Тема лекції: 7.1. Машини безперервного транспорту

В ливарних цехах широко застосовують різноманітні машини безперервного транспорту для переміщення сипучих і подрібнених вантажів (піску, глини, вугілля, формувальних і стрижневих сумішей и т.д.) безперервним потоком без зупинок для їх завантаження і розвантаження.

У якості безперервного транспорту використовують транспортуючі машини з тяговим пристроєм, в якому вантаж переміщується разом з останнім, і без тягового пристрою. До перших машин відносяться конвеєри стрічкові, пластинчасті, скребкові і елеватори, до других – гравітаційні пристрої, інерційні і вібраційні, гвинтові конвеєри, пневматичні транспортні пристрої, напільні машини.

1. Конвеєри з тяговим пристриїм

1.1. Стрічкові конвеєри (Рис.7.1) широко застосовують для транспортування формувальних пісків, готових формувальних сумішей, відпрацьованих сумішей, коксу, вапняку, стрижнів і відходів формувальних сумішей.

Стрічкові конвеєри – найбільш поширений вид транспортуючих машин ливарних цехів, які призначені для транспортування пісків, глини, формувальних та стрижневих сумішей. Вони бувають горизонтальні, похилі і вертикальні. Конвеєри, установлені в вертикальній площині, називають елеватором.

Стрічкові конвеєри прості по конструкції; мають високу продуктивність, невисоку масу і ціну. Недоліки: забруднення цеху, просипи матеріалів, обмеженість застосування, знос стрічки при роботі з гарячими виливками, обмеженість вантажопідйомності.

Стрічкові конвеєри (Рис.7.1) мають тяговий пристрій 2, виконаний у вигляді нескінченної стрічки, який є одночасно і несучим елементом конвеєра; приводну станцію (електродвигун, редуктор), яка приводить в рух приводний барабан 1; натяжну станцію з хвостовим барабаном 5 і натяжним пристроєм 6; опорні роліки 3 на робочій гілці стрічки і піддержуючі рольганги 7 на холостій гілці стрічки; завантажувальний пристрій 4 і пристрій для чистки стрічки 9. Всі елементи конвеєра змонтовані на металевій рамі 8.

Для збільшення продуктивності конвеєра часто опори під стрічку виконують так, щоб стрічка під дією сил тяжіння матеріалу, розміщеного на ній, приймають форму жолобу (Рис.7.2.а)

Транспортуємий матеріал на стрічку зазвичай завантажують через воронку. Щоб матеріал не розсипався, в зазор між воронкою і стрічкою закріплюють ущільнення із смуг прогумованої стрічки.

Матеріал вивантажується в момент огинання стрічкою приводного барабана (в кінці конвеєра), або в середній частині конвеєра за допомогою плужкових скидачів (Рис..7.2.б). Плужкові скидачі бувають двосторонні 2 або односторонні 1. Недостаток плужкового способу розвантажування – підвищене зношення стрічки. Привод підйому і опускання плужків служить зазвичай пневмоциліндр або діафрагмовий штовхач з електропневматичним управлінням. В робочом положенні плужок прижимається до стрічки гумовою смугою, закріпленою в його нижній частині болтами. Замість опорних рольгангів в цій зоні дії плужка під стрічкою монтується сполошний металевий стіл.

Для забезпечення постійного зчеплення стрічки з приводни барабаном в стрічкових конвеєрах застосовують натяжні пристрій гвинтового або стрічкового типу (Рис.7.3). Вісь натяжного барабана натяжного пристрою гвинтового типу (Рис.7.3, а) опирається на підшипники, установлені в корпусах 1, рухаючись між нерухомими направляючими 2 за допомогою гвинтів 3. Недоліком гвинтових натяжних пристроїв являється трудомісткість натягнення стрічки. Натягнення пристрою грузового типу (Рис. 7.3, б) більш абсолютно, так як натягнення стрічки відбувається автоматично під дією сили тяжіння вантажу.

Швидкість руху стрічки для транспортування формувальних матеріалів і сумішей складає 0,8-1,25 м/с, а для конвеєрів з розвантажувальними плужками до 0,5 м/с.

