Аерожолоби і аероліфти
У пристроях гравітаційного транспорту вантажі переміщаються в результаті власної ваги без додаткових витрат енергії ззовні.
Гравітаційний транспорт простий і надійний в експлуатації, недорогий, широко застосовується в зернопереробній і харчовій промисловості. До основних пристроїв гравітаційного транспорту відносяться роликові конвеєри (рольганги), різного роду спуски і самопливні труби.
Роликові конвеєри(рольганги)застосовують для переміщення різноманітних штучних вантажів (ящики, коробки і т.п.).
Роликовий конвеєр складається з ряду однотипних секцій, які є жорсткою рамою, що спирається на стояки. Ролики кріплять до рами. Відстань між роликами вибирають так, щоб вантаж у будь-який момент часу знаходився на двох роликах.
Роликові конвеєри можуть бути стаціонарними і пересувними. Пересувні конвеєри вмонтовують на ходові колеса (рис. 46).
Рис. 46 - Секції неприводних роликових конвеєрів
а) стаціонарна; б) пересувна
Для переміщення важких штучних вантажів по горизонталі або під невеликим кутом нахилу застосовують приводні роликові конвеєри. У них рух від електродвигуна передається на всі робочі ролики, причому за способом передачі рухомої сили вони бувають з індивідуальним або з груповим приводом (рис. 47).
Ролик виготовляють із сталевої труби, а за неважких умов роботи - з синтетичних матеріалів, які забезпечують безшумність переміщення вантажу. Ролики оснащують цапфами, установленими в підшипниках.
 |
Рис. 47 - Схеми ланцюгових передач на приводному роликовому конвеєрі
а) з короткими передачами від ролика до ролика; б) секціями на групи роликів
Розрахунок роликового конвеєра зводиться до визначення кута нахилу і швидкості переміщення вантажу по конвеєру.
Кут нахилу визначають з умови 
,
де 
- маса вантажу, кг;
- кут нахилу конвеєра;
- сумарний опір переміщенню вантажу, Н.
Сумарний опір переміщенню вантажу по роликах визначають за формулою
, (73)
де 
- опір коченню вантажу по роликах, Н;
- опір, обумовлений тертям в цапфах роликів, Н;
- опір, обумовлений ковзанням вантажу по роликах і набуттям ними кінетичної енергії, Н.
Величину визначають за формулою
, (74)
де 
- сила тяжіння вантажу, що доводиться на один ролик, Н;
- коефіцієнт тертя кочення, = 0,001…0,004;
- діаметр ролика, мм.
Величину опору тертя в цапфах роликів при розміщенні вантажу на Z1 роликах буде
, (75)
де 
- сила тяжіння одного ролика, Н;
Z1 - число роликів, переміщуючи один вантаж;
- коефіцієнт тертя в цапфі ролика, = 0,2,
- діаметр цапфи.
Робота сили тертя між вантажем і поверхнею ролика 
,
де 
= 0,8…0,9 - коефіцієнт, що враховує розподіл маси ролика щодо осі обертання.
Тоді робота, що витрачається на обертання всіх роликів Z, буде АZ. Звідси одержимо залежність для визначення опору, обумовленого ковзанням вантажу по роликах і набуттям ними кінетичної енергії :
, (76)
де 
- довжина конвеєра, м.
З урахуванням формул (74), (75) і (76) сумарний опір переміщенню
. (77)
Після перетворення, з рівняння (77) щодо кута нахилу b, одержимо
. (78)
На практиці величину кутів нахилу роликового конвеєра приймають при переміщенні ящиків 2…4°, мішків 4…6°.
Перевагою роликових конвеєрів, порівняно з іншими пристроями гравітаційного транспорту, є незначні опори переміщенню вантажів через застосування як опорних пристроїв підшипників кочення.
Спускові лотки, самопливнi туби і гвинтові спускизастосовують у тому випадку, коли висота забезпечує задану довжину транспортування.
