Трение в цапфах колеса транспортной машины учитывает сопротивление

iSopromat.ru

Рассмотрим две гипотезы определения силы и коэффициентов трения действующих на поверхности цапфы машин и механизмов:

Первая гипотеза

Удельное давление по опорной поверхности распределяется равномерно, т.е. q=const (рисунок 25а).

Сумма элементарных нормальных реакций в проекции на вертикальную ось уравновешивает радиальную силу, действующую на цапфу:

Получается промежуточный результат, определяющий величину удельного давления:

Однако этот результат имеет большое самостоятельное значение. Он показывает, что удельное давление (а в расчетах на прочность это напряжение смятия на поверхности контактирующих деталей) определяется делением радиальной силы на проекцию площади контакта на диаметральную плоскость вала (а не на полную величину контактной площади).

Это положение широко применяется при расчетах деталей машин.

Определим величину элементарной силы трения, действующей на выделенный элемент, и элементарный момент трения от этой силы:

Просуммировав элементарные моменты от силы трения по всей площади контакта, получаем значение момента трения на поверхности цапфы по этой гипотезе:

Здесь f_I‘ – приведенный коэффициент трения, вычисляемый по первой гипотезе.

Вторая гипотеза

Расчет ведется с учетом износа поверхности контакта. При этом принимается следующее допущение – изнашивается подшипник, а вал остается неизменным. Это допущение вполне отвечает реальной ситуации, т.к. вал воспринимает все нагрузки от передач, работает в тяжелом режиме, обычно выполняется из качественных сталей, опорные поверхности часто подвергаются термическому упрочнению.

С целью уменьшения потерь на трение (для формирования антифрикционной пары) подшипники скольжения выполняются из более мягких материалов, имеющих в паре со стальным валом пониженные коэффициенты трения (бронзы, баббиты и др.). Понятно, что именно более мягкий материал будет изнашиваться в первую очередь.

В результате износа подшипника вал «просядет» на некоторую величину (рисунок 25б). Из теории износа известно, что величина износа пропорциональна удельному давлению и относительной скорости трущихся поверхностей. Но в данном случае относительная скорость – это окружная скорость на поверхности цапфы, которая во всех точках одна и та же. Поэтому величина износа будет больше в тех местах, где больше удельное давление, т.е. величина износа пропорциональна удельному давлению.

На рисунке 25б показаны два положения вала – в начале работы и после того, как произошел износ поверхности. Изношенный слой представляет собой серповидную фигуру. Но так как износ пропорционален удельному давлению, то эту серповидную фигуру можно принять за эпюру удельного давления, выполненную в некотором масштабе.

Как видно, в результате износа происходит перераспределение удельного давления на поверхности трения. Максимальное давление q_max располагается на линии действия радиальной нагрузки, действующей на вал.

Так как вал в результате износа подшипника опустился на некоторую величину, то расстояние по вертикали для любой точки вала между ее первоначальным и новым положениями одно и то же (и равно q_max). Поэтому текущее значение удельного давления на выделенном элементе, можно выразить приближенно из криволинейного прямоугольного треугольника (рисунок 25 б):

Дальнейший ход решения задачи ничем не отличается от решения по первой гипотезе. В результате получают следующие зависимости для определения момента сил трения по второй гипотезе:

Таким образом, происходит уменьшение приведенного коэффициента трения (примерно на 20%) и, соответственно, снижение потерь на трение и увеличение коэффициента полезного действия. Вот почему все новые машины обязательно проходят обкатку при неполной мощности.

В результате обкатки происходит первичный износ поверхности (сглаживание микронеровностей), происходит приработка поверхностей («притирка» поверхностей одна к другой). Только после этого машина может использоваться на полную мощность.

Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач и контрольных
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах

Источник

Силы сопротивления движению и тяговое усилие транспортной машины

Силы, возникающие при перемещении транспортной машины и препятствующие ее движению, называются силами сопротивления движению.

Перемещение транспортной машины осуществляется под действием тягового усилия (или силы тяги), которое направлено в сторону движения и создается приводом при взаимодействии тяговых элементов (например, приводных колес с рельсами или дорогой). При движении транспортной машины сила тяги равна алгебраической сумме всех сил сопротивления.

