Глава 2 |
Конвейеры. Справочник. |
|
Режимы, условия работы и расчётные нагрузки |
предедущая
следующая
|
2.3. Статические и динамические нагрузки
Статические нагрузки. В процессе эксплуатации конвейера со сложной трассой, имеющей подъемы и спуски, возможны следующие варианты загрузки конвейера:
- ВН-1 — нулевая загрузка (холостой ход);
- ВН-2 — нормальная загрузка, обеспечивающая заданную плановую производительность с той или иной неравномерностью,
которая обусловлена неравномерностью подачи груза и наличием некоторого резерва;
- ВН-3 — наибольшая загрузка по полной пропускной способности грузонесущего элемента или по наибольшей производительности загрузочного устройства;
- ВН-4 — максимальная прерывистая загрузка, когда все участки трассы загружены полностью,
а участки спусков не загружены (вариант максимального натяжения тягового элемента);
- ВН-5 — минимальная прерывистая загрузка, когда загружены только участки спусков (наиболее вероятно — один спуск наибольшей высоты),
а вся остальная часть трассы конвейера не загружена (условие возникновения минимального вплоть до нулевого и отрицательного натяжения и самопроизвольного движения
ходовой части под воздействием спускающегося груза).
Для конвейеров с прямолинейной трассой, не имеющих подъемов и спусков, варианты загрузки ВН-4 и ВН-5 исключаются.
Загрузка элементов конвейера по вариантам ВН-3 и ВН-5 обычно ограничивается при фрикционном приводе запасом сцепления ленты с барабаном,
а при приводе с зацеплением предохранительным устройством (например, срезным пальцем) и реле максимальной защиты электродвигателя.
Сложную трассу с подъемами и спусками могут иметь следующие конвейеры: ленточные, пластинчатые,
подвесные всех видов, тележечные, ковшовые, люлечные, скребковые (с круглыми и фасонными скребками).
Прямолинейную трассу имеют ковшовые элеваторы, штанговые, шагающие, вибрационные и другие конвейеры подобного типа.
Время действия рассмотренных вариантов загрузки различно: ВН-1, ВН-2 — большой промежуток времени,
состоящий из многих циклов; ВН-3 — предельно возможный в течение одного-двух циклов; ВН-4, ВН-5 —
весьма кратковременные. Доставляющие сравнительно малую часть одного цикла, их можно рассматривать как пиковые нагрузки.
Продолжительность действия варианта ВН-4 или ВН-5 равна:
t = (LC/L)TЦ
, где LС, L — длины спуска и всей трассы соответственно, м.
Основным расчетным вариантом загрузки конвейера для определения расчетного натяжения тягового элемента и мощности двигателя принимается вариант ВН-2
с учетом коэффициента возможной перегрузки, обеспечивающего заданную плановую производительность при возможной неравномерности подачи груза и неполного использования рабочего времени.
Расчетная линейная нагрузка от транспортируемого груза на 1 м длины конвейера определяется по следующей формуле:
qТ = (kH / ktkГ) • ( gQm ср / 3,6ν)
где RH — коэффициент неравномерности подачи груза на конвейер (обычно kH = 1,1/1,5);
при загрузке конвейера из бункера при помощи питателя принимают kн = 1;
g — ускорение свободного падения, 9,81 м/с2;
Qm cp — средняя плановая массовая произво-сть конвейера по техническому заданию, т/ч;
kt — коэффициент использования конвейера по времени (обычно Rt 0,80/0,95);
kГ — коэффициент готовности конвейера;
ν — скорость движения грузонесущего элемента, м/с.
Динамические нагрузки. Движение ходовой части конвейера (тягового и грузонесущего элементов с грузом) имеет периоды неустановившегося и установившегося движения.
Периоды неустановившегося движения кратковременные, состоят из периодов пуска конвейера (трогание с места и разгон всех движущихся масс до поминальной скорости)
с определенным ускорением и остановки конвейера с соответствующим замедлением. Период установившегося движения — длительный период движения ходовой части с постоянной скоростью.
Конвейер представляет сложную динамическую систему масс, соединенных другими связями (лентой, цепью).
