1064
.pdf3.3.3 Определить силу F2 , необходимую для движения рамки 4, запол-
ненной слежавшимся материалом 2.
Полость 4 заполнить материалом 2 вровень с краями. Положить на по-
|
верхность материала прокладку 6 и груз 7 (гирю) массой m7 |
( m7 4…5 |
||||||||||
|
кг). Тогда на поверхность среза 10 будет действовать сила G : |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
G Gм m7 g . |
|
|
|
|
|||
СибАДИ |
||||||||||||
|
Установить на канатный подвес 8 гири 9 массой |
m92 до страгивания |
||||||||||
|
рамки 4 с места. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Тогда F2 m92 g . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Каждый |
з указанных опытов выполнить не менее 3-х раз. |
|
|
|
|||||||
|
3.3.4 Определ ть с лы Fт внутреннего трения в исследуемом материа- |
|||||||||||
|
ле по формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Fт1 |
F1 F0 |
(рыхлый материал); |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Fт2 F2 F0 (слежавшийся материал). |
|
|
|
||||||
|
3.3.5 Определ ть коэффициент fв внутреннего трения по формулам: |
|||||||||||
|
|
|
fв1 |
Fт1 / Gм |
(рыхлый материал); |
|
|
|
||||
|
|
|
fв2 Fт2 / G (слежавшийся материал). |
|
|
|
||||||
|
3.3.6 Определить угол внутреннего трения: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
i arc tg fвi . |
|
|
|
|
|||
|
Результаты занести в таблицу 1. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Таблица 1 – Характеристика насыпного груза |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Материал |
|
Состояние |
|
Плот- |
|
Угол естест- |
|
Коэф. |
|
Угол |
|
|
|
|
|
|
ность, |
|
венного откоса, |
|
внутр. |
|
внутр. |
|
|
|
|
|
|
т/м3 |
|
град. |
|
трения |
|
трения |
|
|
Песок |
Рыхлый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Слежавшийся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Дробь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Контрольные вопросы
1 Изобразить конус исследуемого материала. Проставить размеры ,
D и h .
2 В каких машинах, процессах и установках следует учитывать коэффициент внутреннего трения материала?
СибАДИ3 Как влияет на размеры штабеля угол естественного откоса?
Лабораторная работа № 3
ЭК ПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА УРАВНЕНИЯ ЭЙЛЕРА
В основу расчета ленточных тормозов и ленточных конвейеров положено уравнен е Эйлера, устанавливающее связь между силами натяжения набегающей сбегающей ветвей гибкого элемента, огибающего цилиндрическ й барабан.
Цель работы
Экспериментальным путем установит степень достоверности уравнения Эйлера.
Применяемое оборудование
Экспериментальная установка, образцы гибкого элемента, набор гирь, измерительный инструмент.
Описание установки
На стойке 1 (рисунок 1) закреплены барабаны 2 и 3, на которых может быть установлен тот или иной образец гибкого элемента 4. На стойке закреплен кронштейн 5, в пазах которого может быть установлена ось барабана 6. Гибкий элемент 4, кроме указанного положения между барабанами
2 3, может занимать положения, указанные векторами F21 , F22 , F23 . Положение вектора F22 соответствует углу обхвата барабана гибким элементом = 1800. Натяжение концов гибкого элемента F1 и F2 обеспечено наборами гирь (не указаны). На барабане 3 закреплен гибкий элемент с набором гирь, создающим уравновешивающую силу F3 (не обозначены).
12
Рисунок 1 – Схема установки
4 Теоретическая часть
Согласно уравнению Эйлера сила натяжения набегающего конца гиб-
кого элемента |
|
F |
F |
|
е тfт , |
|
|
|
|
|
(1) |
||||
|
|
1т |
2т |
|
|
||
где F2т - натяжение сбегающего конца гибкого элемента; |
|
||||||
е – основание натуральных логарифмов (е = 2,72); |
|
||||||
т - угол обхвата барабана лентой (рад); |
|
||||||
fт - коэффициент трения. |
|
|
|
|
|
|
|
СиОкружная силабА(сила трения) ДИ |
|||||||
F0т |
F1т F2т . |
(2) |
|||||
Уравнения (1), (2) можно преобразовать к виду: |
|
||||||
F |
|
F |
е тfт |
|
|
|
|
0т |
|
|
; |
(3) |
|||
|
|
|
|||||
1т |
|
е тfт 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
F |
|
|
F0т |
|
; |
(4) |
|
2т |
|
е тfт 1 |
|
|
|||
|
|
|
|
13
|
откуда |
|
т fт lg е lg F1т F2т , |
|
(5) |
||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
lg F1т |
F2т ; |
|
|
|
||
|
|
|
|
т |
|
|
|
(6) |
|||||
|
|
|
|
fт |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
lg е |
|
|
|
|||
|
|
|
|
f |
|
|
1 |
|
lg F1т |
F2т . |
|
(7) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
СибАДИ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
т |
|
т |
lg е |
|
|
|
||
|
|
|
|
5 Экспериментальная часть |
|
|
|
||||||
|
Для каждого в да г бкого элемента провести испытания, обеспечив |
||||||||||||
положен я г |
бкого элемента 4 в соответствии с направлениями векторов |
||||||||||||
F2 , F21 , F22 |
F23 (см. р сунок 1). Определить соответствующие углы об- |
||||||||||||
хвата барабана 3 элементом 4 по формуле вида |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
i |
1800 i , |
|
|
|
|||||
где i arctg с/а |
ли i |
arctg b/d |
(рисунок 2). Размеры a, b, c |
||||||||||
d определ ть непосредственным измерением. Результаты занести в табли- |
|||||||||||||
цу 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Та лица 1 – Результаты измерений |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Размеры установки, мм |
|
Приращение угла, град. |
||||||||||
|
a |
|
b |
c |
|
|
|
|
d |
2 |
21 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обеспечить натяжение концов элемента 4 с помощью набора гирь с |
||||||||||||
тем, чтобы F1- F2 = F3 (рисунок 3). При этом |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Fi = mi g, |
|
|
|
|
||
где mi – масса набора гирь, кг; g – ускорение свободного падения. |
|||||||||||||
|
При этом mi для силы F2 |
должно составлять 3…4 кг; mi для силы F1 в |
3…4 раза больше; mi для силы F3 –до уравновешивания.