При перемещении груза весом Gg (H) скольжением по горизонтальной плоскости (рис. 2.2, а) сила сопротивления движению равна силе трения (Н):

Рис. 2.2 Схема к расчету сил сопротивления движению транспортных машин

При перемещении груза в грузонесущем органе, например, в кузове вагонетки или автосамосвала (рис. 2.2, б), имеющем собственный вес G₀g (H), сила сопротивления перемещению по горизонтальной плоскости

где w₀ — коэффициент ходового сопротивления движению, равный отношению сил сопротивления движению к суммарному весу груза и подвижных частей машины; G₀ — собственная масса машины, кг.

Численное значение ходового сопротивления w₀ определяют экспериментальным путем в зависимости от диаметра колеса и цапфы, коэффициента трения в подшипнике цапфы, коэффициента трения качения, характеризующегося жесткостью обода колеса (колесо вагонетки или пневмошина автомобиля), и состоянием рельсового пути или дорожного полотна.

Если силы сопротивления движению W₀ и суммарный вес транспортируемого груза и подвижных частей машины (G + Go)g выражаются в одних и тех же единицах — ньютонах, то w₀ имеет размерность Н/Н, но фактически в расчетах подставляют значение w₀ как безразмерной величины. Однако, как правило, W₀ выражается в ньютонах, a (G + G₀)g — в килоньютонах, так как (G + G₀) выражается в тоннах. В этом случае коэффициент w₀ приобретает размерность Н/кН и называется удельным сопротивлением. Коэффициентом сопротивления пользуются при расчетах конвейерного и других видов транспорта, а удельным сопротивлением — обычно при расчетах локомотивного и самоходного транспорта.

Таким образом, коэффициент сопротивления транспортной установки определяется силами трения или силами основного сопротивления W₀, поэтому w₀ называется коэффициентом основного сопротивления.

Кроме основных сопротивлений при движении транспортной машины возникают дополнительные сопротивления на уклоне, на криволинейных участках пути, от воздушной среды и от сил’ инерции при переменной скорости движения.

При движении транспортной машины по наклонной плоскости с углом наклона b (рис. 2.2, в) кроме основного сопротивления (Н)

возникают дополнительные сопротивления (Н), обусловленные продольной составляющей веса груза и машины:

Знак «плюс» принимается при движении транспортной машины вверх, «минус» — вниз.

Если угол наклона b

Сопротивление воздушной среды прямо пропорционально квадрату скорости движения v (км/ч) транспортной машины и площади W_л (м 2 ) ее лобового сечения, приближенно равной произведению ширины колеи транспортной машины на ее., высоту. Таким образом, сопротивление воздушной среды (Н)

где р = 6÷7,5 — коэффициент обтекаемости (для автосамосвалов).

Сопротивления воздушной среды учитывают только при скорости транспортной машины ν>20 км/ч.

Сопротивление от сил инерции или от динамической нагрузки возникает при неустановившемся движении с ускорением или замедлением а (м/с 2 ) транспортной машины приведенной массой М (кг), т. е. массой системы вращающихся и поступательно движущихся частей транспортной машины и груза, приведенной к точке приложения силы тяги. Таким образом,

где k_ин — коэффициент учета инерции вращающихся масс транспортной машины, например, для локомотивного транспорта k_ин= 1,075.

Удельное динамическое сопротивление (Н/кН)

Сила тяги F (Н), развиваемая приводом транспортной машины, должна преодолевать суммарное сопротивление движению W_с (H), т. е.

где z — число транспортных сосудов.

Зависимость тягового усилия транспортной машины от суммарных статических ∑W_ст и динамических W_д сил сопротивления называется уравнением движения транспортной машины:

При расчете транспортных установок с гибким тяговым органом (например, конвейеров с ленточным, цепным и канатным тяговым органом, подвесных канатных дорог) силы сопротивления определяют методом обхода контура по точкам: находят натяжение в любой точке гибкого тягового контура, натяжение в набегающей и сбегающей ветвях контура у привода, а по ним —общее сопротивление и тяговое усилие привода.

