Узагальнені характеристики транспортувальних машин (ТМ) і транспортованих ними вантажів

Заказать работу

Тема 1. Узагальнені характеристики транспортувальних

машин (ТМ) і транспортованих ними вантажів.

 

1.1. Роль і функції в логістичних системах. Класифікація ТМ.

За принципом дії сукупність підіймально-транспортувальних машин, що мають застосування в логістичних системах різного спрямування поділяються на:

• машини періодичної дії – вантажопідіймальні крани всіх типів, підйомники, ліфти, візки, навантажувачі, тягачі, підвісні рейкові і канатні дороги періодичної дії і ін.;

• машини безперервної дії – конвеєри різних типів, пневматичний та гідравлічний транспорт та інші подібні машини.

Робота машин періодичної дії відзначається періодичною подачею вантажів, переміщеннями їх окремими порціями, обмеженими вантажністю машини. Завантажування-розвантажування машин, найчастіше супроводжується зупинкою їх.

Робота машин безперервної дії характеризується безперервним переміщенням сипких чи штучних вантажів по заданій трасі без зупинок для завантаження-розвантаження. Одночасно з транспортуванням машини можуть розподіляти вантажі по заданих позиціях, складувати і накопичувати їх в обумовлених місцях, переміщувати вантажі-вироби по технологічних операціях та підтримувати встановлений ритм виробничого процесу.

За територіальною ознакою транспорт промислових логістичних систем поділяють на зовнішній і внутрішній (заводський).

Зовнішній транспорт забезпечує: доставку ззовні на підприємство (в інших випадках – склад чи термінал) сировини, енергоносіїв та мастильних матеріалів, напівфабрикатів, готової продукції (виробів) суміжних виробництв та інших вихідних матеріалів, необхідних для забезпечення виробничого процесу; вивезення з підприємства готової продукції і відходів виробництва. До виконання названих операцій залучають засоби залізничного, автомобільного, водного, повітряного транспорту.

Внутрішній (зокрема заводський) транспорт поєднує між цеховий та внутрішньоцеховий транспорт.

Міжцеховий транспорт призначений для розподілення вантажів, що надходять на підприємство, між окремими його виробничими підрозділами, цехами. Вибір засобів між цехового транспортування вантажів визначається головним чином масштабом і технологією виробництва. Можуть бути задіяні засоби місцевого залізничного транспорту (широко- і вузькоколійні), автотранспорт, тягачі і візки самохідні, конвеєри і їх системи.

Транспортні і технологічні лінії сучасних підприємств утворюють єдину виробничу систему, у якій внутрішньоцеховий транспорт виконує функції між операційного переміщення вантажів – виробів при поточному виробництві, передачі вантажів у межах цехів між дільницями, складами, окремими агрегатами автоматичних ліній і робочими постами по технології виробництва.

Конвеєрний транспорт (окремі машини, конвеєрні лінії і системи) є основними засобами комплексної механізації і автоматизації транспортувальних та завантажувально-розвантажувальних робіт і поточних операцій.

Конвеєри на сучасних підприємствах використовують у якості:

• високопродуктивних транспортувальних машин для переміщення вантажів на ділянках трас внутрішнього, в ряді випадків – зовнішнього, транспорту;

• транспортних агрегатів потужних перевантажувальних пристроїв (мостових перевантажувачів, від валоутворювачів і ін.) та завантажувально-розвантажувальних машин;

• машин для переміщення вантажів-виробів по технологічному процесу поточного виробництва від одного робочого місця до іншого, від однієї технологічної операції до іншої, які встановлюють, організують і регулюють темп виробництва та суміщують, в ряді випадків, функції накопичувачів (рухомих складів) і розподілювачів вантажів-виробів по окремих технологічних лініях;

• машин і передавальних пристроїв в технологічних автоматизованих лініях для виготовлення і наступної обробки деталей і складальних одиниць виробів.

Класифікація транспортувальних машин.

За способом передачі транспортованому вантажу рушійної сили розрізняють:

• транспортувальні машини, які приводяться в рух з допомогою механічного приводу (електричного, гідравлічного, пневматичного);

• самотічні (гравітаційні) пристрої, в яких вантаж рухається під дією власної сили тяжіння;

• пристрої пневматичного та гідравлічного транспорту, в яких рушійною силою є власне тиск потоку повітря або вода (попередньо стиснених);

• машини для транспортування рідкого металу під дією електродинамічних сил біжучого електромагнітного поля (індукційні насоси) та конвеєри для переміщення сипких феромагнітних вантажів в рухомому (біжучому) магнітному полі.

По характеру прикладання рушійної сили і конструкції транспортувальні машини поділяються на:

• машини з тяговим елементом (стрічкою, ланцюгом, канатом, штангою), в яких вантаж на робочій вітці рухається разом з тяговим елементом;

• машини без тягового елемента, в яких вантаж рухається поступально під час обертального чи коливного руху робочого елемента конвеєра.

 

За видом транспортованого вантажу розрізняють машини призначені для транспортування сипких або штучних вантажів, однак більшість конвеєрів, безпосередньо чи за рахунок незначної модернізації, можуть транспортувати, як один так і інші вантажі.

За розміщенням у просторі і конфігурацією траси розрізняють конвеєри, рис. 1.2.:

• вертикально-замкнені – із розміщеною у вертикальній площині замкненою трасою, складеною із прямолінійних горизонтальних, вертикальних, похилих ділянок або певної комбінації їх, рис. 1.2, а;

• горизонтально-замкнені – із розміщеною у горизонтальній площині однорівневою замкненою трасою, складеною із прямо- і криволінійних ділянок, рис. 1.2,б;

• просторові – із складеною із горизонтальних, вертикальних. похилих ділянок просторовою трасою, рис. 1.2,в.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2. Схема трас конвеєрів:

а) – вертикально-замкнених; б) – горизонтально-замкнених;

в) – просторових.

 

 

За характером руху вантажонесівного (робочого органу машини розрізняють конвеєри з безперервним і періодичним (пульсуючим) рухами. В залежності від типу і конструкції конвеєра його робочий орган може відтворювати поступальний, зворотно-поступальний, обертальний, коливний рухи.

В транспортувальних машинах реалізуються наступні способи переміщення вантажів:

• перенесення на безперервно-рухомому несівному елементі у вигляді суцільних стрічки чяи настилу – конвеєри стрічкові, пластинчасті і ланцюгонесівні;

• перенесення на (b) безперервно-рухомих складових робочого органу, виконаних у вигляді сходинок, підвісок, візків, люльок, ковшів і т.п. з’єднаних між собою з допомогою тягового елемента конвеєра – ескалатори , травелатори, конвеєри підвісні, візкові, ковшові, люлькові, елеватори;

• волочінням в нерухомому жолобі або трубі безперервно-рухомим скребкам, закріпленими на тяговому елементі – конвеєри скребкові;

• перенесення і повздовжнє переміщення в трубі (гладкій чи з гвинтовими лопастями), що обертається – транспортувальні труби;

• ковзання за рахунок сил інерції чи переміщення мікроскачками по внутрішній поверхні приведених в коливний рух жолоба чи труби – конвеєри коливні інерційні та вібраційні;

• пересування на колесах або візках, що рухаються по напрямних, укладених на підлозі приміщення поза конструкцією конвеєра – конвеєри вантажоведучі;

• поступальне перенесення в межах окремих, строго фіксованих по довжині, ділянок – конвеєри крокуючі;

• переміщення в закритій трубі безперервним потоком у зваженому стані в повітряному потоці чи окремими порціями під дією повітряного потоку – установки пневматичного транспорту, пневмопошта, пневмоконтейнери;

• переміщення по жолобу чи в трубі потоком води – установки гідравлічного транспорту;

• переміщення феромагнітних вантажів по жолобу чи в трубі під дією біжучого магнітного поля – конвеєри соленоїдні.

