Trakasti Transporteri

UVOD:
Transporteri sa trakom opšte namene su mehaniĉka prenosila s vuĉnim elementom za prekrcaj robe sa jednog na drugo ( krajnje ili privremeno ) mesto. U ovom seminarskom radu ćemo govoriti o: njihovoj nameni njihovim karakteristikama delovima transportera eventualnim nedostatcima isplativosti brzinama prenosa materijala novijim pogonskim sklopovima koja je traka pogodna za koju vrstu materijala s obzirom na oblik, temperaturu, težinu i stanju u kojem dolazi na traku

2

NAMENA:
Transporteri sa trakom opšte namene prenose materijal ili komadnu robu na horizontalnim ili malo nagnutim trakama koje su ujedno nosivi i vuĉni delovi transportera. Izvode se kao stacionarni, prenosivi ili prevozni. Trakasti transporteri imaju široku i raznovrsnu primenu u rudnicima, metalurškoj i hemijskoj industriji, na graĊevnim i zemljanim gradilištima, u prehrambenoj industriji, poljoprivredi, skladištima i prometu gde dolazi u obzir i prenošenje komadne robe kao što su vreće, sanduci, paketi i sliĉno. U industriji se upotrebljavaju i kao radna podloga – Trakasti transporteri služe za male protoke masa i kratke udaljenosti, te za velike protoke ( 40000 t/h ) i velike daljine prenosa ( 100 km ). Dugi su do 500 m, reĊe do 5 000 m i više. Osnovna šema trakastog transportera prikazana je na slici 1.

Slika 1. Osnovni elementi tranportera sa trakom 1.gornja (radna, noseća) strana trake, 2. Donja (povratna), strana trake, 3. slog valjka koji nose traku, 4. Slog valjka na mestu nasipanja (utovara) materijala, 5. pogonski doboš, 6. zatezni doboš, 7.zatezni teg, 8. utovarni koš, 9. istovar materijala (preko ĉela transportera)

Osnovni i najvažniji deo transporttera sa trakom je beskrajna gumirana traka koja služi kao nosaĉ tereta i vuĉno sredstvo. Traka se vodi preko najmanje dva valjka, jednog pogonskog i drugog zateznog, koji su postavljeni na krajeve noseće strukture. Njihovo osno rastojanje definiše transportnu udaljenost. Radna-opterećenja i povratna-neopterećenja grana trake oslanjaju se na odreĊeni broj, duž trake pravilno rasporeĊenih nosećih valjaka. Pogonsku stanicu koja se sastoji od pogonskog motora, reduktora, pogonskog valjka – doboša, elementa za zatezanje i slogove nosećih valjaka objedinjuju noseću strukturu u obliku rešetkaste metalne konstrukcije. Ta struktura može biti stabilna – nepokretna, mobilna-pokretna, ili prenosiva. Osim toga u sastav transportera ulaze utovarni ureĊaj sa prijemnim košem, ureĊaj za istovar, ureĊaj za ĉišćenje trake, ureĊaj za centriranje trake i razliĉiti sigurnosni i pomoćni ureĊaji koji imaju zadatak da zaštite traku od bilo kakvog oštećenja u toku rada.

FUNKCIONALNI ELEMENTI TRANSPORTERA
Funkcionalni elementi transportera su elementi ili sklopovi koji se kao konstruktivna ili funkcionalna celina mogu prepoznati kod odreĊenog tipa transportnih mašina. To su elementi ili sklopovi u obliku trake koja obavlja osnovnu vuĉno-noseću funkciju mašine i podslop u obliku doboša kao deo pognskih i zateznih stanica koji , obezbeĊuje njihovo normalno funkcionisanje. Ovde se mogu svrstati i podsklopovi koji obezbeĊuju i normalan rad mašine: slogovi oslonaĉkih i valjaka za voĊenje, prijemni koševi za rasute materijale sa dodavaĉima i ureĊajima za odmeravanje, ureĊaj za istovar, odnosno skidanje i ĉišćenje materijala sa nosećeg elementa, ureĊaj za kontrolu kretanja i zaustavljanje nosećeg elementa i sl.