Принимая значение F2 ( при всех вариациях) известным, определить и F1Т по формуле (1) и формуле (3), соответственно полагая в
формуле (3) Fo= F3.
14
СибАДИР сунок 2 – Определение угла обхвата Рисунок 3 – Уравновешивание сил
Значения углов (рад.) принимать для каждого положения гибкого элемента; коэффициент f = 0,3 – для капроновой ленты; f = 0,1 – для стального каната.
По формулам (6), (7) вычислить действительные значения параметрови f (значение F1 и F2 из эксперимента).
Результаты занести в таблицу 2.
15
|
|
|
Таблица 2 – Экспериментальные и расчетные данные |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экспериментальные значения |
|
|
|
Теоретические значения |
||||||||||
|
|
параметров |
|
|
|
|
параметров |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
F1,н |
F2,н |
F3,н |
о, |
f |
|
|
F1т,н |
F1т1,н |
т1 |
fт |
Ni,% |
|
||
|
|
СибАДИ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Лента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Канат |
|
|
|
|
|
|
|
|
Определить |
расхождения |
Ni |
(%) между теоретическими и экспе- |
|||||||||||
|
риментальными |
значен ями |
всех |
параметров. Результаты |
занести в |
таблицу 2.
Контрольные вопросы
1 В чем сущность уравнения Эйлера?
2 Что общего между ленточным тормозом и ленточным конвейером применительно к уравнению Эйлера?
3 Каковы основные части экспериментальной установки и их аналоги в реальных машинах непрерывного транспорта?
4 Чем объясняется неравенство сил F1 F2?
5 В какой мере сказываются метеофакторы на работе упомянутых устройств?
Лабораторная работа № 4
ЛЕНТОЧНЫЙ КОНВЕЙЕР
Цель работы: изучить устройство ленточного конвейера (ЛК), основных сборочных единиц и соотношения размеров в ЛК.
В качестве образца использовать ЛК в ауд. 174. На выполнение работы разрешено два занятия.
16
Порядок выполнения работы
1.1 Непосредственным измерением определить (результаты всех измерений занести в таблицу):
- габаритные размеры (длину 1 , ширину 2 , высоту 3 );
|
- расстояние между осями барабанов 4 ; |
|
|
|
|
|
||||||||
СибАДИ |
||||||||||||||
|
- размеры (сечение) элементов рамы - |
5 |
и d1 ; |
|
|
|
||||||||
|
- д аметр d2 |
дл ну 6 приводного и натяжного барабанов; |
|
|
||||||||||
|
- наружный д аметр d3 , диаметр оси d4 |
и длину 7 роликоопор; сум- |
||||||||||||
|
марную дл ну рол коопоры 8 |
расстояние (шаг) между роликоопорами |
||||||||||||
|
9 ; |
В, толщ ну л |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
- ш р ну |
ленты, количество Z |
тканевых прокладок |
|||||||||||
|
(использовать образец ленты на стенде), а также толщины резиновых об- |
|||||||||||||
|
кладок на рабочей |
|
холостой сторонах ленты; |
|
|
|
||||||||
|
- д аметр d5 |
дл ну (ход) 10 натяжного устройства (шаг р резьбы |
||||||||||||
|
d5 , средн й |
внутренн й диаметры принять по справочнику); |
|
|
||||||||||
|
- габаритные размеры ( 11 |
12 13 ) приводной станции; |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
Та лица – Размеры ЛК |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Линейные, мм |
|
Диаметральные, мм |
|
|
|
|
Прочие |
|
|
||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
|
5 |
|
6 |
7 |
|
|
Обознач. |
Значение |
|
Обознач. |
Значение |
|
Обознач. |
|
Размерность |
Значение |
|
|||
|
1 |
|
|
|
d1 |
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
d3 |
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
n |
|
|
|
dn |
|
|
|
|
ji |
|
|
|
|
1.2 На ленту, а также раму конвейера нанести метки на расстоянии 14
друг от друга.