Метод расчета обхода контура по точкам заключается в следующем: вычерчивают контур тягового органа и разбивают его на прямолинейные и криволинейные участки, нумеруя точки сопряжения этих участков (рис. 2.3, а). Нумерацию обычно начинают с точки сбегания тягового органа с приводного барабана, шкива или звездочки. Далее характерные точки нумеруют последовательно по ходу движения тягового органа.

Рис. 2.3. Схемы к расчету сил сопротивления движению транспортных машин с гибким тяговым органом

Расчет начинают с точки 1, натяжение в которой равно S₁. Натяжение тягового органа в каждой последующей по ходу его движения точке равно натяжению в предыдущей точке плюс сила сопротивления на участке между этими точками. Таким образом,

где L_1-2 — длина участка тягового органа между расчетными точками, м; w₀ — коэффициент основного сопротивления перемещению тягового органа по опорам; q_т и q_н— линейные массы соответственно тягового и грузонесущего органа и вращающихся частей стационарных поддерживающих роликоопор холостой, (нижней) ветви, кг/м.

Сопротивление перемещению тягового органа на криволинейных участках или отклоняющих барабанах определяется коэффициентом трения |я между тяговым органом и барабаном иуглом обхвата α(рис. 2.3, б):

где е — основание натурального логарифма; k_y — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения тягового органа на криволинейном участке. При α = 90÷180° для ленточного или канатного тягового органа k_y= 1,02÷1,06, для цепного тягового органа k_y= 1,05÷1,1.

При проведении дальнейшего расчета получим:

где q — масса транспортируемого груза, находящегося на 1 мдлины грузонесущего органа грузовой ветви, кг/м; q_в — масса вращающихся частей стационарных роликоопор, приходящаяся на 1 м длины грузовой ветви, кг/м.

Суммарное сопротивление W_c (Н) итяговое усилие F (Н) на валу приводного барабана

По натяжениям, найденным в точках контура, можно построить эпюры натяжения тяговых органов на самом контуре (рис. 2.3, в, д) или диаграммы натяжений тягового органа (рис. 2.3, г, е). Для примера на рис. 2.3, д, е приведены эпюра и диаграмма натяжения тягового органа горизонтального конвейера, а на рис. 2.3, ж, з — бремсбергового конвейера, транспортирующего груз вниз.

Дата добавления: 2015-09-28 ; просмотров: 3947 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

1.1.04.004. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОТ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕСА ПРИ ДВИЖЕНИИ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ЦИКЛИЧНОГО ДЕЙСТВИЯ НА ПОДЪЕМ …

1.1.04.005. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОТ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕСА ПРИ ДВИЖЕНИИ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ЦИКЛИЧНОГО ДЕЙСТВИЯ НА СПУСК …

1.1.04.006. СОПРОТИВЛЕНИЕ ОТ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕСА ПРИ ДВИЖЕНИИ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ЦИКЛИЧНОГО ДЕЙСТВИЯ ПО ГОРИЗОНТАЛИ …

1.1.04.007. ОСНОВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ЦИКЛИЧНОГО ДЕЙСТВИЯ УЧИТЫВАЕТ:

а) инерцию вращающихся масс

б) трение в цапфах колес

в) трение в силовой передаче

г) трение колеса о поверхность

1.1.04.008. МЕНЬШАЯ ВЕЛИЧИНА ОСНОВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ – У ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ С …

б) большей удельной нагрузкой

в) большей площадью соприкосновения с поверхностью

д) меньшей удельной нагрузкой

е) меньшей площадью соприкосновения с поверхностью

1.1.04.009. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ МАШИН ОДИНАКОВОЙ МАССЫ С РАЗЛИЧНЫМ ХОДОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ ПО ВОЗРАСТАНИЮ ОСНОВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ:

1.1.04.010. СОПРОТИВЛЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ НА ГРУЗОВОЙ И ПОРОЖНЯКОВОЙ ВЕТВЯХ ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА, НАЗЫВАЮТСЯ __________.