Спускові лотки (рис. 48) застосовують для транспортування штучних вантажів. Виготовляють лотки з дерева або сталі.
 |
Рис. 48 - Розрахункова схема прямого спускового лотка з можливими типами
перерізу лотка для переміщення штучних і кускових вантажів
Дерев'яні лотки обшивають оцинкованим залізом для зменшення коефіцієнта тертя. При транспортуванні штучних вантажів використовують лотки прямокутного перерізу, кускових - напівкруглого.
Необхідною умовою переміщення вантажу по лотку є виконання нерівності > f0 (де f0 - кут тертя спокою вантажу, що транспортується, об матеріал лотка).
Для визначення кута нахилу лотка при допустимій для даного вантажу кінцевій швидкості, розглянемо рівняння діючих сил для випадку руху вантажу по похилому лотку. Коефіцієнт опору при цьому буде дорівнювати коефіцієнту тертя руху, тобто 
, довжина транспортування буде 
.
Тоді кінцева швидкість руху вантажу
звідси 
.
Самопливний транспортпризначений для переміщення сипких вантажів. При русі сипкого вантажу, який, як правило, транспортують по трубах, виникають сили опору як в результаті тертя частинок об поверхню самопливних труб, так і тертя частинок одна об іншу.
Певний опір надає і повітря, особливо при великих швидкостях руху сипкого матеріалу, що відповідає кутам нахилу самопливних труб, близьких до 90°. Для самопливів з кутом нахилу менше 50° величиною цього опору без великої погрішності можна нехтувати.
Види опорів при самопливному русі вантажу:
1) від тертя сипкого вантажу об стінки труби – виникає у всіх випадках руху сипкого вантажу;
2) від внутрішнього тертя вантажу, що переміщається – тільки при переміщенні окремих частинок одна щодо одної.
Розглянемо рух об'єму сипкої суміші вагою 
по самопливу довжиною 
м при зв'язаному русі, тобто при 
< a < r (рис. 49).
На дно труби діють сили, рівнодіюча яких дорівнює вазі виділеного об'єму 
.
На бічну стінку самопливу діють сили горизонтального тиску, рівнодіюча яких дорівнює
, де 
.
Співвідношення сумарного горизонтального і вертикального тиску дорівнює
звідки 
.
Оскільки 
, то 
.
З теореми про живі сили (закон збереження енергії) швидкість переміщення вантажу
,
де 
– коефіцієнт форми самопливу,
- для труб прямокутного перерізу 
;
- для труб круглого перерізу 
.
Гвинтові спуски (рис. 50) застосовують для транспортування штучних вантажів по вертикалі.
Спуск складається з вертикального опорного стояка 1, навколо якого навитий гвинтовий жолоб 2, виготовлений із сталевого листа.
Для нормальної роботи гвинтових спусків необхідно, щоб кут заходу гвинтової поверхні був більшим від кута тертя вантажу об матеріал жолоба, тобто > 
.
З урахуванням цієї вимоги крок гвинтової поверхні визначають за формулою
> 
де 
- зовнішній радіус гвинтової поверхні;
- коефіцієнт тертя ковзання.
Радіус гвинтової поверхні приймається, виходячи з розмірів вантажу, що транспортується, з урахуванням їх вільного руху по гвинтовій поверхні. Радіус визначають за формулою
, (79)
де 
- радіус стояка спуску, м;
- зазор між вантажем і стояком, м;
, 
- довжина і ширина вантажу відповідно, м.
Рівняння рівномірного руху вантажу по гвинтовій поверхні (рис. 51) з урахуванням діючих сил має вигляд
Рішення останнього рівняння щодо швидкості 
дає
, м/с.
Визначивши швидкість вантажу з урахуванням продуктивності гвинтового спуску і його зовнішнього радіусу , розрахованого з урахуванням розмірів вантажу, можна визначити кут b гвинтового спуску.