![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Динамические нагрузки, действующие на тяговый элемент конвейера.
При пуске конвейера тяговому элементу приходится преодолевать кратковременно действующие динамические нагрузки необходимые для преодоления инерции движущихся масс и сопротивлений при трогании с места ходовой части конвейера. Эти нагрузки тем больше, чем тяжелее, подвижные части конвейера, выше скорость их движения и меньше время пуска. Кроме кратковременно действующих динамических нагрузок, в цепных конвейерах имеют место постоянно действующие динамические нагрузки вследствие периодического изменения скорости цепи на трассе конвейера и необходимого из-за того преодоления сил инерции подвижных масс. Динамические нагрузки не только увеличивают общую действующего на тяговый элемент продольную силу, но и вследствие многократности действия вызывают в цепях усталостные явления. Определив динамические силы, можно более точно рассчитать размеры тяговых цепей (по сравнению с расчетом по статистическому усилию, определяемому методом «обхода по контуру»). Помимо продольных динамических сил, вызванных неравномерностью движения, в точке набегания на цепь действуют динамические силы, направленные под углом к оси конвейера и обусловленные тем, что каждый новый зуб входит в зацепление с шарниром цепи с ударом. При большой скорости цепи эти удары могут служить причиной разрушения шарниров, а также возникновения в цепи поперечных колебаний. (При расчетах последние не учитываются, т.к. действуют на небольшой участок цепи с незначительной массой конвейера). Учитываются только продольные колебания. Рассмотрим схему набегания цепи на звездочку или блок с гранями. б) Рисунок - Схема движения цепи по звездочке.
Тяговое усилие передается зубом 1, находящемся в зацеплении с шарниром 1`.При дальнейшем вращении звездочки зуб 2 входит в зацепление с шарниром 2`, зуб 3 – с шарниром 3` и т.д. При постоянной угловой скорости звездочки w постоянна и окружная скорость зуба
где Таким образом, скорость цепи Период колебания цепи:
Ускорение j цепи в этот же период изменяется по закону синусоиды: j=d Скорость и ускорение для положений 1, 2, 3: 1) 2) 3) Поскольку
Следовательно, величина максимального ускорения цепи прямо пропорциональна квадрату средней скорости цепи q и обратно пропорциональна шагу цепи tц и квадрату числа зубьев звездочки z. Максимальная динамическая сила на тяговую цепь будет зависеть от приведенной массы движущихся частей конвейера с учетом массы перемещающегося груза, действующего ускорения jmax и коэффициента динамичности Кд.:
Кд зависит от упругих свойств цепи и параметров конвейера (длинны, скорости, шага цепи, числа зубьев и др.) Для уменьшения динамических нагрузок на тяговый элемент в приводе предусматриваются специальные пусковые устройства: гидравлические, электромагнитные, порошковые муфты, дополнительные сопротивления в цепи ротора электродвигателя и т.д. Эти устройства обеспечивают плавный пуск конвейера, уменьшая динамические нагрузки. В любом случае динамические нагрузки при пуске не могут быть больше усилий развиваемых электродвигателем с учетом его перегрузочной способности. Колебания цепи конвейера могут быть опасными для ее прочности, если их частота совпадает с частотой вынужденных колебаний, вызванных неравномерностью хода цепи, в случае возникновения резонанса. Эта опасность устраняется применением уравнительных приводов, обуславливающих равномерную скорость движения цепи. Примером может служить уравнительный привод с некруглым зубчатым колесом.
Рисунок - Схема уравнительного привода с некруглым зубом. Уравнительный привод вала 1 с некруглым зубчатым колесом 2, число впадин на котором равно числу зубьев тяговой звездочки 3. Ведущая шестерня 4 посажена на вал 5 с эксцентриситетом е и поворачивается на угол 3600 за время поворота тяговой звездочки на угол 1800/z0. Тяговая звездочка 3 имеет переменную скорость, обеспечивающую практически постоянную скорость цепи 6. Существуют и другие системы уравнительных приводов.
ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ Общие сведения Ленточными конвейерами называются машины непрерывного транспорта, несущими и тяговыми элементами которых является гибкая лента. Ленточные конвейеры являются одним из наиболее распространенных транспортирующих машин для перемещения самых различных грузов, во всех областях промышленного и с/х производства, при добыче полезных ископаемых, в металлургии, на складах и портах. Существенным преимуществом ленточных конвейеров являются значительная производительность, которая при больших скоростях движения (6-8м/с) и ширине ленты (2-Зм) достигает 30000т/ч, что во много раз превышает производительность других конвейеров. Можно назвать и ряд других преимуществ: - простота конструкции; - бесшумность в работе; - высокая надежность даже при работе в тяжелых условиях; - возможность транспортирования грузов в наклонном направлении вверх и - возможность полной автоматизации; - легкостью обслуживания и малыми эксплуатационными расходами. - высокая стоимость ленты и роликов, составляющая соответственно 50% и - быстрый износ ленты; - необходимость центровки ленты; - невозможность применения на криволинейных участках в плане - сложность применения простых приводов. Возрастающее использование ленточных конвейеров требует повышения их качества и технико-экономических показателей, ставит перед конструкторами и исследователями важные задачи: создание высокопрочных и теплостойких лент, разработка конвейеров большой мощности, снижение материалоемкости конструкций и т.д. Классификация В настоящее время существует много типов ленточных конвейеров которые можно классифицировать: 1 По области применения: а) общего назначения; б) специальные; в) подъемные. 2 По характеру установки: а) стационарные; б) передвижные; в) переставные. 3 По виду транспортируемого груза: а) насыпных грузов; б) штучных грузов. 4 По типу ленты: а) с прорезиненной лентой; б) с металлической цельнотканой лентой; в) с металлической сетчатой лентой. 5 По форме ленты: а) плоские; б) желобчатые (Вл = 400+2000 мм). 6 По типу и месту установки привода: а) с однобарабанным приводом; б) с двухбарабанным приводом; в) с однобарабанным приводом и прижимным роликом; г) с однобарабанным приводом и прижимной лентой. Привод может быть расположен на концах и средней части ленточного конвейера. 7 По геометрии трассы: а) горизонтальные; б) наклонные; в) горизонтально-наклонные.
8 По расположению рабочей ветви: а) с нижнем расположением рабочей ветви; б) с верхнем расположением рабочей ветви. 9 По способу разгрузки: а) с промежуточной разгрузкой с помощью барабанных сбрасывающих тележек; б) с промежуточной разгрузкой с помощью ножевых сбрасывателей. 10 По типу натяжного устройства: а) грузовые; б) винтовые; в) с механическим приводом расположенным в конце и в средней части 11 По углу наклона: а) пологие б) крутонаклонные в) вертикальные. Рисунок 2 Основные составные элементы ленточных конвейеров 1 - задний натяжной барабан; 6 - станина; 2 - загрузочная воронка; 7 - передний приводной барабан; 3 - плужковый (барабанный) пере- 8 - разрузочная воронка; гружатель; 9 - очистное устройство; 4 - верхние роликоопоры; 10 - нижние роликоопоры; 5 - лента; 11 - привод. В состав ленточного конвейера могут входить центрирующее устройство, регулирующее устройство, устройство для взвешивания груза на ленте. Как правило верхняя ветвь рабочая, нижняя - холостая. Угол наклона Основные направления развития ленточных конвейеров - увеличение длины; - повышение производительности (за счет V и qг); - увеличение угла наклона; - уменьшение веса конструкции и стоимости; - повышение срока службы и надежность; - увеличение мощности привода до 1500-2000 кВт; - автоматизация; - стандартизация и унификация; - принцип агрегатного комплектования узлов. ОПОРНЫЕ УСТРОЙСТВА Одним из основных элементов ленточных конвейеров являются опорные устройства. Роликоопоры или настил (дерево, сталь, пластмасса - применяется очень редко на конвейерах малой длины). Роликовые опоры От работы роликов зависят следующие показатели: - долговечность ленты; - потребление электроэнергии приводом. Для транспортирования грузов применяют многороликовые опоры. Основные параметры роликовых опор установлены ГОСТ 22645-77 и 22646-77. В соответствии с назначением роликоопоры делятся на две группы: для рабочей (верхней) и нерабочей (нижней) ветви. Верхние роликоопоры бывают прямыми и желобчатыми на 2х, 3х и 5х роликах; амортизирующими, центрирующими, регулирующими.