1.1.04.011. СОПРОТИВЛЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ОГИБАНИИ ЛЕНТОЙ БАРАБАНОВ КОНВЕЙЕРА, НАЗЫВАЮТСЯ__________.

ГЛАВА 2. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

ЛЕКЦИЯ № 5. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

1.2.05.001. ДОСТОИНСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА:

а) высокая производительность

б) возможность преодоления больших подъемов

в) низкая себестоимость транспортирования

г) высокая маневренность

д) большой срок службы подвижного состава

1.2.05.002. НЕДОСТАТКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА:

а) низкая производительность

б) малая маневренность

в) высокая себестоимость транспортирования

г) невозможность преодоления больших подъемов

д) малый срок службы подвижного состава

1.2.05.003. СООТВЕТСТВИЕ СХЕМЫ И ТИПА СЪЕЗДОВ ПРИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ:

(Эталон: 1 – б; 2 – в; 3 – д; 4 – а)

1.2.05.007. СООТВЕТСТВИЕ ТИПА ЛОКОМОТИВА И МАКСИМАЛЬНОГО УКЛОНА ТРАССЫ ( о /_оо):

3) тяговый агрегат в) 40

(Эталон: 1 – г; 2 –в; 3 – б)

ЛЕКЦИЯ № 6. УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

1.2.06.001. НИЖНЕЕ СТРОЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ:

а) земляное полотно

д) искусственные сооружения

1.2.06.002. ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ:

а) земляное полотно

д) искусственные сооружения

1.2.06.003. СООТВЕТСТВИЕ ТИПА И СХЕМЫ ПОПЕРЕЧНОГО ПРОФИЛЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА:

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Трение в цапфах колеса транспортной машины учитывает сопротивление

Раздел 23. Определение сопротивлений передвижению и определение натяжений в тяговом органе конвейера

1. Определение сопротивлений передвижению

Мощность двигателя машины расходуется на преодоление со­противления движению элементов конвейера и перемещению груза. Часть общего сопротивления преодолевается по всей длине конвейера – такие сопротивления называются распределенными или сопротивлениями по длине; и часть – в отдельных его пунктах: на барабанах (звездочках), в ме­стах расположения погрузочных, разгрузочных, очистных и других устройств, такие сопротивления называются местными.

При расчетах сопротивления пользуются частным коэффициентом сопро­тивления перемещению груза, который показывает долю общего сопротивления движению, приходящуюся на единицу веса груза и движущихся частей конвейера.

1.1. Распределенные сопротивления

q _г – погонная нагрузка от массы транспортируемого груза, Н/м,

где Q – производительность конвейера, т/ч, v – скорость движения конвейера, м/с; q _о – погонная нагрузка от массы грузонесущего элемента, Н/м; q _р – погонная нагрузка от массы вращающихся частей поддерживающих устройств (например, роликов), Н/м; W ₁ – сопротивление передвижению на один погонный метр, Н/м; q ₁ = q _г + q _о – погонная нагрузка подвижных частей конвейера, Н/м; μ – коэффициент трения скольжения; f – коэффициент трения качения.

Тогда коэффициент сопротивления

При длине прямолинейного участка конвейера L распределенное сопротивление движению

В зависимости от конструкции ходовых частей конвейера рассмотрим четыре случая движения.

1. Движение подвижных частей конвейера на опорах скольжения (рис. 1).

Рис. 1. Движение подвижных частей конвейера на опорах скольжения

Сопротивление движению одного погонного метра движущихся частей

где μ – коэффициент трения скольжения.

Отсюда коэффициент сопротивления движению:

При β = 0 (горизонтальное движение): ω = μ ; W 1 = μ q 1

При β = 90 о (вертикальный подъем): ω =1; W 1 = q 1

2. Движение на ходовых роликах (рис. 2).

