curs etia

MIOARA HAPENCIUC

ECHIPAMENTE DE TRANSPORT N INDUSTRIA ALIMENTAR

EDITURA FUNDAIEI UNIVERSITARE DUNREA DE JOS GALAI

Universitatea DUNREA DE JOS din GALAIFACULTATEA DE MECANIC Copyright 2004, Editura fundaiei Universitare Dunrea de Jos Galai Toate drepturile asupra acestei ediii sunt rezervate autorului i editurii.

Adresa: str. Domneasc nr.47 Telefon: 236/414112 Fax: 236/461353 Galai, Romnia cod 800008

Referent tiinific: Prof. dr. ing. Mihai JCANU

Tehnoredactare computerizat: Ing. Mioara HAPENCIUC

Editura Fundaiei Universitare Dunrea de Jos Galai, 2004 ISBN 973 627 135 - 8

www.editura.ugal.ro editura @ugal.ro

CUPRINS 1 Caracteristicile materialelor vrsate 1.1 Granulaia 1.2 Greutatea specific i greutatea volumic 1.3 Frecarea interioar, unghiul de taluz natural INSTALAII DE TRANSPORT CU ORGAN FLEXIBIL DE TRACIUNE Transportoare cu band 2.1 Utilizarea i clasificarea transportoarelor cu band 2.2 Construcia transportoarelor cu band staionare 2.3 Dispozitive de ntindere, ncrcare i descrcare a transportoarelor cu band 2.4 Organe i subansamble specifice transportoarelor cu band 2.4.1. Benzi 2.4.2. Tobe 2.4.3. Role 2.5 Parametrii caracteristici de baz 2.6 Rezistenele la deplasare 2.7 Forele n ramurile benzii 2.8 Forele n band n cazul acionrii cu mai multe tobe 2.9 Alegerea motorului electric i verificarea la demaraj 2.10 Studiul ncrcrii transportorului 2.11 Studiul descrcrii transportorului 2.12 Determinarea traseului benzii n poriunea de racordare 2.13 Verificarea sgeii benzii 2.14 Verificarea rezistenei benzii 2.15 Transportoare mobile cu band 2.16 Transportoare cu band metalic Transportoare cu plci 3.1 Caracteristici tehnice i domenii de utilizare 3.2 Construcia transportoarelor cu plci 3.3 Parametrii caracteristici ai transportoarelor cu plci 3.4 Rezistenele la deplasare 3.5 Alegerea motorului de acionare i verificarea la demaraj 9 9 10 11 13 13 13 14 17 20 20 24 26 29 32 36 37 39 41 42 45 49 50 51 52 58 58 59 66 68 73

2

3

4

5

6

7

8

9

Transportoare cu raclete 4.1 Principii de funcionare i domenii de utilizare 4.2 Construcia transportoarelor cu raclete 4.2.1 Transportoare cu raclete n jgheaburi deschise 4.2.1.1 Construcia transportorului 4.2.1.2 Calculul principalilor parametri 4.2.2. Transportoare cu raclete n jgheaburi nchise 4.2.2.1 Construcia transportorului 4.2.2.2 Calculul parametrilor principali Transportoare cu lanuri portante 5.1 Transportoare cu lan-palet 5.1.1 Construcia transportorului 5.1.2 Calculul principalilor parametri 5.2 Transportoare cu lanuri purttoare de sarcin 5.2.1 Construcia transportorului 5.2.2 Calculul principalilor parametri Transportoare suspendate 6.1 Clasificarea i utilizarea transportoarelor suspendate 6.2. Construcia transportoarelor suspendate 6.3 Calculul parametrilor principali Elevatoare 7.1 Clasificarea i utilizarea elevatoarelor 7.2 Elevatoare cu band 7.2.1 Caracteristici generale 7.2.2 Construcia elevatorului cu band 7.2.3 Principii de calcul privind descrcarea 7.2.4 Calculul parametrilor principali 7.3 Elevatoare cu lan 7.3.1 Caracteristici generale 7.3.2 Construcia elevatoarelor cu lan 7.3.3 Calculul parametrilor principali 7.4 Elevatoare cu friciune INSTALAII DE TRANSPORT FR ORGAN FLEXIBIL DE TRACIUNE Instalaii de transport gravitaionale 8.1 Plane nclinate elicoidale 8.2 Ci cu role elicoidale 8.3 Plane nclinate 8.4 Transportoare gravitaionale cu role 8.4.1 Variante constructive 8.4.2 Calculul transportoarelor cu role Transportoare elicoidale 9.1 Transportoare elicoidale orizontale i nclinate pentru sarcini mrunte. 9.1.1 Caracteristici constructive

77 77 79 80 80 84 86 86 93 98 98 98 100 101 101 103 104 104 104 112 118 118 118 118 119 124 128 133 133 133 138 141 143 143 143 147 147 149 149 155 160 160 160

10

11

12

9.1.2.Calculul transportoarelor orizontale i nclinate. Transportor nclinat cu melc pentru transportul sarcinilor n buci 9.2.1 Variante constructive 9.2.2 Elemente de calcul 9.3 Transportoare verticale cu melc 9.3.1 Caracteristici constructive 9.3.2 Principiul de funcionare 9.3.3 Calculul transportorului vertical cu melc Transportoare ineriale 10.1 Destinaie i principii de funcionare 10.2 Transportoare vibratoare 10.2.1 Construcia transportoarelor vibratoare 10.2.2 Vibratoare 10.2.3 Organul purttor de sarcin 10.2.4 Reazemele elastice ale transportorului 10.2.5 Parametrii de baz ai transportoarelor vibratoare 10.3 Transportoare oscilante 10.3.1 Construcia transportoarelor oscilante 10.3.2 Parametrii de baz ai transportoarelor oscilante Instalaii de transport pneumatic 11.1 Destinaie i principii de funcionare 11.2 Tipuri de instalaii de transport pneumatic 11.2.1 Instalaii pneumatice de joas 11.2.2 Instalaii pneumatice de medie presiune 11.2.3 Instalaii pneumatice de nalt presiune 11.2.4 Instalaii de transport pneumatic prin aspiraie 11.2.5 Instalaii de transport pneumatic prin refulare 11.2.6 Instalaii de transport pneumatic mixte 11.2.7 Instalaii de transport pneumatic pentru transbordare 11.3 Echipamente specifice instalaiilor de transport pneumatic 11.3.1 Maina pneumatic 11.3.2 Alimentatoare 11.3.3 Separatoare 11.3.4 Filtre 11.3.5 nchiztoare 11.3.6 Conducte de transport 11.4 Elemente de calcul ale instalaiilor de transport pneumatic 11.4.1 Viteza de plutire 11.4.2 Diametrul conductelor 11.4.3 Puterea mainii pneumatice Instalaii de hidrotransport 12.1 Particulariti privind instalaiile de hidrotransport 12.2 Tipuri de instalaii de hidrotransport 12.3 Destinaia i construcia instalaiilor de hidrotransport 9.2

162 167 167 167 170 170 173 174 176 176 181 181 184 191 192 194 196 196 202 203 203 204 204 205 206 206 207 207 208 220 221 229 237 238 239 240 242 242 247 248 256 256 258 259

13

14

12.3.1 Instalaie de hidrotransport. Prezentare general 12.4 Elemente de calcul n hidrotransport Instalaii auxiliare 13.1 Buncre i silozuri 13.1.1 Destinaie, construcie 13.1.2 Scurgerea materialului din silozuri i buncre 13.1.3 Determinarea presiunii statice 13.2 Dispozitive de dozare 13.2.1 Dozatoare volumetrice 13.2.2 Dozatoare gravimetrice 13.3 Dispozitive de nchidere 13.3.1 nchiztorul cu clap 13.3.2 nchiztorul cu jgheab 13.3.3 nchiztorul cu sertar plan 13.3.4 nchiztorul cu sector simplu 13.4 Instalaii de alimentare 13.4.1 Instalaii de alimentare cu organ flexibil de traciune 13.4.2 Instalaii de alimentare fr organ flexibil de traciune Exploatarea instalaiilor de transport 14.1 Montarea, recepionarea i punerea n funciune 14.1.1 Montarea instalaiilor de transport 14.1.2 Recepionarea i punerea n funciune 14.2 Ungerea i uzura 14.2.1 Ungerea instalaiilor de transport 14.2.2 Uzura instalaiilor de transport 14.3 Tehnica securitii muncii Bibliografie

259 262 270 270 270 272 274 276 276 277 278 278 278 279 280 280 281 283 289 290 290 290 294 294 295 297 299

Mecanizarea proceselor de producie, ndeosebi a celor cu volum mare de munc i a muncilor grele, automatizarea i crearea sistemelor flexibile de fabricaie avnd toate drept scop creterea productivitii, reducerea costurilor de fabricaie, asigurarea indicilor calitativi i tehnico funcionali optimi produselor fabricate, nu se pot obine fr aportul echipamentelor de ridicat i transportat. Importana transportului uzinal n lanul proceselor tehnologice din diferite ramuri de producie este de necontestat, att n ceea ce privete munca manual i nlocuirea ei, ct i prin scopul urmrit de cretere a productivitii n cadrul proceselor de producie respective, operaiile de ridicare i transport fiind integrate n lanul de procese tehnologice din diferite ramuri de producie. In industria alimentar, n majoritatea cazurilor, echipamentele de transport fac parte integrant din liniile tehnologice, contribuind n cadrul fluxului tehnologic la desfurarea n bune condiiuni a operaiilor tehnologice necesare obinerii produsului finit. Prezentul volum trateaz probleme legate de construcia, proiectarea i exploatarea echipamentelor de transport tipice liniilor tehnologice din diferite sectoare din industria alimentar. El reprezint o sintez documentar n domeniu, modul de abordare al problemelor bazndu-se pe experiena n proiectare a autoarei. Coninutul prezentului volum poate fi util att pentru formarea viitorilor specialiti n Utilaj tehnologic pentru industria alimentar, ct i personalului tehnic care se ocup cu exploatarea i ntreinerea echipamentelor de ridicat i transportat. Autoarea

1.CARACTERISTICILE MATERIALELOR VRSATESpre deosebire de sarcinile n buci ce se caracterizeaz prin forme geometrice cu dimensiuni distincte, numr, greutate, materialele vrsate se caracterizeaz printr-o serie de parametri: granulaie, densitate, greutate specific, unghi de taluz, coeficient de frecare intern.

1.1 GranulaiaMaterialele vrsate se compun din granule de dimensiuni diferite, granula avnd o form neregulat caracterizat de dimensiunile paralelipipedul circumscris ei. Dintre acestea se ia ca baz dimensiunea cea mai mare amax exprimat n milimetri. Granulaia caracteristic unui material vrsat este:a = 0,8a max . [ mm]

(1.1)

dac fraciunea ntre 80 % i 100 % din amax reprezint mai puin de 10 % din greutatea total a materialului i: (1.2) a = a max [ mm ] dac fraciunea de mai sus reprezint mai mult de 10 % din greutatea total. In funcie de granulaia caracteristic, exprimat n milimetri, materialele vrsate se clasific n mai multe categorii, indicate n tabelul 1.1.

