5. Приводные блоки стационарных транспортных средств

Гибкие тяговые элементы конвейеров (лента, скребковая цепь), бесконечной канатной откатки (канат) перемещаются непрерывным перематыванием ведущими барабанами, звездочками, шкивами. Канатно-транспортные установки (одноконцевые, двухконцевые, маневровые, скреперные лебедки) поступательное перемещение груза осуществляют навивкой каната на ведущий барабан.

Схема приводного блока приведена на рис. 5.1.

5.1. Барабаны и шкивы трения

Тяговая сила приводного блока образуется при фрикционном взаимодействии его поверхности с гибким тяговым элементом. Для создания силы трения гибкий тяговый элемент прижимают к поверхности барабана, что наиболее просто осуществляется натяжной станцией.

Аналогично движителям (раздел 4) тяговая способность приводных блоков ограничивается предельным моментом и прочностью фрикционного контакта гибкого тягового элемента с барабаном или шкивом.

Заменим крутящий момент парой сил а воздействие на приводной блок гибкого тягового элемента - его натяжениями ,приложенными в точках набегания и сбегания соответственно.

Рис.5.1. Расчетная схема к определению тяговой силы приводного блока

Условие равновесия блока имеет вид

,(5.1)

где - радиус изгиба тягового элемента на приводном блоке. Откуда тяговая сила приводного блока

.(5.2)

Для тормозного режима ввиду чего тяговая сила имеет отрицательное значение.

Текущее значение тяговой силы всегда равно силе тяги, требуемой для перемещения распределенного груза. Так, для расчетной схемы по рис. 5.1 справедливо соотношение

,(5.3)

где - суммарная сила тяги для перемещения гибкого тягового элемента и ее составляющие.

Максимальная тяговая сила "по моменту".

Номинальный режим работы барабанов и шкивов трения - отсутствие срыва сцепления и пробуксовки относительно гибкого тягового элемента. Условие реализации номинального режима:

(5.5)

где - сила трения покоя взаимодействующих пар.

Ниже приведены расчеты максимальной тяговой силы "по сцеплению" для различных схем приводных блоков ленточного конвейера и рассмотрены условия обеспечения их работоспособности.

5.1.1. Однобарабаннын приводной блок

Дано: - коэффициент трения ленты о барабан; - угол обхвата барабана, рад; - натяжение ленты в точке сбегания с барабана.

Определить: -максимальную тяговую силу «по сцеплению».

При скольжении поверхности барабана относительно ленты соотношение натяжений определяется формулой Эйлера

,(5.6)

Тогда сила трения скольжения

, (5.7)

График зависимости натяжения ленты от угла обхвата в режиме пробуксовки приведен на рис. 5.2, а.

Сила трения определяется разностью натяжений ленты в точках набегания и сбегания, пропорциональна каждому из них, значениям коэффициента трения и угла обхвата. Причем увеличение позволяет снизить значение , сохраняя неизменной их разность.

Рис. 5.2. Расчетные схемы передани тяговой силы и графики зависимостей натяжения ленты от угла обхвата: а - режим пробуксовки; б - номинальный режим.

Из выражения (5.7) с учетом (5.5) тяговая способность однобарабанного привода (максимальная тяговая сила «по сцеплению») составит

,(5.8)

где - коэффициент запаса тяговой способности.

Работоспособность приводного блока обеспечивается при .

Для заданой тяговой силы (сумма сил тяги) норматив минимально допустимого натяжения ленты на приводном барабане составит

. (5.9)

Обеспечение натяжения ленты на приводном блоке не менее гарантирует номинальный режим работы привода, т.е. передачу требуемой тяговой силы без срыва сцепления.

Для построения графика зависимости натяжения ленты от угла обхвата при отсутствии срыва сцепления (номинальный режим) обозначим на ней точку А, совпадающей с точкой набегания 1 (рис. 5.2, б). На расстоянии от точки А обозначим точку В и провернем барабан на угол, при котором последняя совпадет с точкой сбегания 2. Расстояние между точками изменится и составит ввиду перехода упругой ленты в зону больших натяжений, что легко устанавливается опытным путем. При сокращении ленты ее поверхность смещается относительно поверхности барабана (упругое скольжение), что имеет место на дуге обхвата, соответствующей углу (угол скольжения).

Следовательно изменение натяжения ленты на участке ВС поверхности барабана соответствует выражению (5.7), а график зависимости совпадает с графиком изменения натяжения ленты при срыве сцепления. Доказано, что на участке АС натяжение ленты не изменяется и тяговая сила не передается, так как по концам отрезка ленты ВС натяжение одинаково, лента не сокращается и неподвижна относительно барабана. Угол обхвата , соответствующий дуге ВС, называют углом покоя. При увеличении нагрузки и передаваемой окружной тяговой силы угол обхвата также увеличивается. При наступает срыв

сцепления. Для возврата в нормальный режим работы привода необходимо снизить нагрузку или увеличить натяжение ленты.

Требуемое натяжение ленты создается выбором усилия натяженой станции. Например, для схемы конвейера (рис. 5.1), а зависимость усилия натяжной станции от требуемого натяжения ленты в точке сбегания составит

.(5.10)

Угол обхвата однобарабанного привода ограничен значением 210...240°. Для его увеличения применяют двухбарабанные приводные блоки.