Рис. 2. Движение на ходовых роликах

Сопротивление движению в этом случае будет учитывать сопротивление качению ходовых устройств:

где c _о – коэффициент сопротивления на ходовых катках,

где μ 1 – коэффициент трения в цапфах, зависит от типа подшипника и условий работы конвейера, для подшипников скольжения лежит в пр еделах 0,1…0,2; для подшипников качения – 0,010…0,045; f – коэффициент трения качения, см, f = 0,06…0,10 см; во всех случаях меньшие значения принимаются для хороших условий работы; α – коэффициент, учитывающий трение реборд ходовых катков о направляющие. Для цепей с катками без реборд α = 1; с ребордами α = 1,1…1,2; d и D – диаметр цапфы (оси) и наружный диаметр катка соответственно.

3. Движение по поддерживающим роликам (рис. 3).

Рис. 3. Движение по поддерживающим роликам

Сопротивление движению в этом случае складывается из двух составляющих:

– сопротивления от трения качения между роликом и грузом;

– сопротивления от трения в цапфе ролика, зависящего от массы роликов и массы груза.

Давление в цапфе ролика

тогда сопротивление движению погонного метра длины конвейера

4. Движение груза с лентой на поддерживающих роликах (рис. 4).

Здесь, кроме отмеченных в пункте 3, добавляются сопротивления от перегиба ленты на роликах и связанное с ним перемешивание (пересыпание) перемещаемого материала.

Рис. 4. Движение груза с лентой на поддерживающих роликах

Аналитическое определение сопротивлений в данном случае затруднено, и их учитывают введением условного коэффициента трения μ ‘ = μ 1 +0,05 , тогда коэффициент сопротивления

1.2. Местные сопротивления

1. Сопротивление на гладком барабане или блоке.

Сопротивления на гладких барабанах и блоках складываются из сопротивления трению в подшипниках оси (вала) и сопротивлений вследствие жесткости тягового элемента – ленты, цепи или каната при изгибе в точке набегания и выпрямлении в точке сбегания.

Для определения величины этих сопротивлений рассмотрим схему (рис. 5), где обозначено: S _сб – усилие в сбегающей с барабана ветви тягового элемента; S _нб – усилие в набегающей на барабан ветви тягового элемента; d – диаметр оси; N – равнодействующая всех усилий (давление) в цапфе; F _тр – сила трения качения; D – диаметр барабана (блока).

Рис. 5. Схема для определения сопротивления

Примем следующие допущения:

1) так как натяжения на набегающей и сбегающей ветвях тягового органа отличаются незначительно, то равнодействующую N от усилий в ветвях и собственного веса барабана (блока) можно считать проходящей через центр вращения О ;

2) масса барабана (блока) составляет малую долю от натяжений тягового элемента, и ей можно пренебречь.

Сопротивления, Н, определяются двумя составляющими:

где P _ж – потери на жесткость тягового элемента, Н; P _тр – потери на трение, Н.

На основании опытных исследований была получена линейная связь между потерями на преодоление жесткости и натяжением тяговых органов, т. е.

Р ж = ξ ( S сб + S нб ),

где ξ – коэффициент потерь на жесткость.

Определим давление в цапфе:

Сумма моментов относительно оси вращения

Используя выражения (1) и (2), получим

Полученная формула не дает возможности сразу определить W _б, так как в ней имеются два неизвестных: ξ и S _сб , не считая S _нб , которое должно быть известно.

На практике поступают следующим образом. Так как потери на барабане в сумме не превышают 10%, принимают, что

где С_б – коэффициент сопротивления движению ленты на барабанах (блоках). Для угла обхвата 30…90 о равен 1,02…1,04; для угла 90…140 о равен 1,02…1,05; для угла 140…180 о равен 1,03…1,06; везде меньшие значения соответствуют хорошим условиям работы.

Для многогранного цепного блока или звездочки коэффициент сопротивления C _ц принимается равным 1,05…1,08.

2. Сопротивление на криволинейных роликовых батареях (направляющих шинах) (рис. 6).

Рис. 6. Схема для определения сопротивления

Величина сопротивления, Н,

где C ба m = e cα ; c – коэффициент сопротивления движению, зависящий от вида опорных элементов ( роликоопоры или направляющие шины); α – центральный угол криволинейного участка, обычно 1,06…1,08 рад.

