Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Роликовые и дисковые конвейеры и устройства

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
10.45 Mб
Скачать

Коэффициент Кв определяется по формуле (17), при этом коэф­

фициент K R , входящий в формулу (17) и характеризующий отно­ шение R и В, принимается несколько меньшим, чем для роли­ ковых конвейеров. Можно принять, что KR для дисковых кон­

вейеров колеблется в пределах 2—3, при этом K R = 2,5 можно считать нормальным для конвейеров общего назначения (против KR 3,0 для роликовых конвейеров). Коэффициент Кк в фор­

муле (19) принимается для дисковых конвейеров равным 1,15. Величина В нормируемая. Рекомендации ISO по ширине

предусматривают следующий ряд: 160, 200, 250, 315, 400, 500, 600, 800, 1000, 1250 мм. ГОСТ 12846—67 на дисковые переносные конвейеры регламентирует ширину 160, 250, 400, 650 мм. При этом имеется разное толкование ширины В конвейера. По ГОСТу 12846—67 размер В — расстояние между торцами крайних дисков (см. рис. 40), тогда как в рекомендациях ISO под шириной В

понимается расстояние между продольными балками конвейера в свету. По нашему мнению, отечественное толкование пара­ метра В более правильное: оно характеризует рабочую ширину

полотна конвейера, а не довольно искусственный размер по внутренним кромкам металлоконструкции.

Радиус R криволинейного участка — также величина норми­

руемая. ГОСТ 12846—67 предусматривает следующий ряд ра­ диусов: 800, 1000, 1250, 2000. По рекомендациям ISO предусмот­ рен ряд радиусов: 500, 630, 800, 1000, 1250 мм. При этом рекомен­

дации ISO относятся к внутреннему радиусу криволинейной секции, а в ГОСТе определены средние радиусы по продольной центровой линии конвейера. Это, на наш взгляд, более правильно, по соображениям удобства проектирования, а также привязки

иразбивки трассы конвейерных систем на монтаже. Заклинивание и защемление штучных грузов между бортами

дисковых конвейеров ничем принципиально не отличается от этих же явлений на роликовых конвейерах. Поэтому заклини­ вание и защемление грузов на дисковых конвейерах с бортами проверяется на основании формул, относящихся к роликовым конвейерам.

Следующим параметром является шаг дисков, причем разли­ чаются шаги дисков tt по их осям, т. е. вдоль оси конвейера, и шаги дисков t2 на одной оси, т. е. поперек крцвейера.

Опрокидывание грузов в пространство между соседними ря­ дами дисков, как правило, невозможно, так как в- большинстве случаев у дисковых конвейеров значительно меньше 0,45 1гр.

В отдельных случаях проверять конвейер на неопрокидывание грузов следует по формулам для роликовых конвейеров. При определении шагов дисков за основу расчета принимается коли­ чество их под опорной поверхностью груза и допускаемая на­ грузка на один диск. Математически это выглядит следующим

образом:

 

G < (rtjrtjj) РаКн,

(59)

6 К. Е. Ивановский

81

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«х = -т— \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рэ — допускаемая

нагрузка на один диск;

 

 

 

 

Кн — коэффициент,

учитывающий

неравномерность распре­

 

 

деления веса груза на диски конвейера.

 

 

 

Коэффициент неравномерности Кн колеблется в пределах

0,6—0,9 и выбирается в зависимости от

упругих

свойств

груза

и состояния его несущей поверхности.

Для

грузов

в мягкой

таре

с

гладкой

несущей

поверхностью

Кн =

0,9.

Для

мас­

сивных

жестких

грузов с

неравной

несущей

поверхностью

Кн =

0, 6.

ГОСТу 12846—67 принят по ряду 40, 80 и 1 60мм.

Шаг

tx по

Рекомендации

ISO предусматривают для

tx и t2 ряды #5;

#10;

или #20, допуская в то же время для этих шагов арифметический

ряд 25,

50,

75,

100 мм.

