Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Специальное перегрузочное оборудование транспортных терминалов. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Рачков Е.В.
Специальное перегрузочное оборудование
транспортных терминалов
Методические рекомендации
по выполнению лабораторных работ
Альтаир–МГАВТ
Москва
2014
УДК 627.352.004
Рачков Е.В.
Специальное перегрузочное оборудование транспортных терминалов.
Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.— М.: Альтаир–
МГАВТ, 2014.— 33 с.
Приводится методика выполнения лабораторных работ, описаны лабораторная
аппаратура и механизмы, изложен необходимый теоретический материал и даны ссылки на
справочную литературу.
Предназначен для студентов по направлению подготовки 190600.62 «Эксплуатация
транспортно-технологических машин и комплексов» профиль подготовки «Эксплуатация
перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов» при изучении
дисциплины «Специальное перегрузочное оборудование транспортных терминалов».
Рецензент — доцент кафедры ППТМиР Баржанский Е.Е.
Рекомендован к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ.
Рассмотрен и рекомендован к использованию в учебном процессе кафедрой ППТМиР
МГАВТ (протокол №6 от 21.04.14г.)
Ответственность за оформление и содержание представленных к изданию
материалов несут автор и кафедра ППТМиР.
© МГАВТ, 2014
©Рачков Е.В., 2014
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Лабораторная работа №1. Определение коэффициента
сопротивления движению ленты по роликоопорам ленточного
конвейера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Лабораторная работа № 2. Исследование тяговых возможностей
фрикционного привода ленточного конвейера . . . . . . . . . . . . . 14
3. Лабораторная работа № 3. Специальное приводное устройство
ленточного конвейера с мотор-барабаном . . . . . . . . . . . . . . . 20
4. Лабораторная работа № 4. Цепные ковшовые элеваторы . . . . . . . . 22
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Варианты исходных данных к лабораторной
работе № 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Условные графические обозначения в кинемати-
ческих схемах (ГОСТ 2770-88) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.Рекомендации по выбору ковшовых элеваторов . . . . . 31
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
В учебной программе дисциплины «Специальное перегрузочное оборудование
транспортных терминалов» предусмотрено выполнение студентами профиля подготовки
190600.62 «Эксплуатация перегрузочного оборудования портов и транспортных терминалов»
на аудиторных занятиях лабораторных работ, что должно способствовать углублению
знаний, полученных на лекционных занятиях, знакомству на натурных образцах
перегрузочного оборудования с их устройством и работой, освоению методик и
приобретению исследовательских навыков при оценке тяговых возможностей привода
ленточного конвейера и сопротивления движению ленты при прохождении ей роликоопор
ленточного конвейера.
В состав сборника входят методические рекомендации по выполнению четырех
лабораторных работ, тематика которых охватывает как вопросы, связанные с изучением и
исследованием особенностей функционирования стандартного и специального приводов
ленточного конвейера и его роликоопор, так и с изучением технических возможностей
цепных ковшовых элеваторов.
5
Лабораторная работа №1. Определение коэффициента сопротивления движению ленты
321
WWWW
по роликам роликоопор ленточного конвейера
Продолжительность выполнения работы — 4 часа.
1.1. Общие положения
В ленточных конвейерах конвейерная лента выполняет одновременно функции
тягового и рабочего элементов. На прямолинейных участках трассы конвейеров лента
опирается на стационарные роликоопоры, которые с одной стороны поддерживают ленту и
груз, воспринимая их силы тяжести, придают ленте плоскую или желобчатую форму,
обеспечивают ленте упорядоченное продольное движение вдоль става конвейера, с другой
стороны роликоопоры вызывают сопротивление движению конвейерной ленты.
Цель работы: практическое усвоение методики экспериментального и расчётного
определения коэффициента сопротивления движению ленты по роликам роликоопор
ленточного конвейера; изучение взаимосвязи величины коэффициента сопротивление
движению ленты с различными конструктивными и эксплуатационно-техническими
факторами роликоопор, движущихся ленты и груза.
Наиболее распространённым поддерживающим устройством для поддержания
конвейерной ленты на прямолинейных участках ленточного конвейера транспортирующих
насыпные грузы являются на гружёной ветви стационарные желобчатые, как правило,
трёхроликовые, роликоопоры, и прямые однороликовые - на порожней ветви конвейера.
Сопротивление движению ленты при прохождении ей роликоопоры зависит от многих
факторов, в числе которых: длина и угол наклона конвейера, скорость движения и
действующие нагрузки на ленту, конструктивные параметры ленты и роликоопоры,
действующие нагрузки на подшипниковые узлы роликоопоры, свойства
транспортируемого груза, условия работы, режим эксплуатации, качество монтажа и
технического обслуживания роликоопор и т.п. Эти силы сопротивления имеют решающие
значение в горизонтальных конвейерах с протяжённой трассой.
