| 13986122 15360 8522 910 1 таких К. характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передаётся либо грузонесущим элементом, либо элементом, проталкивающим или тянущим груз по неподвижному жёлобу, трубе, настилу и т. п. Для К. без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые К.) или возвратно-поступательное рабочее движение (напр., инерционные К.). К. могут иметь машинный привод (наиболее часто электрический, реже пневматический) или груз может перемещаться под действием силы тяжести (гравитационные К.).
В зависимости от условий используют К. напольные или подвесные. Напольные К. могут быть стационарными, передвижными или переносными. На К. можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные, качающиеся); в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые, вибрационные К.); в любой плоскости. В последнем случае К. состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые, люлечные и др.). Кроме того, К. могут различаться в зависимости от рода перемещаемых грузов - насыпных или штучных. Конструкция нек-рых К. позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы К. составляют элеваторы, вертикальные К. с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, спец. пластинчатые и ленточные К. для перемещения людей, шагающие конвейеры, триммеры, стакеры для штабелирования брёвен, а также комбинированные (напр., ролико-ленточные К. типа "Рапистан", обеспечивающие удержание штучных грузов на спусках с заданными интервалами) и т. д.
Основные типы конвейеров. Ленточные К. (рис. 1) используют для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов на расстояния, достигающие иногда 10-12 км и больше. Такие К. обычно составляют из отд.ных К.- винтовая. Привод К. (приводная станция) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана и соединит, муфт. Загрузку сыпучего груза на ленту производят через направляющий лоток или воронку, а разгрузку - через концевой барабан или при помощи плужкового или барабанного сбрасывателя. Ленточные К. имеют высокую эксплуатац. надёжность, обеспечивают производительность от неск. т/ч до неск. тысяч т/ч. Ширина тканевых лент в К. от 300 до 2000 мм, скорость движения лент составляет 1,5-4,0 м/сек. Короткие передвижные ленточные К. монтируются на колёсном ходу и используются на погрузочно-разгрузочных работах и в стр-ве.
Пластинчатые К. (рис. 2) предназначены для перемещения в горизонтальной плоскости или с небольшим наклоном (до 35°) тяжёлых (500 кг и более) штучных грузов, крупнокусковых, в т. ч. острокромчатых материалов,секций. Трасса К. в горизонтальной плоскости прямолинейная, а в вертикальной может быть наклонной или иметь более сложную конфигурацию. Тяговый и грузонесущий орган - лента (см. Лента конвейерная"), к-рая движется по стационарным роликоопорам, огибая приводной, натяжной, а иногда и отклоняющие барабаны. Груз перемещается на ленте вместе с ней. В зависимости от типа роликоопор лента имеет плоскую или желобчатую форму. К. с плоской лентой используется преим. для перемещения штучных грузов. Необходимое натяжение ленты обеспечивает натяжная станция, обычно грузовая.
Рпс. 1. Схема ленточного конвейера с лентой желобчатой формы.
Рис. 2. Схема пластинчатого конвейера.
Пластинчатые К., стационарные или передвижные, имеют те же осн. узлы, что и ленточные. Грузонесущий орган - металлический, реже деревянный, пластмассовый настил-полотно, состоящий из отд. пластин, прикреплённых к 1 или 2 тяговым цепям (втулочно-ролнковым). Настил может быть плоский, волнистый или коробчатого сечения, без бортов или с бортами. Тяговые цепи огибают приводные и натяжные звёздочки, установленные на концах рамы. Различают пластинчатые К. общего назначения (осн. тип) и специальные. К последним относятся К. с пространственной трассой, разливочные машины для металла, пассажирские эскалаторы и др. Скорость движения .фуза небольшая - 0,3 - 1,0 м/сек. Для увеличения производительности К. с плоским настилом дополняют неподвижными бортами. Типовые пластинч. К. имеют производительность до 2000 т 1ч.
