Как устроен Z-образный ленточный конвейер
Когда материал нужно не просто переместить вперёд, а поднять на другой уровень, длинный наклонный конвейер удаётся разместить не всегда. Чем меньше свободного места, тем острее эта проблема. Один из вариантов для такой компоновки — Z-образный ленточный конвейер.
Название хорошо передаёт его форму. В типичной схеме сначала идёт нижний участок, где материал загружается на ленту. Затем трасса переходит в крутой подъём, а наверху снова меняет направление. Получается конструкция, напоминающая букву Z.
При этом это по-прежнему ленточное оборудование: материал движется вместе с замкнутой лентой. Главное отличие от обычного конвейера связано с геометрией трассы и тем, как груз удерживается во время подъёма.
Из каких участков состоит Z-образная трасса
У такого конвейера можно выделить три основные части.
Нижний участок нужен для приёма материала. Именно здесь проще организовать равномерную загрузку и распределить продукт по ширине ленты до начала подъёма.
Дальше начинается наклонный или вертикальный участок. На нём материал набирает нужную высоту. Угол может быть значительно больше, чем у обычного наклонного транспортёра; для выпускаемых Z-образных моделей производитель указывает возможность транспортировки вплоть до практически вертикального направления.
Наверху расположен верхний участок. Здесь лента выходит из подъёма, после чего материал движется к разгрузочной точке.
Таким образом, одна машина объединяет несколько разных по направлению частей. Подробнее о том, как вообще формируется маршрут транспортировки, можно рассказать через нашу статью про трассу конвейера.
Что происходит на переходах между участками
Самые интересные места в Z-образной конструкции — не прямые отрезки, а зоны, где лента меняет направление.
Представим нижнюю часть. Сначала лента идёт почти горизонтально, а затем должна перейти на крутой подъём. При этом она остаётся одним замкнутым полотном и продолжает нести материал.
Для формирования такого маршрута конструкция конвейера должна направлять ленту по заданной траектории и сохранять её рабочее положение на переходе. Похожая задача возникает и наверху, только здесь всё происходит наоборот: после крутого участка лента переходит на верхнюю часть трассы.
Именно из-за этих переходов Z-образный ленточный конвейер конструктивно сложнее обычной прямой машины. Недостаточно просто взять стандартный ленточный конвейер и сильнее поднять один его конец — необходимо сформировать устойчивую трассу для самой ленты.
Почему материал не скатывается обратно
На небольшом уклоне груз может удерживаться на обычной поверхности ленты за счёт трения. Но по мере увеличения угла этого становится недостаточно. Сыпучий продукт начинает смещаться назад, а отдельные частицы могут пересыпаться через края.
Поэтому на крутонаклонных машинах применяют ленты, конструкция которых рассчитана на такой режим. На коммерческой странице Z-образных конвейеров Белохолуницких Конвейеров указаны ленты с бортами и поперечными перегородками.
Поперечные перегородки фактически делят поверхность на отдельные участки. Они не дают материалу свободно скатываться вниз по всей длине подъёма.
Боковые борта удерживают продукт с краёв, что особенно важно при большой крутизне трассы.
В результате на рабочей поверхности формируются своеобразные секции, в которых материал проходит наклонную часть вместе с лентой.
Как проходит загрузка
Для Z-образной схемы важно не только поднять материал, но и нормально подать его на ленту.
Если большой объём продукта попадает сразу в начало крутого участка, распределение получается неравномерным. Поэтому загрузку удобнее организовывать на нижней части трассы, где лента ещё не набрала большой угол.
Материал должен успеть разместиться между поперечными элементами и не переполнять пространство у бортов. Иначе часть груза может просыпаться ещё до начала подъёма.
Поэтому при расчёте смотрят не только на скорость ленты и требуемую производительность. Значение имеют способ подачи, свойства груза и то, насколько равномерно он поступает на конвейер.
Общие принципы устройства таких машин можно посмотреть в разделе ленточных конвейеров, где Z-образные модели выделены в отдельный тип оборудования.
Что происходит с грузом во время подъёма
После загрузки материал вместе с лентой подходит к нижнему переходу и начинает подниматься.
Здесь особенно хорошо видно отличие от обычного горизонтального транспортёра. Груз уже нельзя просто положить на свободную поверхность: при большом угле он стремился бы уйти назад. Поэтому его положение удерживается формой рабочей ленты.
Во время движения важно, чтобы материал не скапливался в одном месте и не пересыпался между соседними секциями. Чем равномернее идёт загрузка снизу, тем стабильнее проходит и сам подъём.
Угол, скорость движения и конструкцию ленты нельзя рассматривать отдельно. Они работают в связке: изменение одного параметра влияет на поведение груза на всей наклонной части.
Как устроена верхняя разгрузка
После подъёма материал должен перейти из наклонного участка в верхнюю часть трассы, а затем покинуть конвейер.
