3.5. Динамика цепных конвейеров

Недостатком цепных конвейеров является неравномерность хода цепи, пульсирующий характер ее движения при постоянной скорости вращения приводной звездочки. Длительность цикла пульсации равна времени поворота звездочки на угол α, соответствующий одному звену цепи. Вследствие неравномерности движения тяговой цепи в ней возникают динамические усилия, величина которых зависит от ускоре­ния и массы движущихся элементов конвейера и груза.

При угловой скорости приводной звездочки ω окружная ско­рость зуба υ_o и цепи υ_ц соответственно равны (рис. 16 а)

; , (3.39)

где φ – переменный угол, образуемый радиусом 01 и вертикалью; φ=ωt, t – время поворота звездочки на этот угол; R₀ – радиус начальной окружности звездочки. Ускорение цепи

. (3.40)

Рассмотрим три положения звездочки (рис. 16 б):

Рис. 16. Схема к расчету динамических параметров тяговой цепи:

а - привод­ная звездочка; б - положения звездочки

Графики изменения скорос­ти и ускорения цепи при вращении звездочки пока­заны на рис. 17. В мо­мент (третье положение), когда один зуб звездочки выходит из зацепления с шарниром цепи, а следую­щий входит, ускорение цепи мгновенно возраста­ет на величину 2j_{ц max}, динамическая составляю­щая S_дин и полное усилие S_расч, действующее на цепь в этот момент, равны:

(3.41)

(3.42)

где m_пр – приведенная масса груза и движущихся частей конвейера, подчиняющаяся закономерности (3.39); S_ст – статическое усилие, определяемое методом последовательного обхода по контуру.

Из-за наличия зазоров в шарнирах цепи, ее провисания динами­ческое усилие передается не на всю длину цепи. В некоторых конвей­ерах, например скребковом, в пульсирующем движении участвует не вся масса груза [l, 2] . Величину приведенной массы определяем по формуле

, (3.43)

где к^/ и к^// – коэффициенты участия соответственно груза и движущихся частей конвейера в колебательном, пульсирующем движении: к^/ = (0,3÷0,5) для скребкового, (0,7÷0,9) – для пластинчатого, (1) – для прочих конвейеров; к^// = 2; 1,5; 1,0 при длине конве­йера L соответственно до 25; (25÷60) и более 60 м.

Рис. 17. Диаграмма скорости (а) и ускорения

(б) тяговой цепи

Максимальное ускорение (3.40) c учетом того, что

и

равно

, (3.44)

где t_ц – шаг цепи, n – частота вращения звездочки, мин^-1.

Ускорение цепи и, следовательно, динамичес­кая составляющая нагрузки на цепь при постоянных размерах звездочки прямо пропорци­ональна квадрату скорости, а при постоянной скорости и диаметре звездочки обратно пропорциональны числу зубьев звездочки и прямо пропорциональны шагу цепи. Поэтому для высокой производительности цепных конвейеров (большой скорости) следует использовать короткозвенные цепи и звез­дочки с большим числом зубьев, то есть большего диаметра. С целью снижения массы цепи рекомендуется применять длиннозвенные цепи, но при этом необходимо уменьшить скорость конвейера.

Подставив в (3.41) выражения (3.43) и (3.44) получим для динамической составляющей силы S_дин, действующая на цепь,

. (3.45)

В связи с тем, что большинство торфоперерабатывающих пред­приятий работает в непрерывном режиме (мало остановок оборудова­ния) и инструкциями по эксплуатации оборудования предусматривает­ся остановка предварительно разгруженных конвейеров, расчет усилий в тяговом элементе цепных конвейеров в период пуска не производят.