Кут нахилу конвеєра до горизонту залежить від куту природного откосу матеріалу в русі. Зазвичай кут нахилу конвеєра приймають на 7-10^о менше куту тертя вантажу об полотно. Так, для гладкої стрічки граничний кут нахилу стрічкового конвеєра до горизонталі приймають: β = 20÷22° для формувальної суміші і сирої глини, β = 17÷18° для сухих формувальних матеріалів.

В стрічкових конвеєрах застосовують стрічки прогумовані текстильні, стальні, текстильні з вулканізованими стальними тросами. В конвеєрах ливарних цехів ширина стрічки звично складає 800-1200 мм. Найбільш поширене застосування стрічки текстильної прогумованої, що складається з кількох слоїв бавовняно паперової тканини. Ці шари з`єднують вулканізацією. Поверхня стрічки покрита шаром гуми, що зберігає ткань від стирання матеріалів. Товщина гумового шару на робочій стороні 3-6 мм, а на не робочій – 2 мм.

Кути (градус) нахилу конвеєра з гладкою стандартною стрічкою:

Для піску: сирого...................................................22

сухого............................................16

Для готових формувальних сумішей…........23

Для відпрацьованої суміші:

Вологої...............................................22

Сухої..................................................20 Для вибитих стрижнів, відходів, коксу.......16

Для конвеєрних стрічок широко використовують штучні тканини із перлонових, нейлонових і лавсанових ниток.

Для транспортування матеріалів через сушіння і нагрівальні печі застосовують стрічки, виготовлення із скловолокна з покриттям кремнійорганічним каучуком, або прогумована тканина з покриттям із скловолокна. Кінці стрічок з`єднують вулканізацією або заклепками

На конвеєрах, встановлених під вибивними ґратами, в сушарках застосовують стрічку підвищеної теплостійкості, що допускає транспортування матеріалів з температурою до 200°С.

Робота: Включають привод барабана, який обертається, і тягне стрічку з матеріалом, який розвантажується плужками або пересипається через барабан. Стрічка входить в зачеплення з барабанами за допомогою механізму натяжіння. Застосовують механізми гвинтового та вантажного типу. Частіше застосовують механізм натяжіння гвинтового типу тому, що займає мало місця та безпечніше чім вантажного типу.

1.2. Конвеєри візкові (ливарні) (Рис.7.4). Для транспортування ливарних форм при потоковому виробництві виливків застосовують горизонтально-замкнуті візкові конвеєри. Візкові ливарні конвеєри служать основним транспортним пристроєм потоково-механізованих і автоматизованих формувальних вибивних ліній. По характеру траси візкові конвеєри можуть бути горизонтально замкнені і вертикально замкнені безперервного руху. Ливарний конвеєр, у якого рух періодичний, пульсуючий, називають шаговим. Привод таких конвеєрів періодично рухає весь замкнутий ланцюг платформ на заданий шаг. Тяговим пристроєм в візковому конвеєрі являється пластинчастий втулково-роликовий ланцюг (Рис.7.5). У візкового конвеєра тяговий ланцюг 1 жорстко з`єднана з візком 2, яка рухається на безребордних катках 5 по рель сам 6. На візку горизонтального замкнутого конвеєра змонтовані секції роликового конвеєра 3, дозволяючі перештовхувати на них безупинно вантажі зі стаціонарних складальних конвеєрів. Для попередження сходу візків з рельс на округленнях дороги в даній конструкції замість ходових катків з ребордами, що створюють більший опір руху, застосовані спеціальні направляючі ролики 7 від попадання на них суміші до торців візків приварюють фартухи 4, перекриваючі один одного.

Втулко-роликовий ланцюг (Рис. 7.5) збирається з штампованих стальних пластин, внутрішніх 1 і зовнішніх 2, валиків 3 і вільно на них надітих роликів 4. Наявність ролика дозволяє зменшити опір при проходженні ланцюгів по зірочкам і на поворотах в горизонтальній плоскості. Крім розглянутих безперервно рухомих конвеєрів застосовують також крокові (горизонтально замкнені і вертикально замкнуті і вертикально замкнуті).