За призначенням і розміщенням на виробничому майданчику розрізняють конвеєри:

• стаціонарні;

• рухомі – розподільні із власним поперемінно зворотним точно фіксованим рухом машини в цілому;

• переставні – переставляються по мірі змінення положень місць завантажування-розвантажування їх.

 

 

1.2. Режими роботи і класи використання конвеєрів.

Характер навантаження і тривалість дії навантажень є головними показниками для розрахунків конвеєра і його вузлів на міцність і довговічність.

Роботу конвеєра характеризують три групи показників:

1) фактичний (експлуатаційний) час роботи;

2) навантаження, діючі на конвеєр і його елементи при забезпеченні зада-

ної продуктивності і вантажопідйомності та тривалість їх дії;

3) умови роботи середовища.

Сукупність цих показників визначає класи використання, розрахункові і експлуатаційні режими роботи конвеєра.

Використання конвеєра в часі характеризують коефіцієнти

( 1.1 )

 

( 1.2 )

де і , год – плановий час роботи конвеєра добовий і річний;

і , год – календарний час добовий і річний.

 

 

Розрахунковий коефіцієнт фактичного використання конвеєра в часі

( 1.3 )

де - фактичний час роботи конвеєра (машинний час);

- плановий час роботи.

На підставі аналізу коефіцієнтів , , встановлено 5-ть класів використання конвеєра в часі: В1; В2; В3; В4; В5.

Класи використання конвеєра по продуктивності визначають за коефіцієнтами (загальний коефіцієнт завантаження):

( 1.4 )

де і - середня і максимальна продуктивність конвеєра, масові, т/год;

і - середня і максимальна продуктивність конвеєра, штучні, шт/год.

На підставі розподілу значень коефіцієнта встановлено 3-и класи використання конвеєра по продуктивності: П1; П2; П3.

Класи використання конвеєра по вантажопідйомності вантаженесучего елемента (візка або каретки) визначаються за коефіцієнтами:

максимального навантаження ,

( 1.5 )

еквівалентного навантаження

( 1.6 )

де і , Н – максимальне фактичне навантаження та номінальна вантаже-

підйомність вантаженесучего елемента;

- фактичне навантаження на вантаженесучий елемент на окремих ділянках

траси, Н;

- час руху вантаженесучего елемента з навантаженням ;

- кількість ділянок траси конвеєра з різними навантаженнями;

- час роботи циклу вантаженесучого елемента, хв.

На підставі розподілу значень коефіцієнтів і встановлено 3-и

класи використання конвеєрів по вантажопідйомності: Н1; Н2; Н3.

Класи використання конвеєрів по силі натягу тягового елемента конвеєра (стрічки, ланцюга) визначаються коефіцієнтами

- коефіцієнт максимального натягу

( 1.7 )

– коефіцієнт еквівалентного натягу

( 1.8 )

 

де , - допустиме і максимальне фактичне зусилля натягу тягового

елемента, Н;

- натяг тягового елемента на окремих ділянках траси конвеєра, Н;

- час дії зусилля , хв.;

- кількість ділянок траси конвеєра з різними натягами, .

Встановлені у відповідності з коефіцієнтами, підрахованими по формулах (1.1) – (1.8), класи використання конвеєрів регламентують п’ять режимів роботи:

ДЛ – досить легкий;

Л - легкий;

С - середній;

В - важкий;

ДВ – досить важкий.

 

1.3. Характеристики транспортованих вантажів.

За основною ознакою транспортовані вантажі поділяються на сипні та штучні.

Сипні вантажі.

Сипними вантажами вважаються різноманітні масові наволочні кускові, зернисті, порошкові і пиловидні матеріали, які зберігаються і транспортуються навалом.

Характеристики сипких вантажів:

• гранулометричний склад (розмір і форма часток);

• щільність;

• вологість;

• кут природнього відкосу;

• рухомість часток;

• ріжуча здатність матеріалу (абразивність);

• міцність;

• корозійний вплив;

• липучість;

• ядовитість;

• вибухонебезпечність;

• схильність до самозагорання;

• схильність до злежування та змерзання.

Гранулометричний склад сипкого вантажу встановлює розподіл часток його за розмірами і характеризується найбільшими лінійними розмірами однорідних часток вантажу в заданому об’ємі (пробі).

Гранулометричний склад вантажів з частками однорідних включень розміром більше 0,05 мм визначають ситовим способом, при якому регламентований об’єм вантажу (пробу) послідовно просіюють через набір з отворами різного розміру для розподілу часток проби на окремі фракції за розмірами. На ситі з отворами певного розміру залишається не просіяною відповідна масова доля (в процентах) проби вантажу, розмір часток якої перевищує розмір отворів.

Приклад характеристики вантажу за гранулометричним складом: вміст часток розміром від 80 до 51 мм – 9%; від 51 до 30 мм – 65%; від 29 до 10 мм – 20%; від 9 до 2 мм – 4%; менше 2 мм – 2%; характерний розмір частки

а = 40 мм, максимальний аmax = 80 мм.

Гранулометричний склад вантажів з розмірами часток менше 0,05 мм визначають з допомогою гідравлічного аналізу, при якому критерієм розподілення часток є різниця швидкості осідання їх у воді.

Характеристикою однорідності розмірів часток сипкого вантажу є коефіцієнт однорідності

де , , мм – розміри часток вантажу найбільшої та найменшої,

відповідно.

При > 2,5 вантаж вважають рядовим; при ≤ 2,5 – сортованим.

Гранулометричний склад сипкого вантажу визначають за розміром а,мм найбільш характерної, типової, частки. Рядові вантажі характеризуються частками найбільшого розміру а = , за умови, що їх вміст у пробі вантажу становить не менше 10%.

сортовані вантажі характеризуються середнім розміром частки

По крупності часток сипкий вантаж поділяють на

• особливо крупнокусковий 500 мм;

• крупнокусковий (руда) = (200…500) мм;

• середньокусковий (вугілля) = (60…199) мм;

• дрібнокусковий (жорства) = (10…59) мм;

• зернистий (зерно) = (0,5…9) мм;

• порошковий (пісок) = (0,05…0,49) мм;

• пилоподібний (цемент) 0,05 мм.