U sluĉajima kada su u pitanju neke specifiĉnosti materijala koji se transportuje ili odreĊene tehnološke operacije koje se mogu obavitii u toku transportovanj, osnovnoj konstrukciji transportera ddaju se odgovarajući specijalni ureĊaji i oprema kao što su ureĊaji za izdvajanje feromagnetnih komponenti iz nosive mase, ureĊaj za kalibraciju, ureĊaj za orijentaciju, ureĊaj za brojanje, ureĊaj za pretvaranje trake i svi drugi ureĊaji koji omogućavaju automatizaciju procesa rada. Kod sliĉnih tipova mogu se uoĉiti razliĉite koncepcije pojedinih funkcionalnih sklopova. Izbor koncepcije funkcionalnih elemenata zavisi od eksploataciono-tehniĉkih parametara mašine i karakteristika materijala. ELEMETNTI TRAKASTIH TRANSPORTERA: TRAKA Traka je osnovni i najodgovorniji element transportera . Traka treba da bude : a) gipka b) da ima dovoljnu jaĉinu c) da je otporna na habanje i udare Traka se sastoji iz nosećih slojeva (1) medjusobno spojenih gumiranjem, pri ĉemu se na gornjoj radnoj strani trake se postavlja habaju_i sloj (2) debljine 2 – 6 mm zavisno od namjene trake, a sa donje strane ova debljina je 1,5-2 mm

Traka je najvažniji i najĉešće najskuplji deo trakastog transportera. Traka može biti od tekstila, gume ili polimernih materijala s ulošcima kao vuĉnim elementima ( transporter s mekom trakom ), od žiĉanog pletiva ( transporter sa žiĉanom trakom ) ili od ĉeliĉnog lima ( transporter s ĉeliĉnom 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 dostigle mase od 30 000 t/h, što je potrebno npr. za prenošenje jalovine u rudnicima uglja, potrebne su trake široke 3 m s brzinama većim od 5 m/s. Raĉunska vuĉna ĉvrstoća 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 ĉeliĉne užadi 1 000 – 6 000 N/mm. Za transportere s većim uglom nagiba izraĊuju se posebne vrste traka s nosivom površinom razliĉitih profila, s popreĉnim rebrima ili s naboranim rubovima i pregradama. Ugao nagiba transportera s takvim trakama može iznositi do 70°C, dok je s glatkim trakama zavistan od vrste transportnog materijala, a iznosi do 28°C. Dve mekane trake oblikuju neku vrstu zatvorenog žljeba kojim se prenosi materijal. Osim sitnog materijala, trakama se može prenositi i komadna roba. Jedna je od varijanata transportera s mekanim trakama trakasti transporter sa vuĉnim užetom. Traku transportera nose dva vuĉna ĉeliĉna užeta pokretana nezavisnim pogonskim užetnicima. Takvi transporteri mogu biti dugi 10 – 15 km ( s jednom trakom ). Ipak se takvi transporteri retko upotrebljavaju zbog glomaznog pogona, kratkog veka trajanja vuĉnih užeta ( 3 – 6 mjeseci ) i ograniĉene širine trake ( do 1 200 mm ).

Slika 2. transporter s dve trake a) za veoma strmi transport, b) za vertikalni transport Tekstilne trake od svile ili pamuka bez gumene prevlake retko se upotrebljavaju i to za vrlo lake materijale, npr. u vabrikama cigareta. Najrasprostranjenije su gumene trake. Vuĉni je element gumene trake uložak od pamuka ili od polimernih materijala. Uložak je prekriven gumenim ploĉama debljine 1 – 6 mm . Gumene trake za velike vuĉne sile imaju uložak od ĉeliĉne užadi. Trake otporne na visoke temperature, kakve se upotrebljavaju u rudnicima i metalurškoj industriji, imaju uloške omotane sintetiĉkom gumom, poli ( vinil – kloridom ) i sl. 6

Posebni vrste trakastih transportera jesu transporteri s ĉeliĉnom trakom i sa žiĉanom trakom. Transporteri sa ĉeliĉnom trakom imaju beskonaĉnu valjanu ĉeliĉnu traku kao nosivi i vuĉni deo. Prema konstrukciji i delovanju sliĉni su transporterima s gumenim trakama. Ĉeliĉne trake izraĊuju se od ugljiĉnog ĉelika ili nerĊajućeg ĉelika debljine 0,4 – 1,6 mm. Spajaju se zavarivanjem do daljina prenosa od 300 m i širine do 4 m. Traka je oslonjena na drvenu kliznu ploĉu 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, promeri bubnjeva su relativno veliki : 1 000 puta debljina trake. Ĉeliĉne trake dopuštaju brzinu do 1,6 m/s.