Однороликовые применяют для плоской ленты малой производительности и для нерабочей ветви. при Вл =800... 1600 мм
Рисунок 3 Пятироликовые при Вл = 1600...3500 мм Различают три типа роликоопор: - жесткий став - жесткая навеска роликов; - жесткий став - амортизирующая навеска роликов; - канатный став - жесткая навеска роликов.
Роликоопора должна быть податливой в вертикальной плоскости и не увлекаться лентой по ходу ее движения. Помимо жесткого соединения роликов имеется шарнирное соединение роликов. При транспортировании влажных и химически агрессивных грузов применяются подвесные рисунок4 роликоопоры с гибкой осью из стального каната (канатный став), на котором закреплен комплект резиновых или пластмассовых дисков-роликов (рис. 4). Гибкие роликоопоры имеют только два подшипника, подвешиваемых к станине конвейера. Канатный став обеспечивает более плавное прилегание ленты к роликам. В общем случае роликоопора состоит из стоек 1, роликов 2, основания 3. Рисунок 5 Рисунок 6 Ролик содержит обечайку 4, в которую завальцованы вкладыши 5, соединенные с распорной трубой 6. Подшипник 8 одет на ось 7, 9- уплотнение. Для защиты подшипника с внешней стороны от пыли применяются сложные лабиринтно-войлочные уплотнения с дополнительными контактными шайбами или без них, в некоторых случаях применяется манжетное уплотнение. С внутренней стороны подшипник защищен шайбой, жировыми канавками во вкладыше или внутренней трубе. Смазка роликоопор может быть: индивидуальной, центральной и закладной. Выбор диаметра ролика Производится из условий: 1) момент трения ленты без груза о ролик больше момента трения в подшипни 2) центробежная сила вращающегося ролика не должна отрывать груз от ленты Диаметр ролика повышается с увеличением плотности и кусковатости груза, ширины и скорости движения ленты В, однако чрезмерное увеличение нежелательно, т.к. возрастает его масса и стоимость. ГОСТом предусматриваются
Зависимость диаметра ролика от 8 Амортизирующие ролики Устанавливаются в зоне загрузки ленты, служат для смягчения ударов падающего груза и предохранения ленты от повреждений. На корпус ролика одеваются упругие резиновые шайбы (раздельные - а или сплошные - а').
а) а') Рисунок 7 Конструктивно выполняют плоскими или желобчатыми. Вместо них иногда применяют ролики на пружинящих опорах. Они применяются в конвейерах транспортирующих тяжелые насыпные грузы (руда, камень). Центрирующие роликоопоры В процессе работы конвейера по различным причинам возможен поперечный сдвиг ленты с роликов (причины: одностороння загрузка ленты, налипание груза на барабанах и роликах, неправильная стыковка ленты и т.п.). Для автоматического выравнивания хода ленты служат центрирующие роликоопоры. Центрирующая желобчатая роликоопора (рис. 8, а) имеет трехроликовую опору 1, установленную на поворотной раме 3, которая устанавливается на вертикальной оси 4. К раме прикреплены рычаги 5 с дефлекторными роликами 2. Лента при смещении в сторону давит на дефлекторные ролики и вся поворотная рама разворачивается вокруг вертикальной оси. В результате образуется восстанавливающий момент от самой ленты, который заставляет ленту идти к центру роликоопоры. После возвращения ленты в центральное положение, роликоопора движением самой ленты автоматически устанавливается в нормальное положение. Эти опоры применяются при Центрирующая роликоопора с тормозными колодками (рис. 8, в) применяется для реверсивных конвейеров; имеет поддерживающий ролик 1, дефлекторные ролики 2, рычаги 6 с тормозными колодками 7. Рисунок 8 У конвейеров большой мощности применяются батареи центрирующих роликов (2-3 шт.). Их недостатком является большая высота дефлективных роликов, что затрудняет разгрузку конвейера передвижными разгрузочными станциями. Имеются центрирующие роликоопоры с дебалансными кольцами. Для холостой ветви используются роликовые батареи (3 шт.) или прямые ролики наклонные в вертикальной и горизонтальной плоскостях на 2... 3°. Регулирующие роликоопоры Предназначены для устранения сбегов ленты в сторону, вызванных постоянными причинами: неравномерной загрузкой, ребровой кривизной ленты, действием ветра. Корректирующий поворот рамы устанавливают с помощью винтового механизма.
