книги / Современная теория ленточных конвейеров горных предприятий
..pdfдвижущих сил трения между верхними ветвями лент равна сумме внешних сил сопротивления со стороны приводного ба
рабана (XW,) плюс доля сил, расположенных со стороны не
приводного барабана, пропорциональная жесткости несущей
ленты -W - |
Зона упругого скольжения на нижней вет |
Е + Е .т J |
|
ви тягового контура расположена от точки сбегания несущей
ленты на длине /" , при которой сумма движущих сил трения
между нижними ветвями лент равна доле внешних сил со сто роны неприводного барабана тягового контура, пропорциональ-
|
( |
£W, |
г Л |
ной жесткости тяговой ленты |
£ н+ £ ту |
||
|
|
|
|
|
X W + IW , |
|
|
Г |
Ч + я , . |
(5.3) |
|
|
(<7Г+ Q*) £ (M^osP “ sinP) ’ |
||
|
|
||
|
XW2 |
|
|
|
E + E _ |
|
(5.4) |
11 =■ |
|
||
|
<?XH2cosP+ sinP) |
|
|
Если вычисленная по формуле (5.3) длина Z'K> LrK, то упру гое скольжение имеет место по всей длине верхнего контакта
лент, т. е. сил трения «не хватает» для компенсации внешнего
£
сопротивления ZWJ + XW2------— и поэтому «оставшаяся
Еи + Ег
часть» этих сил компенсируется за счет увеличения зоны Сколь жения на нижней ветви тягового контура, тогда
г _ z w |
+Чя ^ghC 0Sp~ sinpI<TK |
|
4;g(H2cosP+sinp) |
Если же вычисленная по формуле (5.4) длина l"K>LTK то упругое скольжение имеет место по всей длине нижнего контак та лент; сил трения «не хватает» для компенсации внешнего со
противления Z w 2 |
Ет |
и поэтому увеличивается зона сколь |
|
Е„+Ег
жения на верхней ветви, тогда
,/ _ iW -^pgcosp-sinp/^
(<?r+^H) ^ 2+SinP
Выявленные закономерности формирования зон скольже ния показывают, что доли общего тягового усилия Ew промежу точного привода, реализуемые в установившемся режиме на ветвях тягового контура, зависят от места его установки по дли не конвейера.
Рассмотрим правила формирования зоны упругого сколь жения, возникающей при реализации тягового усилия промежу точного привода, необходимого для преодоления сил сопротив ления движению внутри тягового контура.
Для расчетной схемы (см. рис. 5.2, а) разность натяжений несущей ленты на входе в тяговый контур и выходе из него рав на нулю, поэтому упругое скольжение может возникнуть только при изменении натяжения несущей ленты внутри контура. Если предположить, что Ет= °°, то на участке контакта не возникают какие-либо изменения продольных деформаций ведомой несу щей ленты, зона относительного упругого скольжения отсутст вует и все силы сопротивления
= [(*г + я; +Ч\ +% )cos pw+ ( ^ + qHn +q\ ) sin p] g
непосредственно воспринимаются тяговой лентой.
При увеличении угла установки привода происходит срыв сцепления сразу по всей длине контакта лент.
Если Ен = °°, то силы сопротивления в начале контакта (по ходу движения) воспринимаются только несущей лентой, ее натяжение растет, а так как оно должно затем снизиться до
начального значения, то неизбежно возникновение зоны уп ругого скольжения со стороны сбегания несущей ленты с привода.
В зоне упругого скольжения на несущую ленту действуют только распределенные силы трения между лентами и состав ляющая силы тяжести ленты и груза (скатывающая сила):
^ = (<7T>+ 4")2MCOSP; |
(5.5) |
^ УД= (<?* + 4л ) g sinP- |
(5.6) |
В этом идеализированном случае длина зоны скольжения будет максимально возможной. Нельзя предположить наличие зоны упругого скольжения со стороны набегания на тяговый контур, так как тогда скорость тяговой ленты увеличивается и, следовательно, зона скольжения должна распространяться на всю длину контакта, т.е. это предположение удовлетворяется только при полном проскальзывании тягового контура.
При конечных значениях Ен и Етв зоне относительного по коя несущая лента воспринимает долю сил сопротивления дви жению, пропорциональную ее жесткости, а в зоне скольжения
независимо от соотношения жесткостей лент — силы F |
и |
||
F*a. Так как |
S"6 = 5СН6, то |
|
|
откуда |
|
|
|
ск |
чр 4- F |
™* |
|
Из (5.6) следует, что предельный угол установки привода, |
|||
при котором |
/ск = Ln , не |
зависит от соотношения жесткостей |
|
лент и определяется только значением Р = arctgp .
