БТ и Т. РГР 1

Примеры расчетов к разделу 2 Расчет тормозных устройств

Ленточные конвейеры с плоской и желобчатой лентой применяются для транспортирования сыпучих материалов и штучных грузов как в горизонтальной, так и в наклонной плоскостях.

К техническим параметрам унифицированного обору­дования ленточных конвейеров относят ширину ленты, наи­большую скорость, диаметр приводного барабана, наиболь­ший крутящий момент на валу.

Надежная и безопасная работа ленточного конвейера зависит от величины крутящего момента, максимального натяжения ленты, правильности выбора и эксплуатации тормоза.

Крутящий момент на валу определяют расчетным путем

(2.1)

Его значение должно быть примерно на 5 % меньше максимального крутящего момента. Максимальное натяжение ленты S_л рассчитывают по формуле

(2.2)

где Р - тяговое усилие на ободе, Н;

К_о - коэффициент обхвата, его значение принимают по табл 10

N₁ - потребляемая мощность на валу приводного барабана кВт;

- скорость движения ленты, м/с.

Необходимость установки тормоза выводят из неравенства 2N₀ > N₁. Если неравенство выполняется, то тормоз необходим:

N_o = 0,0026H,

Где Q - производительность конвейера, т/ч;

Н - высота подачи груза, м.

Тормоз подбирают по моменту на валу приводного барабана от силы, движущей ленту вниз,

(2.3)

где п - частота вращения барабана, об/мин.

Значения коэффициента обхвата К₀

Таблица2.1

Состояние воздушной среды	Коэффициент трения	Углы обхвата, град
		180	210	240
Сильно влажная	0,1/0,15	3,7/2,67	3,27/2,37	2,42/2,15
влажная	0,2/0,25	2,15/1,84	1,93/1,67	1,76/1,54
сухая	0,3/0,4	1,64/1,4	1,5/1,3	1,4/1,23

Пример 1 Требуется определить крутящий момент на валу, максимальное натяжение ленты, момент на валу приводного барабана от силы, движущей ленту вниз, и установить, на сколько процентов крутящий момент меньше максимального, требуется ли тормоз. Для решения задачи приведены следующие исходные данные N₁ = 1,6 кВт; п = 1500 об/мин; = 0,925 м/с; атмосфера влажная производительность конвейера Q = 73 т/ч; высота транспортирования груза Н= 6 м.

Решение. Для заданных условии крутящий момент на валу по формуле

натяжение ленты по формуле (30)

мощность

N_o - 0,0026·73·6 =1,13 кВт.

Тормоз в данном случае необходим, так как 2N₀ > N₁, т. е. 2·1,13 > 1,6.

Его необходимо подобрать по моменту М₁ на валу приводного барабана от силы, движущей ленту вниз,

Колодочные и ленточные тормоза в грузоподъемных механизмах получили наибольшее применение.

Взаимодействие различных сил в двух колодочном тормозе с грузовым замыканием показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Расчетная схема двухколодочного тормоза

Обычно расчет тормоза с грузовым замыканием сводят к подбору электромагнита, подъемную силу которого определяют по формуле

(2.4)

где N - нормальное усилие, кгс;

i - передаточное отношение тормоза в расчетах принимают

1/16 - 1/20);

L - рабочее плечо электромагнита, м;

q - вес якоря электромагнита, кгс.

С учетом к. п. д. электромагнита его подъемная сила должна быть равна т₁ = т/. К.п.д. принимают в расчетах 0,94-0,96.

Допустимую массу удерживаемого груза можно onpeделить из суммы моментов рычагов:

(2.5)

Пример 2 Установите, будет ли достаточным вес груза G= 10 кгс для следующих условий эксплуатации двуколодочного тормоза: i = 1/20; N = 100 кгс; l₁ = 1 м.

Решение. Вес груза определяем по формуле (2.5)

Для приведения тормоза в положение торможения достаточен вес груза 5 кгс.

Потребный ход электромагнита h зависит от зазора, образованного при отходе колодок шкива Я коэффициента, учитывающего мертвые ходы С_о, передаточного отношения тормоза:

(2.6)

при = 11,5; С_о = 1,1 1,2.

Пример 3 Определите подъемную силу для условий, приведенных в задаче 20. Другие данные имеют следующие численные значения: = 1,4; С_о = 1,2; q = 0,5 кгс; = 0,95; L = 1,2.

