BÖLÜM 11. BANTLI KONVEYÖRLER HESAP ESASLARI

11.1. GİRİŞ

Bugün endüstride işletme ekonomisine en fazla etki eden faktörlerden biri malzeme iletimidir. Bantlı konveyörle, sürekli malzeme iletiminde bir çok uygulama alanları içinde en elverişli sistemi oluştururlar. Erişilebilen yüksek taşıma kapasitesi, uzun mesafelere yük taşıma yeteneği, transport yolunun kavisli olabilmesi, basit tasarım, hafif yapı, güvenilir işletme gibi özellikler bantlı konveyörleri en çok kullanılan transport makinası durumuna getirmiştir. Taşınan malzemeler kuru veya ıslak, pülverize hububatta olduğu gibi tane veya kömürde olduğu gibi parça halinde olabilir.

Bantlı konveyörler esas itibariyle iki kasnak arasında gerilmiş ve rulolarla mesnetlenmiş uçsuz bir banttan ibarettir. Normal olarak bandın üst yüzü malzemenin naklinde kullanılmakla beraber dönüş kolundan istifade edilen konveyörler de vardır. Malzemenin yüklemesi ve boşaltılması konveyör boyunca herhangi bir noktada yapılabilir. Daha önce belirtildiği gibi mesafeler uzun ve kapasite büyük olursa bantlı konveyör uygun malzemenin naklinde en ekonomik çözümü sağlar.

Büyük kapasitede yığma malzemenin sürekli olarak uzun mesafelere yatay veya az meyille iletimi söz konusu olduğu zaman, genellikle bantlı konveyörler en uygun çözüm olmaktadır.

Bu tip konveyörlerle kuru veya ıslak her türlü malzeme taşıyabilmektedirler. Bantlı konveyörler günümüzde özellikle maden cevherleri, kömür, kum ve tahıl gibi yığma malzemelerin iletiminde başarılı bir uygulama alanı bulmuştur. İletilecek malzeme bir veya birkaç tambur tarafından hareket ettirilen bant tarafından taşınır.

Bantlı konveyörün malzeme naklindeki sağladığı avantajları şu örnekle açıklayabiliriz: M.Ö.

2800 yıllarında inşa edilen Gize Piramidinin inşaatında yaklaşık olarak 100.000 işçi 30 yıl çalışmıştır. Bu piramidin hacmi kadar toprak (2.600.000 m³) bugün 3 m genişliğinde bir bantlı konveyörle 130 saatte (20.000 t/h) taşınabilirdi. Bantlı konveyörlerin başlıca kullanım alanları:

• Maden ocakları

• Cevher hazırlama tesisleri

• Dökümhanelerde kum hazırlama tesisleri

• Termik santraller

• Liman yükleme ve boşaltma tesisleri

• Büyük inşaat şantiyeleri

• Hafriyat ve beton hazırlama tesislerinde

• Kimya, kağıt, çimento ve şeker sanayinde

• Tahıl silolarında

Bir bantlı konveyörün ana elamanları genel olarak şunlardır;

a) Malzemeyi nakleden bant b) Taşıyıcı ve dönüş makaraları

c) Baş, kuyruk, gergi ve saptırma tamburları d) Tahrik düzeni

e) Gergi düzeni

f) Şasi

g) Yükleme düzeni h) Boşaltma düzeni i) Bant temizleme düzeni j) Diğer teçhizat

11.2. BANTLI KONVEYÖRLERİN HESABI 11.2.1. Bant Genişliği

Dökme yükler taşındığında, band genişliğini konveyörün kapasitesi ve nakledilen malzemenin boyutu belirler. Parça mal taşınması durumunda ise bu genişliği parçaların sayısı ve dıştan dışa ölçüleri belirler. Düz taşıyıcı rulolarla desteklenen bir band üzerinde, serbest akışlı bir malzemenin bir ikizkenar üçgen biçimini alacağı kabul edilir. Band kenarlarından saçılmayı önlemek için üçgen tabanı, B band genişliği ve ϕ ise yükün statik sevk açısı olmak üzere b=0.8B ve üçgenin taban açısı ϕ₁ ≅0.35ϕalınır.

Eğim bir konveyörde, yükün muhtemel saçılmalarını ünlemek tanımlamak için C1 düzeltme katsayısı hesaba katılır. Bu katsayı konveyör eğimine bağlıdır. Bir düz band üzerindeki yükün enine kesitinin alanı:

(

)

ϕ 0.16 tan 0.35 2

tan 4

. 0 8 . 0

2 ¹

1 2 1 1

1 B B C B C

bhC

F ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅

=

= (11.1)

Bir oluklu taşıyıcı rulo takımı tarafından desteklenen bir band üzerindeki yükün enine kesitinin F alanı F2 üçgenlerinin alanlarının toplamına eşittir. Yan ruloların eğim açısı 20^o ve orta ruloların uzunluğu P₀ ≅0.4B ise toplam alan:

(

)

0435 . 0 tan 16

.

0 ² _{1 1} ^{2 2} ₁

2

1+ ≈ + ⋅ = +

=F F B C ϕ B B B C ϕ

F (11.2)

a) Düz taşıyıcı ruloların desteklendiği bant için debi:

(

γ

γ 576 tan 0.35 3600F₁V B²C₁ V

Q_d = =

)

)

[t/saat] (11.3)

ve bant genişliği;

(

γ tan 0.35 576C₁ V

B_d = Q^d [m] (11.4)

(a) Tek Rulolu (b) Üç Rulolu (c) Parça Mal Taşıyan Şekil 11.1 Konveyörler

b) Oluklu bir taşıyıcı rulo takımının desteklediği band için;

( )

[

( )

[

]

160

160 35

. 0 tan 576 3600

1 2

1 2

+

=

+

=

=

ϕ γ

ϕ

γ

]

γ

C V B

C V B

FV Q

o o o

[t/saat] (11.5)

Bant genişliği;

( )

[

]

160 ₁ +

= Vγ C ϕ

B_o Q^o [m] (11.6)

Kaba bir yaklaşım için ortalama ϕ ≈ 45^o alınabilir. C1 katsayısının değeri ise konveyörün θ eğim açısına göre;

Tablo 11.1 C1 katsayısı

θ 0 – 10^o 10 –15^o 15 – 20⁰ ≥ 20^o

C1 1 0.95 0.90 0.85

Bant hızı taşınan yükün cinsine, konveyör eğimine, ara boşaltmalar olup olmayacağına bağlıdır. Pulluklar aracılıyla boşaltmaların yapıldığı konveyörlerde band hızı 1.25 ile 1.6 m/s’yi geçmemelidir.

a parçanın boyutu olmak üzere amax en büyük parça boyutu, amin en küçük parçanın boyutu olarak alındığında amax / amin oranı 2,52‘dan büyükse malzeme boyutlandırılmamış malzeme .olarak adlandırılır. Eğer bu oran 2.5’den küçükse malzeme boyutlandırılmıştır denir.

Boyutlandırılmış malzemeler ortalama parça büyüklüğü diye ifade edilen;

2

min

max a

a a +

′= (11.7)

değeri ile nitelendirilir. Boyutlandırılmamış malzemelerde a’ = amax alınır. Yukarıda bulunan bant genişlikleri aşağıdaki bağıntılara göre parça boyutuyla irdelenmelidir.

Sınıflandırılmamış malzemeler için : B≥ a′+200 [mm] (11.8) Sınıflandırılmış malzemeler için : B≥3.3a′+200 [mm] (11.9) olmaktadır. Son olarak seçilen bant genişliği hesaplanan genişliğin üstünde en yakın standart genişliğe yuvarlatılmalıdır.