Vrlo su osetljive na udarce, a upotrebljavaju se na višim temperaturama, za vrlo abrazivne ili lepljive materijale i ako postoje posebni hemijski ili higijenski zahtevi npr. u prehrambenoj industriji. Da bi se udružila dobra svojstva ĉelika i gume, proizvode se ĉeliĉne trake s gumenim vulkaniziranim slojem s obje strane. Takve su trake pogodne za velike daljine prenosa, velike visine i teške pogonske uslove. Transporteri sa žiĉanom trakom imaju trake ispletene od ĉeliĉne ili metalne žice okruglog ili pljosnatog preseka ( slika 3. ). Trake se mogu tako izraditi da omogućuju horizontalne zavoje transportera. Transporteri sa žiĉanom trakom upotrebljavaju se za prenos vrućih i usijanih komadnih materijala i krupnog sipkog materijala. Zbog površinske propusnosti žiĉane trake služe i za odvodnjavanje, sušenje i hlaĊenje transportiranog materijala.

Specijalne trake – se koriste u uslovima visokih temperatura. To je ravna _eli_na traka od ugljeni_nog i nehrdjaju_eg _elika debljine 0,6 – 1,2 mm , širine 350 – 800 mm . Omogu_ava transport pri temperaturama od 100 – 120 C . Dozvoljeni nagib trake 2 – 5 . Brzina 1 m/s . nedostatak je veliki pre_nik doboša koji mora biti 800 – 1200 puta ve_i od debljine trake .

Slika: žiĉane trake transportera

UZAJAMNO DEJSTVO NASIPNOG MATERIJALA I TRAKE
U toku transportovanja nasipni materijal je relativno nepokretan u odnosu na traku kao noseći element transportera. MeĊutim zbog njene elastiĉnosti u popreĉnom i uzdužnom pravcu, oblika popreĉnog i uzdužnog preseka koji definiše slog nosećih valjka i njihovog meĊusobnog razmaka nasipni materijal u kontinualnom toku izložen je: 1. popreĉnom valjanju 2. uzdužnom valjanju 3. udaru komada o valjke 4. udaru komada o traku U toku rada transportera dolazi do munjanja (valjanja) materijala zbog promene oblika popreĉnog preseka radnog profila i ugiba trake izmeĊu dva susedna sloja nosećih valjaka. Na rasponu izmeĊu susednih slogova nosećih valjaka traka kao elastiĉno telo gubi profil i dobija oblik izlomljene linije a’ b c d’. Ugao nagiba boka trake (α’) izmeĊu dva susedna sloga manji je od ugla boĉnih valjka (α) u slogu. Približavanjem slogu valjka ugao (α’) raste. Traka približavajući se radnom profilu sloga vrši pasivni boĉni pritisak na materijal i sabija ga.

Ovo zajedno sa oscilacijama trake dovodi do pokretanja ĉestica materijala, njihovog premeštanja i izlaska na gornju spoljnju slobodnu površinu. Ceo proces poznat je pod nazivom boĉno valjanje materijala, a najintenzivnije na nosećem slogu gde presek profila ima izlomljen oblik. Posle prelaska preko nosećeg sloga, do sredine rastojanja izmeĊu dva susedna, odvija se suprotan proces, traka se izravnjava. Dolazi do smanjenja boĉnog pritiska na materijal, ĉešće se rasipaju po površini što je propraćeno menjanjem materijala. Pored popreĉnog, prilikom prelaska preko nosećeg sloga, definiše se i uzdužni profil materijala na traci. 9

Materijal se po uzdužnom profilu sabija ako je rastojanje slobodne površine materijala manji od njegovog podnožja izmeĊu susednih slogova. Energija koja se troši na deformaciju trake i materijala i na njihovo meĊusobno trenje raejava se u vidu toplote i ne može se taĉno odrediti. MeĊutim udeo otpora zbog deformacije trake i valjanjakretanja materijala na njoj u toku transportovanja u ukupnom otporu iznosi 40-70%. Krupnoća pojedinih komada materijala takoĊe utiĉe na ukupan otpor kretanja trake. Zbog ugiba trake izmeĊu susednih slogova i njenog deformisanja pod komadom materijala pri nailsku na slog valjaka nastaje udar.

