SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI ZAGREB
IME I PREZIME
TRAKASTI TRANSPORTERI
SEMINARSKI RAD
Zagreb, 200X.
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI ZAGREB
TRAKASTI TRANSPORTERI
SEMINARSKI RAD
Kolegij: Prekrcajna mehanizacija Mentor: Prof. dr. dr. sc. Ivan Ivan Marvin Student:-----------, II. godina studija Matični broj: ---------
Smjer:
Zagreb, 10.svibanj 2004.
1
SADRŽAJ:
Uvod................................................................................................................... .3 Namjena..............................................................................................................4 Elementi trakastih transportera Traka.........................................................................................................5 Nosiv konstrukcija....................................................................................9 Pogonski mehanizmi...............................................................................12 Istovar materijala.................................................................................... .18
Bacači........................................................ ............................................. .19 Proizvodnost trakastih transportera...................................................................21
Zaključak............................................................................................. ..............22 Literatura.......................................................................................................... .23
2
UVOD:
Trakasti transporteri su mehanička prenosila s vučnim elementom za prekrcaj robe s jednog na drugo ( krajnje ili privremeno ) mjesto.
U seminaru ćemo govoriti o: -
njihovoj namjeni
-
njihovim karakteristikama
-
dijelovima transportera
-
eventualnim nedostatcima
-
isplativosti
-
brzinama prijenosa materijala
-
novijim pogonskim sustavima
-
koja je traka pogodna za koju vrstu materijala s obzirom na oblik,
temperaturu, težinu i stanju u kojem dolazi na traku
3
NAMJENA:
Trakasti transporteri prenose sipki materijal ili komadnu robu na horizontalnim ili malo nagnutim trakama koje su ujedno nosivi i vlačni dijelovi transportera. Izvode se kao stacionarni, prenosivi ili prijevozni.
Trakasti transporteri imaju široku i raznovrsnu primjenu u rudnicima, metalurškoj i kemijskoj industriji, na graĎevnim i zemljanim radilištima, u prehrambenoj industriji, poljoprivredi, skladištima i prometu gdje dolazi u
obzir i prenošenje komadne robe kao što su vreće, sanduci, paketi i slično. U industriji se upotrebljavaju istodobno i kao radna podloga – « proizvodnja na traci ».
Trakasti transporteri služe za male proto ke masa i kratke udaljenosti, te za velike protoke ( 40 000 t/h ) i velike duljine prijenosa ( 100 km ).
Dugi su do 500 m, rjeĎe do 5 000 m i više. Osnovna shema trakastog transportera prikazana je na slici 1.
Uspon transportera može doseći omjer 1 : 3.
Slika 1. shema trakastog transportera 1.gornji, radni dio trake, 2. donji, jalovi dio trake, 3. nosivi valjci, 4. valjci ispod utovarnog
ureĎaja, 5. pogonski bubanj, 6. natezni uteg, 7.natezni uteg, 8. usipni lijevak utovarnog ureĎaja, 9. istovar materijala (preko glave)
4
ELEMETNTI TRAKASTIH TRANSPORTERA:
TRAKA
Traka je najvažniji i najčešće najskuplji dio trakastog transportera. Traka može biti od tekstila, gume ili polimernih materijala s ulošcima kao vučnim elementima ( transporter s mekom trakom ), od žičanog pletiva ( transporter sa žičanom trakom ) ili od čeličnog lima ( transporter s čeličnom trakom ). Prema obliku nosivih valjaka traka može biti ravna ili koritasta. Trake su široke 0,2 – 2 m ( najviše do 3,2 m ), a da bi se postigli postoci mase od 30 000 t/h, što je potrebno npr. za prenošenje jalovine u rudnicima ugljena, potrebne su trake široke 3 m s brzinama većim od 5 m/s. Računska vlačna čvrstoća trake s ulošcima navodi se u N/mm širine trake tako da za gumene trake s ulošcima od pamuka iznosi 50 – 100 N/mm, od poliamidne svile 160 – 630 N/mm, a s uloškom od čelične užadi 1 000 – 6 000 N/mm.
Za transportere s većim kutom nagiba izraĎuju se posebne vrste traka s nosivom površinom različitih profila, s poprečnim rebrima ili s naboranim rubovima i pregradama. Kut nagiba transportera s takvim trakama može iznositi do 70°C, dok je s glatkim trakama ovisan o vrsti transportnog materijala, a iznosi do 28°C.
