Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Основы теории и расчёты рудничных транспортных установок

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.78 Mб
Скачать

При -расчетах можно принимать: значения коэффициента

Для одноцепных конвейеров

без направляю­

щих ..................................................................

 

конвейеров

с

/ , = 0 ,2 5 — 0,35

Для одноцепных

направляю­

щими* ..................................................................

 

конвейеров без

/ , = 0,35 — 0,4

Для двухцепных

направляю­

щих ......................................................................

 

 

 

/, = 0,2 —.0,25

Для двухцепных

конвейеров с направляю­

щими

.

.

 

f x= 0 ,2 5 — 0,35 [1,8]

значения коэффициента w'

Для одноцепных конвейеров, без

направляющих, у кото­

рых одна ветвь расположена над

другой (СК.Р-20 и др.) w '= 0,55

Для одноцепных конвейеров без

направляющих с двумя

ветвями в горизонтальной плоскости (КС-10 и др.) . . . w '— 0,75

Для двухцепных конвейеров с направляющими для це­

пей, работающих при относительно прямолинейном ставе

(КСР-1, СТР-30 и д р .) ..................................................

. w '~ 0,6

Для двухцепных конвейеров, работающих в лавах Под­

московного бассейна при волнистом профиле става (КС-2) «/' = 1,2

2. Сопротивления на зве зд о ч к а х

При движении цепи по отклоняющим и приводным звездоч­ кам появляются дополнительные статическир гппротивления.

определяемые

££ДРА1 иддений_при^изтбе.

цепи W3Bь

сопдохивденияма при трении цепи о звездочку и

согщотивлениями трения в (подшипниках оси звездочки W3B2-

Сопротивления цепи W<1Вi возникают в пунктах набегания

цепи на звездочку

(изгибание цепи) и сбегания с нее (вы­

прямление

цепи).

 

Сопротивлениями трения цепи о звездочку можно пренебречь из-за небольшого ее значения.-.

~ Разность натяжений сбегающей и набегающей ветвей на отклоняющую звездочку* равна сумме сил сопротивлений на звездочке, так что

Работа внутренних сил трения -при набегании звена на звез­ дочку равна

А = S V i у - «о.

* Рештаки с направляющими, как известно, применяются в конвейерах для лав с волнистым залеганием пластов. Возможность применения в этих условиях рештаков без направляющих исследована в работе [82].

где fii — коэффициент трения в шарнире цепи; 6 — диаметр шарнира;

а0 — угол взаимного поворота

звеньев, численно

равный

центральному углу между

радиальными осями

граней

звездочки.

 

 

 

Аналогично при сбегании со звездочки

 

— Нч

ао^7/

 

Суммарная работа сил трения вследствие изгиба цепи

Работа А совершается на пути, соответствующем повороту звездочки на угол ао, так что длина пути равна аоR, где R — ра­ диус начальной окружности звездочки.

Следовательно, сопротивление при изгибе цепи равно

Сопротивление трения в подшипниках оси звездочки, при­ веденное к начальной окружности звездочки,

где р>2

— коэффициент трения в подшипниках оси;

d

— диаметр цапфы;

IlfS'+ S")— нормальное давление на подшипник, равное гео­

метрической сумме натяжений цепи в пунктах ее набегания и сбегания со звездочки (собственным весом звездочки и вала

пренебрегаем). Геометрическая

сумма

^ ( S '+ S " )

превращается

в алгебраическую, если угол

обхвата

звездочки

цепью равен

180°, что имеет место в большинстве конструкций подземных скребковых конвейеров.

На основании этих допущений имеем

 

 

 

 

(288)

откуда

 

+ S )S ', кГ

 

S" =

( 1

(289)

где по аналогии с .выражением

(124)

 

t __п

Hi<>+ ihd

 

2R (<Х,5 + (Л, d)

При передвижке изгибающегося конвейера

 

 

 

п =

-

 

где

I — длина секции,

 

 

 

/из — длина изгибаемой части рештачного става (длина кри­

 

вой

АСВ).