Parça mallar taşımak üzere tasarlanmış bir bantta, bant genişliği iletilecek yükün dıştan dışa ölçülerine ve band üzerindeki konumuna bağlıdır. Mallar bandın iki kenarından 50-100 mm içeride olacak biçimde yüklenmelidir.

Birim yükler taşınan bandlarda hızı; birim ağırlık, yükleme ve boşaltma yöntemi ve istenen iletim kapasitesi belirler.

Şekil 11.2 Gergin ve gevşek koldaki kuvvetler Tamburda oluşan moment,

( )

2 2

1

T D T

M = − (11.10)

ve diğer taraftan çevresel kuvvet P=T₁−T₂olarak yazıldığında, 2

M = PD (11.11)

ve kasnağın gücü net çekme kuvveti P [daN] ve bant hızı v [m/s] olmak üzere N = 75⋅η

Pv [BG] (11.12)

olacaktır.

Gergin ve gevşek kollardaki çekme kuvvetlerinden ayrı olarak banda gelen tesirler santrifüj kuvvetten ve gene bandın kasnağa sarılmasından yana eğilme momentinden ibarettir. Bantlı konveyörlerde v hızı düşük olduğundan santrifüj kuvvetler ihmal edilebilecek mertebelerdedir.

T1 =

1 75

1= _µβ^µβ−

e e v

T N ve

1 1 75

2 = _µβ −

e v

T N (11.13)

yazılır. Eğimli olarak malzeme iletiminde kullanılan konveyörlerde band ağırlığının band doğrultusundaki bileşeninden dolayı da bir germe kuvveti vardır. Tahrik kasnağının üstte olması halinde bant ağırlığından dolayı gergin ve gevşek kolda kuvvetler birbiri ile aynıdır ve bu germe kuvvetlerinin güç iletimine etkisi yoktur. Ancak bandın mukavemet hesabında ve germe kuvvetinin tayininde, ağırlıktan dolayı meydana gelen germe kuvveti dikkate alınmalıdır. Konveyörlerde iki kasnak arasındaki l uzunluğundaki bandın ağırlığı ise bant ağırlığından dolayı ilave olarak meydana gelen germe kuvveti;

l W_B θ

sin l W

S_B = _B (11.14)

olacaktır.

11.2.2. Bant Tipi ve Tabaka Sayısının Tayini

Konveyörlerde bant tipi malzeme ve çalışma şartlarına; tabaka sayısı ise maksimum germe kuvvetine göre hesaplanır. Tabaka sayısının imkan nispetinde az olması bandın taşıyıcı rulolar üzerinde kolay form almasını sağlar. Bu bakımdan yüksek kaliteli band malzemesine ihtiyaç vardır. Banttaki maksimum germe kuvveti Smax ve malzeme iletim kapasitesine göre geniştir. Bant genişliği B ve tabaka başına dokunum mukavemeti KZ olmak üzere banttaki tabaka sayısı

BKz

Z = S^max (11.15)

bağıntısı ile bulunur.

11.2.3. Bandın Tahrik Gücü

Bandı tahrik etmek için gerekli gücü aşağıdaki bileşenlere ayırabiliriz.

• Sistemi boşta çalıştırmak için gerekli olan güç

• Malzemeyi yatay nakletmek için gerekli güç

• Malzemeyi düşey olarak nakletmek için gerekli güç

Sistem boşta çalışırken sadece sürtünme kayıpları karşılanır. Bu halde rulolardaki ve tamburlardaki sürtünme kayıplarını tespit edebilmesi için gerekir. Ancak çok sayıda rulonun aynı sürtünme karakteristiklerini vermesi güç olduğu gibi mekanik montaj ve imalat hataları, hesap sonuçlarına bir hayli tesir edebilir. Hatta zamanla çalışma esnasında rulo yataklarının yağlı olup olmaması ve kasıntı yapması bile sürtünme kayıplarını değiştirebilir. Diğer taraftan kaybın önemli bir kısmını teşkil etmekle beraber hesaplanmayan şu tesirler de vardır:

• Bandın rulo sıraları arasında teşkil ettiği eğrinin bant hareketi dolayısıyla sürekli değişmesinden meydana gelen kayıp. Bu kayıp, band hızı rijitliğine, rulolar arasındaki

mesafeye ve rulo sıraları arasındaki bandın maruz kaldığı çekme kuvvetine bağlıdır.

• Bandın formlu kesitindeki malzemenin rulolar üzerinden geçerken şeklinin değişmesinden meydana gelen kayıp.

Bu kayıp da banttaki çekme kuvvetine, rulo eksen açılarına ve rulo sıraları arasındaki mesafeye bağlıdır. Şu halde toplam sürtünme kaybını bulmak için bütün hareketli parçaların sürtünme kayıplarını toplamak ve yukarıdaki tesirleri göz önüne almak lazımdır. Bu ise imkansız gibidir. Pratik olarak sürtünme kaybını hesaplayabilmek için gerek nakledilen malzemenin gerekse konveyörün hareketli parçalarının toplam ağırlığı sisteme ait ortalama bir sürtünme katsayısı ile çarpılır. Tecrübeler ortalama çalışan bir çok konveyör tesisatı için ortalama sürtünme katsayısı 0.03 değerine esas alınabileceğini göstermiştir.

Boşta çalışmaya ait sürtünme kaybının bulunması için önce bant ve hareketli parçaların birim boyuna isabet eden ağırlığı tespit edilmeli ve bu değer konveyör uzunluğu ile çarpılarak toplam ağırlığı bulunmalıdır. Toplam ağırlığın sürtünme katsayısı ile çarpımı ise sürtünme kuvvetini verir. Band ve hareketli parçaların birim boya isabet eden ağırlığı;

D D T B T

L W L W W

W₁ = 2 + + [kg/m] (11.16)

Eşdeğer konveyör uzunluğu L [m] olmak üzere boş konveyörü tahrik için gerekli güç;

N1=

1 75

Lv N µ^lW^l

= [BG] (11.17)

olur.

Eşdeğer konveyör uzunluğu L tayin edilirken her iki uçtaki kasnaklarda meydana gelen sürtünmeye tekabül etmek üzere konveyör eksenleri arasındaki L0 mesafesine sabit bir uzunluk eklenmektedir. Konveyör üzerine yapılan tecrübeler bu uzunluğun 15 ile 45 m arasında seçilmesi gerektiğini göstermektedir. Daha emniyetli olması bakımından 45 m seçilirse;

0+45

= L

L [m] (11.18)

Eşdeğer boyla ilgili verilen bir bağıntı da:

15 07 .

1 ₀+

= L

L [m]. (11.19)

Bu durumda boş konveyörü tahrik için gerekli güç;

( )

75 45

1

v L

N ^lW^{l o} +

= µ

[BG] (11.20)

Benzer şekilde saniyede q [kg] malzemeyi nakletmek için gerekli N2 gücü, sürtünme katsayısı µ2 olmak üzere;

( )

75

2 45

2

= q L^o+

N µ

[BG] (11.21)

veya konveyörün iletim kapasitesi Q [ton/saat] ise;

( )

270

2 45

2

= Q L^o+

N µ

[BG] (11.22)

Bu denklemde µ2 = 0.03 alınmalıdır. Malzemeyi düşey olarak nakletmek için gerekli N3 gücü düşey mesafe H olmak koşuluyla;

3 75

N =±qH veya

3 270

N =±QH [BG] (11.23)

yazılabilir. Malzemenin yokuş yukarı naklide N3 pozitif, yokuş aşağı naklinde ise negatiftir.

