Устройство для транспортирования кормов в хранилищах башенного типа

 

Использование: в сельском хозяйстве при хранении кормов. Сущность изобретения: устройство содержит раму, нижние лонжероны которой выполнены корытообразного профиля, а верхние - из уголка и имеют дорожки с антифрикционным покрытием под ветви цепи, которые имеют два контура и соединены планками, на которых могут быть установлены рабочие элементы - граблины, скребки, щетки, причем транспортное полотно выполнено из клиновых ремней и роликовой цепи, причем последняя соединена с планками транспортера. Нижняя ветвь транспортного полотна является рабочей ветвью. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности для хранилищ кормов, где требуются транспортные коммуникации по загрузке, распределению и выгрузки кормов из хранилища.

Долговечность, надежность и высокая производительность транспортных коммуникаций важнейшие требования для развития и внедрения этого наиболее надежного вида хранилищ по сохранению доброкачественности кормов в условиях Российского агрофона.

Известно, что пневматический транспортер, одно из самых простых транспортных устройств и потому обладает высокой надежностью, но он высокоэнергоемкое устройство, не обладает высокой производительностью и с увеличением производительности потребление энергии возрастает по кубической параболе. К тому же он не применим на выгрузке сочных кормов /силоса, сенажа/, поскольку вызывает повышенную их аэрацию, чем ускоряет процесс вторичной ферментации, а это увеличивает потери доброкачественности сочных кормов накануне подачи их животным. Это очень дорогие потери, на них вложены все затраты по их сохранению. Энергетический кризис, а их впереди будет не мало, в начале 80-х годов, заставил многих зарубежных фермеров отказаться от высотных хранилищ кормов башенного типа, где разгрузка кормов осуществлялась тоже пневматранспортом [1] [2] Ленточные транспортеры являются выскопроизводительными транспортерами и значительно менее энергоемкими, но они транспортируют корма под очень малым углом наклона и потому громоздки своей протяженностью, являются материалоемкими устройствами и не долговечными.

Ближайшим прототипом являются цепочно-планчатые или цепочно-скребковые транспортеры, широко применяемые в производстве, в том числе в сельском хозяйстве. Цепочно-транспортные транспортеры менее громоздкие устройства, они способны поднимать транспортируемый материал под острым и даже прямым углом / по самому кратчайшему расстоянию/ и потому иметь меньшую протяженность, но они и менее производительные, к тому же не долговечные, ремонтоемкие устройства [3] Техническая задача изобретения сделать эти транспортеры для перемещения кормов более долговечными, более производительными и менее ремонтоемкими.

Достигается решение этой технической задачи путем комбинации двух гибких тел: роликовой цепи со спецзвеном и клинового ремня для изготовления транспортного полотна.

Известно, что клиновой ремень получил широкое применение для передачи вращательного движения между валами, при этом с высокими скоростями и больших мощностей. Это очень надежное гибкое тело для передачи вращательного движения при значительных расстояниях между валами, достигающими двух десятков метров.

Широко используется для передачи вращательного движения и другое гибкое тело роликовая цепь. С помощью роликовой цепи передаются тоже большие мощности, но с меньшими скоростями, чем клиновым ремнем, и прежде всего в тех устройствах, где требуется сохранить передаточное число.

К недостатку клинового ремня относится то обстоятельство, что он вовремя передачи вращательного движения проскальзывает по ручейку шкива, возникает сила трения между шкивом и клиновым ремнем, в результате изнашивается и тело ремня и ручеек /дорожка/ шкива, происходит вытягивание ремня и старение от нагревания.

Имеется недостаток и другое гибкое тело роликовая цепь. При передачи вращательного движения с помощью роликовой цепи в ее сочленениях возникает сила трения, которая является основной причиной износа сочлененьев цепи, что ведет к вытягиванию цепи, изменению шага зацепления, что и делает ее не долговечной и ремонтоемкой.

Известно, что для продления срока работы цепкого контура натяжение цепи на транспортерах оговаривается пределами натяжения, с тем чтобы снизить или уменьшить силу трения в сочленениях. Введено требование: натяжение контура цепи не должно превышать величины, так называемой, пробной нагрузки.