3. Сопротивление в месте установки очистительных устройств.

В случае использования скребковых и плужковых очистительных устройств сопротивление, Н,

W оч = q оч В,

где q _оч – удельное сопротивление очистного устройства, отнесенное к единице ширины рабочего органа, Н/м, q _оч = 300…500 Н/м; B – ширина рабочего органа (лента, настил), м.

В случае использования барабанных вращающихся щеток

W оч =0,2 q щ В,

4. Сопротивление в месте загрузки.

Для обеспечения высокого срока службы элементов конвейера высота падения груза из воронки на грузонесущий орган должна быть минимально возможной, а скорость и направление подачи груза должны быть близки к скорости и направлению движения тягового органа (рис. 7).

Рис. 7. Схема загрузочного устройства

Углы наклона стенок воронки α б должны быть на 10…15 град больше углов трения груза о стенки. На боковых стенках лотка устанавливают уплотнительные полосы из резины.

Сопротивление движению грузонесущего органа в месте загрузки, Н,

где W зу – сопротивление, Н, при сообщении поступающему по воронке грузу ускорения грузонесущего элемента,

где Q – заданная производительность, т/ч; v – скорость движения грузонесущего элемента, м /с; W зб – сопротивление, Н, от трения груза о неподвижные борта направляющего лотка,

5. Сопротивление в месте разгрузки плужковым разгрузчиком (рис. 8).

Рис. 8. Схема плужкового разгрузчика

где k _р – коэффициент сопротивления разгрузочного устройства; для зернистых и пылевидных грузов k_р = 27; для кусковых грузов k_р = 36.

2. Определение натяжений в тяговом органе конвейера (методика тягового расчета)

Цель тягового расчета – при известных нагрузках на конвейер и коэффициентах сопротивления движению определить необходимую мощность для транспортирования и величину минимального и максимального усилий в тяговом органе по всей длине трассы конвейера.

Потребная мощность двигателя конвейера, кВт,

где W _о= S _нб – S _сб – окружная (тяговая сила), приложена по касательной к окружности приводного элемента (барабан, звездочка), требуется для преодоления всех сопротивлений движению, Н; S _нб и S _сб – натяжения в набегающей и сбегающей ветвях, Н; v – скорость тягового элемента, м/с; η мех = 0,85 – кпд передаточного механизма.

Для определения полной тяговой силы конвейера пользуются методом последовательного обхода трассы по контуру или, что есть то же самое, обхода по точкам сопряжений прямолинейных и криволинейных участков трассы.

Во всех случаях удобно начинать обход трассы от точки сбегания тягового элемента с привода.

При определении натяжения во всех точках контура пользуются общим правилом.

Натяжение тягового элемента в каждой последующей по ходу точке трассы равно сумме натяжения в предыдущей точке и сопротивления на участке между этими точками, т. е.

Рис. 9. К определению натяжений в ленте: а – c хема трассы конвейера с гибким тяговым органом;

б – график изменения натяжения в ленте – тяговая диаграмма конвейера

Тяговые расчеты обычно сопровождаются построением диаграммы натяжений (рис. 9, б), в которой графически изображаются полученные натяжения и законы их изменения.

Так как длина прямолинейных участков много больше размеров направляющих и поддерживающих устройств (блоки, звездочки, шины), то размеры последних в расчет не вводятся, и их считают сосредоточенными.

Диаграмма строится от точки 1 сбегания тягового элемента с привода, расположенного в головной части конвейера, в которой возникает усилие S ₁.

Сопротивление движению на прямолинейных участках

где ω – общий к оэффициент сопротивления движению, учитывающий и работу подъема, и работу по преодолению сил трения,

где c _о – коэффициент сопротивления движению на ходовых (поддерживающих) устройствах; q _о – погонная нагрузка от веса подвижных частей конвейера, за исключением груза, Н/м; L – длина участка, м.

Кроме этого, в расчете участвуют C _б – коэффициент, учитывающий потери мощности (сопротивление движению тягового органа) при прохождении поворотных участков – отклоняющих, оборотных и концевых барабанов, блоков, звездочек; q _г – погонная нагрузка от веса груза, Н/м.

