Загальні відомості про транспортуючі машини

Загальні відомості про транспортуючі машини

1. Роль і значення транспортуючих машин

За принципом дії підйомно-транспортні машини розділяють на дві самостійні конструктивні групи: машини періодичної і неперервної дії. До перших відносяться вантажопідйомні крани всіх типів, ліфти, засоби напольного транспорту (візки, навантажувачі, тягачі), підвісні рейкові і канатні дороги (періодичної дії), скрепери та інші подібні машини, а до других (їх також називають машинами безперервного транспорту і транспортуючими машинами) - конвеєри різних типів, пристрої пневматичного і гідравлічного транспорту та подібні їм транспортуючі машини. Машини періодичної дії характеризуються періодичною подачею вантажів, переміщенням їх окремими порціями, обумовленими вантажопідйомністю машини. При цьому завантаження і розвантаження проходять при зупинці машини і лише іноді на ходу, під час переміщення вантажу.

Цикл роботи машини періодичної дії складається із зупинки для захвату (підйому) вантажу, руху вантажем, зупинки для розвантаження і зворотного руху без вантажу, тобто з поперемінно поворотних рухів із зупинками.

Машини безперервної дії характеризуються безперервним переміщенням насипних або штучних вантажів по заданій трасі без зупинок для завантаження або розвантаження. Переміщуваний насипний вантаж розміщується суцільним шаром на несучому елементі машини - стрічці або полотні або окремими порціями в безперервно рухомих послідовно розташованих на невеликій відстані один від одного ковшах, коробах і інших місткостях. Штучні вантажі переміщаються також безперервним потоком в заданій послідовності один за одним. При цьому робочий (з вантажем) і зворотний (без вантажу) рухи вантажонесучого елемента машини відбуваються одночасно. Завдяки безперервності переміщення вантажу, відсутності зупинок для завантаження і розвантаження і поєднанню робочого і зворотного рухів вантажонесучого елемента машини безперервної дії мають високу продуктивність, що дуже важливо для сучасних підприємств з великими вантажопотоками. Наприклад, сучасний стрічковий конвеєр на відкритих розробках вугілля може транспортувати до 30000 т/год. вскришної породи, забезпечуючи завантаження 10 залізничних вагонів за 1хв. [1, 9 ст].

Основне призначення машин безперервної дії - переміщення вантажів по заданій трасі. Одночасно з транспортуванням вантажів вони можуть розподіляти їх по заданим пунктам, складувати, накопичуючи в обумовлених місцях, переміщати по технологічним операціям і забезпечувати необхідний ритм виробничого процесу.

Особливу групу транспортуючих машин і установок складають працюючі разом з ними допоміжні пристрої: живильники, ваги, завантажувальні машини, бункери, затвори, дозатори, жолоби і т. і. Високопродуктивна робота сучасного підприємства неможлива без правильно організованих і надійно працюючих засобів промислового транспорту. Наприклад, на машинобудівному заводі одержують і розподіляють по цехах сотні тонн метала, палива, напівфабрикатів і готових виробів суміжних виробництв і відправляють з цехів готову продукцію і відходи виробництва. До доменних печей металургійного комбінату щодня подають тисячі тонн агломерату, флюсів, коксу, а від печей відвозять у інші цехи і на склади готовий метал. З вугільної шахти, кар'єрів відкритих розробок щоденне транспортують тисячі тонн здобутого вугілля і вскришної породи. Ці переміщення вантажів на підприємствах виконується засобами промислового транспорту.

Промисловий транспорт по територіальній ознаці розділяють на зовнішній і внутрішній (внутрішньозаводський). Зовнішній транспорт призначений для доставки ззовні на підприємство сировини, палива, напівфабрикатів, готових виробів суміжних виробництв і інших вихідних матеріалів виробництва та вивозу з підприємства готової продукції і відходів. Ці операції виконуються засобами залізничного, водного, автомобільного і повітряного транспорту. При характерному для сучасних умов розташуванні переробних і енергетичних підприємств поблизу джерел сировини (до 10-20км) і великих вантажопотоках (5-25 млн. т в рік, або 1250-6000 т/год.) для зовнішнього транспортування успішно починають використовувати конвеєри. Конвеєрний транспорт в цих умовах більш економічний, ніж залізничний або автомобільний.