Böylece tahrik tamburunda gerekli güç;

3 2

1 N N

N

N = + + (11.24)

Motor gücü için tahrik tambur gücünü tahrik mekanizmasının verimi η’ya bölünmelidir.

Verim, tahrik mekanizmasının konstrüksiyonuna bağlı olarak değişir ve 0.8 ile 0.96 arasında seçilebilir.

11.3. BANTLI KONVEYÖRLERİN KONSTRÜKSİYONU 11.3.1. Bantlı Konveyörün Çalışma Prensibi

Konveyör bant sistemi, iki tambur arasında bulunan sonsuz (uçsuz) banttan oluşur. Taşınacak yük bir taraftan yüklenir diğer yerden boşaltılır. Şekil 11.3’te görülen bantlı konveyör elemanları: Tahrik tamburu (tahrik ünitesine bağlı), dönüş tamburu (germe düzenine bağlı), üst ve alt makara, kılavuz rulo, gergi sistemi, motor ve çelik konstrüksiyondan oluşur.

Hareketin sağlanması için bant sistemine bir ön gerilme kuvvetinin uygulanması şarttır.

Şekil 11.3 Bantlı konveyör ve elemanları

Bant tahrik yöntemleri, konstrüksiyona ve taşınacak malzemenin özelliğine bağlı olarak;

baştan tahrik, kuyruktan tahrik veya çift tahrik olarak baştan ve kuyruktan olabilir. Çok tamburlu sistemlerde düşük bant gerilmeleri meydana gelir ancak ilave motor ve dişli sistemlerinden kaynaklanan ilave masraf yaratır. Banlı konveyör konstrüksiyonunda bant hareket hızı ve tahrik gücü bulunmasına etkiyen tasarım parametreleri olarak, taşıma malzemenin özellikleri ve yoğunluğu ile konveyör kapasitesi; bant özellikleri, taşıma uzunluğu ve eğimi bilinmesi gereken teknik değerlerdir.

Taşıyıcı makaralar tek parçalı ya da çok parçalı olarak çelik konstrüksiyon üzerinde tespit edilmişlerdir. Taşıyıcı makaralar, üst kısımda banda düz veya oluk formunda, alt kısımda ise düz olarak yapılır. Düz bantlar parça malların iletiminde ve düşük kapasitelerde kullanılabilirler. Dökme malların büyük taşıma kapasitelerinde iletimi 2, 3 veya 5 parçalı taşıyıcı makaraların yataklık ettiği oluklu, geniş bantlarla yapılır.

Şekil 11.4 Taşıyıcı makaralar ve bantların oluk şekilleri

Konveyör bandında kuvvet iletimi, taşıyıcı bant ile tahrik tamburu arasında Eytelwein bağıntısına dayanır. Tambur çevresindeki band gerilme kuvvetleri T1 ve T2 arasında Eytelwein bağıntısından elde edilen logaritmik bir oran mevcuttur. İletim değeri; e logaritma tabanı, bant sürtünme katsayısı µ, sarım açısı α olmak üzere sınır halinde,

eµα

TT =

2

1 (11.25)

Tahrik tamburu tarafından kauçuk banda iletilen çevre kuvveti, bandın her iki ucundaki kuvvetlerin farkıdır.

Yatay pozisyonda çalışan bir konveyörde bant boyunca etkiyen kuvvetler Şekil 11.5’te görülmektedir. Burada, T1 ve T2 kuvvetlerini sağlamak için banda bir ön gerilme verilmesi gereklidir. Bu ön gerilme, tahrik tamburunda gerekli olan minimum T2 kuvvetini temin edecek kadar olmalıdır. Şekil 11.5‘de tahrik tamburu üzerinde oluşan bant kuvvet dağılımı gösterilmiştir. Hareket yönüne göre kuvvetler azalmaktadır.

Şekil 11.5 Tahrik tamburunda meydana gelen kuvvetler 5.3.2. Bant Tahrik Yöntemleri

Yukarı doğru iletimde, iletilen malın ve bant ağırlığının hareket yönünde dik bileşeni sürtünmeyi artırmaktadır. Bir konveyör aşağı doğru eğimli bir pozisyonda çalışıyorsa, yüklerin bant doğrultusundaki bileşenleri de faydalı etkide bulunur ve bant kollarındaki germe kuvvetlerinin daha az olmasını sağlar. Bu nedenlerle, uygun konstrüksiyonlar yapıldığı takdirde, bant kollarındaki germe kuvvetleri büyük değerler almamaktadır.

Şekil 11.6’da görülen bantlı konveyör üzerine etki eden kuvvetler ve tasarım parametreleri kullanılarak değişik tahrik tarzları için hesap esasları aşağıda sırasıyla verilmiştir. Bandın üst kısmında oluşan kuvvet FO, direnç katsayısı C, makara yatak sürtünme katsayısı µ, bant boyu L, bant ağırlığı GG [kg/m], iletilen malın ağırlığı GB [kg/m], üst kısım taşıyıcı makara ağırlığı GRO [kg/m] olmak üzere

(

C

F₀ = ⋅µ⋅ ⋅ + +

)

ile ifade edilir.

Bandın alt kısmında oluşan kuvvet FU, alt kısım taşıyıcı makara ağırlığı GRU [kg/m] ile

(

U C L G G

F = ⋅µ⋅ ⋅ +

)

dir. Üst ve alt kısımda oluşan kuvvetlerin toplamı bant üzerindeki çevre kuvvetine eşittir.

Şekil 11.6 Eğimli tahrik edilen bir bant üzerinde etkiyen kuvvetler

Bant tahrik hesaplarında eğimsiz ve eğimli tasarıma göre, baştan kuyruktan ve her iki yerden tahrik ayrı ayrı ele alınmış ve bant germe kuvvetleri her biri için hesaplanmıştır.

U

O F

F

P= + (11.28)

11.3.2.1. Eğimsiz çalışma durumu

Bandın düz satıhta çalıştığı yatay pozisyonunu koruduğu konstrüksiyondur. Şekil 11.7’de eğimsiz durumda 3 değişik tahrik yöntemi gösterilmiştir. Şekil 11.7.a’da eğimsiz baştan tahrik, Şekil 11.7.b’de eğimsiz kuyruktan tahrik ve Şekil 11.7.c’de her iki uçtan tahrik yöntemleri gösterilmiştir. Her bir şekil üzerinde tahrik tamburunun konumuna uygun olarak tambur dönüş yönleri ile oluşan bant gergi kuvvetleri işaretlenmiştir.

a) Eğimsiz baştan tahrik yöntemi

Şekil 11.7a’da görülen eğimsiz baştan tahrik yönteminde, (11.28) eşitliğinde bulunan çevre kuvveti ve sürtünme katsayısı ile bant sarım açısı yardımıyla T1 kuvveti,

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

= 1

1 1

1 P eµα

T (11.29)

olarak bulunur. Diğer bant gergi kuvvetleri ise (11.28) ve (11.29) eşitliklerinden, yazıldığında, T3 ve T4 kuvvetleri sırasıyla (11.27) ve (11.29) eşitliklerinden bulunur.

