,8 2,3
Ţlindra granulirana 0,15 1,0 5
Ţitarice 0,45 0,8 2,2
Določitev potrebne moči motorja:
Celotni odpori pri transportu: F : - odpori horizontalnemu gibanju F0
- odpori zaradi dviganja materiala FD
ODPORI HORIZONTALNEMU GIBANJU (določamo jih eksperimentalno):
Trenje material/korito
Trenje material/vijačnica Koef. horizontalnega odpora
Trenje v leţajih ( fHcel )
Odpori zaradi kopičenja in zatikanja
N HqgfLqgF Hcelcelcel
F0 FD
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
145
g (m/s2) - pospešek gravitacije
Lcel (m) - dolţina transporterja
H (m) - višina dviga/spusta materiala
q (kg/m) - metrska masa tr. materiala v
Qq t
6,3 ; Qt (t/h)
POTREBNA MOČ MOTORJA:
kW 36001000
HfLQgvF
P Hcelcel
g
t
g
celM
Določitev aksialne sile na gredi:
Aksialno silo na gredi prevzema aksialni leţaj.
Določamo jo na 2 načina (uporabimo večjo):
na osnovi momenta motorja in
N sin1 celA LqgF
na osnovi empirične ocene trenja ţleb/material
N
1
ss
motA
tgr
MF
Nm 9550n
PM
gm
mot
- Vrtilni moment na gredi polţa
n (min-1
) - Štev. vrtljajev vijačnice
rs = (0,7 – 0,8).D/2 (m) - Radij na katerem prijema teţišče preseka tr.
materiala
) 2
( s
ssr
stg
- dviţni kot vijačnice na radiu rs
111 tg - torni kot stenskega trenja (material / vijačnica)
rs
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 146
Podatki za 1 : 1 = 1,0 – 1,2 - rjavi premog, ţelezova ruda, suha zemlja, koks, gramoz
1 = 0,8 – 0,9 - suhi antracit, pepel, premog, pesek, ţaganje
1 = 0,6 – 0,75 - cement, ţitna moka, suha šota, livarniški pesek
1 = 0,5 – 0,6 - ţitarice, koruza, drobni apnenec
1 = 0,25 – 0,4 - grah, fiţol, laneno seme
Gred kontroliramo na
TORZIJO ( moment na gredi vijačnice MA )
UPOGIB (lastna teţa gredi z vijačnico)
NATEG/UKLON (aksialna sila na gredi FA )
Geometrija vijačnice:
Polni polţ: 73d
D
Trakast polţ: 0,25,1 d
D
Višina vijačnice: 2
dDa
Obseg zun. roba 1 navoja vijačnice: 222 sDOZ
Obseg notr. roba 1 navoja vijačnice: 222 sdON
Polmer zun. kroga za izrez pločevine: arR
Polmer notr. kroga za izrez pločevine: NZ
N
OO
Oar
Kot dela kolobarja za 1 navoj vijačnice: r
O
R
O NZ
180180
rzrn
oz
on
Transportni sistemi-Polţasti transporterji
147
4.1.2 Vertikalni polžasti transporterji
(Horizontalni polţ – material fiksira v ţlebu sila teţe – efekt potujoče matice)
Vertikalni polţ: - rotacija materiala v cevi
- centrifugalna sila – pritisk materiala na cev
- trenje material/stena cevi, prepreči povratno gibanje po
vijačnici navzdol
1- dodajalni polž
2- dovajanje materiala
3- pogon horizontalnega polža
4- vstopna odprtina
5- iztok materiala
6- pogon vertikalnega polža
7- vstopno območje vertikalnega
odseka
1ps
2
krs tggm 2
DmC
stensko trenje matica/cev stensko trenje matica/vijačnica
SESTAVLJENO GIBANJE MATERIALA:
ROTACIJA + DVIGANJE
Centrifugalna
sila
2
2
DmC
2
2
DmC
2
2
DmC
Trenje matica/cev
sCsT s
2
2
Dm
v
= G
C
h
sC
C
G =
linija
vijačn
iceN
K
1
pp
K
N
G
sC
sC N1
1 p
2r = D(m)-premer vijačnice
NK - sila dviganja materiala v cevi
s - koef. trenja (matica/cev)
1 - koef. trenja (matica/vijačnica)
11 tg
p -dviţni kot vijačnice na radiu r
D
stg p
Transportni sistemi-Polţasti transporterji 148
KRITIČNA KOTNA HITROST kr (zagotavlja vzdrževanje višine mat.)
