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连续输送机械所输送货物有哪些主要特性?

发布时间:2019-09-30 10:20人气:

        设计连续输送机械之前,必须先熟悉所输送货物的主要特性,因为货物特性对连续输送机械的选型、主要参数的确定等关系颇大。
连续输送机械所输送的货物可分为成件物品和散粒物料两大类。
1、成件物品的主要特征
       成件物品的种类繁多,应用连续输送机械进行输送的主要是袋装、箱装、桶装和其他各种单件物品。如在厂内输送、堆垛或港口装卸的袋装粮食、化肥;在机场输送的旅行箱、小行包;在制造、装配生产流水作业线上输送的单件零部件、铸件、锻件等。如果是轻小成件物品,则可集装于容器内进行单元化输送,这种单元亦可视为成件物品。
被输送的成件物品的主要特征是质量、外形尺寸(长、宽、高)、物品的重心高度及其变动范围、物品底面形状及其物理性质以及包装形式等。对一些较特殊的成件物品还应考虑其他特性,如物品的温度、物品放置或悬吊的方便性、易燃性、爆炸危险性等。
常见袋装物料的特征如表1-2所示。
表1-2常见袋装物料的特征

物料名称 包装形式 包装尺寸/mm 质量/kg
面粉 布袋 700 450 200 50
大米 麻袋 600 450 200 100
食盐 麻袋 600 450 200 100
食糖 麻袋 700 450 200 100
化肥 塑料袋 700 500 200 50
水泥 纸袋 700 400 150 50
 
 

2、散粒物料的主要特性
         连续输送机械大多用于输送散粒物料,也就是不进行包装而成批堆积在一起的块状、颗粒状、粉末状物料。这些物料的主要特性分别介绍如下。
(1)粒度和颗粒组成单一散粒体的尺寸大小称为物料粒度,以长度单位表示。对球形或类似球形颗粒,其粒度以球体直径表示;对椭圆球体颗粒以其长径表示;对长方体或不规则形体颗粒则以其最大对角线长度表示。大多数散粒物料均含有大小不等的颗粒。物料中所含的不同粒度颗粒的质量分布状况称为物料的颗粒组成。它反映散粒物料颗粒尺寸大小的均匀程度。
物料的颗粒组成可用物料颗粒级配百分率和典型颗粒粒度来表示。
物料颗粒级配百分率有分计级配百分率和累计级配百分率两种表示法。前者指物料样品中各个不同粒度级别的颗粒的质量占该样品全部颗粒总计质量的百分比;后者指物料样品中大于某粒度的各个粒度级别的颗粒的累计质量占该样品全部颗粒总计质量的百分比。
       典型颗粒粒度是表示物料试样的粒度大小的特征指标,应根据物料的粒度组成情况不同而分别确定:
       对于颗粒尺寸大小较均匀的分选物料,即在整批物料中,颗粒的最大粒度dmax与最小粒度dmin之比,即dmax/dmin时<2.5时,物料的典型颗粒粒度用平均粒度d0表示:d0=(dmax+dmin)/2对于原装物料,即在dmax/dmin>2.5时,如果最大粒度级别[(0、8~1/dmax]的物料质量大于该批试样总质量的10%时,其典型颗粒粒度用最大粒度dmax表示。如果最大粒度级别[(0、8~1/dmax]的物料质量小于该批试样总质量的10%时,则可以取0、8ddmax,为典型颗粒粒度。
散粒物料的物料特性分为8级,见表1-3。
表1-3散粒物料特性分级

级别 粒度(、//mm 粒度类别
1 >100~300 特大块
2 >50~100 大块
3 >25~50 中块
4 >13~25 小块
5 >6~13 颗粒状
6 >3~6 小颗粒状
7 >0、5~3 粒状
8 0~0、5 尘状
 
