Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

В СЛУЧАЕ ПРИМЕНЕНИЯ УПРУГИХ ШАТУНОВ (РИС. 9.13, Б) КОЭФФИЦИЕНТ ЖЕСТКОСТИ УПРУГОЙ СВЯЗИ КАЖДОГО ИЗ ШАТУНОВ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ:

Cшат	M эксц.пуск	(9.68)
	4 A2

где Мэксц.пуск – максимальный пусковой момент двигателя, приведенный к эксцентриковому валу.

9.2.5. ПРИМЕР РАСЧЕТА ДВУХМАССНОГО УРАВНОВЕШЕННОГО ВИБРАЦИОННОГО КОНВЕЙЕРА

Исходные данные для расчета:

Производительность конвейера – Q = 50 т/ч.

Длина конвейера – L=20м.

Транспортируемый груз – сода кристаллическая –плотность – ρ= 1,0т/м3. Конвейер горизонтальный.

ТРЕБУЕТСЯ ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ДВУХ КОНСТРУКТИВНЫХ ИСПОЛНЕНИЙ УПРУГИХ СВЯЗЕЙ:

1-е исполнение – для подвески используются рессоры и коромысла с упругими резинометаллическими шарнирами.

2-е исполнение – вместо рессор используются резиновые амортизаторы.

Для транспортирования кальцинированной соды (груз порошкообразный) принимаем двухтрубный уравновешенный конвейер с эксцентриковым приводом (рис. 9.14); коэффициент режима работы конвейера принимаем

Кр = 2,0 (табл. 9.2), который в общем виде можно записать так:

K p A 2 sin g cos

где А – амплитуда колебаний трубы, принимаем А = 5 мм; ω – угловая скорость эксцентрикового вала, рад/с; β – угол направления колебаний, принимаем β=30° ; α – угол наклона конвейера; α=0 .

Угловая скорость:

		K p g
						2,0 981			88,6	, рад/с
		A sin				0,5	sin 30

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ЭКСЦЕНТРИКОВОГО ВАЛА:

n	30		30 88,6	846,5 , об/мин
			3,14

Скорость транспортирования груза (для горизонтального конвейера):

	K1 A cos	1	1		, м/с
			K p2

где К1 – опытный коэффициент (табл. 9.4);

К1=0,85 – для зернистых грузов:

	0,85 0,005 88,6 cos 30	1	1		0,282 , м/с
			22

Производительностъ двухтрубного вибрационного конвейера:

Q 3600F , ∙2

где F – площадь сечения в свету одной трубы, м2;

ψ – коэффициент заполнения трубы; ψ=0,5…0,6; принимаем ψ=0,5.

ПЛОЩАДЬ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ТРУБЫ ИЗ ФОРМУЛЫ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БУДЕТ:

	Q		50	2
F				0,049 , м
	2 3600		2 3600 0,5 0,282 1,0

Диаметр каждой из двух уравновешенных труб:

D	4F		4 0,049	0,250 , м
			3,14

Принимаем трубу с внутренним диаметром D=250 мм и толщиной стенки

З мм.

Длина загрузочного и разгрузочного отверстий:

lзагр=lразгр=1,2D=1,2∙0,25=0,30, мм

Мощность электродвигателя для конвейера длиной l<10 м:

		N=				cT Q				H		кВт
									K3 L		,
						103				0,367
Длиной l>10 м.
	cT Q												H
N=															, кВт
					10K		3		( L 10 ) K		4
	10	3										0,367

где Н – высота подъема груза, м; ηм = 0,85...0,97 – КПД приводного механизма;

К3 и К4 – коэффициенты удельной затраты мощности, Вт, при транспортировании 1т груза на длину 1м (табл. 3).

Ст – коэффициент транспортабельности груза: Ст=1,0 – для зернистых и кусковых грузов;

Ст=1,5...2,0 – для порошкообразных и пылевидных грузов. В нашем случае: К3 = 10; К4 =6.