Если принять во внимание, что ежегодное отечественное производство конвейерных
роликов превышает 1млн. штук, легко представить, что совершенствование конструкции
этих роликов в части снижения массы, трудоёмкости изготовления и технического
обслуживания, снижения сопротивления движению ленты и груза – является актуальной
задачей, позволяющей получить ощутимый экономический эффект в том числе и за счёт
снижения удельных энергозатрат на транспортирование.
Рассмотрим сопротивления движению ленты на прямолинейном гружёном участке
ленточного конвейера. На основании рекомендаций принятых в технической литературе,
общее сопротивление движению ленты W на прямолинейном гружёном участке ленточного
конвейера при прохождении ей желобчатой роликоопоры укрупненно в структурном виде
можно представить следующим образом:
,
где W1 — сопротивления вращению ролика, вызванные трением в подшипниках и
уплотнениях подшипниковых узлов роликоопоры;
W2 — сопротивления от трения качения ленты по роликам (от вдавливания роликов
в ленту);
W3 — сопротивления от деформации ленты и груза при их набегании и сбегании с
роликов роликоопоры.
Исследованиями установлено, что сопротивления W
составляют 20…25% от
1
общего сопротивления W движению ленты по роликоопорам.
В тяговом расчёте конвейера общее сопротивление W определяют с использованием
общего коэффициента сопротивления w, составляющие которого w1; w2; w
соответствуют
3
6
трём слагаемым общего сопротивления, при этом удельный вес коэффициента
)
cos)
2
1)((
1(
2
1
d
k
qq
q
D
dk
kw
лг
рг
p
Общая
длина
конвейера,
L, мм
Коэффициент wр при расчетных группах производственных условий
лёгких
средних
тяжёлых
очень тяжёлых
летом
зимой
летом
зимой
≤100
0,020
0,025
0,035
0,045
0,040
0,055
>100
0,018
0,022
0,032
0,042
0,036
0,050
сопротивления в подшипниковых узлах роликоопор w1 составит те же 0,2…0,25 от w.
При постоянных условиях работы и режиме эксплуатации конвейера, составляющие
общего сопротивления движению ленты W2 и W
и соответствующие им коэффициенты w
3
и w3 остаются для данного конвейера неизменными, а первая составляющая сопротивления
W1 и соответствующий ей коэффициент w1 в течение эксплуатации конвейера в
рассматриваемых условиях будут изменяться, постепенно возрастая за счет износа
подшипников и загрязнения уплотнений подшипниковых узлов роликов.
В расчетах конвейера расчетный общий коэффициент сопротивления wр принимают
либо по справочникам [1](см. табл.1),либо получают расчетным путем, например по
формуле [5]
2
, (1)
где k1 — коэффициент, учитывающий деформацию ленты и груза при прохождении
ими роликов роликоопоры (принять к
=1+0,7cosβ);
1
k — коэффициент трения качения ролика по ленте (принять к=1,2мм);
μ — коэффициент трения в подшипниках роликов роликоопоры (принять μ=0,02);
D, d — наружный диаметр ролика и диаметр окружности центров комплекта
шариков подшипника ролика соответственно (указаны на лабораторном стенде), мм;
qрг;qг ;qл — линейные нагрузки от силы тяжести вращающихся масс роликов
роликоопоры груженой ветви, силы тяжести транспортируемого груза и конвейерной
ленты соответственно (определить по исходным данным и параметрам стенда), Н/м;
β — угол наклона трассы конвейера, град.
Таблица 1.
Значение расчетного общего коэффициента сопротивления wр движению ленты
по роликоопорам [1]
В формуле (1)расчета коэффициента сопротивления w
геометрические параметры роликоопоры, линейные нагрузки от перемещаемого груза,
ленты и вращающихся масс роликов, угол наклона трассы конвейера, потери на трение
качения роликов по ленте и в подшипниках роликов, а также потери энергии при
деформации ленты и груза в момент прохождения ими роликоопоры. Результаты расчета
по формуле (1) существенно зависят от величины коэффициентов k1, k и μ, которые
должны соответствовать конкретным условиям работы, конструктивным параметрам
конвейера и свойствам транспортируемого груза, однако общепринятая информация для
получения этих коэффициентов, адекватных требуемым расчетным условиям, отсутствует.
Из табл.1 следует, что коэффициент сопротивления wр для расчетов назначают
весьма приближенно, дифференцированно учитывая только время года, производственные
условия и два диапазона длины конвейера.