krdej krdej 32
1p
s
kr tgD
g2
1s
1p
s
krkr tgD
g23030n
1min
ndej > nkr
ndej > (2-3)nkr
MOČ MOTORJA:
g
0tM
3600
wHQP
kW
koef. celotnega odpora (5,5-7,5) pšenica
(6,5-8,5) sol
4.1.3 Polžasti transportni boben
nkr – kritično število vrtljajev
B=(D-Dn)/2 = (0,2 - 0,3) (D/2) višina vijačnice transportnega bobna
Dpolţa mm 110 160 250 315 400
n 1min 450 300 250 250 200
Qt h/t 2 9 30 70 180
mH
h/kNQ t
0w
CENTRIFUGALNA SILA 0,3
TEŢA
gm3,02
Dm 2
kr
ndej nkr = 1
2
2
minD
23
D
30g3.02
D5,0s
– korak vijačnice transportnega bobna
Zgradba polžastega transportnega bobna
1- transportna cev 6- zobati venec
2- vijačnica 7- drča
3- podporni valjček 8- izstop
4- leţajni obroč 9- ogrodje
5- pogonski zobnik
Dn
D
s
B
Transportni sistemi-Valjčni transporterji
149
4.2 VALJČNI TRANSPORTERJI
Namen: - za transport komadnih bremen (zaboji, palete, paketi ...)
- moderni transportni pristop v sistemih transportno-skladiščne
logistične funkcije
- kot transportna rešitev med obdelovalnimi točkami pri
proizvodnih linijah
Prednosti: - Enostavna konstrukcija
- Majhna poraba energije
- Fleksibilnost transportne linije (ravne proge, krivine,
kretnice, obračalne mize ...)
- Posebne izvedbe: proga na kolescih, krogelna miza
Sl. 4.1: Elementi sistemov valjčnih transporterjev
Sl. 4.2: Krivine s koničnimi valjčki, kolesci in krogelna miza
Transportni sistemi-Valjčni transporterji 150
Glede na pogonske značilnosti
(A) - Negnani valjčki
(B) - Gnani valjčki -- transportne proge
(C) - Gnani valjčki -- delovne proge
4.2.1 Transporter z negnanimi valjčki Gibanje tovora: - potiskanje (vleka) posameznih komadov ali sklopov
- gibanje pod vplivom lastne teţe
POGOJ TRANSPORTA
m g sin > w, m g cos
tan > w,
izvedeni nagibi: od 1,5% do 3%
Sl. 4.3: Delovanje sil pri transportu z negnanimi valjčki
Valjčki: cev (jeklena ali plastična), vležajenje, nevrteča os
Rotirajoči deli valjčkov naj bodo čim lažji !
Zunanja površina cevi običajno ni mehansko obdelana.
(obdelana površina --> mirnejši tek)
Premeri valjčkov (vezano na cevi): dz = 65 - 159 mm (neobdelani)
dz = 55, 105, 155 mm (obdelani)
Sl. 4.4: Različni sistemi vležajenja valjčkov
Transportni sistemi-Valjčni transporterji
151
Tab. 1: Negnani valjčki (po Spiwakowskem)
Sl. 4.5: Valjčki v težki (a) in zelotežkii izvedbi (b)
Ogrodje valjčkov: Običajno varjene izvedbe iz valjanih ali hladno
oblikovanih profilov ("L", "U", "I" ...). Višina
podpor omogoča dodatno vodenje bremena.