P T T₂ = ₁ −

T3 =T2 + FU ve T4 = T3 (11.30)

Şekil 11.7 Eğimsiz tahrik yöntemleri

b) Eğimsiz kuyruktan tahrik yöntemi

Şekil 11.7’de görülen eğimsiz kuyruktan tahrik yönteminde, baştan tahrik yönteminde kullanılan (11.29) ve (11.30) eşitlikleri sırasıyla T1 , T2 ve T4 ile bant gergi kuvvetleri ve (11.26) ve (11.27) eşitlikleri yardımıyla T3 gergi kuvveti T₃ =T₂ +F_O olarak elde edilir.

c) Her iki yerden tahrik yöntemi

Şekil 11.7c’de görülen eğimsiz her iki yönden tahrik yönteminde, baştan ve kuyruktan yaratılan tahrik için çevre kuvvetleri ayrı ayrı hesaplanır. Bunun için ilk olarak PB çevre kuvveti, PB1 ve PB2 bileşenlerinin hesaplanmasıyla elde edilir.

1 1

1 −

= −

B B A A

B B

e e

P_{B µ}e_{α µα}

α µ

(11.31)

(

)

2 =P+F e ^{B B} −

P_{B U} ^µα (11.32)

2

1 B

B

B P P

P = + (11.33)

Diğer tamburda oluşan PA çevre kuvveti ise, P_A =P−P_B olarak elde edilir. Bant gergi kuvvetlerinin yerinin sırası ve yerinin tespit edilmesi için bir karşılaştırma işlemi yapılır ve bunun için (11.27) ve (11.33) eşitliklerden faydalanılır.

U B

A F

P e P e

B B A

A ⎟−

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

⎟<

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

− 1

1 1 1

1

α µ α

µ (11.34)

Eşitsizlik gerçekleştiği durumda, T3 bant gergi kuvveti (11.33) eşitliği kullanılarak

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

= 1

1 1

3 _{B B}

P e

T _{B µα} (11.35)

olarak elde edilir. Diğer bant gergi kuvvetleri ise (11.33) ve (11.35) eşitliklerinden PB

T

T₄ = ₃− (11.36) T2 ile T1 bant gergi kuvvetleri:

FU

T

T₂ = ₃− ve T₁ =T₃+P_A (11.37) olur. Eşitsizlik gerçekleşmediği durumda ise, T1 bant gergi kuvveti, PA çevre kuvveti kullanılarak,

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

= 1

1 1

1 _{A A}

P e

T _{A µα} (11.38)

olarak elde edilir. Diğer bant gergi kuvvetleri ise, PA çevre kuvveti ve T1 bant gergi kuvvetinden elde edilir.

PA

T

T₂ = ₁− ; T₃ =T₁−F₀ ; T₄ =T₃+P_B (11.39) 11.3.2.2. Eğimli çalışma durumu

Konveyör bandının yatayla açı yaparak malzemeleri yukarıya veya aşağıya doğru taşıdığı konstrüksiyondur. Eğimli çalışma durumunda tamburlar arasında düşey mesafe, Şekil 11.8’de gösterilen eğim açısı ve bant boyuna göre H =Lsinδ ile elde edilir. Bu durumda eğim açısını etkisiyle (11.26) ile (11.27) eşitlikleri sarasıyla,

( )

(

L C

F₀ = ⋅µ⋅ ⋅ + cosδ +

)

(

U C L G G

F = ⋅µ⋅ ⋅ cosδ+

)

olacaktır.

a) Yukarıya doğru tahrik yöntemleri

Şekil 11.8’de yukarıya eğimli durumda 3 değişik tahrik yöntemi gösterilmiştir. Şekil 11.8a’da yukarıya eğimli baştan tahrik, Şekil 11.8b’de yukarıya eğimli kuyruktan tahrik ve Şekil 11.8c’de yukarıya doğru her iki uçtan tahrik yöntemleri gösterilmiştir. Her bir şekil üzerinde tahrik tamburunun konumuna uygun olarak tambur dönüş yönleri ile oluşan bant gergi kuvvetleri işaretlenmiştir.

Şekil 11.8 Yukarıya doğru tahrik yöntemleri

(11.28) eşitliği, tamburlar arasındaki düşey mesafe ile yukarıya tahrik yöntemi için elde edilir.

G U

O F H G

F

P= + + ⋅ (11.42) a.1) Yukarıya baştan tahrik yöntemi

Şekil 11.8a’da görülen bant gergi kuvvetlerinden T1 ve T2 (3.29) ifadesinde hesaplanır. T3

gergi kuvveti ise (11.30) ve (11.41) eşitliklerinden,

G

U H G

F T

T₃ = ₂ + − ⋅ (11.43) T4 bant gergi kuvveti ise (11.30) eşitliğinde elde edilir.

a.2) Yukarıya kuyruktan tahrik yöntemi

Şekil 11.8b’de görülen bant gergi kuvvetlerinden T1 bant gergi kuvveti (11.29) eşitliğinden ve ile elde edilir. T3 gergi kuvveti ise (11.30) ve (11.41) eşitliklerinden,

P T T₂ = ₁ −

U

B F

G H T

T₃ = ₁+ ⋅ − (11.44) T4 bant gergi kuvveti ise (11.30) eşitliğinde elde edilir.

a.3) Yukarıya her iki yerden tahrik yöntemi

Şekil 11.8c’de görülen bant gergi kuvvetlerinin bulunması için, baştan ve kuyruktan yaratılan tahrikte çevre kuvvetleri ayrı ayrı hesaplanır. Bunun için ilk olarak PB çevre kuvveti, PB1 ve PB2 bileşenlerinin hesaplanması ile elde edilir. PB1 kuvveti, (11.31) eşitliğinden, PB2 bileşeni ise:

(

)

)

2 =P+(F −H⋅G e ^{B B} −

P_{B U B} ^{µ α} (11.45)

ile elde edilir. Diğer tamburda oluşan PA çevre kuvveti ise, (11.33) eşitliğinden yazılır. Bant gergi kuvvetlerinin yerinin bulunması için her iki uçtaki çevre kuvvetleri karşılaştırılır ve uygun şekilde kuvvetler yerleştirilir.

U B B

A HG F

P e P e

B B A

A ⎟+ −

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

⎟<

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

− 1

1 1 1

1

α µ α

µ (11.46)

Eşitsizlik gerçekleştiği durumda, T3 ve T4 bant gergi kuvvetleri sırasıyla (11.35) ve (11.36) eşitlikleriyle elde edilir. Diğer bant gergi kuvvetleri ise,

U

B F

G H T

T₂ = ₄ + ⋅ − (11.47)

PA

T

T₁ = ₂ + (11.48)

Eşitsizliğin gerçekleşmediği durumda ise, T1 bant gergi kuvveti (11.29) eşitliğinden ve ile elde edilir ve diğer bant gergi kuvvetleri ise,

P T T₂ = ₁ −

(

F T

T₄ = ₁ − ₀ − ⋅ +

)

PB

T

T₃= ₄ + (11.50)

b) Aşağı doğru tahrik yöntemleri

Şekil 11.9’da aşağı doğru eğimli durumda 3 değişik tahrik yöntemi gösterilmiştir. Şekil 11.9a’da aşağıya eğimli baştan tahrik, Şekil 11.9b’de aşağıya eğimli kuyruktan tahrik ve Şekil 11.9c’de aşağıya doğru her iki uçtan tahrik yöntemleri gösterilmiştir.

Şekil 11.9 Aşağıya doğru tahrik yöntemleri

(11.28) eşitliği, tamburlar arasındaki düşey mesafe ile yukarıya tahrik yöntemi için elde edilir.