Za još strmiji transport pa sve do okomitoga, izraĎ uju se transporteri sa dvije trake ( slika 2. ). Dvije mekane trake oblikuju neku vrstu zatvorenog žlijeba kojim se prenosi materijal.
Osim sipkog materijala, trakama se može prenositi i komadna roba. Jedna je od varijanata transportera s mekanim trakama trakasti transporter s
vučnim užetom. Traku transportera nose dva vučna čelična užeta pokretana 5
neovisnim pogonskim užetnicima. Takvi transporteri mogu biti dugi 10 – 15 km ( s jednom trakom ). Ipak se takvi transporteri rijetko upotrebljavaju zbog glomaznog pogona,
kratkog vijeka trajanja vučnih užeta ( 3 – 6 mjeseci ) i ograničene širine trake ( do 1 200 mm ).
Slika 2. transporter s dvije trake a) za veoma strmi transport, b) za vertikalni transport
6
Tekstilne trake od svile ili pamuka bez gumene prevlake rijetko se upotrebljavaju i to za vrlo lake materijale, npr. u tvornicama cigareta.
Najrasprostranjenije su gumene trake.
Vučni je element gumene trake uložak od pamuka ili od polimernih materijala. Uložak je prekriven gumenim pločama debljine 1 – 6 mm . Gumene trake za velike vučne sile imaju uložak od čelične užadi. Trake otporne na visoke temperature, kakve se upotrebljavaju u rudnicima i
metalurškoj industriji, imaju uloške omotane sintetičkom gumom, poli ( vinil – kloridom ) i sl.
Posebne izvedbe trakastih transportera jesu transporteri s čeličnom trakom i
sa žičanom trakom. Transporteri sa čeličnom trakom imaju beskonačnu valjanu čeličnu traku kao nosivi i vlačni dio. Prema konstrukciji i djelovanju slični su transporterima s gumenim tr akama. Čelične trake izraĎuju se od ugljičnog čelika ili nehrĎajućeg čelika debljine 0,4 – 1,6 mm. Spajaju se zakovicama ili zavarivanjem do duljina prijenosa
od 300 m i širine do 4 m. Traka je oslonjena na drvenu kliznu ploču ili ravne nosive valjke. S opružnim nosivim valjcima može se postići blagi koritast oblik trake.
Nedostatak im je taj što traže velike promjene bubnjeva zbog savijanja ( umor materijala i pucanje ). Da bi se smanjila naprezanja na savijanje, promjeri bubnjeva su relativno veliki : 1 000 puta debljina trake.
Čelične trake dopuštaju brzinu do 1,6 m/s.
7
Vrlo su osjetljive na udarce, a upotrebljavaju se na višim temperaturama, za vrlo abrazivne ili ljepljive materijale i ako postoje posebni kemijski ili higijenski zahtjevi npr. u prehrambenoj industriji.
Da bi se udružila dobra svojstva čelika i gume, proizvode se čelične trake s gumenim vulkaniziranim slojem s obje strane. Takve su trake pogodne za
velike duljine prijenosa, velike visine i teške pogonske uvjete. Transporteri sa žičanom trakom imaju trake ispletene od čelične ili metalne
žice okruglog ili plosnatog presjeka ( slika 3. ). Trake se mogu tako izraditi da omogućuju horizontalne zavoje transportera. Transporteri sa žičanom trakom upotrebljavaju se za prijenos vrućih i usijanih komadnih materijala i krupnog sipkog materijala.
Zbog površinske propusnosti žičane trake služe i za odvodnjavanje, sušenje i hlaĎenje transportiranog materijala.
Slika 3. žičane trake transportera
8
NOSIVA KONSTRUKCIJA
Nosivi valjci, pogonski i natezni bubnjevi te ako postoje utovarni i istovarni
ureĎaji montiraju se na nosivu konstrukciju transportera. Nosiva konstrukcija stacionarnih transportera pričvršćena je na pod ili na most za transportere, a u rudnicima je obično obješena o lance ili čeličnu užad. Nosiva konstrukcija se može izraditi tako da se transporter može prenositi ili prevoziti.
Donji, jalovi dio trake podupire se dugačkim nosivim valjkom. Nosivi valjci su izbalansirani i imaju valjne ležajeve s trajnim podmazivanjem.