Izvedba valjčka
normalna
težka
Zelo težka
6000
3000
73
20
12000
6000
105
30
25000
12000
155
45
Maks.obremenitev(N)
Priporočljiva obr.(N)
Premer valjčka D (mm)
Premer osi d (mm)
Lastna masa vrtljivih delov (kg)
Dolžina valjčka (mm)
300
400
500
600
700
800
1000
1200
3.4
4.2
5.0
5.7
6.5
7.3
8.8
-
6.4
7.8
9.2
10.6
12.0
13.4
16.3
-
15.8
19.8
21.5
24.4
27.3
30.2
35.9
41.7
Transportni sistemi-Valjčni transporterji 152
Preračun transporterjev z negnanimi valjčki:
Zmogljivost: Qkom = 3600 v / a = 3600 / t1 [kom/h]
Qt = 3,6 Gk v / a [kN/h]
D d
Nagib proge: tan W
Gk
Celotni odpor: W W W W 1 2 3
ODPOR KOTALNEGA TRENJA - W1
koeficient ležajnega trenja
W Gkf
D12 . . [ N ] ročica kotalnega trenja f 1 [mm]
premer valjčka D [mm]
srednji premer kot. ležaja d [mm]
(za drsno vležajenje d = premer osi)
ODPOR TRENJA V LEŢAJU - W2
W G G zk rd
D2 ( . ), . [N] Gr [N] - teža rotirajočega dela enega valjčka
z, - število valjčkov pod bremenom (2-4)
z - število valjčkov na opazovani progi
L [m] - dolžina opazovane proge
ODPOR ZARADI POSPEŠEVANJA VALJČKOV - W3
v [m /s ] - o b o d . h i to s t v a l j a
t [s ]
pot drsenja na obodu valj~ka
pot pospe{evanja na obodu valj~ka
tp
tz
t1
t1
t1
v
v [m/s] hitrost transportiranja
a [m] razdalja med tr. komadi
t1 [s] časov. presledek med kom.
Gk [N] teža transp. komada
Transportni sistemi-Valjčni transporterji
153
Energija vloţena v pospeševanje valjčka: A km vm . .
2
2 km< 1 (km= 0,8 - 0,9)
Ker rotirajoče mase niso
na zunanjem obodu (D)
Odpor zaradi pospeševanja valjčkov: WA z
L
m z v
Lkr
m3
22
. . . .. [N]
masa rot. dela enega valjčka m Gr r / 10 [kg]
POTREBNI NAGIBNI KOT () NEGNANEGA DELA VALJČNE PROGE:
tan.
(.
).. . .
..
,
W
G
f
D
G z
G
d
D
m z v
L Gki
k
r
k
r
km
21
2
Preračun transporterjev z gnanimi valjčki:
a) VALJČNA PROGA
Služi za transport komadnega materiala ob permanentnem vrtenju valjčkov.
Koeficient odpora w, se spreminja na opazovani sekciji transporterja v
odvisnosti od trenutne obremenjenosti proge:
- neobremenjen del proge: wo
d
D
, .
- obremenjen del proge: wf d
D
, . .
2
POTREBNA MOČ POGONSKEGA AGREGATA (za gnani del transporterja)
P L w HmQ
hG z w v
t
g
r o
g
3600 1000.
, . . .
..( . )
,
[kW]
Qt [kN/h] realna zmogljivost ob upoštevanju neenakomernosti nakladanja
g izkoristek gonila
Lh = L cos horizontalna projekcija proge gnanega dela transporterja
Transportni sistemi-Valjčni transporterji 154
H = L sin višinska razlika med začetno in končno točko gnanega dela transp.
nagibni kot gnane proge --> 1) ne sme nastopiti drsenje na
valjčku
tan1 = 1 torni koeficient valjček / breme
z celotno število gnanih valjčkov
v [m/s] delovna hitrost transporterja
Gr [N] teža vrtljivih delov valjčka
Sl. 4.6: Pogon valjčkov z verigo (a) in s pomočjo ozkega transp. traka (b)
Sl. 4.7: Prikaz regulacije gnanega transporterja za preprečevanje kopičenja tr.
materiala
Transportni sistemi-Valjčni transporterji
155
Za slučaj majhnih zmogljivosti (sočasno na gnani valjčni progi samo 1 transp.
komad)
zL Q
vzkom
Tt
Lv
Q
komkom
kom
1 3600 3600
1 1.
.
dobimo zahtevano moč pogona gnane valjčne proge:
Pz G w G z w v
mkom k r o
g
( . . . . ).