З огляду на гранулометричний склад вантажу визначають розміри робочого органу конвеєра (ширину стрічки, настилу, ковшів); отворів у бункерах, воронках та лотках; розробляють засоби герметизації конвеєрів (місць завантаження і розвантаження) для захисту від пилу.

Щільність або - відношення маси вантажу до об’єму, який він займає.

Розрізняють щільність вантажу вільно насипаного (розрихленого), механічно ущільненого в природному щільному масиві. В результаті механічного місцевого ущільнення (стисканням або утрясанням) щільність сухих легкосипких вантажів (піску, зерна) зростає на (5…10)%, вологих (землі, тирси) – на (30…50)%.

Відношення щільності вантажу в масиві до його щільності в розрихленому стані характеризується коефіцієнтом роз рихлення

Для піску = 1,12; для вугілля = 1,4; для руди = 1,6. Щільність вантажу залежить від розмірів часток і вологості його: щільність кускових і зернистих вантажів із зменшенням розмірів часток також зменшується внаслідок збільшення об’єму повітряних проміжків між частками.

По щільності вантажі поділяють на:

• легкі (торф, кокс, борошно) до 0,6 включно;

• середні (зерно, кам’яне вугілля, шлак) – більше 0,6 до 1,6;

• важкі (порода, гравій, жорства) – більше 1,6 до 2,0;

• особливо важкі (руда, камінь) – більше 2,0 до 4,0.

Щільність вантажу потрібно знати для визначення продуктивності транспортувальної машини; вибору її типу; обчислення розрахункових навантажень на елементи конструкції і робочий орган.

Вологість , % сипкого вантажу визначають через співвідношення маси води, отриманої при висушуванні проби вантажу (при t = 1050С), до маси сухого вантажу

100%,

тут - маса проби у вологому та сухому стані, відповідно.

Кутом природнього відкосу сипкого вантажу називають кут між твірною конуса із вільно насипаного вантажу і горизонтальною площиною. Величина кута залежить від взаємної рухомості часток вантажу: чім вона більша тим кут (для води ).

 

 

 

 

Рис. 1.1. Розміщення сипкого вантажу на поверхні:

а) – нерухомій; б) – рухомій.

Розрізняють кути природнього відкосу в спокої і під час руху поверхні, на якій знаходиться вантаж; наближено .

За рухомістю часток сипкі вантажі поділяються на три групи: легко- рухомі; середньорухомі; малорухомі.

Рухомістю часток вантажу (кутом ) визначається площа перерізу вантажу на рухомому вантажонесівному органі конвеєра.

Коефіцієнти тертя сипкого вантажу по сталі, бетону, гумі характеризують кути нахилу стінок і ребер бункерів, воронок і пересипких лотків, граничні кути нахилу конвеєрів.

Коефіцієнт внутрішнього тертя зв’язаний із кутом тертя сипкого вантажу залежністю . Кути тертя і коефіцієнти тертя розрізняють для станів спокою та рухомого.

Ріжучою здатністю (абразивністю) називають властивість часток сипкого вантажу стирати (зношувати) поверхні елементів конструкції конвеєра і робочого органу, які контактують з ним під час транспортування. Ступінь абразивності вантажу залежить від твердості, форми і розмірів складових часток його. За ступенем абразивності і шкідливому впливу на елементи конвеєра вантажі поділяють на 4-и групи: А – неабразивні; В – мало абразивні; С – середньо абразивні; Д – високо абразивні. Твердість часток сипкого вантажу характеризується за порівняльною десятибальною шкалою (шкалою Мооса), в якій за одиницю прийнята твердість найм'якшого, а за десять одиниць – найтвердішого вантажу. Твердості характерних вантажів за цією шкалою: тальк – 1; гіпс – 2; вапняковий шпат – 3; плавиковий шпат – 4; апатитовий концентрат – 5; кварцит – 6-7; граніту – 6-8; сапфіру, корунду, хрому – 9; алмазу – 10. Ступінь абразивності сипкого вантажу потрібно враховувати при вибору типу транспортувальної машини, марок конструкційних матеріалів; розробленні засобів для зменшення абразивного зносу робочих поверхонь.

Міцність частки вантажу визначається межею міцності зразка вантажу при стисканні і характеризується коефіцієнтом міцності по шкалі М.М.Протод'яконова

;

для м’якого вапняку = 1,0; вугілля =2; залізної руди =15 МПа.

Властивість вантажів спричиняти інтенсивну корозію (іржавіння) сталевих деталей потребує застосування у конструкціях спеціальних матеріалів або покриттів.

Вибухонебезпечність, схильність до само загоряння і отруйність транспортованих вантажів враховуються при конструюванні конвеєрів і допоміжних пристроїв до них згідно із вимогами відповідних технічних умов.

Злежуваність – властивість часток вантажу втрачати рухомість при тривалому зберіганні, враховується при конструюванні конвеєрів і допоміжних пристроїв до них (бункерах, накопичувачах і ін.): застосовуються спеціальні розрихлювачі (механічні, пневматичні, вібраційні).

Липучість – властивість деяких вантажів (особливо у вологому стані) прилипати до твердих тіл вимагає від розробників конвеєрів і допоміжних пристроїв до них, вибору спеціальної форми несівних і тримальних елементів конструкцій, застосування спеціальних покриттів та очисних пристроїв.

Штучні вантажі.

Штучними називають одиничні вантажі, які обраховуються кількісно і транспортуються окремими виробами або групами (партіями). Штучні вантажі поділяють на власне штучні і тарні. До власне штучних відносять різноманітні одиничні вироби, деталі і вузли машин та деякі масові вантажі, що складаються із більш чи менш однорідних по формі крупних і середніх за розмірами предметів.

Тарні вантажі являють собою тару (короби, ящики, піддони, діжки, мішки, контейнери і ін.), в які поміщені сипкі або штучні вантажі. Розміри і види тари для промислових виробів і вантажів встановлені відповідними ДСТУ.

Штучні вантажі характеризуються габаритними розмірами, конфігурацією,масою одного виробу, а також крихкістю, вибухонебезпечністю, температурою і ін. За габаритними розмірами штучних вантажів визначають розміри несівних елементів конвеєра, відстані між виробами та їх прохідність на криволінійних ділянках траси конвеєра; за масою – вантажність несівного і міцність тягового елементів конвеєра, спосіб його завантаження – розвантаження.

 

1.4. Продуктивність транспортувальних машин.

До складу вихідних даних (параметрів) на розрахунок і проектування транспортувальних машин і допоміжних пристроїв до них входять: продуктивність; характеристики вантажу; профіль траси; експлуатаційні умови.

Продуктивність транспортувальної машини визначається кількістю насипного (в одиницях маси чи об’єму) або штучного (в штуках) вантажу, який машина переміщує за вибрану для розрахунку одиницю часу (секунду,годину, зміну, добу, рік). Згідно з визначенням розрізняють продуктивність масову, об’ємну і штучну.

Розрізняють теоретичну (паспортну), технічну та експлуатаційну продуктивність транспортувальної машини.