Робота: Включається привод, зірочка тягне ланцюг, який жорстко з’єднаний з візками, і тягне візки по рейкам. Натяжний пристрій забезпечує натягування ланцюга і надійну роботу конвеєра. Встановлення та знімання вантажів на візок відбувається при зупинці конвеєра або в період руху за допомогою допоміжних пристроїв. Швидкості конвеєрів знаходяться в межах 2-6 м/хв.

Переваги: високі вантажопідйомність та зносостійкість, необмеженість траси.

Недоліки: ненадійність ланцюга при навантаженні, невисока продуктивність, небезпечні (необхідно проектувати перехідні мости).

1.3. Шагові конвеєри застосовують для транспортування форм, стрижнів, оснащення. Бувають горизонтально-замкнені та вертикально-замкнені (Рис.7.6) для обслуговування двоповерхових цехів. Розглянемо роботу конвеєра для обслуговування формувального відділення. Робота починається з підйому каретки, на яку встановлюється піддон з формою. Каретка опускається на 1 поверх, де форма виштовхується на шагову секцію, охолоджується і транспортується в горизонтальному потоці до вибивної дільниці. Після вибивки опоки повертаються на піддон шагової секції і транспортуються до правої каретки, яка піднімає їх уверх. На 2 поверсі штовхач зіштовхує піддон з опоками на шагову секцію і транспортує їх до формувальних машин. Шагова секція показана на Рис.7.7.

Робота шагової секції: Форма встановлюється на піддон, який піднімається гідродомкратами з опорними роликами та рухомою рамою. Штовхач давить на раму, яка рухається по роликах разом з піддоном і формою до наступної шагової секції. Так всі піддони переміщуються на один шаг. Домкрати опускають рухомі рами і штовхач повертає їх на попередню секцію, а піддон остається на зовнішній рамі наступної секції. Цикл повторюється, форма рухається в горизонтальному потоці, в кінці якого встановлюється на каретку підйомника і транспортується вверх. На секцію верхнього горизонтального потоку форма виштовхується з каретки штовхачем і транспортується на формовку.

Переваги: висока вантажопідйомність, надійність в роботі, можна обслуговувати різні поверхи.

Недоліки: високі ціна, металоємність, складність конструкції, займає багато місця.

1.4. Пластинчасті конвеєри (Рис.7.8) застосовують у ливарних цехах для транспортування:

- дрібних і середніх гарячих виливків по горизонтальному і похилому напрямках від місць вибивання в очисні відділення (у цих випадках на конвеєрах виливки охолоджуються і можна сортувати);

- ливників з вибивних і очисних відділень на склади шихти;

- шихти к дозуючим пристроям та до плавильних агрегатів.

Основна перевага цих конвеєрів є висока опірність зношуванню. Однак внаслідок відносно високої вартості, складності виготовлення й вимоги ретельного догляду за ними через велику кількість шарнірних з'єднань ці конвеєри використовують тільки в самих необхідних випадках. Тяговим елементом конвеєра служать один або два ланцюги, вантажонесучим елементом – настил-полотно.

Пластинчастий конвеєрмає два замкнуті тягові ланцюги з укріпленими на них поперечними пластинами, які утворять суцільну стрічку, що несе завантажений на неї матеріал. Ланцюги приводяться в рух на одному кінці конвеєра приводними зірочками, які обертаються від привода. На іншому кінці конвеєра ланцюг огинає зірочки, які з'єднані з натяжним пристроєм гвинтового типу. Швидкість руху настилу звичайно до 1 м/хв.

Робота: Включають привод зірочки, яка починає рухатися і переміщати ланцюг, з’єднаний зі пластинчатою стрічкою. На стрічку завантажується матеріал, який переміщується і розвантажується в кінці конвеєра. Для збільшення продуктивності на стрічки виконують борта.

Пластини конвеєри виготовляють плоскими або хвилястими з листової сталі (товщиною 4 -10мм). При великій продуктивності конвеєра пластини постачають бічними вертикальними бортами. Щоб уникнути просипання матеріалу пластини перекривають один одного. Напрямок руху настилу повинний бути тільки однобічним, щоб вантаж не міг потрапити між пластинами. Хвилястими пластини роблять для додання їм більшої твердості й для можливості транспортування матеріалу під більшим кутом нахилу конвеєра (25 - 30).