G

U H G

F F

P= ₀ + − ⋅ (11.51) b.1) Aşağı baştan tahrik yöntemi

Şekil 11.9.b’de görülen bant gergi kuvvetlerinden T1 bant gergi kuvveti (11.29) eşitliğinden ve T₂ =T₁ −P ile elde edilir ve T3 gergi kuvveti ise,

B

U H G

F T

T₃ = ₂ + + ⋅ (11.52)

ifadesinden ve T4 bant kuvvet gergi kuvveti ise (11.30) eşitliğinde elde edilir.

b.2) Aşağıya kuyruktan tahrik yöntemi

Şekil 11.9.b’de görülen bant gergi kuvvetlerinden T1 bant gergi kuvveti (11.29) eşitliğinden ve T₂ =T₁ −P ile elde edilir ve T3 gergi kuvveti ise,

U

B F

G H T

T₃ = ₁ − ⋅ − (11.53)

ifadesinden ve T4 bant kuvvet gergi kuvveti ise (11.30) eşitliğinde elde edilir.

b.3) Aşağıya her iki yerden tahrik yöntemi

Şekil 11.9.c’de görülen bant gergi kuvvetlerinin bulunması için, baştan ve kuyruktan yaratılan tahrikte çevre kuvvetleri ayrı ayrı hesaplanır. Bunun için ilk olarak PB çevre kuvveti PB1 ve PB2 bileşenlerinin hesaplanması ile elde edilir. PB1 kuvveti, (11.31) eşitliğinden, PB2 bileşeni ise

( ) (

)

2 =P+ F +H⋅G e ^{B B} −

P_{B U B} ^{µ α} (11.54)

ile elde edilir. Diğer tamburda oluşan PA çevre kuvveti ise, (11.33) eşitliğinden yazılır.

Bant gergi kuvvetlerinin yerinin bulunması için her iki uçtaki çevre kuvvetleri karşılaştırılır ve uygun şekilde kuvvetler yerleştirilir.

U B B

A HG F

P e P e

B B A

A ⎟− −

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ + −

⎟<

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛

− 1

1 1 1

1

α µ α

µ (11.55)

Eşitsizlik gerçekleştiği durumda, T3 ve T4 bant gergi kuvvetleri sırasıyla (11.35) ve (11.36) eşitlikleriyle elde edilir. T1 gergi kuvveti, (11.48) eşitliği ile ve diğer bant gergi kuvvetleri ise,

U

B F

G H T

T₂ = ₄ − ⋅ − (11.56)

olarak elde edilir. Eşitsizliğin gerçekleşmediği durumda ise, değilse; T1 bant gergi kuvveti (11.29) eşitliğinden ve T₂ =T₁ −P ile elde edilir ve diğer bant gergi kuvvetleri ise,

GB

H F T

T₃ = ₂ + ₀ + ⋅ ve T₄ =T₃ −P_B (11.57)

11.4. BANTLI KONVEYÖRLERİN HESABI

Bir bantlı konveyörde kayış ana boyutları ve gerekli motor gücünü belirlemek için kullanılan ilk veriler:

• İletilecek yükün karakteristikleri

• Hesaplanmış ortamla ve maksimum kapasite

• Konveyörün geometrisi ve ana boyutları

• İşletme koşulları (kuru veya ıslak ortam, açık veya kapalı bölge ve besleme ve boşaltma yöntemleri)

Dökme yükler taşındığında, kayış (bant) genişliğini, konveyörün kapasitesi ve taşınan malzemenin boyutu belirler. Parça malların taşınması durumunda ise bu genişliği parçaların sayısı ve dıştan dışa ölçüleri belirlemektedir. Düz taşıyıcı makaralarla desteklenen bir bant üzerinde serbest akışlı malzemenin bir ikizkenar üçgen biçimini alacağı kabul edilir (Şekil 11.1a). Bant kenarlarından saçılmayı önlemek için, B kayış genişliği ve φ ise yükün statik şev açısı olmak üzere üçgen tabanı b=0.8B ve üçgenin taban açısı ϕ₁ =0.35ϕ alınır.

Eğimli bir konveyörde, yükün muhtemel saçılmalarını tanımlamak için C1 düzeltme katsayısı hesaba dahil edilir. Bu katsayı konveyörün eğimine bağlıdır. Bir düz kayış üzerindeki yükün enine kesit alanı (Şekil 11.1a):

(

)

ϕ 0.16 tan 0.35 2

tan 4

. 0 8 . 0

2 ¹

2 1

1 1

1 bhC B B C B C

F ⋅ ⋅ = ⋅

=

= (11.58)

Bir oluklu taşıyıcı makara takımı tarafından desteklenen bir kayış üzerindeki yükün (Şekil 11.1b) enine kesitinin F alanı ise F2 yamuğu ile F1 üçgeninin alanlarının toplamına eşittir.

Yan makaraların eğim açısı 20^o ve orta makaranın uzunluğu l₀ =0.4B ise toplam alan:

2 1

1 2 2

1 F 0.16B C tan 0.0435B

F

F = + ≈ ϕ + (11.59a)

dir. Gerekli düzenlemeler yapıldığında toplam alan

( )

[

2 +

=B C ϕ

F

]

olur ve bu durumda konveyörün kapasitesi γψ

γ F v

Fv

Q=3600 =3600 _O [t/saat] (11.60)

ile hesaplanır. Yükün hesaplanan bir enine kesit alanı değerlerini (11.60) denklemine konulursa, konveyörün kapasitesi, düz taşıyıcı makaralar için d; oluklu taşıyıcı makaralar için o indisi kullanılarak,

(

γ

γ 576 tan 0,35 3600F₁v B²C₁ v

Q_d = = _d

)

( )

[

]

3600 = ² ₁ +

= Fvγ B vγ C ϕ

Q_{o o} [t/saat] (11.61b)

olarak hesaplanır. Burada bant genişliği

(

)

γ tan 0,35 576C₁ v

B_d = Q^d [m] (11.62a)

( )

[

]

160 ₁ +

= vγ C ϕ

B_o Q^o [m] (11.62b)

olacaktır. Değişik yükler için statik şev açısı φ ve yığma ağırlığı γ [t/m³] değerleri Tablo 1.3’de verilmiştir.

Kaba bir yaklaşım için ortalama ϕ= 45° alınabilir ve C1 katsayısının değerleri ise Tablo 11.1’de verilmiştir. Eğer ϕ= 45° alındığında

1

1 160

7 , 12

1

C v Q C

v

B_d Q^{d d}

γ

γ ^≅

≈ [m] (11.63a)

1

1 324

18 1

C v Q C

v

B_o Q^{d d}

γ

γ ^≅

≈ [m] (11.63b)

değerleri bulunur. Bant hızı; iletilen malın cinsine, bant genişliğine, konveyör eğimine ve ara boşaltmalar olup olmayacağına bağlıdır. Önerilen bant hızları Tablo 11.2’de verilmiştir.

Pulluklar aracılığıyla ara boşaltmaların yapıldığı konveyörlerde bant hızı 1.25 – 1.6 m/s değerini geçmemelidir.

(11.62a) ve (11.62b) denklemlerinden hesaplanan bant genişliği, Sınıflandırılmamış malzemeler için : B≥ a2 ′+200 [mm]

Sınıflandırılmış malzemeler için : B≥3.3a′+200 [mm]

bağıntılara göre yükün parça boyutuyla irdelenmelidir. Seçilen bant genişliği, en yakın standart genişliğe yuvarlatılmalıdır.

