Характеристики транспортованих вантажів

1.3. Характеристики транспортованих вантажів.

За основною ознакою транспортовані вантажі поділяються на сипні та штучні.

Сипні вантажі.

Сипними вантажами вважаються різноманітні масові наволочні кускові, зернисті, порошкові і пиловидні матеріали, які зберігаються і транспортуються навалом.

Характеристики сипких вантажів:

• гранулометричний склад (розмір і форма часток);

• щільність;

• вологість;

• кут природнього відкосу;

• рухомість часток;

• ріжуча здатність матеріалу (абразивність);

• міцність;

• корозійний вплив;

• липучість;

• ядовитість;

• вибухонебезпечність;

• схильність до самозагорання;

• схильність до злежування та змерзання.

Гранулометричний склад сипкого вантажу встановлює розподіл часток його за розмірами і характеризується найбільшими лінійними розмірами однорідних часток вантажу в заданому об’ємі (пробі).

Гранулометричний склад вантажів з частками однорідних включень розміром більше 0,05 мм визначають ситовим способом, при якому регламентований об’єм вантажу (пробу) послідовно просіюють через набір з отворами різного розміру для розподілу часток проби на окремі фракції за розмірами. На ситі з отворами певного розміру залишається не просіяною відповідна масова доля (в процентах) проби вантажу, розмір часток якої перевищує розмір отворів.

Приклад характеристики вантажу за гранулометричним складом: вміст часток розміром від 80 до 51 мм – 9%; від 51 до 30 мм – 65%; від 29 до 10 мм – 20%; від 9 до 2 мм – 4%; менше 2 мм – 2%; характерний розмір частки

а = 40 мм, максимальний а_max = 80 мм.

Гранулометричний склад вантажів з розмірами часток менше 0,05 мм визначають з допомогою гідравлічного аналізу, при якому критерієм розподілення часток є різниця швидкості осідання їх у воді.

Характеристикою однорідності розмірів часток сипкого вантажу є коефіцієнт однорідності

де , , мм – розміри часток вантажу найбільшої та найменшої,

відповідно.

При > 2,5 вантаж вважають рядовим; при ≤ 2,5 – сортованим.

Гранулометричний склад сипкого вантажу визначають за розміром а,мм найбільш характерної, типової, частки. Рядові вантажі характеризуються частками найбільшого розміру а = , за умови, що їх вміст у пробі вантажу становить не менше 10%.

сортовані вантажі характеризуються середнім розміром частки

По крупності часток сипкий вантаж поділяють на

• особливо крупнокусковий 500 мм;

• крупнокусковий (руда) = (200…500) мм;

• середньокусковий (вугілля) = (60…199) мм;

• дрібнокусковий (жорства) = (10…59) мм;

• зернистий (зерно) = (0,5…9) мм;

• порошковий (пісок) = (0,05…0,49) мм;

• пилоподібний (цемент) 0,05 мм.

З огляду на гранулометричний склад вантажу визначають розміри робочого органу конвеєра (ширину стрічки, настилу, ковшів); отворів у бункерах, воронках та лотках; розробляють засоби герметизації конвеєрів (місць завантаження і розвантаження) для захисту від пилу.

Щільність або - відношення маси вантажу до об’єму, який він займає.

Розрізняють щільність вантажу вільно насипаного (розрихленого), механічно ущільненого в природному щільному масиві. В результаті механічного місцевого ущільнення (стисканням або утрясанням) щільність сухих легкосипких вантажів (піску, зерна) зростає на (5…10)%, вологих (землі, тирси) – на (30…50)%.

Відношення щільності вантажу в масиві до його щільності в розрихленому стані характеризується коефіцієнтом роз рихлення

Для піску = 1,12; для вугілля = 1,4; для руди = 1,6. Щільність вантажу залежить від розмірів часток і вологості його: щільність кускових і зернистих вантажів із зменшенням розмірів часток також зменшується внаслідок збільшення об’єму повітряних проміжків між частками.

По щільності вантажі поділяють на:

• легкі (торф, кокс, борошно) до 0,6 включно;

• середні (зерно, кам’яне вугілля, шлак) – більше 0,6 до 1,6;

• важкі (порода, гравій, жорства) – більше 1,6 до 2,0;

• особливо важкі (руда, камінь) – більше 2,0 до 4,0.

Щільність вантажу потрібно знати для визначення продуктивності транспортувальної машини; вибору її типу; обчислення розрахункових навантажень на елементи конструкції і робочий орган.

Вологість , % сипкого вантажу визначають через співвідношення маси води, отриманої при висушуванні проби вантажу (при t = 105⁰С), до маси сухого вантажу

100%,

тут - маса проби у вологому та сухому стані, відповідно.