Скребковые К. перемещают груз движущимися по жёлобу или трубе скребками. Такие К. используют для переработки сыпучих или кусковых грузов, поступающих в жёлоб через загрузочную воронку. Рабочей ветвью обычно является нижняя, реже - верхняя, иногда обе ветви. Контур сечения жёлоба и конфигурация скребков должны быть одинаковыми - прямоугольной, полукруглой, трапецеидальной формы. Скребки бывают штампованными из листовой стали или литыми, а желоба изготовляют металлическими, реже деревянными. Скребковые К. по сравнению с пластинчатыми имеют меньшую массу, могут загружаться и разгружаться в любой точке по всей длине жёлоба. Применение скребковых К. ограничено из-за измельчения грузов и быстрого износа жёлоба, особенно при перемещении абразивных материалов. Кроме того, для скребковых К. характерен большой расход энергии, затрачиваемой на преодоление вредных сопротивлений. Скорость рабочего органа скребковых К. 0,16-0,5 и реже - 1,0 м/сек, производительность 50-350 т/ч. Скребковые К. обычно применяются для перемещения груза на расстояния до 100 м.
Разновидностью скребковых К. являются К. с погружёнными скребками, у к-рых скребки перекрывают лишь часть сечения жёлоба, а груз заполняет всю рабочую ветвь жёлоба или большую её часть. Такие К, могут иметь сложную трассу и используются для перемещения грузов (обычно мелкосыпучих) в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях со скоростью 0,1 - 0,25 м/сек. Особую группу скребковых К. составляют трубчатые К., тяговая цепь и скребки к-рых размещены внутри трубы, причём скребки заполняют всё её сечение. Такие К. также могут иметь пространственную трассу.
К. с несущими и ведущими цепями, в отличие от др. типов К., не имеют грузонесущего органа и применяются гл. обр. в поточных линиях при конвейерной сборке. На К. с несущими цепями грузы устанавливают непосредственно на тяговые цепи, скользящие в неподвижных направляющих. На К. с ведущими цепями грузы передвигаются по неподвижным опорным путям, непосредственно по полу цеха или имеют собств. колёсный или гусеничный ход. В массовом и серийном произ-ве на сборочных работах применяют т. н. тележечные конвейеры. Они представляют собой тележки, соединённые тяговой цепью и движущиеся по замкнутой трассе. На тележках выполняют осн. процессы литейного производства (формовку, заливку, охлаждение) или сборку машин и узлов.
Подвесные К. с цепным тяговым органом служат для непрерывного (реже периодического) перемещения штучных грузов. Трасса таких К. обычно пространственная замкнутая, имеет сложный контур. Подвесные К. делят на 3 группы: грузонесущие (каретки для груза постоянно соединены с тяговым органом); тянущие (каретки также постоянно соединены с тяговым органом и имеют крюки для присоединения тележек, перемещающихся по полу цеха или склада); толкающие (каретки не связаны постоянно с тяговым органом и передвигаются по подвесным путям). Применение подвесных К. позволяет решить проблему комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и складских работ на стыке внутрицехового, внутризаводского и магистрального транспорта. Значит, роль им отводится и в создании полностью автоматизированных складов.
Рис. 3. Схема винтового конвейера.
Винтовые К. (рис. 3) служат для перемещения пылевидных и мелкокусковых грузов в горизонтальной или наклонной (до 20°) плоскостях, реже в вертикальной плоскости (К. с быстро вращающимися винтами). К. имеет металлический закрытый жёлоб, внутри к-рого вращается вал с лопастями, расположенными по винтовой линии. Лопасти могут быть сплошными (для легкосыпучих грузов), ленточными (для влажных и кусковых грузов) и в виде отдельно укреплённых на валу лопаток (для липких и слёживающихся грузов). При вращении винта лопасти проталкивают груз вдоль жёлоба. Винтовые К. состоят из секций длиной 2-4 м, общая длина К. не превышает обычно 60 м, диаметр жёлоба 100-600 мм. Винтовые К. просты по конструкции, удобны в эксплуатации, особенно при транспортировке пылящих грузов. Однако лопасти и жёлоб К. сравнительно быстро изнашиваются, груз измельчается и истирается, кроме того, требуется повышенный расход энергии.