Parça-mallar taşımak üzere tasarlanmış bir bandın genişliği, taşınacak yükün dıştan dışa ölçülerine ve bant üzerindeki konumuna bağlıdır. Mallar, bandın iki kenarından en az 50 - 100 mm kadar içerde olacak biçimde yüklenmelidir (Şekil 11.1c).

Birim yükler taşıyan konveyörlerde hızı; birim ağırlık, yükleme ve boşaltma yöntemi ve istenen iletim kapasitesi belirler.

Tablo 11.2 Önerilen bant hızları

Bant genişliği, B [mm]

400 500-650 800-1000 1200-1600 Dökme yük özellikleri Malzemeler

Bant hızı, v [m/s]

Aşındırmaz ve aşındırıcı malzemeler, kırılmış fakat sınıflandırılmamış

Kömür, tuz, kum, turba

1.0 1.6

1.25 2.0

2.0 4.0

2.0 4.0 Aşındırıcı, küçük ve orta

parçalı (a’< 160 mm)

Çakıl, cevher, cüruf, kırma taş

1.0 1.25

1.0 1.6

1.6 2.0

2.0 3.0 Aşındırıcı, büyük parçalı

(a’ > 160 mm) Kaya, cevher, taş – 1.0 1.6

1.0 1.6

1.6 2.0 Kırılgan yükler,

sınıflandırılmış malzeme

Kok, kömür, odun kömürü

1.0 1.25

1.0 1.6

1.25 1.6

1.6 2.0 Pülverize yük, tozlu Un, çimento,

fosforit

0.8 1.0

Tahıl Çavdar, buğday 2.0 – 4.0

Bant hızlarında genellikle, m/s arasında alınmaktadır. Eğer bir teknolojik süreç doğrudan doğruya bant üzerinde gerçekleştiriliyorsa bant hızı bu sürecin istemlerine göre belirlenir. Parça-mallar taşıyan bir konveyörün kapasitesi,

8 . 0 5 0 L. v=

a v z Q ⋅G⋅ ⋅

=3.6

[t/saat] (11.64)

ifadesinden bulunur. Konveyörün çeşitli bölümlerindeki harekete karşı direnç katsayısının belirlenmesi gerekmektedir. Bant doğrusal bölümlerdeki (kesitlerde) taşıyıcı makaralar üzerinde hareket ederken, direnç kayıpları bilyeli yataklardaki sürtünmeden, taşıyıcı makaralar üzerinden geçen bandın yuvarlanmasından ve bandın taşıyıcı makaralar üzerindeki eğilmesinden doğar. Eğimli konveyörlerde doğrusal bölümlerdeki direnç kuvvetleri,

(

) (

)

W_d = + _o ± + _yat ′ (11.65a)

(

)

q

W_b = _o ± + _yat ′ (11.65b)

olarak hesaplanır. Yüklü şerit için:

( )

(

)

L q q q W

L q q w

L q q q W

k yat

d k y

k d

k y

+

′±

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝⎛ + + ′

=

+

′ ±

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝⎛ + + ′

= cosβ sinβ

(11.66)

olarak direnç kuvvetleri hesaplanmaktadır. Boş (dönüş) şeridi için ise

H q w L q q W

L q w

L q q W

k yat

d k b

k d

k b

′±

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝⎛ + ″

=

′ ±

⎟⎠

⎜ ⎞

⎝⎛ + ″

= cosβ sinβ

(11.67)

dir. Burada

q Yükün birim ağırlığı qk Bandın birim ağırlığı

qd’ Yüklü şerit için taşıyıcı makaraların birim ağırlığı qd’’ Boş şerit için taşıyıcı makaraların birim ağırlığı β Konveyörün yatay düzlemle açısı [derece]

L Doğrusal bölümün uzunluğu [m]

Lyat Doğrusal bölümün yatay izdüşüm uzunluğu [m]

H Yükseklik [m]

w’ Taşıyıcı makaralar ile kayış arasındaki direnç katsayısı

(11.66) ve (11.67) denklemlerinde artı işaret kayışın yukarı doğru hareketi için; eksi işaret ise aşağıya doğru hareket için kullanılmaktadır. Bandın birim ağırlığı qk değeri

(

1 .

1 δ +δ +δ

= _i

k B

q

)

ile hesaplanır. Taşıyıcı makaraların dönen parçalarının ağırlığı bunların tasarım biçimine ve boyutlarına bağlıdır. Burada

B Bant genişliği [m]

i Kat sayısı δ Kalınlığı

δ1, δ2 Kaplama kalınlıkları [mm]

l ve l2, sırasıyla yüklü ve boş şeritlerde taşıyıcı makaralar arasındaki açıklık olmak üzere taşıyıcı makaraların dönen kısımlarının ağırlıkları

l

q_d′ =G^d ve

l2

q_d″ =G^d [kg/m] (11.69)

dır.

Bilyeli yataklı taşıyıcı makaralardaki w’ katsayısının değerleri Tablo 11.3’te verilmiştir.

Kaymalı yataklı taşıyıcı makaralarda bu değer 3 ila 4 kat yüksek alınır.

Tablo 11.3 Taşıyıcı makaralarla bant arasındaki direnç katsayısı w’

w’ katsayısı İşletme

koşulları Özellikler

Düz Oluklu Uygun Temiz, kuru ortam, aşındırıcı toz yok 0.018 0.02

Orta Isıtılan bir ortam, sınırlı miktarda aşındırıcı toz,

normal hava nemi 0.022 0.023

Kötü Isıtılmayan ortamda veya açık hava, büyük

ölçüde aşındırıcı toz, aşırı nem 0.035 0.04 Bandın yüklü şeridi, sürtünme katsayısı µ1 olan bir sabit kızak üzerinde kayıyorsa, eğimli ve doğrusal bir bölümdeki direnç kuvveti,

(

)(

W_y = + _{k e}µ₁±

)

dir Yatay bölümde ise

(

)(

)

W_y = + _k (11.71)

olur. Çelik bir kızak üzerinde kayan bandın sürtünme katsayısı µ₁ =0.35L0.6; lifleri boyunca planyalanmış bir tahta kızak üzerindeki bandın sürtünme katsayısı ise

7 . 0 4 .

1 =0 L

µ arasında alınabilir. Alt değerler elverişli, üst değerler ise elverişsiz işletme koşullarında geçerlidirler.

Saptırma tamburlarının direnci, 180^o’lik sarılma açısı için K =1.03L1.05 arasında alınarak,

ger

gev K S

S = ⋅ (11.72)

olarak hesaplanır. Tahrik tamburundaki direnç ise

( ) (

)

çev S S

W = 0.03L0.05 + (11.73)

denkleminden elde edilir. Makara takımlarının Wmt direnci

(

)

= _ger ^w′α

eğ S e

W (11.74)

denkleminden veya konveyörün yaptığı küçük açılı dönüşler için, bandın makaralardan geçtiği yerdeki çekme kuvveti Sger [daN] ve Makara takımındaki toplam dönüş açısı β [rad]

alındığında β w S

W_eğ = _ger ′ (11.75)

yaklaşık formülü ile hesaplanır. Boşaltma pulluğunun direnci, taşınan yükün bandın metresine düşen q birim ağırlığına ve B bant genişliğine bağlı olarak

B q

W_pl =2.7 [daN] (11.76)

ile hesaplanır. Bant gerginliğinin, bütün profili boyunca ayrıntılı bir hesabı, bandın döndürme tamburundan çözüldüğü noktadan başlar ve bu tambura girdiği noktada tamamlanır. Tambur üzerinde bandın gergin tarafındaki Sger çekme kuvvetinin, gevşek taraftaki Sgev çekme kuvvetiyle ayrılma ve girme noktalan arasındaki bütün bölümlerin dirençleri toplamına eşit olduğu bilinmektedir. Bandın gergin tarafındaki Sger çekme kuvveti, yerel dirençlerin şiddetlerinin belirlediği, kayış gerginliğine bağlı, sayısal katsayı K ′′ ve lineer dirençleri gösteren bir sayısal miktar A [daN] alınarak,

A S K

S_ger = ′′ _gev + (11.77)

bulunur.