Для расчетной схемы рис. 5.2, б 5" = 5" и S'^ = 5" По ана логии с предыдущей схемой зона скольжения располагается со стороны сбегания верхней ветви несущей ленты с привода. Эта зона может распространяться от т. 4 против хода движения лен ты, на длину /'к < LTO или переходить также и на контакт ниж них ветвей на длину /" . Для граничного случая, когда /'к = LTK, приращение натяжения несущей ленты на нижней ветви, равное доли сопротивления движению обеих лент, пропорциональной Еи, компенсируется силами трения между лентами на верхнем контакте (рис. 5.2, б):
= (4rp+ < )(m cosp-sinp),
откуда
р, = arctg |
(5.7) |
При углах установки конвейера р < р, = 0. Длину зоны
скольжения на верхней ветви /'к находим из соотношения
[(я» + Ят+% )WwcosC O S р - (^лв + q \)sin р] Д, +
4 Г(<7Ф+ 4лН+<7л+4р )wcosP+l
= (^rp + ) ( H .C O SP - sin р) С ,
w:
( K a- F~ ) ^ T ^ +w
где wfa = [(?ф + 2^лн + 2(?лт +q'n +q" ) wcos р + ^ sinp]g — |
сум |
марное удельное сопротивление на обеих ветвях контуров; |
F™ |
иопределяются по (5.4), (5.5).
При углах установки Р > Р, зона скольжения имеет место на всей верхней ветви и на длине /с‘к на нижней ветви:
|
( /ГУД _ |
/ГУД ) |
Е * + Е 1. + w « |
|
|
|
|
\ СК |
тр / |
г, |
^ "УД |
|
|
/в = ________________________ £н____________________/ |
||||||
ск г |
/ |
|
\ |
п |
£ |
* |
[4л sinР + 4> 2cosp+ (4"+ 4ЛТ+ 4р' )wcospjg |
" |
+ wyH„ |
||||
|
|
|
|
|
|
(5.9) |
где < д = [(9лн+ ^ |
+ 9р' )wcosp-(<7;+ ^ ;)sin p ]g |
— удельное со |
||||
противление на нижней ветви контуров.
Таким образом, для двух расчетных схем выявлены законо мерности формирования зон скольжения, внутри которых происхо дит реализация тягового усилия, необходимого как для преодоле ния доли сил сопротивления всего конвейера в целом, приходящей ся на данный промежуточный привод, так и для преодоления соб ственных внутренних сопротивлений тягового контура привода.
Для того чтобы получить значение длины зоны скольжения, учитывающее оба этих фактора, можно воспользоваться прин ципом суперпозиции. Особенностью применения этого принци па является то, что нельзя использовать простое суммирование зон скольжения, так как внутреннее сопротивление тягового
контура |
преодолевается несущей лентой только на участке |
^тк - («1 |
(рис. 5.2, в). |
Суммарная длина зоны скольжения
|
|
|
S*6-Sc6+Wya |
£ + £ |
||
I |
—/ , + / 0—■ |
|
|
|||
ск |
*ск! |
*ск2 |
( F |
- - ^ ) + wy, |
||
|
|
|
|
|
|
Е„ +Е„ |
ra e /CK2= c f ^ y - ^ |
j |
• |
|
|||
|
l |
^ |
|
|
|
|
Аналогично определяются суммарные длины зон сколь жения для схемы, когда тяговый контур взаимодействует с обеими ветвями грузонесущей ленты. Следует отметить, что если задано тяговое усилие промежуточного привода, то длину зон скольжения можно получить методом обхода контура тя говой ленты.
5.3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОНВЕЙЕРА С ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ПРИВОДАМИ В ВИДЕ ТЯГОВЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНТУРОВ
5.3.1. Вариант конструктивной схемы многоприводного конвейера
сголовным приводом и промежуточными приводами (ленты тяговых контуров взаимодействуют только
сверхней ветвью основной грузонесущей ленты)
Предварительно оцениваются суммарное тяговое усилие Fo и суммарная мощность конвейера с одним головным приво дом. Исходя из полученного значения суммарной мощности и учитывая другие факторы, устанавливаются значения мощ ности головного и промежуточного приводов, количество про межуточных приводов и количество приводных блоков каждо го привода.