Роликовые К. (рис. 4) служат для перемещения штучных грузов с плоской, ребристой или цилиндрической поверхностью. На неподвижных осях рамы К. в подшипниках вращаются ролики. Длина ролика должна быть несколько больше ширины или диаметра груза, а расстояние между роликами несколько меньше половины длины груза. Мелкие грузы со сложной конфигурацией перемещают на таком К. в ящиках или на поддонах. Роликовые К. бывают 2 типов: гравитационные и приводные. В гравитационных К., устанавливаемых с уклоном в 2-5°, ролики свободно вращаются под действием силы тяжести перемещаемого груза. В приводных К. ролики имеют групповой привод от двигателя. Такие К. применяют, когда нужно обеспечить постоянную скорость движения грузов, перемещать их в строго горизонтальной плоскости или поднимать под нек-рым углом. Роликовый К. состоит из секций, каждая длиной 2-3 м. В зависимости от конфигурации трасса может включать в себя криволинейные и откидные секции, поворотные круги и стрелочные переводы и т. д.
Рис. 4. Схема роликового конвейера.
Инерционные К. служат для транспортирования сыпучих, реже мелких штучных грузов на сравнительно короткие расстояния в горизонтальном или наклонном (до 20°) направлениях. В инерционных К. частицы груза скользят по грузонесущему органу или совершают полёты в пространстве под действием силы инерции. Инерционные К. делятся на 2 группы: качающиеся, характеризующиеся значит, амплитудами и малой частотой колебаний, и вибрационные - с малой амплитудой и большой частотой колебаний.
В простейшем качающемся К. (рис. 5) жёлоб находится на упругих стойках, жёстко закреплённых на опорной раме под нек-рым углом к вертикали. Кривошипный механизм с приводом от электродвигателя сообщает жёлобу переменные по направлению движения. Жёлоб при движении вперёд немного поднимается, а при движении назад опускается (качается). При этом меняется давление груза на жёлоб. При движении жёлоба назад груз скользит по нему вперёд, продвигаясь на нек-рое расстояние.
Рис. 5. Схема качающегося конвейера.
На вибрационном К. грузу сообщаются несимметричные колебания. В результате плавного движения трубы К. вверх и резкого движения вниз происходит отрыв частиц груза от поверхности трубы и перемещение их вдоль неё. В зависимости от диаметра жёлоба - 350, 500 и 750 мм - производительность вибрационных К. соответственно составляет 50, 75 и 150 т/ч. Наиболее высокая возможная производительность 400 т/ч, наибольшая длина - 100 м. Спец. типы вибрационных К. применяют также для перемещения грузов вверх (см. Вибрационный транспорт).
Технико-экономическая характеристика. Эффективность использования К. в технологич. процессе любого произ-ва зависит от того, насколько тип и параметры выбранного К. соответствуют свойствам груза и условиям, в к-рых протекает технологич. процесс. К таким условиям относятся: производительность, длина транспортирования, форма трассы и направление перемещения (горизонтальное, наклонное, вертикальное, комбинированное); условия загрузки и разгрузки К.; размеры груза, его форма, удельная плотность, абразивность, кусковатость, влажность, темп-pa и пр.; ритм и интенсивность подачи, а также различные местные факторы.
Производительность О любого К. при перемещении штучных грузов массой G кг со скоростью v м/сек определяется по формуле:
Q = 3,6G/a -v m/ч,
где а - расстояние между грузами на К. в м. При перемещении сыпучих или жидких грузов
Q = 3,6ly/a v ф m/ч,
где ф - коэфф. степени заполнения ёмкости грузом; 1 - объём ёмкости в л, в к-рой перемещается груз; -у - объёмная масса в т/м3; v - скорость в м/сек; а - расстояние между ёмкостями на К. в м. При перемещении сыпучих грузов непрерывным потоком:
Q = 3,6q v или Q = 3600F-v-y m/ч,
где q - удельная нагрузка в кг/л; F - сечение потока в м2; v - скорость в м/сек.