10

Echipamente de transport n industria alimentar Tabelul 1.1 Granulaia caracteristic pentru diferite materiale Categoria Granulaia caracteristic a' [mm] a' > 160 6 160 10 60 0,5 10 a' < 0,5

Materiale n bulgri Materiale n buci mijlocii Materiale mrunte Materiale n gruni Materiale praf

1.2 Greutatea specific i greutatea volumicGreutatea specific a unui material vrsat reprezint raportul dintre greutatea i volumul unei granule de material. Greutatea volumic a unui material vrsat reprezint raportul dintre greutatea materialului vrsat liber (necompactat) i volumul ocupat de el. In funcie de greutatea volumic, exprimat n tf/m3, materialele vrsate se clasific n mai multe categorii indicate n tabelul 1.2, iar n tabelul 1.3 sunt prezentate greutile volumice pentru unele materiale vrsate. Raportul dintre greutatea materialului vrsat compactat i cea a materialului vrsat liber se numete coeficient de compactare. Pentru diferite materiale acest coeficient are valori cuprinse ntre 1,05 i 1,52. Tabelul 1.2 Caracterizarea materialelor dup greutatea volumic Categoria Greutatea volumic [tf/m3] Materiale uoare Materiale medie cu greutate < 0,60 0,6 - 1,1 1,1 - 2 Exemple de materiale fin, fn, fructe ovz, paie, mal orz, secar, gru, zahr sare

Materiale grele

Caracteristicile materialelor vrsate Materiale foarte grele >2

11

Tabelul 1.3 Greutatea volumic pentru unele materiale vrsate Material Cartofi Fin afnat Fin presat Fn afnat Fn presat Fructe Sare Secar Sfecl de zahr Iarb i trifoi Sfecl roie [tf/m3] 0,750 0,500 0,7-0,8 0,07 0,170 0,350 1,250 0,680 0,55-0,65 0,350 0,650 Orz Ovz Paie afnate Paie presate Psti (mazre, fasole) Pere, prune Toctur sfecl zahr Gru Zahr Mal Mere Material [tf/m3] 0,690 0,550 0,045 0,280 0,850 0,350 0,300 0,760 0,750 0,530 0,300

1.3 Frecarea interioar, unghiul de taluz naturalUnghiul de taluz natural , reprezint unghiul dintre generatoarea conului de material vrsat, care se depune liber pe o suprafa plan orizontal i aceast suprafa (fig.1.1). El are o valoare constant pentru un anumit material. Dac suprafaa plan pe care se scurge materialul este supus unor oscilaii verticale, generatoarea conului de material formeaz cu planul orizontal un unghi mai mic, m, unghiul de taluz natural n micare. n general:

12

Echipamente de transport n industria alimentar

m = 0,7

(1.3)

Taluzul natural lund natere prin alunecarea granulelor de material pe o suprafa format tot din granule de material, pentru un material ideal format din granule extrem de mici i absolut egale, unghiul de taluz natural este egal cu unghiul frecrii interioare a materialului o. In cazul lichidelor o=0, iar pentru solide o=90o. Materialele vrsate la care 01000 76-108 B + 100 200 180-300 108-160 B + 150 200 180-300 108-160 B + 200 200 180-300

Pentru sarcini n buci cu o greutate mai mare de 500 N, distana se alege astfel nct sarcina s se sprijine pe cel puin dou role. Pentru sarcini cu greuti cuprinse ntre 100 i 500 N, distana dintre role se alege 800 mm, iar pentru sarcini mai mici se alege 1000 mm. Pentru susinerea prii descrcate se va alege n cazul sarcinilor n buci, distana dintre role egal cu 2000-3000 mm, iar pentru cele mrunte 2500-3000 mm. In cazul benzilor din oel distana dintre role se alege n funcie de greutatea ncrcturii pe metru liniar de band, conform recomandrilor din tabel 2.4.Tabelul 2.4 Distana dintre role n cazul benzilor din oel

Greutatea ncrcturii [N/m] Pasul rolelor [mm] pentru partea ncrcat pentru partea nencrcat

50 3000

75 2500

90 2000 4000

135 1500

220 1000

500 580

Transportoare cu band

29

Att pentru benzile cauciucate ct i pentru cele metalice, distana dintre role la locul de ncrcare a materialului pe band se ia de obicei de dou ori mai mic dect cea normal.

2.5 Parametrii caracteristici de bazProductivitatea este o caracteristic tehnic important a transportorului, ce se exprim n t/h i se calculeaz cu relaia:

m = 3600 A0 v unde:

[ t/h ]

(2.9)

A0 - aria seciunii transversale reale prin material [m2];

v - viteza de transport [m/s]; - densitatea materialului [t/m3]; Datorit ocurilor i vibraiilor n timpul micrii benzii, aria seciunii stratului de material se modific. Pentru a stabili seciunea real se va ine seama de gradul de umplere al benzii, exprimat prin coeficientul de umplere . In cazul benzilor plate ncrcate cu material mrunt = 0,427, iar n cazul sarcinilor n buci = 0,305. Pentru banda n form de jgheab coeficientul de umplere depinde de felul materialului i de condiiile de lucru; = 0,4-0,6 pentru sarcini n buci, iar = 0,5 - 0,75 pentru sarcini n vrac. Pentru banda plat prezentat n figura 2.17 a, dimensiunile seciunii dup care se aeaz materialul se determin n funcie de limea benzii B. Astfel: b = 0,9 B - 0,05 [m], iar h = (1/12) b, nct aria seciunii transversale prin material va fi: 2 1 A= b h (0,9B - 0,05) 2 (2.10) 3 18 Pentru banda sub form de jgheab figura 2.17 b i figura 2.17 c:B1 = (0,3 0,5)B; b1 = 0,75 B; h = b1 ; h1 = 0,07b1 12

nct aria seciunii transversale prin material va fi:

Fig. 2.17 Seciune prin material

30


A 0,075 B 2

(2.11)

innd seama de coeficientul de neuniformitate , relaiile de calcul pentru aria seciunii transversale reale devin:

Ao =

1 (0,9B - 0,05) 2 18

(2.12) (2.13)

A0 = 0,075 B 2

nlocuind n relaia (2.9), expresia lui Ao (relaiile 2.12 i 2.13), pentru banda plat se obine:

m = 150 B 2 v pentru banda n form de jgheab:

[t/h]

(2.14)

m = 270 B 2 v

[t/h]

(2.15)

Pentru sarcinile n buci, productivitatea transportului se determin cu relaia:

m = 3,6unde:

G v [t/h] d

(2.16)

G - masa sarcinii transportate [kg]; d - distana ntre dou sarcini consecutive [m]. Pe baza relaiilor de mai sus se poate determina laimea benzii B. Viteza de transport este un alt parametru caracteristic. Viteza benzii se alege n funcie de tipul produselor transportate, precum i n funcie de productivitate. Pentru transportul sarcinilor n buci se vor lua viteze de transport mai mici dect pentru sarcinile n vrac, astfel: - pentru sarcini mrunte cu masa 15-20 kg, v = 1,2 - 1,6 m/s; - pentru saci cu fin, v = 1-1,6 m/s; - pentru lzi, butoaie, v = 0,5 - 1 m/s. Recomandri privind alegerea vitezei benzii sunt date n tabelul 2.5 i tabelul 2.6.Tabelul 2.5 Viteza de transport n funcie de material

Sarcina de transportat Gru, secar, porumb,

Viteza [m/s] 2,5-4,5

Sarcina de transportat Semine soia

Viteza [m/s] 2,5-3,5


31

orz, ovz Semine floarea soarelui Semine bumbac

2-2,5 1,5-2

tiulei porumb Deeuri cereale

1,5-1,75 0,8-1,2

Tabelul 2.6 Viteza benzii i productivitatea transportorului n funcie de limea B

Parametru Viteza benzii [m/s] Productivitate [t/h]

400 2,5 50

500 3,5 100

Limea benzii B [mm] 600-650 750-800 900-1000 3,5 175 4,5 350 4,5 500

1100-1200 4,8 800

Puterea necesar acionrii transportorului cu band depinde de sarcinile utile (greutatea materialului, greutatea benzii, greutatea rolelor), de rezistenele la deplasare, de rezistenele pasive (pierderile prin frecare) i se determin pe baza relaiei: Fp v (2.17) Pnec. = [kW ] 1000

F p = S i - S d +W aunde: Fp - fora la periferia tobei de acionare [N]; v - viteza transportorului [m/s]; S - fora n ramura ce se nfoar pe toba de acionare [N]; Sd - fora n ramura ce se desfoar de pe toba de acionare [N]; Wa - rezistena la nfurare pe organul de acionare [N]; - randamentul global al transmisiei mecanice de la motor la tob.

(2.18)

= reductor toba toba =unde:

(2.19) (2.20)

1 1 + wb (2k 1)

wb- coeficient de rezisten al tobei, wb = 0,03-0,05; k - coeficient ce depinde de unghiul de nfurare al benzii pe tob (tabelul 2.7). Puterea calculat cu relaia (2.17) se poate majora cu (15-20)% pentru a se

32


ine seama i de alte rezistene suplimentare cum ar fi rezistena la ncrcare, rezistena la descrcare n cazul descrcrii cu plug sau cu crucior. In funcie de puterea rezultat se va alege un motor corespunztor, cu condiia ca puterea nominal a motorului ales s fie mai mare sau cel puin egal cu puterea necesar calculat (Pn Pnec.). Tabelul 2.7 Valoarea coeficientului k, n funcie de unghiul de nfurare Unghiul de nfurare Tipul tobei Metalic neted Cptuit 180 1,84 1,5 190 1,78 1,45 200 1,72 1,42 205 1,69 1,4 210 1,67 1,38 220 1,62 1,35

2.6. Rezistenele la deplasareParticularitatea transportoarelor cu organ flexibil de traciune const n aceea c sarcina i organul de traciune execut aceeai micare. Conturul nchis al organului de traciune este alctuit, n cele mai multe cazuri, din dou sectoare rectilinii (unul ncrcat i altul descrcat) i din dou zone terminale de rotire. In cazurile mai complicate, conturul organului de traciune este alctuit din mai multe sectoare rectilinii succesive, legtura dintre ele fiind asigurat prin puncte de schimbare de direcie. Aa cum se vede n figura 2.18, traseul se compune din sectoare orizontale (4-5; 7-8), sectoare nclinate (1-3; 9-10), sectoare curbe (3-4; 8-9) unele ncrcate, altele descrcate. Rezistenele la deplasare pe diferite tronsoane se determin mprind traseul transportorului n sectoare rectilinii orizontale sau nclinate, curbilinii, innd seama de modul cum se realizeaz ghidarea organului de traciune, de tipul acestuia i de greutatea sarcinilor ce se deplaseaz.

Fig. 2.18 Transportor cu traseu combinat; mprirea pe tronsoane


33

Cnd organul de traciune este band elastic ce se deplaseaz pe reazeme cu role, rezistena este produs de frecarea din lagrele rolelor i de frecarea de rostogolire cu alunecare dintre band i role. Rezistena n lagre i rezistena de rostogolire a benzii depind de presiunea pe role, produs de greutatea benzii i a

b) sarcinii, n cazul ramurii ncrcate i numai de greutatea benzii n cazul ramurii descrcate. In afara acestora, pe lagre mai acioneaz i presiunea produs de greutatea proprie a rolelor. Astfel, considerndu-se un tronson nclinat (fig.2.19a i fig. 2.19b), de lungime L' [m] avnd un unghi de nclinare , expresia rezistenei la deplasare pentru o greutate a sarcinii n stare afnat q [N/m], o greutate a benzii qB [N/m], o greutate a rolelor sau a prii rotative a reazemului cu role q r [N/m] pentru ramura ncrcat iq [N/m] pentru ramura descrcat, va fi: r

a)

-

pentru ramura ncrcat:

' " Wi = q + q B + q r L cos w q + q B + q r L sin

(

)

(

)

(2.21)

pentru ramura descrcat:

Fig. 2.19 Sarcini utile la transportorul cu band

" " Wd = q B + q r L cos q B + q r L sin

(

)

(

)

(2.22)

Semnul (+) este pentru micare ascendent, semnul (-) este pentru micare descendent. In cazul deplasrii pe orizontal = 0 i relaiile (2.21) i (2.22) devin: (2.23) W = q + q + q ' L wih

(

B

r

)

34

Echipamente de transport n industria alimentar" W dh = q B + q r L w

(

)

(2.24)

unde:

w - coeficient de rezisten la deplasare; (2.25) d w = Dr n calcule se poate adopta pentru transportoare staionare w = 0,02 0,03. n cazul deplasrii cu alunecare a benzii n ghidaje, w = 1, unde 1 este coeficient de frecare de alunecare (1 = 0,15 - 0,25 ghidaje de lemn; 1= 0,1 - 0,2 ghidaje metalice).