.
, , ,
1000 [kW]
Pogosto dimenzioniramo pogon in elemente gnane valjčne proge na maksimalni
moment, ki nastopi na enem valjčku (M')
M G wk G w
z r oDu k' . . '
'
' '. . 2
[Nm]
ku>1 - faktor neenakomerne porazdelitve
z' - število valjčkov na katerih leži breme
Gk [N] - teža enega transportiranega komada
D [m] - premer valjčkov
b) DELOVNA VALJČNA PROGA (jeklarne, ...)
spreminjanje smeri transportiranja + sunki
Maksimalni pospeški / pojemki so odvisni od sile trenja med valjem in
trasportiranim materialom!
G m ak o k. . max Gk = mk g [N] - teža transportiranega komada
a gomax . mk - masa transp. komada (kg)
g - pospešek gravitacije
va
D
g
Do
max
max. . .
2 2
VALJI: liti, kovani ali iz debelostenskih cevi
POGONI: - posamezni (vsak valj gnan s svojim pogonom)
- skupinski (za skupine valjev skupni pogon)
OGRODJA: masivna (velike nosilnosti, temični vplivi, dinamične
obremenitve, ...)
Transportni sistemi-Valjčni transporterji 156
Sl. 4.8: Posamezni in skupinski pogon valjev
Sl. 4.9: Kovana izvedba valja pri skupinskem pogonu valjev
DOLOČITEV MAKS. VRTILNEGA MOMENTA
. a) pri posameznem pogonu enega valja (motorno gonilo ali motor montiran
direktno na gred valja)
M M M M I Idin v mk m
zD
vu k ' ' ( . )..
' max
2
4 [Nm]
k m
zu k.
' [kg] - masa bremena na 1 valj
D [m] - premer valja
Iv [kg m2] - masni vztrajnostni moment enega valja ( Ivm D . 2
4 )
Im [kg m2] - masni vztrajnostni moment motorja
M' [Nm] - vrtilni moment na 1 valju
M G wk G w
z r oDu k' . .
. . '
'
' 2
Transportni sistemi-Valjčni transporterji
157
b) pri skupinsko gnanih valjih
Statični vrtilni moment na gredi motorja:
M G w G z w G f G G zst k r oDi k k r
d
ig g
( . ' . . ). . ( . )'
. .
.
.2 21
[Nm]
z - število valjev s skupnim pogonom
i - prestava med motorjem in valjem
g - izkoristek gonila
Dinamični vrtilni moment na gredi motorja:
cImzIM mmivD
kvding
.......1
4
2
[Nm]
- kotni pospešek motorja
c > 1 - faktor, ki upošteva mase pogonskih delov (c 1,1)
Ob predpostavki enakomernega pospeševanja pri zagonu določimo
potrebno moč motorja:
30
..
1000max
mdinst nMMP
[kW]
n [min-1] - število vrtljajev motorja
ALTERNATIVNO lahko določamo MOČ MOTORJA tudi samo z ozirom na
statični vrtilni moment --> dodatna kontrola na dopusno varnost dop
M
M
M M M
Mn
st din
Pn
dopm
nm
max
.
9550
Mm - omahni moment motorja
Mn - nominalni moment motorja
(Podatke o Mn in Mm poiščemo v katalogih elektromotorjev.)
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 158
4.3 PNEVMATSKI TRANSPORTERJI
Delitev po DIN 15201:
o Pnevmatski transporterji
o Cevna pošta
o Pnevmatske drče
o Transporterji z zračno blazino
o ZRAK - NOSILEC ENERGIJE ZA TRANSPORT MATERIALA,
KI TEČE PO CEVI
- ODPRTI SISTEMI (običajno)
- ZAPRTI SISTEMI (posebne -zaščitne mešanice plinov)
o TRANSPORTIRANI MATERIAL
- SIPKI (prašnat ali drobnozrnat)
- NELEPLJIV
- premog, koks, lahke rude, pepel, bombaž, žitarice, moka,
žagovina, kalcit, cement ...
o DODAJANJE Glede na tok zraka in prevzem materiala ločimo:
- Tr. material SESAMO skupaj z zrakom v cev:
- PODTLAČNI SISTEM
- Tr. material VSIPUJEMO direktno v cev, kjer teče zrak:
- NADTLAČNI SISTEM
- Tr. material najprej SESAMO nato pa VSIPUJEMO v cev z nadtlakom
- KOMBINIRANI SISTEM
o ODVZEMANJE v LOČILNIKIH in FILTRIH
o UPORABA gradbeništvo, lesna industrija, rudarstvo, energetika,
logistični transportno-skladiščni centri, prehrambena
industrija ...