Na mjestima utovara, gdje se nalaze ureĎaji za punjenje traka, najčešće se nosivi valjci postavljaju vrlo gusto i oblažu sa mekanom gumom da bi se ublažili udarci. Veći prijenosni kapacitet materijala se postiže ako se umjesto jednog nosivog valjka u slog nosivih valjaka smjeste dva do pet kraćih nosivih valjaka tako da traka dobije koritast oblik s kutovima nagiba bokova 15° – 36°C.
UgraĎivanjem okretnog sloga nosivih valjaka s malim valjcima sa strane ugraĎenima svakih 20 – 25 m postiže se potpuno rava n hod trake na ravnim dionicama i točno voĎenje trake zavojima transportera. Promjeri nosivih valjaka su 65 – 220 mm.
9
Slika 4. presjek materijala koji se prenosi na trakastom transporteru, a) ravna traka, b) i c) koritasta traka sa tri i pet nosivih valjaka
Površina poprečnog presjeka materijala na traci mijenja se sa širinom trake B, s oblikom trake koji odgovara razmještaju nosivih valjaka u slogu ( slika 4. ) i nasipnim kutom na traci u pokretu. Pretpostavlja se da je presjek materijala na ravnoj traci trokut s bazom b = 0,9 B – 0,05 m, pa je površina presjeka:
A = b / 2 · b / 2 tan β1 = b² / 4 tan β1
[ m²]
Nasipni kut na traci u pokretu β1 iznosi približno 1 / 3 od nasipnog kuta na mirnoj podlozi. Koritasta traka omogućuje veću površinu presjeka materijala
pa tako i veću dobavu transportera uz zadanu brzinu i širinu trake. Budući da je površina presjeka materijala proporcionalna kvadratu širine b, volumenski je protok materijala:
Iv = C ( 0,9 B – 0,05 m )² v
10
a protok mase:
Im = C ( 0,9 B – 0,05 m )² v ƍ
gdje je ƍ nasipna gustoća materijala, v brzina kretanja materijala, a C faktor ovisan o obliku presjeka materijala na traci ( tablica 1. ).
Tablica 1. vrijednosti faktora C
za različite oblike poprečnog presjeka materijala na traci u pokretu
11
POGONSKI MEHANIZAM
Pogonski mehanizam trakastih transportera sastoji se od motora, reduktora i pogonskog bubnja.
Kao pogonski motori služe kavezni asinhroni motori s reduktorom i spojkom za pokretanje ili kolutni asinhroni motori.
Motor i reduktor vezani su na pogonski bubanj sa strane ili su ugraĎeni u pogonski bubanj ( elektromotorni bubanj, slika 5.) te se sila trenjem prenosi s pogonskog bubanj na traku.
Za kratke trake najčešći je pogon s jednim bubnjem, koji može biti smješten uz glavu ( pogon na istovarnom kraju ) ili na kraju ( pogon u blizini utovarnog mjesta ).
Slika 5. Elektromotorni bubanj
1) i 2) plašt bubnja s prevarenom čeonom stijenom, 3) nepomični dio motora, 4) reduktor,
5) brtvilo za plašt, 6) brtvilo za motorne osovine, 7) priključnica dovodnog kabela
12
Dugački trakasti transporteri imaju pogon s više pogonskih bubnjeva da bi se povećao obuhvatni kut, a da bi se povećao koeficijent trenja izmeĎu trake i
bubnja, bubanj se prevlači tarnom oblogom od gume ili keramičkog materijala. Promjeri bubnja su 200 – 2 000 mm.
Slika 6. sile u traci uzduž oboda pogonskog bubnja
Pomoću obodne sile Fo, koeficijenta trenja ŋ izmeĎu trake i pogonskog bubnja te obuhvatnog kuta α sljedeća dva izraza daju omjer maksimalne ( F1 ) i minimalne ( F2 ) vučne sile u traci ( slika 6. ) te njihovu razliku:
F1 / F2 ≤ exp ( ŋ α ) Fo = F1 – F2
[N]
Maksimalna vučna sila u traci F 1 mjerodavna je za proračun uložaka trake, a
odreĎuje se pomoću izraza:
13
F1 = Fo[ exp ( ŋ α ) / exp ( ŋ α ) – 1 ]
[N]
Za točno odreĎivanje pogonske snage potrebno je transporter podijeliti na ravne dijelove, zavoje, mjesta utovara i istovara itd..., pa za svaki dio
pomoću posebnih koeficijenata trenja izračunati otpor kretanja trake transportera.
