- •Оглавление
- •Глава 11. Тележечные конвейеры
- •11.1. Общие сведения
- •11.2. Нормативные материалы для расчета тележечного конвейера
- •11.3. Расчет тележечных конвейеров
- •11.3.1. Расчет вертикально-замкнутых конвейеров
- •11.3.2. Расчет горизонтально-замкнутых конвейеров
- •Глава 12. Элеваторы ковшовые вертикальные
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Нормативные материалы для расчета элеваторов
- •12.3. Предварительный расчет элеватора
- •12.4. Проверочный расчет элеватора
- •Глава 13. Винтовые конвейеры
- •13.1. Общие сведения
- •13.2. Нормативные материалы для расчета стационарных винтовых конвейеров общего назначения
- •13.3. Расчет винтового конвейера
- •Глава 14. Роликовые конвейеры
- •14.1. Общие сведения
- •14.2. Нормативные материалы для расчета роликовых конвейеров
- •14.3. Расчет роликового конвейера
- •Глава 15. Качающиеся конвейеры
- •15.1. Общие сведения
- •15.2. Нормативные материалы для расчета качающихся конвейеров
- •15.3. Основы теории качающихся конвейеров
- •15.4. Расчеты качающихся конвейеров
- •Глава 16. Примеры расчетов транспортирующих машин
- •16.1. Пример расчета ленточного конвейера
- •16.2. Пример расчета крутонаклонного конвейера
- •16.3. Пример расчета пластинчатого конвейера
- •16.4. Пример расчета скребкового конвейера
- •16.5. Примеры расчетов подвесных конвейеров
- •16.5.1. Пример расчета подвесного грузонесущего конвейера
- •16.5.2. Пример расчета подвесного грузоведущего конвейера
- •16.5.3. Пример расчета подвесного толкающего конвейера
- •16.6. Пример расчета тележечного конвейера
- •16.7. Пример расчета ковшового элеватора
- •16.8. Пример расчета винтового конвейера
- •16.9. Пример расчета роликового конвейера
- •16.10. Примеры расчетов качающихся конвейеров
- •16.10.1. Пример расчета качающегося инерционного конвейера
- •16.10.2. Пример расчета вибрационного конвейера
15.3. Основы теории качающихся конвейеров
Режимы работы качающихся конвейеров [17] определяются коэффициентом режима работы Г, который характеризует динамические нагрузки на элементы конвейера и кинематику движения груза на несущем элементе:
Г = , |
(15.4) |
где а — амплитуда колебаний грузонесущего элемента, м; — угловая скорость возбудителя колебаний, рад/с; — угол направления колебаний (см. рис 15.2, 15.6); —угол наклона грузонесущей плоскости к горизонту; g = 9,81 м/с2. Для горизонтальных конвейеров Г 0,1 .
При Г менее 1 груз будет лежать на колеблющейся плоскости и перемещаться, не отрываясь от нее (режим инерционных конвейеров); при Г более 1 груз будет отрываться от колеблющейся плоскости и перемещаться микробросками (режим вибрационных конвейеров); при Г = 1 условия движения груза будут неопределенными.
Для вибрационного конвейера оптимальные значения Г, при которых обеспечивается наиболее эффективное движение частиц груза при минимальных динамических нагрузках, находятся в пределах 1...3,3. Рекомендуемые значения коэффициента Г приведены в табл. 15.3.
В качающихся конвейерах с постоянным давлением груза на дно желоба (см. рис. 15.1) процесс перемещения груза состоит из отдельных этапов. В период времени t1 прямого хода желоба находящийся в нем груз движется вместе с ним без скольжения. Начиная от точки А груз по инерции продолжает двигаться вперед с некоторым замедлением даже и при обратном ходе желоба, который как бы выскальзывает из-под груза. На участке В — С груз скользит по желобу назад, а на участке С — D движется назад вместе с желобом. Груз движется вперед в течение времени t1 + t2 и назад — в течение небольшого промежутка времени t3 + t4. Время t3 + t4 должно быть минимально, чтобы в итоге обеспечивалось перемещение груза вперед за весь период времени Т. Груз будет двигаться вместе с желобом при условии аж gf0, где аж — ускорение желоба, f0 — коэффициент трения груза по желобу в покое. Груз будет скользить по желобу вперед при условии аж fдg, где fд — коэффициент трения груза по желобу в движении. Давление груза на дно желоба, а также сила трения между ними постоянны.
Табл. 15.3. Значения коэффициента Г [к формуле (15. 4)]
Конструкция конвейера |
Тип привода |
Вид груза |
|
пылевидный и порошкообразный |
кусковой |
||
Однотрубные (одножелобные) легкого и среднего типов (при Q 50 т/ч) подвесной и опорной конструкций |
Центробежный или электромагнитный |
3,0...3,3 |
2,8...3,0 |
То же тяжелого типа (пои Q > 50 т/ч) |
То же |
2,0...2,5 |
1,8...2,3 |
Двухтрубные и однотрубные уравновешенные, легкого и среднего типов (при Q 50 т/ч и L 20 м) |
Эксцентриковый |
1,6...2,8 |
1,5...2,5 |
То же, тяжелого типа (при Q>50 т/ч и L > 20 м) |
То же |
1,3...2,5 |
1,2. .2,0 |
Средняя скорость движения груза по горизонтальному желобу (м/с)
г.ср = S nкр/60, |
(15.5) |
где S — путь (м), проходимый грузом за один оборот вала кривошипа, определяемый по диаграмме скорости (см. рис. 15.1, в), и равный заштрихованной площади фигуры АСВА, ограниченной кривой скорости и абсциссой времени:
S = tА, |
(15.6) |
где и t —масштабные коэффициенты скоростей и времени м/(смм), с/мм; А —площадь фигуры АСВА, мм2; nкр —частота вращения приводного вала, мин-1.