Кутом природнього відкосу сипкого вантажу називають кут між твірною конуса із вільно насипаного вантажу і горизонтальною площиною. Величина кута залежить від взаємної рухомості часток вантажу: чім вона більша тим кут (для води ).

 

 

 

 

Рис. 1.1. Розміщення сипкого вантажу на поверхні:

а) – нерухомій; б) – рухомій.

Розрізняють кути природнього відкосу в спокої і під час руху поверхні, на якій знаходиться вантаж; наближено .

За рухомістю часток сипкі вантажі поділяються на три групи: легко- рухомі; середньорухомі; малорухомі.

Рухомістю часток вантажу (кутом ) визначається площа перерізу вантажу на рухомому вантажонесівному органі конвеєра.

Коефіцієнти тертя сипкого вантажу по сталі, бетону, гумі характеризують кути нахилу стінок і ребер бункерів, воронок і пересипких лотків, граничні кути нахилу конвеєрів.

Коефіцієнт внутрішнього тертя зв’язаний із кутом тертя сипкого вантажу залежністю . Кути тертя і коефіцієнти тертя розрізняють для станів спокою та рухомого.

Ріжучою здатністю (абразивністю) називають властивість часток сипкого вантажу стирати (зношувати) поверхні елементів конструкції конвеєра і робочого органу, які контактують з ним під час транспортування. Ступінь абразивності вантажу залежить від твердості, форми і розмірів складових часток його. За ступенем абразивності і шкідливому впливу на елементи конвеєра вантажі поділяють на 4-и групи: А – неабразивні; В – мало абразивні; С – середньо абразивні; Д – високо абразивні. Твердість часток сипкого вантажу характеризується за порівняльною десятибальною шкалою (шкалою Мооса), в якій за одиницю прийнята твердість найм'якшого, а за десять одиниць – найтвердішого вантажу. Твердості характерних вантажів за цією шкалою: тальк – 1; гіпс – 2; вапняковий шпат – 3; плавиковий шпат – 4; апатитовий концентрат – 5; кварцит – 6-7; граніту – 6-8; сапфіру, корунду, хрому – 9; алмазу – 10. Ступінь абразивності сипкого вантажу потрібно враховувати при вибору типу транспортувальної машини, марок конструкційних матеріалів; розробленні засобів для зменшення абразивного зносу робочих поверхонь.

Міцність частки вантажу визначається межею міцності зразка вантажу при стисканні і характеризується коефіцієнтом міцності по шкалі М.М.Протод'яконова

;

для м’якого вапняку = 1,0; вугілля =2; залізної руди =15 МПа.

Властивість вантажів спричиняти інтенсивну корозію (іржавіння) сталевих деталей потребує застосування у конструкціях спеціальних матеріалів або покриттів.

Вибухонебезпечність, схильність до само загоряння і отруйність транспортованих вантажів враховуються при конструюванні конвеєрів і допоміжних пристроїв до них згідно із вимогами відповідних технічних умов.

Злежуваність – властивість часток вантажу втрачати рухомість при тривалому зберіганні, враховується при конструюванні конвеєрів і допоміжних пристроїв до них (бункерах, накопичувачах і ін.): застосовуються спеціальні розрихлювачі (механічні, пневматичні, вібраційні).

Липучість – властивість деяких вантажів (особливо у вологому стані) прилипати до твердих тіл вимагає від розробників конвеєрів і допоміжних пристроїв до них, вибору спеціальної форми несівних і тримальних елементів конструкцій, застосування спеціальних покриттів та очисних пристроїв.

Штучні вантажі.

Штучними називають одиничні вантажі, які обраховуються кількісно і транспортуються окремими виробами або групами (партіями). Штучні вантажі поділяють на власне штучні і тарні. До власне штучних відносять різноманітні одиничні вироби, деталі і вузли машин та деякі масові вантажі, що складаються із більш чи менш однорідних по формі крупних і середніх за розмірами предметів.

Тарні вантажі являють собою тару (короби, ящики, піддони, діжки, мішки, контейнери і ін.), в які поміщені сипкі або штучні вантажі. Розміри і види тари для промислових виробів і вантажів встановлені відповідними ДСТУ.

Штучні вантажі характеризуються габаритними розмірами, конфігурацією,масою одного виробу, а також крихкістю, вибухонебезпечністю, температурою і ін. За габаритними розмірами штучних вантажів визначають розміри несівних елементів конвеєра, відстані між виробами та їх прохідність на криволінійних ділянках траси конвеєра; за масою – вантажність несівного і міцність тягового елементів конвеєра, спосіб його завантаження – розвантаження.