Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

Расчет амортизационных пружин-подвесок. В качестве упругих подвесок или опор конвейеров подвешенной конструкции принимаются стальные цилиндрические пружины, работающие на растяжение или сжатие и значительно реже резиновые амортизаторы, работающие только на сжатие.

С целью равномерного распределения нагрузок упругие подвески (или опоры) должны размещаться симметрично относительно центра тяжести всей колебательной системы.

При выборе жесткости амортизационных пружин подвесок необходимо исходить из их способности изолировать опорные конструкции от вибрационных нагрузок.

Эффективность виброизоляции характеризуется отношением нагрузки, передаваемой пружиной на опорную конструкцию к максимальной нагрузке, приложенной к упругой связи и оценивается коэффициентом передачи μ0

где Рк – максимальная сила, передающаяся через виброизоляторы на поддерживающую конструкцию;

Р – максимальная возмущающая сила, действующая на упругие виброизоляторы;

Указанным нормативным значениям μ0 соответствует

0 4...8

0

Необходимая величина общего коэффициента жесткости всех упругих подвесок (опор) конвейера в вертикальной плоскости:

где М – общая масса всех колеблющихся частей конвейера; ω0 – частота собственных колебаний упругой системы конвейера.

Коэффициент жесткости одной спиральной цилиндрической пружины

где n0 ниям.– число пружин, которым задаются по конструктивным соображеСтатическая нагрузка на одну пружину:

cos

где Θ – угол между продольной осью пружины и вертикалью. Обычно Θ=0…10° (см. рис. 9.9).

По найденной расчетной нагрузке определяются рабочие параметры пружин.

Ниже приведены дополнительные исходные данные, необходимые для расчета пружин:

Материал пружины:

Допускаемое напряжение на кручение,[τ], кг/см2; Модуль упругости стали при сдвиге G, кг/см2;

C Dd – отношение среднего диаметра пружины D к диаметру прутка d

(следует принимать в пределах С=6…8).

Ход расчета пружины. а) число витков пружины

б) статический прогиб пружины

fст 8c3 Pстi , см Gd

(9.39)

в) частота собственных колебаний системы на пружинных подвесках

Полученные значения ω0 сравниваем с вертикальной ω0, определенной по формуле (9.32) из условия обеспечения виброизоляции опорных конструкций конвейера. При этом должно соблюдаться условие:

г) напряжение в проволоке пружины

где К – коэффициент перенапряжений, зависящий от индекса пружины с; приближенно k 1 1c,5

Ррасч. – см. формулу (9.37).

Условие нормальной работы пружины:

τ< [τ]

9.2.3.ПРИМЕР РАСЧЕТА ОДНОМАССНОГО ПОДВЕСНОГО ВИБРАЦИОННОГО

КОНВЕЙЕРА

Исходные данные для расчета: транспортируемый груз – поваренная соль;

насыпная плотность транспортируемого груза – ρ=1,3 т/м3; максимальная крупность кусков – amax=50 мм; производительность конвейера – Q=50 т/ч;

конвейер горизонтальный – L=20 м;

тип конвейера – однотрубный подвесной с центробежным приводом (рис. 9.9 и табл. 9.2).

Для указанного типа вибрационного конвейера и груза, который он транспортирует, из табл. 9.2 принимаем коэффициент режима работы Кр=2,8.

В общем виде коэффициент режима работы будет

где А – амплитуда колебаний трубы; принимаем А=3мм (табл. 9.3); ω – угловая скорость центробежного вибратора; β – угол направления вибрации; принимаем β=30°; α – угол наклона конвейера, α=0°.

Определяем угловую скорость

Частота вращения вала вибратора

n 30 30 135,3 1293 , об/мин

3,14

Скорость транспортирования

где К1=0,9, К2=2,0 – коэффициенты, учитывающие физико-механические свойства транспортируемого груза (см. табл. 9.4).

Знаки “-” и “+” – соответственно, для конвейеров, работающих на подъем и спуск.

Для горизонтального конвейера

где ψ=0,5 – коэффициент заполнения трубы; ρ=1,3 т/м3 – плотность транспортируемого груза.

Диаметр трубы

Принимаем трубу с внутренним диаметром 300 мм и толщиной стенки

δ=3 мм.

Длина загрузочного и разгрузочного отверстий

lзагр lразгр 1,2 D 1,2 0,3 0,36 , м

Принимаем ℓзагр=ℓразгр=400 мм.

Мощность приводного электродвигателя при L>10м

где ст – коэффициент транспортабельности груза, ст=1,0 – для зернистых и кусковых грузов, ст=1,5…2,0 – для порошкообразных и пылевидных грузов.

η=0,95 – КПД редуктора; Н – высота подъема груза; Н=0;

К3 и К4 – коэффициенты удельной затраты мощности, Вт, при транспортировании 1т груза на длину 1м (табл. 9.6).

