Машины непрерывного транспорта. Методические рекомендации

установки (рис.2), как функцию f1=tgβ через прямые измерения угла β, при котором начнется устойчивое движение испытуемого груза вдоль рабочей площадки.

С целью получения достоверных результатов, число измерений угла β для каждой рабочей поверхности (сталь, резина) принять равным n=12 и выполнить их статистическую обработку в следующей последовательности :

а) Определить среднее арифметическое среди прямых измерений текущего значения угла βi

где n – число прямых измерений.

б) Вычислить абсолютные ошибки прямых измерений

i i . (4)

в) Вычислить квадраты абсолютных ошибок прямых измерений- i 2 .

г) Для серии прямых измерений вычислить показатель критерия Ирвина, с помощью которого выявляются явные промахи в серии прямых измерений. Для этого из серии прямых измерений i выбирается два измерения с

наибольшими абсолютными ошибками i . Обозначая выбранные измеренияM и M 1 , вычислить показатель критерия Ирвина по формуле :

Полученные результаты η сравнить с критическим значением показателя критерия Ирвина ηк, приведенным в табл.1.

Критические значения показателя критерия Ирвина ηк

наибольшей по абсолютной величине абсолютной ошибкой следует считать промахом и необходимо из серии измерений исключить, если η<ηк, указанное измерение с доверительной вероятностью 0,95 принадлежит серии измерений.

Таким образом последовательно проверить несколько измерений, имеющих наибольшие абсолютные ошибки i . Выявленные промахи

исключить из числа прямых измерений n.

д) Определить среднеквадратическое отклонение серии прямых измерений

11

где n — оставшееся число прямых измерений угла β после исключения из числа измерений n выявленных по критерию Ирвина промахов.

е) Вычислить среднюю ошибку среднего арифметического

ж) Для определения полуширины доверительного интервала ограниченного числа прямых измерений используется распределение Стьюдента. Полуширину доверительного интервала n прямых измерений вычислить по формуле:

найти из табл. 2 з) Результаты прямых измерений записать в виде интервальной оценки

доверительного интервала.

к) Найти относительную погрешность серии прямых измерений

12

По измеренным углам β для двух опорных поверхностей выполнить статистическую обработку и получить соответствующие коэффициенты трения скольжения в состоянии покоя f1c и f1р . Измеренные углы, их статистическую обработку и полученные результаты занести в таблицу произвольной формы.

Первый этап лабораторной работы оформить в соответствии с общими требованиями оформления отчета по лабораторной работе, изложенными в п.

2.5.

2.3. Определение коэффициента внешнего трения скольжения насыпного груза в движении

2.3.1. Оборудование и приборы

Для выполнения исследования необходимо:

а) установка для определения коэффициента внешнего трения в движении;

б) расходная емкость; в) мерные грузы; г) рулетка;

д) весы торговые РН-10ц; е) разновес;

ж) тензометрический комплекс.

Установка для определения коэффициента внешнего трения скольжения в движении представлена на рис. 4. На раме 16 размещен поддон 15, на рабочей поверхности которого равномерно распределен испытуемый насыпной груз 11 (гранулированный полиэтилен). По поддону под действием тягового усилия в тросике 5, которое через полиспаст 3 создается приводным грузом 1, перемещается ползун 8. Путь перемещения ползуна l ограничивается концевыми выключателями 14 и 4 соответственно включающими при начале движения ползуна и выключающими при его остановке электросекундомер 12. Крайнее начальное положение ползуна фиксируется с помощью защелки 13. К днищу ползуна закрепляется сменная стальная или резиновая рабочая поверхность 10. Для изменения массы ползуна используются мерные грузы 9.

С помощью расходной емкости 2 путем подсыпки или отсыпки песка меняется масса приводного груза 1. Перед каждой серией опытов масса приводного груза подбирается таким образом, чтобы ползун совместно с грузом 9 получил устойчивое, но плавное поступательное равноускоренное движение с ускорением aП .

13

используя принцип Даламбера, сумма проекци на ось Х всех сил, действующих на ползун, равна

Fт=Gпf2; Fин=mпaп; Gп=mпg;

aп 2t 2l ,

где Fт — сила трения, препятствующая движению ползуна по опорной поверхности;

Fин — сила инерции, действующая на ползун при его движении с ускорением aп;

Gп — сила тяжести ползуна; mп — масса ползуна;

g — ускорение свободного падения; l — путь перемещения ползуна;

t — время прохождения ползуном пути l.

Зная параметры канатно – блочной системы установки и силу тяжести приводного груза Gгр , можно найти движущую силу

(11) относительно искомого коэффициента трения f2

15

Следовательно, искомые коэффициенты трения скольжения в движении полиэтилена по стали f2с и по резине f2р можно определить по формуле (13), приняв ηбл=0,96 и получив остальные параметры mгр, mп, l, t, Z путем прямых измерений при проведении эксперимента на лабораторной установке (см. рис.

4).

Эксперимент выполняется в следующей последовательности:

а) установить резиновую или стальную рабочую поверхность ползуна;

б) используя весы, определить массу приводного груза mгр, обеспечивающего плавное, равноускоренное движение ползуна;

в) используя весы, определить массу ползуна mп;

г) с помощью рулетки определить путь перемещения l ползуна; д) определить кратность Z полиспаста;

е) с помощью электросекундомера установки определить время t прохождения ползуном пути l. С целью получения достоверных результатов, число измерений параметра t для каждой рабочей поверхности ползуна принять равным n=12;

ж) записать полученные в п.п.б,в,г,д,е параметры в тетрадь по лабораторным работам;

з) в аналогичной последовательности провести вторую серию испытаний на второй рабочей поверхности ползуна и записать полученные параметры.

