Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Рахманов С.И. Основы расчета оборудования лесозаготовок

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.01 Mб
Скачать

q'T

и

q\ — вес 1 м

ветвей тягового органа;

движению

тягового

w'a и

w"a 1таэффициенты

сопротивления

 

 

органа

 

 

 

 

 

 

 

w'a = [i'T cos а

+

sin а и w'a р/ cos а

+ sin а.

(44)

В этих

формулах \i'r

и

| /

— коэффициенты

трения

скольжения

соответствующих ветвей тягового органа по опоре; а — угол наклона пути.

Рис. 6. Расчетная схема лебедочной установки

Для лебедочных установок длина грузового каната (рис. 6)

U = Lq L n ,

где L 0 — расстояние между концевыми блоками;

L„ — горизонтальная проекция провисающей части каната

L n

/

2//

± sin а) ^

/

2//

Т,

(45)

^ 1 /

—— Q ( ц г cos а

1 /

— —

 

У

Ят

 

У

Я-1

 

 

где Т — тяговое усилие на канате,

Т = Р по формуле

(38).

 

В таких

установках при определении Р т

по формуле (43)

сопро­

тивление движению от веса каната обратного хода вследствие прови­ сания его и небольшой величины q" можно не учитывать.

Расчетный вес тягового органа qr следует принимать в зависимо­ сти от передаваемого им тягового усилия и натяжения, а также от его конструкции и способа перемещения груза. Вес 1 м грузового каната приближенно, можно определить по формуле

у,

 

(46)

°"вр

 

 

где Т — расчетное тяговое усилие; сгвр

временное сопротивление

на разрыв;

 

 

Ко — коэффициент запаса прочности

(Ко =

4-б);

Y — объемный вес стали;

 

 

Кв — коэффициент площади сечения

ъ =

1,1).

20

В среднем для стальных канатов

= (2,2 -- 3,3) - КГ 4 - 7 . \

(47)

Для установок с непрерывным действием (см. рис, 1, в, г) формула (43) также применима, но для них L = Z,0 и L = L Q ; qt = gr = <7т-

Если принять L0cos а = L и L0 sin а — Н, то для холостой ветви сопротивление движению будет равно

P"T = qT(wrL — H),

 

а для грузовой или рабочей

 

 

P'T = qT(wTL + H).

 

Сопротивление движению на холостой ветви будет отрицательным

н

 

 

при й У т < , т. е. при больших углах

подъема, и в этом случае

его

следует приложить в точке / (см. рис.

1, в, г), где тяговый орган

сбе­

гает с тягового колеса,

поэтому оно не будет влиять на натяжение тя-

гового органа в точке 4.

 

 

 

 

 

н

в точке 4

 

Следовательно,

при

ш т < —

будет

действовать только

Рг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для случая, когда

п у т > , сопротивление движению на холостой

ветви

положительно

 

и

суммарное

сопротивление,

прикладываемое

в точке 4,

 

 

 

 

 

PT = 2qTwTL.

 

 

 

 

 

 

(48)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный

вес тягового

органа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qT = q'r+^, i

 

 

 

 

 

 

(49)

где

q'T

— вес

1 м

тягового

органа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<7Р

— вес

рабочего

органа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

—расстояние

между рабочими органами. Значения

^-

дан/м

 

 

для разных типов транспортеров следующие:

.

i

 

 

 

 

 

 

 

Продольные транспортеры с роликовыми опорами . . .

1,2

 

 

Продольные транспортеры с ползушками

 

 

 

4-н5

 

 

Поперечные элеваторы и транспортеры

с крюками •

. . 1,5ч-2,5

 

 

Скребковые транспортеры для опилок

 

 

 

 

1-И,5

 

 

Вес

1 м цепи

приближенно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q'T

= KKB{l+K0)T

 

= CT,

'

 

^

(50)

где

^ = 2 - Ю - 3

l/м

для

стальных

цепей;

 

 

 

 

 

 

 

Ко — коэффициент,

учитывающий

влияние

первоначального на­

 

 

тяжения 0

=

0,15 ч- 0,2);

 

 

 

 

 

 

 

 

в

— коэффициент,

зависящий

от

конструкции

цепи;

Р

+

 

Т — приближенное значение тягового

усилия,

равное

21

Коэффициент KB имеет следующие значения для круглозвенных цепей

 

 

t

+ 1.