Таким образом, ни первый, ни второй методы определения расчетного общего
коэффициента сопротивления wр не отражают во всей полноте условия работы конвейера,
влияющие на этот коэффициент и, в частности, совершенно не учитывают динамику
изменения в ходе эксплуатации конвейера коэффициента w
тому, что с некоторого момента фактический общий коэффициент сопротивления будет
учитываются
р
,которая может привести к
1
7
больше принятого расчетного wр и элементы конвейера будут испытывать завышенные
нерасчетные нагрузки. Отмеченное более активно будет проявляться в горизонтальных
конвейерах с протяженной трассой. Во избежание перегрузки конвейера нерасчетными
сопротивлениями движению ленты изменения коэффициента w1 за период эксплуатации
конвейера Т не должны выходить за пределы значения w1=0,2…0,25wр при начальном
значении этого коэффициента w10, соответствующего состоянию ролика в момент его
установки на конвейер. Динамику изменения коэффициента w1 за период Т эксплуатации
конвейера можно получить экспериментально и представить в виде графика функции
w1(Т)(см.рис.1)
Рис.1 График изменения структуры расчетного общего коэффициента сопротивления wр
в ходе эксплуатации конвейера
Из графика видно, что коэффициент w1 достигает своего предельного значения,
соответствующего принятому расчетному общему коэффициенту сопротивления wр , за время
работы конвейера равное Т
. Это время будет соответствовать периодичности замены роликов
1
роликоопор ленточного конвейера, работающего в рассматриваемых условиях.
Эксперимент для получения графика w1(Т) может быть выполнен на имитационном
стенде, на который устанавливается центральный ролик роликоопоры рассматриваемого
конвейера. На оболочке ролика закрепляется уравновешенный двуплечий рычаг, с
помощью которого создается нагрузка на опоры ролика, равная расчетной статической
нагрузке в конвейере. Климатическая камера стенда позволяет обеспечить температуру,
влажность и запыленность, адекватные проектным условиям работы конвейера. Частоту
вращения оси ролика на стенде задают в соответствие со скоростью движения ленты
конвейера. При вращении оси ролика предварительно уравновешенный рычаг (см. рис. 4)
выходит из равновесия, при этом фиксируется дополнительная сила Р1 на плече l
рычага,
p
необходимая для возвращения рычага в равновесие.
Выполняя периодически в течение времени Т вращения оси ролика определение
коэффициента w1, можно по результатам этих расчетов построить график w1(Т)(см.рис.1) и
найти время Т
периодичности замены роликов, тем самым обеспечить работу конвейера в
1
диапазоне расчетных нагрузок от сопротивления в роликоопорах и с оптимальными
трудозатратами на замену роликов роликоопор.
1.2. Оборудование и приборы
Для выполнения лабораторной работы необходимо:
а) Испытательный имитационный стенд (рис.2), состоящий из следующих
элементов: 1 — электродвигатель, 2 — клиноременная передача, 3 — передняя
8
неподвижная бабка с вращающимся центром, 4 — испытуемый конвейерный ролик, 5 —
задняя подвижная бабка с вращающимся центром, 6 — сменное приспособление для
нагружения ролика (двуплечий рычаг), 7 — поводковый механизм;
б) Торговые весы РН-10Ц;
в) Разновес;
г) Демонстрационный стенд №2 с натурными образцами роликоопор;
д) Линейка;
е) Штангенциркуль.
Рис.2 Схема лабораторного стенда для определения коэффициента w1 сопротивления вращению ролика
роликоопоры конвейера: 1 — электродвигатель, 2 — клиноременная передача, 3 — передняя неподвижная
бабка с вращающимся центром, 4 — испытуемый конвейерный ролик, 5 — задняя подвижная бабка с
вращающимся центром, 6 — сменное приспособление для нагружения ролика (двуплечий рычаг), 7 —
поводковый механизм
1.3. Порядок выполнения работы
1.3.1. Вопросы, подлежащие исследованию
а) На лабораторном стенде (рис.2)требуется экспериментальным путем определить
коэффициент w
сопротивления вращению центрального ролика, входящего в состав
1
представленного на демонстрационном стенде №2 натурного образца роликоопоры
прямолинейного груженого участка ленточного конвейера, числовые значения технической
характеристики которого принимаются из Приложения 1 для варианта, указанного
преподавателем, ведущим занятия.
б) По формуле (1) для условий рассматриваемого ленточного конвейера получить
расчетное значение общего коэффициента wр сопротивления движению ленты.
в) Выполнить преобразование формулы (1) таким образом, чтобы она соответствовала
условиям проведенного по п. а эксперимента и рассчитать по ней значение
соответствующего расчетного коэффициента w
г) Сопоставить полученные значения коэффициентов w1,wр и w
’
сопротивления вращению ролика.
