Производительность машин непрерывного транспорта

Лекция 4.

Режимы работы, классы использования и условия эксплуатации машин непрерывного транспорта

Работу конвейера характеризуют следующие факторы:

- фактическое (эксплуатационное) время работы;

- нагрузки, действующие на конвейер и его элементы при обеспечении заданной производительности и продолжительности их действия;

- условия производства и окружающей среды, в которых работает конвейер.

Совокупность этих показателей определяет классы использования, расчетные и эксплуатационные режимы работы конвейера.

Режимы работы конвейеров.

Известно, что срок службы машины зависит как от конструкции, так и от интенсивности использования этой машины и её отдельных элементов.

В чем смысл режима работы? Режим работы конвейера – комплексная характеристика, учитывающая характер внешних нагрузок и интенсивность использования машины во время ее эксплуатации.

Классификация по режимам работы имеет большое значение. Она дает возможность подобрать определенный конвейер, механизм или сборочные единицы и поэтому служит основой взаимоотношений между потребителем и изготовителем.

Расчетчик и конструктор получают исходные данные для проектирования с учетом эксплуатации, чтобы обеспечить требуемый уровень безопасности, долговечности и надежности.

Характеристика «режим работы» является определяющей при выполнении расчетов на прочность, выносливость деталей механизмов и металлоконструкций, при выборе стандартных изделий (канаты, тормоза, редукторы и т. д.).

Различают пять режимов работы конвейеров: ВЛ – весьма легкий; Л – легкий; С – средний; Т – тяжелый; ВТ – весьма тяжелый (табл.2).

Основными показателями для определения режима являются классы использования конвейера по времени (В) и производительности (П) для всех видов конвейеров.

Класс использования по времени устанавливается по табл. 1.

 

Таблица 1. Класс использования по времени

 

Время фактической работы конвейера	Класс использования по времени
	В1	В2	В3	В4	В5
В сутки, ч	До 5	Св. 5 до 8	Св. 8 до 16	Св.16 до 24	24
В год, ч	До 1600	Св. 1600 До 2500	Св. 2500 до 4000	Св. 4000 до 6300	Св.6300 до 8000

 

Таблица 2. Характеристика режимов работы конвейеров

 

Время работы конвейера в сутки	Класс использования конвейера по времени	Режимы работы конвейера	Примеры использования конвейеров
Менее одной смены	В1	ВЛ	Периодически работающие конвейеры (на отдельных секциях склада, для уборки стружки и т.д.)
Одна смена Две смены Три смены	В2 В3 В4	Л, С С, Т Т, ВТ	Конвейеры всех видов, непрерывно работающие (в заданное время) на предприятиях различных отраслей промышленности
Круглосуточно	В5	ВТ	Конвейеры для непрерывных технологических процессов

 

Производительность машин непрерывного транспорта

Производительность машин непрерывного транспорта – количество материала, проходящего через данное сечение рабочего элемента в единицу времени.

Различают техническую и эксплуатационную производительности.

Техническая (паспортная) производительность – это количество груза, перемещаемого в единицу времени при полном (предусмотренном расчетом) заполнении грузонесущего элемента машины и при сохранении паспортной рабочей скорости. Эта производительность определяется техническими параметрами машины и свойствами перемещаемого груза.

По значению технической производительности определяют параметры машин, обеспечивающих эту производительность (размеры грузонесущего элемента, рабочая скорость), поэтому ее называют также расчетной или конструктивной.

Эксплуатационную производительность определяют с учетом конкретных условий эксплуатации (степени заполнения грузонесущего элемента и использования машины во времени). Эта производительность меньше технической.

Техническая и эксплуатационная производительности связаны между собой соотношением, которое выражается общим эксплуатационным коэффициентом kэ:

где kэ – общий эксплуатационный коэффициент; при непрерывной работе с нормальной загрузкой kэ = 1, при неполной нагрузке и простоях kэ < 1:

где kн – коэффициент неравномерности загрузки машины; kв – коэффициент использования по времени; kг – коэффициент готовности машины.

Основной характеристикой транспортирующей машины является ее производительность - объемная (V, м3 /ч), массовая (Q, т/ч), штучная (Z, шт/ч) (рис.1).

Рис. 1. Виды производительности МНТ

Весовая (массовая) производительность. Считаем, что материал движется сплошным непрерывным потоком (рис. 2) со скоростью v, м/с, насыпная плотность материала , кг/м3.