= + 0,11 1 = Dr 5 7 d

(2.26) (2.27)

unde: - coeficient de frecare global (ine seama de frecarea din lagre i frecarea dintre band i role); d - diametrul axului rolei [mm]; Dr- diametrul rolei [mm]; - coeficient de frecare n lagre, = 0,2 - 0,25 - pentru lagre de alunecare; = 0,05- 0,1 - pentru lagre de rostogolire. Greutatea ncrcturii pe metru liniar q [N/m], se determin din relaia productivitii gravimetrice:

G = 3600 q v = 10 3 m gq=

[ N/h ]

(2.28)

m g3,6 v

[ N/m ]

(2.29)

unde:

v - viteza de transport [m/s] m - productivitatea masic [t/h]; g - acceleraia gravitaional [m/s2]. Greutatea pe metru liniar a benzii qB [N/m], se calculeaz cu relaia: q B = (1,1-1,3)g B (2.30)

unde:

B - limea benzii [m]; - grosimea benzii [mm]; g acceleraia gravitaional [m/s2]. Greutatea rolelor pe metru liniar q'r [N/m], pentru zona ncrcat se calculeaz cu

relaia:


35

Gr (2.31) l Greutatea rolelor pe metru liniar q"r [N/m], pentru zona descrcat se calculeaz cu relaia: qr = Gr l Gr - greutatea unei role [N]; l' - distana dintre role pe zona ncrcat [m]; l" - distana dintre role pe zona descrcat [m]. Greutatea unei role se poate determina cu relaia: q = r(2.32)

unde:

Gr = 6000(B + Y )Dr2 [N]

(2.33)

B - limea benzii [m]; Dr - diametrul rolei [m]; Y = 0,6 pentru banda plat i role din font; Y = 0,4 pentru banda plat i role sudate; Y = 0,7 pentru banda jgheab i role din font; Y = 0,45 pentru banda jgheab i role sudate. Rezistena la nfurare a benzii pe tobele de abatere sau de ntindere, figura 2.20, este determinat de rezistena datorit rigiditii benzii n momentul nfurrii sale pe tob, rezistena datorit frecrii din lagrul tobei, rezistena datorit rigiditii benzii la desfurarea de pe tob. Aceste rezistene contribuie la mrirea efortului din band i se poate ine seama de ele prin mrimea coeficientului de pierderi Kg, astfel nct forele n ramurile benzii se determin cu relaia:' S d = K g S i'

unde:

(2.34)

Fig. 2 20 Fore n ramurile benzii la toba de ntindere

unde: S'd fora n ramura ce se desfoar de pe toba de abatere sau ntindere [N]; S' fora n ramura ce se nfoar pe toba de abatere sau ntindere [N]; Kg - coeficient de rezisten la nfurare pe toba de ntindere sau ghidare; Kg = 1,03 pentru lagre pe rulmeni cu bile; Kg = 1,04-1,06 pentru lagre de alunecare;

36


Rezistena la nfurare a benzii pe toba de acionare se determin cu relaia:W a = K a(S i - S d )

(2.35)

unde:

Ka - coeficient de rezisten la nfurare pe organul de acionare; Ka=0,01-0,02 pentru benzi textile cauciucate; Ka=0,04-0,06 pentru benzi metalice; S - fora n ramura ce se nfoar pe organul de acionare [N]; Sd fora n ramura ce se desfoar de pe organul de acionare [N].

36


2.7. Forele n ramurile benziiMrimea forei din ramura ce se nfoar pe organul de acionare va trebui s nving rezistenele la deplasare ale benzii de pe tot traseul. Fora ntr-un punct i al benzii se determin n funcie de fora din punctul anterior i de rezistena la deplasare a benzii ntre cele dou puncte. (2.36) S i = S i 1 + Wi 1,i n cazul transportorului din figura 2.21, mprind traseul n tronsoane i aplicnd metoda enunat anterior, se poate scrie:

Fig. 2.21 Forele din ramurile benzii transportorului cu band

S1 = S d S 2 = S1 + W12 S3 = K g S 2 S 4 = S 3 + W34 Si = S d e Din rezolvarea sistemului de ecuaii rezult:Si = e K g W12 + W34 e

(2.37)

(

)

(2.38)

Kg

Sd =

K g W12 + W34 e K g

(2.39)


37

W12 - rezistena la deplasare pe tronsonul 1-2 [N]; W34 - rezistena la deplasare pe tronsonul 3-4 [N]; - coeficient de frecare ntre band i toba de acionare; - unghi de nfurare al benzii pe tob [rad]. In tabelul 2.8, se dau valorile coeficientului de frecare n funcie de felul tobelor i condiiile de lucru.unde: Tabelul 2.8 Valorile coeficientului de frecare ntre band i tob i a factorului e Natura suprafeei tobei e pentru unghiul de nfurare o i condiiile mediului de 180 210 240 300 360 400 lucru Tob strunjit n mediu 0,1 1,37 1,44 1,52 1,69 1,87 2,01 extrem de umed Tob strunjit, mediu 0,15 1,6 1,73 1,87 2,19 2,57 2,85 foarte umed Tob strunjit, mediu 0,2 1,87 2,08 2,31 2,85 3,61 4,04 umed Tob strunjit mediu 0,3 2,56 3,00 3,51 4,81 6,69 8,14 uscat Tob cptuit cu lemn, 0,35 3,00 3,61 4,33 6,72 9,02 11,5 mediu uscat Tob cptuit cu 0,4 3,51 4,33 5,34 8,12 12,35 16,41 cauciuc, mediu uscat

Determinarea forelor din ramura ce se nfoar sau se desfoar de pe tob, permite calcularea rezistenei la nfurare pe toba de acionare (relaia 2.35) i a forei la periferia tobei de acionare (relaia 2.18). 2.8. Forele n band n cazul acionrii cu mai multe tobe Pentru mrirea forei de traciune se poate aciona n mai multe direcii: - prin mrirea coeficientului de frecare ; - prin mrirea unghiului ca urmare a acionrii cu dou tobe, (fig 2.22 a); - prin mrirea unghiului de cuprindere al benzii pe tob, = 210o-215o, utiliznd soluia din figura 2.22 b. In varianta prezentat n figura 2.22 a, tobele au acelai diametru i aceleai turaii, iar unghiurile de cuprindere sunt 1 i 2.

38


a) Fig. 2. 22 Acionarea cu mai multe tobe

b)

Fora de traciune F't, se determin ca fiind suma forelor de traciune F't1, pentru toba cu unghiul de nfurare 1 i F't2, pentru toba cu unghi de nfurare 2. Se poate scrie:' Ft' = Ft1 + Ft'2 = S i S i' + S i' S d

(

) (

)

(2.40) (2.41) (2.42)

' Ft1 = S i' e

1

1

Ft'2 = S i' e 2 1

(

)

1 e 2

Relaia dintre forele de traciune:' Ft1

Ft'2

= e 2

e 1 1 e 2 1

(2.43)

Pentru 1=2= se obine:' Ft1

Ft'2

= e

(2.44)

Aceste fore de traciune inegale pe tobe evideniaz suprasolicitarea benzii pe sectorul dintre tobe. Pentru ca forele de traciune pe ambele tobe s fie egale trebuie micorat diametrul celei de a doua tobe sau s se foloseasc o transmisie diferit pentru cele dou tobe. Pentru a mri apsarea benzii pe tob se folosete soluia din figura 2.19.b. Dac rola apas pe band cu fora N, (apsarea se realizeaz n mod obinuit printr-un arc), iar unghiul de cuprindere corespunztor apsrii N este ", atunci:Si = S d e + N e "

(2.45)


39

Pentru a se determina mrimea forei la periferia tamburului de acionare se utilizeaz relaia (2.18). Se procedeaz asemntor ca la punctul 2.7 i se determin Si i Sd, cu respectarea particularitilor fiecrei variante, n ceea ce privete legtura ntre forele din ramura ce se nfoar sau se desfoar de pe organele de acionare.

2.9. Alegerea motorului electric i verificarea la demarajAlegerea motorului electric necesar acionrii transmisiei mecanice ce antreneaz toba de acionare, se va face n funcie de puterea determinat cu relaia (2.17), cu condiia ca puterea nominal a motorului ales s fie mai mare ca aceasta. Este necesar s se efectueze apoi, verificarea motorului ales la suprasarcin n timpul demarajului. La demaraj, n afara rezistenelor statice determinate de forele utile, apar i sarcini dinamice determinate de forele i momentele de inerie ale maselor cu micare de translaie i de rotaie. Considernd c n timpul demarajului micarea este uniform accelerat, acceleraia benzii i a sarcinii va fi:

a=unde:

v td

[m/s]

(2.46)

v - viteza de transport [m/s]; td - timpul de demaraj [sec.]. Dac nu exist alunecare ntre band i role, acceleraia benzii va fi egal cu acceleraia tangenial a rolelor. Se apreciaz c n timpul td = 2-3 secunde, ct dureaz demarajul nu apare alunecare ntre band i role, iar acceleraia unghiular a rolelor poate fi exprimat prin relaia:

=unde:

2a Dr

[s -2]

(2.47)

Dr - diametrul rolelor de sprijin [m]; a acceleraia tangenial a rolei [m/s2]. Momentul necesar pentru nvingerea ineriei rolelor va fi:Mi = J [ Nm ]

(2.48)

unde:

- acceleraia unghiular a rolelor [ s -2]. J - momentul de inerie masic n raport cu axa de rotaie a rolei [Nms2].

40


J=unde:

2 3 G r Dr 4 4g

[ Nms 2 ]

(2.49)

Gr - greutatea unei role [N]; g - acceleraia gravitaional [m/s2]; Dr - diametrul rolei [m]. Fora necesar nvingerii ineriei reazemului cu role va fi:

S din =

2M i 2 J 3 Gr v n= n= n [ N] Dr Dr 4 g td

(2.50)

unde: v - viteza de transport [m/s]; td timpul necesar demarajului [sec.]; n - numrul total de role de sprijin din zona ncrcat i zona descrcat. Fora necesar pentru nvingerea ineriei benzii i a sarcinii se determin cu relaia:" S din =

Gb + G m v [N] g td

(2.51)

unde:

Gb - greutatea total a benzii [N]; Gm - greutatea materialului transportat [N]; g acceleraia gravitaional [m/s2]. Sarcina dinamic total ce trebuie nvins la demaraj va fi:' " S din = S din + S din

[ N]

(2.52)

Ca urmare a existenei sarcinilor dinamice, n perioada de demaraj fora maxim din ramura ce se nfoar pe toba de acionare va fi:S max = S i + S din

(2.53)

Fora la periferia tobei de acionare, corespunztoare demarajului se va determina cu relaia: F pd = S max S d + Wa (2.54)

Sd fora din ramura ce se desfoar de pe toba de acionare; Wa - rezistena la nfurare pe organul de acionare. Sd i Wa sunt determinate pe baza solicitrilor corespunztoare regimului stabil de funcionare, pe baza relaiilor de la punctele 2.7 i 2.8. Puterea dezvoltat de motorul de acionare n perioada de demaraj, va fi dat de relaia:unde:


41

Pd =

F pd v 10 3

[kW ]

(2.55)

Pentru ca motorul ales s funcioneze n perioada demarajului fr s se supra nclzeasc, este necesar s fie ndeplinit inegalitatea:

Pd 1,7.....2 PnsauM dem M max

(2.56)

(2.57) Pn - puterea nominal de catalog a motorului electric ales [kW]; Mdem momentul dezvoltat la arborele motor n perioada demarajului [Nm]; Mmax momentul maxim pe care l poate dezvolta motorul electric, caracteristic de catalog a motorului ales [Nm]. unde:

2.10 Studiul ncrcrii transportoruluiS-a artat anterior c dispozitivul de ncrcare trebuie astfel construit, nct viteza sarcinii la contactul cu banda s fie egal cu viteza acesteia; n caz contrar, ntre band i material apare o alunecare, ceea ce duce la uzura puternic a benzii. Presupunnd transportorul nclinat cu unghiul (fig.2.23), o particul de material de mas m este antrenat de band ntr-o micare uniform accelerat, datorit forei de frecare N. Din condiiile de echilibru rezult:

N = ma + mg sin N = mg cos

(2.58) (2.59)

Eliminnd reaciunea N ntre aceste dou relaii se obine: a = g ( cos sin ) (2.60)Fig. 2. 23 Forele care acioneaz asupra particulei de material.