Диаграммы скоростей и ускорений, приведенные на рис. 15.1, строятся графоаналитическим методом, излагаемым в курсе теории механизмов и машин.
Радиус ведущего кривошипа, а следовательно, и амплитуду колебания желоба принимают r = а = 50...150 мм; частота вращения ведущего вала (частота колебаний) — 40...50 мин-1.
В горизонтальных конвейерах (см. рис. 15.2) для обеспечения перемещения груза вперед при прямом и обратном ходе ускорение желоба выбирается таким, чтобы: а) груз не отрывался от желоба и б) сила инерции груза в период замедления прямого хода желоба (участок АВ) была больше силы трения груза о желоб и обеспечила бы грузу движение вперед также и при обратном ходе желоба. Первое условие обеспечивается при
sin < g, |
(15.7) |
второе условие — при
> , |
(15.8) |
где nкр — частота вращения кривошипа, мин-1 (рекомендуется nкр = 300...400 мин-1); а — амплитуда колебания желоба, равная радиусу кривошипа, м: а = r = 10...20 мм.
При соблюдении этих условий груз будет двигаться вперед со скоростью г отдельно от желоба. Средняя скорость движения груза в горизонтальном желобе (м/с)
г = 0,21 nкраfд tg, |
(15.9) |
где fд — коэффициент трения груза о дно желоба в движении (для угля и руды fд = 0,35).
Частота и амплитуда колебаний вибрационных конвейеров выбираются из табл. 15.4 в зависимости от типа привода и транспортируемого груза.
На виброконвейерах среднего и тяжелого типов преимущественно применяется резонансная настройка упругой системы, при которой частота возмущающей силы вибропобудителя (вибратора, вибропривода) и частота собственных колебаний упругой системы 0 совпадают или их отношение находится в пределах 0,85...1,25. При этом обеспечивается малый расход энергии при установившейся работе конвейера, его высокая производительность, однако требуются значительные пусковые усилия из-за большой жесткости упругой системы.
При зарезонансной настройке, когда 0, жесткость упругой системы невысокая, пусковые усилия невелики, однако имеет место повышенный расход энергии при установившемся режиме работы конвейера. При пуске и остановке конвейера, когда система проходит через область резонанса, возможно значительное увеличение напряжении и се упругих элементах. Зарезонансная настройка применяется для подносных конструкций и в опорных конвейерах легкого типа. Дорезонансная настройка ( 0) применяется редко.
В соответствии с ИСО 1815—75 и ИСО 1049—75 число колебаний в минуту и соответствующий ход (амплитуда) а (мм) подвесных виброконвейеров должны выбираться из ряда: при частоте колебаний 750, 1000, 1500, 3000 и 6000 ход соответственно должен находиться в пределах 5...32; 2,5... 17; 1,2...8; 0,3...3 и 0,07...1.
Угол направления колебаний принимается в зависимости от их частоты: при частоте, большей или равной 1000 мин-1, = 20...25°, при частоте, меньшей 1000 мин-1, = 30...35°, в среднем принимают = 30°.
Табл. 15.4. Амплитуда и частота колебаний вибрационных конвейеров
Тип привода - вибропобудителя |
Частота колебаний, мин-1 |
Амплитуда колебаний для грузов, мм |
|
пылевидных и порошкообразных |
кусковых |
||
Электромагнитный |
3000 |
0,75...1,2 |
0,75...1,0 |
Электромеханические: |
|
|
|
центробежный |
2800 |
0,8...1,2 |
0,8...1,0 |
дебалансиый |
1500 |
2...3 |
1,5...2,5 |
Центробежный: |
|
|
|
направленного действия |
1500...1000 |
2...4 |
2...3 |
эксцентриковый |
800...450 |
5...15 |
4...8 |
Табл. 15.5. Значения коэффициентов k1 и k2
Вид насыпного груза |
Размер частиц мм |
Влажность, % |
k1 |
k2 |
Кусковой |
10...200 |
|
0,9...1,1 |
1,5...2,0 |
Зернистый |
0,5...10 |
0,5...10 |
0,8...1,0 |
1,6...2,5 |
Порошкообразный |
0,05...0,5 |
0,5...5 |
0,4...0,5 |
1,8...3,0 |
Пылевидный |
Менее 0,05 |
0,8...5 |
0,2...0,5 |
2...5 |
Скорость транспортирования груза в вибрационных конвейерах (м/с)
(k1 k2 sin ) а cos |
(15.10) |
(знак минус в скобках — при транспортировании груза вверх, а знак плюс — соответственно вниз).
Для горизонтальных конвейеров = 0 и
= k1 а cos |
(15.11) |
Эмпирические коэффициенты k1 и k2, зависящие от физико-механических свойств транспортируемых грузов, приведены в табл. 15.5.
В этой таблице меньшие значения коэффициента k1 и большие значения коэффициента k2 относятся к грузам с частицами меньших размеров.