 

 

 

В зависимости от конструкции полотна дискового конвейера

между

и t 2 существует примерное соотношение

^ (0,5-т-2) t 2.

Наибольшее

распространение

получило соотношение

1-f-

- 2 )

 

 

 

 

 

 

Допускаемая нагрузка на диск Рд зависит от его

конструкции,

размеров

и материала. В табл.

13 приведены данные о дисках,

рекомендуемые

отдельными авторами.

 

 

Автор конструкции или источник инфор­ мации

УНИПТИМАШ

ГОСТ

12846—67

Рене

Губер

(Фран-

ция)

.........................

(Япо­

Санки-Когио

ния)

• • •

Галле

(Франция)

Размеры в мм

Диаметр диска

Ширина диска

Диаметр оси

60

16

10

40

60

48

16

6

50

16

8

48

20

8

 

 

 

Таблица 13

к

 

 

 

2i3 .

 

 

Допускаел*

нагрузка вдисккгс

Материалы

Подшипники

 

 

диска

диска

 

20

Пластмасса

Сколь­

 

10

 

жение

 

 

20

 

Сталь

Качение

 

»

 

 

10

Пластмасса

 

Некоторые изготовители дисковых конвейеров, а также ГОСТ 12846—67, помимо допустимой нагрузки на один диск конвейера,, дают допустимую статическую нагрузку на метр длины кон­ вейера Р{, предполагая, что ширина конвейера выбрана правильно

82

й соответствует ширине груза Ьгр. В этом случае, очевидно, должно

быть соблюдено соотношение

G ^ l epPtKH,

где Кн принимается так же, как и для формулы (59)', в зависи­

мости от характера груза и его опорной поверхности.

В большинстве случаев изготовители дисковых конвейеров рекомендуют значение Pt в пределах 50—100 кгс1м, в зависимости

от прочностных и жесткостных характеристик дискового полотна. Угол наклона а дискового конвейера принимается по табл. 13

с

учетом замечания 5 и др., а высота конвейера определяется

по

формуле (56).

Глава III

ТЕОРИЯ ГРАВИТАЦИОННОГО РОЛИНОВОГО НОНВЕЙЕРА

Большинство положений теории гравитационного движения штучных грузов по роликовому полотну равным образом относится и к гравитационнойу движению грузов по дисковому полотну. Здесь будут рассмотрены отдельные особенности дви­

жения грузов по дисковому конвейеру.

Гравитационное движение штучных грузов по роликовому настилу по своей физической природе весьма близко к движению их по обычной сплошной наклонной плоскости.

Рис. 41. Схемы сил при

На рис. 41, а приведена схема сил, действующих на груз,

движущийся по сплошной наклонной плоскости, а на рис. 41,6 — схема сил, действующих на груз, перемещающийся гравитационно

по

роликовому полотну. Разница заключается лишь в том, что

в

первом случае сила сопротивления движению равна

Gf cos а,

а

во втором случае — Gw cos а.

 

 

 

Из рис. 41, а также следует, что суммарное давление груза Р

на наклонную плоскость или роликовый

настил равно

 

 

Р = Y(G cos а)2

(Gf cos а)2 = 1 +

/ 2 cos а — G

cos а

 

cosp ’

 

 

 

 

 

(60)

где р — угол трения

и tg р =

/.

 

 

 

По рис. 41, б

 

 

 

 

 

 

Р = G

cos а

 

 

 

 

cosp ’

 

 

где р — угол сопротивления и tg р = гг».

84

Из формул

(60) и (61) следует, что при

 

а >

р

или

а > Р (движение груза

ускоренное)

Р < 0 ;

а

=

р

»

а = Р (

ъ

»

равномерное)

Р = G;

а

<

р

»

а < р (

»

»

замедленное)

Р > G.

Таким образом, результирующее давление Р на наклонную

плоскость или на наклонное роликовое полотно, функция угла наклона а и угла трения (сопротивления) р (р) или, что то же самое, давление Р зависят от закона движения груза. Но на этом

аналогия движения грузов по наклонной плоскости движению по наклонному роликовому полотну кончается.