(51)

для шарнирных пластинчатых цепей

 

 

 

 

/ С в = 1,6-^-4-2,

(52)

для

комбинированных,

круглопластинчатых

 

 

 

в = 6,7^- + 2,4,

(53)

где

t — шаг цепи;

 

 

 

 

d — диаметр поперечного сечения звена из круглой

стали;

 

Ь — ширина звена

пластинчатой

цепи.

 

Приближенное значение коэффициента Ст в формуле (50) для круг­ лозвенных цепей Ст = 4,2- Ю - 3 Мм, для комбинированных — 8- Ю - 3 Им и шарнирных — 6-10~3 Им. После подстановки значения Т в фор­ мулу (50) получим

(wrL + Н) qr + — г - mwTL

(54)

тI — mwTCTL

где для транспортеров, имеющих опоры у нижней и верхней ветвей m = 2, без опоры у одной из ветвей tn = 1.

Сопротивление движению направляющих устройств

Для изменения направления движения тягового органа примеяются концевые и промежуточные направляющие устройства. Для тех и других в общем случае сопротивление движению по рис. 7 равно

 

 

 

 

Р и ~ $с — ^н>

 

 

 

 

 

где 5С и

5И — натяжения

 

сбегающей

 

 

и набегающей ветви тягового органа.

 

 

 

Сопротивление

движению

на 'напра­

 

 

вляющем

колесе

(рис. 7, а)

 

 

 

 

 

 

Р

— Р — Г

9

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.

Схемы направляющих

С к =

2,11

*

sin —

+

£ |

,

(55)

 

устройств

 

V

к

 

/

 

 

 

где

fx1

— коэффициент трения в цапфах оси колеса

х

= 0,1);

D K

и

— соответственно

диаметры

колеса и

цапф

оси его

 

 

- ^ - = 0,15-5-0,12) ;

 

 

 

 

 

 

 

Ф — угол обхвата; | — коэффициент жесткости тягового органа.

 

Для цепей

 

 

 

i 1 ^ -

 

 

D

где

б — диаметр

цапф звеньев цепи;

 

2 — коэффициент трения в цапфах (и.2 = 0,4-4-0,6);

 

DK—диаметр

колеса.

 

Для канатов

 

 

dK — диаметр

• ^ " • ' - d V

где

каната.

 

Для лент резиновых шириной 400—600 мм

(56)

<S7>

* -

*

'

(58)

где 6i—толщина ленты;

Я ' ' 3

 

 

 

 

 

DK — диаметр направляющего

колеса.

 

 

Значения Ск для концевых

колес: цепных транспортеров 0,05-0,06;

канатных и ленточных 0,06ч

-0,07.

Сопротивление концевого

колеса имеет наибольшее значение у го­

ризонтальных транспортеров, но и в этом случае оно у цепных не пре­

вышает 2—3% тягового усилия

и им можно пренебречь, приняв

Рк

=

0. Еще меньшее значение Рк

имеет для канатных транспортеров

и для лебедочных установок, поэтому

и для них можно

принимать

 

 

 

 

Р

 

Рк

=

0. Для ленточных транспортеров

- ^ - = 0,02н-0,05

(также не­

значительно по своей величине).

Сопротивление направляющего колеса будет больше, если оно по­ ставлено на рабочей ветви и служит для изменения направления дви­ жения нагруженной части тягового органа. Но и в этом случае оно не

превышает 5—6% тягового

усилия.

 

 

 

 

 

 

В транспортерах для изменения направления

движения

находят

применение шины (рис. 7, в). В этом случае

 

 

 

 

 

Рн = Рш и Pm

= Se—Sa

или P m = Cm SH ,

 

 

где

С ш — коэффициент сопротивления движению по шине

 

 

 

 

С ш = е ^ - 1 ,

 

 

 

(59)

здесь wT

— коэффициент сопротивления

движению тягового

органа

по

шине.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для средних условий значения датср и е Ш т Ф следующие:

 

 

вмр

0,05

0,1

0,15

0,20

0,25

0,30

 

 

е Ш т Ф

0,05

0,1

0,16

0,21

0,28

0,35

 

При повороте на угол — рад с коэффициентом трения шт = 0,3;

6

когда tMjtp = 0,3-0,52 = 0,156, коэффициент С ш более 0,16, поэтому сопротивление на шине следует учитывать в расчетах.

