Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Чтобы понять, как работает ковшовый элеватор, достаточно представить замкнутый по вертикали тяговый контур с закреплёнными на нём ковшами: внизу они зачерпывают сыпучий материал, поднимаются вверх вместе с лентой или цепью, а в верхней части опрокидываются, разгружаясь в патрубок. Такая машина непрерывного действия одна из самых простых по идее и одна из самых распространённых на производстве, где сыпучие материалы нужно перемещать строго по вертикали или круто вверх.
Ковшовый элеватор (нория) применяется для подъёма зерна, муки, комбикормов, цемента, песка, минеральных удобрений, угля, руды, кокса и других пылевидных, зернистых и кусковых грузов. Общие требования безопасности к ковшовым элеваторам как разновидности конвейеров устанавливает ГОСТ 12.2.022-80.
Ковшовый элеватор — это машина непрерывного действия для подъёма насыпных (сыпучих, пылевидных, зернистых, мелко- и среднекусковых) грузов в вертикальном или крутонаклонном направлении (как правило, при угле наклона трассы более 60° к горизонту). Тяговый элемент с закреплёнными ковшами образует замкнутый контур, который непрерывно зачерпывает материал в нижней части и выгружает его в верхней. Это отличает нории от наклонных ленточных и скребковых конвейеров, рассчитанных на пологий или горизонтальный перенос.
Типовые области применения — зернохранилища и комбикормовые предприятия, мукомольные и крупяные заводы, цементное и силикатное производство, обогатительные и керамические комплексы, химические и горно-перерабатывающие предприятия. Везде, где требуется компактный по площади вертикальный подъём сыпучего материала, нория экономит производственную площадь по сравнению с наклонными машинами.
Ковшовый элеватор традиционно собирается из трёх крупных узлов: верхней головки, нижнего башмака и соединяющих их вертикальных норийных труб (шахт).
В замкнутом контуре всегда есть две ветви: восходящая (рабочая, с заполненными ковшами) и нисходящая (с порожними ковшами, возвращающимися к загрузке). Шахта закрывается металлическим кожухом по всей высоте, исключая пыление и попадание посторонних предметов внутрь машины.
Принцип действия ковшового элеватора — циклический по отдельному ковшу и непрерывный по машине в целом. В рабочем цикле каждый ковш проходит четыре характерные зоны.
Привод сообщает тяговому элементу постоянную линейную скорость; за счёт этого все ковши проходят через одни и те же зоны в одинаковом темпе, обеспечивая непрерывную подачу материала.
Главное отличие ковшового элеватора от других транспортирующих машин — вертикальный подъём за счёт замкнутого контура с ковшами, в котором каждый ковш является самостоятельным грузонесущим элементом.
Машины этого класса принято группировать по нескольким признакам, влияющим как на конструкцию, так и на режим работы.
Различают два основных способа заполнения ковшей.
Материал постоянно находится в башмаке слоем определённой толщины. Проходя нижнюю точку, ковш «вычерпывает» этот слой передней кромкой. Способ удобен для легкосыпучих, относительно мелкозернистых грузов, не склонных к слёживанию: зерна, песка, цемента. Преимущество — простая загрузочная горловина и устойчивая подача; ограничение — повышенный износ кромок ковшей и затраты мощности на «копание» материала.
Материал поступает в ковш через загрузочный патрубок, попадая внутрь ковша на восходящей ветви. Способ применяется для крупнокусковых, тяжёлых и абразивных грузов (руды, шлака, кокса, крупных фракций угля), а также для хрупких материалов, измельчение которых нежелательно. Заполнение происходит без «копания» материала, поэтому износ кромок ниже, а энергетические затраты на загрузку — меньше.
Способ разгрузки выбирают по скорости движения ковшей, форме ковша и диаметру верхнего барабана. На участке огибания верхнего барабана на материал в ковше действуют сила тяжести и центробежная сила. Их равнодействующая всегда проходит через одну и ту же точку — полюс, лежащий на вертикальной оси барабана. Расстояние от центра вращения до полюса называют полюсным расстоянием l.
l = g / ω²
l ≈ 895 / n²
Соотношение l с радиусами rб приводного барабана и ra (по наружным кромкам ковшей) определяет режим разгрузки.
При l ≤ rб центробежная сила преобладает над силой тяжести в начальной стадии разгрузки и выбрасывает материал из ковша наружу через наружную кромку. Шаг ковшей подбирают так, чтобы выброшенные частицы не попадали на впереди идущий ковш и не возвращались в шахту по нисходящей ветви. Применяется для лёгких сыпучих и хорошо подвижных материалов.
При больших полюсных расстояниях центробежная сила мала, и материал высыпается из ковша преимущественно под действием силы тяжести. При свободной самотечной разгрузке материал высыпается из перевёрнутого ковша по свободной траектории. При направленной самотечной разгрузке, характерной для сомкнутых ковшей, материал стекает по задней стенке предыдущего ковша, которая выполняет роль направляющего лотка.
Промежуточный режим, при котором центробежная сила и сила тяжести соизмеримы; разгрузка идёт частично выбросом через наружную кромку, частично пересыпанием через переднюю стенку.