Dac banda se deplaseaz cu viteza v, iar materialul are viteza vo, spaiul x , parcurs de material pn la atingerea vitezei v , va fi:

x=

2 2 v 2 v0 v 2 v0 = 2a 2 g ( cos sin )

(2.61)

42


Presupunnd spaiul parcurs de sarcin egal cu x, viteza pe care o poate atinge materialul pe aceast distan va fi:2 v = 2 g ( cos sin )x + v 0

(2.62)

Dac se consider un element de band de lungime dx, fora normal exercitat de material pe acest element va fi: g dN = q cos dx = m cos dx (2.63) 3,6 v iar fora de frecare corespunztoare va fi: m g dF f = cos dx 3,6 v

(2.64)

Introducnd n aceast relaie valoarea vitezei v, dat de relaia (2.62), rezult: m g cos (2.65) dF f = 2 3,6 2 g ( cos sin ) x + v 0 Integrnd aceast expresie pe ntreaga lungime de lunecare de la x = 0 pn la valoarea lui x dat de expresia (2.61) se obine fora de frecare, echivalent cu rezistena la ncrcare. m (v v 0 ) Ff = [ N] (2.66) 3,6( tg ) Analiznd expresia forei de frecare se poate aprecia c aceast for poate lua valori foarte mari la o diferen mare a vitezelor i pentru o nclinare a transportorului apropiat de unghiul de frecare.

2.11 Studiul descrcrii transportoruluiPentru determinarea formei raionale a plniei de descrcare, astfel nct materialul s nu loveasc pereii plniei, trebuiesc studiate condiiile desprinderii materialului de pe tob. Pn cnd banda ajunge pe tob, particulele de material se afl n repaus relativ fa de band i se mic mpreun cu ea cu viteza v. Ajungnd pe tob particula este supus aciunii forei centrifuge. Deci, asupra unei particule A de material, de mas m, vor aciona dou fore (fig.2.24), fora de gravitaie mg i fora centrifug mr2. Prelungind rezultanta R a acestor fore pn ce ntlnete n punctul


43

P, verticala care trece prin centrul tobei, din asemnarea triunghiurilor ABC i APO se poate scrie:

AB BC mr 2 mg = sau = AO OP r h de unde:h= mgr mr2

(2.67)

=

g

2

=

30 2 g

n

2

2

900 n2

(2.68)

Se vede deci c distana h dintre punctul P i centrul tobei depinde numai de turaia acesteia. Dac h poart numele de distan polar, punctul P, prin care trec rezultantele forelor care acioneaz asupra particulelor de Fig. 2.24 Forele care acioneaz asupra particulei de material material aflate pe tob, se numete polul micrii. In cazul n care distana polar h este mai mic dect raza r a tobei (tobe de turaie mare), rezultanta este ndreptat spre exteriorul tamburului i desprinderea materialului are loc atunci cnd banda ia contact cu tamburul (fig.2.25 a). Aceste mod de descrcare se numete descrcare centrifugal. In cazul n care distana polar h este mai mare dect raza r a tobei (tobe cu turaie mic), rezultanta este ndreptat spre interiorul tobei i desprinderea

a)Fig.2.25 Traiectoria particulei

b)

44


materialului va avea loc n momentul n care rezultanta devine tangent la tob (fig.2.25 b), adic atunci cnd se realizeaz condiia: r (2.69) cos = h Pentru un unghi r mai mic dect cel dat de relaia (2.69), componenta tangenial a forei R echilibreaz fora de frecare N, iar materialul odat cu rotirea sa cu tamburul, ncepe s alunece fa de band. Alunecarea este mai sensibil la tobele cu turaie foarte mic. n acest caz, datorit vitezei mici a materialului, ocul cu care vna de material lovete plnia este neglijabil. La tobele cu turaie mare, la care ocul cu care materialul ar lovi plnia ar fi puternic, diferena dintre unghiurile r i este att de mic, nct practic poate fi neglijat. Se poate aprecia c relaia (2.69) este suficient de exact pentru necesitile practice. La desprinderea de pe band, materialul va continua s se deplaseze dup tangenta la tob (axa x), cu o vitez v egal cu viteza periferic avut la desprindere. Dup un timp t, el va parcurge o distan: x = vt (2.70) n acelai timp t, sub aciunea gravitaiei, materialul va parcurge pe vertical o distan y, dat de relaia:

gt 2 (2.71) 2 Eliminnd ntre relaiile (2.70) i (2.71) timpul t, se obtine ecuaia traiectoriei particulei de material, dat de relaia: g (2.72) y = 2 x2 2v Aceasta ecuaie reprezint o parabol. Profilul vnei de material este determinat, dac se construiesc traiectoriile a dou particule de material una de pe suprafaa benzii i alta de la suprafaa materialului (fig. 2.26). innd seama de acest profil se poate construi profilul plniei de descrcare, astfel nct materialul s nu loveasc pereii ei. Fig. 2.26 Traiectoria jgheabului n funcie de traiectoria particulei. y=


45

2.12 Determinarea traseului benzii n poriunea de racordareLa trecerea benzii de pe o direcie orizontal pe una nclinat, trebuie determinat curba fcut de band, pentru a se putea amplasa rolele de sprijin dup aceast curb, astfel nct, tot timpul banda s se sprijine pe role. Spre deosebire de studiul sgeii ntre dou role, n acest caz nu se cunoate punctul de unde ncepe poriunea curb i nici deschiderea acesteia. Considernd poriunea curb a benzii Oa, de deschidere L, nclinat cu un unghi fa de orizontal (fig.2.27) din condiia Fig. 2.27 Traiectoria benzii n zona de de echilibru a elementului OC racordare dintre un tronson orizontal i unul rezult: nclinat q x S x sin = B ; S x cos = S cos mprind cele dou relaii se obine: q x tg = B S cos Dar tg =

(2.73)

dy , se va obine: dx q x dy = B dx S cos

(2.74)

Separnd variabilele i integrnd, innd seama c pentru x = 0, y = 0 rezult:y= q B x2 2 S cos

(2.75)

In cazul trasrii curbei de racordare a benzii trebuie luat n considerare numai greutatea pe metru liniar a benzii qB, deoarece chiar i n timpul funcionrii n gol a transportorului, banda trebuie s se reazeme pe toate rolele.

46


a

b Fig. 2.28 Trasarea curbei de racordare ntre un tronson orizontal i unul nclinat Pentru trasarea curbei de racordare, n practic se indic fie unghiul o, a poriunii nclinate a transportorului (fig.2.28 a), fie coordonatele Lo i yo ale punctului a prin care trebuie s treac curba (fig.2.28 b). n primul caz (fig.2.28 a), conform relaiei (2.73), rezult: xo = S tg a cos qB

(2.76)


47

Presupunnd curba sgeii o parabol cu vrful n punctul O, din proprietile acesteia rezult: OK = Kb Dar ab = Kbtg o = Obtg = 2Kbtg i deci tg o = 2tg . innd seama de aceasta, relaia (2.76) devine: xo = 2 . Dar tensiunea S nu poate fi cunoscut fr a se determina poziia punctului O. Considernd cunoscut tensiunea Sn, care acioneaz n punctul de desfurare al benzii de pe cel mai apropiat tambur de abatere i neglijnd greutatea rolelor rezult: S = S n + w q B L innd seama c: S sin qB (2.77)

OK = K b =rezult:

x0 2

L = L i deci:

x0 2

(2.78)

x S = Sn + w qB L 0 2 Eliminnd valoarea lui xo ntre relaiile (2.78) i (2.79) se obine:

(2.79)

S=

Sn + w qB L 1 + w sin

nlocuind aceast valoare n relaia (2.77) rezult:

x0 =

2(S n + w q B L ) sin q B (1 + w sin )

Introducnd aceast valoare n relaia (2.78) se obine:

L = L

Sn + w qB L sin q B (1 + w sin )

(2.80)

48


Pentru distribuirea rolelor se traseaz partea nclinat a transportorului, cu unghiul de nclinare o, determinndu-se punctul K i deci lungimea L. Se calculeaz valoarea xo i se determin distana L' i deci i poziia punctului O. Se calculeaz tensiunea S i se introduce n relaia (2.75), dup care, dnd lui x din aceast relaie valori ntre 0 i xo, se determin nlimea corespunztoare y la care trebuie amplasate rolele. In cel de al doilea caz (fig.2.28 b) exist relaiile: tg = i: yo xo (2.81)

S = S n + wq B L o - wq B x oRelaia (2.76), pentru x = xo i tgo=2tg, devine: xo = 2 S sin qB

(2.82)

(2.83)

Unghiul fiind relativ mic, se poate nlocui sinusul su prin tangent i relaia (2.83) devine: xo = 2 S tg qB (2.84)

Eliminnd tg ntre relaiile (2.81) i (2.84) se obine:xo = 2S y o qB

(2.85)

nlocuind pe xo din relaia (2.85) n relaia (2.82) se obine:S = S n + wq B L o + w2 q B y o - w q B y o( 2S n + 2wq B L o + w2 q B y o

(

)

(2.86)

Termenii w2.qB..yo fiind mici n comparaie cu ceilali se poate folosi cu suficient exactitate pentru practic relaia:

S = ( S n + wq B L o ) - w 2q B y o ( S n + wq B L o )

(2.87)


49

Dac i ordonata yo este mic, relaia (2.87) devine:

S S n + wq B L o

(2.88)

Introducnd valoarea forei S calculat cu una din relaiile (2.86), (2.87), (2.88) n relaia (2.85), se determin valoarea xo i apoi distana L', deci poziia punctului O. Se traseaz apoi curba prin puncte cu ajutorul relaiei (2.75). Cu suficient exactitate pentru practic, se poate trasa curba sgeii dup un arc de cerc, n locul unui arc de parabol. Raza R a arcului de cerc se ia egal cu raza de curbur a parabolei, n vrful ei, care este tocmai distana focal p a parabolei. Din ecuaia parabolei: x 2 = 2py rezult:p= x2 S = cos = R 2y q B

(2.89)

Cunoscnd raza R i coordonatele punctelor O i a se poate determina centrul i se poate trasa curba pe care se plaseaz rolele de reazem.

2.13 Verificarea sgeii benziiIn cazul transportoarelor cu band este necesar ntinderea benzii pentru a se asigura o sgeat a benzii ntre dou role consecutiv, care s nu depeasc anumite limite. Sgeata benzii este n funcie de distana dintre dou role, precum i n funcie de greutatea materialului i a benzii. Sgeata maxim a benzii se formeaz pe ramura ncrcat a transportorului. Cu ct sgeata f este mai mare cu att unghiul pe care l face banda cu linia rolelor este mai mare (fig.2.29), iar materialul trece mai greu peste role, banda se uzeaz mai repede i crete consumul de energie. Cu ct unghiul 1 este mai mare, cu att unghiul de nclinare al transportorului este mai mic. Avnd n vedere c valoarea maxim admis a unghiului 1 este (2-3)o, se poate determina fora minim din band pe ramura plin cu relaia:

S p min . =

(q + q B ) l 4 tg

(2.90)

50


Fig. 2.29 Verificarea sgeii benzii.

Sgeata benzii se poate determina conform figurii 2.29, cu relaia: l f p = tg (2.91) 2 nlocuind tg cu valoarea obinut din relaia (2.90), relaia (2.91) devine:

fp

(q + q B )(l)2 =8 S p min .

(2.92)

ntruct, pentru valoarea sgeii se pune condiia: fp (0,025 - 0,03) l , va rezulta:

S p min = (4 L 5)(q + q B ) l [ N ]unde:

(2.93)

q - greutatea materialului pe metru liniar [N/m]; qB - greutatea unui metru liniar de band [N/m]; l - distana dintre dou role consecutive din zona ncrcat a benzii [m].

2.14 Verificarea rezistenei benziiDup determinarea forelor n band se verific rezistena acesteia, cu ajutorul relaiei:

q ef =

S max qa Bi

(2.94)


51

B - limea benzii [m]; i - numrul de inserii; Smax - fora maxim din band [N]; q'a- sarcina specific admisibil [N/m]. Sarcina specific admisibil a benzii se determin n funcie de rezistena specific la rupere a benzii q'r i de un coeficient de siguran admisibil ca.

unde:

qa =

qr ca

(2.95)

Rezistena specific la rupere a benzii este q'r = 54.103 N/m pentru benzi cu inserie de bumbac de calitate obinuit i q'r = 113.103 N/m pentru benzile cu inserie de calitate deosebit. Coeficientul de siguran este n funcie de numrul de inserii, el crescnd cu acesta, datorit repartiiei inegale a efortului ntre inserii. Coeficientul de siguran are valori ridicate datorit neomogenitii materialului i se adopt din tabelul 2.9.Tabelul 2.9 Valorile coeficientului de siguran ca

Numr inserii Coeficient de siguran ca

3 9

4...5 9,5

6...8 10

9...11 10,5

12...14 11

In cazul n care relaia 2.93 nu este satisfcut, se alege o band mai rezistent i se reface calculul transportorului.

