Глава 2 Подъемно-транспортное и вспомогательное оборудование
Классификация подъемно-транспортного оборудования
Любое пищевое предприятие, перерабатывающее сырье и выпускающее продукцию, невозможно представить без транспортных установок. Весь промышленный транспорт подразделяют на внешний и внутренний. Внешний транспорт используют при доставке сырья, полуфабрикатов, основных и вспомогательных материалов для производства и строительства, для вывоза готовой продукции и отходов производства. К внешнему транспорту относится: железнодорожный, автомобильный, водный, воздушный, трубопроводный.
Внутренний транспорт (внутризаводской) предназначен для перемещения грузов по территории предприятия (межцеховой) и внутри отдельных подразделений (внутрицеховой).
Для предприятия важен и тот и другой вид транспорта. С точки зрения внутризаводской деятельности предприятия пристальное внимание следует уделять внутризаводскому транспорту.
Транспортирующие машины и установки могут быть периодического и непрерывного действия, перемещение грузов может проводиться в горизонтальном, наклонном или вертикальном направлении. Установки, предназначенные для непрерывного перемещения грузов в горизонтальном направлении, называются транспортерами, а установки, перемещающие груз в вертикальном направлении, получили название – элеваторы или нории.
Конвейерами называют транспортирующие устройства непрерывного действия, при перемещении по которым, груз подвергается каким-либо технологическим операциям.
Классифицировать транспортные установки можно по нескольким признакам:
- по принципу действия;
- по роду и способу перемещения грузов;
- по назначению и способу установки на производственных площадях.
По принципу действия все установки делятся на установки периодического или непрерывного действия. В установках непрерывного действия грузонесущие элементы и сами грузы движутся в одном и том же направлении, погрузка и выгрузка производится без остановки системы во время движения. Перемещаться таким способом могут различные виды сухого сырья, полуфабрикаты, готовый продукт и отходы производства. В этих установках грузы перемещаются с помощью различных тяговых устройств: цепи, ленты, канаты. Они используются в цепных и ленточных транспортерах, элеваторах. Без таких устройств работают винтовые, вибрационные, инерционные, штанговые и др. транспортирующие установки. К установкам непрерывного действия относятся системы пневматического и гидравлического транспорта. В них движущая сила передается потоком воздуха от вентилятора или насосом от потока воды.
В установках периодического действия грузозахватные устройства совершают циклическое движение: с грузом в сторону его перемещения и без груза – в обратном направлении. Загрузку и выгрузку проводят при остановке машины. В этих установках необходимо затрачивать время на обратный холостой ход. К таким установкам можно отнести лифты, лебедки и др. оборудование.
По роду и способу перемещения грузов транспортные установки подразделяют на установки с перемещением грузов в движущихся грузоносителях (мешки, ящики, контейнеры, поддоны, различные сосуды) и по неподвижным коммуникациям (гидро- и пневмотрубопроводы, желоба, лотки и др.). в первом случае силы инерции, тяжести, давления действуют и воспринимаются стенками грузоносителя, на него же действуют и силы перемещающие груз.
Во втором случае силы давления, инерции, силы аэродинамического сопротивления передаются от рабочих органов непосредственно грузу.
По способу установки на производственных площадях подъемно-транспортные устройства подразделяются на стационарные и передвижные. Первые установлены на определенном месте, а вторые можно передвигать с места на место.
Физико-механические характеристики грузов
На выбор типа и расчета конструкции средств перемещения различных грузов большое влияние оказывают физико-механические свойства и параметры этих грузов. Все грузы подразделяют на сыпучие, кусковые, штучные и жидкие. К сыпучим грузам относятся: зернистые, порошкообразные и кусковые. Хранят такие грузы в большинстве случаев насыпью, перемещают также насыпью.
Сыпучие грузы характеризуются формой и размером частиц, гранулометрическим составом, плотностью вещества частицы, насыпной плотностью слоя частиц, углом естественного откоса, коэффициентом внешнего и внутреннего трения, истирающей способностью (абразивностью), слеживаемостью (уплотнением). Они также характеризуются аэродинамическими свойствами: скоростью витания частиц, скоростью псевдоожижения.
Гранулометрический состав сырья или готового продукта характеризуется долей частиц различного размера в общем объеме материала. Показатель легко определить ситовым анализом по построенным гистограммам.
Плотность вещества частиц сыпучего груза – ρг (кг/м3) определяют из соотношения: 
(2.1)
где: ρг – плотность частицы вещества сыпучег8о груза, кг/м3;
- m - масса частицы сыпучего груза, кг;
- v – объем, занимаемой частицей, м3.
Насыпную плотность сыпучего груза определяют по формуле (2.2):
, (2.2)
где: ρм – насыпная плотность сыпучего груза, кг/м3;
mг – масса сыпучего груза, кг;
vг – объем, занимаемый грузом, м3.
Углом естественного откоса φ называют угол, образованный горизонтальной плоскостью и плоскостью свободного (естественного) откоса сыпучего груза. При этом различают углы естественного откоса в состоянии покоя (φ) и в движении (φд). Можно принять: φд ≈ 0,7 · φ.
Тангенс угла φ составляет величину коэффициента внутреннего трения сыпучего груза. Величина этого коэффициента зависит от влажности материала, его гранулометрического состава, температуры и др. факторов.
Коэффициент трения сыпучего груза ƒ о различные материалы (сталь, дерево, резина) необходим для расчета углов наклона бункеров, воронок, транспортеров и др. оборудования. Рассчитать его можно по формуле (2.3):
ƒ = tgα (2.3)
где: α – угол трения перемещаемого груза о материал.
Влажностью сыпучего груза называют отношение массы влаги, содержащейся в грузе, к массе абсолютно сухого груза, выраженное в процентах:
, % (2.4)
где: Мвл – масса влаги, содержащейся в грузе, кг;
Масг – масса абсолютно сухого груза, кг.
Необходимо различать массы свободно насыпанного груза (G) и уплотненного материала (Gу). Отношение G / Gу называют коэффициентом слеживаемости груза. Величина этого коэффициента колеблется в пределах 1,05…1,52.
Во время движения груз оказывает истирающее воздействие на поверхности лотков, желобов, лент и т.д. Такое свойство грузов называется абразивностью. У различных грузов величина эта существенно различаетчся. Большинство сыпучих материалов пищевой промышленности относятся к малоабразивным или неабразивным.
К особым свойствам сыпучих грузов относят липкость, смерзаемость, хрупкость, гигроскопичность, ядовитость, коррозирующую способность. Эти свойства необходимо учитывать при выборе и проектировании транспортирующих устройств и другого оборудования.
К штучным грузам относят единичные грузы - машины, аппараты, приборы, детали машин и др., а также тарные грузы - бочки, ящики, контейнеры, поддоны и др.
Штучные грузы характеризуются габаритными размерами, формой, массой единичного груза, удобством укладки, коэффициентом трения о поверхность. Они могут обладать и особыми специфичными свойствами: взрыво- и пожароопасность, ядовитость, пыление и др.
Жидкие грузы широко используются в пищевой промышленности. Это может быть исходное сырье (молочная сыворотка, меласса и др.), нейтральные и химически агрессивные жидкости. Они характеризуются различной вязкостью и плотностью. Такие грузы перемещаются как между цехами, так и внутри цехов. Движение жидких грузов осуществляется по трубам с помощью насосов. При выборе материалов трубопроводов, насосов и другого технологического оборудования необходимо учитывать свойства транспортируемых жидких грузов.