В целях сокращения времени выполнения лабораторной работы и получения студентами навыков работы с ЭВМ, статистическую обработку результатов эксперимента и получение по формуле (13) соответствующих коэффициентов f2с и f2р выполнить по компьютерной программе «RKT» (приложение 1) и получить распечатку результатов расчета.

По приведенной выше методике коэффициент f2 определялся методом пересчета по формуле (13) на основе прямых измерений массы приводного груза mг, массы ползуна mп, пути l и времени t движения ползуна, кратности полиспаста Z.

Представленная на рис. 4 лабораторная установка позволяет также проводить экспериментальные исследования по определению коэффициента f2 с использованием тензометрического комплекса 17, блок-схема которого приведена на рис.6. В состав комплекса входит силоизмерительная пластина 7 с тензодатчиками, закрепляемая к ползуну 8 и, с помощью быстроразъемного соединения 6, к тросику 5. При работе эта пластина непрерывно фиксирует тяговое усилие Fg в тросике, которое записывается на диаграммной ленте быстродействующего самопишущего прибора Н-3031.

16

2.4. Анализ результатов работы

Полученные в результате выполнения первого этапа работы коэффициенты f1с и f1р следует сопоставить с полученными в ходе выполнения второго этапа работы по первому методу соответствующими коэффициентами f2с и f2р и найти в процентах расхождение в значениях f1с и f2с , f1р и f2р. Дать пояснения причины их расхождения, имея в виду механику процесса трения скольжения.

На основании анализа альтернативных вариантов методик и вариантов аналитических зависимостей определения коэффициента трения f2 на втором этапе работы выполнить сравнительную оценку ожидаемой точности результатов эксперимента при выполнении его первым, вторым и третьим методами. Указать на конкретные факторы, влияющие на точность ожидаемых результатов.

2.5.Требования безопасности

Входе выполнения лабораторной работы необходимо соблюдать общие требования по технике безопасности при работе в учебной лаборатории МНТ, изложенные на вводном инструктаже перед первым занятием в лаборатории, а также иметь в виду специфические условия, относящиеся к данной работе, среди которых работа с электросекундомером и концевыми выключателями, находящимися под напряжением 220 в, а также работа с движущимся ползуном, имеющим значительную кинетическую энергию. Для исключения непредвиденных ситуаций работу необходимо выполнять при строгом разделении функций между членами студенческой бригады, проводящими эксперимент: на первом посту студент работает с электросекундомером, снимая его показания и устанавливая на ноль; на втором посту студент работает с ползуном, по команде «Пуск» освобождая его от защелки и, после окончания движения, возвращая его в исходное положение с установкой на защелку; на третьем посту студент следит за работой канатно-блочной системы и приводного груза, предотвращая возможные сбои в их работе; на четвертом посту студент ведет записи поступающей информации о времени движения ползуна.

2.6.Порядок оформления отчета по работе и его защита

Результаты лабораторной работы в форме отчета оформить в тетради по лабораторным работам.

В состав отчета входят: формулировка цели работы; по первому этапу работы таблица с измеренными углами β и результатами их статистической обработки, промежуточные вычисления по ходу статистической обработки; по второму этапу работы таблица с измеренным временем t движения ползуна и результатами компьютерной статистической обработки, распечатка результатов

18

обработки по выполненному эксперименту по первому методу, расчетные схемы, уравнения и расчетные зависимости для определения коэффициентов f2 при равноускоренном движении ползуна в эксперименте по второму методу и при движении с постоянной скоростью по третьему методу; по третьему этапу работы результаты сопоставления в процентах коэффициентов f1с и f2с, f1р и f2р с пояснением причины расхождения значений этих коэффициентов; сравнительная оценка ожидаемой точности результатов эксперимента при выполнении его первым, вторым и третьим методами с указанием конкретных факторов, влияющих на точность ожидаемых результатов.

Защита отчета производится индивидуально каждым студентом в конце занятия.

19

3. Лабораторная работа №3. Анализ технических параметров конвейерных прорезиненных лент

Продолжительность выполнения работы – 4 часа.

3.1. Общие положения Конвейерные ленты ленточных конвейеров обычно совмещают функции

рабочего и тягового элементов. Из всех разновидностей лент, используемых в ленточных конвейерах, наиболее распространенными являются прорезиненные ленты.

Цель работы: определить технические параметры трех типов прорезиненных лент и на основе их анализа и соответствующих расчетов дать аргументированные рекомендации по рациональному применению рассматриваемых лент для конкретного ленточного конвейера.

Прорезиненные ленты конструктивно состоят из каркаса покрытого со всех сторон эластичным заполнителем – резиной. Каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в ленте и обеспечивает ей также поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повреждений, истирания перемещаемым грузом и объединяет части ленты в единое целое, образуя вокруг каркаса верхнюю — рабочую и нижнюю — нерабочую обкладки, а также резиновое покрытие бортовых кромок ленты.

Рассмотрим три типа прорезиненных лент, отличающихся конструкцией каркаса: резинотканевые (рис. 7, а), роль каркаса в которых выполняет послойный набор продольных тканевых прокладок; резинотросовые (рис. 7, б), роль каркаса в которых выполняет слой уложенных вдоль ленты стальных проволочных канатиков; металлокордные (рис. 7, в), роль каркаса в которых выполняет слой стального корда, изготовленного из стальных проволочек в технике плетения ткани.

Рис.7. Поперечные сечения фрагментов прорезиненных лент различных типов: а – резинотканевая; б – резинотросовая; в – металлокордная: 1,2 – нерабочая и рабочая обкладки

соответственно; 3,4,5– каркас соответственно из тканевых прокладок, стальных канатиков, металлокорда

20