23

Тяговое усилие и полное натяжение тягового органа

Лебедочные установки и краны. Тяговое усилие для лебедочных установок и кранов определяют по формуле (10) при Р3 = Рр = 0. При подтаскивании груза лебедочными установками усилие Р опреде­ ляют по уравнению (22) или (35), приняв Р — Т.

При вертикальном подъеме груза лебедочными установками и кранами усилие Р находят по формуле (22) при а = 0

 

Фо = -^- и Q = Qi + Q?.

 

Здесь Qi вес

поднимаемого

груза;

 

Q2 — вес захватных устройств (грейфера; траверсы и т. д.).

Сопротивление

движению от веса тягового органа Р т определяется

по формуле (43), а при

небольшой длине грузового

каната

 

 

РТ =

КСР,

 

где Кс — коэффициент,

который равен 0,03-0,05.

 

Сопротивление

направляющих

блоков Рп, как и

барабана обрат­

ного хода при разматывании с него каната, весьма незначительно, составляет всего Рп = 0,002 Р и потому им можно пренебречь. Но если на пути движения грузового каната имеется шина, и канат изменяет свое направление на ней, то Рн — Рш и его следует принимать во вни­ мание. ,

Таким образом, тяговое усилие для лебедочных установок при не­

большом пути перемещения груза и кранов находят по формуле

 

T=(I+KJP.

(60)

Если между грузом и барабаном находятся блоки, то усилие на ка­ нате при набегании на барабан

Тс = ^ г ,

(61)

где т} — коэффициент полезного действия блока; п — число блоков.

Транспортеры и элеваторы.. Тяговый орган транспортеров и эле­ ваторов непрерывен, поэтому для приведения в движение он должен быть постоянно натянут с силой S0, носящей название первоначаль­ ного или монтажного натяжения. Вследствие этого полное натяжение тягового органа

S = T + S0 .

Тяговое усилие для транспортеров и элеваторов находят из фор­ мулы (10), в которой при отсутствии шины и движения груза к тяго­ вому колесу (см. рис. I, в, г) принимает Рп = 0. В этом случае

Т = Р + Рт + Р3 + Рр,

где сопротивление движению груза Р находят по формуле (41), а со­ противление движению тягового органа Рт при положительном зна-

24

чении его на холостой ветви ^ т ^ ^ - ^ определяют по уравнению

 

PT

= P'T = qT(wrL + H).

 

 

 

Таким образом, усилие на тяговом органе в точке 4 при

wT^>

без учета сопротивления загрузки и разгрузки его

 

 

 

Ti = P-\-PT

= qr(wL

+ H) + 2qTwTL,

 

(62)

а тяговое

усилие в точке

1 Тх

0.

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

сопротивление

на

холостой

ветви отрицательно ш т < 5 — ,

то тяговое усилие в точке

/

 

 

 

 

 

 

 

 

Ti =

qT(H—wTL),

 

 

 

а в точке 4 при набегании на тяговое

колесо

 

 

 

 

Ti = P + P'r = qr(wL + H) + qT(wTL

+ H).

 

(63)

Полное натяжение тягового органа в обоих случаях для

точки /

и для точки 4

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

S4

= T 4 +

S0 .

 

 

\М)

Формула (62) применима для скребковых

транспортеров

(см.

рис. \, в), когда груз лежит на опоре. В несущих (см. рис. 1,

г) транс­

портерах коэффициент сопротивления движению груза и тягового

органа одинаков, т. е. w =-шт , поэтому

формула (62)

примет

вид

Ti = {2qT-\-qt)wTL

+ q,H.

 

(65)

Соответствующим образом изменяется и формула (63).

 

Мощность двигателя и производительность

 

 

Расчет потребной

мощности

двигателя

ведется

применительно

к типам подъемно-транспортных машин и устройств. .

 

 

Момент на валу грузового барабана

лебедок и кранов

 

 

м « = ^ г -

 

 

 

<6 6 >

где Тб — расчетное усилие грузового каната;

 

 

 

D — диаметр навивки каната;

 

 

 

 

т)б —• коэффициент

полезного

действия

барабана

(г|б =

0,95 -~-

-=-0,96).