Теоретичною (розрахунковою або паспортною) є продуктивність, яка досягається за умови безперервної роботи машини з повним навантаженням.

Технічну продуктивність визначають із урахуванням неминучих з технічних причин перерв у роботі машини, пов’язаних із перестановками і налаштуванням як самої машини так і допоміжних пристроїв.

Експлуатаційну продуктивність визначають із урахуванням неминучих організаційних і технологічних простоїв (перезмінки, технічні огляди, змащування окремих вузлів). За показником теоретичної продуктивності розраховують основні конструктивні параметри машини, які мають забезпечувати цю продуктивність: геометричні розміри вантажонесівного елемента; його робочу швидкість.

При заданому річному обсязі Пр, т або м3 переміщуваного вантажу, теоретична річна продуктивність, яку має забезпечувати одна окрема транспортувальна машина із можливої кількості zм машин що одночасно працюють в одному потоці

 

де - коефіцієнт нерівномірності подавання вантажу;

- кількість робочих годин впродовж року;

- коефіцієнт чистої (машинної) тривалості роботи конвеєра протягом

зміни, = 0,6…0,9.

Залежно від характеру вантажу в конструкціях транспортувальних машин можуть реалізовуватись три випадки транспортування: переміщення сипкого вантажу безперервним потоком; переміщення сипких вантажів окремими порціями; переміщення штучних вантажів.

Годинна продуктивність машини, що транспортує сипкий вантаж безперервним потоком:

масова, або П = 3600 А;

об’ємна, П = 3600 А

де А, м2 – площа поперечного перерізу потоку вантажу, при цьому А = А0

тут А0, м2 – площа поперечного перерізу контуру жолоба чи труби,

в якій переміщується вантаж, - коефіцієнт заповнення (для жолоба

значення можуть бути меншими, рівними або більшими за одиницю);

- швидкість руху вантажонесівного елемента;

або - насипна щільність вантажу.

Продуктивність машин, які транспортують вантажі в окремих посудинах (ковшах) або поштучно (групами по zв штук) зручно визначати через лінійні (погонні) об’єм або масу вантажу, тобто через середній об’єм або масу вантажу, розподілені на одиниці довжини вантажонесівного елемента:

;

де і , л – фактичний об’єм вантажу, що міститься в одній посудині;

і0, л – об’єм однієї посудини;

, м – крок посудини на вантажонесівному елементі;

, Н – вага одиниці штучного вантажу;

- прискорення вільного падіння.

Годинна продуктивність транспортувальної машини об’ємна або масова визначають відповідно через погонні об’єм або масу і швидкість руху вантажонесівного елемента

або

 

 

 

Тема 2. Стрічкові конвеєри.

Призначення – переміщення в горизонтальному, полого похилому або вертикальному напрямках сипких і штучних вантажів, між операційне транспортування виробів при поточному виробництві.

 

2.1. Конструкція і тяговий розрахунок конвеєра.

Вихідними параметрами для проектування і розрахунку конвеєра є: продуктивність П (масова, ; об’ємна штучна, ) ;характеристика вантажу (тип, розмір а,мм; часток; , і ін.); конфігурація і розміри траси; умови експлуатації.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.1. Схема траси конвеєра:

1 – приводний барабан; 2 – натяжний барабан; 3 – стрічка;

4 – роликоопори робочої частини конвеєра; 5 – роликоопори

холостої частини конвеєра; 6 – відхиляючі барабани;

7 – роликоопори пружні; 8 – завантажувальний пристрій;

9 – розвантажувальний візок; 10 – натяжний устрій.

 

 

 

 

 

Розрахункова масова продуктивність П, конвеєра

П = 3600 А,

( 2.1 )

де А, м2 – площа поперечного перерізу потоку вантажу на стрічці;

- швидкість руху стрічки з вантажем, вибрана в залежності від типу і

характеристик вантажу,ь способів завантажування – розвантажування

конвеєра, ширини стрічки;

- насипна щільність вантажу;

- коефіцієнт, яким враховують зменшення продуктивності конвеєра, обу-

мовлене наявністю ділянок траси нахилених (під кутом ) до горизон-

талі.

Для встановлення залежності площі А, м2 поперечного перерізу потоку вантажу на стрічці із шириною В,м стрічки у формулу (2.1) вводять коефіцієнт продуктивності Кп (в подальшому позначення С), після чого

П = ,

( 2.2 )

при цьому Кп = ; , м – ширина вантажонесівної частини стрічки, зв’язана із шириною В, м її співвідношенням

.

Попередній вибір стрічки.

Ширина стрічки В,м, необхідна для забезпечення заданої (розрахункової) продуктивності П, (із 2.2.)

, ( 2.3 )

обчислена по (2.3) ширина В,м стрічки узгоджується з гранулометричним складом сипкого вантажу:

В ≥ (2,7…3,2) , мм – для рядових вантажів;

В ≥ (3,3…4) , мм – для сортованих вантажів;

В ≥ + (100…200) мм – для штучних вантажів;

при цьому С – коефіцієнт продуктивності (відповідник Кп) , величина якого приймається в залежності від кута нахилу осей роликів роликоопор та кута натурального відкосу вантажу;

, , мм – розміри, відповідно, характерної для сортованого та максимальної для рядового вантажів часток їх.

Для випадку, коли задана об’ємна розрахункова продуктивність П, конвеєра, ширина В, м стрічки його

( 2.4 )

За результатами обчислень вибирається стандартне значення В, мм ширини стрічки.

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. Структура (в перерізі) прогумованих стрічок:

а) – гумо тканинної; б) – гумотросової.

 

Для визначення кількості і несівних прокладок у гумотканинній стрічці (діаметра dт, мм у гумо тросовій) послідовно розраховують:

потужність Р, кВт (наближено) привідного електродвигуна

( 2.5 )

де 1,15…1,5 – коефіцієнт, що враховує опір руху стрічки при обгинанні

барабанів та інші опори;

- коефіцієнт опору руху стрічки (на роликоопорах);

.м – довжина траси конвеєра;

Н, м – висота піднімання вантажу;

тягову силу F, Н в стрічці, створювану привідним двигуном

( 2.6 )

тут - к.к.д. механізму приводу;

величина цієї ж таки сили F, Н із умови забезпечення тягового фактора на привідному барабані конвеєра

(2.7 )

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.4. Схема розподілення сил натягу віток

стрічки на привідному барабані

 

 

при цьому

( 2.8)

де і , Н – сили натягу віток стрічки набіжної ( в т.11) та

збіжної (в т.1);

- коефіцієнт тертя (ковзання) стрічки на барабані;

, рад – кут обхвату привідного барабана стрічкою:

підставляючи послідовно у (2.6) вирази і із (2.7) знаходимо

звідки , ( 2.9 )

звідки ( 2.10 )

Кількість і несівних гумотканинних прокладок (товщиною ,мм) у гумо тканинній стрічці із умови міцності на розрив

звідки ,

( 2.11 )

кількість і несівних тросів (діаметром dт, мм) у гумотросовій стрічці із умови міцності на розрив

звідки

 

( 2.12 )

де - коефіцієнт запасу міцності стрічки,

та - межі міцності на розрив несівних гумо тканинних прокла-

док і сталевих тросів, відповідно.