На верхнем переходе положение ленты снова меняется. Груз при этом должен остаться на рабочей поверхности до той точки, где предусмотрена разгрузка.
Дальше принцип уже похож на обычный ленточный конвейер: возле конечного барабана лента изменяет направление, а материал по инерции продолжает движение и сходит с неё в приёмное оборудование.
В зависимости от технологической схемы дальше может находиться бункер, дробилка, смеситель, другой конвейер или накопительная ёмкость.
Чем Z-образный конвейер отличается от обычного наклонного
На первый взгляд оба варианта решают одну задачу — перемещают материал вверх. Но компоновка получается разной.
| Обычный наклонный конвейер | Z-образный конвейер |
| Имеет преимущественно прямую наклонную трассу | Сочетает несколько участков |
| Для набора высоты требуется соответствующая длина | Позволяет организовать более крутой подъём |
| При небольшом угле может использовать обычную ленту | Для крутого подъёма применяются борта и перегородки |
| Загрузка и разгрузка находятся на концах прямой трассы | Нижняя и верхняя зоны могут располагаться почти друг над другом |
| Проще по геометрии | Имеет переходы между разными направлениями движения |
Поэтому Z-образный ленточный конвейер особенно интересен не сам по себе, а как способ вписать транспортировку в ограниченное пространство.
А чем он отличается от ковшового элеватора
Есть ещё один логичный вопрос: если материал требуется поднять почти вертикально, почему бы не поставить элеватор?
Принцип у этих машин разный. В ленточном элеваторе материал находится в отдельных ковшах, которые закреплены на вертикально движущейся ленте. У Z-образного конвейера рабочим органом остаётся сама конвейерная лента с бортами и перегородками.
Отличается и путь груза. Элеватор ориентирован прежде всего на вертикальный подъём между нижней и верхней точками. Z-образная схема позволяет в пределах одной машины объединить загрузочный участок, крутой подъём и дальнейшее горизонтальное перемещение.
Поэтому выбор между ними зависит уже от материала, необходимой производительности, расположения оборудования и общей компоновки линии.
Какую роль играют роликоопоры
Хотя самое заметное отличие Z-образной машины — форма её ленты, остальные узлы никуда не исчезают.
По трассе полотно необходимо поддерживать и направлять. Для этого используются роликоопоры ленточного конвейера. Они поддерживают рабочую и обратную ветви, уменьшают провисание и помогают сохранять заданное положение ленты.
Для Z-образной трассы это особенно важно: лента проходит участки с разным направлением, поэтому её положение должно оставаться стабильным и на прямых отрезках, и возле переходных зон.
От состояния опорных элементов зависит не только ровный ход полотна. Перекосы могут ускорять износ кромок и влиять на положение груза.
Когда Z-образная форма действительно нужна
Такую конструкцию имеет смысл рассматривать, когда материал требуется поднять на значительную высоту, а места под длинную наклонную трассу недостаточно.
Типичная ситуация выглядит примерно так: загрузка находится возле пола, следующая технологическая машина установлена выше, а растянуть обычный конвейер на десятки метров помещение не позволяет. Тогда более крутая трасса помогает сократить занимаемую площадь.
Z-образная схема также удобна, если после подъёма груз нужно не сразу сбросить вниз, а немного провести по верхнему уровню до приёмной точки.
Поэтому форму будущего конвейера определяют не только свойства материала. Многое задаёт само помещение: высотные отметки, колонны, существующее оборудование и доступное пространство.
Что учитывают при проектировании
Сначала нужно понять, с каким материалом будет работать оборудование. Размер частиц, плотность, влажность, склонность к налипанию и скатыванию напрямую влияют на поведение груза на крутом участке.
После этого смотрят на саму трассу:
- на какой высоте находится загрузка;
- куда нужно поднять материал;
- сколько места есть под нижний участок;
- каким должен быть верхний участок;
- какой угол получится между ними;
- какая производительность требуется;
- как материал будет поступать на ленту;
- куда он должен выгружаться.
Только после этого можно определять размеры машины, исполнение рабочей ленты и параметры привода.
Почему Z-образная схема занимает меньше места
Смысл такой компоновки проще всего понять на примере.
Допустим, материал требуется поднять на верхнюю площадку. Если сделать обычный конвейер с небольшим углом наклона, для набора нужной высоты понадобится достаточно длинная трасса. В небольшом цехе поставить её может быть просто негде.
У Z-образной конструкции значительная часть высоты набирается на крутом участке. Нижняя и верхняя части при этом нужны уже для удобной подачи и отвода материала.
Именно поэтому Z-образный ленточный конвейер рассматривают там, где важна не только высота подъёма, но и площадь, которую оборудование займёт внутри производственной линии.
При этом «Z-образный» не означает одну стандартную конструкцию на все случаи. Длина каждого участка, угол подъёма, размеры ленты и расположение загрузки рассчитываются под конкретную задачу.
