Исследование устойчивости скребка Теоретическое обоснование

Под устойчивостью скребка следует понимать его способность сохранять первоначальное положение при транспортировании груза.

Скребок жестко крепится к звену цепи. В процессе работы конвейера порция груза стремится отклонить скребок (повернуть его на угол ε). При большом отклонении возможно всплывание и заклинивание скребка. Отклонению скребка препятствует натяжение цепи. Работа скребка считается устойчивой, если угол ε = 2–3⁰.

Рассмотрим схему сил, действующих на скребок и звено це­пи наклонного конвейера (рисунок 10.2). Для упрощения решения задачи массу скребка не учитываем.

Рисунок 10.2 — Схема сил, действующих на высокий скребок

Под действием силы сопротивления движению порции груза W_г скребок поворачивается на угол ε. При транспортировании сыпу­чего груза давление его на скребок распределяется по закону тре­угольника и результирующая сила W_г будет расположена на высо­те 1/3 h_ж. С учетом того, что высота скребка принимается боль­ше высоты желоба для практических расчетов плечо h действия силы W_г принимается равным 0,8 h_c. При транспортировании кус­ковых грузов возможен вариант, что сила W_r воздействует на скребок у его нижней кромки. В этом случае h = h_c.

Условие равновесия скребка

Сопротивление движению груза состоит из составляющей силы тяжести m_г gsinβ и силы трения о дно желоба m_г gfcosβ.

Масса груза перед скребком m_г =В_жh_жt_cψ;

Решая уравнение (10.1) с учетом зависимости (10.2);

.

Таким образом, из условия устойчивости скребка на натяжение F тягового органа влияют конструктивные параметры конвейера (высота и ширина желоба, шаг цепи и скребков, угол наклона кон­вейера к горизонту) и физико-механические свойства груза (коэф­фициент трения о дно желоба; угол естественного откоса, влияющий на коэффициент заполнения желоба).

Учитывая то, что

.

Описание экспериментальной установки

С целью упрощения конструкции и уменьшения погрешности при измерении натяжения тягового элемента цепь со скребком и боковые стенки в лабораторной установке остаются неподвижными, а движется дно желоба.

Лабораторная установка (рисунок 10.3) состоит из ленточного конвейера 1, установленного на основание 2. К раме конвейера прикреплены кронштейны 11 и 15 для крепления стенок желоба 14, скребка 13 с жестко присоединенной к нему тягой 10, имитирующей звено цепи, и динамометра 9. В тяге имеются отверстия 4 на расстоянии 100, 150, 200 мм от оси поворота скребка. Таким образом, шаг цепи может иметь значения 100, 150 и 200 мм. Тяга при помощи кана­та 7, огибающего направляющий блок 8, соединяется с динамометром.

8 9 10 11 12 13 14 15

Рисунок 10.3 — Схема лабораторной установки:

1— конвейр ленточный; 2 — основание; 3— рукоятка ; 4 — отверстие; 5 — стрелка;

6 —шкала; 7 —канат; 8 — направляющий блок; 9 — динамометр; 10 — тяга;

1 1и 15 — кронштейны; 12 — натяжная гайка; 13 — скребок; 14 — желоб;

16 — упор; 17 — стойка

Натяжение каната осуществляется, гайкой 12 и отсчитывается по шкале динамометра. Транспортируемый груз засыпается на ленту кон­вейера и при вращении рукоятки 3 транспортируется в направлении скребка, сгруживаясь перед последним в форме неравнобокой трапеции. Так как для рассыпного груза точно определить величину плеча h действия силы W_г не представляется возможным, в экспериментальных исследованиях используем штучный груз. Он воздействует на скребок у его нижней кромки_, т.е. плеча h– h_с. Скребок и тяга при этом поворачиваются на угол ε, измеряемый стрелкой 5 по шкале 6. Для изменения угла наклона транспортера к горизонту имеется стойка 17 с упорами 16.