Патент на изобретение №2170203

(54) КОНВЕЙЕР С ПОДВЕСНОЙ ЛЕНТОЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к ленточным конвейерам с подвесной лентой. Конвейер с подвесной лентой, включающий опорную раму с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, выполненными в виде одиночных труб и огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены роликовые подвески с возможностью их движения по направляющим, искривленным в пространстве. На грузонесущем участке направляющие сближены для увеличения желобчатости ленты. В районе барабанов разведены на расстояние, обеспечивающее прилегание ленты к рабочей поверхности барабанов, каждая роликовая подвеска прикреплена к ленте с помощью двух жестко зажатых с обоих концов амортизирующих спаренных ленточек, параметры которых определяются соотношением S_max= _pB_ленi/(K_неравнK_зап) S_пр.поп, где S_max – максимальное разрывное усилие каждой ленточки в продольном направлении по основе, Н/мм; _p – прочность на растяжение одной прокладки ленточки по основе, Н/мм²; В_лен – ширина ленточки, мм; i – число прокладок в ленточке; К_неравн – коэффициент неравномерности нагружения ленточек; К_зап – коэффициент запаса прочности ленточки на разрыв; S_пр.поп – прочность на растяжение ленты конвейера в поперечном направлении по утку, Н/мм. Расстояние между амортизирующими спаренными ленточками каждой подвески определяется соотношением где L_c – свободная длина ленточки, м; D_б – диаметр приводного и концевого барабана конвейера, м; t – толщина конвейерной ленты, м; – допустимое касательное напряжение конвейерной ленты, МПа; G_-1 – предел выносливости выбранной конвейерной ленты, МПа. Крепление каждой ленточки к борту ленты выполнено более прочным, чем ее крепление к корпусу роликовой подвески. Уменьшаются контактные напряжения, повышается долговечность. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к ленточным конвейерам с подвесной лентой.

Известен ленточный конвейер, включающий опорную раму (став) с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены подвески с возможностью их движения по направляющим [1].

Однако в указанной конструкции опорные ролики подвесок имеют выпуклую сферическую (бочкообразную) форму, а направляющие выполнены в виде желобов (выпуклостью вниз), которые в местах расположения барабанов плавно развернуты вокруг своей оси на угол 180^o, что необходимо для того, чтобы опорные ролики, движущиеся на грузовой ветви по верхним поверхностям желобов, при переходе на холостую ветвь снова оказывались по отношению к желобам сверху. В результате конфигурация, конструкции и узлы крепления желобов оказываются исключительно сложными и нетехнологичными, особенно в случаях, когда конвейер имеет соответствующую проекту кривизну линейной части в плане и в вертикальной плоскости (возможности искривления линейной части на практике оказываются исключительно ценными и могут быть реализованы только в конвейерах с подвесной лентой). Кроме того, такая форма желобов способствует неизбежному накоплению на их поверхностях (контактирующих с опорными роликами) грязи, влаги и просыпей транспортируемого груза.

Известен ленточный конвейер, включающий опорную раму (став) с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены подвески с возможностью их движения по направляющим, причем направляющие выполнены в виде спаренных труб [2].

В данном конвейере направляющие искривлены в пространстве, образуя вогнутую в плоскости, перпендикулярной оси конвейера, форму ленты, причем на грузонесущем участке направляющие сближены для увеличения желобчатости ленты, что обеспечивает максимальную ее загрузку, а в районе барабанов разведены на расстояние, обеспечивающее плотное прилегание ленты на барабанах общепринятой цилиндрической или бочкообразной формы.

Недостатком указанного конвейера является то, что при прохождении барабанов места крепления подвесок касаются обечаек барабанов, что приводит к повреждению как самих подвесок и бортов конвейерной ленты, так и боковых участков барабанов. Кроме того, выполнение направляющих в виде спаренных труб, обеспечивая надежное движение подвесок на любом участке трассы (в том числе и в районе барабанов), существенно усложняет конструкцию конвейера и требует соблюдения высокой точности взаимного расположения труб и резко затрудняет изготовление и монтаж этих наиболее ответственных элементов конвейера.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является конвейер с подвесной лентой [3], включающий опорную раму (став) с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены подвески с возможностью их движения по направляющим, искривленным в пространстве, образуя вогнутую в плоскости, перпендикулярной оси конвейера, форму ленты, причем на грузонесущем участке направляющие сближены для увеличения ее желобчатости, а в районе барабанов разведены на расстояние, обеспечивающее прилегание ленты к рабочей поверхности барабанов.

Недостатком указанного конвейера является то, что жестко закрепленные на бортах ленты опорные элементы роликовых подвесок, проходя искривленные участки в зоне барабанов и будучи твердыми телами, нагружают, деформируют, а в ряде случаев повреждают борта ленты, являющейся наиболее ответственной и дорогой частью конвейера.

