ПРУТКОВІ КОНВЕЄРИ

Виконання найбільш трудомісткого процесу виробництва цукрового і кормового буряку – збирання, здійснюється бурякозбиральними машинами, невід’ємною складовою яких є комплекс сепаруючих конвеєрів.

Конвеєри-сепаратори відносяться до основних робочих органів коренезбиральних машин. Від якості виконання технологічного процесу очистки коренеплодів від ґрунту залежить продуктивність, повнота та своєчасність збирання врожаю, можливість його подальшого зберігання та раціонального використання, механічна ерозія ґрунту, кількість транспорту для перевезення зібраної з поля маси продукції, тощо.

Конструктивно прутковий конвеєр-очищувач – це два нескінчені, в основному паралельні, тягові органи (ланцюги, паси), з’єднані між собою поперечними прутками. Очищення вороху коренеплодів відбувається внаслідок просіювання ґрунту між прутками, при транспортуванні вороху верхньою поверхнею полотна. Двоконтурний прутковий конвеєр складається з двох нескінченних пруткових стрічок, встановлених паралельно. Ворох коренеплодів рухається між двома робочими поверхнями утвореними полотнами. Комбінований прутковий конвеєр містить в собі комбінацію одноконтурного нескінченного полотна та встановлених над транспортуючою поверхнею очисних щіток, що забезпечують підвищення ступеня очистки.

Найбільш ефективними для транспортування коренеплодів й сепарації матеріалу є пруткові конвеєри. При високій повноті сепарації, вони мінімально пошкоджують продукцію, мають високу пропускну здатність, найменш чутливі до зміщень маси вороху при русі машини тощо.

Перевагами пруткових конвеєрів є їх простота і дешевизна конструкції, висока транспортувальна здатність, висока якість виконання технологічного процесу очистки коренеплодів, здатність переміщення вороху на великі відстані та висоту, простота в ремонті та обслуговуванні, незначний опір руху, невелика питома вага частин, що рухаються, а також менші, у порівнянні з іншими транспортерами, витрати енергії.

Рис.3.3. Пруткові транспортери.

Всі наведені фактори привели до того, що прутковим конвеєрам надається перевага у комплектації на більшості вітчизняних і закордонних бурякозбиральних машинах, де він залишається основним робочим органом.

Рис.3.4. Пруткові полотна та бурякозбиральна машина в роботі

Залежно від типу тягового органу чи з’єднувальної ланки, яка формує конструкцію пруткові полотна поділяють на чотири типи: гачкові, втулкові, втулково-роликові та пасові. Широке розповсюдження в сучасних вітчизняних бурякозбиральних машинах отримали пруткові конвеєри, тяговим і несучим органом яких є втулкові і втулково-роликові ланцюги та паси (рис. 1.4), конвеєри на основі гачків були зняті з виробництва із-за низької надійності, тому сьогодні майже не використовуються в бурякозбиральних машинах.

Рис.3.5. Класифікація пруткових конвеєрів за типом тягового органу

Прутковий конвеєр складається із нескінченого пруткового полотна, що рухається безперервно навколо двох валів із зірочками (шківами), один з яких є приводним. Для формування напрямку руху застосовуються напрямні ролики, що одночасно виконують підтримуючу функцію на довгих ділянках. Ворох коренеплодів поступає зі сторони пасивного валу та проходить шлях рівний довжині верхньої гілки конвеєра та скидається при її згинанні. В деяких випадках на прутки встановлюються скребки, що дозволяє встановлювати конвеєр такого типу з більшим кутом нахилу до горизонту.

Рис.3.6. Прутковий конвеєр на основі

втулково-роликового ланцюга:

1 – ведучий вал; 2 – втулково-роликовий ланцюг;

3 – натяжний ролик;

4 – ведений вал; 5 – клапан;

6 – пруткове полотно; 7 – пруток

Очищення вороху відбувається за рахунок просіювання частинок ґрунту між прутками. Втулкові полотна складаються з литих ланок, пруткових секцій й замків скобоподібної форми. Перевага цих полотен полягає в тому, що в процесі роботи зношуються лише ланки й замки, а пруткові секції практично не зношуються.