Погонні (лінійно – розподілені), Н/м навантаження на тяговонесівний елемент конвеєра, стрічку

• від власної ваги стрічки

( 2.13 )

 

тут - щільність матеріалу стрічки,

- товщини несівної прокладки

 

та захисних обкладок верхньої і нижньої, відповідно;

• від ваги транспортованого вантажу

( 2.14 )

• від ваги , Н роликоопор вантажної (робочої) вітки

=;

( 2.15 )

• від ваги , Н роликоопор холостої (неробочої) вітки

=,

( 2.16 )

тут і , м – кроки роликоопор у робочій та неробочій вітках.

Тяговий розрахунок конвеєра.

Натяг (сили натягу) , Н стрічки в характерних точках траси

в т.т. 11 і 1:

( 2.17 )

в т. 2:

( 2.18 )

де - коефіцієнт, що враховує збільшення натягу стрічки при обгинанні нею

відхиляючого барабана, величина залежить від кута обхвату барабана

стрічкою,

в т.3:

( 2.19 )

де , Н – сила опору руху стрічки на ділянці траси між

т.т. 2 і 3 довжиною , м,

- коефіцієнт опору руху неробочої вітки стрічки, величина якого

залежить від типу підшипників роликоопор, способіві змащування

та ущільнення, запиленості робочого середовища;

в т.4:

( 2.20 )

в т.5:

( 2.21 )

де Н – сила опору пересуванню

стрічки на ділянці траси між т.4 і 5 довжиною ,м, нахиленої під

кутом до горизонталі;

в т.6:

( 2.22 )

в т. 7 (завантаження):

( 2.23 )

де

( 2.24 )

, Н – сила опору рухові стрічки на завантажувальній ділянці траси,

тут С – коефіцієнт, яким враховують опір рухові стрічки від тертя матеріалу по стінках завантажувального бункера та по стрічці, від руху стрічки в завантажувальній частині з сипким вантажем та від гідростатичного тиску матеріалу,

- складова швидкості руху (падіння) вантажу у завантажувальній

зоні, спрямована вздовж руху стрічки;

м – висота, з якої вантаж падає на стрічку у завантажувальній зоні,

- коефіцієнт тертя вантажу об стрічку;

в т.8:

( 2.25 )

де Н – сила опору рухові стрічки на ділянці траси між точками 7 і 8 довжиною , м, нахиленої під кутом ,

тут - коефіцієнт опору рухові стрічки по жолобчастих роликоопорах робочої вітки конвеєра;

в т.9:

( 2.26 )

тут , рад – кут, який стягує дуга між т.т. 8 і 9;

в т.10:

( 2.27 )

де , Н – сила опору рухові стрічки на ділянці траси між т.т. 9 і 10 довжиною , м горизонтальної;

в т. 11:

( 2.28 )

де , м – висота підйому вантажу на верхній барабан розвантажувального візка (над рівнем стрічки лінійної горизонтальної ділянки траси);

Після обчислення величин сил і Н опору рухові стрічки на окремих і-тих ділянках траси і підстав ноки їх у рівняння (2.16)…(2.26), для граничного стану (за відсутності проковзування стрічки відносно привідного барабана), одержують систему з 2-х рівнянь виду (2.16) і (2.26) з двома невідомими

( 2.29 )

,

де А, В і С – числові коефіцієнти: А і В – коефіцієнти опору рухові стрічки;

С – сила, Н опору рухові стрічки: із розв’язку (2.29) знаходять величини і ,Н натягу віток стрічки в т.т. 1 і 11; затим із рівнянь (2.18)…(2.27) – сили натягу , Н врешті точках контуру.

Знайдені сили натягу стрічки у характерних точках траси конвеєра візуалізують у вигляді діаграми сил натягу.

 

Максимально допустимі провисання , мм стрічки між роликоопорами

• робочої вітки

( 2.30 )

• холостої вітки

( 2.31 )

 

за величинами яких перевіряється правильність вибору кроків і , м розміщення роликоопор.

 

 

2.2. Розрахунок параметрів і вибір складових привідного

механізму конвеєра.

Сумарний опір (сила опору) , , Н рухові стрічки

( 2.32 )

Розрахункова потужність Рр, кВт

( 2.33 )

тут - к.к.д. механізм у приводу.

Встановлювана потужність Р, кВт двигуна

,

де = 1,1…1,2 – коефіцієнт встановлюваної потужності (запас потужності).

За величиною Р, кВт з каталогу вибирають привідний електродвигун відповідного типу із указанням: типу і марки двигуна; номінальної потужності Р, кВт; частоти , об/хв. (кутової швидкості ) обертання ротора; кратностей пускових моментів (; моменту інерції Ір, кг· м2 ротора.

Остаточний вибір стрічки – перевірка міцності на розрив

Діаметри барабанів конвеєра, мм:

• привідного

де - коефіцієнт, що залежить від типу стрічки,

остаточно діаметр барабана приймається після перевірки на допустимий тиск [Р], МПа між барабаном і стрічкою за умовою

( 2.34 )

• кінцевого

( 2.35 )

• відхиляючого (натяжного проміжного) барабана

( 2.36 )

Довжина кожного з барабанів, мм

( 2.37 )

тут , мм – розмір, що залежить від ширини В,мм стрічки.

Вибір редуктора.

Частота обертання привідного барабана, об/хв.

( 2.38 )

де , тут , мм – товщина гумової футеровки.

Передаточне число редуктора (розрахункове)

( 2.39 )

 

Розрахункова потужність для вибору редуктора, кВт

Рред. = kpPp,

де kp – коефіцієнт умов роботи.

За числовими значеннями і Рред., кВт вибирають стандартний редуктор рекомендованого типу.

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.5. Схеми привідних механізмів стрічкових конвеєрів:

а) – з редуктором типу ЦД-2;

б) – з редуктором типу КЦ.

 

 

2.3. Перевірні розрахунки приводу конвеєра

на пуск і гальмування.

Якщо робота конвеєра супроводжується тривалими (більше 10…15 хв.) зупинками, то це призводить до збільшення коефіцієнтів опору рухові стрічки і в пусковий період:

( 2.40 )

де - коефіцієнт збільшення статичних опорів під час пусків після відносно

тривалих зупинок, .

За наявності тривалих зупинок у роботі конвеєра відповідно до величин і визначають (уточнюють) натяг стрічки у точках контуру.

Затим визначають загальне тягове зусилля, Н, що виникає в стрічці при повторних пусках конвеєра з навантаженням

,

та зведений до вала двигуна момент сил статичного опору рухові стрічки під час пуску конвеєра, Н·м

( 2.41 )

де , тут - коефіцієнт можливого зменшення опору рухові стрічки.