 

 

 

 

 

 

25

Момент на валу тягового колеса транспортеров

 

_ (S4 Sj) D3B

_ 4 — Г]) £>311

^gy^

 

2т)зв

 

2i]3 B

 

где 54 5Х , Ti и

Тх — расчетные

натяжения и тяговые усилия на­

 

бегающей и сбегающей ветвей тягового органа;

AJB и

"Пзв — диаметр

и

коэффициент полезного

действия

 

тягового

колеса звездочки (т)зп = 0,94ч-0,95).

При установившемся движении, когда угловая скорость

вращения

тягового колеса или барабана постоянна, мощность двигателя нахо­

дят

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N = М в " д в

,

или

N = ^

^

,

 

 

 

(68)

 

 

Мй

 

974r)i

 

 

 

 

 

lOOii

 

 

 

v

'

где

 

— момент

на

ведущем

валу,

для

лебедок и

кранов

 

Мб

и Мзь

 

Мв = Мб,

для транспортеров Мв

=

 

Мзъ;

 

 

 

— определяют по формулам (66)

и (67);

 

 

 

 

 

 

л д в

 

 

<

 

 

 

 

 

я д в

=

30

со;

 

 

 

 

— число оборотов двигателя,

 

 

 

 

 

со — угловая

скорость двигателя,

рад/сек;

 

 

 

 

 

 

i

— передаточное

число;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т — тяговое

усилие

на

канате

или

цепи,

для

лебедок

 

 

 

 

Т = Тб,

для транспортеров Т = Ti — T1;

 

 

 

 

т| — коэффициент

полезного действия

передачи.

 

 

 

При пуске

транспортного устройства в ход мощность двигателя

 

 

 

 

^=(^+^+<W,

 

 

(69)

 

 

 

 

\

(Г)

 

 

п]

 

/

974

 

 

 

 

 

 

где

М'л

и Мд моменты

от

динамической нагрузки на

тяговом ор­

гане и на двигателе вместе с передаточным механизмом.

 

 

 

Динамический

момент от веса груза и тягового органа

 

 

 

 

 

 

м

-

 

1

Г .

 

 

 

 

 

 

(

7 0 )

здесь tp

— время

разгона;

 

 

 

 

 

движению

тягового

органа

 

w — коэффициент сопротивления

и груза.

Динамический момент от инерции вращающихся частей двигателя

и передаточного

механизма

 

 

 

 

м ; + / д в о > ( 1 + . б ) ^ - ,

(7i)

 

 

 

 

 

где со — угловая скорость вала двигателя;

 

б — коэффициент,

учитывающий

влияние инерции

. вращаю­

щихся

частей

передаточного

механизма; 6 = 0,1 -н 0,25;

/ д в — момент инерции

ротора двигателя, дан-м-сек,2.

tможет

Время разгона двигателя и передаточного механизма

быть определено

по номинальному моменту двигателя Мя

 

 

 

,

_ /дВС0 (1 +

6)

, 7

 

 

д

в

'

К '

26

Поэтому

М = М -Щ-

Значение ^д в зависит от типа электродвигателя и передаточного ме­ ханизма и колеблется в пределах от 0,2 до 0,4 сек.

После подстановки в формулу (69) значений Мл и М"л, принимая

 

Мдв = М

1

 

 

'ЛАдв

 

 

 

 

получаем

 

 

 

 

N = _ М в " д в _

 

(73)

 

" 974ft]

 

 

 

 

где /СдВ

коэффициент возможной

перегрузки двигателя

в период

разгона,

в обычных условиях /Сд в =

1,5 н- 2. С учетом коэффициента

перегрузки

 

 

 

ff = - ^ - .

(74)

 

Ддв

 

При работе лебедочных установок, кранов и транспортеров время разгона не имеет особого значения и для них мощность двигателя можно принимать по формуле (68), полагая, что динамическая на­ грузка при пуске в ход будет перекрыта за счет перегрузки дви­ гателя .

Только в специальных транспортерах, подающих материал для обработки к станкам, где время подачи имеет большое значение, сле­ дует определять мощность двигателя по формулам (69), (73) и (74), по принятому времени разгона и коэффициенту перегрузки. Из фор­ мулы (73) время разгона

v

. , .

1

Г *дв'Ч

h -

|

(75)

 

Ддв I

 

 

Производительность подъемно-транспортных машин и механизмов определяется в зависимости от типа транспортного устройства.