При складанні конвеєрів на базі стандартних втулково-роликових ланцюгів з кроком 38,1мм (найбільш поширених у вітчизняних бурякозбиральних машинах) замість осей в отвори втулок ланцюга встановлюють калібровані прутки діаметром 10,9мм, виступаючий кінець якого розвальцьовують; втулки запресовують у вушка пластин внутрішніх ланок з натягом;
між кожними двома сусідніми прутками приварюють металеві пластинки, що виступають як обмежувачі, забезпечуючи необхідну жорсткість полотну, тому елементи конвеєра працюють узгоджено. На втулки з метою зменшення зношування зубів зірочок вільно одягають ролики. Якість посадки при закріпленні втулок і прутків відіграє вирішальну роль у забезпеченні працездатності таких конвеєрів, оскільки недостатньо туге запресовування приводить до ослаблення втулок і прутків, котрі в процесі роботи можуть провертатися у вушках пластин і, як наслідок, інтенсивно їх розробляти. Між прутком і втулкою, а також між пластинами повинні бути незначні зазори для проходження змащувального матеріалу всередину шарніру.

Пасові полотна, що використовуються як гнучкий елемент, це зубчаті або гладкі прогумовані паси, на яких монтують прутки. В цих полотнах відсутні деталі, що труться, тому їх довговічність вища у порівнянні з полотнами інших типів.

Форму і параметри пруткового конвеєра вибирають залежно від схеми компоновки агрегату і необхідної продуктивності. Найбільш перспективні з точки зору довговічності є елеваторні полотна, що змонтовані на зубчастих або гладких прогумованих пасах. В цих випадках виключається тертя ковзання в шарнірах ланцюгів, однак інтенсивний знос відбувається в місцях контакту зірочок з полотном. При роботі конвеєрів при дії значних динамічних навантажень, як правило, застосовуються ланцюгові тягові органи.

Бурякозбиральні машини працюють у важких грунто-кліматичних умовах та режимах роботи, які спричиняють їхні часті поломки і простої для ліквідації несправностей, що різко знижує їх техніко-екслуатаційні показники. Для виявлення причин відмов та руйнування конструкцій мобільних сільськогосподарських машин розглядають їх експлуатаційну навантаженість, яка характеризується сукупністю статистичних показників процесів, що проходять у машинах, її системах і агрегатах в умовах звичайної експлуатації у всіх природно кліматичних зонах, для яких машина призначена. Експлуатаційна навантаженість є основою оцінки показників надійності машини у процесі її проектування, доробки і модернізації.

Експлуатація коренезбиральних машин показала, що пруткові конвеєри повністю задовольняють технологічний процес, проте їх термін роботи не перевищує одного-двох сезонів роботи.

Конвеєрні ланцюги працюють у важчих умовах порівняно з приводними. Крім того, що вони передають рухоме зусилля від приводної зірочки, на них задіюється додаткове зусилля від транспортованого вантажу та скребків. Виникають додаткові навантаження внаслідок зміни довжини ланцюгових контурів, допустимого кутового та осьового зміщення зірочок, перекосу валів.

На роботу конвеєрних тягових органів впливають додаткові фактори, обумовлені особливостями роботи конвеєрів. Умови в яких працюють пруткові конвеєри є надзвичайно важкими. Адже абразивність середовища, грунто-клімтичні умови, пил, роса, рослинні рештки, сторонні елементи, що випадково потрапили в транспортувально-сепаруючу зону створюють дійсну консистенцію факторів, що впливають на ефективність роботи пруткових конвеєрів.

Ланцюгові ланки пруткового транспортера коренезбиральних машин працюють у парі тертя метал-метал в умовах значного абразивного зношування. Спостерігається нерівномірне зношування всередині шарніра, зношується пруток та внутрішня поверхня втулок, при цьому осі втулок зміщуються, і, як наслідок, зміщуються осі роликів відносно зовнішніх ланок. Це веде до збільшення кроку, через що знижується працездатність передачі. Таке зношування не збільшує кроку внутрішніх ланок, оскільки втулки закріплені в отворах пластин цих ланок. При виробленні всередині шарніра від 1,5-3мм конвеєр стає повністю непридатним для подальшої експлуатації, оскільки ослаблюється кріплення прутків у втулках.