Внутрішній (внутрішньозаводський) транспорт включає міжцеховий і внутрішньоцеховий транспорт. Міжцеховий транспорт призначений для розподілу вантажів, Що поступають по підприємству і між цехами (наприклад, між заготівельними і оброблювальними, механічними і складальними) і складами (рис. 1). Вибір засобу міжцехового транспортування визначається головним чином масштабом і родом виробництва. На сучасних підприємствах з масовим і крупносерійним виробництвом міжцехове транспортування здійснюється в основному конвеєрами. Для таких підприємств характерна організація наскрізного транспортування, що об'єднує міжцехові і внутрішньоцехові функції, тобто введення міжцехового конвеєра безпосередньо в цех, виключаючи проміжні перевантаження.

На підприємствах серійного виробництва операції міжцехового транспортування виконуються також самохідними візками і тягачами різного типу, засобами місцевого залізничного (широкої і вузької колії) і автомобільного транспорту. На підприємствах важкого і енергетичного машинобудування з важкими і великогабаритними вантажами міжцехові операції виконуються переважно залізничним транспортом.

Внутрішньоцеховий транспорт призначений для передачі вантажів всередині цехів між відділеннями, окремими агрегатами автоматичних ліній і робочими місцями по технологічному процесу виробництва, для між операційного переміщення вантажів-виробів при поточному методі виробництва.

Рис. 1 Схема вантажопотоків міжцехового транспорту на машинобудівному заводі

Операції внутрішньоцехового транспортування на сучасних підприємствах виконуються переважно конвеєрами різного типа і тільки на окремих підприємствах серійного виробництва з невеликими вантажопотоками використовують візки і вантажопідйомні крани.

На сучасному підприємстві транспортні і технологічні лінії взаємопов'язані представляють собою єдину систему. Правильна організація і безперебійна робота міжцехового і внутрішньоцехового транспорту являються такою ж обов'язкової умовою успішної роботи підприємства, як і раціональна організація виробничих процесів [1, 10-11 ст].

Кількість вантажів, переміщуваних на сучасному підприємстві, велике: наприклад, вантажопотік доменної печі складає до 2000 т/год. різних вантажів при цілодобовій роботі; на районній електростанції середньої потужності повинна цілодобово забезпечуватися подача до топок до 350 т/год. вугілля; вантажопотік ливарного цеху середнього машинобудівного заводу складає до 2000 т/год. різних вантажів. Переміщення такої кількості вантажів може бути забезпечено тільки системою високопродуктивних конвеєрів.

Сучасне масове і крупносерійне виробництво продукції різноманітних галузей промисловості виконується потоковим методом з широким застосуванням автоматичних ліній. Потоковий метод виробництва і робота автоматичної лінії засновані на конвеєрній подачі виробів від однієї технологічної операції до іншої; необхідні операції з виробами( закалка, відпуск, очищення, охолодження, сушка, упаковка і т. п.) послідовно виконуються на рухомому конвеєрі. Отже, конвеєри є складовою і невід'ємною частиною сучасного технологічного процесу - вони встановлюють і регулюють темп виробництва, забезпечують його ритмічність, сприяють підвищенню продуктивності праці і збільшенню випуску продукції. Конвеєри є основними засобами комплексної механізації і автоматизації транспортних і завантажувально-розвантажувальних робіт і поточних технологічних операцій.

Конвеєри на сучасних підприємствах застосовують в якості:

1) високопродуктивних транспортних машин, що передають вантажі з одного пункту в інший на ділянках внутрішньозаводського і ряді випадків - зовнішнього транспорту;

2) транспортних агрегатів потужних перевантажувальних пристроїв (наприклад, мостових перевантажувачів, відвалоутворювачів і т. п.) і завантажувально-розвантажувальних машин;

3) машин для переміщення вантажів-виробів по технологічному процесу поточного виробництва від одного робочого місця до іншого, від однієї технологічної операції до іншої, що встановлюють, організують і регулюють темп виробництва і суміщають, в деяких випадках, функції накопичувачів і розподільників вантажів-виробів по окремим технологічним лініям;

4) машин і передаточних пристроїв в технологічних автоматичних лініях виготовлення і обробки деталей і складальних одиниць виробів.

Тісний зв'язок конвеєрів з загальним технологічним процесом виробництва обумовлює їх високу відповідальність. Порушення роботи хоча б одного конвеєра в загальній транспортно-технологічній системі викликає порушення роботи всього комплексу машин системи і підприємства в цілому. Слід також мати на увазі, що конвеєри по транспортно-технологічному призначенню, як правило, не мають дублерів. Звідси слідує, що транспортуючі машини неперервної дії являються виключно важливими і відповідальними ланками обладнання сучасного підприємства, від дії яких багато в чому залежить успіх його роботи. Ці машини повинні бути надійними, міцними і довговічними, зручними в експлуатації і здатними працювати в автоматичному режимі.