В этом случае мощность электродвигателя определяем по формуле:

	N	CтQ 10K	3 L 10 K4	1,0 50	10 10 20 10 6 8,5 , кВт
				103 0,94
		103

Принимаем электродвигатель типа 4А132М4УЗ с параметрами: (табл. 15 прилож):

-мощность N=11,0 кВт

-частота вращения n = 1460 об/мин

-масса электродвигателя Gэл.д= 93 кг

ЧИСЛО ПАР КОРОМЫСЕЛ:

	nk	L		20	10
		ak		2

где ак – расстояние между коромыслами; принимаем ак=2,0 м.

Радиус коромысла: по конструктивным соображениям принимаем радиус коромысла:

R= (1,3…1,45)∙D = (1,3...1,45)∙250 = 325...362,5, мм

Принимаем R= 350 мм. Весовые характеристики:

а) одна труба с закрепленными к ней деталями:

Gт K g Gт 1,5 514 771, кгс

где G′т =514 кгс – вес трубы;

Кg =1,4... 1,6 – коэффициент, учитывающий закрепленные на трубе детали. б) часть привода, приходящаяся на одну трубу:

Gпр K Gэл.дв.				2,4 93 112 , кгс
2					2
где К=(2,3…2,5) – коэффициент, учитывающий элементы, входящие в
привод.
в) груз, транспортируемый в одной трубе:
Gгр	QL			50	20		493 , кгс
	2 3,6		2 3,6		0,282

Г) КОРОМЫСЛА И РЕССОРЫ (ПРИБЛИЖЕННО):

Gкор KкорGгр 0,5 493 246 , кгс

где Ккор = 0,3…0,7 – приближенный коэффициент, учитывающий вес рессор и коромысел.

Нагрузка на верхний шарнир наиболее нагруженных коромысел у приво-

да:

	Pв	Gт Gгр		Gпр		771 493			112	935	, кгс
		2nk		4		2	10		4

Нагрузка на средний шарнир наиболее нагруженных коромысел у приво-

да:

	Pc 2Pв	1		Gкор	2 935	1		246	198	, кгс
		2		nk		2		10

Углы поворота резинометаллических шарниров. При перемещении труб на заданную величину амплитуды коромысло отклоняется на некоторый угол φ и скручивает на этот угол резину в центральном опорном шарнире:

	sin	A		5	0,0071
				2 350
	2	2R
	φ ≈ 0°45′ или φ= 0,013 рад.
Предварительно выбираем шарниры (см. табл. 9.9):
- верхние и нижние шарниры – тип 1.						тип	2.
-	средние	шарниры			–
Проверка выбранных шарниров:

а) на сдвиг в результате закручивания верхних шарниров на угол φрад (так как углы закручивания всех шарниров одинаковы, проверку среднего шарнира производить не нужно).

	2	Gr2
max		рад 1	,
	r 2 r 2
	1	2

где r1=2,5 см; r2=1,3 см – наружные радиусы по резине (табл. 9.7; рис. 9.17).

G=18,7 кгс/см2 – динамический модуль сдвига резины шарниров (табл. 9.9);

max 2 0,0132 18,7 2 2,52 0,67 , кгс/см2 2,5 1,3

τmax < [τ]= 3...5 кгс/ см2 – допускаемое напряжение сдвига (табл. 9.8);

б) на радиальную деформацию втулки верхнего шарнира:

Pв ln r1

y0 1,66E K r22,53G l

ф

где l – длина шарнира; принимаем l=5 см (таблица 9.7).

Е'=6,5G кгс/см2 – модуль упругости при сжатии резины, привулканизированной к стальной арматуре; Е'=6,5∙18,7=120 кгс/см2

Кф – коэффициент формы:

		r2l			1,3 5
Kф 1 4,67				1 4,67		4,33
	2r2	l r1	r2		2 1,3 5 2,5 1,3

η – коэффициент нелинейности: η ≈1,0. Тогда

	93ln	2,5
y0		1,3		0,0132 , см
	1,66 6,5 18,7 4,33	1,0 2,53 18,7	5

в) на радиальную деформацию втулки среднего шарнира:

		P ln		r1
y0		c		r2			, см
	1,66E K		ф		2,53G l

где r1 и r2 – наружные радиусы по резине для среднего шарнира (табл. 9.7):

r1 = 3,2 см; r2 = 1,95 см;

G=14,0 кгс/см2 – динамический модуль сдвига резины среднего шарнира;

Е’=6,5G=6,5∙14=91 кгс/ см2 – модуль упругости сжатия резины, привулканизированной к стальной арматуре:

			r2l					1,95 5
Kф 1 4,67					1 4,67					5,1
	2r2	l r1		r2				2 1,95 5 3,2 1,95
				198 ln		3,2
тогда	y0			1,95					0,024 см
			1,66 91 5,1 1,0 2,53 14 5

г) на условное напряжение сжатия втулки верхнего шарнира при действии радиальной нагрузки.