2.15. Transportoare mobile cu bandPentru ncrcarea i descrcarea vagoanelor de cale ferat, a vapoarelor, autocamioanelor, se folosesc adesea transportoare mobile cu band, la care construcia metalic este montat pe roi. Transportoarele mobile cu band se execut cu lungimi cuprinse ntre 5 i 20 m, cu nlimi de ridicare cuprinse ntre 1 i 7 m, iar productivitatea ntre 30 i 80 m3/h. Aceste transportoare au dispozitive care permit variaia unghiului de nclinare. In figura 2.30, este prezentat construcia unui transportor mobil la care pe construcia metalic sunt montate rolele de susinere 2 i tobele de acionare 3 i de ntindere 4, acestea fiind nfurate de banda flexibil 5. Construcia metalic se

52


reazem pe picioarele 6 i 7, montate pe axa roilor 8 care se pot roti fa de axele lor verticale, asigurnd o mai bun mobilitate transportorului. Construcia metalic se mai sprijin pe rola 9. Piciorul 6 este montat articulat la construcia metalic, n timp ce pe piciorul 7 aceasta se reazem liber. Prin deplasarea ghidat a piciorului 7 fa de construcia metalic, aceasta poate lua diferite nclinri. Deplasarea piciorului se realizeaz prin intermediul cablului 10, care nfoar un scripete fixat n capul piciorul 7, un capt al cablului fiind fixat la construcia transportorului, iar cellalt la toba troliului manual 11, montat pe construcia metalic a transportorului.

Fig. 2.30 Transportor mobil cu band.

Prin nfurarea cablului pe tob are loc ridicarea transportorului, iar prin desfurarea acestuia, coborrea transportorului.

2.16 Transportoare cu band metalicPentru transportul sarcinilor umede, lipicioase, grase, vscoase se utilizeaz transportoarele cu band metalic. Temperatura produselor transportate poate ajunge la 120-130o C. Benzile se execut din oel cu rezistena la rupere 650 MPa, avnd grosimi de 0,8 - 1 mm. La o lime a benzii de 600 mm, lungimea transportorului poate ajunge 400-500 m. Viteza benzii este cuprins ntre 0,8 i 1,5 m/s. Diametrul tobei se calculeaz n funcie de grosimea a benzii, n mod obinuit D = (8001.200). Distana ntre rolele de sprijin ale benzii este 0,8 - 1,4 m, n funcie de densitatea materialului transportat; astfel se iau valori mai mari pentru sarcini cu densitatea 0,8 t/m3 i mai mici pentru sarcini cu densitatea 1,6 t/m3. In figura 2.31 este prezentat schema de principiu a unui transportor cu band metalic, iar n figura 2.32 sunt prezentate rolele de sprijin ale benzii (fig.2.32 a) i

dispozitivul de centrare al benzii (fig. 2.32 b).Transportoare cu band

Fig. 2.31 Transportor cu band metalic 1 tob de acionare, 2 role, 3 band metalic, 4 tob de ntindere, 5 sistem de ntindere cu greutate, 6 dispozitiv pentru descrcare, 7 transmisie mecanic

53

54


a)

b) Fig. 2.32 Detalii ale transportorului cu band metalic: a role de sprijin ale benzii; b dispozitivul de centrare al benzii.

Fig. 2.23 Vedere general a mecanismul cu plug


55

In figura 2.33 este prezentat o vedere general a mecanismul cu plug ce poate fi folosit pentru descrcarea transportorului, iar n figura 2.34 sunt prezentate variante de dispozitive. Mecanismul cu plug cu o singur legtur se folosete pentru descrcarea sarcinilor n buci; pentru descrcarea sarcinilor vrsate acest mecanism poate avea una sau dou laturi. In mod frecvent, aceste mecanisme se folosesc pentru descrcarea i depozitarea produselor alimentare vrsate, cnd construcia instalaiei nu permite utilizarea crucioarelor de descrcare.

Fig. 2.34 Variante de dispozitive cu plug.

Fig. 2.35 Forele care acioneaz asupra sarcinii la deplasarea sa pe scut.

56


In figura 2.35, se prezint schema deplasrilor sarcinii pe scut. La deplasarea sarcinii n lungul scutului asupra sa acioneaz reaciunea scutului N, fora de frecare a sarcinii pe scut N dirijat n lungul scutului, opus vitezei absolute a sarcinii va; fora de frecare a sarcinii cu banda 1G, dirijat n aceleai sens cu viteza relativ de deplasare a particulei n raport cu banda vr. La o vitez constant de deplasare a sarcinii pe scut aceasta se poate gsi n echilibru. Proiectnd forele care acioneaz dup direcia forei N i dup o direcie perpendicular pe aceasta, se obine.N 1G cos = 0

(2.96)

N 1G sin = 0De unde:

1 G cos = 1G sin atunci: unde:

(2.97) rezult = (2.98)

= tg

sau

tg = tg

- unghi de frecare al sarcinii cu band. Pentru ca sarcina s se deplaseze n lungul scutului trebuie ndeplinit condiia:90 0 ( + ) >0 rezult < 90 0

(2.99)

In mod obinuit unghiul = 30o - 40o. Din triunghiul vitezelor (fig.2.34), rezult:o v a sin 90 - ( + ) cos ( + ) = = cos sin 90o + vt

(

)

(2.100)

v a = vt

cos ( + ) cos

unde: vt = viteza de transport a sarcinii egal cu viteza benzii vB. Timpul de staionare a sarcinii pe scut: t= B B cos = 2 sin v a 2 sin v t cos ( + ) (2.101)


57

Timpul de alimentare continu a scutului cu sarcini:

t1 =

a vt

(2.102)

Pentru o funcionare normal a transportorului este necesar ca ta > t, de unde rezult: a B cos 2sin cos ( + ) (2.103)

unde: a - distana dintre dou sarcini consecutive. In legtur cu cele prezentate, pentru ca fora de frecare a sarcinii pe band s tind s o deplaseze n direcia descrcrii, este necesar a verifica rolele care asigur stabilitatea benzii, sau s se foloseasc pluguri de descrcare cu dou fee.

3. TRANSPORTOARE CU PLCI3.1. Caracteristici tehnice i domenii de utilizareTransportoarele cu plci fac parte din categoria transportoarelor care au ca organ de traciune lanuri ale cror variante constructive vor fi prezentate n capitolele urmtoare, elemente purttoare ale sarcinilor fiind plcile. Aceste transportoare se utilizeaz n fabricile de pine, n laboratoarele de cofetrie i ndeosebi n industria crnii, conservelor, laptelui, berii i vinului, pentru transportul ambalajelor sub form de cutii, sticle n vederea capsrii i evacurii lor. Transportoarele cu plci sunt utilizate, de asemenea, pentru mecanizarea operaiilor de ncrcare i descrcare a vagoanelor, vapoarelor, pentru mecanizarea operaiilor din depozite, ele fiind staionare sau mobile. ntruct, n unele cazuri, produsele alimentare transportate sau ambalajele trebuiesc sterilizate, innd seama de condiiile de lucru, organele purttoare de sarcin trebuiesc executate din materiale anticorosive. Transportul sarcinilor n buci sau a sarcinilor vrsate se face pe direcie orizontal, nclinat sau trasee combinate, unghiul de nclinare nu trebuie s depeasc unghiul de frecare corespunztor coeficientului de frecare dintre material i plci, acesta fiind maxim 30o-40o. Viteza de deplasare a sarcinilor, pentru o funcionare lin a transportului, este de 0,1-0,65 m/s, pentru sarcini vrsate, iar pentru sarcini n buci 0,3-0,9 m/s. Viteza de deplasare a sarcinilor se adopt n coresponden cu necesitile procesului tehnologic; astfel viteza de transport n industria pinii nu trebuie s depeasc 0,050,1 m/s, pentru transportul ambalajelor de sticl poate fi 0,2-0,3 m/s, pentru prelucrarea produselor din carne se recomand 0,2 m/s.

Transportoare cu plci

59

Lungimile de transport pot fi de ordinul metrilor sau a zecilor de metri (cazul transportoarelor cu plci pentru ambalaje), iar productivitile variaz n limite largi putnd atinge valori de 200 t/h pentru sarcini vrsate sau 9000-12000 buci/or pentru sarcini n buci.

3.2. Construcia transportoarelor cu plciIn figura 3.1 este prezentat schematic un transportor cu plci pentru transportul sarcinilor vrsate, al crui organ de traciune este constituit din dou lanuri articulate cu eclise, boluri, buce i role 4, de care sunt prinse plcile 7. Antrenarea lanului se realizeaz cu dou perechi de roi profilate 3 i 9. ntinderea lanului se realizeaz cu ajutorul dispozitivului de ntindere cu urub 10. Rolele lanului ghideaz pe inele 6 i 13 susinute de construcia metalic 5. Alimentarea se realizeaz prin plnia 8, iar golirea n buncrul 2, de unde materialele sunt evacuate prin gura de evacuare 14. Acionarea arborelui 18, pe care sunt montate roile de lan 3, se realizeaz cu ajutorul unui grup motor19, reductor 20, cuplaj 21, o treapt de angrenare deschis 16. Cadrul transportorului 1 se execut din profile laminate de oel (L sau U) i tabl, din sectoare care se asambleaz prin uruburi.

Fig. 3.1 Transportor cu plci.

60


Plcile executate din oel, mai rar din lemn, se monteaz cu distane ntre ele n cazul transportului sarcinilor unitare (fig.3.2 a i b), sau se suprapun formnd un tablier continuu (fig.3.2 c, d, e i f) n cazul materialelor vrsate. In cazul n care se urmrete creterea productivitii transportorului, plcile sunt prevzute cu perei laterali (fig.3.2 d, e i f). Plcile se fixeaz prin corniere la eclisele interioare ale lanului. Unghiuri mari de nclinare ale transportorului se realizeaz prin folosirea de plci ondulate adnci sau cu cutii (fig.3.2.e). La aceste tipuri de plci nlimea medie a bordurilor se consider ca fiind raportul dintre suprafaa lateral a unei borduri i lungimea pasului lanului. Limea plcilor B este cuprins ntre 400 i 1600 mm, cu aceleai intervale ca i n cazul benzilor textile cauciucate. nlimea bordurilor, h, are valori ntre 100-300 mm, frecvent lundu-se h=B/2.

Fig. 3.3 Transportor cu plci pentru ambalaje In figura 3.3 se prezint o vedere de ansamblu a unui transportor cu plci


61

pentru transportul ambalajelor de sticl cu capacitate 0,25; 0,5; 0,8 i 1 l. La o vitez a lanului de 0,2 m/s productivitatea transportorului este de 9000 buci pe or, iar la o vitez de 0,3 m/s productivitatea crete la 12000 buci pe or. Lungimea maxim a unui transportor acionat de un singur electromotor poate atinge 40 m. Subansamblele importante ale transportorului sunt: electromotorul 1, reductorul 2, grupul de acionare 3, grupul de ntoarcere 4. Acionarea transportorului se realizeaz cu electromotoare cu o putere de 0,6; 1; 1,7; 2,8 kW n funcie de lungimea acestuia. In figura 3.4 este prezentat mecanismul pentru automatizarea divizrii fluxului ce vine pe direcia A, n dou pri, una dup direcia CB i alta dup direcia CD. Organul de lucru al mecanismului este o plac divizoare 5 cu geometrie special care venind n contact cu sticlele le rotete n jurul axei lor proprii. Funcionarea stabil a distribuitorului este posibil numai cnd se pstreaz o distan constant ntre sticle. La funcionarea continu rotaia distribuitorului dup direcia cadrului se realizeaz dup dou sticle.

Fig. 3.4 Mecanismul pentru automatizarea divizrii fluxului.