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
159
PREDNOSTI:
+ transport se vrši v zaprtih ceveh
+ majhne dimenzuje transportne naprave (v območju učinkovanja)
+ enostavno prevzemanje in oddajanje transportiranega materiala
+ povečana ergonomska varnost (ni vrtečih se delov v območju dela)
+ maloštevilnost manipulativnega osebja
+ moţnost popolne avtomatizacije transportnega procesa
+ material se med transportom zrači, suši, hladi, greje
POMANJKLJIVOSTI
-- velika poraba energije na enoto transportiranega materiala (1 - 7 kWh/t)
v primerjavi s transporterji z mehanskim transportom
-- nevarnost onesnaţevanja okolja (okvare filtrov)
-- nezmoţnost transporta lepljivih materialov in materialov z velikimi
razlikami v velikosti zrn
-- velika obraba transportnih cevovodov
Sl. 4.10: Razporeditev udarnih vplivov (obraba) v kolenu pnevmatskega
transporterja
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 160
4.3.1 Osnovni sistemi pnevmatskih transporterjev
o Sesalni sistem
o Tlačni sistem (visosko- in srednjetlačni)
o Sesalno-tlačni sistem
Sl. 4.11: Glavne vrste pnevmatskih transporterjev
a) Sesalni sistem: 1-sesalka, 2-cevovod, 3-zbiralnik, 4-filter, 5-zaporni element,
6-puhalo
b) Visokotlačni sistem: 1-mešalna dodajalna komora, 2-cevovod, 3-zasun, 4-
zbiralnik
c) Srednjetlačni sistem: 1-dodajalno kolo, 2-cevovod, odvajalec
d) Sesalno-tlačni sistem: 1-sesalka, 2-cevovod, 3-sesalna komora, 4-ločilnik
praha (filter)
5-dodajalno kolo, 6-puhalo
a) SESALNI SISTEM
Transport zraka (in materiala) dosežemo z z izsesavanjem zraka z vakuumsko
črpalko.
Najpogosteje jih uporabimo v primerih, ko moramo material samodejno
prevzeti in ga transportirati na zbirno mesto (silos, bunker).
ELEMENTI: vakuumska črpalka, cevovod, sesalka, ločilnk, filter
KARAKTERISTIKE:
- zmogljivost do 400 t/h (posamezni cevovod do 100 t/h)
- dolžina transportiranja do 400 m
- višina transportiranja do 25 m
- poraba zraka 40 do 60 m3/t
- premer cevi 60 do 250 mm
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
161
b) TLAČNI SISTEM
Material dodajamo v tlačni cevovod s krilnim kolesom ali s polžnim
dodajalcem (pri visokotlačnih sistemih) ali pa z gravitacijsko dodajalno
komoro (srednjetlačni sistemi).
ELEMENTI: kompresor z rezervoarjem, cevovod, dodajalna naprava
(krilno kolo, polžasti dodajalec, gravitacijska komora), ločilnk, filter
Sl. 4.12: Gravitacijska dodajalna Sl. 4.13: Dodajalno krilno kolo
komora 1-odprtina za vstop materiala, 2-kolo z
loputami, 3-priklopna cev na tlačni
cevovod
Sl. 4.14: Polžasti tlačni dodajalec
1-lijak bunkerja, 2-tlačni polž, 3-mešalna komora, 4-korito (cev) polža, 5-
zaklopni
ventil, 6-tlačne šobe za zrak, 7-tesnilo gredi
KARAKTERISTIKE:
- zmogljivost do 400 t/h
- dolžina transportiranja do 2000 m
- višina transportiranja do 300 m
- poraba zraka 25 do 75 m3/t
- premer cevi 50 do 350 mm
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 162
c) SESALNO-TLAČNI SISTEM
Kombinacija sesalnega (a) in tlačnega sistema (b)
Omogoča dolge poti transportiranja in hkrati avtomatiziran sesalni
prevzem mate- riala.