Принимаем электродвигатель типа 4А100L4У3 с параметрами: Мощность N=4кВт, частота вращения вала n=1430 об/мин, вес

электродвигателя Gдв=42 кг (табл. 15 прилож.). Весовые характеристики:

-труба с закрепленными на ней узлами GТ =750 кгс

-привод-вибратор

Gпр=(2,3…2,5)∙Gдв=(2,3…2,5)∙42=97…105 кг

Принимаем GТ=750 кгс

- транспортируемый груз

Общая масса колеблющихся частей конвейера

ЗДЕСЬ Λ – ОПЫТНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ, УЧИТЫВАЮЩИЙ ВЛИЯНИЕ МАССЫ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ГРУЗА НА СОБСТВЕННУЮ ЧАСТОТУ КОЛЕБАНИЙ КОНВЕЙЕРА И ЗАВИСЯЩИЙ ОТ РЕЖИМА ЕГО РАБОТЫ; Λ ОПРЕДЕЛЯЮТ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ГРАФИКУ, ПРИНИМАЕМ Λ=0,1 (РИС. 9.10).

Принимаем радиус расположения центра тяжести дебаланса r=8см. Вес и масса неуравновешенных грузов

ПОСКОЛЬКУ ПРИВОД САМОБАЛАНСНЫЙ, ВЕС И МАССА КАЖДОГО ИЗ ДВУХ ГРУЗОВ БУДЕТ

б) круговая частота собственных колебаний системы на упругих подвесках

Напряжение в проволоке пружин, кгс/см2:

Все прочностные расчеты элементов конвейера проводятся по методике, изложенной в курсе “Детали машин”.

9.2.4. РАСЧЕТ ДВУХМАССНЫХ УРАВНОВЕШЕННЫХ ВИБРАЦИОННЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Рациональная проектная схема конвейера. Двухмассные уравновешенные вибрационные конвейеры выполняются опорными и оборудуются эксцентриковым приводом. Конвейер представляет собой двухмассную колебательную систему, схема которой показана на рис. 9.14, обе массы являются, как правило, грузонесущими элементами (трубы или желоба), значительно реже используется схема, когда одной массой является грузонесущий элемент, а второй массой – уравновешивающая балка.

Представленный на рис. 9.14, а двухтрубный уравновешенный конвейер имеет два параллельно расположенных грузонесущих элемента в виде труб 1 и 2, соединенных друг с другом шарнирными коромысламикачалками 3 и упругими связями – пластинчатыми рессорами или резинометалличесими пакетами 4.

Коромысла и рессоры устанавливаются под углом направления колебаний β=25…30° к вертикали.

Коромысла-качалки 3 крепятся шарнирно, при помощи резинометаллических втулок, к трубам и опорным осям 6, которые опираются на стойки 7, укрепленные на неподвижной раме 8. Рекомендуемое расстояние между коромыслами ак=2…3 м.

Корпуса подшипников эксцентрикового вала прикреплены к одному грузонесущему элементу, а головка шатунов к другому грузонесущему элементу.

Шатуны привода в крайнем положении размещают перпендикулярно продольным осям рессор и коромысел-качалок, располагая их в вертикальной плоскости, проходящей через центр инерции системы.

В этом случае достигается уравновешивание двигающихся масс конвейра.

Поскольку массы труб (желобов) одинаковы, то амплитуды их колебаний также одинаковы и равны радиусу эксцентрика привода (см. рис. 9.14, б).

Транспортируемый груз перемещается по верхней и нижней трубе в одном направлении, обусловленном наклоном направляющих коромыселкачалок.

Груз будет транспортироваться в ту сторону, куда отклонена продольная ось коромысла по отношению к перпендикуляру, опущенному из центра верхнего шарнира коромысла на продольную ось конвейера.

Для уравновешивания системы необходимо, чтобы массы верхнего и нижнего грузонесущих элементов, а также длины верхних и нижних плеч всех коромысел-качалок были одинаковыми. При этом продольная ось центров опорных осей всех коромысел должна находиться в плоскости продольной оси симметрии грузонесущих элементов.

Двухмассную систему конвейера при полной симметрии и равенстве масс верхних и нижних труб (желобов), а также равенстве перемещений можно рассматривать как одномассную систему, какой-либо одной ее половины с одной степенью свободы (см. рис. 9.15).

В соответствии с обозначениями на рис. 9.15:

m – масса одного грузонесущего элемента конвейера со всеми закреп-

ленными на нем узлами и присоединенной массой груза, кг с2

см

x – перемещение центра инерции системы по оси x – x , см; R – обобщенная сила сопротивлений, кг∙с;

∑С – общий коэффициент жесткости упругих связей, который подбирается исходя из резонансной настройки системы.

Теоритический расчет ведется из условия ω=ω0.

Поэтому общий коэффициент жесткости определяется из формулы:

С m 2 , кг с

см

Нагрузки и перемещения. Расчетная схема соединения коромысел с грузонесущими элементами и опорной конструкцией представлена на рис. 9.16, конструкция самого шарнира показана на рис. 9.17. Основные размеры нормализованных шарниров – в табл. 9.7.

Таблица 9.7. Основные размеры нормализованных резинометаллических шарниров конструкции ВНИИПТМАШ.

При перемещении труб на заданную величину амплитуды колебаний коромысло отклоняется на некоторый угол φ и скручивает на этот угол резину в центральном опорном шарнире.

Рисунок. 9.16. Расчетные схемы для коромысла с резинометаллическими шарнирами.

Величина угла закручивания φ определяется из выражения:

или в радианах р 2 0,0174

360

Рисунок 9.17. Резинометаллический

шарнир