Приведённые выражения показывают, что как производительность К., так и определяющие её параметры (у, a, F и др.) не зависят от расстояния, на к-рое перемещается груз. В этом состоит осн. преимущество машин непрерывного действия, к которым относятся К., перед машинами цикличного действия (напр., подъёмными кранами, автомашинами, вагонетками и др.).
Степень технич. совершенства К. определяется удельным расходом мощности -KW:
NH , ,., KN= -Q- (кет • ч)/т,
где NH - мощность в квт; О - производительность в т/ч.
Высокая производительность, простота конструкции и сравнительно невысокая стоимость, возможность выполнения на К. различных технологич. операций, невысокая трудоёмкость работ, обеспечение безопасности труда, улучшение его условий - всё это обусловило широкое применение К. во всех областях нар. х-ва: в чёрной и цветной металлургии, машиностроении, горной, химич., пищевой и др. отраслях пром-сти. В пром. произ-ве К. являются неотъемлемой составной частью технологич. процесса. К. позволяют устанавливать и регулировать темп произ-ва, обеспечивать его ритмичность. Являясь осн. средством комплексной механизации и автоматизации транспортных и погрузочно-разгрузочных процессов и поточных технологич. операций, К. вместе с тем освобождают рабочих от тяжёлых и трудоёмких транспортных и погрузочно-разгрузочных работ, делают их труд более производительным. Широкая конвейеризация составляет одну из характерных черт развитого пром. произ-ва. Это объясняется тем, что внедрение загрузочных и разгрузочных, дозировочных, счётных и взвешивающих автоматов, автоматич. очищающих и смазывающих устройств, разнообразной контрольной, защитной и блокировочной аппаратуры, средства автоматич. управления невозможно без применения К. как одной из осн. машин, комплектующих систему автоматизированного произ-ва. О применении К. см. также в ст. Механизация производства, Автоматизация производства, Конвейерная сборка, Пневматический транспорт.
Лит.: Зенков Р. Л., Петров М. М., Конвейеры большой мощности, М., 1964; Спиваковский А. О., П от а п о в М. Г., Котов М. А., Карьерный конвейерный транспорт, М., 1965; Транспортирующие и перегрузочные машины для комплексной механизации пищевых производств, под ред. А. Я. Соколова, М., 1964; Спиваковский А. О., Дьячков В. Н., Транспортирующие машины, 2 изд., М., 1968. Э.И.Ридель.
КОНВЕЙЕРНАЯ ПЕЧЬ, пром. печь, в к-рой изделия в процессе нагрева перемещаются от загрузочного отверстия к выгрузочному на конвейере. К. п. применяют для нагрева металлич. изделий перед обработкой давлением и при термич. обработке, для сушки литейных форм и др. По конструкции К. п. подразделяют на печи с подподовым, подовым и надподовым конвейером (рис.). В К. п. с подподовым конвейером цепи конвейера расположены в каналах пода, а в рабочем пространстве печи находятся только несущие элементы, на к-рые укладывают изделия. Цепи работают при более низкой темп-ре, чем темп-pa нагрева изделий. В этих К. п. нагревают листовой металл до 900 °С. Длина печи не превышает 25 м. Цепи подового конвейера расположены в рабочем пространстве печи и их темп-pa равна темп-ре нагрева изделий. При длине 15-20 м К. п. с подовым конвейером применяют для нагрева изделий до 600 °С, а при длине менее 5 м - до 800 °С. В таких К. п. проводят термич. обработку рельсов и нагревают изделия из цветных металлов. Цепь надподового конвейера расположена над рабочим пространством печи. В своде печи предусматривают щель, через к-рую в рабочее пространство вводят подвески с несущими элементами. К. п. с надподовым конвейером применяют для обжига эмали при произ-ве посуды,
Схемы конвейерной печи: а - с подподовым конвейером; б - с подовым конвейером; в - с надподовым конвейером; 1 - цепь конвейера; 2 - несущий элемент; 3 - нагреваемое изделие.