Известно что ременные передачи, в том числе и в клиновом исполнении, плохо работают на малых скоростях, так как коэффициент трения зависит от скорости, при этом чем больше скорость, тем больше коэффициент трения, тем меньше скольжения, тем меньше износ боковых поверхностей клинового ремня и дорожки шкива, тем меньше вытягивание ремня /Курс теории механизмом и машин/. Применение роликовой цепи, в комбинации с клиновым ремнем, исключает проскальзование клинового ремня, в том числе на малых скоростях и тем самым устраняет износ боковин ремня и ручейка или дорожки шкива, ремень не нагревается и не вытягивается.

Таким образом, основная техническая задача изобретения путем комбинации роликовой цепи и клинового ремня для устройства транспортного полотна - разгрузить цепь, сделать натяжение цепи при ее работе минимальным, чтобы сила трения в сочленениях F fN, сводилась к минимуму, а сила пробного натяжения стремилась к нулю. Всю нагрузку но перемещению корма, или почти всю, должен взять на себя клиновой ремень.

Достигнутые, особенно в последнее время, показатели достоинств клиновых ремней: повышенная износостойкость, высокая поперечная жесткость, податливость при изгибе, небольшая вытяжка, высокая теплостойкость, маслостойкость, выравниваются с показателями цепи и делают такую комбинацию вполне осуществимой.

Объединение таких гибких тел как роликовая цепь и клиновой ремень для образования транспортного полотна с целью перемещения кормов делает этот вид транспортера по существу вечным, продляет срок его работы, исчисляемый десятками лет. Это подкрепляется еще и тем, что условия работы клинового ремня в комбинации с роликовой цепью в хранилищах для кормов относится к числу легких условий: небольшая скорость, не более 8 10 м/с, диаметры шкивов более 200 мм, работают ремни и цепь в укрытии, а интенсивность использования в году, за цикл использования хранилища не более 600 800 ч.

Но комбинация гибких тел таких как клиновой ремень и роликовая цепь возможна в том случае, если будет решена еще одна техническая задача: кроме совместного натяжения ветвей всего транспортного полотна должно быть и независимое натяжение клинового ремня, независимо от натяжения цепи.

Вытягивание этих гибких тел /цепи и клинового ремня/, по мере их приработок, требует применять на транспортерах натяжные устройства. Но различие этого вытягивания, роликовой цепи и клинового ремня, требует применять такое устройство натяжения, которое бы давало некоторую независимость /автономность/ натяжения ремня, независимо от натяжения цепи. Более того, независимое натяжение клинового ремня, независимо от натяжения роликовой цепи, делает возможным нагружать клиновой ремень больше чем цепь и тем самым достигать решения поставленной задачи по значительному увеличению долговечности транспортного полотна.

Независимое натяжение клинового ремня решается с помощью особой конструкции шкива, применяемого в технике в вариаторах оборотов, развитое и дополненное новым техническим решением, обеспечивающим надежность независимого натяжения и устойчивость его работы. На этом шкиве независимое натяжение клинового ремня реализуется путем применения системы стяжных и разжимных, включающих 12 регулировочных болтов. При этом три болта стягивает диски шкива, три болта разжимают эти диски, три болта прижимают диски шкива к буртику ступицы и три болта отжимают диски шкива от буртика ступицы.

Назначение прижимающих и отжимающих болтов от буртика ступицы шкива - удерживать шкив от смещения по ступице, сохранить плоскость вращения шкива с плоскостью работающего с ним клинового ремня, поскольку плоскость работы клинового ремня задается конструкцией транспортного полотна. Каждый клиновой ремень несет на себе рабочие элементы: граблину, скребок и др. и потому плоскость его работы не может изменяться.

На фиг. 1 изображено хранилище для кормов, защищенное патентом N 1042668 "Хранилище для кормов".

На фиг. 2 изображено устройство для распределения и выгрузки корма из хранилища, где рабочим органом является цепочно-планчатый транспортер с граблинами, входящий тоже в состав изобретения патента N 1042668 под индексом 21 /см. патент/.

На фиг. 3 изображен вертикальный выгрузной транспортер, расположенный в полой колонне хранилища, и тоже входит в состав изобретения патента N 1042668 (см. позицию 7 описания этого изображения).

На фиг. 4 изображен загрузной транспортер для хранилищ кормов и тоже входящий в состав изобретения защищенного патентом N 1042668, см. позицию 36 описания этого изобретения.