Рисунок 9 Очистные роликоопоры могут быть дисковыми или спиральными, вибрационные почти не применяются. Схема расстановки роликоопор Рисунок 10 tАР = 0, 5tрв, tpв=1, 2 -1, 6м, tн.р=2 tpв , tц.р = (10-14)/ tpв, (20...25м). ОТКЛОНЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Направление движения ленты изменяется при помощи концевых оборотных (рис. 1а) и отклоняющих (рис. 1б) барабанов, роликовой батареи (рис. 1в) и по кривой свободного провисания ленты (рис. 1г). Рисунок 1 Переход ленты от наклонного положения к горизонтальному целесообразен для обратной ветви конвейера, а также для грузонесущей ветви с прямыми ролико-опорами. Диаметр отклоняющего барабана определяется по формуле D = KаKб i (для резинотканевой ленты) D = KбDб (для резинотросовой ленты), где Ка - коэффициент, зависящий от типа прокладок; Кб - коэффициент, зависящий от назначения барабана; Dб - диаметр приводного барабана. На конвейерах с желобчатыми роликоопорами переход выполняется на роликовой батарее из трех-пяти роликоопор для сохранения желобчатости ленты и исключения возможности просыпания груза. Роликоопоры устанавливают на расстоянии Теоретический радиус выпуклого участка ленты на отклоняющей роликовой батарее зависит от ширины и типа ленты, угла наклона боковых роликов, устанав- ливаемых на криволинейном участке, и натяжения ленты в верхней точке участка (рис. 1в)
где В - ширина ленты;
участка трассы. ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ Конструкция загрузочных устройств зависит от характеристики транспортируемого груза и способа подачи его на конвейер. Штучные грузы подаются на конвейер при помощи направляющих лотков или укладываются на конвейер. Рисунок 1 Насыпные грузы подаются на конвейер при помощи загрузочной воронки 2 и направляющего лотка 3 (рис.1), которые формируют поток груза и направляют его в середину ленты. Для обеспечения высокого срока службы ленты и роликоопор высота падения груза из воронки на ленту должна быть минимально возможной, а скорость и направление подачи груза должны быть близки к скорости и направлению движения загруженной ленты, это условие наиболее точно выполняется при параболическом очертании направляющей стенки воронки, которая воспринимает удары падающего груза. Углы наклона стенок воронки Для предохранения передней стенки от износа: - устанавливают броневой щит 1 из закаленной стали; - устраивают отдельные отсеки (карманы); - устанавливают листы износостойкой резины. Наилучший результат - при футеровке стенки гребенчатой износостойкой резиной. После выхода груза из створа направляющих бортов он должен находится в состоянии покоя. Соблюдение этого требования является основным для определения длины бортов. Длина направляющих бортов При разгоне на некоторую массу т сыпучего груза, находящемуся на участке ленты загрузочного устройства действуют следующие силы: - тяжести mg; - трения о стенки бортов F6 = mgkбfб; - инерции - j — ускорение при разгоне; - трения о ленту Fn = Nfn =mgcos Рисунок 2 В соответствии с расчетной схемой и принципом Даламбера сумма проекций этих сил на направлении движения ленты равна нулю.
где Кб - коэффициекг бокового давления груза на направляющие борта; fл - коэффициент трения груза о ленту; fб - коэффициент трения груза о направляющие борта; lб - минимальная длина бортов. Обычно принимают: lб = (1, 25...2)В; hб = (0, 3...0, 5)В; В1 Средняя масса груза, приходящаяся на 1 м длины борта Расчетная производительность Q = 3600FVср где vcp - средняя скорость движения груза; bср - расстояние между бортами; Средняя высота груза
Используя гидростатический закон распределения давления груза по высоте борта hcp (рис. 3), можно принять, что сила воздействия груза на борт равна среднему давлению, уменьшенному на площадь борта. Nб=
|