Определяем усилия, Н:

S ₁ – усилие пока не известно;

S ₂ = S ₁ + W _1–2 = S ₁ + ω q _oL ’’ = S ₁ + c _о q_oL ’’;

S ₄ = S ₃ + W _3–4 = S ₃ + ω q _o ∙ L ’ = S₃ + q_o ( – sin β + c _о cos β ) ∙ L ’ ;

S ₆ = S ₅ + W _5–6 = S₅ + ω ( q_o + q _г )L’ = S ₅ + ( q_o + q _г ) ∙ ( sin β + c _о cos β ) ∙ L’ ;

S ₈ = S ₇ + W _7–8 = S ₇ + ω ( q_o + q _г )L’’ = S ₇ + ( q_o + q _г ) ∙ ( sin β + c _о cos β ) ∙ L’’.

Следует отметить, что определение натяжений должно производиться с учетом направления движения тягового органа на наклонных участках. Так, если направление движения совпадает с направлением уклона, т. е. тяговый орган движется вниз, то и сопротивление в данном случае необходимо учитывать со знаком «минус». В этом случае составляющая силы тяжести «помогает» приводу. А на горизонтальных участках в силу того, что потерь мощности на подъем не происходит, учитываются только потери на трение при движении.

В данном случае не рассмотрены сопротивления, которые могут возникать, например, в месте установки загрузочных, очистных, разгрузочных и других устройств. При расчете конкретной машины эти сопротивления должны быть учтены на соответствующих участках трассы конвейера.

В дальнейшем, если выразить все натяжения через первоначальное S ₁, можно отметить, что усилия на приводном элементе сведутся к соотношению следующего вида:

где а и b – численные коэффициенты после подстановки значений коэффициентов сопротивлений, погонных нагрузок и длин участков.

Далее производится определение всех натяжений в тяговом органе в соответствии с конструкцией конвейера:

– если привод с передачей усилия зацеплением, первоначальное натяжение принимается равным определенной величине;

– если привод фрикционный, с передачей тягового усилия трением, необходимо составить систему уравнений из выражения (3) и условия отсутствия проскальзывания ленты по барабану (уравнение Эйлера), откуда определяется усилие S ₁.

Далее строится тяговая диаграмма, определяется тяговое (окружное) усилие на приводном элементе и рассчитывается требуемая мощность привода.

Вопросы для самопроверки

— Запишите в общем виде уравнение движения конвейера.

— Назовите виды сопротивлений движению ходовых частей конвейера.

— Изложите методику определения сопротивления движению на прямолинейных участках трассы.

— В месте установки каких устройств по трассе конвейера следует определять сосредоточенные сопротивления движению? От чего зависит их величина в каждом случае?

— Каким методом производится уточненный расчет конвейеров с гибким тяговым органом?

— Что такое приведенная к окружности масса приводного барабана?

— Как протекают и чем характеризуются динамические переходные процессы в тяговых органах ленточных и цепных конвейеерах?

— Определите массовую и объемную производительность контейнера.

— Как определить распределенные силы соспротивления движению тягового органа конвейера? Сосредоточенные? Дополнительные?

— Определите натяжения тягового органа конвейера по точкам.

— Представьте алгоритм построения и покажите общий вид диаграммы натяжения тягового органа конвейера.

— Как записывается формула Эйлера для конвейеров при двигательном и тормозном режимах работы привода?

— Сформулируйте правило определения натяжений в тяговом органе конвейера.

— Что такое дуга скольжения и дуга покоя барабана конвейера при передаче тягового усилия трением?

— Как определяется тяговая сила конвейера?

— Почему при передаче тягового усилия зацеплением тяговый орган конвейера движется неравномерно?

— Как определить мощность двигателя конвейера при работе привода в двигательном и тормозном режимах?

— Как определяется требуемая мощность привода?

— Когда двигатель привода работает в двигательном и тормозном режимах?

— Опишите последовательность построения тяговой диаграммы.

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Источник