Зведений до вала двигуна момент інерції Ізв., кг·м2 усіх рухомих мас конвеєра

( 2.42 )

де - коефіцієнт, яким враховують інертність мас конвеєра і приводу, що обертаються повільніше за ротор двигуна;

, кг – зведена маса рухомих (поступальна) мас конвеєра і вантажу

( 2. 43 )

тут - коефіцієнт, що враховує пружне видовження стрічки, внаслідок

неодночасного (несинхронного) приведення в рух різних рухомих

мас конвеєра; для гумотканинних стрічок , для гумо-

тросових

– лінійно – розподілені (погонні) маси, кг/м

вантажу , ( 2.44 )

стрічки , ( 2.45 )

обертових частин роликів і барабанів конвеєра

( 2.46 )

тут , кг – сумарна маса обертових частин барабанів;

- коефіцієнт нерівномірності швидкості руху мас.

Середній пусковий момент двигуна, Н·м

Тривалість, с пуску конвеєра

( 2.47 )

 

За необхідності регулювання (збільшення) пускового часу використовують пристрої автоматичного керування пуском привідних двигунів: в асинхронних з фазним ротором – набір пускових опорів або рідинний реостат із сервоприводом у схемі обмоток фазового ротора; в асинхронному з К.З. ротором – пристрої частотного регулювання.

Час, за який сила натягу набіжної на привідний барабан вітки стрічки досягне максимальної величини

 

( 2.48 )

де , м – довжина конвеєра;

і – швидкості поширення пружної хвилі в робочій і холостій вітках,

відповідно,

( 2.49 )

тут , Н – зведена жорсткість стрічки,

,

при цьому Е, Н/м – динамічний модуль пружності стрічки;

Е = (2…3) ·106 – із синтетичними прокладками; Е = (0,5…0,8) ·106 Н/м – із бавовняними прокладками;

, кг/м- погонні маси рухомих частин робочої та холостої віток кон-

веєра, відповідно

;

Для конвеєра з податливим (вантажним) натяжним пристроєм рівняння руху зведеної до обода привідного барабана маси рухомих частин конвеєра

( 2.50 )

де , кг – зведена до ободу привідного барабана маса обертально рухомих

частин приводу

( 2.51 )

тут – коефіцієнт, яким у зведеній масі враховують інертність

мас привиду, що обертаються повільніше за ротор

двигуна;

, , кг·м2 - момент інерції ротора двигуна і з’єднувальної муфти, встанов-

леної на швидкохідному валу приводу;

, рад/с – кутова швидкість обертання ротора двигуна;

р – передаточне число редуктора;

, м – радіус привідного барабана,

- к.к.д. механізму приводу;

, м/с – швидкість поширення пружної хвилі в робочій вітці конвеєра;

, кг/м – погонна щільність матеріалу рухомих частин робочої вітки

конвеєра;

, м/с – лінійна швидкість обода барабана (стрічки);

, Н – динамічна сила у стрічці в точці набігання її на привід-

ний барабан;

Fд, н – надлишкова (динамічна) колова сила, що передається стрічці

від привідного механізму під час пуску його

( 2.52 )

 

 

 

тут і , Н·м – середній пусковий момент двигуна і зведений до вала

двигуна момент сил опору руху стрічки в пусковий

період.

Із розв’язку рівняння (2.50) при постійному моменті двигуна в пусковий період визначають

швидкість руху стрічки, м/с

( 2.53 )

або динамічну силу в стрічці у точці набігання її на привідний барабан, Н

( 2.54 )

Максимальна сила, Н натягу стрічки в пусковий період

( 2.55 )

та коефіцієнт динамічності

( 2.56 )

Умова відсутності пробуксовування привідного барабана відносно стрічки в пусковий період конвеєра з податливим натяжним пристроєм

( 2.57 )

Сила натягу Fн , Н віток стрічки, яку повинен створювати натяжний пристрій у період сталого руху

( 2.58 )

тут - к.к.д. натяжного пристрою.

Хід натяжного пристрою

( 2.59 )

Гальмування конвеєра.

Із умов експлуатації конвеєра визначається певна допустима величина , м вільного вибігу стрічки конвеєра з вантажем після зупинки двигуна та визначається тривалість гальмування tг, с (допустима) протягом якої швидкість стрічки лінійно зменшиться від до

( 2.60 )

Зведені до вала привідного двигуна під час гальмування:

момент сил статичного опору рухові стрічки, Н·м

( 2.61 )

момент інерції рухомих мас конвеєра, кг·м2

( 2.62 )

 

Момент на валу двигуна під час гальмування

( 2.63 )

при , величина гальмівного моменту, який потрібно створити

( 2.64 )

Гальмування здійснюється:

проти вмиканням привідного двигуна;

приведенням в дію гальма, встановлюваного на швидкохідному валу приводу.

Перевірка на запобігання зворотного руху стрічки зупиненого завантаженого конвеєра.

Перевірку проводять за умов, при яких похила ділянка траси 6-8 завантажена, а двигун вимкнено. Для цього випадку рушійна сила від ваги вантажу, що спричиняє зворотний рух стрічки, не повинна перевищувати сумарну силу опору рухові стрічки з урахуванням опору рухові стрічки на барабанах

( 2.65 )

де , Н – опір зворотному рухові робочої вітки стрічки

( 2.66 )

тут м – довжина робочої вітки конвеєра;

, Н – опір зворотному рухові холостої вітки стрічки

 

( 2.67 )

 

 

 

тут , м – довжина холостої вітки.

При виконання нерівності зворотній рух стрічки з вантажем не можливий; при привідний механізм конвеєра обладнується гальмом з розрахунковим моментом , Н·м

( 2.68 )

де - коефіцієнт запасу гальмування;

, Н – колова сила на привідному барабані, необхідна для утримання стрічки від зворотного руху;

,

тут і , Н – сила натягу віток стрічки в т.т.11 і 1 (набігання і збігання), визначені із тягового розрахунку конвеєра, виконаного проти руху стрічки (починаючи з т.5).

За величиною , Н·м вибирають стандартне гальмо.

 

Ланцюгові конвеєри.

Тема 3. Динамічні навантаження на тяговий елемент

ланцюгового конвеєра.

Особливість кінематики ланцюгового конвеєра: за постійної кутової швидкості привідної зірочки швидкість руху ланцюга не постійна; вона періодично змінюється (пульсує) по певному кінематичному закону. Тривалість періоду нерівномірності руху ланцюга дорівнює часу повороту привідної зірочки на центральний кут , величина якого відповідає кроку зачеплення рз. Нерівномірність руху тягового елемента призводить до виникнення в ньому динамічних сил, величина яких пропорційна величинам прискорення пульсуючого руху ланцюга та мас вантажу і рухомих елементів конструкції самого конвеєра.

Динамічні зусилля, спричинені нерівномірнім рухом тягового елемента сприймаються ланцюгами та зірочками – маючи циклічний характер , вони сприяють появі і накопиченню утомних проявів в деталях (на робочих поверхнях їх), викликають періодичні (параметричного походження) коливання.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.1.Схема руху (кінематичної взаємодії)

шарніра ланцюга із привідною зірочкою.