Sl. 4.15: Ločilniki (separatorji) za ločevanje transportnega materiala in
transportnega medija: a)ločilnik za sesalni sistem; b) ločilnik za tlačni sistem; c)
ciklon; d) ločilnik z vgrajenim ciklonom
Sl. 4.16: Sesalni pnevmatični transporter za raztovor ladij z
žitom 1-sesalni cevovod, 2-tračni elevator, 3-dodajalec, 4-
ločilnik,5-filter, 6-zračni vod, 7-zasun za prah, 8-polžasti
transporter, 9-puhalo, 10-motor, 11-verižni koritni
transporter
Sl. 4.17: Sesalka
1-material
2-zrak 3-mešanica
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
163
4.3.2 Preračunske osnove pnevm. transporterjev
Na osnovi zahtevane zmogljivosti Qt , poznavanja transpor-
tiranega materiala in izbrane linije transportitanja sledi
- Določitev zračnega pretoka Vzr [m3/s]
- Določitev potrbnega zračnega tlaka p [N/m2]
- Določitev notranjega premera cevovoda d [mm]
Dodatne odpore v krivinah in razcepih upoštevamo z
REDUCIRANO DOLŢINO CEVOVODA Lred [m]
L L L L Lred H V ek kr ek od . . . . [m]
LH - vsota vseh ravnih horizontalnih delov cevovoda
LV - vsota vseh ravnih vertikalnih delov cevovoda
Lek kr. . - vsota ekvivalentnih dolžin vseh krivin cevovoda (T. 1)
Lek od. . - vsota ekvivalentnih dolžin vseh odcepov cevovoda
( Lek.od = 8 m za dvovodne cevne odcepe in prahaste materiale)
Tabela 1: Ekvivalentne dolžine Lek.kr. 90o krivin cevovodov
Vrsta
materiala
Ekvivalentna dolžina Lekv. kr v (m)
pri razmerju R/d
4
6
10
20
zrnati, enakomerno
veliki
prašnati
drobno komadni,
neenakomerno veliki
debelo zrnati, neenakomerno
veliki
4 do 8
5 do 10
6 do 10
8 do 12
-
-
-
-
-
8 do 10
12 do 16
16 do
20
28 do 35
38 do 45
60 do 80
70 do 90
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 164
a) DOLOČITEV POTREBNE HITROSTI ZRAKA
Optimalna izbira hitrosti zraka v cevovodu zagotavlja potrebno gibanje
transportiranega materiala in hkrati ne presega preveč potrebnega zračnega
toka, ki ga zagotavljamo z vlaganjem energije (kompresor, puhalo). Hitrost
zraka pod katero se material poseda je
hitrost lebdenja oz. kritična hitrost
v c akr am
zr
. . '
[m/s]
m - specifična gostota materiala [t/m3]
zr - specifična gostota zraka [kg/m3]
a' - velikost zrna transportiranega materiala [m]
ca - koeficient spec. odpora zrna tr. materiala
v zračnem toku
ca=(10 do 170) pri kroglasti obliki zrn in a' =(0,00001 do 0,07 [m])
(za kroglasta zrna a'=0,005 do 0,07 [m] znaša ca=170)
Tab. 2: Hitrosti lebdenja
Vrsta materiala Karakte- Gostota Nasip.gostota Hitrost lebdenja
ristika (kg/m3) (kg/m3) vkr (m/s)
Pšenica čista 1260 800 9,8
Ječmen čist 1260 650 8,7
Koruza čista -- 730 8,9 - 9,5
Bombažno seme čisto 1060 600 9,5
Laneno seme očiščeno -- 660 5,2
Premog v kosih srednji 1160 620 10,6 - 11,0
Premog v kosih droben -- 750 8,7
Bukova žagovina vlažna 750 -- 6,8
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
165
Gostota zraka: pri atmosferskem tlaku zr 1 2, [kg/m3]
v ceveh pnevm. transporterjev
pri visokotlačnih sistemih zr ' , , 1 6 2 0 [kg/m3]
pri sesalnih sistemih zr ' , , 0 8 0 95[kg/m3]
Hitrost zraka v cevovodu se spreminja obratno sorazmerno od tlaka oz.