 
        对于粒度大于0.5mm的物料常用筛分法,并以筛网的目数来表示其粒度范围。我国常用的泰勒标准筛与美国、日本、英国的标准筛大致相同。泰勒标准筛目与孔径的对照见表1-4。
表1-4泰勒标准筛规格

孔径/mm 孔径/mm 孔径/mm
325 0、043 60 0、246 12 1、397
270 0、053 48 0、295 10 1、651
250 0、061 42 0、351 9 1、981
200 0、074 35 0、417 8 2、362
170 0、088 32 0、495 7 2、794
150 0、104 28 0、589 6 3、327
115 0、124 24 0、701 5 3、962
100 0、147 20 0、833 4 4、699
80 0、175 16 0、991 3、5 5、613
65 0、208 14 1、168    
 
 
(2)堆积密度堆积密度是指散粒物料在自然堆放的松散状态下,含颗粒间隙在内的单位体积物料所具有的质量,其单位为“t/m3”或“kg/m3”,由于物料颗粒之间存在间隙,当物料处于储存状态,下层物料会被上层物料压实,而物料在机械式输送过程中因受振动同样可能被振实。物料在压实或振实状态下的堆积密度大于松散状态下的堆积密度,前者与后者之比用压实系数K表示,显然K>1。对于砂:K=1.12;煤:K=1.4;矿石:K=1.6。对于其余各种不同物料的压实系数大致在K=1.05〜1.52之间。此外,当物料从容器中倾斜流出,物料受到充气流态化或经历气力输送之后,物料的松散程度和堆积密度也将发生变化,处于充气状态的堆积密度明显减小。物料在上述不同状态下堆积密度数值变化反映了物料的流动性和能否被充气流态化的特性。在设计中,与所需存仓装置、供料器等的容积以及输送机械的输送能力的计算有关。
常见物料的堆积密度见表1-5。
表1-5散粒物料的特性参数

物料名称 堆积密度/(kg/m3) 自然堆积角(静)/(。) 对钢的静摩擦系数
小块干燥无烟煤 800〜950 45 0、84
铁矿石烧结矿 1700〜2000 45 0、9
干燥磷灰石 1300〜1700 30-40 0、58
小块石膏 1200〜1400 40 0、78
干燥、小块的粘土 1000〜1500 50 0、75
块度均匀的圆砾石 1600〜1900 30-45 0、8
炉灰(干) 400-600 40-50 0、84
中等块度焦炭 480〜530 35-50 1、0
面粉 450〜660 50-55 0、65
木屑 160〜320 39 0、8
砂(干) 1400〜1650 30〜35 0、8
小麦 650〜830 25〜35 0、6
稻谷 550〜570 35〜45 0、57
各种块度的铁矿石 2100〜3500 30〜50 1、2
水泥(干) 1000-1300 40 0、65
碎石(干) 1500〜1800 35〜45 0、74
砂糖 720〜880 51 0、85
细盐 900〜1300 48 0、7
玉米 700〜800 35 0、58
大米 800〜820 23〜28 0、58
 
 
        物料的堆积密度数值还与其湿度(含水率)有关。

(3)、湿度(含水率)物料除了本身以形成化合物的方式而存在的结构水以外,还有物料颗粒从周围空气中吸收的湿存水和存在于物料颗粒表面和颗粒间的表面水。仅含有结构水的散粒物料称为干燥物料。散粒物料的湿度(含水率)W是指物料试样中所含温存水和表面水的质量与该物料试样经烘干后的质量之比,即:W=(G1-G2)/G2X100%,(1-1)式中、G1为物料试样在烘干前的质量;G2为干燥的物料试样质量,通常是在(105±5)℃温度下将物料试样烘干至恒重时的质量。除了物料的含水率外,还要注意物料的吸湿性。有些物料如硝酸钠、硝酸铵、氢氧化钠等容易从大气中吸收水分而潮解,有些物料如苏打粉、奶粉、盐、芒硝等则容易从周围吸收水分而结块。