62


In figura 3.5 este prezentat placa divizoare i montajul acesteia. Semnificaia notaiilor din figura 3.5 sunt: 5 - plac divizoare; 6 - pies de legtur; 7 - colar; 8 - bol; 9-plcu; 10-bil. In figura 3.6 se arat construcia discului rotitor al mecanismului de distribuie a sticlelor i forma verigilor lanului care prin cuplare formeaz postamentul pe care se aeaz sticlele. Fig. 3.5 Placa divizoare

Fig. 3.6 Montajul discului rotitor. 1 - disc; 2-bil; 3-fus; 4-roat dinat conic; 5-buc; 6-ax vertical, 7-veriga lanului, 8-bol. In figura 3.7 este prezentat mecanismul de distribuie, care mparte irul de sticle n dou pri, ce se deplaseaz n direcii opuse, perpendiculare pe direcia iniial. El se compune din discurile rotitoare 3, montate la intersecia transportorului principal 1 cu transportorul 2 perpendicular pe acesta; dispozitivul distribuitor 7; arborii 6 i 5 pe care se afl montate roi dinate conice i roi de lan pentru a se


63

transmite micarea de la transportorul principal la cel secundar. ntregul mecanism se sprijin pe suportul 4. Organele principale de lucru sunt divizorul 7 care se rotete n jurul axei proprii a sticlei i cele dou discuri rotitoare 3 care dirijeaz sticlele pe unul din transportoarele 2, care sunt dispuse unul contra celuilalt.

Fig. 3.7 Mecanismul de distribuie al sticlelor

64


In figura 3.8 este prezentat construcia ansamblului arborelui de acionare a transportorului. Arborele 1 primete micarea de la electromotor prin intermediul unei transmisii mecanice cu lan ce antreneaz roata de lan 2 montat pe butucul discului 3 a cuplajului cu bile. Elasticitatea transmisiei se realizeaz cu ajutorul arcurilor 4 a cror rigiditate poate fi reglat cu ajutorul piuliei 5. Prin intermediul roii dinate conice 6 se transmite micarea discului rotitor. Aceast construcie protejeaz ambalajele de sticl mpotriva distrugerii; astfel la apariia ntmpltoare a unei rezistene excesive la rotirea discului sau ntr-un alt punct al transportorului, bilele 7 ncep s alunece pe suprafaa discului 8 i se ntrerupe transmiterea micrii la

Fig. 3.8 Ansamblul arborelui de acionare. arborele 1. In figura 3.9 se prezint construcia unui transportor cu plci utilizat n combinatele de carne pentru transportul cu o vitez de 0,2 m/s a crnii i a altor produse intermediare prelucrate din carne. Principalele pri componente sunt: 1 - mecanism de ntindere; 2-sterilizator; 3 - asiul transportorului; 4-mecanism de acionare; 5-lagr roat de acionare; 6 i 7 plci. In timpul transportului se produc secionri i controale interne a unei mari pri a animalului tiat astfel nct la execuia acestor transportoare se va ine seama de urmtoarele particulariti de exploatare. Plcile ce vin n contact cu produsele alimentare se vor executa din oeluri inoxidabile cu grosime de 5 mm. Electromotorul i reductorul trebuie s se afle la o nlime de pn la 2 m de podea pentru a le proteja de ptrunderea umezelii. Toate elementele transportorului i n special batiul se execut din profile


65

metalice i ansamble separate care sunt dispuse la aceeai distan de podea pentru a

66


putea fi cu minuiozitate curate i splate. In sfrit la exploatarea acestor transportoare se va folosi un sterilizator obinuit pentru tratarea plcilor transportorului cu ap fierbinte. In sterilizator se afl patru tuburi perforate pe care circul ap fierbinte la temperatura de 65oC. Debitul de ap este de 1300 dm3/h, iar debitul aburului este 14 kg/h.

3.3 Parametrii caracteristici ai transportoarelor cu plciProductivitatea transportorului cu plci, n cazul transportului materialelor mrunte, se calculeaz cu relaia:

m = 3600 A v [t/h]unde: A - aria seciunii transversale prin material [m2]; - densitatea materialului transportat [t/m3]; v - viteza transportorului [m/s]; - coeficient de umplere.

(3.1)

a)

b)

Fig. 3.10 Seciune prin material: a - plci plane, b - plci cu borduri laterale.

La transportoarele cu suprafa de aezare plan, fr borduri laterale (fig.3.10 a) aria seciunii transversale se calculeaz cu relaia: 2 (3.2) A= b h 3 Dar b = 0,8 B.

hiar

1 b tg = 0,2 B tg 2 2

Transportoare cu plciA = 0,107 B 2 tg

67 (3.3)

Introducnd expresia ariei, relaia (3.3), n relaia (3.1) se obine:

m = 385,2 B 2 tg v

[t/h]

(3.4)

Deoarece productivitatea este o caracteristic tehnic a transportorului, folosind relaia (3.4) se poate determina limea plcilor plane fr borduri laterale:

B=

m 385,2 tg

[m]

(3.5)

unde:

- unghiul de taluz al materialului.

Valoarea coeficientului de umplere este dependent de unghiul , de nclinare al transportorului. Astfel pentru < 10o, =1; pentru < 10o-20o, =0,9-0,85; pentru > 20o, = 0,85-0,9. In cazul transportoarelor cu plci cu perei laterali (fig.3.10 b) aria seciunii transversale va fi:A1 = B h1 + B2 tg 4

(3.6)

Considernd h1=0,8 H, iar H ~ B/2 rezult h1=0,4 B, iar aria seciunii va fi:A1 = 0,4 B 2 + B2 B2 (1,6 + tg ) tg = 4 4

(3.7)

Introducnd expresia ariei, relaia (3.7), n relaia (3.1) se obine:

m = 900 B 2 (1,6 + tg ) v

[t/h]

(3.8)

Utiliznd relaia (3.8) se poate determina limea plcilor cu borduri laterale: B= 1 30

m (1,6 + tg ) v

[m]

(3.9)

Limea plcilor are valori cuprinse ntre 400 i 1600 mm, cu aceleai intervale ca i la benzile textile cauciucate. nlimea bordurilor are valori cuprinse

68


ntre 100 i 320 mm. Foarte frecvent se ia H~ B/2. In tabelul 3.1. sunt prezentate orientativ dimensiuni ale nlimii pereilor plcilor (H) n funcie de limea acestora (B).Tabelul 3.1 Inlimea plcilor n funcie de limea B

B [mm] 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 100 100 100 100 100 100 100 100 125 125 125 125 125 125 125 125 160 160 160 160 160 160 160 160

H [mm] 200 200 200 200 200 200 200 250 250 250 250 250 250 250 320 320 320 320 320 320

Pentru sarcini n buci, productivitatea se poate calcula cu relaia:

m = 3,6

G 1 v g d

[t/h]

(3.10)

G - greutatea sarcinii transportate [N]; d - distana dintre dou sarcini constructive [m]; g - acceleraia gravitaional [m/s2]; v - viteza de transport [m/s]. In cazul sarcinilor n buci, limea plcilor se ia cu 0,1-0,2 m mai mare dect dimensiunea maxim a sarcinii transportate. Viteza transportorului este cuprins ntre 0,2 i 0,8 m/s, rar atinge 1 m/s, deoarece la viteze mai mari dect 1 m/s apar sarcini dinamice nsemnate.

unde:

3.4. Rezistenele la deplasarePentru determinarea forei ce apare la periferia roii de lan de acionare este necesar s se determine rezistenele care se opun deplasrii sarcinii de-a lungul ntregului circuit al transportorului. Pentru aceasta se mparte ntreg traseul transportorului n sectoare rectilinii i curbilinii, se calculeaz rezistenele la deplasare pe fiecare sector i apoi aplicnd


69

metoda prezentat la 2.7, la fel ca la transportoarele cu band, se determin fora n ramura ce se nfoar pe roata de acionare, S i , considernd c fora n ramura ce se desfoar de pe roata de acionare, Sd, are valori cuprinse ntre 1500 i 2500 N, for ce se realizeaz cu ajutorul dispozitivului de ntindere al lanului.

a) b) Fig. 3.11 Forele care acioneaz asupra materialului de pe un tronson cu lungimea L Rezistena la deplasare pe sectoarele rectilinii orizontale ncrcate Whi (fig.3.11a) se determin cu relaia:W hi = (q + q1 ) L w [N]

(3.11)

unde:

q - greutatea sarcinii transportate raportat la 1 m de lan [ N/m]; q1- greutatea unui metru liniar de lan, inclusiv plcile [N/m],(tabel 3.2); L - lungimea tronsonului considerat [m]; w - coeficient de rezisten la deplasare. Sarcina q este dat de relaia: g [N/m] q= m (3.12) 3,6 v

unde:

m - productivitatea transportorului [t/h];g acceleraia gravitaional [m/s2]; v viteza de transport [m/s].

Tabelul 3.2 Recomandri privind greutatea pe metru liniar a lanului cu plci

B[mm] 400 600 800 1000 1200

q1 [N/m] 200-300 400-700 500-800 700-1000 800-1200

70


Sarcina q1 nu se poate determina dect dup alegerea tipului de plac. Pentru calcule preliminare se poate folosi relaia: q1 = 600B + A [N/m] (3.13) unde: B - limea plcii [m]; A - coeficient n funcie de tipul i limea plcii, indicat n tabelul 3.3.Tabelul 3.3 Valorile coeficientului A

Tipul tblierului

0,4-0,5 plci cu plci borduri fr borduri 35 40

Limea B [m] 0,65-0,8 plci cu plci borduri fr borduri 45 50

mai mare ca 0,8 plci cu plci borduri fr borduri 60 70

Tip uor (materiale mrunte, densitate mic Tip mediu (materiale n buci mijlocii, densitate medie) Tip greu (materiale grele n bulgri)

50

60

60

70

85

100

70

80

100

110

130

150

innd seama c deplasarea se face pe role, coeficientul de rezisten la deplasare se poate calcula cu relaia:

w=unde:

2 f + D

(3.14)

f - braul forei de rostogolire [mm]; - coeficient ce ine seama de frecarea rolelor cu ghidajele ( = 1,2-1,3); - coeficient de frecare n articulaia lanului, ntre buc i bol; - diametrul bolului articulaiei sau a bucei rolelor [mm]; D - diametrul rolelor lanului [mm].


71

Deoarece acest coeficient depinde de dimensiunile rolei lanului i de dimensiunile bolului acesteia, pentru calcule preliminare, valoarea coeficientului w, n funcie de condiiile de lucru, se poate adopta din tabelul 3.4.Tabelul 3.4 Valori recomandate pentru coeficientul rezistenei la deplasare w.

Condiii de lucru

lagre de alunecare 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2-0,25 lagre cu rulmeni 0,01-0,015 0,015-0,02 0,03-0,04

f [mm] lagre de alunecare 0,06-0,08 0,08-0,1 0,1-0,13

w lagre cu rulmeni 0,025-0,03 0,03-0,04 0,045-0,06

Uoare Medii Grele

0,6 0,8 1

In cazul n care ramura transportorului este descrcat, rezistena la deplasare pe tronsoane orizontale Whd se calculeaz cu relaia:W hd = q1 L w

[N]

(3.15)

Pe sectoarele rectilinii nclinate ncrcate (fig.3.11 b), rezistena la deplasare se calculeaz cu relaia:Wi = (q + q1 )L cos w (q + q1 )L sin

[N]

(3.16)

Pentru sectoarele nclinate descrcate, rezistena la deplasare se calculeaz cu relaia:W d = q1 L cos w q1 L sin

[N]

(3.17)

Semnul (+) corespunde cazului n care sarcina urc, semnul (-) corespunde cazului n care sarcina coboar, iar L reprezint lungimea sectorului nclinat n m. Rezistena la nfurare pe organul de ghidare (abatere fig. 3.12) se poate determina cu relaia:

Wg = R

' d ' + S i' + S d D D

(

)

(3.18)

72

Echipamente de transport n industria alimentarR=

(S ) + (S )' 2 i

' 2 d

' 2 S i' S d cos

(3.19)

' S d = K g S i'

(3.20)

unde: R rezultanta forelor din cele dou ramuri [N];S i' - fora n ramura ce se nfoar pe

organul de ghidare [N];' S d - fora n ramura ce se desfoar de

Fig. 3.12 Forele n lan n cazul roii de ghidare

pe organul de ghidare [N]; d diametrul fusului roii de lan [mm]; D - diametrul roii de lan [mm]; - diametrul bolului lanului [mm]; - coeficient de frecare n lagrul roii de lan; ' - coeficient de frecare n articulaia lanului; - unghiul de nfurare al lanului pe roata de lan; Kg - coeficient de rezisten la nfurare pe organul de ghidare; Kg = 1,03-1,1. Rezistena la nfurare pe roata de lan de acionare se calculeaz cu relaia:

Wa = (S i S d )

' D

= K a (S i S d )

(3.21)

S - fora n ramura ce se nfoar pe roata de acionare [N]; Sd - fora n ramura ce se desfoar de pe roata de acionare [N]. In cazul roilor de acionare nu se ine seama de frecarea produs n lagrele roii, deoarece nu influeneaz fora care soloicit lanul, ca n cazul roilor de ghidare. Se va ine seama de frecarea din lagre la calculul randamentului global al transmisiei. Raportul ()/D, ine seama de frecarea din articulaia lanului i se numete coeficient de rigiditate la nfurare, Ka=0,01-0,02. Fora din ramura ce se desfoar de pe roata de acionare trebuie s dea ntinderea de montaj necesar pentru asigurarea unui mers linitit, a unei sgei admisibile a lanului precum i pentru a evita cderea lanului de pe roat. Pentru a se realiza aceste cerine se adopt n calcule pentru Sd valori de 15002500 N, care se realizeaz cu ajutorul dispozitivelor de ntindere ale lanului.

unde:


73

3.5. Alegerea motorului de acionare i verificarea la demarajPuterea necesar motorului de acionare corespunztoare perioadei de regim se determin cu relaia: F p v (3.22) [kW] P nec = 1000 unde: Fp- fora la periferia roii de acionare [N]; v - viteza de transport [m/s]; - randamentul global al transmisiei mecanice, de la motorul electric la roata de acionare.