Решение. Подъемную силу электромагнита определим по формуле (2.4)

а с учетом к.п.д. =0,95

Колодки после подбора тормоза проверяют на удельную

нагрузку

(2.7)

- удельная нагрузка, мПа;

- допускаемая удельная нагрузка, мПа (его значение принимают равным: чугун по чугуну 1; дерево по чугуну 0,3 - 0,6; феродо по чугуну 0,05 - 0,3);

- ширина колодки, м;

- длина опорной поверхности колодки, м.

Пример 4 В процессе эксплуатации разрушилась колодка тормоза. Проверьте, не была ли превышена удельная нагрузка на ее при следующих условиях: N= 100 кгс; рабочая поверхность чугунной колодки = 6 см².

Решение. Удельная нагрузка при заданных условиях составит

При трении чугунной колодки по чугунной опорной поверхности [Ny] 1 мПа. Следовательно, причиной разрушения колодки тормоза могло быть превышение удельной нагрузки.

Для определения массы груза или силы пружины -лен-эчных тормозов пользуются формулами:

Решая совместно уравнения, получим:

(2.8)

S₁ и S₂ - натяжение соответственно набегающей и сбегающей

ветвей, Н;

е- основание натурального логарифма;

a - угол обхвата шкива, рад;

f - коэффициент трения скольжения;

Р - окружное усилие, Н.

Значение e^af = 3 4, а величина окружного усилия может быть определена по формуле

P=2M_Kp/D = 0,l02N / (2.9)

М _кр - крутящий момент, Н·м;

D - диаметр тормозного шкива, м;

N - мощность привода, Вт;

- скорость, м/с.

На основании формул для расчета усилии S₁ и S₂ и условия взаимодействия сил в процессе торможения получены выражения для определения массы груза G, необходимого для торможения применительно к различным схемам тормозов: простого

G = S₂ · a l,

дифференциального

G={S₂ b – S₁ a) l

суммирующего

G={S₁+S₂) a sin a /l (2.10)

Пример 5 Определите натяжение набегающей ветви S₁ ленточного дифференциального тормоза и установите, не превышает ли оно предельно допустимое (16,5 кН) при следующих условиях: = 4; Р=12525Н.

Решение. Натяжение ленты определяют по формуле (2.8)

>16,5кН

В данном случае может произойти обрыв ленты.

Рис. 2.2 Принципиальные схемы ленточных торзов.

а - простого, б - дифференциального, в - суммирующего

_>

Рис. 2.3 Прин­ципиальная схема пластинчатого тормоза:

1- пластина; 2- рукоятка тормаза; 3 – вал тормоза

Ход электромагнита при отходе ленты от шкива, не пре­дающем 1 - 1,5 мм, должен быть для тормоза:

простого

h> (2.11)

дифференциального

h> (2.12)

суммирующего

h> (2.13)

a, b, l, L - размеры, приведенные на рис. 10.

Пластинчатые тормоза (рис. 2.3) приме­няют на всех электроталях, а также в других механизмах подъема. Особенность этих тормозов - компактность.

Расчет тормоза сводится обычно к определению размеров и числа пластин. Силу торможения определяют по заданному крутящему моменту М_кр, Н · м,

М_кр = 1, 02

где N - мощность, Вт;

п - частота вращения, об/с.

Приняв во внимание, что М_гр = М_кр = Q _ТР f R_cp z_п, можно определить число пластин тормоза

; (2.14)

где Q_Tp - усилие торможения, задается при расчете тормоза, Н;

R_ср - средний радиус пластин, см;

- коэффициент - отношение момента трения к крутящему моменту. Его значение принимают дифференцированно: для легкого режима - 1,75, среднего – 2, тяжелого - 2,5.

Тормозные прокладки проверяют на удельную нагрузку:

(2.15)

где F - площадь прокладки,

- допускаемая удельная нагрузка, мПа;

D₁ и D₂ — диаметры пластин, см.

Пример 6 Определите, будет ли превышена удельная нагрузка на пластины тормоза при следующих условиях: М_кр= 900 кгс·см; = 2,0; z_п =6; f= 0,2; D₁ = 8; D₂ = 12 ; = 4; R_ср = 5.

Решение. Удельную нагрузку определяем, пользуясь формулам (2.14) и (2.15).

После подстановки исходных данных получим

Следовательно, в данном случае будет превышена допускаемая нагрузка на пластины тормоза.