В формуле (60) величины а и р

постоянные для определенного

случая; постоянно,

следовательно,

и давление Р.

В формуле (61)

величина |5 (tg Р = w) в общем случае непо­

стоянна даже при неизменном законе движения грузов. Исклю­ чение имеет место только при а = р и сомкнутом расположении грузов на конвейере (1гр = Т).

Сопротивление движению груза по сплошной наклонной пло­ скости состоит только из одного компонента — силы трения скольжения, тогда как сопротивление движению груза по роли­ ковому полотну состоит из многих компонентов. Из рис. 41, б

при а = р

G sin а = Gw cos а.

Левая часть выражения — движущая сила, правая — полное сопротивление движению груза по полотну конвейера. Следова­ тельно, это выражение можно предстаёить в виде

G sin а = Gw cos а

= 2 №.

(62)

где S W — сумма сопротивлений движению груза

в направле­

нии действующей

силы

G sin а.

 

Приведенный коэффициент сопротивления w из формулы (62)

W =

.

 

 

Gcos а

 

 

Рассмотрим теперь составляющие сопротивления при движе­ ний груза по наклонному роликовому полотну. Если пренебречь незначительным сопротивлением воздуха, то эти сопротивления следующие:

Wx — сопротивление от трения в опорах роликов;

— сопротивление качению груза по роликам;

W3 — сопротивление от трения скольжения груза по роликам;

№4 — сопротивление от силы инерции роликов; W3 — сопротивление от силы инерции груза.

Эти сопротивления в зависимости от характера движения груза проявляются в различных комбинациях. Так, при равен­ стве скоростей движения груза и роликов отсутствует сопротив­

ление tr3, при равномерном движении груза отсутствует сопро­ тивление W6 и т. д.

Для выявления условий возникновения сопротивлений и для определения их величин рассмотрим каждое сопротивление от­ дельно.

Сопротивление трения W x в опорах роликов может быть

определено из уравнения равновесия, составленного относительно оси ролика и имеющего вид

Wxdp = (Р + G0n) f0dn,

где Р — давление в опорах ролика;

G0 — вес вращающихся, частей одного ролика; п — число опорных роликов (см. гл. II);

/о — коэффициент трения в опорах ролика в движении (принимается по табл. 12);

dn — диаметр подшипника оси ролика.

Давление Р в опорах от веса груза G различно в зависимости

от условий движения грузов на конвейере, и в общем случае может быть определено по формуле (61), т. е.

P = G cos а

cos р

При перемещении обычных штучных грузов угол |5 не пре­ вышает 10°, а угол а наклона конвейера редко бывает больше 6° Соответственно этому можно принять:

 

cos а н а и б

_

cos 6°

__

0,99

1. 0.

 

cos Рн а и б

~

cos 10°

0,98

 

 

Тогда

сопротивление

Wx будет

равно

 

WX= (G + G0n)f0£ .

 

 

 

 

 

а р

 

Как видно из этой формулы, сопротивление Wx зависит от

коэффициента трения / 0

и

отношения

4 3-. Поэтому целесооб-

разно /о

 

 

 

 

 

Яр

и dn уменьшать, a dp увеличивать.

Сопротивление Wx возникает во всех

случаях, когда ролики

вращаются под грузом, независимо от того, какова скорость их вращения.

Сопротивление качению W2 груза по роликам определяют по

общеизвестной формуле

W2 = G cos а.

Из полученной формулы видно, что коэффициент К следует уменьшить, a dp увеличивать. Сопротивление W2 всегда сопут­

ствует движению грузов по полотну конвейера, за исключением случая, когда при неправильно выбранном угле а (слишком

большом) груз только скользит по неподвижным роликам.

Сопротивление QT Трения скольжения W3 грузов по роликам

Wз = /G cos а.