Конвеєр, транспортер -- машина безперервної дії для переміщення сипких, кускових або штучних вантажів. Конвеєри найбільш доцільно класифікувати за принципом дії і конструктивними ознаками, типу тягового і вантажонесучого органу, родом переміщуваного вантажу, призначенням і областями застосування.

Основна класифікаційна ознака конвеєра -- тип тягового і вантажонесучого органів. Розрізняють конвеєри із стрічковим, ланцюговим, канатним і іншими тяговими органами і конвеєри без тягового органу (гвинтові, інерційні, вібраційні, роликові). По типу вантажонесучого органу конвеєри можуть бути: стрічкові, пластинчаті, скребкові, підвісні вантажонесучі, що штовхають, візкові, ковшові і колискові, а також гвинтові, інерційні, вібраційні, роликові.

За принципом дії розрізняють конвеєри, що переміщають грузнув на суцільній стрічці або настилі, що безперервно рухається, в ковшах, підвісках, платформах, візках, що безперервно рухаються; по нерухомому жолобу або трубі безперервно шкрябаннями, що рухаються.

За призначенням розрізняють конвеєри стаціонарні і пересувні для насипних, штучних вантажів і для пасажирів, а по напряму переміщення вантажів -- з вертикально замкнутою, горизонтально замкнутою і просторовою трасами. По областях застосування конвеєри підрозділяють на машини загального призначення і спеціальні (стакери, елеватори, ескалатори, тротуари, що рухаються).

Конвеєри є складовою, невід'ємною частиною сучасного технологічного процесу, вони встановлюють і регулюють темп виробництва, забезпечують його ритмічність, сприяють підвищенню продуктивності праці і збільшенню випуску продукції. Разом з виконанням транспортно-технологічних функцій конвеєри є основними засобами комплексної механізації і автоматизації навантажувально-розвантажувальних і складських операцій.

На сучасних підприємствах конвеєри використовують в якості:

· високопродуктивних транспортних машин, що передають вантажі з одного пункту в іншій на ділянках внутрізаводського і, у ряді випадків, зовнішнього транспорту;

· транспортних агрегатів могутніх перевантажувальних пристроїв (наприклад, мостових перевантажувачів, відвалоутворювачів і т. ін.) і навантажувально-розвантажувальних машин;

· машин для переміщення вантажів-виробів по технологічному процесу потокового виробництва від одного робочого місця до іншого, від однієї технологічної операції до іншої, встановлюючи, організовуючи і регулюючи темп виробництва і суміщаючи, у ряді випадків, функції накопичувачів (рухомих складів) і розподільників вантажів-виробів по окремих технологічних лініях;

· машин і передавальних пристроїв в технологічних автоматичних лініях виготовлення і обробки деталей і вузлів виробів.

Тісний зв'язок транспортуючих машин із загальним технологічним процесом виробництва обумовлює високу відповідальність їх роботи і призначення. Тому конвеєри повинні бути надійними (безвідмовними), стійкими, зручними в експлуатації і здатними працювати в автоматичних режимах.

Сучасний розвиток всіх галузей промисловості обумовлюють наступні основні напрями розвитку конвеєрних машин.

1. Створення машин для безперегрузочного транспорту вантажів від початкового до кінцевого пунктів по прямолінійній і складній просторовій трасі великої протяжності. Цьому напряму підлегле створення багатоприводних конвеєрів різних типів (підвісних, пластинчатих, скребкових, стрічкових), могутніх стрічкових конвеєрів з надміцними стрічками, стрічково-канатних і стрічково-ланцюгових конвеєрів з міцним тяговим елементом у вигляді канатів або ланцюга, скребкових і пластинчатих конвеєрів, що згинаються, складних розгалужених систем підвісних штовхаючих конвеєрів, трубчастих скребкових конвеєрів з просторовою трасою і ін.

2. Підвищення продуктивності конвеєрних установок реалізується шляхом вибору найраціональнішої форми вантажонесучого елемента конвеєра для збільшення кількості вантажу на одиниці його довжини, а також шляхом підвищення швидкості вантажонесучих елементів.

3. Підвищення надійності машин і спрощення їх обслуговування в тяжких умовах експлуатації є основними передумовами для переходу до повної автоматизації управління машинами і комплексами машин.