 

За постійної кутової швидкості обертання привідної зірочки конвеєра () постійною буде і колова швидкість ланцюга 1, який увійшов у зачеплення із зірочкою

( 3.1 )

де ,м – радіус початкового кола зірочки.

Швидкість руху ланцюга (без урахування пружності)

( 3.2 )

 

де - перемінний кут, утворений радіусом 01 і віссю оу.

З (3.2) видно, що швидкість руху ланцюга за період повороту зірочки на центральний кут , який відповідає одному кроку зачеплення рз, змінюється по закону косинусоїда при зміні кута від до .

Прискорення руху ланцюга за той же період

( 3.3 )

Величини швидкості і прискорення руху ланцюга для 3-х характерних положень шарніра його на зірочці, зафіксованих на рис. 3.1:

• положення 1 – вхід шарніра 1 зачеплення із зірочкою ;

( 3.4 )

• положення 2 – після повороту шарніра 1 разом із зірочкою на половину центрального кута

( 3.5 )

• положення 3 - вихід шарніра 1 із зачеплення після повороту разом із зірочкою на половину центрального кута

( 3.6 )

Величина максимального прискорення із урахуванням співвідношень: та .

( 3.7 )

тут , об/хв. – частота обертання привідної зірочки;

- число зубців на зірочці.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2. Графіки зміни швидкості та прискорення

руху ланцюга.

Максимальне повздовжене динамічне зусилля (інерційне) передається ланцюгові в момент зміни прискорення руху мас вантажу і тягового органу від до і складає , а із урахуванням ударного характеру прикладання цієї сили . Враховуючи також складову інерції, спрямовану в бік руху, в той момент коли ланцюг рухається з уповільненням , величина динамічного навантаження, Н, (інерційного походження) на ланцюг

( 3.8 )

де , кг – зведена маса рухомих частин конвеєра і вантажу

( 3.9 )

при цьому - коефіцієнт, який враховує зменшення зведеної маси рухомих

частин конвеєра,- = 2,0 при 25 м, при

= 1,0 при 60 м;

і – погонні навантаження від ваги вантажу і робочого елемента

конвеєра;

- прискорення сили тяжіння;

, м – довжина конвеєра.

( 3.10 )

Формула (3.10) одержана за умови, що ланцюг є абсолютно твердим тілом, придатна для визначення динамічних зусиль інерційного характеру в коротких конвеєрах.

В розподіленні навантажень на ланцюги конвеєрів значної довжини суттєву роль відіграє пружність тягового елемента, - виникають динамічні зусилля коливного характеру, які залежать від параметрів і характеристик ланцюгів, зірочок, швидкості руху, величини рухомих мас, розмірів і форми траси, конструкції приводу.

Еквівалентна схема такого конвеєра представляється складним пружним стержнем, коливний рух якого описується системою рівнянь

 

( 3.11 )

в яких і - функції пружного зміщення набіжної і збіжної віток, відповідно;

м/с – швидкості поширення пружної хвилі коливань у ланцюгах робочої та неробочої віток конвеєра відповідно;

 

де , Н – статична жорсткість ланцюга;

- коефіцієнт участі вантажу в нерівномірному русі.

Розв’язок (3.10) знаходять у вигляді

( 3.12 )

де А, Н – амплітуда збуджуючої сили;

- середня швидкість поширення пружних коливань;

, с – на півперіод збуджень,- переспряження шарнірів ланцюга з привід-

ною зірочкою

( 3.13 )

, м – довжина тягового елемента конвеєра.

Період Т, с власних коливань тягового елемента

( 3.14 )

Явище резонансу настає у випадках рівності (кратності) періодів власних коливань Т,с тягового елемента і збудження , с:

із умови рівності періодів

звідки

( 3.15 )

Із (3.12):

при , де n – парне число

( 3.16 )

при , де m – не парне число

( 3.17 )

Розрахункова розривна сила , Н, ланцюга

Fрозр.

де – коефіцієнт запасу міцності ланцюга;

Н – розрахункова сила натягу вітки ланцюга

( 3.18 )

Сила натягу ланцюга в період пуску привідного двигуна

( 3.19 )

де , Н – динамічне навантаження на тяговий елемент під час пуску конвеєра

 

( 3.20 )

тут , кг – зведена (до швидкості руху тягового органу конвеєра) маса

вантажу, тягового органі і обертових частин конвеєра (без

приводу)

 

( 3.21 )

– коефіцієнт, що враховує пружне видовження ланцюгів,

 

– погонні маси ланцюга і вантажу відповідно;

– коефіцієнт, що враховує зменшення середньої швидкості

обертових мас конвеєра (порівняно із швидкістю);

, кг – маса обертових частин конвеєра (без приводу);

- кутове прискорення вала двигуна під час пуску

( 3.22 )

при цьому , Н·м – середній пусковий момент

привідного двигуна,

, Н·м – момент сил статичного опору руху тягового

елемента конвеєра під час пуску;

, кг·м2 - зведений до вала

двигуна момент інерції рухомих мас конвеєра і вантажу;

тут , м – радіус початкового (ділильного) кола привідної зірочки;

- передаточне число приводу;

- к.к.д. механізму приводу;

, Н – сумарна сила опору пересування тягового органу з вантажем.

 

 

Тема 4. Тягові ланцюги.

Різнотипні тягові ланцюги, що використовуються в якості робочого органу (тягового чи вантажонесівного) в конвеєрах різних за конструкціями та призначенням, узагальнено відзначаються:

• можливістю обгинання зірочок і блоків малих діаметрів;

• гнучкістю в горизонтальній та вертикальній площинах;

• високою міцністю та незначним видовженням;

• зручністю і підвищеною міцністю кріплень вантажонесівних та

опорних елементів;

• надійністю передавання тягової сили зачепленням на зірочці при

малому попередньому натягуванні (5…20%) від тягової сили;

• можливістю використання при високих температурах.

Недоліки тягових ланцюгів:

• відносно високі маса і вартість;

• наявність великої кількості шарнірів, кі потребують ретельного

догляду і змащування в процесі експлуатації;

• обмеження швидкості руху ≈ (1,0…1,5) м/с, внаслідок появи дина-

мічних навантажень та інтенсивного зношування на високих швид-

костях;

Конструктивні типи ланцюгів.

Основні параметри ланцюгів:

• крок рл, м – відстань між осями шарнірів;

• руйнівна (розривна) сила Fр, Н;

• маса (погонна) m, кг/м.

Круглоланкові зварні ланцюги поділяються на коротколанкові, в яких ширина В наближено дорівнює кроку р (В р) та довго ланкові, в яких р > В.

 

 

 

 

 

Рис. 4.1. Зварні круглоланкові ланцюги:

а) – коротколанковий; б) – довголанковий.

 

Матеріали для виготовлення ланцюгів: пруткова сталь марок Ст.2, Ст.3, сталь 10, легована сталь 30ХГСА з термічною обробкою (цементація, загортування, відпускання) або без термічної обробки.