Kurulacak çalıştırma biriminin türü kararlaştırıldıktan ve buna bağlı olarak tambur üzerindeki kayışın α sarılma açısı ve kayışla tambur arasındaki µ sürtünme katsayısı belirlendikten sonra (Tablo 11.4’e uygun olarak) e^µα sayısal değeri hesaplanır ve konveyörün ayrı bölümlerdeki bütün dirençler hesaplandıktan sonra, Sgev teriminin sayısal değeri bulunur. Bu ilk verilerle, bant profili boyunca her noktadaki gerginlik hesaplanabilir.

Tablo 11.4 Sürtünme katsayısının değerleri

Tambur türü ve koşullar Sürtünme katsayısı, µ Dökme demir veya çelik tambur, çok nemli atmosfer, kirli 0.1 Ağaç veya lastik kaplanmış tambur, çok nemli atmosfer, kirli 0.15 Dökme demir veya çelik tambur, nemli atmosfer, kirli 0.2 Dökme demir veya çelik tambur, kuru atmosfer, tozlu 0.3 Ağaç kaplanmış tambur, kuru atmosfer, tozlu 0.35 Lastik kaplanmış tambur, kuru atmosfer, tozlu 0.4

Yüklü şeridin gerginliğinin Symin minimum değerini aldığı iki taşıyıcı makara arasında bant sarkmasının meydana gelmediği kontrol edilmelidir. Kayış bir bükülebilir halat olarak kabul edilerek, taşıyıcı makaralar arasındaki maksimum sarkma (sehim):

( )

min 2

8 _y

k

S l q f q+

= (11.78)

olacaktır. Pratik olarak, dökme yükler için f_max ≤

(

)

( )(

)

S_ymin ≥ 5L4 + _k ⋅ (11.79)

dir. Parça malların taşındığı durumlarda, bant ağırlığı düzgün yayılı bir yük olarak alınırken, malzemeninki nokta yük kabul edilir. Taşıyıcı makaralar arasındaki bölüm yalnız bir birimlik G yükünü taşıyorsa, toplam kayış sarkması

min min

2

4

8 _{y y}

k

S Gl S

l

f = q + (11.80)

olacaktır. Eğer iki taşıyıcı makara arasındaki bölümde birçok birim yük varsa kayış sarkması, düzgün yayılı yük varsayımına göre (11.78) denkleminden bulunur.

Yüklü şeritteki minimum gerginlik, noktalara gelen kuvvetler toplanarak, hesaplanmış ve (11.79) ve (11.80) denklemlerinden hesaplanan Symin yüklü şeridin gerginliğinden daha küçük bulunmuşsa, hesap yeniden yapılmalı ve yüklü şeritte çekme kuvvetinin minimum olduğu gerçek nokta bulunarak bu noktanın Symın değeri alınmalıdır. Bu yeni hesaplamada bant profili, bandın döndürme tamburuna sarılma ve çözülme noktalarına kadar, iki yönde izlenir ve bant sarkmalarını kabul edilebilir sınırlar içinde tutan Sger ve Sgev değerleri bulunur. , Gerekli kayış katsayısının belirlendiği maksimum çekme kuvveti.

Kt

B S

i≥ k ^max (11.81)

ile ifade edilir. Burada

Kt 1 cm genişlik için kat başına kopma gerilmesi [kg/cm]

k Emniyet katsayısı (Tablo 11.5)

Tablo 11.5 Bant kat sayısına bağlı olarak emniyet katsayıları Kayış kat sayısı 2 – 4 4 – 5 6 – 8 9 – 11 12 – 14 Emniyet katsayısı, k 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0

Sger ve Sgev değerleri belirlendikten sonra, Wo etkin çekme kuvveti bulunur. Kullanılacak motorun gücü genellikle hesaplanan bu değerden % 15 ila 20 daha yüksek olarak alınır.

Konveyörün ayrı bölümlerindeki gerginlikleri gösteren bir diyagram Şekil 11.10’da verilmiştir.

1- döndürme tamburu 2- gerdirme tamburu Şekil 11.10 Bant gerginliği diyagramı

11.4.1. Örnek Bantlı Konveyörler Hesabı

Bir ön işleme atölyesinin ısıtılan bölümüne kurulacak olan ve Şekil 11.11’de görülen bir yatay bantlı konveyör, saatte Z =1600 parça malı, L=60 m uzaklığa iletmektedir. Besleme düzgünsüzlüğünü katsayısı ve taşınacak parçaların boyutları mm,

mm ve yükseklik 100 mm olup, parçaların ağırlıkları 25

.

=1

K′ b=220

1 =180

b G=10kg dır.

Şekil 11.11 Yatay bantlı konveyör

a) Konveyörün ana parametreleri

Düz konveyör kayışı, bilyalı yataklı düz taşıyıcı makaralar üzerinde dönmektedir ve bu taşıyıcı makaralar arasında bir çelik saç kızak bulunmaktadır. Minimum dıştan dışa boyutlar ve basit bir tasarım sağlamak amacıyla; X =0.01ve L=600mm stroklu bir vidalı gerdirme düzeni kullanılmaktadır. Bant genişliği,

400 180 220 90

2⋅ = + =

+

= b

B mm

dir. Parça kayış üzerine, Şekil 11.1’de görüldüğü gibi yanlamasına konduğu zaman, parçanın kayış kenarından uzaklığı köşegenel olarak:

58 ) 284 400 ( 5 .

0 ⋅ − = mm

olur. Bant hızı Tablo 11.2’den 0.5 m/s olarak ve yüklü şeritte taşıyıcı makaralar arasındaki açıklık l=1.4 m ve boş şeritte l₂ =2.8 m kabul edilmektedir. Taşınabilecek maksimum parça sayısında konveyörün maksimum teorik kapasitesi

2000 25

. 1

max = KZ ′=1600⋅ =

Z parça/saat

ile bulunur. Kapasite ise 1000 20

2000 10 1000

max ⋅ =

⋅ =

=G Z

Q t/saat

dir. Maksimum yükte, ayrı birim yükler arasındaki ortalama uzaklık (11.7) denkleminden elde edilir.

9 . 2000 0

5 . 0 3600 3600

max

⋅ =

⋅ =

= Z

a v m

b) İletilen metre başına yükler

Bandın her metresi başına yük, (3.5) denklemine göre 1

. 9 11 . 010 =

=

= a

q G kg/m

dir. Banttaki kat sayısı, ilk yaklaşımda (Tablo 11.6) i=4 ve kaplama kalınlığı, (Tablo 11.7) yüklü tarafta δ₁ =3 mm, boş tarafta δ₂ =1.5 mm bulunur.

Tablo 11.6 Önerilen bant katları Bant genişliği

[mm] 300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Kat sayısı, i 3

4

3 5

3 6

3 7

4 8

5 10

6 12

7 12

8 12

8 12

9 14 25

.

=1

δ mm alarak, bandın birim ağırlığı (11.68) denklemine göre,

(

. 0 1 .

