Практичне заняття № 11

Тема: Визначення сил опору руху тягового органа в стрічковому конвеєрі.

Мета роботи: Вивчити методику розрахунку сил опору руху тягового органу в стрічковому конвеєрі.

План

1. Розрахунок сили опору руху тягового органа.

2. Визначення колової сили на привідному барабані.

3. Визначення опорів методом обходу стрічки по контуру.

4. Визначення необхідної потужності двигуна приводу.

Послідовність розрахунку

1. Розраховують сили опору руху тягового органа.

а) Сила опору W₁ обумовлена розгоном вантажу від початкової швидкості v_о до швидкості стрічки v, може бути визначена по формулі:

б) Сила опору переміщенню стрічки на прямолінійній робочій ділянці транспортера W₂

Таблиця 24

Ремені плоскі приводні гумовотканинні^*

Ширина, ременів, В, мм	Кількість тягових прокладок при різній номінальній їхній міцності
	55	150	200	300
200,250	3...6	3...4	3...4	3
280,315	3...6	3...4	3..4	3
355	3...6	3...5	3...4	-
400,450	3...6	3...5	3...4	-
500,560	3...6	3...5	3...4	-
700	-	3...5	3...4	3...4
750,800,900,1000,1100	-	3...5	3..4	3...4
1200	-	3...6	3..5	3...6

^*Витяг із ГОСТ 23831—79

де L, - довжина транспортера, м;

q_гр - маса вантажу на 1 м довжини транспортера, кг/м;

q_Т - маса тягового органа довжиною 1 м, кг/м;

w_s - коефіцієнт опору руху стрічки.

q_гр визначають за формулою:

q_Т визначають по формулою:

де В - ширина ременя, м;

_р щільність ременя, кг/м³ (для прогумованих ременів _р =1100 кг/м³);

 - товщина стрічки, м.

Для визначення  необхідно, задавшись міцністю тягових прокладок, визначити їхню кількість по табл. 23 або. 24.

Тоді:

де Σ _пр - сумарна товщини тягових прокладок визначається по формулі:

де _пр - товщина однієї тягової прокладки, приймають із табл. 25 або 26;

Z - число прокладок.

Сумарну товщину обкладинок Σ _об визначають по формулі:

де _р й _нр (мм) - товщини обкладинок відповідно робочої й неробочої поверхонь стрічок. Для приводних ременів вони рівні і їхні значення приймають із ряду: 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0. Для конвеєрних стрічок - з табл.27.

Таблиця 25

Товщина тканинних прокладок

Номінальна міцність прокладки, Н/мм	З гумовим прошарком		Без гумового прошарку
	Із синтетичних ниток	З комбінованих ниток
55	2,0	-	-
100	1,9	-	-
150	1,4	-	-
200	1,3	1,9	1,6
300	1,2	1,6	1,3
400	-	-	1,15

^*Витяг із ГОСТу 20-76

Таблиця 26

Товщина тканинних прокладок^*

Номінальна міцність прокладки, Н/мм	З бавовняних ниток	З комбінованих ниток	З синтетичних ниток	З бавовняних ниток	З комбінованих ниток
	Для ременів з гумовим прошарком			Для ременів без гумового прошарку
55	1,50	1,20	-	1,25	1,00
150	-	-	1,3	-	-
200	-	-	1,4	-	-
300	-	-	1,5	-	-

^* Витяг із ГОСТу 23831—79

Таблиця 27

Товщина зовнішніх обкладинок стрічок

Тип стрічки стрічки	Вид стрічки	Товщина зовнішніх обкладинок стрічки з гуми марок
		А		В		С
2	Загального призначення
4	Загального призначення	-	-	-	-	; ;

^* Витяг із ГОСТу 20—76

^** У чисельнику товщина в мм гумової обкладки на робочій поверхні стрічки; у знаменнику - на неробочій.

Якщо стрічка опирається на плоский настил, то W_s=f, де f - коефіцієнт тертя ковзання стрічки по настилу (при сталевих настилах W_s = 0,35...0,60, при дерев'яних чистоструганих - W_s = 0,40...0,70). Якщо стрічка опирається на роликові опори, то W_s = 0,06...0,10 (менші значення для прямих роликоопор, більші - для жолобчастих).