Часовая весовая производительность машин периодического дей­ ствия выражается формулой

 

" " . в -

,

t >

-

(76)

 

 

'м Т

'доп

 

 

где

Q — расчетный вес пачки

груза;

 

 

 

tM — машинное время, включающее время грузового и обрат­

 

ного хода;

 

 

 

 

 

/ д о п — время, затрачиваемое

на

захват

(прицепку)

и укладку

 

груза.

 

 

 

 

27

В общем случае •

 

 

 

 

 

 

t ^ ^ L + ^ L + ^ + J L

( 7 7 )

 

 

ср

"ср

"ср

 

 

где

L ' , L " и U" — соответственно пути горизонтального, вертикаль­

 

 

ного перемещений груза и путь перемещения

 

 

подъемно-транспортного

устройства;

 

 

Ф угол поворота стрелы в радианах;

 

 

v'c , v"cp, i / " p

— средние

скорости перемещения рабочего

органа

 

 

в грузовом

и обратном

направлениях при го­

 

 

ризонтальном и вертикальном движениях, а

 

 

также

перемещения

подъемно-транспортного

 

 

устройства;

 

 

 

Для

ср

— средняя угловая скорость поворота стрелы.

лебедочных установок

 

 

 

 

 

 

 

 

21/

 

 

для козловых кранов и кабель-кранов

2U , 2L" , 2L"

"ср vcp vcp

для стреловых кранов

2L" , 2ф

м(0Ср

для стреловых кранов с мостовой балкой

 

2L'

 

2L"

 

 

 

v

 

v'

 

Ш с Р

 

 

Мощность двигателя

ср

 

ср

 

по тяговому

усилию

лебедрчшх

установок

T s P , где по формуле

(38)

 

 

 

 

 

 

N=Qw*v_

и

Q

_

тмп

 

 

 

ЮОг)

 

 

 

ш а ° '

 

 

При подстановке в формулу (76) значения Q получаем

 

 

N - n * * * W f t -

 

( 7 8 )

Я ч . „ = 3,6-10*

 

 

f \

.

(79)

 

 

 

См +

*доп) «ша

 

 

Весовая часовая производительность подъемно-транспортных ма­

шин непрерывного действия

 

tf,.B = 3600a7PClf

(80)

'28

где

<7Г

— вес груза, отнесенный к 1 м длины грузовой ветви транспор­

 

 

 

тера;

 

 

 

 

 

 

v — скорость движения тягового

органа;

 

 

С1

— коэффициент заполнения тягового

органа.

 

 

В общем случае тяговое усилие определяется по формуле (62).

Если

принять qT = nTqr

 

 

 

 

 

и

 

 

-

 

q v V =

JbA-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3600СХ '

 

 

то

по

формуле (68)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N =

Я ч - в £ -

(2nTwT

+ w + — ) .

(81)

Отсюда

 

 

3,6 - lO ^ d

V

,

L)

к '

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пч. в = 3,6 • 10* —

^

— .

(82)

 

Для

несущих транспортеров

в формулах

(81) и (82) w = wT.

 

Средняя

объемная

производительность

транспортных

устройств

в м3

 

определяется по Я ч . в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/7Ч =

Я Ч . В - ^ - ,

 

(83)

где

 

 

V — объемный вес;

 

 

 

 

 

Qp

и Qc p

— расчетный и средний объемы перемещаемого

груза.

 

 

 

Г л а в а

III

 

 

 

 

ОСНОВЫ РАСЧЕТА Л Е Б Е Д О Ч Н Ы Х УСТАНОВОК

Расчет лебедочных установок состоит в определении усилия в тя­ говом канате, мощности двигателя и размеров ее конструкции. При этом необходимо учитывать условия перемещения груза и особенно­ сти устройства лебедочных установок. Они могут перемещать груз волоком, в полупогруженном положении и на весу. По особенностям устройства различают стреловые, одномачтовые и двухмачтовые уста­ новки. Кроме того, принимается во внимание способ перемещения груза: продольный или поперечный.

Выбор и определение основных параметров лебедок

К параметрам лебедки относят: длину канатов, грузоподъемность или допускаемое тяговое усилие на грузовом канате, скорость дви­ жения канатов и пр.

Лебедочные установки в основном применяются для транспорти­ рования груза с преобладанием горизонтального перемещения над подъемом. Вследствие этого, как правило, используется схема работы по рис. 1, б, в которой имеется канат обратного хода, а также кон­ цевые и угловые блоки.

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