В имеющихся на практике случаях некачественного изготовления и монтажа трубчатых направляющих возможны сходы с них роликовых подвесок (например, при недопустимых износах роликов). При этом соскочившие подвески, зацепившись за неподвижные элементы конвейерного става, повреждают борта конвейерной ленты, что также приводит к сокращению ее срока службы.

Кроме того, небольшая величина (база) узла крепления каждой роликовой подвески к борту конвейерной ленты приводит к неизбежным перекосам роликов подвесок при их движении по трубчатым направляющим (особенно на тех участках трассы конвейера, где направление бортов ленты не совпадает с направлением трубчатых направляющих – в максимальной степени это имеет место на переходных участках конвейера) и, как следствие, к повышенному износу роликов и направляющих.

Целью предлагаемого изобретения является уменьшение повреждений конвейерной ленты в местах крепления к ней роликовых подвесок, а также снижение износа роликов и трубчатых направляющих.

Указанная цель достигается тем, что заявляемое изобретение содержит опорную раму (став) с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, выполненными в виде одиночных труб и огибающими приводной и концевой барабаны, а также бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены роликовые подвески с возможностью их движения по направляющим, искривленным в пространстве, причем на грузонесущем участке направляющие сближены для увеличения желобчатости ленты, а в районе барабанов разведены на расстояние, обеспечивающее прилегание ленты к рабочей поверхности барабанов.

Согласно изобретению каждая роликовая подвеска прикреплена к ленте с помощью двух жестко зажатых с обоих концов амортизирующих спаренных пластин (ленточек – в количестве 4 штуки на одну подвеску), которые, в частности, могут быть изготовлены из типовой конвейерной ленты (в том числе из ее отходов). Для предотвращения повреждений бортов конвейерной ленты в местах крепления к ней роликовых подвесок суммарная прочность на растяжение спаренных пластин (ленточек) в продольном направлении (т.е. по их основе) должна быть существенно меньшей прочности конвейерной ленты в поперечном направлении (по утку). При этом необходимо также учитывать, что при работе конвейера пластины (ленточки) каждой роликовой подвески нагружены неравномерно (хотя из практических соображений все ленточки целесообразно выполнять идентичными друг другу). Так, при движении подвески на верхней (грузовой) ветви конвейера нагруженными на растяжение оказываются лишь две нижние ленточки (две верхние ленточки в этом случае могут быть полностью разгружены либо даже воспринимать сжимающие усилия). Кроме того, при движении роликовых подвесок на этом участке конвейера нижняя ленточка каждой подвески, расположенная первой по ходу ленты, также оказывается более нагруженной по сравнению с другой нижней ленточкой этой же подвески, движущейся вслед за первой нижней ленточкой (это объясняется наличием сил трения при движении роликовых подвесок, увлекаемых лентой конвейера).

На основании проведенного экспериментального исследования и с учетом указанной неравномерности нагружения двух спаренных пластин (ленточек) каждой роликовой подвески усилие на разрыв каждой ленточки, выполненной из типовой многопрокладочной конвейерной ленты, определяется соотношением

где S_max – максимальное разрывное усилие каждой ленточки в продольном направлении по основе, Н/мм;
_p – прочность на растяжение одной прокладки ленточки по основе, Н/мм²;
В_лен – ширина ленточки, мм;
i – число прокладок в ленточке;
К_неравн – коэффициент неравномерности нагружения ленточек;
К_зап – коэффициент запаса прочности ленточки на разрыв;
S_пр.поп – прочность на растяжение ленты конвейера в поперечном направлении по утку, Н/мм.

Кроме того, согласно предлагаемому изобретению расстояние между ленточками (вдоль конвейера), с помощью которых каждая подвеска крепится к конвейерной ленте, определяется соотношением

где L_с – свободная длина ленточки, м;
D_б – диаметр приводного и концевого барабана конвейера, м;
t – толщина конвейерной ленты, м;
– допустимое касательное напряжение конвейерной ленты, МПа;
G_-1 – предел выносливости выбранной конвейерной ленты, МПа.