Найчастіше пруткові конвеєри на базі втулково-роликового ланцюга виходять з ладу через збільшення довжини ланцюга, яке у свою чергу залежить від питомого тиску на опорну поверхню валика, відносного повороту ланок на зірочках і відсутність доброго змащування.

Збільшення кроку ланцюга, веде до порушення зачеплення і можливого зіскакування ланцюга із зірочок, в результаті чого з’являється загроза розриву. Збільшення кроку виникає як через зношування у шарнірах, так і через ослаблення або порушення щільності посадки, тобто запресовки прутків і втулок в отвори пластин. Тоді прутки і втулки починають провертатися та інтенсивно розробляти отвори пластин, через це збільшується крок тих ланок, у яких проявляється подібне зношування. Таке збільшення кроку ланцюга не входить у збільшення кроку, що відбувається внаслідок експлуатаційного зношування у шарнірах. Спостерігається також руйнування роликів і втулок, іноді воно відбувається як місцеве викришування. Найреальніше запобігти такому руйнуванню – це використати стійкі матеріали.

Потрапляння каменя у полотно пруткового конвеєра викликає поломку прутків, заклинювання полотна і т.п. Досить часто можлива інша ситуація, що камінь, який застряг між прутками конвеєра, не викликає ні поломки, ні заклинювання, а може пошкодити покриття поверхні прутків, через що утворюється місце налипання ґрунтової маси, поступове накопичення якої викликає його зупинку.

Причиною зношування зубів зірочок є також удари. Пом’якшити удари ланок ланцюга до зубів зірочок, а також знизити температуру нагрівання шарнірів і працюючого ланцюга в цілому можна завдяки достатньому змащуванню. У такому випадку виключається також прокручування прутків і втулок у вушках пластин, завдяки зниженню крутного моменту у шарнірі ланцюга, що виникає при зачепленні із зірочкою. При неправильному виконанні ланцюга або монтажу спостерігаються значні перекоси і зміщення зірочок, що унеможливлює нормальну роботу конвеєра.

Зовнішній вплив на конструкцію включає характер навантажень, що характеризується наступними складовими: статичні навантаження, максимальні динамічні зусилля і стохастичні навантаження.

Динамічні навантаження є явищем небажаним і відносяться до суттєвих факторів, що прискорюють спрацювання полотна конвеєра і елементів приводу. На рисунку 3.6. показано дефекти елементів конвеєра і приводу основними причинами яких є фактор динамічного впливу.

У період неусталених режимів роботи тягові елементи пруткового конвеєра перебувають під дією динамічного навантаження. Відомо, що значні динамічні навантаження спостерігаються при пуску конвеєра, виходу його на робочі швидкості, а також при зупинці чи заклинюванні полотна.

Під час перехідних процесів, що діють у приводних механізмах через пружні коливання, що виникають при навантаженні механізму, реальні навантаження значно відрізняються від статичних, як за величиною, так і за характером зміни. Дійсний характер навантаження механізмів, що включає технологічні і динамічні навантаження, що виникають при різних режимах роботи, необхідно знати для того, щоб виготовити надійні конструкції машин з найменшими витратами, а при експлуатації досягнути найбільшої продуктивності за рахунок обґрунтованого використання резервів міцності і потужності.

У механізмах конвеєрів бурякозбиральних машин динамічні навантаження відіграють вирішальну роль [28]. Пружні ланки конвеєрів – ланцюги, паси – деформуються під дією зовнішніх навантажень, а робочі елементи конвеєра (маси) здійснюють крім основного руху малі коливання, тобто переміщуються з різними миттєвими швидкостями, і кожна з мас у деякі моменти часу випереджає сусідню або відстає від неї. Відповідно до цього змінного руху маси між собою періодично стискуються або розтягуються із збільшенням чи зменшенням сил відносно зусилля, що передається. Змінна складова сил або моментів при пружних коливаннях може бути настільки великою, що сумарні миттєві значення їх можуть значно перевищити статичні та інерційні навантаження і призвести до перевантажень і руйнації окремих елементів конструкції. Крім цього, більшість руйнувань деталей машин має характер втомленості і відбувається у результаті дії динамічних навантажень [29, 30].