Оно имеет место ПрИ разн0сти линейных скоростей движения груза и рабочей поверхности ролика. В свою очередь, это нера­ венство скоростей получается во всех случаях разомкнутого расположения грузов на конвейере. Получается оно также при

торможении

груза Или роликов

и остановках грузов на полотне

конвейерах

 

 

W3 тщательной обработкой ра­

Уменьшается сопротивление

бочих поверхностей’ роликов и несущих поверхностей груза.

 

Сопротивление от силы инерции

для одного ролика

 

 

тш

4J

d v

 

(63)

 

W i~~dr'~d Г -

 

 

Момент

инерциц массы

ролика

определяется по формуле

т__ аЛ

4g '

Для современных роликов с легкими штампованными вкла дышами

d0 (dp — б);

для роликов тяжелого типа с массивными вкладышами

d о ^ dpKpt

где Кр — опытный коэффициент, принимаемый в пределах 0,8—

0,9.

При необходимости точных расчетов момент инерции ролика определяется по формулам теоретической механики [41].

Сопротивление Ц74 сопутствует неравномерному движению грузов во всех^ случаях. Даже при сомкнутом расположении грузов на конвейере и при их равномерно ускоренном движении имеет место разгон роликов. Следовательно, определенная и все возрастающая часть движущей силы тратится на преодоление инерции роликов. В результате это исчерпывает движущую силу

ив конечном итоге приводит к равномерному движению грузов

смаксимально достижимой постоянной скоростью. Сказанное является весьма существенным обстоятельством при выборе пара­ метров движения грузов.

Разгоняются ролики также и при равномерном движении грузов, но при разомкнутом расположении их на полотне конвейера В этом случае после схода груза с ролика последний теряет ско­ рость вращения (полностью или частично) и разгоняется при нахождении на него следующего груза.

При трогании неподвижного груза с места, например после

снятия отсекателя или останова, также неизбежен разгон роликов как находившихся под грузом, так и встречаемых вновь.

Рис. 42. Схема образо­ вания сил трения груза о борта конвейера

С целью уменьшения сопротивления

Wt

следует,

как это

явствует из формулы (63), уменьшать вес G0 вращающихся частей

и увеличивать диаметр dp ролика.

 

 

 

Сопротивление от силы инерции

груза

согласно

законам

механики

 

 

 

 

W* — — •

 

 

 

6

g dt •

 

 

 

Это сопротивление образуется во всех случаях неравномер­ ного движения груза и, как видно из приведенной формулы, зависит только от массы груза и ускорения и в отличие от всех предыдущих сопротивлений не зависит от параметров ролика и коэффициентов трения.

Кроме рассмотренных сопротивлений, возникающих во всех случаях движения грузов по роликовому полотну, в зависимо­ сти от конструкции последнего могут воз­ никать дополнительные сопротивления как общего, так и местного характера. Распро­ страненным видом дополнительного сопро­ тивления общего характера является трение грузов о борта конвейера. По целому ряду причин груз движется по роликовому на­ стилу с некоторым перекосом и при нали­ чии бортов вступает в контакт с ними.

Положим, что развернутый груз нахо­ дится в контакте с бортами (рис. 42). Нор­ мальные реакции N бортов не Могут пере­

дать грузу момент больший, чем момент трения опорной поверхности груза о ролико­ вое полотно. Математически сказанное вы-' ражается равенством

GfRTcos а = tg у,

где RT— радиус трения опорной плоскости груза о роликовое

полотно.

Отсюда

 

 

• г __

GfRTcos о

 

 

 

 

В tg у

*

 

Обозначая коэффициент трения груза о борт через fe,

получим

сопротивление движению от

трения

груза о борта

 

ту/

о д/г

2GfRjfiy cos а

2GfRTfg cos ct

ffijA

6 _

' б ~

В tg у

\ г \ г _|_ & — & ’

'

где а — угол наклона роликового полотна к горизонту.

Как показывает практика эксплуатации роликовых конвейе­ ров, дополнительное сопротивление We следует считать постоянно

действующим для роликовых конвейеров с бортами *1о всей их

88

протяженности. Можно предположить, что если на полотне кон­ вейера один борт (что иногда встречается), формула (64) остается в силе.