Za male brzine trake posle prvobitnog udara nastaje mirno prevaljivanje komada preko valjka, meĊutim kod velikih brzina uzajamno dejstvo komada i trake se isložnjava: komad se ne prevaljuje preko valjka i ne nastavlja mirno kretanje. Njegov prednji deo, odvaja se od trake, a centar mase C pomera se u pravcu kretanja. To izaziva moment težine materijala koji raste u toku vremena dostigavši znaĉajan intenzitet taj moment vraća komad na traku uzt pojavu udara. Energija udara krupnih komada uvećava otpor kretanja i do 25% u odnosu na otpor kretanja zbog valjanja iste mase sitnokomadnih materijala. Intenzivno trošenje trake nastaje na mestu prijema-utovara materijala. Ova pojava se ublažava ako su brzine materijala i trake na mestu kontakta po pravcu i intenzitetu identiĉne. Izjednaĉavanje brzina i usmeravanje toka i materijala, odnosno centriranje zasipa trake, vrši se pomoću boĉnih voĊica-usmerivaĉa.

Doboši trakastih transportera
Razlikujemo : pogonske prevojne zatezne otklonske doboše

Vrste doboša kod trakastih transportera

Preĉnik pogonskog doboša Db : Db = k0 Z , gde je Z = broj nosećih slojeva trake k0 = koeficijent zavisan od vrste materijala nosećeg sloja i njegove čvrstoće i iznosi: za tekstilne tkanine za sintetiĉke tkanine sa Kt do 1500 N/cm za sintetiĉke tkanine sa Kt do 2000 N/cm za sintetiĉke tkanine sa Kt do 3000 N/cm k0 = 125-180 k0 = 160-200 k0 = 200-220 k0 = 240-280 Radi pove_anja koeficijenta trenja izmedju trake i doboša, radna površina doboša se oblaže drvetom, tekstilnom ili gumenom trakom, plastikom ĉime se povećava vek trake i koeficijent trenja i do μ = 0.45

NOSIVA KONSTRUKCIJA

Nosivi valjci, pogonski i natezni bubnjevi te ako postoje utovarni i istovarni ureĊaji montiraju se na nosivu konstrukciju transportera. Nosiva konstrukcija stacionarnih transportera priĉvršćena je na pod ili na most za transportere, a u rudnicima je obiĉno obešena o lance ili ĉeliĉnu užad. Nosiva konstrukcija se može izraditi tako da se transporter može prenositi ili prevoziti. Donji, jalovi deo trake podupire se dugaĉkim nosivim valjkom. Nosivi valjci su izbalansirani i imaju valjne ležajeve s trajnim podmazivanjem. Na mestima utovara, gde se nalaze ureĊaji za punjenje traka, najĉešće se nosivi valjci postavljaju vrlo gusto i oblažu sa mekanom gumom da bi se ublažili udarci. Veći prenosni kapacitet materijala se postiže ako se umesto jednog nosivog valjka u slog nosivih valjaka smeste dva do pet kraćih nosivih valjaka tako da traka dobije koritast oblik s kutovima nagiba bokova 15° – 36°C. UgraĊivanjem okretnog sloga nosivih valjaka s malim valjcima sa strane ugraĊenima svakih 20 – 25 m postiže se potpuno ravan hod trake na ravnim dionicama i taĉno voĊenje trake zavojima transportera. Promeri nosivih valjaka su 65 – 220 mm.