Діаметр, довжина роликів і кути їхнього нахилу залежно від ширини стрічки для стандартних конвеєрів наведені в таблиці 28.

Таблиця 28

Параметри роликів стандартних конвеєрів^*

Ширина стрічки, В, мм	Діаметр ролика, Dр, мм	Довжина ролика, мм				Кути нахилу роликів, град
		Стаціонарний L	Пересувний L	Жолобчасті		α1	α2
				L1	L2
300	6,3	400	-	-	-	-	-
400	63, 89, 108	500		160		10
500		600		200		20
600	63, 89, 108, 133	750		250		30
800	63, 89, 108, 133, 159, 194, 219, 245	950	1150	315	465		10
1000	89, 108, 133, 159, 194,219, 245	1150	1400	380	600	10 20 30 45
1200		1400	1600	465	670

^* Витяг із ГОСТу 22645-77

Конструктивні розміри роликів наведені в табл.29.

Відстань між роликами під робочою віткою прогумованої стрічки приймають - l_р = 0, 8...1,2м, під холостою віткою - в 2 рази більшим. У місцях завантаження відстань між роликами l_рз дорівнює:

При транспортуванні штучних вантажів відстань між опорами повинна бути таким, щоб цей вантаж увесь час перебував не менш, ніж на 2 роликах, тобто

де l_гр- розмір вантажу, паралельний напрямку його транспортування.

Позначення ролика:

Ролик Г-133380-1614 ГОСТ 22646-77

де Г - ролик гладкий,

133 - діаметр ролика в мм,

380 - довжина ролика в мм,

16 - довжини лиски в мм,

14 - ширина лиски в мм.

Таблиця 29

Конструктивні розміри роликів^*

Діаметр, Dр, мм	Довжина роликів, L, мм									Ширина лиски, s, мм	Довжина лиски, a, мм
63	160	200	250	315	400	500	600	750	950	8	10
89	160	200	250	3,15	380	465	500	600	670	12	14
108	160	200	250	315	380	455	500	530	600	14	16
133	250	315	380	465	530	600	670	750	900	14	16
159	900	950	1000	1115	125	1400	1500	1600	-	18	20
194	1000	1150	1250	1400	-	-	-	-	-	22	24

* Витяг із ГОСТу 22646—77 (СТ СЭВ 1334-78).

в) Сила опору переміщенню стрічки на неробочій ділянці W₃

Якщо стрічка на цій ділянці вільно провисає, то w_s = 0.

г) Сила опору при розвантаженні W₄ залежить від способу розвантаження. При розвантаженні за допомогою щитків W₄ приблизно можна визначити за такою формулою:

Схема сил опору представлена на рис. 3.

2. Визначають колову силу на привідному барабані F_t

де c₁ = 1,1...1,3 - коефіцієнт, що враховує опір стрічки перегинам на всіх барабанах крім привідного, і опір обертанню цих же барабанів; менше значення приймається при одному натяжному барабані, більше при 2-х і більше натяжних барабанах.

3. Визначають методом „обходу по контуру” натягу в перетинах робочої та холостої віток транспортера.

де S₁ - натяг у вітці стрічки, що набігає на приводний барабан;

К_o - коефіцієнт запасу натягу; для транспортерів із гвинтовим натяжним пристроєм K_o = 1,3; при натягуванні вантажем K_o=1,0;

e= 2,72 - основа натуральних логарифмів;

f - коефіцієнт тертя між стрічкою і барабаном (див. таблицю 30);

α- кут обхвату стрічкою приводного барабана в радіанах.

Таблиця 30

Коефіцієнти тертя (зчеплення) стрічки з приводним барабаном

Матеріал стрічки і барабана	Коефіцієнт тертя (зчеплення)
Прогумована стрічка, барабан сталевий або чавунний Прогумована стрічка, дерев'яне футерування Прогумована стрічка, матерчате футерування Прогумована стрічка, гумове футерування Бавовняна стрічка, барабан сталевий або чавунний Бавовняна стрічка, барабан футерований деревом або тканиною	0,2...0,3 0,3...0,35 0,35...0,4 0,4...0,5 0,15...0,20 0,25...0,30

де W₁, W₂, W₄ - раніше розраховані сили опору.