корпусов холодильников и др. (см. Проходные печи}. К. п. обогревают газом, жидким топливом и электрич. нагревателями сопротивления.
Лит.: Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, М., 1970, гл. 25. В. М. Тымчак.
КОНВЕЙЕРНАЯ СБОРКА, сборка изделий с непрерывным или периодическим их движением, осуществляемым принудительно на конвейере. К К. с. относится также сборка изделий, установленных на спец. площадке, платформе или тележке, к-рые двигаются с одинаковой скоростью непрерывно или с периодич. остановками.
К. с. осуществляется в поточном производстве и имеет целью снижение трудоёмкости процесса сборки, облегчение условий труда и обеспечение ритмичности произ-ва. К. с. требует строгого расчленения сборочного процесса на отд. элементы (операции). Каждая операция выполняется одним рабочим или автоматически. В последнем случае в функции рабочего входят только контроль и управление сборочным автоматом. Движение конвейера при К. с.- непрерывное или прерывистое - определяется производительностью, временем, затрачиваемым на одну операцию, характером собираемого изделия и условиями произ-ва. Так, в станкостроении при времени выхода со сборки двух смежных готовых изделий (темпе произ-ва) от 0,3 до 2 ч применяется прерывистое движение, при темпе менее 0,3 ч - непрерывное движение собираемого изделия. При периодич. движении конвейера сборочная операция производится в момент его остановки. Точный принудительный темп К. с. является организующим фактором всей работы предприятия. Наиболее широко К. с. распространена в крупносерийном и массовом произ-вах (автомобиле- и тракторостроение, часовое произ-во и т. п.), а также в серийном произ-ве (напр., станкостроение). с. И. Шапиро.
КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН, процесс переноса тепла, происходящий в движущихся текучих средах (жидкостях либо газах) и обусловленный совместным действием двух механизмов переноса тепла - собственно конвективного переноса и теплопроводности. Т. о., в случае К. т. распространение тепла в пространстве осуществляется за счёт переноса тепла при перемещении текучей среды из области с более высокой темп-рой в область с меньшей темп-рой, а также за счёт теплового движения микрочастиц и обмена кинетической энергией между ними. В связи с тем что для неэлектропроводных сред интенсивность конвективного переноса очень велика по сравнению с теплопроводностью, последняя при ламинарном течении играет роль лишь для переноса тепла в направлении, поперечном течению среды. Роль теплопроводности при К. т. более значительна при движении электропроводных сред (напр., жидких металлов). В этом случае теплопроводность существенно влияет и на перенос тепла в направлении движения жидкости. При турбулентном течении осн. роль в процессе переноса тепла поперёк потока играет пульсационное перемещение турбулентных вихрей поперёк течения жидкости. Участие теплопроводности в процессах К. т. приводит к тому, что на эти процессы оказывают существенное влияние теплофизич. свойства среды: коэффициент теплопроводности, теплоёмкость, плотность.
В связи с тем что в процессах К. т. важную роль играет конвективный перенос, эти процессы должны в значит, мере зависеть от характера движения жидкости, т. е. от значения и направления скорости среды, от распределения скоростей в потоке, от режима движения жидкости (ламинарное течение либо турбулентное). При больших (сверхзвуковых) скоростях движения газа на процессы К. т. начинает влиять распределение давления в потоке. Если движение жидкости обусловлено действием нек-рого внешнего побудителя(насоса, вентилятора, компрессора и т. п.), то такое движение наз. вынужденным, а происходящий при этом процесс К. т. - вынужденной конвекцией. Если движение жидкости вызвано наличием неоднородного поля темп-ры, а следовательно, и неоднородной плотности в среде, то такое движение наз. свободным или естественным, а процесс К. т. - свободной или естественной конвекцией. На практике встречаются и такие случаи, когда приходится учитывать как вынужденную, так и свободную конвекцию.