Крепление подвесок к конвейерной ленте с помощью амортизирующих спаренных пластин (ленточек) позволяет многократно увеличить базу крепления каждой подвески к борту ленты (поскольку расстояние между ленточками в предлагаемой конструкции в несколько раз превышает возможную базу крепления роликовых подвесок в конвейере-прототипе). Это, в свою очередь, резко снижает отрывные усилия в местах крепления ленточек к бортам ленты, позволяет повысить точность установки роликовых подвесок на ленте при монтаже конвейера, способствует более плавному движению роликовых подвесок по трубчатым направляющим на всех участках конвейера. В том числе при прохождении роликовыми подвесками криволинейных переходных участков, на которых меняется желобчатость ленты, и по этой причине ее борта оказываются расположенными под некоторым углом по отношению к трубчатым направляющим, а не параллельны к ним, как это имеет место на прямолинейных участках конвейера – на этих ответственных участках “мягко” прикрепленные к подвескам ролики под действием силы тяжести меняют свою ориентацию и, приспосабливаясь к трубчатой направляющей, двигаются по ней практически без заметных перекосов, т.е. при минимальном сопротивлении движению, незначительном износе трущихся пар и отсутствии шума.

Практический результат изобретения заключается в том, что предлагаемая конструкция крепления подвесок к конвейерной ленте посредством ленточек (их оптимальные параметры определяются с помощью приведенных математических зависимостей) позволяет предотвращать порыв дорогостоящей ленты, а обрыв ленточек происходит в заранее заданных местах крепления их к подвескам. При этом, как показала практика, замена оборванных дешевых ленточек производится в короткий срок.

На фиг. 1 показан общий вид конвейера сбоку; на фиг. 2 – то же, вид сверху; на фиг. 3 показано крепление с помощью спаренных амортизирующих пластин (ленточек) одной из роликовых подвесок к борту конвейерной ленты; на фиг. 4 – то же (вид А на фиг. 3); на фиг. 5 показано аксонометрическое изображение спаренных амортизирующих пластин (ленточек) роликовой подвески при прохождении ею барабана (вид с торца барабана).

Конвейер с подвесной лентой включает две укрепленные на стойках 1 и размещенные по обе стороны конвейера продольные балки 2, на которых с помощью кронштейнов 3 смонтированы направляющие 4 (см. фиг. 1 и 2), выполненные в виде замкнутых и вытянутых вдоль конвейера труб. На приводном 5 и концевом 6 барабанах, равных диаметром, размещена бесконечная лента 7, к бортам которой (см. фиг. 3 и 4) посредством двух амортизирующих спаренных пластин (ленточек) 8 равномерно по длине ленты с помощью планок 9 и скоб 10 и 21 прикреплены к корпусу двухроликовые подвески 11, снабженные роликами 12 и 13, обечайка которых имеет вогнутую поверхность, в результате чего ролики охватывают трубчатую направляющую 4 со всех сторон. При этом для обеспечения необходимой прочности и жесткости каждый корпус подвески 11 включает продольную (т. е. расположенную вдоль ленты конвейера) балку 14, имеющую на своих концах отгибы 15, предназначенные для крепления на них амортизирующих спаренных пластин (ленточек) 8, а также поперечную балку 16 коробчатого сечения, снабженную двумя отверстиями, в которых с помощью осей 17, гаек 18, пружинных шайб 19 и стопорной планки 20 смонтированы ролики 12 и 13, каждый из которых включает по два подшипника и лабиринтных уплотнения.

Для приведения ленты 7 в движение на валу приводного барабана 5 смонтирован привод 21 (см. фиг. 2). Вблизи барабанов 5 и 6 (см. фиг. 2), имеющих цилиндрическую форму, трубчатые направляющие 4 выполнены с отгибами в сторону от оси конвейера, в результате чего корпуса роликовых подвесок 11 оказываются разведенными друг от друга (по ширине ленты) на расстояние L_оп (см. фиг. 3). Кроме того, радиус изгиба трубчатых направляющих 4 в районе барабанов 5 и 6 незначительно превышает (на практике на 3-5 см) радиусы этих барабанов, благодаря чему борта ленты 7 оказываются приподнятыми по отношению к образующей барабана, что предотвращает возможное просыпание транспортируемого груза при прохождении лентой барабанов и исключает возможность касания их обечайки подвесками.

Конвейер работает следующим образом. При вращении с помощью привода 21 приводного барабана 5 ленте 7 придается поступательное движение (вправо на фиг. 1), в результате чего она увлекает за собой прикрепленные к ее бортам корпуса роликовых подвесок 11, которые с помощью смонтированных на них опорных роликов свободно катятся по трубчатым направляющим 4. При движении корпусов роликовых подвесок 11 на прямолинейных участках конвейера смонтированные на них амортизирующие спаренные пластины 8 (выполненные, например, из полосок или отходов типовой конвейерной ленты), смягчая динамические воздействия ленты на подвески, оказываются в одной плоскости по отношению друг к другу. Попадая же в зону изгиба ленты на переходных участках (т.е. там, где лента плавно меняет желобчатость – от максимальной в средней части конвейера до минимальной вблизи барабанов) и особенно при движении ленты на самих барабанах (где желобчатость ленты исчезает полностью), каждая из амортизирующих спаренных пластин 8 поворачивается вокруг своей оси (фиг. 5), что приводит к снижению статического воздействия подвески на ленту, в частности резко снижает нагрузки в самых напряженных и ответственных элементах конвейера – местах креплениях подвесок к бортам ленты.