В инженерной практике сложилось несколько устойчивых форм ковшей для разных групп грузов.
Ковши штампуются или вальцуются из листовой стали, для химически активных сред используется нержавеющая сталь, а для хрупких пищевых и кормовых материалов — полимерные ковши. Крепление к ленте — болтами со специальной потайной головкой (чтобы не мешать прохождению ленты по барабану), к цепи — уголками или фасонными звеньями на болтах или заклёпках.
Шаг расстановки ковшей a у быстроходных элеваторов с расставленными глубокими и мелкими ковшами выбирают кратным высоте ковша h: a ≈ (2,5…3)·h; у тихоходных с сомкнутыми остроугольными и скруглёнными ковшами a ≈ h.
Массовую производительность ковшового элеватора рассчитывают по объёму ковша, скорости движения ковшей, шагу расстановки, коэффициенту заполнения и насыпной плотности груза.
Q = 3,6 · i · ψ · v · ρ / a
Коэффициент заполнения ψ назначают по характеристике груза и режиму работы. В справочной и учебной литературе диапазон рекомендуемых значений — порядка 0,6…0,9: меньшие значения принимают для кусковых и тяжёлых грузов, бо́льшие — для легкосыпучих пылевидных и зернистых материалов. Конкретные значения принимаются по справочным таблицам исходя из насыпной плотности, влажности и абразивности груза.
Q = 3,6·2,0·0,75·1,5·0,75/0,4 ≈ 15,2 т/ч
Скорость движения ковшей задают исходя из выбранного способа разгрузки. В общем случае при центробежной разгрузке скорость ковшей принимают в диапазоне 1…4 м/с (для практических расчётов чаще выбирают 1,25…2,0 м/с); при самотечной разгрузке у тихоходных элеваторов — порядка 0,4…0,8 м/с. Конкретное значение уточняют после выбора диаметра приводного барабана и передаточного числа редуктора; полюсное расстояние при этом должно соответствовать выбранному режиму разгрузки.
Ковшовый элеватор рассматривается как разновидность конвейера; общие требования безопасности к его конструкции и размещению устанавливает ГОСТ 12.2.022-80. Ключевые положения, применимые к ковшовым элеваторам:
Подавляющая часть отказов ковшовых элеваторов связана не с принципиальными конструктивными недостатками, а с нарушениями режимов эксплуатации и обслуживания.
На замкнутом по вертикали тяговом контуре (ленте или цепи) с заданным шагом закреплены ковши. В нижней части (башмаке) ковши заполняются сыпучим материалом — зачерпыванием из слоя или засыпанием через патрубок. На восходящей ветви ковши с грузом поднимаются вверх, а в верхней части (головке) опрокидываются при огибании приводного барабана и высыпают материал в разгрузочный патрубок.
Это синонимы. Норией традиционно называют ковшовый элеватор, особенно в зерноперерабатывающей и комбикормовой отраслях.
У ленточного тяговым элементом служит резинотканевая или резинотросовая лента, у цепного — одна или две тяговые цепи. Ленточные нории, как правило, быстроходные и применяются для лёгких сыпучих грузов; цепные — тихоходные, рассчитаны на тяжёлые, кусковые, абразивные материалы и высокие температуры.
Центробежная (при полюсном расстоянии меньше или равном радиусу приводного барабана), свободная самотечная (полюсное расстояние больше радиуса по наружным кромкам ковшей), направленная самотечная (для сомкнутых ковшей), а также смешанная — при промежуточных значениях полюсного расстояния.
По формуле Q = 3,6 · i · ψ · v · ρ / a, где i — объём ковша (л), ψ — коэффициент заполнения, v — скорость ковшей (м/с), a — шаг ковшей (м), ρ — насыпная плотность груза (т/м³). Результат — массовая производительность в тоннах в час.
Из головки с приводом и разгрузочным патрубком, башмака с натяжным устройством и загрузочным патрубком, норийных труб (шахты), тягового элемента (ленты или цепи), ковшей, аспирационных и ревизионных узлов, тормоза или останова обратного хода.
Глубокие — для сухих легкосыпучих материалов; мелкие со скруглённым днищем — для влажных и слёживающихся; остроугольные и скруглённые с бортовыми направляющими — для тяжёлых кусковых и абразивных грузов.
Сначала определяют характеристики груза (насыпную плотность, гранулометрию, абразивность, влажность, температуру), требуемую производительность и высоту подъёма. Затем выбирают тип тягового элемента (лента или цепь), скоростной режим (быстроходный или тихоходный), способ разгрузки и тип ковша. Конструкцию проверяют по требованиям безопасности ГОСТ 12.2.022-80.
Расстояние от центра вращения приводного барабана до полюса — точки, через которую при заданной скорости проходит равнодействующая силы тяжести и центробежной силы для груза в ковше. Определяется частотой вращения барабана по формуле l ≈ 895/n² (м, при n в мин⁻¹) и задаёт способ разгрузки в сравнении с радиусом барабана и радиусом по наружным кромкам ковшей.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.