Рис. 2. Площадь сечения потока груза

Площадь поперечного сечения потока груза на несущем органе F, м2.

Среднее количество груза на единице длины в 1 м, или погонная масса, кг/м,

секундная производительность, кг/с,

тогда часовая производительность, кг/ч,

либо, т/ч,

Так как

тогда окончательно производительность, т/ч,

где F, м2; v, м/с; , кг/м3;

Производительность, т/ч, можно также записать в следующем виде:

где F, м2; v, м/с; , т/м3.

Объемная производительность, м3/ч,

где F, м2; v, м/с.

Штучная производительность, шт/ч,

где а – расстояние между штуками (отдельными единицами груза), м.

Транспортирующая машина характеризуется также длиной транспортирования L и углом наклона конвейера. По аналогии с грузоподъемными машинами введено пять режимов работы конвейеров: весьма легкий, легкий, средний, тяжелый и весьма тяжелый.

Требуемая мощность двигателя. Тяговый орган ленточных и цепных конвейеров движется по замкнутому контуру, который может включать в себя прямолинейные и криволинейные (в поворотных пунктах) участки. На каждом из них он испытывает сопротивления движению, для преодоления которых на приводном барабане или звездочке создается тяговая сила Ft.

Требуемая мощность двигателя для привода конвейера

где η - к.п.д. привода, включающего обычно двигатель, редуктор, соединительные муфты и приводной барабан.

Использование конвейера по времени характеризуется коэффициентами Kв.с и Kв.г

Kв.с = tп.с / tс = tп.с / 24,

Kв.г = tп.г / tг = tп.г / 8760,

где tп.с и tп.г – плановое время работы конвейера в сутки и в год;

tс и tг – календарное время (количество часов в сутки и в год).

Расчетный коэффициент фактического использования конвейера по времени Kв

где tм – время фактической (машинной) работы конвейера, час;

tп – заданное плановое время работы конвейера, час.

В зависимости от значений коэффициентов Kв.с, Kв.г, Kв и количества времени работы существует пять классов использования конвейеров по времени работы в сутки и в год: В1; В2; В3; В4; В5 (табл.1).

Классы использования конвейера по производительности характеризуются общим коэффициентом загрузки:

где Qcр и Qmax – средняя и максимальная массовые производительности конвейера, т/час;

Zc и Zmax – средняя и максимальная штучные производительности, шт/час.

Максимальной считается такая производительность, которую можно обеспечить при полном использовании загрузочного устройства (питатель, загрузчик и т. п.), т. е., конвейер не сможет переместить больше, чем на него может погрузить установленное перед ним загрузочное устройство при своей наибольшей производительности.

Средняя производительность конвейера:

где Qi – производительность конвейера в определенный промежуток времени τi (час) в общем периоде рабочей смены, т/час;

tсм=Στш –общее машинное время работы конвейера в смену, час.

Подобным образом определяется средняя штучная производительность Zc (шт./час).

В зависимости от значений коэффициента загрузки Kп существует три класса использования конвейера по производительности: П1; П2; П3.

Зная коэффициент загрузки, можно определить класс использования по производительности (табл. 3).

 

 

Таблица 3. Класс использования по производительности

 

Класс использования по производительности	П1	П2	П3
Коэффициент загрузки K П	До 0,25	Св.0,25 до 0,63	Св.0,63 до 1,0

 

Режимы работы конвейеров определяются по сочетаниям классов использования по времени и производительности (табл. 4).

Таблица 4. Режимы работы

 

Класс использования по времени	Класс использования по производительности
	П1	П2	П3
В1 В2 В3 В4 В5	ВЛ Л С Т Т	ВЛ Л С Т ВТ	Л С Т ВТ ВТ

 

Классы использования конвейера по грузоподъемности при транспортировании штучных грузов характеризуются коэффициентами максимальной Kм.н и эквивалентной Kэ.н загрузки. В зависимости от значений этих коэффициентов существуют три класса использования конвейера по грузоподъемности Н1; Н2; Н3.

Использование конвейера по нагружению (натяжению) тягового элемента характеризуется коэффициентами максимального Kм.ц и эквивалентного Kэ.ц натяжения, в зависимости от величин этих коэффициентов существуют три класса использования конвейера по нагружению тягового элемента Ц1; Ц2; Ц3.

Классы использования конвейера по грузоподъемности (Н) и по натяжению тягового элемента (Ц) являются дополнительными признаками и учитываются в поверочных расчетах, сравнительном анализе конвейеров, в расчетах долговечности элементов конвейера.