gostote zraka. Sesalni in tlačni sistemi:
TLAK ZRAKA SE ZMANJ[UJE V SMERI TRANSPORTIRANJA -->
HITROST IN Z NJO SPOSOBNOST TRANSPORTIRANJA
SE POVEČATA
Na vstopu sesalnega in na izstopu tlačnega sistema upoštevamo
zr 1 0, [kg/m3] = konst.
in določimo hitrost zraka v cevovodu:
v c c Lzr a m a red 1 22. . [m/s]
m - specifična gostota materiala [t/m3]
ca1 - koeficient odvisen od velikosti zrn a' materiala
(glej Tab. 3)
ca2 - koeficient odvisen od stanja materiala materiala
ca2 = (2 do 5).10-5 - manjše vrednosti jemljemo
za suhe in prahaste materiale
Lred - reducirana dolžina cevovoda [m]
Pri sesalnih sistemih lahko drugi člen enačbe (ca2.Lred2) zanemarimo, saj
dolžine cevovoda običajno ne presegajo 100 m.
Tab. 3: Koeficient ca1
Vrsta materiala Maks. velikost zrn ca1
a'
Prahasti 1 do 1000 [m] 10 do 16
Zrnati, enakomerno velik 1 do 10 [mm] 17 do 20
Drobno komadni, enakomerni 10 do 20 [mm] 17 do 22
Srednje komadni, enakomerni 40 do 80 [mm] 22 do 25
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 166
b) ZMOGLJIVOST PNEVMATSKIH TRANSPORTERJEV
Q Vt zr zr m 3 6, . . . [t/h]
zr [kg/m3]
Vzr [m3/s] - volumski pretok zraka
m = (masa materiala)/(masa zraka)
c) DOLOČITEV MEŠALNEGA RAZMERJA
mt
zr zr
Q
V
3 6, . . oz. m
m
zr
G
G
Gm - Teža (ali masa) materiala
Gzr - Teža (ali masa) zraka
Pri večini naprav je mešalno razmerje m odvisno od premera cevi d, zračnega
tlaka p in reducirane dolžine Lred .
Tlak pri sesalnih sistemih: p = 0,2.105 do 0,45.105 [Pa]
Tlak pri srednjetlačnih sistemih: p = 1,3.105 do 2,2.105 [Pa]
Tlak pri visokotlačnih sistemih: p = 2,5.105 do 5,0.105 [Pa]
Sl. 4.18: Mešalno razmerje v odvisnosti od reducirane dolžine pri tlačnih
sistemih.
(1 - suh, lahkotekoč material m = 2,5 - 3,2 [t/m3] )
(2 - vlažen, strgajoč material m = 1,8 - 2,5 [t/m3] )
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
167
Sl. 4.19: Mešalno razmerje pri sesalnem sistemu (za žito)
Tab. 4: Delovna hitrost zraka vzr in mešalno razmerje m (izkustveni podatki)
Vrsta materiala Mešalno razmerje m Delovna hitrost zraka vzr [m/s]
Zrnati material 5 do 25 22 do 26
Cement 20 do 100 9 do 25
Premogov prah 20 do 100 6 do 20
Pesek 3 do 20 30 do 70
d) DOLOČITEV PRETOKA (količine) ZRAKA IN NOTRANJEGA
PREMERA CEVI
Iz zahtevane zmogljivost Qt dobimo potreben pretok zraka Vzr
VQ
zrt
zr m
3 6, . .
[m3/s]
Iz izbrane hitrosti zraka vzr [m/s] in na osnovi Vd
vzr zr2
4
..
dobimo
minimalni notranji premer cevovoda d
dV
v
zr
zr
4.
. [m] oziroma d
Q
v
t
zr m zr
4
3 6
.