	сж.усл. E Kф	r1 r2 y0		120 4,33	2,5 1,3 0,0132	5,8 , кгс/см2
		r1 r2 y0	2		2,5 1,3 0,0132 2

д) на условное напряжение сжатия втулки среднего шарнира при действии радиальной нагрузки:

сж.усл. E Kф	r1 r2 y0		91 5,1	3,2 1,95 0,024	9,3 кгс/см2
	r1 r2 y0 2			3,2 1,95 0,024 2
σсж.усл <[σ]сж =10 кгс/см2		(табл. 9.8).

е) на напряжение сдвига при радиальном сжатии верхнего шарнира:

	y0		0,0132	2
		18,7		0,21 , кгс/см
	r1 r2		2,5 1,3

ж) на напряжение сдвига при радиальном сжатии среднего шарнира:

	y0		0,024	2
		14		0,27 , кгс/см
	r1 r2		3,2 1,95
τ <[τ]= 3 кгс/см2 (табл. 9.8).

Таким образом, выбранные предварительно втулки типа 1 и 2, соответственно, для верхних и нижних, а также средних шарниров коромысел удовлетворяют заданным условиям работы.

Масса одной трубы со всеми закрепленными на ней узлами и транспортируемым грузом:

m1 g1 GT Gп 0,186Gкор Gгр

где λ – опытный коэффициент, учитывающий влияние массы транспортируемого груза на собственную частоту колебаний конвейера и зависящий от режима его работы, λ определяют по экспериментальному графику, принимаем λ=0,16 (рис. 9.10).

Gкор – вес коромысел и рессор.

	m1	1		771 120 0,186 246 0,16 493 1,04	кгс с2 / см
		981

Общий коэффициент жесткости системы из условия ее резонансной настройки (ω = ω0):

C m 2 1,04 88,6 2 8164 , кгс/см

Коэффициент жесткости всех верхних шарниров коромысел:

C2 C2 nш CR2 угл2 2nx 2720352 2 10 44,4 кгс / см

где C2 угл – динамический коэффициент угловой жесткости шарнира; для шарнира 1 типа – С2 угл=2720 кгс∙см/рад (табл. 9.9).

Коэффициент жесткости половины средних шарниров коромысел:

C3 C3 n2ш CR3 угл2 nx 5332352 10 43,5 кгс / см

где C3 угл =5332 кгс∙см/ рад (табл. 9.9) – для шарнира 2 типа. Необходимый коэффициент жесткости рессор:

C1 C C2 C3 8164 44,4 43,5 8076,1, кгс/см

Принимаем параметры рессор:

Длина: l 2R 100 2 350 100 600 мм.

Ширина: b=100 мм.

Толщина: δ= 6 мм.

Крепление рессор – стальными накладками, между рессорами устанавливаем резиновые прокладки.

Коэффициент заделки: Кзд = 0,65 (табл. 9.10). Материал рессор – сталь 60С2.

[σ-1]=1200 кгс/см2 – допускаемое напряжение при знакопеременной цикличной нагрузке. Напряжение в рессоре при ее изгибе:

И

6 AEKзд

l2

где Е – модуль упругости, для стали Е=2,1∙106 кгс/см2,

и

6 0,5 2,1 106 0,65 8 0,6

682, кгс / см2

1

602

Коэффициент жесткости одной рессоры:

C1

2EKздb

2 21 106 0,65 8 0,6

61

кгс / см

l 3

603

Необходимое количество рессор:

np C1

8076,1 132

C1

61

Всего необходимо установить на каждое коромысло по две пачки рессор. Всего 10 пар коромысел, тогда количество пар рессор будет 20∙2=40 пачек.