При включении двигателя привода упругие связи реформируются и в системе конвейера возникают колебания, появляются динамические нагрузки на элементы конвейера.
Основное условие снижения пускового динамического усилия — увеличение времени пуска и, как следствие этого, снижение пускового ускорения движущихся масс.
Приближенно максимальное натяжение Smax тягового элемента при пуске конвейера можно определить по упрощенной формуле:
Smax = S0 + W + j/g • [q0(Lx + Lr) + qГLГ] • (1+kИ)
, где S0 — первоначальное натяжение тягового элемента, создаваемое натяжным устройством, Н;
W — статическое сопротивление движению ходовой части, подсчитанное по пусковому коэффициенту сопротивления ω', Н;
j — ускорение движения ходовой части при пуске конвейера (рекомендуется принимать j = 0,1/0,2 м/с2);
q0, qГ — линейные нагрузки от силы тяжести ходовой части и транспортируемого груза соответственно, Н/м;
Lx, LГ — длины холостой (незагруженной) и груженой ветвей конвейера соответственно, м;
kИ — коэффициент учета инерции вращающихся масс (роликов, барабанов и т. п.), kИ = 0,05/0,08.
Коэффициент сопротивления движению ходовой части равен:
ω' = k'ω
, где k' = 1,2/1,5 — коэффициент увеличения сопротивления при пуске (при переходе от состояния покоя к движению) конвейера;
меньшее значение принимают при температуре окружающей среды выше 0°, большее — при температуре ниже 0°, в также, когда катки ролики имеют подшипники скольжения;
ω - коэффициент сопротивления при установившемся движении, выбранный в соответствии с производственными условиями работы конвейера.
Время пуска конвейера, обусловленное электросхемой и пусковой характеристикой приводного электродвигателя:
tП ≌ ⦗ (GD2)k • nном • g ⦘ / ⦗ 375(Мср.п - MСТ)ky ⦘
,где (GD2)k — маховый момент всех движущихся частей конвейера, приведенный к валу двигателя, кг • м2;
nном — номинальная частота вращения двигателя, мин;
MСТ — момент статических сил сопротивления при установившемся движении конвейера, приведенный к валу электродвигателя, Н • м;
Mср.п — средний пусковой момент электродвигателя, Н • м;
ky — коэффициент учета упругого удлинения тягового элемента, обусловливающий неодновременность приведения в движение масс конвейера
(для резинотросовых лент и цепей ky = 0,9/1,0; для резинотканевых лент ky = 0,7/0,8).
Для электродвигателя с короткозамкнутым ротором, включаемого непосредственно в сеть без пускового устройства,
значение Mср.п принимается по каталогу электродвигателей. Для электродвигателя с фазным ротором,включаемого в сеть через пусковое устройство
(роторную станцию или тиристорное устройство), значение Мср, И выбирается таким образом, чтобы было выдержано условие:
tП ≥ tП min
,где tП min = υ/j.
Обычно соответствующим подбором параметров пускового устройства принимают Мср.п = (1,2/1,5)Мст:
(GD2)k = kK(GD2)Р + (365ν2η)/n2ном •
⦗ (q0(Lx + LГ)+qГ+LГ) / g + ∑mi ⦘
где kК = 1,1/1,25 - коэффициент приведения вращающихся частей механизма привода конвейера к ротору двигателя;
(GD2)Р - маховый момент ротора двигателя (берется из каталога электродвигателей), кг • м2;
mi - масса вращающихся частей элементов конвейера (роликов, барабанов, звездочек и т.п.), кг;
η = 0,8/0,9 - КПД привода.
У конвейеров, тяговым элементом которых служит цепь (одна, две), динамические нагрузки возникают и при установившемся движении из-за изменения размера ведущего
радиуса приводной звездочки в процессе ее вращения (так называемая «динамика цепного привода»). Значения этих нагрузок зависят главным образом от числа
зубьев приводной звездочки z и скорости движения цепи ν.
При z = 13/20 и ν ≤ 0,3 м/с эти нагрузки сравнительно незначительны и учитываются соответствующим коэффициентом при выборе запаса прочности цепи.
|
1 и 2 квартала 2021 года