4. Автоматизація управління машинами і комплексними конвеєрними системами з використанням ЕОМ.

5. Зниження маси і зменшення габаритних розмірів конвеєрів за рахунок принципово нових, полегшених конструкцій машин і їх вузлів, широкого застосування пластмас і легких сплавів, гнутих профілів металу замість прокатних і т.п.

6. Поліпшення умов праці обслуговуючого персоналу і виробничих робітників, виключення можливості втрат вантажу, що транспортується, ізоляція від навколишнього середовища пилоподібних, гарячих, газуючих і хімічно агресивних вантажів.

7. Уніфікація і нормалізація устаткування з одночасним збільшенням кількості його типорозмірів.

8. Підвищення якості і культури виробництва машин за рахунок широкого застосування методів передової технології і технічної естетики.

Переміщувані конвеєрами вантажі підрозділяються на штучні і насипні. Їх фізико-механічні властивості мають вирішальне значення при виборі і розрахунку конвеєрів

Штучні вантажі характеризуються формою і розмірами, масою однієї штуки, коефіцієнтом тертя об поверхню стрічки, настилу або лотка і особливими властивостями. Розміри штучних вантажів коливаються в широких межах: від декількох сантиметрів (поштові відправлення) до декількох метрів (лісоматеріали, прокат), а маса їх -- від часток ньютона до десятків кілоньютонів. Коефіцієнт тертя штучних вантажів об опорні поверхні складає 0,1--0,7. До особливих властивостей штучних вантажів відносяться: крихкість (вироби зі скла), схильність до кочення через округлість форми (кавуни), забрудненість або схильність до опилення (мішки з цементом), вибухонебезпека і пожежонебезпечність (бочки з пальним), наявність гострих виступів, ушкоджувальних елементів конвеєра, і т.п.

Насипні вантажі характеризуються крупною шматків (частинок), насипною густиною, коефіцієнтами внутрішнього і зовнішнього тертя, вогкістю, абразивною, клейкістю, злежуванністю, змерзаємістю, а також особливими властивостями (хімічною активністю, запиленням, вибухонебезпекою, самозаймистістю і т. п.). [2, 4-5ст.]

2. Основні види транспортуючих машин

Складання узагальненої класифікації транспортуючих - важка задача, так як області їх використання дуже обширні, а конструкції виключно різноманітні, тому найбільш доцільно класифікувати їх по окремим характерним ознакам (рис. 2).

Рис. 2. Класифікація транспортуючих машин неперервної дії. [1, 13 ст.]

По способу передачі вантажу, що переміщується рушійної сили розрізняють транспортуючі машини, що діють за допомогою механічного привода (електричного, гідравлічного, пневматичного), самотічні (гравітаційні) пристрої, в яких вантаж переміщується під дією власної сили тяжіння, пристрої гідравлічного та пневматичного транспорту. Особливу групу являють собою машини для транспортування розплавленого металу під дією електродинамічних сил біжучого електромагнітного поля (індукційні насоси), а також конвеєри для переміщення сипучих феромагнітних вантажів в біжучому магнітному полі. [1, 12 ст.].

По характеру прикладання рушійної сили і конструкції транспортуючі машини розділяють на машини з тяговим елементом (стрічкою, ланцюгом, канатом, штангою) для передачі рушійної сили і без нього.

Тяговий елемент мають стрічкові, пластинчасті, скребкові, ковшові, штангові і крокуючі конвеєри, ескалатори та елеватори. їх характерною особливістю являється рух вантажу разом з тяговим елементом на робочій вітці. До машин без тягового елементу відносять гвинтові, вібраційні і роликові конвеєри та обертові транспортні труби. їх характерною особливістю є поступальний рух вантажу при обертальному або коливальному русі робочих елементів машини.

По роду переміщення вантажів розрізняють машини для насипних і штучних вантажів, однак більшість машин безпосередньо чи при деякій зміні конструкції можуть транспортувати і ті, і інші вантажі.

По напряму і трасі переміщення вантажів транспортуючі машини розподіляють на три групи. Машини першої групи - вертикально замкнуті. Вони розміщуються в одній вертикальній площині і переміщають вантажі по трасі, що складається з одного прямолінійного відрізка (горизонтального, похилого або вертикального) або з поєднання декількох окремих прямолінійних відрізків (рис. 3,а). Машини другої групи - горизонтально замкнуті. Вони розміщуються в одній горизонтальній площині по одному горизонтальному рівню по замкнутій трасі різноманітного контуру (рис. 3,б). Машини третьої групи -- просторові. Вони розміщуються в просторі і переміщують вантажі по складній просторовій трасі з горизонтальними, похилими і вертикальними ділянками (рис. 3,в).