Технико-экономические преимущества заявляемого изобретения заключаются в том, что крепление подвесок к конвейерной ленте с помощью амортизирующих спаренных пластин (ленточек), а не путем непосредственного размещения на ее бортах жестких роликовых подвесок позволяет в случае аварийных ситуаций (связанных, например, со сходом с трубчатых направляющих роликовых подвесок – в любом рельсовом транспорте подобные ситуации, как показывает практика, возможны, хотя и встречаются редко) предотвратить порывы бортов дорогостоящей конвейерной ленты, стоимость которой достигает 70% от стоимости всего конвейера и более.

Указанному свойству амортизирующих спаренных пластин (ленточек) сохранять ленту конвейера от возможных порывов в местах крепления к ней роликовых подвесок способствует также то, что прочность каждой из ленточек в продольном направлении выбирается существенно меньшей прочности самой ленты, причем крепление каждой ленточки непосредственно к борту ленты выполняется более прочным (на фиг. 3 и 5 – с помощью 3-х скоб), нежели крепление каждой ленточки к корпусу роликовой подвески (с помощью всего 2-х скоб), в результате чего в аварийной ситуации дополнительно гарантируется, что лента конвейера окажется неповрежденной, а обрыв ленточек произойдет в самом неответственном и доступном для последующего ремонта месте.

Наконец, значительное увеличение расстояния (базы) между точками крепления ленточек каждой подвески к ленте и обусловленная этим эластичность узлов “подвеска – борт ленты” (в сравнении с небольшой и жесткой базой крепления роликовых подвесок прототипа) практически исключают перекосы роликов подвесок при их движении по трубчатым направляющим, в том числе на тех участках трассы конвейера, где направление бортов ленты не полностью совпадает с направлением трубчатых направляющих (что в максимальной степени имеет место на переходных участках конвейера).

Это обстоятельство, а также правильно подобранные в соответствии с приведенными выше формулами геометрические параметры конвейера позволяют уменьшить контактные напряжения между роликами и трубчатыми направляющими и существенно повысить долговечность этих взаимно контактирующих друг с другом исключительно ответственных элементов конвейера.

Источники информации
1. СССР N 206386, МКИ В 65 G 15/08, БИ N 24, 1967 г.

2. СССР N 1795952, МКИ B 65 G 15/08, БИ N 6, 1993 г.

3. РФ N 2118285, МКИ B 65 G 15/60, БИ N 24, 1989 г.

Формула изобретения

1. Конвейер с подвесной лентой, включающий опорную раму с закрепленными на ней по обе стороны конвейера замкнутыми направляющими, выполненными в виде одиночных труб и огибающими приводной и концевой барабаны, и бесконечную конвейерную ленту, на бортах которой равномерно закреплены роликовые подвески с возможностью их движения по направляющим, искривленным в пространстве, причем на грузонесущем участке направляющие сближены для увеличения желобчатости ленты, а в районе барабанов разведены на расстояние, обеспечивающее прилегание ленты к рабочей поверхности барабанов, отличающийся тем, что каждая роликовая подвеска прикреплена к ленте с помощью двух жестко зажатых с обеих концов амортизирующих спаренных ленточек, параметры которых определяются соотношением

где S_max – максимальное разрывное усилие каждой ленточки в продольном направлении по основе, Н/мм;
_p – прочность на растяжение одной прокладки ленточки по основе, Н/мм²;
В_лен – ширина ленточки, мм;
i – число прокладок в ленточке;
К_неравн – коэффициент неравномерности нагружения ленточек;
К_зап – коэффициент запаса прочности ленточки на разрыв;
S_пр.поп – прочность на растяжение ленты конвейера в поперечном направлении по утку, Н/мм.

2. Конвейер по п.1, отличающийся тем, что расстояние между амортизирующими спаренными ленточками каждой подвески определяется соотношением

где L_с – свободная длина ленточки, м;
D_б – диаметр приводного и концевого барабана конвейера, м;
t – толщина конвейерной ленты, м;
– допустимое касательное напряжение конвейерной ленты, МПа;
G_-1 – предел выносливости выбранной конвейерной ленты, МПа.

3. Конвейер по п.1 или 2, отличающийся тем, что крепление каждой ленточки к борту ленты выполнено более прочным, чем ее крепление к корпусу роликовой подвески.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 32-2001

(73) Патентообладатель:

ООО Многопрофильная производственно-коммерческая компания “ЕВРО-ИНВЕСТ” (RU)

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 20.09.2001 № 13139

Извещение опубликовано: 20.11.2001