Наиболее интересным с точки зрения технич. приложений случаем К. т. является конвективная теплоотдача, т. е. процесс К. т., протекающий на границе раздела двух фаз (твёрдой и жидкой, твёрдой и газообразной, жидкой и газообразной). При этом задача расчёта состоит в нахождении плотности теплового потока на границе раздела фаз, т. е. величины, показывающей, какое кол-во тепла получает или отдаёт единица поверхности раздела фаз за единицу времени. Помимо указанных выше факторов, влияющих на процесс К. т., плотность теплового потока зависит также от формы и размеров тела, от степени шероховатости поверхности, а также от темп-р поверхности и теплоотдающей или тепловоспринимающей среды.
Для описания конвективной теплоотдачи используется формула:
[13-10.jpg]
где qст- плотность теплового потока на поверхности, вт/м2; а - коэфф. теплоотдачи, ет/(м2- °С); Т0 и Тст - темп-ры среды (жидкости или газа) и поверхности соответственно. Величину Т„ - Т„ часто обозначают ДТ и наз. температурным напором. Коэфф. теплоотдачи . а характеризует интенсивность процесса теплоотдачи; он возрастает при увеличении скорости движения среды и при переходе от ламинарного режима движения к турбулентному в связи с интенсификацией конвективного переноса. Он также всегда больше для тех сред, у к-рых выше коэфф. теплопроводности. Коэфф. теплоотдачи существенно повышается, если на поверхности происходит фазовый переход (напр., испарение или конденсация), всегда сопровождающийся выделением (поглощением) скрытой теплоты. На значение коэфф. теплоотдачи сильное влияние оказывает массообмен на поверхности.
Осн. и наиболее трудной проблемой в расчётах процессов конвективной теплоотдачи является нахождение коэфф. теплоотдачи а. Совр. методы описания процесса К. т., основанные на теории пограничного слоя, позволяют получить теоретические (точные или приближённые) решения для нек-рых достаточно простых ситуаций. В большинстве же встречающихся на практике случаев коэфф. теплоотдачи определяют экспериментальным путём. При этом как результаты теоретич. решений, так и экспериментальные данные обрабатываются методами подобия теории и представляются обычно в следующем безразмерном виде: Nu = f (Re, Pr) - для вынужденной конвекции и Nu = = f (Gr, Pr) - для свободной конвекции,где Nu =~т~ - Нуссельта число,- безразмерный коэфф. теплоотдачи (L - характерный размер потока, \ - коэфф.теплопроводности); Re = -- - Рейнольдса число, характеризующее соотношение сил инерции и внутр. трения в потоке (и - характерная скорость движения среды, v - кинематич. коэфф. вязкости);
Рг= - Прандтля число, определяющее соотношение интенсивностей термодинамич. процессов (а - коэфф. температуропроводности); Gr= gL3вAT/v2-Грасхофа число, характеризующее соотношение архимедовых сил, сил инерции и внутр. трения в потоке (д - ускорение свободного падения, (3 - термич. коэфф. объёмного расширения).
Процессы К. т. чрезвычайно широко распространены в технике (энергетике, холодильной технике, ракетной технике, металлургии, хим. технологии), а также в природе (перенос тепла в атмосфере, в морях и океанах).
Лит.: Эккерт Э.-Р., Д р е и к Р.-М., Теория тепло- и массообмена, пер. с англ., М.- Л., 1961; Гухман А. А., Применение теории подобия к исследованию процессов тепло- и массообмена (Процессы переноса в движущейся среде), М., 1967; Исаченко В. П., О с и п о в а В. А., СукомелА. С., Теплопередача, М., 1969. В. А. Арутюнов.
|