Включить конвейер (только с разрешения преподавателя!). Определить время t прохождения меткой на ленте мерного участка
14 .
Определить скорость V ленты.
17
Определить частоту вращения приводного барабана:
nб 60V d2 .
Определить тип (марку), мощность Р1 и частоту вращения двигателя (используя справочник).
Определить тип (марку) редуктора и его передаточное число Up , а СибАДИтакже тип соединительных муфт.
Графическая часть
Изобраз ть:
2.1 Габар тный чертеж (эскиз) ЛК.
2.2 К немат ческую схему приводной станции. 2.3 Эск з рол ка в разрезе (см. настенный стенд). 2.4 Эск з натяжного устройства.
На переч сленных эскизах указать размеры.
Контрольные вопросы
1 Назначение и о ласть использования ленточных конвейеров. 2 Режимы работы ЛК в зависимости от окружающей среды.
3 Чем обусловлен тип двигателя в ЛК?
4 Какой тип редуктора использован в данном варианте ЛК, его достоинства недостатки?
5 Какова особенность роликоопор, чем это вызвано, достоинства и недостатки.
Лабораторная работа № 5
ИЗУЧЕНИЕ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА
Цель работы: проверить экспериментальным путем основные расчетные зависимости в ленточном конвейере (ЛК).
При выполнении работы использовать данные, полученные при выполнении ЛР № 4.
Порядок выполнения работы
Определить профиль груза на ленте и погонную массу груза q. Изобразить поперечные сечения груза на ленте при плоской и желоб-
чатой роликоопорах (р-опора), исходя из ширины ленты В.
18
|
|
|
|
f |
|
|
50 |
50 |
|
|
|
|
 |
|
|
|
|
à) |
á) |
|
|
|
Р сунок1 – Сечение груза на ленте: |
|
|
|
|
а) плоской; б) желобчатой; – угол естественного откоса |
|
1.1 Определ ть площадь поперечного сечения потока груза по форму- |
||||
лам: |
|
|
А 0,05В2 |
|
|
|
|
- плоская р-опора; |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
А2 0,11В2 |
- жело чатая р-опора с углом наклона боковых |
роликов 200 ; |
|
|||
|
|
|
А3 0,14В2 - жело чатая р-опора с углом наклона боковых |
|
роликов 300 ; |
|
|||
Определить погонную массу (кг/м) груза q A при плотности гру- |
||||
за равной 1,0; 1,5; 2,0 т/м3 для всех вариантов р-опор. |
||||
1.1 |
Определить производительность конвейера Qr 3,6 q V для |
|||
всех q и значений (скорость V, м/с – из ЛР № 4). |
||||
Результаты занести в таблицу 1. |
||||
|
|
|
Таблица 1 - Производительность ЛК (при V const) |
|
|
|
|
Тип |
Плотность ,кг/м3 |
р-опоры |
|
|||
|
1 , |
м2 |
|
|
А |
2 |
, м2 |
|
|
СибАДИ |
||||
А3 , |
м2 |
|
||
1.2 |
Определить диапазон Д изменения производительности при по- |
|||
стоянной скорости V ленты: |
||||
|
|
|
|
Д Qmax . |
|
|
|
|
Qmin |
|
|
|
|
19 |
1.3 Определить производительность Qш (т/ч) при перемещении штучных грузов (кирпич в положении поперек ленты на расстоянии tш друг от друга, где tш - наибольший размер кирпича):
где m - масса кирпича; |
Qш 0,001 m Z , |
||||
|
|
|
|
|
|
Z - количество кирпичей (штучных грузов), перемещаемых за 1 час, |
|||||
|
|
Z 3600 |
|
V |
. |
|
|
|
|
||
|
|
|
tш |
||
Размеры массу к рпича определить экспериментально. |
|||||
Натяжное устройство |
|||||
2.1 Определ ть ус л е Fв , создаваемое одним винтом: |
|||||
Fв |
|
Тв н |
|
, |
|
0,5 |
d2 tg |
|
Сигде н - КПД, учбАДтывающий трение о направляющиеИи несинхронность работы винтов, ( н =0,94); Тв - крутящий момент на винте, измеряемый динамометрическим ключом;
d2 - средний диаметр резь ы (по справочнику);
- угол подъема винтовой линии ( tg p / d2 ), p - шаг резьбы (измерить);
- угол трения ( 60 при коэффициенте трения f 0,1).
2.2 Определить ход в винта как расстояние между рисками, соответ-
ствующими Fmax и Fmin .
2.3 Определить влияние натяжения ленты на энергопотребление конвейера (мощность холостого хода):
- ослабить натяжение ленты до Fmin (проскальзование на барабане) с
помощью ваттметра определить мощность, потребляемую электродвигателем;
- увеличить натяжение до 0,5 в и измерить мощность; - увеличить натяжение до в и измерить мощность.
20