F p = S i - S d + W a + S dinunde:

(3.23)

S fora n ramura ce se nfoar pe roata de acionare [N]; Sd - fora n ramura ce se desfoar de pe organul de acionare [N]; Wa - rezistena la nfurare pe roata de acionare [N]; Sdin- sarcina dinamic ce se dezvolt la nfurarea lanului pe roat [N]. Fora n ramura ce se nfoar pe roata de acionare se determin la fel ca i la transportorul cu band, pornind din punctul n care fora n lan este minim (punctul n care lanul se desfoar de pe roata de acionare). Se va mpri traseul transportorului n zone caracteristice i pentru fiecare punct al traseului rectiliniu se vor scrie ecuaii de forma:S i = S i-1 + W i-1,i

(3.24)

unde:

Si - fora n punctul considerat [N]; Si-1 fora n punctul anterior [N]; Wi-1,i - rezistena la deplasare pe tronsonul dintre cele dou puncte considerate

[N]. Pentru zonele curbe se vor utiliza relaiile (3.20) i (3.21), iar pentru fora Sd se vor lua valori corespunztoare celor recomandate la capitolul 3.4. Considernd c turaia roii de acionare este constant, rezult c viteza periferic a roii este constant. Notnd viteza periferic a roii vo (fig.3.13) i neglijnd sgeata lanului, rezult c viteza lanului v1, are expresia:

74


v1 = v 0 cos = R cos unde:

(3.25)

R - raza de nfurare a roii de lan [m]; - viteza unghiular a roii de lan [rad/s]; - unghiul de poziie al dintelui roii fa de vertical. Pentru = 0, viteza lanului este maxim i egal cu viteza periferic a roii. Pentru = o/2, unde o reprezint unghiul dintre doi dini nvecinai, viteza lanului va fi minim i egal cu: (3.26) 2 Acceleraia lanului rezult derivnd viteza n raport cu timpul:

v1min = R cos

o

Fig. 3.13 Determinarea acceleraiei lanului

a1 =

d v1 dv 2 d = = - 2R sin dt d dt

(3.27)

Acceleraia lanului va fi maxim pentru = o/2 i egal cu:

a1max = 2R sin

o2

(3.28)

Rezult c acceleraia lanului variaz brusc ntre - a1max i +a1max, pentru fiecare intrare n angrenare a unei articulaii. Deci, la intrarea n angrenare a unei articulaii acceleraia lanului are valoarea 2 a1max, iar fora de inerie ce se dezvolt va fi: F i = 2m a 1max (3.29) unde m, reprezint masa elementelor transportorului cu micare de translaie, inclusiv masa sarcinii. Avnd n vedere c aceast sarcin se aplic instantaneu, se va multiplica cu un coeficient dinamic Kd = 2, dar innd seama i de fora de inerie ce acioneaz la ieirea din angrenare a articulaiei, dup ce roata a parcurs unghiul o, a crei mrime este - m a1 max, rezult c sarcina dinamic ce apare la angrenarea lanului cu roata de lan va fi:S din = 3m a 1max

(3.30)


75

sau:

G o S din = 3 2R sin g 2

(3.31)

Din figura 3.13, rezult c pasul lanului t, se poate exprima ca fiind: t = R sin o (3.32) 2 2

3 G S din = 2 t 2 g

(3.33)

Viteza unghiular se poate exprima fa de viteza lanului v1 egal cu viteza transportorului v, astfel:

v=unde:

z t n z t = 60 2

(3.34)

n - numrul de rotaii pe minut ale roii; z - numrul de dini ai roii.

=iar sarcina dinamic va fi: S din = 6

2 v z t

(3.35)

G 2 v2 g z2 t

(3.36)

Din aceast relaie rezult c sarcina dinamic crete cu creterea vitezei lanului i cu scderea numrului de dini ai roii. De asemenea pentru v = const. i z = const. o cretere a pasului lanului duce la micorarea sarcinii dinamice. Dup determinarea puterii necesare se va alege un motor electric cu o putere nominal Pn mai mare sau cel puin egal cu cea calculat Pnec, apoi se va verifica motorul ales la demaraj. Puterea dezvoltat de motor la demaraj se poate determina pe baza relaiei:

76


Pd = unde:

F pd v 1000

[kW]

(3.37)

Fpd - fora la periferia roii de acionare n perioada de demaraj: F pd = F p + S dem [N]

(3.38)

S dem =

G a g

[N]

(3.39)

a=

v td

m/s 2

(3.40)

unde: Fp - fora la periferia roii de lan de acionare n perioada de regim stabil [N], relaia (3.23); Sdem. sarcina dinamic n perioada demarajului [N]; G - greutatea prilor n micare (lan, sarcin, dispozitive de prindere a sarcinilor) [N]; g - acceleraia gravitaional [m/s2]; a - acceleraia lanului [m/s2]; v - viteza lanului [m/s]; td - timpul de demaraj (td = 2 - 3 sec). Motorul electric ales se verific la suprasarcin respectndu-se condiia:

Pd (1,7-2) Pnunde: Pn - puterea nominal a motorului electric.

(3.41)

4. TRANSPORTOARE CU RACLETE4.1 Principii de funcionare i domenii de utilizareDup principiul de funcionare transportoarele cu raclete de ncadreaz n categoria transportoarelor cu funcionare continu. Lanul cu raclete poate fi parial sau total ngropat n sarcina vrsat care umple parial seciunea jgheabului. Sarcina este antrenat de raclete i deplasat mpreun cu acestea, ntr-un flux continuu, n msura n care forele de frecare interne ntre particule i forele de frecare ale sarcinii cu organul de traciune nving rezistena datorat frecrii materialului cu peretele jgheabului. Transportoarele cu raclete se utilizeaz pentru: - transportul sarcinilor vrsate n interiorul seciilor de producie i ntre acestea i depozite; - transportul sarcinilor cu curgere liber (gravitaional), descrcarea silozurilor i umplerea depozitelor; - dozarea volumic i amestecarea preliminar a diferiilor ingredieni; - operaii de ncrcare descrcare a vagoanelor de cale ferat i a vapoarelor. Sarcinile transportate sunt: cereale i produse prelucrate din acestea; ingredientele nutreurilor combinate; semine oleaginoase; mal; sare; zahr; cafea; cacao etc. Productivitatea acestor transportoare poate atinge 200 t/h, pentru trasee cu lungimi de pn la 100 m. nlimea pe vertical a transportoarelor nu depete 30 m. In funcie de natura sarcinilor i de productivitate, viteza lanului poate fi 0,2-0,6 m/s. Traseele de lucru pot fi variate: traseu orizontal (fig.4.1a); traseu combinat

78


orizontal cu vertical (fig. 4.1b); traseu nclinat. In cazul traseelor nclinate unghiul de nclinare poate fi 30o-40o.

a) Transportoarele cu raclete pot fi staionare sau deplasabile. Cele deplasabile sunt folosite pentru operaii de ncrcare, descrcare n depozite i vehicule de transport. Pot funciona cu diferite unghiuri de nclinare, nclinarea transportorului putndu-se regla. Avantajele acestor transportoare constau n transportul sarcinilor n spaii nchise fr praf; posibilitatea ncrcrii i descrcrii gravitaionale, fr folosirea unor dispozitive speciale n diferite puncte pe lungimea transportorului; posibilitatea transportului sarcinilor pe trasee combinate fr suprancrcarea punctelor n care se modific sensul de deplasare; rigiditatea construciei jgheabului; simplitatea construciei ansamblelor transportorului, produsele n transportor nu se amestec i nu se separ. b) Dezavantajele acestor Fig. 4.1 Transportoare cu raclete transportoare constau n pre de cost ridicat, consum mare de energie, uzur relativ mare a lanului deoarece el lucreaz fr curgere, scufundat n masa materialului.

Transportoare cu raclete

79

4.2. Construcia transportoarelor cu racleteConstrucia unui transportor cu raclete este prezentat n figura 4.2.

Fig. 4.2 Transportor cu raclete Transportorul se compune din unul sau dou jgheaburi fixate la cadrul 5. Elementul de traciune este construit dintr-o pereche de lanuri 4, la care sunt fixate racletele 7. Lanurile nfoar roile de lan motoare 3 i pe cele de ntindere 9. Acionarea roilor motoare se realizeaz prin transmisia mecanic compus din motor electric 20, reductor 21, cuplajele 22, transmisia cu roi dinate 17 ce antreneaz arborele 19 pe care se afl roile stelate motoare, care se execut cu 6 sau 8 dini. ntinderea lanului se realizeaz cu ajutorul dispozitivului de ntindere cu urub 10, care acioneaz asupra casetelor lagrelor 11, n care se reazem arborele roilor de ntindere. Rolele lanului ghideaz pe inele 6 sudate de profilele U sau L, care la

80


rndul lor sunt fixate de cadrul transportorului. Organul de traciune este constituit din lanuri de diferite construcii, n special lanuri articulate cu eclise i buce sau lanuri articulate cu eclise buce i role; lanuri de traciune cu zale demontabile turnate sau matriate pe care se monteaz racletele. In unele cazuri, racletele sunt forjate mpreun cu eclisele lanului. In cazul lanurilor articulate pasul lanului este de 200-400 mm. Pasul lanului nefiind egal cu cel al racletelor, lungimea total a lanului trebuie s fie un multiplu al pasului racletelor. Pasul racletelor este un multiplu al pasului lanului, n general pasul racletelor este de dou ori pasul lanului. Jgheabul de transport, realizat din tronsoane de 4-5 m lungime, are seciune dreptunghiular sau trapezoidal. El se construiete din tabl de oel de 4-6 mm, n funcie de granulaia materialului transportat. Cele cu seciune trapezoidal au avantajul c micoreaz rezistena de deplasare a materialului transportat. Fundul jgheabului este executat din tabl groas, pentru a rezista uzurii pe care o produc materialele i lanul n timpul transportului. Plcile de fund se pot nlocui cu uurin n caz de uzur, fiind prinse cu uruburi. Pe fundul jgheabului se gsesc montate ramele uberelor , prin care deverseaz produsele. Pentru ca lanul s nu aib o frecare prea mare pe fundul jgheabului, acesta este susinut i ghidat de o in central, montat pe fund. Unele raclete ale lanului sunt prevzute la distane egale, cu un adaos de band de cauciuc care se sprijin pe fundul de tabl, n vederea antrenrii resturilor de produs din jgheab. La partea superioar, jgheabul are o in longitudinal care formeaz ghidajul i suportul firului de lan de ntoarcere. Dup modul n care lucreaz racletele se deosebesc dou tipuri de transportoare; transportoare cu raclete n jgheaburi deschise i transportoare cu raclete n jgheaburi nchise.