Ланцюги виготовляють відрізками довжиною (1…2) м, які затим з’єднують в єдиний тяговий орган конвеєра разом з вантажонесівними елементами з допомогою спеціальних з’єднувальних ланок.

По точності виготовлення кругло ланкові ланцюги поділяються на калібровані (з відхиленням кроку від 1,0% до 2,5%) і некалібровані )з відхиленням кроку до 40%). Перші приводяться в рух зачепленням на зірочці (кулачковому Блоку), другі – фрикційно на гладкому блоці.

Круглоланкові ланцюги вирізняються:

• простою конструкцією;

• низькою вартістю;

• просторовою гнучкістю;

• відкритими самоочищуваними шарнірами;.

Недоліки ланцюгів:

• не значна площа контакту ланок, що є передумовою швидкого зношу-

вання, особливо ланок з невисокою твердістю робочих поверхонь;

• недостатньо висока точність виготовлення, особливо некаліброваних

ланцюгів вимагає застосування фрикційних приводів.

В конвеєрах переважно застосовують калібровані термічно оброблені ланцюги. Їх розраховують на розтягування при МПа.

Пластинчасті ланцюги.

За конструкцією вузла шарніра поділяються на:

• безвтулкові безроликові та безвтулкові роликові;

• втулкові безроликові та втулкові роликові;

• каткові з гладкими катками та каткові з ребордними катками.

 

 

 

 

Рис. 4.2. Конструкції пластинчастих ланцюгів:

а) – безвтулкові; б) – втулкові; в) – каткові.

 

Ролик, встановлений на валик чи втулку ланцюга, так саме і каток, встановлений на втулку, при входженні шарніра в зачеплення катається по поверхні зубця, завдяки чому зменшуються втрати на тертя в зачепленні та зношення спряжених поверхонь. Зовнішній діаметр роликів, на відміну від катків,й за ширину пластини; діаметр роликів завжди більший за ширину пластини, рис. 4.2.

В зачепленнях ланцюгів із зірочками котки і ролики виконують однакові функції; на лінійних (криволінійних) ділянках трас конвеєрів котки виконують також функції опорно-ходових елементів робочих органів (полотна, настилу, підвісок і ін.) їх.

Найбільш прості на конфігурацією і дешеві безвтулкові (інакше – штирьові) ланцюги, внаслідок малої площі поверхонь контакту в шарнірах швидко зношуються при значних навантаженнях і підвищених (більше 1,0 м/с) швидкостях; їх застосування в конвеєрах обмежене машинами тихохідними з малими тяговими силами.

Найбільш ефективними в застосуванні є роликові та коткові пластинчасті ланцюги завдяки конструкції шарнірів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.3. Конструкції вузлів шарнірів пластинчастих ланцюгів:

а – пластинчастого втулкового; б, в – пластинчастого коткового (з гладкими

і ребордними котками) на підшипниках ковзання; г , д – те ж саме на підшип-

никах кочення; е – пластинчастої роликової із закритим шарніром.

 

Параметри пластинчастих ланцюгів унормовані ДСТУ (ГОСТ 588), згідно з яким виготовляються ланцюги типів: 1 – втулкові; 2 – роликові4 3 – коткові без реборд; 4 – з ребордами на котках з підшипниками ковзання. Ланцюги всіх типів мають три виконання: 1М – нерозбірні, - з двохстороньо розклепаними суцільними валиками і запресованими втулками; 2М – розбірні,- з роз’ємним кріпленням втулок і суцільних валиків на лисках; 2МС – нерозбірні ,- з порожнистими валиками.

Нормальний ряд кроків,мм: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 600; 800; 1000.

Матеріали та наближені розрахунки на міцність деталей пластинчастих ланцюгів.

Пластини. Рекомендований матеріал – сталь 40, 40Х, 45, 50, з термообробкою (загартування з відпусканням) до НRС 27…33.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.4.

Умова міцності (на розрив) перерізів 1-1 та 2-3 внутрішньої та 3-3 зовнішньої пластин

( 4.1 )

де , Н – розрахункова сила натягу ланцюга;

, м2 – ефективна площа перерізу пластин;

і , МПа – розрахункове розривне напруження в перерізі та його

допустима межа, відповідно;

в перерізі 1-1

, МПа

 

тут р, МПа – рівномірно розподілений (по площі контакту) тиск між пластиною

і валиком

( 4.2 )

при цьому і , м – радіус провушини та товщина пластини, відповідно;

- центральний кут у провушині (рис. 4.4, а);

в перерізі 2-2

, МПа

( 4.3 )

тут і , м – ширина пластин і провушин, відповідно;

в перерізі 3-3

, МПа.

 

Валик, рис. 4.4, б. Рекомендований матеріал: сталь 40, 45, 50 з термообробкою до НRС 40…50 на поверхні; сталь 20Г, 20Х з НRС 55…62 після цементації і загартування; сталь 40Х з НRС 50…58 після загартування. Умова міцності при згинанні

( 4.4 )

де М, Н·м – згинаючий момент у середньому перерізі валика

( 4.5 )

тут е, мм – відстань між зовнішніми пластинами;

, мм3 – осьовий момент опору перерізу валика, при цьому

, мм – діаметр валика;

МПа – допустиме згинальне напруження для матеріалу

валика (сталь 40, сталь 50;

із умови (4.4)

 

( 4.6 )

Напруження від зрізання

( 4.7 )

де , мм2 – площа перерізу валика;

МПа – допустиме напруження при зрізанні для матеріалу валика.

Втулка, рис. 4.4, в. Рекомендований матеріал: сталь 15, сталь 20 із НRС 50…58 після цементації і загартування.

Умова міцності при згинанні

( 4.8 )

де М, Н·мм – згинаючий момент у середньому перерізі втулки

( 4.9 )

де с і , мм – відстань між осями внутрішніх пластин та ширина ролика

(котка), відповідно;

, Н – сила на зубці зірочки, , - сила натягу збіжної

вітки ланцюга,

, мм3 – момент опору перерізу втулки

( 4.10 )

тут і , мм – діаметри втулки, відповідно зовнішній і внутрішній;

після підстановки

МПа для сталі 40, 50,

( 4.11 )

тут .

Рекомендовані співвідношення розмірів пластин, валиків і втулок:

Розбірні ланцюги. За конструкцією і способом виготовлення поділяються на ковані (гаряче штамповані), рис. 4.5. і холодно штамповані, рис. 4.6.

 

 

 

 

Рис. 4.5. Конструкція кованого (гарячештампованого) ланцюга:

а, б – схеми рухомості осі ланцюга в площині осі шарніра відповідно, з циліндричним і бочкоподібним валиком; в – секція ланцюга, г – схема складання ланцюга.

 

 

 

 

Рис. 4.6. Конструкція холодноштампованого ланцюга.

 

Источник: портал www.KazEdu.kz

Каталог учебных материалов

Свежие работы в разделе

Наша кнопка

Разместить ссылку на наш сайт можно воспользовавшись следующим кодом:

Контакты

Если у вас возникли какие либо вопросы, обращайтесь на email администратора: admin@kazreferat.info