р
’
и дать
р
аргументированные объяснения причин их неравенства.
д) Для полученного по формуле (1) расчетного коэффициента wр начертить
аналогично изображенному на рис.1 график (горизонтальные линии wр, 0,25wр, 0,2 wр);
нанести на график точку, соответствующую полученному экспериментальному
коэффициенту w1 (на произвольном удалении Т от начала координат); сделать вывод о
возможности установки испытуемого ролика на конвейер для эксплуатации.
9
1.3.2. Методика выполнения эксперимента
V
gQ
q
г
6.3
№ п/п
Параметры
Единицы
измерения
Значения величин
Исходные
Расчетные
С демонстр.
стенда
1
Производительность
конвейера, Q
Т/ч -
-
2
Скорость ленты, V
м/с -
-
3
Угол наклона трассы, β
град. -
-
4
Насыпная плотность груза, γ
Т/м
3
- - 5
Ширина ленты, B
л
м - -
6
Наружный диаметр ролика
роликоопоры, D
м - -
7
Диаметр окружности
центров комплекта шариков
подшипника ролика,d
м - -
8
Длина ролика роликоопоры,
l
м - -
9
Угол наклона бокового
ролика роликоопоры,
ж
град. - -
10
Линейная нагрузка от силы
тяжести перемещаемого
груза, q
г
Н/м -
-
11
Линейная нагрузка от силы
тяжести ленты, q
л
Н/м -
-
12
Линейная нагрузка от силы
тяжести вращающихся
частей роликоопоры, q
рг
Н/м -
-
13
Нагрузки на цапфу
испытуемого ролика
роликоопоры от:
массы
транспортируемого груза,G
1
Н -
-
массы ленты, G
2
Н -
-
массы
вращающихся частей
ролика, G
3
Н - -
14
Полная статическая
нагрузка на опоры
испытуемого ролика, G
Н -
-
15
Частота вращения оси
ролика на стенде, n
0
об/мин -
-
В соответствии с указанным преподавателем, ведущим занятия, номером варианта из
Приложения 1 выписать технические характеристики исследуемого ленточного конвейера и
занести их в табл.2. Кроме того, необходимо подготовить и занести в табл.2 следующие
параметры конвейера: Вл – ширину конвейерной ленты, которую определить по роликоопоре
демонстрационного стенда №2 и уточнить по стандартному ряду [1, стр.20]; qг – линейную
нагрузку от силы тяжести перемещаемого конвейером груза
, Н/м,
где g — ускорение свободного падения;
Таблица 2.
Техническая характеристика ленточного конвейера и его роликоопоры
10
qл — линейную нагрузку от силы тяжести ленты конвейера
qл=gmл , Н/м,
где mл — масса 1 погонного метра ленты БКНЛ-65 при числе её прокладок i=4
[1,приложение 6, табл.1];
qрг — линейную нагрузку от силы тяжести вращающихся частей трехроликовой
роликоопоры груженой ветви конвейера
q
рг
= gm
/ lрг , Н/м,
рг
где mрг — масса вращающихся частей роликоопоры [1,приложение 8,табл.1];
lрг — шаг расстановки роликоопор груженой ветви конвейера [1,табл.18].
n0 — частоту вращения оси испытуемого ролика на стенде соответствующую скорости
движения ленты испытуемого конвейера
n0 = 60V / πD , об/мин.
Экспериментальное исследование выполняется на примере центрального наиболее
нагруженного ролика трехроликовой желобчатой опоры испытуемого ленточного конвейера
(опора установлена на демонстрационном стенде №2). При работе ленточного конвейера на
опоры этого ролика действует полная статическая радиальная нагрузка (рис.3)
G=G1+G2+G3, (2)
где G1 — статическая нагрузка от массы транспортируемого груза;
G2 — нагрузка от массы горизонтального участка ленты;
G3 — нагрузка от массы вращающихся частей ролика (указана на лабораторном стенде).
Рис. 3 Схема для определения нагрузки на центральный ролик роликоопоры
Для экспериментального определения коэффициента сопротивления w
в средней
1
части оболочки испытуемого ролика 4 (рис.2) закрепляется уравновешенный двуплечий
рычаг 6, после чего ролик устанавливают в центрах передней 3 и задней 5 бабок стенда. С
помощью передачи 2 привода стенда устанавливают требуемую частоту вращения n0 оси
ролика. Имитацию полной статической нагрузки, действующей на опоры ролика при работе
конвейера, создают подвешиванием к концам плеч рычага грузов P (рис.4),величина каждого
из которых равна
Р = 0,5 (G - G3 – G4),
где G4 — сила тяжести рычага (указана на лабораторном стенде).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]