Материал: Транспортные машины и комплексы

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

При сложных трассах с различными уклонами и закругле­ ниями, когда скорость движения сосуда (поезда) автоматически меняется в зависимости от силы тяги (электродвигатели постоян­ ного тока сериесного типа) или при переключении коробки пере­ дач машинистом (рудничные дизелевозы, погрузочно-транспорт­ ные машины, автомобили), всю трассу разбивают на отдельные участки. Для каждого участка вычисляют силу тяги, по которой, пользуясь механической или электромеханической характери­ стикой двигателя, определяют среднюю скорость на данном уча­ стке vt и продолжительность движения th суммируя которые вычисляют 2 ^. (Болес подробно определение продолжительности цикла для отдельных типов машины приведено в соответствующих главах.)

§ 2. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ (СИЛА ТЯГИ) ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ

При транспортировании энергия расходуется на подъем груза и на преодоление вредных сопротивлений, возникающих при движении.

Рис. 2. Схемы к определению сопротивления движению: а — при скольжении; б — при движении на колесах

При медленном перемещении груза скольжением с постоянной

скоростью по наклонной плоскости (рис. 2, а)

на тело действуют:

-

сила тяжести

(брутто), Н;

вверх

или вниз;

г — сила тяги, Н,

направленная

W — сила трения, Н, направленная в сторону, обратную напра­

 

влению относительного скольжения;

 

 

N — реакция опоры, Н.

 

 

Н,

 

 

(9)

 

 

 

W ~ N f,

 

 

где / — коэффициент

трения.

=

0;

=

0.

Из

условия

равновесия

2 Х

Проектируя

силы на ось

у,

получим

 

 

Следовательно,

N =

£<5pCosp,

Н.

 

(10)

W = G6pcos р/,

Н.

 

(И)

 

 

 

 

 

Соответственно из

условия

2 Х

=

0 имеем

 

 

 

F = G6p(/ cos р ±

sin Р),

Н.

(12)

по

При перемещении груза на колесах с постоянной скоростью

наклонной плоскости

(рис. 2, б)

 

 

 

 

 

 

W = G6р (и/ cos р ±

sin Р), Н,

(13)

где

w' — коэффициент

сопротивления

движению

транспортного

 

устройства,

установленного

на

колесах.

 

 

Как известно

из курса теоретической

механики,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(14>

где

|х — коэффициент

трения

оси в

подшипниках;

 

 

d — диаметр

оси,

м;

 

качения, м;

 

 

 

к — коэффициент

трения

 

 

 

D — диаметр

колеса,

м.

и (13),

видно, что

коэффициенты

 

Сопоставляя

формулы

(12)

сопротивления w' и / в принципе аналогичны, так как предста­ вляют отношение силы сопротивления W к реакции N, но суще­ ство их различно. Коэффициент трения / зависит только от материала трущихся поверхностей, смазки и скорости относи­ тельного скольжения, а коэффициент сопротивления w' зависит не только от трения в подшипниках, но и от конструктивных

параметров колеса — соотношения--, а также от коэффициента

трения качения к. Часто при расчетах транспортных устройств на пневмошппных колесах коэффициент / называют коэффициен­ том качения, что должно рассматриваться условно, так как при высоких нагрузках на ось, достигающих, например, в карьерных автосамосвалах 500 кН, силы трения в подшипниках могут быть значительными.

Коэффициент трения качения к зависит от деформации в точке касания колеса и основания (стального колеса и рельса, пневмо­ шины и дорожного покрытия и т. д.) и его значение изменяется в широких пределах в зависимости от материала колеса и осно­ вания.

При значительных скоростях движения, что характерно для многих видов колесного скоростного транспорта, учитывают так­ же сопротивление воздушной среды.

§ 3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ТЯГОВОГО ОРГАНА КОНВЕЙЕРОВ

Для определения усилия, которое должен преодолевать тяго­ вый орган при установившейся работе конвейера, его контур (рис. 3) разбивают на прямолинейные и криволинейные участки (точки 7, 2, 3, 4); на каждом из них вычисляют сопротивления движению, а затем суммируют их. Г1о общему сопротивлению

тягового органа и по принятой скорости движения определяют мощность двигателя.

В горной практике встречаются следующие типичные случаи перемещения насыпных грузов транспортирующими машинами (рис. 4):

толканием (волочением) по неподвижному желобу скребками, прикрепленными к тяговому органу, который скользит по желобу (рис. 4, а);

Щгр)

?р 9 W?+90)? Msy3

Wifep)

Рис. 4. Схемы к определению

сопротивлений

на прямоли-

Wl(2p)

д нейных участках:

 

а — при перемещении скреб­

ками по неподвижному

же­

лобу; б — на

несущих

по­

верхностях, поддерживаемых

ходовыми роликами;

в

на

несущих

поверхностях,

движущихся по стационар­

ным опорным роликам; г

к определению действитель­

ной

нагрузки

на опорные

 

ролики

 

переноской на несущей поверхности (пластины, лента), при­ крепленной к тяговому органу, опирающемуся на ходовые ролики, движущиеся по направляющим (рис. 4, б);

переноской на несущей поверхности ленты, движущейся по стационарным опорным роликам (рис. 4, в).