(4)、堆积角(自然坡度角)堆积角(自然坡度角)是指物料从一个规定的高度自由均匀地落下时,所形成的能稳定保持的锥形料堆的最大坡角,即自然堆放的料堆表面与水平面之间的最大夹角。它反映了物料的流动性,也就是在四周无侧壁限制的条件下,散粒物料所具有的向四周自由流动的特性。堆积角越小则流动性越好,而物料的流动性又与其颗粒之间的粘性和内摩擦力有关。对于同一种物料,堆积角大小随其湿度、粒度和形状等不同而变化,粒度越小则堆积角越大,颗粒形状越接近球形则堆积角越小。粉末状物料充气时的堆积角显著地减小。堆积角有静态和动态之分,在静止平面上自然形成的叫静堆积角ρ,在作振动的平面上测得的堆积角称动堆积角ρd,一般动堆积角ρd=(0.65-0.8)p,可取ρd=0.7。

常见物料的静堆积角参见表1-5。

(5)、外摩擦系数物料的外摩擦系数是指散粒物料对与之接触的某种固体材料表面之间的摩擦系数,其数值等于该物料对该表面之间的摩擦力与法向正压力之比值。
外摩擦系数是该物料对该固体表面的外摩擦角的正切函数。外摩擦系数不仅与固体表面的材料有关,而且与表面的形状和粗糙度有关。外摩擦系数有静态和动态之分。静态是指在物料与固体表面相对静止状态下测得的数值;动态是指该物料与该固体表面之间以一定速度相对滑移时测得的数值。试验表明,动摩擦系数值大致为静摩擦系数的70%~90%。常见散粒物料对钢的静摩擦系数参见表1-5。其他特性除了以上列举的散粒物料基本特性以外,对于具体的设计任务,有时还要考虑对连续输送机械选型和部件结构等有重要影响的散粒物料其他方面的特性,如散粒物料(以下简称物料)的磨琢性、爆炸危险性、腐蚀性、有毒性、粘附性、脆性以及物料的温度等等。物料对输送设备的磨琢性可用其莫氏硬度来表示。莫氏硬度共分10级。最软的矿石是滑石,它的莫氏硬度定为1;最硬物料的莫氏硬度为10,以金刚石为代表。物料越硬,其磨琢性越大。对各种被输送的物料,可按其莫氏硬度值分为磨琢性不同的4类。部分物料的磨琢性分类可参阅表1-6。物料的磨琢性除取决于硬度外,还受粒度和形状等因素影响。对同一种物料,粒度越大、表面棱角越尖锐则其磨琢性越大。
表1-6物料磨琢性分类

物料类别 莫氏硬度 物料名称
非磨琢性 1~2 蜡、石墨、滑石、硝酸铵、沥青、冰、膨润土、石膏、硫磺、苏打粉、一般食品、可可、面粉、淀粉、糖等
轻微磨琢性 2〜3 熟石灰、粘土、无烟煤、硼砂、酚醛、聚酯、食盐、芒硝、碳酸氢钠、磷酸钠、方解石、铝土矿、一般塑料、云母等
中等磨琢性 4~5 氟石、碳酸镁、磷灰石、石棉、磷酸钙、碳黑等
强性琢性 6~7及以上 正长石、浮石、黄铁矿、石英、二氧化硅、砂、铝土陶瓷等
 