Рис. 3. Схеми трас переміщення вантажів транспортуючими машинами

По характеру руху робочого елемента машини розрізняють конвеєри з неперервним і періодичним (пульсуючим) рухами. В залежності від типу і конструкції конвеєра його робочий елемент може мати поступальний, зворотно-поступальний, обертальний і коливальний рух.

В транспортуючих машинах використовують наступні способи переміщення вантажів:

а) переміщення на несучому елементі у вигляді суцільної стрічки або настилу, що неперервно рухається (в стрічкових, пластинчастих і ланцюгово несучих конвеєрах);

б) переміщення в робочому елементі у вигляді коробів, ковшів, підвісок, візків і т. і., що неперервно рухається (в люлечних, ковшових, підвісних, візкових конвеєрах, ескалаторах і елеваторах);

в) волочіння по нерухомому жолобу або трубі скребками, що неперервно рухаються (в скребкових конвеєрах);

г) волочіння (проштовхування) по нерухомому жолобу гвинтовими лопатями, що неперервно рухаються (в гвинтових конвеєрах);

д) пересипання і повздовжнє переміщування в трубі, що обертається - гладкій або з гвинтовими лопатями (в транспортних трубах);

є) ковзання під дією сил інерції або переміщення мікро стрибками по жолобу або трубі, що коливаються ( в хитних інерційних і вібраційних конвеєрах);

є) переміщення на колесах або візках по шляхам, укладеним на підлозі приміщення зовні конструкції конвеєра (у вантажоведучих конвеєрах);

ж) поступальний перенос на окремі строго фіксовані ділянки по довжині (крокуючі конвеєри);

з) переміщення в закритій трубі неперервним потоком в завислому стані в струмені повітря або окремими порціями під дією струменя повітря (в установках пневматичного транспорту, пневмопошті, пневмоконтейнерах);

і) переміщення в жолобі або трубі під дією струменя води (в установках гідравлічного транспорту);

к) переміщення феромагнітних вантажів в трубі або жолобі під дією біжучого магнітного поля (в соленоїдних конвеєрах).

По призначенню і положенню на виробничому майданчику розрізняють конвеєри стаціонарні, рухомі - розподільчі з власним поперемінно зворотним рухом машини, що точно фіксується ("човникові"), переставні, переносні, пересувні. Переносні і пересувні відносяться до навантажувальних машин. [1, 14-15 ст]

3. Види й області застосування

Висока продуктивність, безперервність вантажопотоку і автоматизація управління зумовили широке застосування конвеєрів в різних галузях народного господарства. У ряді випадків одна і та ж транспортна операція може бути виконаний різними конвеєрами.

При рішенні задачі раціонального вибору типу конвеєра, що забезпечує найбільший технічний і економічний ефект, необхідно враховувати наступні чинники: властивості вантажів, що транспортуються; розташування пунктів завантаження і розвантаження, а також відстань між ними; потрібну продуктивність машин; необхідний ступінь автоматизації виробничого процесу, обслуговуваного проектованою транспортною установкою; спосіб зберігання вантажу в пункті завантаження (в бункерах, штабелях, на стелажах і т. п.) і характеристику пристрою, що приймає грузнув (конвеєр, бункер, технологічна машина і т. п.); характеристику місця установки транспортного пристрою (на відкритій місцевості, в опалювальному або неопалювальному приміщенні); розміри простору, що відводиться під транспортуючу установку; конфігурацію траси; особливі чинники, викликані специфікою обслуговуваного установкою виробництва (неприпустимість пилення, шуму); можливість частої зміни траси транспортування або системи адресації; вимоги техніки безпеки і ін.

Залежно від розміру шматків вантажу і його маси по табл. 1 і 2 може бути проведений орієнтовний вибір типу конвеєра з подальшим уточненням його конструктивного виконання.

Таблиця 1 - Застосування конвеєрів для насипних вантажів

Таблиця 2 - Застосування конвеєрів для штучних вантажів

Характерні типи конвеєрів залежно від застосування, переміщуваного вантажу і транспортно-технологічних функцій приведені в табл. 3. [2, 7-12 ст.]

Таблиця 3 - Області застосування конвеєрів