2.1.3.2 Розрахунок оптимальної потужності приводу

Нижче наводяться основні співвідношення і розрахункові формули розрахунку потужності приводу ланцюгового вертикально- замкнутого конвеєра , методом обходу по контору , на прикладі його прототипу -установки типу УСГ -К .

 При прийнятті числа напрямків сортування по один бік конвеєра n = 28 з двобічним розміщенням накопичувачів та кроком 1 м їх розміщення, що дорівнює кроку l_кн закріплення візкових скидачів до тягового ланцюга, довжина холостої (робочої) гілки дорівнює довжині прямолінійної ланки L_пл конвеєра

L_пл  4 + nl_кн  4+35*1=38 м.

У випадку прийняття рівномірного розподілу вантажів по накопичувачах, що створюють навантаження x_А, оптимальне та граничне навантаження відповідно дорівнюють

M( x_А) = x_А опт  = 5725 Н

та

x_А гр = a_max n = 30*35 = 10500 Н

де a_с та a_max – математичне очікування та максимальне значення маси вантажу (у даному випадку – посилки, що дорівнює 6 кг за статистичними обстеженнями згідно з [11, 20]); a_max – максимальна маса вантажу (посилки – 30 кг).

Натяг S₁  ланцюга в початковій точці 1 контуру – в точці збігання ланцюга з приводної зірочки приймається, як початковий натяг S₀,  наприклад, S₁ = S₀   1000 Н, а натяг S₂   в точці 2 визначається як сума натягу S₁   в початковій точці 1 та сили опору W_хг на холостій гілці конвеєра, тобто

S₂ = S₁ +  W_хг.=1000+11162,8389=12162,8389 Н

Сила опору на холостій гілці конвеєра визначається у вигляді

W_хг  = q_хг gL_пл _хг,=25.62*9,8*38*0.117 = 11162,8389 Н

де q_хг – погонне навантаження на холостій гілці конвеєра, що дорівнює погонній масі рухомих частин конвеєра (маса візкового скидача складає 20,4 кг) та масі ланцюга приведених до 1 м довжини останнього (погонна маса ланцюга ВР-1-100-12,5-5,32 ГОСТ 588 – 74 складає 5,8 кг/м, а його довжина між візками – 0,9 м);  _хг – коефіцієнт опору руху візкового скидача на циліндричних опорних роликах по холостій гілці конвеєра, що визначається у вигляді

_хг = (_тр d_ц + 2k)/D_р=(0,2*15 +2*0.6)/36=0.117

з урахуванням наступних конструктивних параметрів: _тр = 0,2 – коефіцієнт тертя ковзання ролика по сталі направляючих опор (матеріал ролика  – поліамід 68); k_тр = 0,06 см – коефіцієнт тертя гойдання ролика по сталі; D_р = 36 мм – діаметр ролика; d_ц = 15 мм – діаметр цапфи (конкретні значення параметрів наводяться для установки типу УСГ-К, за яких q_хг = 25,62 кг/м, _хг = 0,117, W_хг = 11162,8389Н, S₂  =12162,8389 Н [11, 20]).

Натяг S₃   у точці 3 за спрощення для практичних розрахунків визначається – як сума натягу S₂   в точці 2 та сили опору на натяжній зірочці конвеєра у вигляді

S₃ = k_нзS₂ +  W_см=1,06*12162,8389 +40=12932,6094 Н

де коефіцієнт запасу k_нз = 1,05 ... 1,07 при куті обхвату зірочки 180; W_см  40 Н – опір, що виникає при роботі стартового механізму. При підстановці значення k_нз = 1,06 у вираз (4.3.41) натяг S₃   в точці 3 дорівнює 12932,6094 Н.

Натяг S₄   в точці 4 визначається як сума натягу S₃   в точці 3 та сили опору на робочій гілці конвеєра

S₄ = S₃ + W_рг

при визначенні сили опору W_рг  на робочій гілці у свою чергу як суми сили опору W_чрг = q_хг gL_пл _рг = 25.62*9,8*38*0.131 = 12498,6 Н транспортування маси рухомих частин конвеєра на робочій гілці, сили опору

W_тв = 0.131*9,8*572,5 = 7349,7549 Н транспортування вантажів та сили опору W_св =79,9 Н, що виникає при скиданні вантажів, тобто

S₄ = S₃  + W_чрг + W_тв + W_св,= 12932,6094 +12498,6+734,98+7,99 = 32860,8828 Н

Матеріал та розміри роликів візка, що застосовуються на холостій і робочій гілках конвеєра є однаковими, тому коефіцієнт опору _рг руху візка по робочій гілці визначається у відповідності з визначенням цього коефіцієнта _хг для холостої гілки з додаванням додаткового опору

_рг = _хв + _рг, що виникає за рахунок конусності роликів і визначається у вигляді

_рг = 4b_р_тр sin _к/3D_р,

де b_р = 20 мм та _к =12 – відповідно значення ширини та кута конусності ролика за яких _рг = 0,131, W_чрг = 12498,6 Н.

За наявності на конвеєрі вантажів з масою, що дорівнює x_А сила опору при їх транспортуванні визначається у вигляді

W_тр  = _рг gx_А= 0,131*9,8*572,5 = 7349,7549 Н

Сила опору W_св, що виникає при скиданні вантажів залежить від їх маси, числа одночасного їх скидання та конструктивних параметрів скидачів і визначається для середнього навантаження з урахуванням скидання одного вантажу з середньою масою a_с при його розміщенні у центрі поворотної платформи, а для граничного навантаження – скидання n вантажів з максимальною масою a_max при їх найбільш віддаленому розміщенні від центра платформи у вигляді [11]

W_св = k_вш g(a_в + a_п)l_цв tg _с(1 –  tg _с)/l_цп(1 – _ор tg _с)

або [20]

W_св = (a_в l_цв + a_пl_цп)( tg _с + _ор)/ r_в=(6*0.14+9*0.14)( tg20*0,131)/0,13 =

=79,9567 Н,

де k_вш = 1,1 – коефіцієнт урахування втрат в шарнірі; a_в та a_п = 9 кг – маса вантажу та платформи; l_цв та l_цп = 140 мм – відстань центрів тяжіння вантажу та поворотної платформи до вісі обертання; _ор = 0,131 –коефіцієнт опору руху ролика відхиляючого важеля по стрілці; _с = 20 –кут відхилення стрілки при скиданні вантажу; r_в = 130 мм – довжина відхиляючого важеля.

Втрати S_4 – 1 на ланках від точки 4 до точки 1 визначаються опором на приводній зірочці у вигляді

S_4 – 1 = k_пз S₄ =1.06 *32860,8828 = 34832,5352 Н

при підстановці коефіцієнта втрат k_пз = 1,06 і у свою чергу визначають необхідне тягове зусилля конвеєра у вигляді

W_т = S₄ – S₁=32860,8828 -1000 = 33832,5352 Н

Потужність N_п приводу, що забезпечує необхідне тягове зусилля W_т визначається за формулою

N_п = W_т v_тр/1000 =33832,5352 *0.75/0.75*1000*0,8 = 45,31 кВт,

де необхідна швидкість транспортування вантажу визначається з урахуванням заданої в технічних умовах продуктивності конвеєра