Zbroj svih pojedinačnih otpora daje ukupni otpor trenja. Taj je način nezgodan jer se računa s mnogo različitih vrijednosti koeficijenata trenja, pa se zato najčešće otpor kretanja izračuna samo pomoću koeficijenta trenja f u , što je jednostavnije i dovoljno točno. Otporom trenja obuhvaćeni su otpori kretanja gornjeg i donjeg dijela trake ( trenje u ležajevima nosivih valjak a, otpor kotrljanja valjaka, trenje zbog nalijeganja materijala na traku itd... ). Pomoću ukupnog koeficijenta trenja f u odreĎuje se približno otpor trenja F wt iz izraza: Fwt = f u l ( ml g + l m g / v )
[N]
gdje je l horizontalna projekcija duljine transportera, ml vlastita masa po jedinici duljine ( kg/m ) dijelova transportera koji djeluju na sile trenja,
g ubrzanje sile teže,
l m
protok mase ( kg/s ), a v brzina prijenosa.
Ukupni koeficijent trenja je:
Fu = f g f s
[N]
gdje je f g koeficijent trenja glavnih otpora ( f g ≈ 0,015 ... 0.03 ), a f s
koeficijent trenja sporednih otpora kao što su trenja zbog zakretanja trake,
14
utovara i istovara materijala, čišćenja bubnjeva i trake, a ovisi o duljini transporta i iznosi od 9 za duljinu 3 m do 1,05 za duljinu 2000 m.
Za duljine transportiranja veće od 500 m mogu se sporedni otpori zanemariti.
Ako se materijal transportira na visinu h, postoji i otpor dizanja, gdje je h
visinska razlika izmeĎu mjesta utovara i mjesta istovara. Fwh = l m g h / v
[N]
Ukupni otpor Fw prenosila kontinuirane dobave, koji za mehanička prenosila
s vučnim elementom odgovara obodnoj sili F o u vučnom elementu, dobiva se iz otpora trenja i otpora dizanja.
Fw = Fo = f u l ( ml g + l m g / v ) + l m g h / v
[N]
Na desnoj strani izraza predznak ( + ) dolazi ako se teret diže, a ( – ) ako se spušta. Trake sa velikim nagibom potrebno je osigu rati da se ne pokrenu unazad kad se zaustavi pogonski motor.
Pogonska snaga za ustaljeni rad pod punim opterećenjem dobiva se iz izraza: Pv = Fwv / ŋ
[ KW ]
gdje je v brzina prijenosa, a ŋ ukupna korisnost.
Obično se snaga pogonskog motora može odabrati da bude jednako velika pogonskoj snazi za ustaljeni rad pod punim opterećenjem, jer za izbor snage motora udio za ubrzavanje najčešće nije mjerodavan, pa se može zanemariti. 15
Pogonske jedinice trakastih transportera sastavljene su od pogonskog
bubnja, spojke i kočnice te se grade do 1 500 kW snage. Uobičajeni način prijenosa snage pomoću pogonskog bubnja uz glavu ili na kraju transportera ograničen je čvrstoćom trake ili njezinih spojeva. Zato se novija postrojenja grade s meĎupogonima, tako da se pogonska
snaga dovodi uzduž transportera. Jedna je od mogućnosti da se na razmacima od više stotina metara ispod radne trake transportera stavlja dodatna pogonska traka, koja silama trenja
pokreče radnu traku ( slika 7 . ). Druga je mogućnost meĎupogon pomoću gornjeg srednjeg valjka, tako da se potrebna pogonska snaga predaje traci uzduž čitave duljine transportera. MeĎupogon s linearnim elektromotorom ima primarni namot linearnog indukcijskog motora rasporeĎenog uzduž trake transportera. Sekundarni dio čini bakreno pletivo vulkanizirano u rubove trake transportera, pa se pogonska sila jednoliko predaje na obje trake uzduž
čitave njezine duljine.