На фиг. 5 изображен загрузо-разгрузочный транспортер и тоже входящий в состав изобретения патента N 1042668, номер позиции 9.

На фиг. 6 изображены варианты транспортных полотен в комбинации разного числа клиновых ремней и двух контуры роликовой цепи.

На фиг. 7 изображена конструкция шкива для независимого натяжения клинового ремня независимо от натяжения роликовой цепи.

На фиг. 8 изображена секция транспортного полотна, выполненная в комбинации двух контуров роликовой цепи и четырех контуров клинового ремня.

На фиг. 9 изображена конструкция ведущего или ведомого вала, на котором установлено две звездочки и четыре регулируемых шкива.

На фиг. 10 изображены граблина и скребок основные рабочие элементы комбинированного транспортера, наделенные углом атаки.

Устройство для транспортирования кормов в хранилищах башенного типа включает: загрузной транспортер 1, подкупольный загрузо-разгрузочный транспортер 2, радиально расположенный рабочий орган, состоящий из транспортера 3 с граблинами и вертикального выгрузного транспортера 4, размещенного внутри полой колонны хранилища. Все перечисленные транспортеры, их транспортные полотна выполнены способом комбинации клиновых ремней и двух контуров роликовых цепей со спецзвеном, имеющим ушко для соединения контуров цепи планками и клиновых ремней.

Каждый из этих транспортеров включает: два контура роликовый цепи 5 со спецзвеном, звездочки роликовой цепи 6, клиновые ремни 7, регулируемые шкивы 8 для независимого натяжения клиновых ремней 7, валы ведущий 9, ведомый 10, планки 11 для крепления граблин, скребкой и др. стопорные кольца 12 и граблины 13. Регулируемый шкив 8 состоит из деталей: левый диск шкива 14, правого 15, ступицы 16, стяжных болтов 17 /для стягивания дисков/, разжимных болтов 18 /для разжимания дисков/, прижимных болтов 19, прижимающих диски шкива к буртику ступицы, и отжимных болтов 20, отжимающих диски от буртика ступицы шкива.

Ведущий вал 9 и ведомый 10 установлены на раму, состоящую из двух боковин, включающих нижний лонжерон 23 и верхний 24, при этом нижний лонжерон имеет П-образный профиль с антифрикционным покрытием 26, а верхний 24 выполнен из уголка с антифрикционным покрытием 25, боковины рамы соединены траверсой 27. Рабочей ветвью транспортера является ветвь, поэтому все транспортеры для подачи корма в хранилище имеют поддон 28 и укрыты кожухом 29, рабочий орган 3 для распределения и выгрузки корма из хранилища поддона и кожуха не имеет.

Сочетание набора контуров клиновых ремней и контуров роликовой цепи может быть: два контура роликовой цепи и один или два, или три, или четыре контура клинового ремня. Транспортное полотно, где два контура цепи и четыре контура ремня, открывает возможность изготавливать это полотно секциями и делать длину транспортного полотна значительно большей, чем выпускаемые промышленностью контуры клиновых ремней, составляющие пока 18 м.

При этом длина секции может быть подобрана так, чтобы при укорачивании или удлинении транспортного полотна всякий раз можно убирать или дополнять то или иное число таких секций. Сочленение секций между собой при образовании транспортного полотна той или иной длины делается перекрытие секций, что достигается четырех контурным исполнением клиновых ремней такого полотна. Это перекрытие может быть значительно и определяется длиной самой секции, необходимой для решения задачи уменьшения или увеличения длины транспортного полотна, необходимостью вариаций длиной транспортеров. Например, длина комбинированной секции, изображенной на фиг. 8, равна 1976 мм, позволяет при увеличении или уменьшении радиуса хранилища на один метр удлинять или укорачивать транспортер рабочего органа на одну такую секцию. При этом длина этой секции увязана с шагом цепи 38 мм. При уменьшении или увеличении длины транспортного полотна на одну такую секцию его цепные контуры должны уменьшиться или увеличиться на четное число звеньев цепи. Так для секции длиной 1976 мм число звеньев шага38 мм и равно 52 штукам.