Скребковий конвеєр застосовують для видалення шламу з відстійників у спорудженнях для очищення води, в системах гідравлічної регенерації формувальних сумішей або для транспортування гранульованого шлаку і є різновидом звичайного пластинчастого конвеєра. Він відрізняється від пластинчастого спеціальними скребками, закріпленими на пластинчастій стрічці. При русі стрічки конвеєра скребки опираються на жолоб днища бункера або ємкості, захоплюють матеріал і транспортують його по прямій або похилій площині. Матеріал завантажується через люки або наприкінці жолоба. Конвеєр може мати два тягових ланцюга або один при малій продуктивності й невеликій довжині переміщення.

Скребковими конвеєрами матеріал може переміщуватися як верхньої, так і нижньої галузями, а в необхідних випадках й обома. Настил складається з металевих пластин, прикріплених до двох тягових ланцюгів, він переміщається на роликах по направляючим шляхам.

1.5. Підвісні конвеєри (Рис.7.9) застосовують для безперервного або періодичного транспортування різних штучних вантажів. Наприклад, гарячі виливки після вибивки переміщаються в тарі підвісного конвеєра в термообрубне відділення. Стрижні після виготовлення на машинах транспортуються на фарбування, сушіння й зберігання. Підвісні конвеєри застосовують у відділеннях очищення й обробки виливків. У ливарних цехах для транспортування різних вантажів застосовують підвісні конвеєри двох основних типів: вантажонесучі, і штовхаючі.

Конвеєри транспортують вантажі по підвісних шляхах на спеціальних підвісках: дрібні виливки і літники – навалом у металевих коробках і лотках, середні і великі виливки – на лотках або крюкових і кліщових підвісках, стрижні – на підвісних етажерках чи на крюкових підвісках за підйоми.

1.5.1. Підвісний вантажонесучий конвеєр (Рис.7.10 а). у якого каретки з підвісками для вантажів постійно з'єднані з ланцюгом. Ролики кареток за допомогою тягового органа переміщаються по замкнутому підвісному шляху. Траса підвісного конвеєра може бути горизонтально замкнутої або мати складний профіль із підйомами, спусками й поворотами. Ці конвеєра прості й надійні в експлуатації. Натягування ланцюга проводиться натяжним пристроєм з натяжною зірочкою. Ці конвеєри завантажують і розвантажують на ходу. Швидкість руху конвеєрів у залежності від продуктивності, кроку підвісок і призначення коливається в межах: 0,5–4,0 м/хв для гарячих виливків; 2,0–8,0 м/хв для стрижнів; 4–8 м/хв для міжопераційних передач в очисні відділення.

Кути α нахилу траси рекомендуються 15, 20, 30°, граничний кут 45°.

Робота: Включають привід зірочок, які переміщують ланцюг з каретками по підвісному шляху. На дільниці завантаження на етажерку укладають стрижні, які транспортуються в сушарку, на дільницю фарбування та на склад, де знімаються з етажерок. Недоліком цих конвеєрів є низька автоматизація: вантажі укладаються і знімаються за допомогою робітників або для розвантаження матеріалів необхідно конвеєр зупиняти.

1.5.2. Підвісні штовхаючі конвеєри (Рис.7.10,б та 7.11), у яких каретки з підвісками для вантажів не мають постійного з'єднання з ланцюгом і рухаються за допомогою кулачків, закріплених на ланцюзі.

В підвісних штовхаючих конвеєрах підвіски рухаються по основному вантажному шляху 5, а ланцюг 3 зі штовхачами 4 рухається по допоміжному підвісному шляху 1 на опорних роликах 2. Штовхачі шарнірно прикріплені до ланцюга і, якщо вантаж необхідно зупинити, закривають штовхачі, підвіска зупиняється на рейці, а ланцюг рухається без підвіски.

Вантажні візки не прикріплені до тягового ланцюга і переміщаються по вантажних шляхах за допомогою закріплених на ланцюзі штовхачів 7. Тяговий ланцюг підтримується холостими каретками, які котяться по окремому шляху. Ланцюг приводиться в рух від приводного пристрою з ведучою зірочкою, як на вантажонесучиx конвеєрах.