1 ⋅ ⋅ + + =

k =

q

)

Tablo 11.7 Önerilen kaplama kalınlıkları

Kaplama kalınlığı [mm]

Yük Malzeme Yüklü

taraf Boş taraf Dökme yükler

Taneli ve pudra, aşındırıcı değil Tahıl, kömür tozu 1.5 1.0 İnce taneli ve küçük parçalı, aşındırıcı,

orta veya ağır (a’< 60 mm; γ < 2 t/m³)

Kum, döküm kumu,

çimento, kırma taş, kok 1.5 – 3.0 1.0 Orta taneli, hafif aşındırıcı, orta veya ağır

(a’< 160 mm; γ < 2 t/m³) Kömür, turba briketi 3.0 1.0 Orta taneli, aşındırıcı, orta veya ağır

(a’< 160 mm; γ < 2 t/m³) Çakıl, taş, cevher, kaya tuzu 4.5 1.5 Büyük parçalı, aşındırıcı, ağır

(a’> 160 mm; γ > 2 t/m³)

Manganez cevheri, demir

cevheri 6.0 1.5

Birim yükler

Kağıt veya kumaş ambalajda, hafif Paketler, kutular, kitaplar 1.0 1.0 Yumuşak kaplardaki yükler Çantalar, balyalar 1.5 – 3.0 1.0

Sert kaplardaki yükler < 15 daN 1.5 – 3.0 1.0

Sert kaplardaki yükler > 15 daN Kutular, variller, sepetler

1.5 – 4.5 1.0 - 1.5

Darasız yükler Makine parçaları, seramik

eşya, yapı elemanları 1.5 – 6.0 1.0 - 1.5

Taşıyıcı makaraların dönen parçalarının ağırlığı, 7G_d =10⋅B+3=10⋅0.4+3= kg olarak bulunur. Yüklü ve boş şeritteki taşıyıcı makaraların dönen parçalarının metre başına ağırlıkları (11.69) denklemlerinden hesaplanır.

4 5 . 17 =

′ =

qd kg/m ve 2.5

8 . 27 =

″ =

qd kg/m

c) Harekete karşı direnç ve banttaki çekme kuvveti

Konveyör profilindeki dirençler ayrı bölümlere ayrılmalıdır. Ancak (Şekil 11.11) a ve b saptırma tamburlarının dirençleri ihmal edilebilir ve profil 1 den başlayarak numaralandırılır.

Bandın döndürme tamburundan çözüldüğü 1 noktasındaki T1 gerginliği Sgev olarak alınır. 2 noktasındaki gerginlik, harekete karşı bant direnç katsayısı (Tablo 11.3) w′=0.022alınarak,

( )

9 022

. 0 60 ) 5 . 2 2 . 4

( ₁

1

1 2 , 1 1 2

+

=

⋅

⋅ + +

=

′ + ′′

+

= +

=

T T

w L q q T W T

T _{k d}

olur. 3 noktasındaki gerginlik,

10 07 . 1 ) 9 ( 07 .

1 _{1 1}

2

3 =K⋅T = ⋅ T + = T +

T daN

bulunur. Bandın yüklü şeridindeki harekete karşı direnç, taşıyıcı makaraların dirençleri ile çelik saç kızağın dirençleri toplamına eşittir. Çelik saç üzerinde bandın sürtünme katsayısı

4 .

=0

µ değeri alınmaktadır.

4 noktasındaki gerginlik iki durum için hesaplanmalıdır. İlk olarak, boşaltma pulluğu işletme durumunda olarak (parçaların ara boşaltmasından dolayı T ′meydana gelir) ve boşaltma ₄ pulluğu kaldırılmış olarak (boşaltma yalnızca kuyruk tamburu üzerinden T ′′₄ meydana gelir).

Birinci durum için:

( )

[ ] ( ) ( )

4 . 209 07

. 1

7 . 2 5

. 0 5

. 0 5

. 0 5

. 0

1

1 2 2

1 1 1

3

4 , 3 3 4

+

=

+

′+ + ′

+ +

′+ + ′

+ +

=

′ + +

′ =

T

qB L

q w

L q q L

q q w

L q q q T

W W T T

k d

k k

d k

p

µ µ

İkinci durum için:

( )

[ ] ( )

2 . 210 07

. 1

5 . 0 5

. 0

1

1 1 1

3

4 , 3 3 4

+

=

+

′+ + ′

+ +

= + ′′

′′= T

L q q w

L q q q T

W T T

k d

k µ

(11.77) denklemindeki K ′′ katsayısını hesaplarda 1.07 ve A değerini birinci durumda 209.4 ve ikinci durumda 210.2 göstermektedirler. Hesapta yük için üst değeri veren ikinci sonuç alınır.

Döndürme tamburundaki sarılma açısı α = 210^o ve sürtünme katsayısı Tablo 11.4’e göre çelik tambur ve nemli ortam için µ = 0.2 alınırsa,

bulunur. Son hesaplanan iki denkleme göre:

1

4 S e S 2.08 2.08T

T

S_ger = ≤ _gev ^µα = _gev ⋅ = 2

. 210 07

. 1 08 .

2 T₁ ≥ T₁ + ve T₁≥208 217

9

2 =208+ =

T daN

6 . 232 10 208 07 .

3 =1 ⋅ + =

T daN

8 . 432 2 . 210 208 07 .

4 =1 ⋅ + =

T daN

Bandın dolu ve boş şeritlerini paralel kabul ederek ve kızaklar üzerinde hareket eden tambur için gerekli kuvvet W_T =15 daN alındığında gerdirme ağırlığı

6 . 464 15 6 . 232

3 217

2 + + = + + =

= _T

g T T W

G kg dır.

d) Bant yapısının hesabı

Kauçuk kaplamalı ve katları B-820 sınıfından bir bant kullanıldığı kabul edilirse, (11.81) denkleminden i=9.5⋅432.8/(40⋅55)=1.87bulunur. Gerdirme vidasının aşırı yüklemelerini göz önüne alarak i=3alınır. Önceki hesaplarda kayış kat sayısı i=4 alındığı için, bant birim ağırlığında bir değişiklik olacaktır.

e) Çekme kuvveti ve gerekli elektrik gücü

Döndürme tamburundaki dire nç (yataklardaki kayıplar ihmal edilirse)

( ) ( )

(

)

. 0

03 .

0 _{4 1}

= +

=

+

=

′ +

=k S S T T

W_{çev ger gev}

değere eşittir. Çekme kuvveti ise

kg 244 2 . 19 208 8 . 432

1 4 0

= +

−

=

+

−

= +

−

=S_ger S_gev W_çev T T W_çev W

dir. Üç çift düz alın dişli takımından meydana gelen bir güç aktarma düzeni bulunduğu, her dişli çiftinin verimi η’ = 0,96 ve döndürme tamburunun kavramaları ile yatakların toplam verimi η’’ = 0,95 olduğu kabul edilirse

42 . 95 1 . 0 96 , 0 102

5 , 0 244

3 =

⋅

⋅

= ⋅

N kW

olarak bulunur. Kullanılan motor gücü 1.6 kW olacaktır.

f) Konveyörün toplam direnç katsayısı 435

. 60 0 20

42 . 1 367

367 =

⋅

= ⋅

= QL w N

bulunur. Bandı bütün hareket yörüngesi boyunca bir dolu kızak tarafından desteklenen bir konveyörün toplam direnci, hesaplanan bu değerden daha da yüksek olacaktır.