Сопротивление движению тягового органа

Для расчета элементов конвейера на прочность, определения общего тягового усилия и мощности привода необходимо знать натяжение тягового элемента по всей трассе.

Это натяжение слагается из первоначального натяжения, суммы всех сопротивлений, усилия подъема груза и дополнительных динамических нагрузок. Трасса конвейера состоит из прямолинейных, криволинейных участков и поворотных пунктов. На этих участках трассы сопротивления могут быть распределёнными (линейными) и сосредоточенными (местными). Рассредоточенные сопротивления действуют на прямолинейных горизонтальных, наклонных и вертикальных участках и на криволинейных участках.

Сосредоточенные - на поворотных пунктах. Кроме того сосредоточенные сопротивления могут быть в местах погрузки, разгрузки конвейера, на очищающих устройствах и др.

На рис. 8.1 приведены три случая движения тягового органа и груза:

1) толканием (волочением) груза по неподвижному желобу скребками, прикрепленными к тяговому органу, перемещающемуся в желобе (скребковые, толкающие конвейеры);

2) переноской груза на несущей поверхности (пластины, лента), прикрепленной к тяговому органу, опирающемуся на ходовые катки, движущиеся по направляющим (пластинчатые, ленточно-цепные конвейеры);

3) переноской груза на несущей поверхности ленты, движущейся по стационарным опорным роликам (ленточные конвейеры).

Рис. 8.1. Схемы движения тягового органа и груза

Сопротивление на прямолинейных участках

Величина сопротивления на единицу длины (1 п.м.) участка, Н

Для первого случая:

где - погонная масса цепи со скребками;

- коэффициент сопротивления перемещения груза;

- коэффициент сопротивления движению цепи со скребками.

Если цепь перемещается скольжением по желобу (коэффициент трения).

Если цепь перемещается на катках:

где - коэффициент трения скольжения в цапфах,

- диаметр цапфы;

k - коэффициент трения качения;

Д – наружный диаметр катка;

С – коэффициент добавочного сопротивления для катков с ребордами вследствие трения реборд о направляющие (рельсы).

Для второго случая:

где - погонный вес цепи с пластинами;

- коэффициент сопротивления перемещению пластинчатого полотна с грузом на катках

Для третьего случая:

где - погонная масса ленты; кг/м;

- масса вращающихся частей стан. опорн. роликов;

- то же на 1 м длины холостой ветви, кг/м;

- масса вращающихся частей одной роликоопоры соответственно грузовой и порожней ветвей, кг;

- расстояние между опорами на грузовой и порожней ветвях;

- коэффициент сопротивления движения ленты с грузом по роликоопорам;

- коэффициент сопротивления в цапфах роликов.

В практических расчетах обычно вместо двух коэффициентов вводят один общий коэффициент сопротивления, определяемый экспериментально, а погонный вес роликов складывают с весом движущихся частей конвейера. Тогда

Знак "плюс" соответствует движению вверх, "минус" - вниз.

Для определения сопротивления движению всего прямолинейного участка длиной L необходимо полученные сопротивления и умножить на L.

Сопротивление на криволинейных участках трассы

Чаще всего тяговый элемент проходит криволинейные участки трассы конвейера следующими способами (рис. 8.2):

1) скольжением по криволинейной направляющей шин, борту желоба;

2) качением по криволинейной направляющей на ходовых катках (роликах);

3) качением по стационарным роликам, расположенным вдоль криволинейного участка.

Рис. 8.2. Схемы криволинейных участков конвейеров

При движении тягового органа скольжением по криволинейной направляющей с центральным углом (в радианах) и с коэффициентом трения f соотношение между величинами натяжения тягового элемента в начальной Sнб и конечной Sсб точках криволинейного участка можно считать (несколько ориентировочно) по Эйлеру

при качении на ходовых роликах или на батарее стационарных роликов с коэффициентом их сопротивления .

Сопротивление на криволинейном участке

Более утонченно можно найти S_сб по довольно сложным формулам.

Сопротивление на поворотных пунктах

Рис. 8.3. Схема поворотного участка

Поворотные пункты служат для сопряжения двух соседних, расположенных под углом друг к другу участков трассы конвейера. Здесь тяговый элемент огибает блоки с гладким ободом (канат, кольцевая цепь) или барабаны (лента), блоки с прямолинейными гранями (длиннозвенные цепи) или зубчатые блоки-звёздочки (цепи).

Сопротивление складывается в основном из сопротивления трению в подшипниках вала и сопротивления сгибанию и разгибанию тягового органа. Величину сопротивлений можно принимать пропорциональной натяжению в набегающей ветви тягового элемента, т.е.

Тогда натяжение в сбегающей ветви

Обозначим (1+k)=К, тогда

При приближенных расчетах в зависимости от диаметра блока, барабана или звездочки и условий работы можно принимать при углах обхвата тяговым элементом 90⁰ К=1,03(1,05 и 180⁰: К = 1,05-1,07.