де з₁ =1,1 – для одного барабана (див. п. 5).

4. Уточнюють значення окружної сили F_t

і можливість передачі її. Передача цієї сили можлива, якщо виконується умова:

5. Виконують перевірочний розрахунок стрічки на міцність по максимальному натягу:

де Κ - навантаження, що припадає на 1 мм ширини однієї прокладки;

К_р - допустиме навантаження на 1 мм ширини однієї прокладки;

В - ширина стрічки, мм;.

Z - прийняте раніше число прокладок стрічки.

Допустиме навантаження Кр визначають для конвеєрних стрічок по табл.31, для приводних ременів - по табл. 32.

6. Вибирають типи барабанів (литий чавунний або зварний сталевий) і визначають їхні розміри. Для стаціонарних транспортерів із прогумованою стрічкою діаметр приводного барабана:

натяжного барабана:

Для пересувних відповідно:

Розрахункове значення діаметра барабана округляють до найближчого стандартного за ГОСТ 22645-77 (160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1400, 1600, 2000, 3000 мм).

Таблиця 31

Допустиме навантаження для конвеєрних стрічок^*

Вид стрічки	Кут нахилу транспотера, β, град	Число тягових прокладок, z	Допустиме робоче навантаження, Кр, Н/мм при номінальній міцності
			400	300	200	150	100	55
Загального призначення	до 10	до 5	50	36	25	18	12	7
	>10	>5	45	32	22	16	10	6

* Витяг із ГОСТу 20-76

Таблиця 32

Допустиме навантаження для приводних ременів^*

Міцність прокладки, Н/мм	Допустиме робоче навантаження Кр, Н/мм
55	5,5
100	10,0
150	15,0
200	20,0
300	30,0
400	40,0

^*Витяг із ГОСТу 23831-79

Часто діаметр приводного і натяжного барабанів роблять однаковими.

Довжину барабана приймають на 30...50 мм більшою ширини стрічки. Кріплення приводного барабана на ведучому валу звичайно здійснюють за допомогою шпонок. Натяжний барабан можна виконати обертовим на нерухомій осі або обертовим разом з віссю. Натяг стрічки здійснюється звичайно переміщенням у напрямній осі натяжного барабана періодично за допомогою гвинтового з'єднання або постійно за допомогою вантажу, пружини та ін.

7. Визначають необхідну потужність двигуна:

де К=1,1 - коефіцієнт, що враховує короткочасне перевантаження в момент пуску транспортера з вантажем;

η_тр - к. п. д. трансмісії; попередньо приймають 0,6...0…0,8 в залежності від типу та кількості передач трансмісії;

с_о-1,1...1,3 – коефіцієнт, що враховує втрати на перегин стрічки й в опорах приводного барабана.

Вибирають тип двигуна й записують його параметри.

8. Визначають передаточне число трансмісії

де ω_ном - номінальна кутова швидкість вала електродвигуна;

ω_б - кутова швидкість приводного барабана, яку визначають по формулі:

9. Визначають рушійну силу зворотнього ходу стрічки транспортера. Цей випадок може мати місце при відключенні двигуна або порушенні силового зв'язку в схемі привода (розрив ременя, ланцюга, руйнування·деталей трансмісії і т.ін.). Рушійна сила зворотнього ходу дорівнює:

де с₂=1,21...1,69 - коефіцієнт, що враховує втрати - енергії на перегин стрічки на барабанах та в опорах підшипників барабанів.

Якщо значення F_ох виявиться більше нуля, необхідно встановлювати зупинник.

10. Вибирають тип зупинника, креслять його ескіз і роблять розрахунок.

Якщо холоста вітка стрічки провисає, то: а) при визначенні W_s у п. 4 потрібно w_s прийняти за нуль; б) натяг в перетинах 2 та 3 стрічки визначають за формулами:

де S_o - натяг у стрічці в середині міжцентрової відстані L;

g - прискорення вільного падіння.

S_o визначають по формулі:

де f - стріла провисання холостої вітки.

У розрахунках приймають 0,02L≤ f ≤0,04L.