В ленточном конвейере движущая сила ленте передается с помощью фрикционной передачи (трением) при огибании ею приводного барабана или при контакте приводной ленты с грузонесущей.
Основными элементами привода ленточного конвейера являются один или два (реже три) приводных барабана и приводные блоки, состоящие из электродвигателя, редуктора, соединительных муфт и тормоза, обводные барабаны, пусковая и регулирующая аппаратура.
Приводы ленточного конвейера выполняются
однобарабанными с одним или двумя двигателями (рис. 3.10);
двухбарабанными с близко расположенными друг около друга приводными барабанами (рис. 3.11, а, 3.12) и с раздельным расположением приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера (рис. 3.12, 3.13);
трехбарабанными с близко расположенными друг около друга барабанами (рис. 3.11, б) или с раздельным расположением двух приводных барабанов на переднем и заднем концах конвейера.
Рис. 3.10. Схема однобарабанного привода
Наиболее надежным и конструктивно простым является однобарабанный привод, так как имеет небольшие габаритные размеры, простую конструкцию, один перегиб ленты, высокую надежность, но в связи с этим ограниченный (до 240º) угол обхвата лентой барабана и пониженный коэффициент использования прочности ленты.
Рис. 3.11. Приводы конвейеров с близко расположенными приводными барабанами:
а – двухбарабанный, б – трехбарабанный
Рис. 3.12. Схемы двухбарабанного привода:
а – с двумя двигателями, б – с тремя двигателями
Рис. 3.13. Расположение приводов на переднем и заднем концевых барабанах
Однобарабанный привод небольшой мощности (до 30–50 кВт) выполняют со встроенным внутрь барабана электродвигателем и редуктором. Такие мотор-барабаны широко используются в приводах передвижных и переносных конвейеров и питателей; они компактны, имеют небольшую массу. К преимуществам однобарабанного привода относятся простота конструкции, высокая надежность, небольшие габаритные размеры, единичный перегиб ленты; недостатками – ограниченный угол обхвата лентой приводного барабана и пониженный коэффициент использования прочности ленты.
Двухбарабанные приводы с близко расположенными приводными барабанами имеют различное конструктивное исполнение, наиболее распространенным из них является двухбарабанный привод с индивидуальными приводными механизмами. В этом исполнении барабаны связаны между собой только конвейерной лентой (без дополнительной кинематической связи). У двухбарабанного привода угол обхвата лентой приводного барабана увеличивается до 400º, что позволяет использовать ленту меньшей прочности и является его основным преимуществом. Двухбарабанный привод имеет большие габариты, чем однобарабанный, более сложную конструкцию и меньшую надежность; многократные перегибы ленты снижают ее долговечность – это его основные недостатки. Трехбарабанные приводы применяются в конвейерах большой протяженности.
По общей теории фрикционного однобарабанного привода соотношение между натяжениями ветвей ленты Sнб и Sсб при отсутствии скольжения [2]
Sнб ≤ Sсб ℮μα, (3.1)
где μ – коэффициент трения ленты о поверхность барабана;
α – угол обхвата лентой барабана, рад.
Величину ℮μα, определяющую тяговую способность барабана, называют тяговым фактором.
Тяговое усилие барабана без учета потерь из-за жесткости ленты
W = Sнб – Sсб = Sсб (℮μα – 1) или W ≤ (℮μα – 1) Sнб / ℮μα. (3.2)
Тяговое усилие барабана возрастает с увеличением угла обхвата, коэффициента трения и первоначального натяжения ленты. Для увеличения коэффициента трения поверхность барабана футеруют фрикционными материалами с насечками в виде прямоугольников или ромбов глубиной 3–4 мм.
Расчетное натяжение сбегающей ветви ленты
Sсб = Kз W / (℮μα – 1). (3.3)
Расчетное натяжение набегающей ветви ленты
Sнб = Sсб ℮μα = Kз W ℮μα / (℮μα – 1), (3.4)
где Kз = 1,1–1,2 – коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном;
W – тяговое усилие, равное общему сопротивлению движения ленты, определяемое тяговым расчетом, Н.
Мощность приводного двигателя
N = K3 W v / (1000 η), (3.5)
где v – скорость движения ленты конвейера , м/с;
η – общий кпд механизма привода (обычно η = 0,8–0,9).
В двухбарабанном приводе
Sнб1 ≤ Sсб2 ℮(μ1α1+ μ2α2), (3.6)
где Sнб1 – натяжение ветви ленты, набегающей на первый по ходу ленты барабан, Н;
Sсб2 – натяжение ветви ленты, сбегающей со второго приводного барабана, Н;
μ1 и μ2 – коэффициенты трения ленты о поверхность первого и второго барабанов;
α1 и α2 – углы обхвата лентой первого и второго барабанов, рад.
Общая мощность двигателей двухбарабанного привода [2]
N = N1 + N2, (3.7)
N1 = N Kф / (Kф + 1) ≈ N1Д, (3.8)
N2 = N / (Kф + 1) ≈ N2Д, (3.9)
где Kф = N1Д / N2Д – коэффициент соотношения мощностей на первом и втором барабанах;
N1Д и N2Д – принятые по каталогу мощности электродвигателей.
Обычно принимают Kф = 1– 3, чаще Kф = 2, тогда на первом барабане устанавливают два одинаковых приводных механизма и электродвигателя, а на втором – один такой же комплект.
Общее суммарное тяговое усилие распределяется на два окружных усилия, создаваемых первым и вторым барабаном [2]
W = W1 + W2, (3.10)
W1 = W Kф / (Kф + 1), (3.11)
W2 = W / (Kф + 1). (3.12)
Выбор места расположения и типа привода (рис. 3.14, 3.15) зависит от протяженности и профиля трассы конвейера, значения коэффициента трения между лентой и поверхностью приводного барабана µ и коэффициента использования прочности ленты [5].
Рис. 3.14. Схема к определению места расположения привода ленточного конвейера
Рис. 3.15. Схема к определению выбора типа привода ленточного конвейера