При определении сопротивлений движению тягового органа будем пользоваться следующими обозначениями (рис. 4, г) (кроме ранее встречавшихся):

q0 — линейная масса движущихся частей самого конвейера (цепь

/,

со скребками,

цепь с пластинами или лентой, лента),

кг/м;

— коэффициент сопротивления движению материала по непод­

вижному желобу;

 

движению

скребковой

цепи

— коэффициент

сопротивления

 

по желобу;

сопротивления

движению

ходовых

роликов

w' — коэффициент

 

по направляющим, учитывающий сопротивление

от трепня

 

в цапфах и сопротивление качения роликов по направля­

 

ющим [см. формулу (14)];

 

 

 

 

 

опор­

др — линейная масса вращающихся частей стационарных

 

ных роликов, приходящаяся на 1 м длины грузовой ветви,

 

кг/м,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яр = -^г-, кг/м;

 

 

 

(15)

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

q"9 — линейная масса роликов

холостой ветви,

кг/м,

 

 

 

 

Яр=

. кг/м;

 

 

 

(10)

 

 

 

tp

 

 

 

 

 

 

 

Gp — масса вращающихся частей одной роликоопоры грузо­

 

вой ветви, кг;

 

 

 

 

 

 

 

Zp

— то же, порожней ветви, кг;

на грузовой

и

порожней

и Zp — расстояние между роликами

 

ветвях,

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейная нагрузка на желоб от силы тяжести

 

 

 

 

 

Pi =

Qig,

Н,

 

 

 

 

(17)

где qt — линейная

масса (материала,

цепей и

др.),

кг/м;

 

 

g = 9,8 м/с2 — ускорение свободного падения (для ориенти­

 

ровочных расчетов можно принимать g =

10 м/с2).

 

Сопротивление

движению

на

1 м

длины

прямолинейного

участка грузовой ветви (см. рис. 4, а) для скребкового конвейера

^ з -4 = (/i cos Р ±

sin Р) + qQ(/2 cos р ± sin р)] g, Н

(18)

и для порожней ветви (q

= 0)

 

WV2 = Яо (h cos Р ± sin Р) g, Н.

(19)

В выражениях (18) и (19) знак плюс соответствует работе па подъем груза и минус — при спуске.

При перемещении груза пластинчатыми и ленточно-цепными конвейерами при работе по схеме, изображенной на рис. 4, б,

WV4 = \(q+ q0) К cosР ± sin Р)]g, Н

(20)

и

 

W .j2 = 1я0 W c o s Р ± s in gtР)1 н .

(2 1 )

При движении несущей поверхности по стационарным опор­ ным роликам (ленточные и некоторые типы ленточно-цепных кон­ вейеров) (см. рис. 4, в) нагрузки на подшипники опорных роли­ ков грузовой ветви складываются из веса роликов, составляющей веса ленты и груза. Сила сопротивления па 1 м длины прямолиней­ ного участка грузовой ветви ленты

W =

[(q + <70) (w" cos Р ± sin Р) + q'vw"'\ g,

Н,

(22)

а на порожней

ветви

 

 

 

 

W = [д0К

cos (5 ± sin Р) +

</>'"|g, II,

 

(23)

где ш" — коэффициент

сопротивления

движению

ленты,

учиты­

вающий сопротивление в цапфах роликов и сопротив­

ление перекатыванию ленты по роликам;

 

wn> — коэффициент

сопротивления

в цапфах

роликов.

При практических расчетах обычно вместо двух коэффициен­ тов w" и w,n вводят один общий коэффициент wr, определяемый экспериментально, а погонную массу опорных роликов склады­ вают с массой движущихся частей конвейера, поэтому выражения

(22) и (23) получают вид

 

^3-4 = l(<7+9o + 9p)u,' cosP ± (? + 9o)sinPU, Н

(24)

И

 

Wi-2 = [(?o+9p)^'cosP±?osinP]£> н.

(25)

Сопротивление на криволинейных участках (приводных и на­ правляющих звездочках, барабанах, блоках), складывающееся из трения в подшипниках и сопротивления жесткости (трение в шар­ нирах цепи, сопротивление на сгибание и разгибание ленты или каната), учитывают коэффициентом с > 1 . Тогда при приближен­ ных расчетах общее сопротивление при длине конвейера L.

 

W o - c i W ^ + W ^ ) Ц

Н,

(26)

где с

коэффициент, определяемый

экспериментально

(см. по

следующие главы);

ветви,

Н;

 

W 2 — сопротивление

порожней

 

W 3_4 — сопротивление

грузовой

ветви,

Н.

валу барабана

пли

Момент

статического сопротивления

на

на валу ведущих звездочек

 

 

 

 

а на валу

двигателя

M 0 = W 0r, Н м;

 

 

(27)

 

 

 

 

 

 

 

Мдв= - ^ , Н . м ,

 

 

(28)

где L — передаточное число механизма привода; Ц — к. п. д. редуктора.

Источник: https://studfile.net/preview/19992802/