Slika 4. presek materijala koji se prenosi na trakastom transporteru, a) ravna traka, b) i c) koritasta traka sa tri i pet nosivih valjaka Površina popreĉnog preseka materijala na traci menja se sa širinom trake B, s oblikom trake koji odgovara razmeštaju nosivih valjaka u slogu ( slika 4. ) i nasipnim uglom na traci u pokretu. Pretpostavlja se da je presek materijala na ravnoj traci trokut s bazom b = 0,9 B – 0,05 m, pa je površina preseka: A = b / 2 · b / 2 tan β1 = b² / 4 tan β1

[ m²]

Nasipni ugao na traci u pokretu β1 iznosi približno 1 / 3 od nasipnog ugla na mirnoj podlozi. Koritasta traka omogućuje veću površinu preseka materijala pa tako i veću dobavu transportera uz zadanu brzinu i širinu trake. Budući da je površina preseka materijala proporcionalna kvadratu širine b, volumenski je protok materijala: Iv = C ( 0,9 B – 0,05 m )² v a protok mase: Im = C ( 0,9 B – 0,05 m )² v ƍ A = 0.99-0.5 (m) gde je ƍ nasipna gustoća materijala, v brzina kretanja materijala, a C faktor zavistan od oblika preseka materijala na traci ( tablica 1. ).

1Elementi za oslanjanje i centriranje trake Valjci – sprečavaju ugib trake usled vlastite težine i težine tereta. Mogude je kretanje trake po glatkoj ravnoj površini na maloj dužini. Broj valjaka na jednom oslona_kom mestu iznosi 1 do 5, što zavisi od širine trake i dubine oluka .

Oblici oslonih i povratnih valjaka

POGONSKI MEHANIZAM

Pogonski mehanizam trakastih transportera sastoji se od motora, reduktora i pogonskog bubnja. 16 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 ugraĊeni u pogonski bubanj ( elektromotorni bubanj, slika 5.) te se sila trenjem prenosi s pogonskog bubanj na traku. Za kratke trake najĉešći je pogon s jednim bubnjem, koji može biti smešten uz glavu ( pogon na istovarnom kraju ) ili na kraju ( pogon u blizini utovarnog mesta ).

Slika 5. Elektromotorni bubanj 1) i 2) plašt bubnja s prevarenom ĉeonom stijenom, 3) nepomiĉni dio motora, 4) reduktor, 5) brtvilo za plašt, 6) brtvilo za motorne osovine, 7) prikljuĉnica dovodnog kabl Dugaĉki trakasti transporteri imaju pogon s više pogonskih bubnjeva da bi se povećao obuhvatni ugao, a da bi se povećao koeficijent trenja izmeĊu trake i bubnja, bubanj se prevlaĉi oblogom od gume ili keramiĉkog materijala. Promeri bubnja su 200 – 2 000 mm.

Slika 6. sile u traci uzduž oboda pogonskog bubnja 17

Pomoću obodne sile Fo, koeficijenta trenja ŋ izmeĊu trake i pogonskog bubnja te obuhvatnog ugla α sledeća dva izraza daju veliĉinu maksimalne ( F1 ) i minimalne ( F2 ) vuĉne sile u traci ( slika 6. ) te njihovu razliku: F1 / F2 ≤ exp ( ŋ α ) Fo = F1 – F2 [N]

Maksimalna vuĉna sila u traci F1 merodavna je za proraĉun uložaka trake, a odreĊuje se pomoću izraza: F1 = Fo[ exp ( ŋ α ) / exp ( ŋ α ) – 1 ]

Za taĉno odreĊivanje pogonske snage potrebno je transporter podeliti na ravne delove, zavoje, mesta utovara i istovara itd…, pa za svaki deo pomoću posebnih koeficijenata trenja izraĉunati otpor kretanja trake transportera. Zbroj svih pojedinaĉnih otpora daje ukupni otpor trenja. Taj je naĉin nezgodan jer se raĉuna s mnogo razliĉitih vrednosti koeficijenata trenja, pa se zato najĉešće otpor kretanja izraĉuna samo pomoću koeficijenta trenja fu , što je jednostavnije i dovoljno taĉno. Otporom trenja obuhvaćeni su otpori kretanja gornjeg i donjeg dela trake ( trenje u ležajevima nosivih valjaka, otpor kotrljanja valjaka, trenje zbog naleganja materijala na traku itd… ). Pomoću ukupnog koeficijenta trenja fu odreĊuje se približno otpor trenja Fwt iz izraza: Fwt = fu l ( ml g + lm g / v )