 
       物料粉尘的爆炸危险性取决于粉尘的性质、粉尘的表面积和粉尘在空气中的浓度,同时还要有一定的引爆源。可燃粉尘因表面积较大,很易受热起火。当空气中的含尘量达到一定浓度并遇到具有一定能量的火种时,粉尘便会急剧氧化燃烧,在瞬间释放出大量的热能,同时产生的大量气体来不及扩散,使压力急剧升高而引起剧烈爆炸。粉尘的粒度越小,其表面积越大。对粉尘爆炸来说,最危险的粉尘粒度范围是5~70μm,如粒度大于150μm,其危险性大为减小,粒度大于420μm,一般在空气中不爆炸,除非其化学性质不稳定。空气中含尘浓度很低时,粉尘之间的距离较大,即使一些粉尘着火后也不易传递到其他粉尘上,因而不会引起爆炸。含尘浓度过高时,由于氧气数量相对减少,粉尘不能完全燃烧,也不会引起剧烈爆炸。由此可知,每种易爆粉尘在空气中均有其最低和最高浓度。就粉尘的性质而言,其爆炸性可用它的爆炸危险级别来表示。如表1-7所示,按粉尘的起爆敏感性、爆炸猛烈性和爆炸危险性将各种粉尘分为弱、中、强、剧烈等4级。由表可知:在爆炸危险性强或剧烈的粉尘中,煤尘、硫磺等是燃烧热能大的物质;镁粉、铝粉等是氧化速度快的物质;淀粉、谷物、塑料类粉末是导电性不良、容易积聚静电而产生电火花的物质。
表1-7粉尘在空气中的爆炸危险级别

分类 粉尘名称 起爆敏感性 爆炸猛烈性 爆炸危险级别
农牧产品 可可
咖啡
谷物 剧烈
奶粉 中等
淀粉 剧烈 剧烈 剧烈
糖粉 剧烈 剧烈 剧烈
小麦
面粉
碳素物 活性碳 中等
沥青 剧烈
碳黑
煤尘 中等
焦炭
天然沥青 剧烈 剧烈
石墨
硬柏油脂 中等
金属和矿物 中等 剧烈 剧烈
中等
金属和矿物 中等 中等 剧烈
 
黄铁矿
硫磺
剧烈
剧烈 剧烈
塑料和其他 丙烯酰胺 中等
丙烯蜡 剧烈 剧烈 剧烈
纤维素 中等 剧烈
醋酸纤维素 剧烈
环氧树脂 剧烈 强〜剧烈
有机玻璃 剧烈 强〜剧烈
耐纶 强〜剧烈
酚醛 弱〜剧烈
聚乙烯 剧烈 强〜剧烈
聚丙烯 中等 弱〜强
聚氨酯 剧烈 剧烈
聚酯 强〜剧烈
树脂 极剧烈 剧烈
橡胶 剧烈 弱〜剧烈
苯乙烯 中等〜剧烈
尿素
锯屑 剧烈 强〜剧烈
 
 
        物料的腐蚀性取决于其酸碱度,用pH值来表示。酸碱度pH值的范围为0~14pH值等于7表示中性,小于7表示酸性,数值越小表示酸性增加;大于7表示碱性,数值越大表示碱性增加。对于具有腐蚀性物料,应详细了解该物料对不同金属的腐蚀程度。有毒性的物料其毒性有大小之分,有的毒性物料与人体接触会引起疾病,如皮肤发炎、呼吸道疾病等,有的毒性剧烈的物料可能使人中毒死亡。这类物料在输送过程中必须严格防止外泄。
       物料的粘附性表现为其颗粒之间不仅有内摩擦力,还存在着粘聚力,致使颗粒相互粘结或粘附在输送设备上。影响物料粘附性的因素很多:有的物料是粒度极小的细粉,由于分子之间的作用力而粘附,如碳黑、氧化钛等;有的物料会吸收周围的水分而粘附,如某些盐类、芒硝等;有的物料因带静电而粘附,如某些塑料类粉末;还有的物料受热熔融软化而粘附,如石蜡等。在设计中应根据不同情况采取相适应的措施。脆性物料在输送过程中容易发生破碎,而某些物料如粮谷、食品、焦炭、种子等的破碎将影响其质量甚至报废。因此,在设计改造中应选择低速输送或采用适当的防止冲击碰撞措施,避免物料破碎损失。
带式输送机

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