Примером местного сопротивления на трассе конвейера могут служить сопротивления от неровностей полотна конвейера. По­ ложим, что между соседними роликами имеется перепад по вы­ соте Ah (рис. 43). Уравнение моментов действующих сил отно­

сительно точки а контакта имеет вид

 

(0,5dp — ДА) —

i0cos а = 0;

далее, из

геометрических

соотношений,

 

tо =

Y (d p — Ah) Ah.

После

преобразований

и подстановок получим

G VdpДА — ДА2 cos а

20

-if

ДА

(0,5dp— ДА) п

 

п

V

dp cos а .

Величина сопротивления

может быть значительная.

Предположим, что по ГОСТу 8324—57 перепад между роли­

ками по высоте равен 1 % от диаметра ролика, а также, что п = 3; а = 2° Тогда

W, = - f - V "ШТ ° ’999 ~ °>067G-

Иначе говоря, потери от неплоскостности роликового полотна достигают 7% веса груза, что примерно равно сумме всех осталь­ ных сопротивлений движению грузов. Учитывая изложенное, ГОСТом 8324—71 предусмотрено ужесточение технических тре­ бований к точности изготовления роликов и их монтажа по сравне­ нию с ранее действовавшим ГОСТом 8324—57. При этих требо­ ваниях укладка роликового полотна на металлоконструкцию должна осуществляться только на заводе-изготовителе, а не при монтаже. Ниже, в гл. V, будут рассмотрены индустриальные способы выравнивания роликового полотна при укладке его.

Аналогичные сопротивления возникают и при неровностях, уступах и впадинах на несущей поверхности грузов. Желание обеспечить гладкую и ровную несущую поверхность грузов и избежать дополнительного сопротивления является одной из причин, способствующих распространению поддонов и тары для транспортирования грузов по роликовым конвейерам.

Сопротивление WQявляется местным и образуется не по всей

длине роликового полотна, а в отдельных его точках, поэтому при расчете параметров движения грузов его обычно не учиты­ вают.

В теории гравитационных роликовых конвейеров наибольшую сложность представляет исследование совместного движения ро-

ликов и грузов, особенно при разомкнутом расположении послед­ них. Процессы совместного движения грузов и роликов проще всего исследуются и представляются графо-аналитически. Начнем рассмотрение этих процессов с графика окружной скорости сво­ бодного ролика в осях vt. Положим, что в начальной точке А

графика, приведенного на рис. 44, с исследуемого ролика сошел груз, имевший скорость движения vep. В дальнейшем ролик под

действием трения в опорах от собственного веса будет вращаться равномерно-замедленно до тех пор, пока не остановится совсем или пока на него не наедет следующий груз. Начальная линей­ ная скорость вращения свободного ролика vH4ср может быть или

Рис. 43. Схемы образования со-

Рис. 44. График v— t 'движения [сво-

противления W0

водного ролика

равна скорости движения груза vap (если последний полностью

разогнал ролик) или быть меньше

vep (если груз не успел пол­

ностью разогнать

ролик).

 

Таким образом, в начале свободного вращения ролика могут

быть два случая:

 

 

 

VH.cp = Vep ИЛИ

VH,cp < V ep.

В гравитационных конвейерах третий математически возмож­

ный случай vH.ср >

vep физически

не может быть, так как источ­

ником движения роликов является сам груз; случай, когда vHCp > > vip, может быть только в приводных роликовых конвейерах,

например разгонных.

Свободные ролики могут быть только при разомкнутом по­ ложении грузов на полотне гравитационного роликового (или дискового) конвейера или, как исключение, при неровностях опорной поверхности груза.

Свободный ролик теряет свою начальную скорость vHср или

полностью, или частично, в зависимости от шага грузов на кон­ вейере и собственной начальной скорости.

Таким образом, в конце процесса свободного вращения ролика имеют место следующие два случая:

о*.ср = 0 или ц*.<р> 0 ,

где vKер — линейная скорость вращения ролика в конце про­

цесса свободного движения.