 

 

 

Из

схемы,

изображенной

на

рис. 51, следует,

что

 

 

' - -

ж

- ' * -

(301>

При передвиганий всего рештачного става одновременно п

есть общее количество секций конвейера

 

 

 

п =

.

(302)

§ 4. ХАРАКТЕРНЫЕ УГЛЫ НАКЛОНА КОНВЕЙЕРА1

«Угол равновесия порожней ветви» получим, приравнивая нулю сопротивление движению вниз порожней ветви, найден­ ное из выражения (286),

<7o(/i cosP — sin P)L = 0 ,

откуда

tgP = /i-

(303)

«Угол равновесия груженой ветви» получим, приравнивая нулю 'сопротивление движению вниз груженой ветви, получен­ ное из выражения (285),

[{qw' + q0/ , ) cos р (q -f q0) sin p] L =

0,

откуда

 

t g P = qW' + qofl

(304)

Я + Яо

 

«Угол равновесия конвейера» получим, приравнивая пулю тяговое усилие при транспортировании вниз,

[(qw' + q0/г) cos р — (q + Яо)sin Р\L + q0( f 1cos р + sin Р) L = 0,

откуда

tg р = w' + 2 / , 2 *..

(305)

Я

1 Пояснения приведены в гл. II.

§ 5. НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ СКРЕБКОВОЙ ЦЕПИ

Неравномерность движения скребковой цепи является при­ чиной динамических усилий, возникающих в ней.

Линейная скорость шарнира цепи, расположенного на на­ чальной окружности ведущей звездочки, равна произведению постоянной угловой скорости вращения этой звездочки со на радиус начальной окружности R (рис. 52):

г>ш=

= const.

Если предположить, что цепь при набегании на приводную звездочку остается все время параллельной самой себе, то ее линейная скорость v в точке набегания в некоторый момент t равна проекции линейной скорости шарнира ош на направление движения цепи:

<v — <aRcos®, м/сек,

 

(306)

где ф — ayt — угловое перемещение шарнира.

 

 

Путем дифференцирования

скорости v по

времени

нахо­

дится ускорение движения цепи:

 

 

 

j — — 4>2R sin a>t, м/сек2.

 

(307)

Если, как обычно, число граней z ведущей звездочки чет­

ное1 (ниже рассмотрен только

этот случай),

то закон

движе-

1 Это имеет место во всех конструкциях, где число зубьев звездочки вдвое меньше числа граней.

106

ния цепи в точке сбегания с ведущей звезДочки также подчи­ няется зависимостям (306) и (307).

Выбирая начало отсчета времени в момент захвата звез­ дочкой нового шарнира (в момент начала зацепления), вместо выражений (307) получим

j = ш2

sin о> (х — t),

м/сек2,

(308)

где t = —------- полупериод

зацепления,

т. е. время

поворота

a

 

 

 

звездочки на угол <р=-~ >сек‘>

а0 — центральный угол, соответствующий звену цепи. Диаграмма изменения ускорения цепи в точках набегания на ведущую звездочку и сбегания с нее представлена на рис. 53.

Впромежутке времени от t —

=0 до t= х цепь движется уско­ ренно. В момент времени t= т ускорение цепи равно нулю. Дальше, вплоть до момента вре­

мени

t = 2т,

цепь

движется

за­

 

 

медленно.

времени t =

 

 

 

В

момент

про­

 

 

исходит

мгновенное

возрастание

 

 

ускорения от величины

 

 

 

 

 

Jmia =

— <*>2#

Sin (ОТ

(309)

 

 

до величины

 

 

 

 

 

 

 

 

Ушах =

Sin сот,

(310)

 

 

а затем

процесс возобновляется

Рис. 53. Скорость

и ускорение

(начинается следующий

период

тяговой

цепи

зацепления).

 

 

 

 

 

 

Мгновенное возрастание ускорения в момент начала зацепле­ ния представляет собой динамический удар.

У ряда конвейеров, снабженных выносным хоботом, связь между редуктором и головным валом осуществляется цепной передачей (именуемой в дальнейшем приводной). Механизм конвейера в этом случае включает две цепных передачи: при­ водную и скребковую (рис. 54). Так как приводная цепная передача в свою очередь обладает неравномерностью движения, то степень неравномерности движения скребковой цепи воз­ растает.

Ниже дается вывод выражения, позволяющего определить кинематические параметры скребковой цепи с учетом вклю­ чения приводной цепной передачи [9].

Линейная скорость точки, расположенной на начальной ок­ ружности ведущей звездочки / и приводной цепи, равна про-

I >4 I

кзведению постоянной угловой скорости вращения этой звез­ дочки ел на радиус начальной окружности этой звездочки Ri (рис. 55):

Vi = 0 )^ 1 = const.

Ч

Рис. 54. Кинематическая схема привода скребкового конвейера

Линейная скорость приводной цепи в некоторый мо­ мент времени t равна проекции линейной скорости v\ на на­ правление движения цепи

Vm = V i COS р = it ( 3 1 1 )

и является, таким образом, переменной величиной.

Рис. 55. К определению скорости движения при­ водной цепи

Ведущая звездочка / приводной цепи вращается с постоян­ ной угловой скоростью (oi. Поэтому угловое ускорение любой точки этой звездочки равно нулю. Следовательно, тангенци­ альное ускорение точки, расположенной на начальной окруж­ ности ведущей звездочки // также равно нулю, а полное

108

ускорение этой

точки по величине и направлению совпадает

с нормальным

(центростремительным) ускорением ji= R ia 2u

Линейное ускорение приводной цепи равно проекции уско­ рения jx на направление движения цепи

J ц| = + (В?/?! Sin Р = ±

sin (В,;.

Так как линейная скорость приводной цепи D4 I в каждый данный момент времени постоянна на всем протяжении цепи, то, очевидно, имеет место равенство

<*>х^ г COS р = (0 ,/? 2 cos 7 ,

откуда может быть получено значение угловой скорости ведо­ мой звездочки II приводной цепи

ш1/?1 cos р

R2COS ■[

Угловая скорость ®2 ведомой звездочки II приводной цепи есть, таким образом, величина переменная, зависящая от не­ которого переменного передаточного отношения [1 1]

fliCOSp

R2COS 7

Путем дифференцирования угловой скорости со2 по времени представляется возможным определить величину углового ус­ корения ведомой звездочки II приводной цепи

__

doy2

d

cos p__

 

0*

dt

dt

R2 COS 7

 

 

 

l

cos p sin 7 —

 

rfp

I

— cos 7 sin p —

= 0), Ri |

 

* dt

1 r

dt

cos2 7

Учитывая, что

dp

=

Ю| И

dt

<0»

—г

— =

dt

 

 

dt

1

и произведя упрощающие выкладки, получим

О)x/^cos2 р

/?а cos 7

 

cos Р

Ведущая звездочка скребковой цепи и ведомая звездочка приводной цепи находятся на одном головном валу. Поэтому закон вращения этих звездочек одинаков.

Линейная скорость точки, расположенной на начальной окружности ведущей звездочки III скребковой цепи (рис. 56),

 

V\\\=

/?а®з,

 

где У?3 — радиус

начальной

окружности

ведущей звездочки

скребковой цепи;

 

 

со3— угловая

скорость вращения этой

звездочки.

*ь>

Рис. 56. К определению скорости движения тяговой цепи

Так как а»з= ©2, то

R2 COS 7

Линейная скорость скребковой цепи оцп равна проекции скорости »щ на направление движения цепи

T^II = V l ll COS? ==

<!>!/?! COS Р R 3 COS ер

(312)

/?2cos 7

 

 

Тангенциальное (касательное) ускорение точки,

располо­

женной на начальной окружности звездочки III, jt = /?|вз®= R$2‘

Нормальное (центростремительное) ускорение этой точки

У н = # з<|)3 = /?ВШ2.

Сумма проекций тангенциального и нормального ускорений на направление движения скребковой цепи дает величину ус­ корения ведущей ветви скребковой цепи (рис. 57)

Уцп = Ут coso + Ун sin <р= У?з (02 cos<? -Ь о>2 sin ?).

по

При подстановке в это выражение значений 02 и со2 полу­ чим окончательный результат

0)2*2 C0S2р

Уц11 = ± /?3“

[О8 - ^ 7 ? *«р) cos

(313)

*2 COS3 7

s,n ‘

Выражение (313) позволяет установить рациональное соот­ ношение числа зубьев приводных и тяговых звездочек, чему

посвящено

специальное

 

исследова­

 

 

 

ние

[10].

 

 

 

 

 

 

 

 

(5= 0;

 

 

 

Полагая

в

выражении

(313)

 

 

 

у = 0

(устраняя

неравномерность

хода

 

 

 

приводной цепи), приходим к постоян­

 

 

 

ному передаточному отношению привод- ITcosc^/

 

J H sine?

ной

цепной

передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i =

*1 cos р

 

*i

Л

 

,

 

 

 

 

 

—---- - = —- =

const

 

 

 

 

 

 

 

 

* * COS f

 

* 2

 

 

 

 

 

 

 

и, следовательно, к постоянной угловой

Рис. 57.

К

определение

скорости

 

вращения

головного

вала

((о2 = соз= const), при

которой танген­

ускорения

тяговой цепа

 

 

 

циальное ускорение /- обращается в

 

 

 

нуль. Формула

(313)

для

определения

ускорения

скребковой

цепи при

этом

переходит в -выражение (307)

 

 

 

 

 

/цп =

 

гч

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

± /?3— — sin © = ± /?3ю5 sin ш81.

 

 

 

 

 

 

 

 

Яо

 

 

 

 

 

 

Если

звездочка

/

(см. рис.

54)

имеет

большое

число зубьез

(т. е. звездочка практически круглая), то можно считать (3= 0. При одинаковом числе зубьев и при параллельном расположе­

нии сторон звездочек II и III

получим <р = у.

Одновременное выполнение этих условий на основании выра­

жения (312) дает

 

 

г/цц =

1 1

= const.

 

*2

 

На этом базируется .принцип работы уравнительного меха­ низма с короткозвенной цепью [12].

§ 6. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ТЯГОВУЮ ЦЕПЬ, РАССМАТРИВАЕМУЮ КАК АБСОЛЮТНО ТВЕРДОЕ ТЕЛО

При перемещении материала волочением на скребковом конвейере вследствие неполной связи с тяговым органом в не­ равномерном движении цепи принимает участие не весь рас-

Ш

положенный на конвейере транспортируемый материал, а лишь некоторая часть, которую можно «считать присоединенной к цепи.

Эта присоединенная часть массы материала может быть определена из выражения

mmr = — cqL, кГ-сек21м,

(314)

$

 

где с — так называемый «коэффициент участия», равный для скребкового конвейера, как показали опыты [13], 0,3—0,5. При перемещении материала на полотне (например, пластинчатым конвейером) с = 0,8—0,9; при перемещении в сосудах (например, элеватором) с = 1,0.

Величина присоединенной массы является одним из пара­ метров, определяющих величину динамических нагрузок, дей­ ствующих на тяговую цепь.

Будем считать груженой ветвью конвейера участок цепи между точками 3 -4, а порожней ветвью — участок 1—2 (рис. 58).

Выбрав начало кэординат в точке сбегания цепи с привод­ ной звездочки (точка /) и проведя ось х в направлении точки 4, запишем выражение г. *ч массы движущихся цепи и материала,

расположенной на учас : кс от точки 1 до точки х,

 

т\-х = ~~ ]<7оЛ I

Л

— £)]• ftГ •сек*/м.

(315)

е

 

 

 

При определении динамических

нагрузок в цепи без

учета

ее упругих свойств используется условие, согласно которому точка 4 набегания цепи на приводную звездочку движется по закону, представленному уравнением (306).

В момент замедленного движения цепи, предшествующего началу зацепления, в цепи возникают «сжимающие» динамиче­ ские нагрузки, равные

SRX

Соседние файлы в папке книги