Расчет скребкового конвейера с высокими сплошными скребками производится следующим образом. Объём груза, находящегося в промежутке между скребками, зависит от его свойств (кусковатости, угла естественного откоса) и скорости движения скребков. Легкосыпучий зернистый и пылевидный груз располагается перед скребком отдельной порцией (телом волочения), продольное сечение которой близко к неравнобочной трапеции. Плохо-сыпучий, кусковой груз перемещается более или менее ровным слоем, заполняя всё пространство между скребками.
Поскольку для установления формы призмы волочения каждого груза необходимо дополнительное исследование, расчёт скребкового конвейера выполняют по усреднённым данным, характеризующим экспериментально установленным обобщённым коэффициентом заполнения жёлоба ψ, представляющим собой отношение объёма груза на участке между скребками к геометрическому объёму этого участка. Для легкосыпучих мелких грузов принимают ψ = 0,5...0,6; для плохосыпучих кусковых грузов ψ= 0,7...0,8. С увеличением угла β наклона конвейера объём груза перед скребком уменьшается, что учитывают введением в расчёт экспериментального коэффициента kβ < 1:
| Угол наклона конвейера β,˚ | 0 | 10 | 20 | 30 | 35 | 40 |
| kβ для груза: | ||||||
| легкосыпучего | 1 | 0,85 | 0,65 | 0,5 | - | - |
| плохосыпучего, кускового | 1 | 1 | 1 | 0,75 | 0,6 | 0,5 |
С учётом вышеизложенного производительность скребкового конвейера Q, т/ч, с высокими скребками будет:
Q = 3600Bhψρυkβ = 3600h2khψρυkβ, (5.15)
где В и h — ширина и высота жёлоба, м;
kh — коэффициент соотношения ширины и высоты жёлоба, принимают:
kh=B/h=2...3;
ρ — плотность груза, т/м3; υ — скорость движения скребков, υ = 0,1...1 м/с.
Высота жёлоба, м:
(5.16)
Ширина жёлоба:
B = hkh. (5.17)
Высоту скребка hc принимают на 25...50 мм больше высо-ты жёлоба h. Полученную ширину желоба В округляют по типовым размерам ширины Вс с учётом зазора между жёлобом и скребком на каждую сторону 5... 15 мм.
Нормальный ряд ширины скребков В — 120, 140 160 200, 250, 320, 400, 500, 650, 800, 1 000, 1 200 мм.
Шаг скребков lc обычно принимают равным двум шагам цепи или:
lc=(2...4)hc, (5.18)
где hc — высота скребка, мм.
Принятые размеры шага скребков и ширину жёлоба для кусковых грузов проверяют по условию размещения кусков в межскребковом пространстве:
В≥Ха'; 1c≥1,5а', (5.19)
где а' — размер типичного куска, мм; X — коэффициент: для двухцепных конвейеров X = 3...4 для сортированного и X = 2...2,5 для рядового груза; для одноцепных конвейеров — соответственно X = 5...7 и Х = 3...3,5.
Линейную массу q, кг/м, груза определяют по формуле (2.2), а линейную массу q0, кг/м, движущихся частей конвейера по формуле:
q0 = kqq. (5.20)
где kq =0,5...0,6 — для одноцепных и kq =0,6...0,8 — для двухцепных конвейеров, (большее значение для конвейеров с цепями повышенной прочности и ящичными скребками).
Тяговый расчёт скребкового конвейера проводят методом обхода по контуру.
Для конвейеров с плоскими скребками коэффициент сопротивления движению груза по жёлобу определяют по формуле:
wг=fж(1+ nбhср/В), (5.21)
где fж — коэффициент трения насыпного груза о дно и стенки жёлоба; hср — усреднённая высота груза в жёлобе, которую можно принять равной половине высоты бортов желоба hср - h 2, м; В — ширина жёлоба, м; nб — коэффициент бокового давления:
(5.22)
где kс — эмпирический коэффициент, равный 1 и 1,1...1,2 соответственно для стационарных и передвижных конвейеров; υ — скорость цепи, м/с; fв — коэффициент трения между частицами груза.
Для конвейеров с ящичными скребками коэффициент сопротивления движению груза уменьшают, на 10... 15% и можно принимать wг = fж.
Коэффициент сопротивления ходовой части конвейера: w = 0,1...0,1З — для цепей с катками; w — 0,25...0,4 — для цепей без катков.
Силу сопротивления на криволинейных участках и на звёздочках определяют как в пластинчатом конвейере.
После тягового расчёта в конвейере с высокими консольными скребками проверяют минимальное натяжение Sгрmin рабочей ветви конвейера из условия устойчивости скребка:
(5.23)
где Wc — сила сопротивления перемещению порции груза перед скребком, Н; h — высота приложения силы, м, для кусковых грузов h = hc; для зернистых и мелкодисперсных h = 0,8hc, здесь hc — высота скребка; tц — шаг цепи, м; ε — угол отклонения звена цепи, для надёжной работы конвейера ε < 2... 3 °.
Сила сопротивления перемещению порции груза перед скребком:
на
наклонном конвейере:
Wc = qlсg (wг cos β + sin β);
на горизонтальном конвейере:
Wс =qlсgwг,
где q — линейная масса груза, кг/м; lс — шаг скребка, м; wг — коэффициент сопротивления движению груза по жёлобу.
Для ε = 3°ctgε° =19,5, а минимальное натяжение гружёной ветви
(5.24)
В случае несоблюдения этого условия необходимо увеличить первоначальное натяжение и уточнить натяжение в цепи в характерных точках трассы.
По аналогии с пластинчатым конвейером по тем же формулам определяют тяговое усилие, мощность привода, выбирают двигатель, проводят кинематический расчёт привода и уточняют скорость движения исходя из фактического пере-даточного числа. По фактической скорости и принятым размерам скребка по формуле (5.15) определяют фактическую производительность. Динамическую нагрузку, выбор типоразмера цепи и время пуска определяют по тем же формулам, что и в пластинчатом конвейере.