Slika 7. meĎupogon pomoću pogonske trake 1) radni dio trake transportera, 2) pogonska traka, 3) pogonski bubanj
Natezni ureĎaji proizvode potrebnu silu prednatezanja za tarne pogone. Transporteri s razmakom osovina do 100 m imaju ureĎaj s vijačanim vretenima, uz koja su često ugraĎene i spiralne opruge. 16
Dugački transporteri imaju natezne ureĎaje s utegom na povratnom bubnju, koji je tada i natezni bubanj ili s posebnim nateznim bubnjem u donjem, jalovom dijelu trake.
Zračni i hidraulički cilindri takoĎer se primjenjuju za natezne ureĎaje.
17
ISTOVAR MATERIJALA
Istovar materijala s trake transportera najlakši je preko glave na pogonskom bubnju ( slika 8. ). Za istovar sipkog materijala ili komadne robe na bilo kojem mjestu trake
transportera služe ravni i plužni strugači pri čemu vrlo bitnu ulogu ima kut. Najbolji je plužni strugač. Pokretni istovarivači mogu se kretati uzduž čitavog transportera. Tada gornja traka transportera prelazi preko visoko uzdignutog otklonskog bubnja, pa materijal istovaruju preko glave na bilo kojem mjestu transportera.
Slika 8. a) istovar preko glave b) pokretni i plužni strugači
18
BACAČI
Bacači su kratki trakasti transporteri s velikom brzinom trake 10 – 5 m/s.
Materijal se neprestano dovodi na traku i zatim izbacuje na veće daljine. Bacač se sastoji od usipnog lijevka, pogonskog bubnja, nateznog bubnja te dvaju kola koja se okreću na zajedničkoj osovini i pritiskom na rubove gumene trake daju traci konkavni oblik. Iz usipnog lijevka materijal slobodnim padom dolazi tangencijalno na traku,
skreće u smjeru dobave i ubrzava se na brzinu bacanja. Zbog centrifugalne sile povećava se otpor trenja izmeĎu materijala i trake. Duljina bacanja seže do 22 m, visina bacanja do 10 m, širina trake do 1 m, protok mase do 1000 t/h, a pogonska snaga do 15 kW.
Bacači se upotrebljavaju za zrnati materijal koji ne stvara prašinu i za grudast materijal 40 – 80 mm. Upotrebljavaju se na otvorenom skladištima,
za punjenje skladišnih prostorija, silosa, brodova ( slika 9. ), natkrivenih vagona i sl.
19
Slika 9. bacač obješen na utovarni stup za utovar broda. Bacaču se materijal dovodi kroz vertikalnu teleskopsku padalicu, a uz ručno zakretanje bacača i promjenu kuta vrši se bacanje
20
PROIZVODNOST TRAKASTIH TRANSPORTERA
Za prijenos komadne robe:
Q = 3,6 m v / a
[ t/h]
Gdje a označava razmak izmeĎu komada, v označava brzinu trake , a m, masu.
Za prijenos sipke robe:
Q = 3600 A v ƍ
[ t/h]
ili
Q = 3600 A v ƍ c ψ
[ t/h]
Gdje je ƍ gustoća materijala, A je poprečni presjek, v brzina trake, c
označava nagib transportera, a ψ koeficijent popunjenosti. Sa povremenim djelovanjem:
Qt = m 3600 / T
[ t/h]
T označava vremenski period kojeg čini umnožak utrošenog vremena na pripremne radnje ( tp ) i vrijeme rada ( t r ).
21
ZAKLJUČAK:
Trakasti transporteri vrlo su ekonomična transportna sredstva za velike udaljenosti.
Proizvodnja im se kreće do 10 000 tona dnevno. Duljine su i do 400 km.
Otpornosti se kreću od – 20° – + 65°C, a uz specijalne uvijete i do 100°C ( vatrostalni materijali ).
Podjela trakaste ceste na pojedinačne transportere potrebna je zbog ograničene čvrstoće trake i radi prilagoĎavanja terenskom uvjetima. Što je manje predajnih stanica, transport trakastom cestom je ekonomičniji jer su manje investicije i manji troškovi održavanja. Takav transport je u prednosti pred kamionskim transportom ( veća
sigurnost i manje radnika ), a i pred transportom pomoću žičara.
22
LITERATURA:
1. Tehnička enciklopedija, knjiga 11, Zagreb, 1988. god.
2. Bilješke sa predavanja 2004. god.
23