. , . . . [m]
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 168
e) DOLOČITEV POTREBNEGA ZRAČNEGA TLAKA V CEVOVODU
Pri transporterjih s TLAČNIM SISTEMOM določamo ZAČETNI TLAK:
p pL v
dz k
red zr .. .
12
[Pa]
Pri transporterjih s SESALNIM SISTEMOM določamo KONČNI TLAK:
p pL v
dk z
red zr .. .
12
[Pa]
d - notr. premer cevovoda [m]
- koeficient odpora čistega zraka v cevovodu
V cevovodu je mešanica zraka in transp. materiala --> korekcija
. m
o Pri SESALNIH SISTEMIH --> je konstanta: 1,5 . 10-7
o Pri TLAČNIH SISTEMIH --> je odvisen od (pomožni koef.)
m red zrL v
d
. . 2
Povezava med in je podana v Sl. 11
Sl. 4.20: Koeficient v odvisnosti od za tlačne sisteme
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
169
V slučaju višinske razlike H na tranportni poti materiala
--> upoštevanje dodatnega pritiska zaradi teţe stebra materiala pH
p g HH zr m . . .* [Pa]
zr*- srednja gostota zraka [kg/m3] v cevi
g 10 [m/s2] - zemeljski pospešek
Ob upoštevanju pk 1.105 [Pa] pri tlačnih sistemih ter pz 1.105 [Pa] pri
sesalnih sistemih dobimo za:
tlačne sisteme tlak na začetku cevovoda
pL v
dpz
m red zrH 10 15
2
.. . .
> 105 [Pa]
(+ pH za transport navzgor)
sesalne sisteme tlak na koncu cevovoda
pL v
dpk
m red zrH 10 15
2
.. . .
< 105 [Pa]
(- pH za transport navzgor)
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji 170
f) POTREBNA MOČ ZA POGON KOMPRESORJA, PUHALA
predpostavka: izotermna kompresija
o Pri TLAČNIH SISTEMIH
Potrebna moč motorja: PA V
miz o
.
.1000 [kW]
Aiz [J/m3] - Spec. delo pri izotermni kompresiji enega m3 zraka
o
oizp
plnpA 1. [J/m3]
po [Pa] - Tlak okolice (po 105 Pa)
p1 [Pa] - Absolutni tlak kompresorja (p1>105 Pa - tlačni sist.)
(p1<105 Pa - sesalni sist.)
p p pb v1 .
pb [Pa] - Pogonski tlak pb = po - pk
pk [Pa] - Absolutni tlakna koncu cevovoda
- Koeficient izgub zaradi dodajanja materiala
( = 1,15 do 1,25 za tlačni sistem)
( = 1,05 do 1,10 za sesalni sistem)
pv [Pa] - Tlačni padec med kompresorjem in mestom dodajanja
pri tlačnih sistemih --> pv 0,3 . 105 [Pa]
- Tlačni padec med črpalnim puhalom in filtrom
pri sesalnih sistemih --> pv 0,02 . 105 [Pa]
Vo [m3/s] - Potrebna količina vsesanega zraka
Vo = Vzr . c
Vzr [m3/s] - Volumski pretok zraka
c - Koeficient izgub zraka v mreži --> c 1,1
- Celotni izkoristek kompresorja --> (= 0,55 do 0,75)
Transportni sistemi-Pnevmatski transporterji
171
o Pri SESALNIH SISTEMIH
Potrebna moč motorja: PA V
miz o
.
.1000 [kW]
Aiz [J/m3] - Spec. delo pri izotermni kompresiji enega m3 zraka
določamo pri sesalnih sistemih v odvisnosti od p1
p1 = po - p1 [Pa]
Tab. 5: Izotropno delo Aiz pri sesalnem sist. v odvisnosti od p1
p1 [Pa] 0,6 . 105 0,7 . 105 0,8 . 105 0,9 . 105
Aiz [J/m3] 46100 40200 34300 26500
g) SPECIFIČNA PORABA MOČI
P
P
Qsp
m
t
t
kWh
Pm [kW] - Moč motorja
Qt [t/h] - Zmogljivost transporterja
Pri pnevmatskih transporterjih se giblje specifična poraba moči med
Psp = 0,6 do 5,0
t
kWh