Тяговое усилие промежуточного привода
где Лб.пп — число приводных блоков промежуточного привода; Епб — суммарное число приводных блоков конвейера.
Исходя из количества промежуточных приводов, соотноше ния мощности головного и промежуточного приводов, ориенти ровочно оцениваем возможное снижение прочности ленты и ориентировочно принимаем значение массы 1 м основной грузонесущей ленты q” и лент тяговых контуров q l.
Следующим этапом является предварительное определение длины тягового контура. Тяговое усилие промежуточного при вода затрачивается на две составляющие:
на преодоление собственных сопротивлений движению ленты тягового контура
К К = [(«I + Яр ) wcos р - ql sin р] L^g ;
= [(«Г + Ятя+ Qr+ <7р) wcosр + ql sin p j/^ g ;
на преодоление силы трения между лентами, которая явля ется движущей тяговой силой для грузонесущей ленты,
где |! — коэффициент трения между лентами. Таким образом, можно записать
откуда
(5.11)
где К™ — коэффициент запаса тяговой способности промежу точного привода для обеспечения пуска и торможения конвейе ра без полного проскальзывания лент и ограничения (или устра нения) проскальзывания лент при отсутствии груза на участке тягового контура. Этот параметр является одним из важнейших и может быть уточнен при вариантном расчете после оценки ра боты многоприводной системы при частичной загрузке по длине конвейера. В предварительных расчетах может быть принято
К™ =1,2— 1,4. Условие отсутствия полного проскальзывания
лент при неблагоприятной схеме загрузки конвейера по длине, а также в режимах пуска и торможения достигается только при весьма больших значениях К "", т.е. при нерациональном увели чении , если не применяется система управления распределе нием нагрузки между промежуточными приводами в зависимо сти от фактической загрузки конвейера по длине.
После определения дополнительной силы сопротивления
из-за наличия тяговых контуров |
|
£ Fn = (2ql + q” ) wcos P1^пт |
(5.12) |
(ппп — число промежуточных приводов) |
|
пересчитываем суммарное тяговое усилие |
|
К = X F H+ Z F TK |
(5.13) |
и тяговое усилие промежуточных приводов |
|
FL = F' *б.пп |
(5.14) |
2 Х |
|
Суммарное сопротивление движению грузонесущей ленты £.FHрассчитывается с учетом принятого значения q*
Как показано в подразд. 5.2, длина контакта между тяговой и несущей лентой при нормальной работе привода делится на участок относительного покоя /оп и участок относительного
скольжения /ск (рис. 5.3). На участке /оп силы сопротивления движению распределяются между тяговой и несущей лентами пропорционально их жесткостям. Удельное сопротивление дви жению тяговой ленты на участке /оп:
г |
~\ |
Е |
w\ = [(<7„т + <&+ Яг +% ) wcos р + (qJn +q”+ qr)sin p] g |
, |
|
или w, =[w BT+ (g ;+ g r) g s in p ] - -- T |
, |
(5.15) |
Ef +£,H |
|
|
где EH ET — жесткости несущей и тяговой лент.
На участке /ск происходит передача тягового усилия, тяговая
лента нагружается силами трения , а грузонесущая лента
разгружается этими силами. Кроме того, на участке /ск на тяго
вую ленту действует удельное сопротивление и£. Обходом по
точкам тягового контура определяем натяжения:
т«ь = т* + К К + w, |
- /„ ) + ( < + |
; |
Гиб - Тс6 —Епп,
Рис. 5.3. Диаграмма натяжений лент многоприводного конвейера
268
*£ + К Д~ W'
На участке покоя /оп натяжение несущей ленты увеличива ется на величину
= w\тгЧп >
Е,
а на участке скольжения — на величину
SCK~ WI KK>
где
^2 = (Й + 9 г)« « пР - ^ д, |
(5.17) |
т.е. натяжение несущей ленты изменяется на разность между силой трения и составляющей силы тяжести несущей ленты и груза на этом участке.
Таким образом, общий перепад натяжений несущей ленты
на промежуточном приводе |
|
ASH= S:„ + S:K. |
(5.18) |
Если нет специальных требований по схеме расстановки промежуточных приводов, то первый промежуточный привод должен быть установлен на таком расстоянии L\ от хвостового барабана конвейера, чтобы натяжение несущей ленты на этом Промежуточном приводе не превосходило натяжения в точке набегания на головной привод конвейера. Это условие может быть записано следующим образом:
Frn+ s ^ = s : 6+ w:LK+w:L] + s:n,