Определение натяжений в тяговом органе конвейера

Лекция 10. Определение натяжений в тяговом органе
     конвейера (методика тягового расчета)

Цель тягового расчета – при известных нагрузках на конвейер и коэффициентах сопротивления движению определить необходимую мощность для транспортирования и величину минимального и максимального усилий в тяговом органе по всей длине трассы конвейера.

Потребная мощность двигателя конвейера, кВт,

где W_о= S_нб – S_сб – окружная (тяговая сила), приложена по касательной к окружности приводного элемента (барабан, звездочка), требуется для преодоления всех сопротивлений движению, Н; S_нб и S_сб – натяжения в набегающей и сбегающей ветвях, Н; v – скорость тягового элемента, м/с; h_мех = 0,85 – кпд передаточного механизма.

Для определения полной тяговой силы конвейера пользуются методом последовательного обхода трассы по контуру или, что есть то же самое, обхода по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных участков трассы.

Пронумеровав точки сопряжений (рис. 10.1, а), начиная от точки сбегания тягового элемента с привода конвейера к точке набегания, находят последовательно натяжения во всех точках, и по разности натяжений на набегающей и сбегающей ветвях определяют тяговую силу.

Во всех случаях удобно начинать обход трассы от точки сбегания тягового элемента с привода.

Рекомендуемые материалы

При определении натяжения во всех точках контура пользуются общим правилом.

Натяжение тягового элемента в каждой последующей по ходу точке трассы равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками, т. е.

                                          S_i+1 = S_i + W_{i – (i+1)}.

Рис. 10.1. К определению натяжений в ленте: а – cхема трассы конвейера с гибким тяговым органом; б – график изменения натяжения в ленте – тяговая диаграмма конвейера

Тяговые расчеты обычно сопровождаются построением диаграммы натяжений (рис. 10.1, б), в которой графически изображаются полученные натяжения и законы их изменения.

Так как длина прямолинейных участков много больше размеров направляющих и поддерживающих устройств (блоки, звездочки, шины), то размеры последних в расчет не вводятся, и их считают сосредоточенными.

Диаграмма строится от точки 1 сбегания тягового элемента с привода, расположенного в головной части конвейера, в которой возникает усилие S₁.

Сопротивление движению на прямолинейных участках

W = ω×q_о×L,

где ω – общий коэффициент сопротивления движению, учитывающий и работу подъема, и работу по преодолению сил трения,

ω = sinb + c_оcosb,

где c_о – коэффициент сопротивления движению на ходовых (поддерживающих) устройствах; q_о – погонная нагрузка от веса подвижных частей конвейера, за исключением груза, Н/м; L – длина участка, м.

Кроме этого, в расчете участвуют C_б – коэффициент, учитывающий потери мощности (сопротивление движению тягового органа) при прохождении поворотных участков – отклоняющих, оборотных и концевых барабанов, блоков, звездочек; q_г – погонная нагрузка от веса груза, Н/м.

Определяем усилия, Н:

· S₁ – усилие пока не известно;

· S₂ = S₁ + W_1–2 = S₁ + ω q_o×L^" = S₁ + c_о q_o×L^";

· S₃ = C_б × S₂;

· S₄ = S₃ + W_3–4 = S₃ + ω q_o×L^' = S₃ + q_o(– sinb + c_оcosb)×L^' ;

· S₅ = C_б × S₄;

· S₆ = S₅ + W_5–6 = S₅ + ω(q_o + q_г)L^' = S₅ + (q_o + q_г)×(sinb + c_оcosb)×L^';

· S₇ = C_б ×S₆;

· S₈ = S₇ + W_7–8 = S₇ + ω(q_o + q_г)L^'' = S₇ + (q_o + q_г)×(sinb + c_оcosb)×L^''.

Следует отметить, что определение натяжений должно производиться с учетом направления движения тягового органа на наклонных участках. Так, если направление движения совпадает с направлением уклона, т. е. тяговый орган движется вниз, то и сопротивление в данном случае необходимо учитывать со знаком «минус». В этом случае составляющая силы тяжести «помогает» приводу. А на горизонтальных участках в силу того, что потерь мощности на подъем не происходит, учитываются только потери на трение при движении.

В данном случае не рассмотрены сопротивления, которые могут возникать, например, в месте установки загрузочных, очистных, разгрузочных и других устройств. При расчете конкретной машины эти сопротивления должны быть учтены на соответствующих участках трассы конвейера.

В дальнейшем, если выразить все натяжения через первоначальное S₁, можно отметить, что усилия на приводном элементе сведутся к соотношению следующего вида:

S₈ = a×S₁ + b,                                                 (10.1)

где а и б – численные коэффициенты после подстановки значений коэффициентов сопротивлений, погонных нагрузок и длин участков.

Далее производится определение всех натяжений в тяговом органе в соответствии с конструкцией конвейера:

– если привод с передачей усилия зацеплением, первоначальное натяжение принимается равным определенной величине;

– если привод фрикционный, с передачей тягового усилия трением, необходимо составить систему уравнений из выражения (10.1) и условия отсутствия проскальзывания ленты по барабану (уравнение Эйлера), откуда определяется усилие S₁.

Далее строится тяговая диаграмма, определяется тяговое (окружное) усилие на приводном элементе и рассчитывается требуемая мощность привода.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Требования, предъявляемые к психологу-консультанту и его работе".

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Каким методом производится уточненный расчет конвейеров с гибким тяговым органом?

2. Сформулируйте правило определения натяжений в тяговом органе конвейера.

3. Как определяется тяговая сила конвейера?

4. Как определяется требуемая мощность привода?

5. Опишите последовательность построения тяговой диаграммы.