4.2.1. Transportoare cu raclete n jgheaburi deschise4.2.1.1. Construcia transportorului Aceste transportoare pot fi cu un singur lan sau cu dou rnduri de lanuri, cu raclete dreptunghiulare sau trapezoidale corespunztoare seciunii jgheabului (fig.4.3). Racletele pot avea form dreptunghiular sau trapezoidal i se confecioneaz din tabl de oel de 3-8 mm i se rigidizeaz cu corniere. Ele se monteaz pe eclisele interioare ale lanului n cazul transportoarelor cu dou lanuri sau se monteaz pe


81

Fig. 4.3 Tipuri de raclete montate pe: a - un lan cu zale; b - un lan de traciune cu eclise articulate cu boluri; c - lan cu zale turnate articulate cu boluri; d - lan cu eclise, buce i role; g - lan cu zale forjate; e i f - eclise montate ntre dou lanuri cu eclisele sau zalele lanului prin intermediul unor plcue n cazul transportoarelor cu un singur lan. Racletele pot fi montate asimetric fa de lan n cazul n care o singur ramur de lan este activ sau simetric n cazul n care ambele ramuri sunt active. Cele mai uzuale sunt racletele dreptunghiulare. Intre raclete, fundul i peretele jgheabului trebuie s fie un joc de 3-8 mm. Forma racletelor i dimensiunile lor trebuie s respecte forma i dimensiunile jgheabului. Limea racletelor b = 200 - 1200 mm, iar nlimea h = (0,4-0,25)b. In figura 4.4.a este prezentat simplificat construcia unui transportor cu raclete n jgheaburi deschise cu un singur rnd de lan, ramura inferioar fiind cea activ.

82


In figura 4.4 b i c este prezentat o vedere lateral a jgheabului cu raclete trapezoidale pentru ramur inferioar respectiv superioar activ; iar n figurile 4.4 d i 4.4 e pentru jgheaburi de lemn respectiv metalice cu raclete dreptunghiulare cu ambele ramuri active.

a)

b)

d)

c)

e)

Fig. 4.4 Transportor cu raclete n jgheaburi deschise cu un singur rnd de lan


83

Limea jgheabului are dimensiuni n funcie de natura materialului transportat. La transportoarele cu un lan, limea jgheabului trebuie s fie mai mare de 3-3,6 ori dect cea mai mare dimensiune transversal a sarcinilor dar nu mai mic dect de 5 ori dimensiunea transversal medie a sarcinilor. La transportoare cu dou lanuri limea jgheabului trebuie s fie de 2-2,5 ori mai mare dect cea mai mare dimensiune transversal a sarcinilor i de 3-4 ori mai mare dect dimensiunea medie a sarcinilor. In figura 4.5.a este prezentat ansamblul arborelui de acionare a unui transportor pentru transportul produselor rezultate dup tescuire, n fabricile de prelucrare a strugurilor. Viteza lanului cu raclete este de 0,3 m/s. In figura 4.5.b este prezentat o vedere a lanului cu raclete.

Fig. 4.5 Ansamblu arbore de acionare al unui transportor cu raclete

84


Semnificaia notaiilor din figura 4.5.a, este urmtoarea: 1 - arbore; 2-lagr; 3roat de lan; 4-disc fixat prin sudur de lagr; 5 -disc; 6-bol pentru legtura discurilor cu cptueala de lemn a transportorului; iar n figura 4.5.b : 1 -lan cu zale; 2-za de lan cu ureche dreapt; 3-za de lan cu ureche stnga; 4-plcu; 5-raclet din mesteacn sau stejar. 4.2.1.2. Calculul principalilor parametri Un parametru principal al acestor transportoare este productivitatea, care este o caracteristic tehnic i se calculeaz pe baza notaiilor din figura 4.6, unde este prezentat o seciune transversal prin materialul aflat ntre raclete, cu urmtoarea relaie:

m = 3,6

l1 + l 1 h b v [t/h] 2 a

(4.1)

l1 + l h b - reprezint volumul de 2 material deplasat de o singur raclet [m3]; l - se ia n funcie de h; l = (2-5)h; Fig.4.6 Seciune transversal prin b - limea racletei n [m]; b =(2-5)h; materialul aflat ntre raclete. h - nlimea racletei n [m], mrime ce se d; unghiul de aezare al materialului, care se consider adesea 0,7-0,8 din unghiul de taluz natural; - densitatea materialului n [kg/m3]; v - viteza de deplasare n [m/s]; viteza lanului se ia 0,25 - 0,5 m/s; a - pasul racletelor n [m], care se ia n funcie de l; a = (1,2-1,5)l. Pentru transportul sarcinilor n buci, productivitatea se calculeaz cu relaia:unde:

m = 3,6 unde:

M v z a

[t/h]

(4.2)

M - masa unei sarcini transportate [kg]; z - numrul sarcinilor ntre dou raclete nvecinate. In cazul transportoarelor nclinate relaiile (4.1) i (4.2) se corecteaz cu un coeficient de umplere , ale crui valori n funcie de unghiul de nclinare, sunt prezentate n tabelul 4.1.

Transportoare cu raclete Tabelul 4.1 Valorile coeficientului de umplere Caracteristica sarcinii transportate Sarcini uoare pulverulente sub form de praf i pulberi Sarcini n buci mijlocii i mari Coeficientul , n funcie de unghiul de nclinare al transportorului 0o 1 1 10o 0,85 1 20o 0,65 0,85 30o 0,5 0,75 35o 0,6 400 0,5

85

In tabelul 4.2 se dau dimensiunile i pasul racletelor, n [mm], n funcie de pasul lanului. Tabelul 4.2 Dimensiunile racletelor nlimea racletei 140 Limea racletei 450; 600 Pasul racletelor 400 640 800 400 640 800 1000 400 640 800 1000 640 800 1000 Pasul lanului 200 320 400 200 320 400 500 200 320 400 500 320 400 500

180

600; 800

250

800; 1000

320

1000;1200

Un alt parametru caracteristic este puterea necesar antrenrii. Puterea motorului de acionare se poate determina cu relaia: 1 Pnec = 1,2 10 3 (q L v + q H v + 2q0 L w v ) [kW]

(4.3)

unde:

L - lungimea transportorului [m];

86

Echipamente de transport n industria alimentar q - sarcina transportat pe metru liniar [N/m]; g [N/m] q= m 3,6 v

m - productivitatea transportorului [t/h];g acceleraia gravitaional [m/s2]; - coeficient de frecare al sarcinii de jgheabul metalic; pentru sarcini sub form de gruni = 0,4 - 0,5; pentru sarcini pulverulente = 0,7 - 0,8; v - viteza lanului [m/s]; qo- greutatea pe metru liniar a lanului cu raclete [N/m]; Pentru calculele preliminare se poate lua qo=K.q; unde K =0,6-0,8, pentru transportorul cu dou lanuri; w - coeficient de rezisten la deplasare a prilor transportorului; pentru lan fr role w = 0,15 - 0,2, pentru lan cu role: w = 0,1 - 0,2; H - nlimea de ridicare n [m]; - randamentul transmisiei mecanice de la motorul electric la arborele de acionare. In relaia (4.3) primul termen reprezint puterea necesar acionrii arborelui principal pentru deplasarea sarcinii pe lungimea transportorului, al doilea termen puterea necesar deplasrii sarcinii pe vertical; al treilea termen - puterea necesar deplasrii la mers n gol numai pe orizontal a lanului cu raclete.

4.2.2. Transportoare cu raclete n jgheaburi nchise4.2.2.1. Construcia transportorului Transportoarele cu raclete n jgheaburi nchise se aseamn din punct de vedere constructiv cu cele cu raclete n jgheaburi deschise, diferenele constau n variantele constructive ale racletelor. Intruct stratul de material depete nlimea racletelor, aceste transportoare sunt de tipul cu raclete necate. In figura 4.7 este prezentat o vedere de ansamblu a unui transportor cu un singur sens de deplasare al sarcinii. Organele de traciune ale acestor transportoare sunt lanuri cu raclete ce fac corp comun cu eclisele exterioare ale lanului, figura 4.8 i figura 4.9. Cea mai mare utilizare o au lanurile cu eclise i buce i lanurile cu eclise, buce i role cu raclete nguste (fig.4.8). Presiunea specific admisibil n articulaie n

Transportoare cu raclete 35.106) N/m2. Fig. 4.8 Lan cu raclete

87

funcie de duritatea elementelor acesteia i de abrazivitatea sarcinilor este (25.106 -

Fig. 4.7 Transportor cu raclete n jheaburi nchise

88


Pentru compensarea jocului n articulaie ntre bol i buc, care crete pe msura uzurii articulaiei, se va lua ntre bol i buc 0,15-0,25 mm, iar ntre buc i rol 0,7 - 1 mm. Racletele se execut dintr-o bucat cu eclisele exterioare caracterizndu-se printr-o rezisten mai mare. Dup 10-15 raclete exist o raclet acoperit cu un strat elastic de pnz cauciucat sau din cauciuc special pentru sectorul alimentar, pentru a curi jgheabul de resturile de material. Materialele recomandate pentru executarea plcilor lanului sunt OL42, OL50; axele i bucele din OLC 25; OLC 45; OLC 25X sau OLC 45X, duritatea necesar fiind ntre 40-60 HRC; rolele din OLC 25; OLC 45; OLC 50, duritatea suprafeei fiind ntre 42 i 52 HRC. Ca urmare a constatrii c rezistena la forfecare a stratului de produs depete rezistena lui la naintare, s-a ajuns la executarea unor raclete n form de L, H sau U care mrind seciunea de forfecare pot nvinge chiar rezistena pe vertical. Pentru transportul sarcinilor pe trasee nclinate de la 15o la 90o, se utilizeaz lanuri cu profile speciale ale racletelor (fig. 4.9). Aceste raclete, care cuprind sarcina transportat pe conturul seciunii jgheabului, mresc rezistena la contact a organului de traciune i asigur o curgere continu a materialului dup nclinarea dorit.

Fig. 4.9 Raclete forjate In exploatarea silozurilor i a bazelor de recepie s-au dovedit cele mai eficiente acele transportoare ale cror lanuri sunt de tipul: - lan format din eclise de oel manganos special, foarte rezistent la uzur, mbinate prin boluri confecionate din oel special. Eclisele sunt ndoite i formeaz racleii (fig. 4.10) care antreneaz produsul n lungul jgheabului, pe orizontal (fig.4.7);


89

Fig. 4.10 Lan articulat cu eclise ndoite - lan realizat din elemente cu raclei forjai care se mbin prin boluri (fig. 4.11); acest tip de lan cnd este executat sub form de U, fiind folosit la transportul pe traseu nclinat sau chiar pe vertical (fig. 4.11).

Fig. 4.11 Lan din elemente cu raclete forjate Jgheabul transportorului este confecionat din mai multe sectoare asamblate cu uruburi. In figura 4.12 sunt prezentate diferite variante constructive: a) jgheab de seciune dreptunghiular cu fund detaabil; b) cu fundul ndoit dintr-o bucat cu pereii laterali; c) cu role de sprijin pentru ramurile superioare ale lanului; d) pentru lan dublu; e) pentru transport bilateral, f) cu seciune trapezoidal; g) cu fundul curb. Cele mai uzuale sunt jgheaburile cu pereii drepi (fig.4.13) n care: 1 - perei verticali; 2 - fund; 3 - capac detaabil; 4 - piuli fluture; 5 - garnitur de cauciuc; 6 ramura superioar de lucru a lanului; 7 - ramura inferioar nencrcat a lanului; 8 perete despritor. Evacuarea produselor se realizeaz cu ajutorul unor guri de descrcare nchise de ubere. Gurile de descrcare se clasific dup: direcia de micare a ubrului (longitudinale i transversale); modul de ghidare a elementelor ubrului (cu alunecare n ghidaje sau cu sprijin pe role); modul acionrii (cu acionare manual i cu acionare automat, electromecanic).

90


Fig. 4.12 Variante constructive de jgheaburi

Fig. 4.13 Jgheab cu perei drepi


91

Fig. 4.14 Mecanismul de acionare a unui transportor cu un lan

b) Fig. 4.15 Dispozitive de ntindere cu urub a)

92


In figura 4.14 este prezentat mecanismul de acionare a unui transportor cu un lan. Transmisia mecanic compus din motorul electric 1, transmisia prin curele 3, antreneaz arborele 7 pe care este montat pinionul ce angreneaz cu roata dinat 9 i transmite micarea la arborele 10 pe care se afl montat roata de lan de acio

curs etia

Documents