Монтируется такое транспортное полотно и производится его натяжение следующим образом. Поставляется транспортное полотно по элементно: отдельно цепь, отдельно ремень, отдельно планки и все другие детали полотна транспортера, но упакованные в один ящик. При бесконечном исполнении контуров клиновых ремней устанавливаются в начале контуры клиновых ремней: первая траверса снимается, ремень протаскивается до следующей траверсы, первая траверса ставится на место, а вторая снимается и т.д. затем ставятся на раму ведомый и ведущий валы со звездочками и регулировочными шкивами для клиновых ремней. Устанавливаются контуры цепей на звездочки валов и контуры ремней на шкивы, совмещаются отверстия и ушки спецзвеньев контуров цепей и устанавливаются планки, под которые между ремнем и планкой устанавливаются прокладки 21 и транспортное полотно предварительно натягивается общим натяжным устройством, применяемые на всех цепочно планчатых транспортерах. Транспортерное полотно, изготавливаемое из секций, поставляться может секциями. Конструкция каждой секции устроена по принципу сочленения двух звеньев цепи. Каждая секция состоит из внутренней и внешней части контура клиновых ремней и при соединении внутренняя часть входит во внешнюю, при этом стык частей полотна перекрывается на значительной длине и крепление клинового ремня к планкам делается трех, четырех и пятикратным. После установки полотна и предварительного его натяжения производится независимое натяжение клиновых контуров ремней независимо от натяжения цепи.

В процессе натяжения клинового ремня, независимо от натяжения цепи, участвуют все двенадцать болтов как на ведущем, так и на ведомом шкиве, при этом угол поворота у всех регулировочных болтов одинаковый: один, два, два с половиной и т.д. оборотов, но имеет разное направление у стяжных и разжимных, при этом число участвующих в этом процессе болтов может быть равным 12-ти. Меньшим числом цель не достигается, большее число болтов не имеет смысла.

Размер натяжения клинового ремня зависит от глубины ручейка шкива, способности при сжимании дисков увеличивать, или что тоже делать приращение рабочего радиуса набегания и сбегания клинового ремня. Эту величину приращения радиуса шкива обозначим Δ. Глубина ручейка шкива определяется, в свою очередь, шириной и толщиной клинового ремня. При сохранении угла клина 40^o, который принят оптимальным /см. курс "Детали машин"/, глубину ручейка шкива можно менять только за счет профиля ремня. При этом, чем больше ширина клинового ремня /w/ и меньше толщина /h/, тем больше приращение D По эксплуатационным условиям /а они тоже решают задачу сохранения долговечности клинового ремня/ натяжение ремня должно быть в пределах наружней /внешней/ и внутренней кромки ручейка шкива не выходить за пределы ручейка. Следовательно, величина приращения D определяется глубиной ручейка шкива.

Полная длина вытягивания клинового ремня равна DS = πΔ или DS = 3,14Δ. Двумя шкивами ведущим и ведомым, а они на комбинированном транспортере должны иметь одинаковые диаметры, полное вытягивание клинового ремня составит: ΔS = 2πΔ = 6,28Δ. Если принять для полотна профиль клинового ремня с индексом "Г", который имеет размеры: W -32 мм; W_р=27 мм и h=19 мм, то этот профиль клинового ремня позволяет иметь Δ 26 мм. Глубина дорожки шкива этого профиля ремня позволит сделать вытягивание с помощью двух шкивов, которое составит: DS = 2πΔ 163 мм. Если применить клиновой ремень с индексом "В", у которого W 22 мм, W_р 19 мм, а h 13,5 мм, то приращение D 23 мм. Возможности вытягивания двумя шкивами составят: DS = 2πΔ 6,28х23 145 мм.

Длина контура ремня для достижения цели и длина контура роликовой цепи должны четно увязываться между собой и это легко достижимая задача. Длина контура цепи равна S = 2l+2πR где l межцентровое расстояние в мм, R радиус делительной окружности звездочек в мм, Длина контура клинового ремня должна быть равной: S = 2l+2πR-2πΔ, где
l межцентровое расстояние в мм,
R- радиус делительной окружности звездочки в мм,
Δ принятое приращение радиуса шкива в мм за счет угла клина.

Контур клинового ремня должен быть меньше контура цепи на 6,28.

Разница исходных контуров роликовой цепи и контура клинового ремня в ручейке шкива(в исходном положении) устраняется специальными прокладками, неметаллического исполнения, например, копроновыми, которые по мере вытягивания ремня либо уменьшаются по толщине, либо совсем убираются при очередных технических уходах службой сервиса.