Нерівномірність руху ланцюгів пруткового конвеєра викликана не тільки кількістю зубців тягових зірочок, а також внаслідок крутних коливань приводного валу, спричинених зміною збуджуючого моменту, викликаного нерівномірністю руху приводного валу та розмірних характеристик ланцюгів.

Рис.3.7. Дефекти елементів пруткового конвеєра:

а – деформація прутків та зламування зубів скребків;

б – зношування і деформаціязубців зірочок; в – розриви елементів тягового ланцюга

Частота коливального руху полотна пруткового конвеєра, амплітуда і фаза коливань можуть значно відрізнятися залежно від жорсткості тягового органу, його конструктивних особливостей, розподілу ваги, довжини, натягу, лінійної швидкості і нахилу конвеєра, розмірів і форми траси та інших характеристик.

Працездатність всієї конструкції конвеєра, особливо при дії динамічного навантаження, суттєво залежить від пружних властивостей тягових елементів.

Ланцюг як пружний елемент під дією розтягуючої сили видовжується, величина видовження залежить від конструкції, розмірів, матеріалу, технології виготовлення і виду спряжень деталей самого ланцюга. Пружне видовження ланцюга обумовлене як контактними деформаціями у шарнірах, так і деформаціями пластин; із збільшення розтягуючого зусилля жорсткість ланцюга збільшується. Експериментальні дослідження показують, що ланцюги одного і того ж кроку, але різного виготовлення мають різну жорсткість.

Розрахунок основних параметрів пруткового конвеєра

1.1. Розрахунок та вибір робочого та тягового органу.

Продуктивність кН/год.

Об’ємна маса вантажу кН/м.

Швидкість транспортування м/с.

Кут нахилу транспортера

Висота на яку підіймається вантаж м.

Вантаж несортований, найбільший розмір вантажу мм.

1.1.Визначення ширини настилу

м

де , , - коефіцієнт заповнення настилу.

Для шматкових вантажів при заданих розмірах шматків, одержуючи ширину настилу перевіряємо.

мм.

- коефіцієнт для рядового вантажу приймаємо з табл. мм, а висоту нерухомого борта мм.

Перевіряємо швидкість транспортування вантажу:

м/с

Приймаємо швидкість транспортування вантажу 0.25 м/с

1.2.Визначаємо погонне навантаження:

Приймаємо для середніх умов роботи коефіцієнти опору руху ходової частини на катках з опору руху ходової частини на котках з підшипниками ковзання , при огинанні ланцюгами зірочок і .

, де , кут нахилу конвеєра.

; , отже , отже найменший натяг буде у точці 2.

Приймаємо Н.

Натяг у послідуючих точках конвеєра буде():

Визначимо довжину транспортування:

м

Визначення окружної сили на приводних зірочках.

1.3.Кінематичний розрахунок.

кВт

Рис.3.8. Схема дії сил натягу

За потужністю вибираємо найбільш більший двигун 4А80В6УЗ кВт; хв^-1; кг.

Вибір тягового ланцюга.

Пластинчасті ланцюгові конвеєри, як правило виготовляють дволанцюгові.

Крок ланцюгів приймаємо мм, конструкція ланцюгів – втулково-роликові типу 2. Швидкість ланцюгів 0.25 м/с.

Н

прискорення ланцюгів.

м/с²

- маса елементів конвеєра, що рухаються.

кг.

Руйнівне зусилля

Н

Вибираємо ланцюг М-20-2 з руйнуючим навантаженням кН, мм.

Визначаємо розміри елементів зірочки конвеєра.

Геометрична характеристика зачеплення.

При зірочки виготовляють одноходовими.

мм.

визначення передаточного числа привода.

Кількість обертів приводних зірочок

хв^-1

Передаточне число приводного механізму

Приймаємо двоступінчастий редуктор та відкриту зубчасту передачу.

Вибираємо редуктор Ц2Н-500 з передаточним числом

Передаточне число відкритої зубчастої передачі:

Поиск по сайту: