книги / Основы теории и расчёты рудничных транспортных установок
..pdfВеличина S®^*, определяемая выражением (176), от длины
конвейера не зависит, следовательно, в новом масштабе сил она должна на диаграмме изображаться отрезком^ в два раза большим, чем в старом масштабе. Таким образом, от старого положения оси по провесу хх нужно отложить 'вниз величи ну S ^ 11 и получить вторую ось по провесу.
Так как «вторая ось по провесу» прошла выше «оси по про буксовке», то за ось абсцисс по-прежнему должна быть при нята ось по пробуксовке уу.
Величина 5 пр (178) также не |
зависит от длины конвейера |
и должна быть отложена от оси |
по прочности zz для построе |
ния второй оси по прочности.
Для проверки ленты по условиям прочности требуется срав нить положение второй оси по прочности и оси по пробуксовке (ось абсцисс). Так как вторая ось по прочности проходит выше оси по пробуксовке, то лента не удовлетворяет условиям проч ности и, следовательно, необходимое число конвейеров п будет больше двух.
Если при заданной длине транспортирования требуется три конвейера, то, повторяя приведенные выше соображения, т. е. откладывая еще раз величины S m^ и S np, получаем третью
ось по провесу и третью ось по прочности. Как видно, в этом положении третья ось по провесу прошла ниже оси по пробук совке, а поэтому и должна быть принята за ось абсцисс. Третья ось по прочности прошла ниже третьей оси по провесу (оси абсцисс), что свидетельствует о том, что лента удовлетворяет по условиям прочности и в рассматриваемом примере требуется три последовательно установленных конвейера (п = 3).
В общем случае для установления необходимого числа кон вейеров п требуется столько раз отложить значения величин S™11 и S np пока ось по прочности не окажется ниже оси абс
цисс. Количество отложенных отрезков и будет искомым чис лом конвейеров.
3. Аналитический метод определения допускаемой длины конвейера и требуемого числа
последовательно установленных конвейеров
Определению допускаемой длины конвейера Z/mах предшест
вует вычисление первоначального натяжения |
ленты |
5 0 по про |
весу и по пробуксовке (§ 9). |
|
U тах, если |
Формула для вычисления допускаемой |
длины |
первоначальное натяжение выбрано по провесу,, выводится на основании следующих соображений.
•Пусть для некоторого ленточного конвейера, длина кото рого L, величина первоначального натяжения ленты по провесу
равна S0 и соответствующее ему максимальное натяжение рав но Smax- Если максимальное натяжение ленты Smax больше натяжения, допускаемого по прочности ленты 5 пр, то длина кон вейера должна быть уменьшена до некоторой величины U, при
которой максимальное натяжение ленты составит S'max. при чем S'joах^^ир.
Так как первоначальное натяжение ленты по провесу не зависит от длины конвейера, то оно сохраняет свою величичину и для конвейера длиной V , и, следовательно, между величинами Smax и S^ax , L и V прямой пропорциональности
нет. Прямая пропорциональность имеется между величинами Smax- S0 и S^ax — S 0, так как первая и вторая представляют
собой сопротивления движения, которые пропорциональны длине конвейера.
Поэтому можно написать |
|
^шах *0 __ ^тах *-Ч> |
/, о м |
При полном использовании ленты по условиям прочности ^тах = *^пр И V — £ шах и вместо выражения (180) получим
5
откуда получим допускаемую длину конвейера, если 'первона чальное натяжение выбрано по провесу,
J ' _ ^Пр — So |
J |
(181) |
^max— “Г |
М, |
6 шах
Формула для вычисления допускаемой длины I ' mаХ по про буксовке выводится следующим образом.
Пусть величина первоначального натяжения ленты по про буксовке равна S 0‘ и соответствующее ему максимальное натя жение ленты, равно S maxВеличина первоначального натяжения по пробуксовке S0 пропорциональна длине конвейера. Поэтому
между величинами S max и S 'max, L н |
L' |
существует |
пропор |
циональная зависимость, что позволяет записать |
|
||
с |
|
|
|
°т а х |
|
|
(182) |
L |
|
|
|
|
|
|
|
что при полном использовании ленты |
по |
прочности |
приведет |
к уравнению |
|
|
|
>пр
') |
L |
■при решении которого -получим допускаемую длину конвейера по пробуксовке
|
^шах = |
“ Г------ L , М. |
( 1 8 3 ) |
|
|
^шах |
|
Из |
двух полученных значений U max из выражений |
(181) и |
|
(183) |
принимается меньшее. |
|
|
Необходимое количество |
конвейеров |
|
|
|
п = - ± - |
(184) |
|
|
|
^тах |
|
с округлением до ближайшего большего целого числа.
При равной длине последовательно установленных конвейе ров длина каждого из них равна
L' = — , м. |
(185) |
П |
|
4. Графоаналитический метод определения требуемого числа последовательно установленных
конвейеров и допускаемых длин конвейеров для уклонов с переменным углом наклона [32]
При работе конвейера на уклоне максимальное натяжение ленты (в точке набегания) равно (см. рис. 24, а)
|
S max = S 0 + UV |
П86) |
|
Первоначальное натяжение принимаем из условия отсут |
|||
ствия пробуксовки ленты |
kjWп |
|
|
о |
ст|п |
|
|
|
— Ьс6 ~ |
e * * - i |
|
Подставляя это выражение в формулу (186), получим |
|||
При полном использовании |
прочности ленты |
максимальное |
|
ее Натяжение следует принять равным максимально допусти
мому согласно выражению |
(178). |
|
Полагая в выражении |
(187) Snp=5max и решив это |
равен |
ство относителньо W0, получим значение допускаемого тяго |
||
вого усилия |
|
|
и7д°п = |
--------£пр--------( кГ |
(188) |
Тяговое усилие как сумма сопротивлений движению гру женой и порожней ветвей может быть записано в таком виде:
— П ° п ==(9 + 2?л + Я'р+ ? ') W L cos р + qL sin р. (189)
Пусть задан профиль выработки (рис. 38), вычерченный в определенном масштабе. Масштабы по горизонтали и по вер тикали в общем случае различны и равны соответственно т и п. Профиль можно рассматривать как график некоторой функции y= f(x).
Рис. 38. Графическое построение для оп |
|
ределения требуемого числа последозч- |
|
тельно |
установленных конвейеров и до |
пускаемых длин конвейеров для уклонов |
|
|
с переменным углом наклона |
Если натяжная |
станция конвейера установлена в точке О, |
а привод в точке D, то координаты привода равны х и у, кото рым в действительности соответствует горизонтальная проек
ция конвейера Lrop и вертикальная проекция (высота |
подъ |
||
ема) Н: |
|
|
|
1 гор = тх; |
|
(190) |
|
Н — пу. |
|
(191) |
|
Если средний угол профиля на участке OD обозначить че |
|||
рез р, причем |
|
|
|
tg? = - " |
|
|
(192) |
Lrop |
|
|
|
ТО |
|
|
|
L cos Р = 1 гор; |
L sin р = |
Н |
|
и, следовательно, вместо выражения (189) |
можно записать |
||
Wtf* = [q + 2?л + % + |
<7р) « ’, Z.rop + дИ. |
(193) |
|
Подставив вместо Lrop и Н .их значения, найденные из вы ражений (190) и (191), получим
U7gon = (<7 + 2q„ + q'p -f q’p) w 'm x + qny. |
(194) |
Выражение (194) может быть преобразовано в следующее:
h = ax + y,
где
w r
h = - 5 - ; qn
q + 2q» + q' + q"p , nq
Искомая высота подъема в масштабе графика
у = А — ах.
(195)
(196)
(197)
(198)
Для нахождения на графике величины у пользуемся следую щим построением. От оси координат откладываем размер /г, найденный из выражения (196), и проводим горизонталь АВ. Под углом у к горизонтали АВ проводим прямую ЛМ, причем tgY = a - Пересечение линии AM с кривой профиля дает точ ку D, в которой нужно поставить привод.
Правильность проделанного построения проверяется следу ющим образом.
Из построения видно, что
у = h — BD,
но
BD — х tg Y = ха,
следовательно,
у — h — ах ,
что и требовалось доказать.
Перенеся систему координат в точку D подобным же по строением получим точку £, в которой должен быть установлен следующий привод и т. д.
Расположение некоторых приводов может быть из какихлибо соображений скорректировано (например, из соображе ний согласования с расположением этажных штреков). При этом требуется изменить положения и остальных приводов.
§ И. ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭНЕРГИИ
Мощность на валу двигателя определяется по статическому окружному (тяговому) усилию с учетом сопротивления на при водных барабанах Wnv.
При двигательном режиме:. |
|
|
|
||
|
W0 = SK6- S c6 + Wnp, кГ: |
|
(199) |
||
|
дг = |
102•if] |
жвда, |
|
(200) |
|
|
|
|
|
|
где г] — к. п.д. привода от |
головного вала |
до |
вала двигателя. |
||
Для подземных |
конвейеров |
можно принять |
г| = 0,8—0,85. |
||
При тормозном режиме: |
|
|
|
|
|
|
W0 = sc6 - |
S„6 - |
Wnp, к Г; |
|
(201) |
|
N = |
102 |
квт *. |
|
(202) |
|
|
|
|
|
|
Установочная мощность |
|
|
|
|
|
|
Ny„ = kuN, кет, |
|
(203) |
||
где &м=1>1— 1,2 — коэффициент запаса мощности. |
|||||
По величине |
установочной мощности |
по |
каталогу прини |
||
мается двигатель. |
|
|
|
|
|
При транспортировании |
вниз |
необходимо |
определить мощ |
||
ность холостого хода установки, которая может оказаться больше мощности рабочего хода:'
^ уст.хол = |
^ 7 ^ ' квт' |
|
(204) |
|
где Проход — тяговое |
усилие |
при холостом |
ходе, |
которое (без |
учета сопротивлений |
на барабанах) равно |
сумме |
сил вредных |
|
сопротивлений движению ленты на прямолинейных участках конвейера:
1Г0 хол (2q„ + ?р + <7р) W 'L C O S р, к Г . |
(205) |
Ниже излагается методика приближенного расчета мощно сти двигателя по эмпирическим зависимостям.
Мощность Nь затрачиваемая на холостой ход конвейера,
Nx~ cLv, квт. |
(206) |
Значение коэффициента с приведено в табл. 11.
Мощность Л/2, затрачиваемая на преодоление сил вредных
сопротивлений при загруженном конвейере, |
|
N2= 0,00015QL, квт. |
(207) |
* При тормозном режиме скорость движения следует принимать на 5—7% выше, чем при двигательном режиме, так как скорость вращения двигателя превышает синхронную.
Ширина |
0,4 |
0,5 |
0,65 |
0,7 |
0.8 |
1.0 |
1,2 |
1.4 |
ленты В, |
||||||||
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
0,014 |
0,018 |
0,023 |
0,024 |
0,028 |
0,039 |
0,046 |
0,055 |
Мощность |
Л^з, затрачиваемая на |
подъем |
(спуск) материала |
|||||
|
|
N3= |
± 0,00274QL sin р, кет. |
|
(208) |
|||
Знак плюс следует принимать при доставке вверх, знак ми нус при доставке вниз.
Мощность на головном валу
N = Nt + N, 4 - N |
кет. |
(209) |
з, |
|
Установочная мощность:
при N > О
, , |
------- , кет, |
|
N4ст = |
||
|
4 |
(210) |
при М < 0 |
|
|
Муст = |
I N И» |
к вт . |
где ч\— к. п. д. привода;
k'H— коэффициент запаса мощности, принимаемый по дан ным табл. 12.
|
|
^ Т а б л и ц а |
12 |
|
Длина конвейера L, |
До 15 |
14-40 |
Более 40 |
|
Коэффициент запаса мощности k M |
1 ,5 -1 ,3 |
1 ,3 -1 ,2 |
1,1—1.2 |
|
При доставке вниз необходимо определить мощность холо стого хода установки УУуст. Хол, которая в отдельных случаях может превысить мощность рабочего хода,
^ует.хол = — • нет. |
(211) |
*1 |
|
Часовой расход энергии на валу двигателя, отнесенный к 1 т груза
Часовой расход энергии на валу двигателя, отнесенный к 1 ткм транспортной работы,
(213)
где L — длина транспортирования, км.
§ 12. ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ ТОРМОЗНЫХ И СТОПОРНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ НАКЛОННЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Если при доставке ленточным конвейером вверх его угол наклона превышает так называемый угол равновесия конвейера, то -при прекращении подачи электроэнергии или неполадки в системе привода возможно самопроизвольное движение гру женой ленты .вниз. Образующееся при этом скопление мате риала в нижней части конвейера может вызвать аварию.
Самопроизвольное движение груженой ленты вниз может также возникнуть и на бремсберговом конвейере.
Различные механические стопоры (роликовые остановы, лен точные тормоза, храповики и др.), устанавливаемые для устра нения самопроизвольного движения ленты, рассчитываются по действующему крутящему моменту на валу, где они установ лены [31].
1. Определение крутящего момента на стопорном валу
Тяговое усилие на приводе конвейера, установленного на ук лоне, без учета сопротивлений на барабанах может быть най дено из выражения (189)
W0явWTр + Г пор = [(<7 + 2<7„ -f д'Р+ д’Р Wcos р + д sin р] L
Тяговое усилие при движении ленты в обратном направле нии W0. т по своему абсолютному значению равно
IWo. т I ~ 11^гр + w пор |= [q sinР — {д + 2дя-f д'р-f- <7р)w' cos р]L.
Полученные выражения дают возможность установить зави
симость между W0 и Wo. т: |
|
|UV, |= 2.7l sinр - Г 0> *Г. |
(214) |
Усилие, которое необходимо приложить для устранения са мопроизвольного движения ленты, равно W0. г. Момент этой силы на валу барабана Мтс учетом запаса сил торможения на стопоре Аст = 1,2— 1*3 равен
где D — диаметр барабана, м.
78
При установке стопора -на другом валу момент от силы W0.т находится через передаточное число и' и к. и. д. .передачи т]*:
м ; = м т-^ кГм. |
(216) |
и' |
|
При установке тормоза на бремсберговом конвейере крутя щий момент определяется величиной тягового усилия при ра бочем ходе установки
Мт= k „ ± ^ - DV. кГм. |
(217) |
2и |
|
2. Теория роликового останова [31]
Шайба роликового останова укреплена на головном валу или на одном из валов редуктора и вращается внутри неподвижной кольцевой обоймы (рис. 39). Шайба имеет вырезы, в которые помещены цилиндрические роли ки. При вращении ее в направ лении, соответствующем рабоче му ходу конвейера, ролики сво бодно располагаются в гнездах вырезов, а в момент изменения направления' вращения шайбы на обратное заклиниваются ме жду поверхностью обоймы и ско сами Ъырезов шайбы, что приво дит к остановке привода.
Таккак ролик в заклиненном состоянии неподвижен, то он на ходится под действием двух рав ных и противоположно направ
ленных |
сил С, |
приложенных |
в Рис. 39. |
К расчету роликового |
точках |
контакта |
с обоймой |
и |
останова |
шайбой. |
|
|
|
|
Силы С 'могут быть разложены на нормальные и тангенци |
||||
альные составляющие N и F: |
|
|
||
|
|
7V = Ccosa; |
F = С sin a. |
(218) |
Заклинивание ролика будет происходить в том случае, если силы трения в местах контакта ролика с шайбой (точка В) и обоймой (точка А) будут больше силы F
где / — коэффициент трения покоя.
Воспользовавшись выражениями (218), условие (219) запи шем в 'виде
С/cos а > С sin а,
откуда
|
|
|
|
|
|
(22°) |
С учетом коэффициента запаса сил трения |
6Т= 1 ,3 — 1,5 |
|||||
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
* « = - £ - , |
|
|
|
(221) |
откуда можно определить величину угла а. |
|
|
|
|||
Шайба |
должна |
конструироваться |
таким образом, |
чтобы |
||
плоскость |
опорной |
поверхности выреза |
В В |
проходила |
под уг |
|
лом 2а к касательной плоскости DA. |
|
|
|
|
||
Тормозной 'момент Мт, действующий на шайбу, |
равен сумме |
|||||
моментов сил N и F и составляет |
|
|
|
|
||
|
Мх = OEN + E B N f- {R - |
г) N sin 2а + |
|
(222) |
||
|
|
+ [(# + г) cos 2а — г] Nf, |
|
|
||
откуда сумма радиальных сил N всех роликов останова |
|
|||||
|
N = |
мх |
|
кГ. |
|
(223) |
|
(R — г) (sin 2а + / cos 2а) —г/ |
|
||||
|
3. Теория нормально закрытого ленточного |
|
||||
|
дифференциального тормоза |
[31] |
|
|
||
Особенностью ленточного дифференциального тормоза, при меняемого в качестве автоматического останова, является раз ная величина моментов, при вращении тормозной шайбы в
одном и другом направлениях. |
|
|
|
|
При вращении тормозной |
шайбы в |
направлении, соответст |
||
вующем самопроизвольному |
движению |
груженой ветви |
вниз, |
|
окружная сила на шайбе (рис. 40) |
|
|
||
Р — |
= S h6 — sc6 = Sc6 (е* - 1), |
(224) |
||
где f — коэффициент трения между тормозной шайбой и тор мозной лентой, равный 0,25—0,45.
Сумма моментов сил, действующих на рычаг относительно его точки вращения,
S„6a — 5 С6b -J- Ос — 0
или
Sc6e i * o - S Cbb + Gc = 0.