В перспективе, возможности независимого натяжения клинового ремня могут быть путем изменения сечения клинового ремня, выпускаемого специально для изготовления комбинированного транспортного полотна. Например, если изготовить клиновой ремень с индексом "Г", у которого сохранить ширину 32 мм, а высоту уменьшить с 19 до 13 мм, то величина будет увеличена в 2 раза и составит 326 мм. Подчеркиваем, во всех этих доказательствах речь идет не о свойствах /способностях/ вытягивания клинового ремня, а о возможностях шкива выбирать это вытягивание, если оно будет иметь место, что изготовители клиновых ремней стараются уменьшить или совсем устранить.

Но, чтобы загрузить клиновой ремень, планки несущие на себе граблину, скребок и др. должны соединяться с ремнем. Для реализации сочленения клинового ремня и планки, при этом, чтобы не нарушать корда в конструкцию клинового ремня следовало бы внести изменения, они не значительны. В середине сечения ремня, по всей длине контура, кордовую нить на ширине 6 6,5 мм не прокладывать. Эту часть ремня оставлять под вулканизацию в теле ремня, крепежных деталей болтов. Но можно эту задачу решить и по другому. В середине сечения ремня оставлять безкордовую полоску под отверстия для установки крепежных деталей. Для производителя клиновых ремней эта задача решается доступно, без доработки технологии и без переналадки оборудования.

Комбинированные транспортеры с рабочими элементами: граблина, скребок, щетка надежность работы которых при подъеме кормовой массы на значительную высоту безупречна, при этом могут поднимать корм вертикально или под очень острым углом, что позволит значительно снизить материалоемкость транспортных коммуникаций хранилищ всех видов кормов.

Транспортер кормов, выполненный в комбинации клинового ремня и роликовой цепи, способен перемещать всю огромную массу кормов, загружать их во все виды хранилищ и вновь выгружать ее из хранилищ, и подавать животным, и тем самым внесет существенный вклад в научно-техническую революцию по сохранению доброкачественности кормов в условиях Российского агрофона самого сложного агрофона для содержания животных. И еще одна деталь этого изобретения для лучшего забора корма, особенно при выгрузке из хранилища и его транспортировании пальцы граблины и щеки скребка наделяются углом атаки или углом лучшего захватывания кормовой массы рабочими элементами, что повышает производительность транспортирования и снижает энергоемкость перемещения кормовой массы.

Формула изобретения

1. Устройство для транспортирования кормов в хранилищах башенного типа, включающее раму, нижние лонжероны которой выполнены из металла корытообразного профиля, а верхние из уголка и имеют дорожки под ветви цепи с антифрикционным покрытием, при этом два контура роликовой цепи соединены планками, способными нести на себе рабочие элементы граблину, скребок, щетку, отличающееся тем, что транспортное полотно выполнено из клиновых ремней и роликовой цепи, которые совместно объединены планками транспортера, несущими рабочие элементы граблину, скребок, щетку, при этом нижняя ветвь транспортного полотна является рабочей ветвью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что транспортное полотно имеет независимое натяжение контура клинового ремня и контура роликовой цепи, при этом шкив имеет ступицу с буртиком и два диска, связанные со ступицей шлицевым соединением и двенадцатью регулировочными болтами, из которых три болта стягивают диски шкива, три болта установлены с возможностью разжимания дисков шкива, три болта прижимают диски к буртику ступицы и три болта установлены с возможностью отжимания дисков шкива от буртика ступицы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для увеличения диапазона регулирования натяжения клинового ремня между ремнем и планкой в исходном или начальном положении установлены прокладки, при этом крепление планок к клиновому ремню выполнено болтами, завулканизированными в тело ремня, или болтами, вставленными в отверстия, выполненные в теле ремня.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что транспортное полотно имеет один, или два, или три контура ремней в бесконечном исполнении, а при четырех контурах клинового ремня транспортное полотно выполнено в бесконечном или в секционном исполнении, при этом последние установлены с перекрытием одной секции относительно другой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для более эффективного забора корма и его перемещения при заборе с поверхности в хранилище, пальцы граблин и щеки скребка выполнены с углами атаки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10