Візки з вантажем можна відключати від тягового ланцюга і знову підключати до нього, за допомогою стрілок направляти з основних шляхів на їх відгалуження, розподіляти їх у необхідному порядку, зупиняти і накопичувати на окремих ділянках траси, утворити без перевантажувальних операцій підвісні заділи і склади вантажів.

Підвісні штовхаючі конвеєри виконують наступні операції: переводять візки з вантажем з одного конвеєра на іншій за допомогою автоматичних або дистанційно керованих стрілок; автоматично розподіляють вантажі по складських стелажах з одночасним їх сортуванням; видають вантажі зі складу у необхідному ритмі по заданій програмі. Розглянемо роботу на прикладі стрижневого відділення. Від стрижневих машин стрижні укладаються на підвіску штовхаючих конвеєрів, які транспортують їх на склад, де командоапарат переводить стрілку на рейку з заданою масою стрижня. Одночасно працює важіль, який давить на штовхач, візки відокремлюються від ланцюга, стрижні комплектуються по масі без перевантажень та складуються на шляхах конвеєрної системи й видаються до пунктів зборки форм зі створенням необхідних заділів. Порожні етажерки по тій же системі повертаються в задані пункти стрижневого відділення.

Швидкості штовхаючих конвеєрів звичайно в межах 5–15 м/хв. Кути нахилу шляхів на підйомах і спусках траси знаходяться в межах 15–30°.

Одній з важливих переваг підвісних штовхаючих конвеєрів є можливість автоматичного обліку виробів, що транспортують, по кожному найменуванню, незалежно від їхньої кількості. Облік може бути як у штуках, так і по масі. В останні роки широко застосовуються вдосконалення системи підвісних штовхаючих конвеєрів з автоматичним керуванням й адресуванням вантажу, що дозволяють механізувати трудомісткі роботи.

Недоліки конвеєрів, що штовхають: більша габаритна висота, чим у звичайного вантажонесучого підвісного конвеєра, більш висока маса конструкції на одиницю довжини шляхи, а також відносно висока вартість. Системи штовхаючих конвеєрів характеризуються складністю, високою вартістю, а також необхідністю кваліфікованого виконання й обслуговування, тому їх застосовують тільки в ливарних цехах масового виробництва.

1.6. Елеватори ковшові стрічкові (Рис.7.12) застосовують у ливарних цехах для переміщення по вертикальному напрямку (підйому) формувальних матеріалів: сухих і вологих пісків, сухої дрібнокускової глини, відпрацьованих сумішей, відходів. Тяговим органом елеватора служить конвеєрна стрічка шириною 250-600 мм. Стрічка огинає верхній приводний барабан і нижній натяжний. На стрічці закріплені ковші. Матеріал завантажується в башмак через завантажувальне вікно. Ковші при русі по нижньому барабану зачерпують матеріал, піднімають його нагору й розвантажуються на верхньому барабані.

Для вологих матеріалів, наприклад формувальної суміші, застосовують дрібні ковші (Рис.7.13.а), а для сухих матеріалів (пісок, мелена глина) - глибокі ковші (Рис.7.13.б).

Елеватори добре працюють при транспортуванні сухих сипучих матеріалів. Вологі матеріали при транспортуванні налипають на ковші, що приводить до втрати продуктивності. При транспортуванні відпрацьованих сумішей елеватори також працюють не надійно, тому що разом із сумішшю попадають металеві включення, які приведуть до ушкодження або до обриву стрічки. При проектуванні сучасних ливарних цехів для переміщення вихідних формувальних матеріалів і сумішей елеватори прагнуть не застосовувати, а замість них ставлять похилі стрічкові конвеєри, якщо це можливо.

Швидкість руху стрічки елеватора для порошкоподібних вантажів 2-2,5м/с, а для кускових вантажів 1-2м/с.

Робота: Включається привод барабана, стрічка з ковшами рухається. Через завантажувальний люк безперервно подається матеріал, який забирається ковшами і транспортується уверх, де викидається через розвантажний лоток за допомогою відцентрових сил. Натяжний пристрій призначений для періодичного натягування стрічки після її деформації.

Переваги: 1) не забруднює атмосферу цеху, 2) висока продуктивність, 3) займають невелику площу.

2. Конвеєри без тягового пристрою