В 34 ПАЧКАХ УСТАНАВЛИВАЕМ ПО 3 РЕССОРЫ. В 6 ПАЧКАХ, РАСПОЛОЖЕННЫХ У ПРИВОДА УСТАНАВЛИВАЕТСЯ ПО 5 РЕССОР.

Итого, (34∙3) + (6∙5) =132 рессоры

МАКСИМАЛЬНОЕ ВОЗМУЩАЮЩЕЕ УСИЛИЕ В КАЖДОМ ИЗ ДВУХ ШАТУНОВ ПРИВОДА:

а) установившийся (резонансный) режим работы конвейера:

Pш 21 A C 0 21 0,5 8164 0,1 209 , кгс

где μ0 – суммарный коэффициент сопротивлений, учитывающий внутреннее трение в упругих элементах, трение в подшипниках привода и перемещение груза:

μ0 = 0,1 – для стальных упругих связей;

μ0 = 0,25... 0,3 – для резиновых связей. б) при пуске:

Pшпуск 21 A C 21 0,5 8164 2041, кгс

При расчете шатунов на устойчивость по нагрузке Pшпуск 2041кгс , сжимающей шатун, запас устойчивости принимается n=3.

14.2. Неприводные роликовые конвейеры 14.2.1. Типы и конструкции

Роликовые конвейеры разделяют на стационарные или переносные

(рис. 14.1, а) и передвижные, монтируемые на колесах (рис. 14.1,6). Конвейер собирают из секций, состоящих из опирающейся на стойки рамы и укрепленных на ней роликов. Для регулирования угла наклона конвейера стойки выполняют выдвижными (рис. 14.1, а).

Ролики имеют, как правило, цилиндрическую форму и вращаются на шарикоподшипниках на неподвижных осях. При транспортировании грузов цилиндрической формы, например труб, круглой стали и т. п., применяют коноидальные либо парные наклонные ролики. Парные ролики устанавливают также в тех случаях, когда грузы передвигаются цепью с захватами; цепь располагается вдоль конвейера в просвете между роликами. Обечайки роликов обычно изготовляют из стальной трубы. При нетяжелых условиях работы применяют ролики из синтетических материалов. Они имеют меньшую массу, повышенную кислотоупорность и кор-розионностойкость, обладают некоторой эластичностью и бесшумны при движении по ним грузов.

Во многих случаях вместо цилиндрических применяют дисковые ролики, устанавливаемые на специальных шарикоподшипниках на неподвижных осях. Такие ролики бывают разной конструкции, например с наружными и внутренними кольцами из пластмассы, с однорядным или двухрядным подшипником, стальными ступицей и закладными кольцами (рис. 14.2) и др. Дисковые ролики имеют преимущества перед цилиндрическими; например, на криволинейных в плане конвейерах, при прохождении грузов диски на радиально расположенных осях вращаются с неодинаковой угловой скоростью (скорость с внешней стороны больше, чем с внутренней), и скольжение по ним грузов практически отсутствует. При грузах небольших размеров оси дисковых роликов, расположенных в шахматном порядке, могут устанавливаться ближе друг к другу, что обеспечивает более спокойный ход грузов.

Неприводные роликовые конвейеры допускают пересечения и разветвления, на которых специальные переходные секции можно переставлять подобно стрелке рельсовых путей. На пересечениях специальная секция конвейера монтируется на поворотном круге и может располагаться продольной осью по длине одного или другого конвейера (рис. 14.3, а, б). Применяют также дисковые ролики, смонтированные на поворотных головках и самоустанавли-

Рис. 14.1. Секции неприводных роликовых конвейеров

вающиеся по ходу грузов, и шаровые опоры, допускающие движение грузов в любую сторону (рис. 14.3, в, узел J). Для уменьшения сопротивления скольжению на криволинейных участках с цилиндрическими роликами устанавливают по два раздельных ролика на каждой оси или конические ролики.

На рис. 14.4 показан продольный распределительный роликовый конвейер с четырьмя примыкающими к нему боковыми приемными конвейерными секциями, на которые движущиеся грузы передаются с помощью автоматически или вручную включаемых ленточных разгружателей. С боковых секций грузы попадают на электротележки.

Пример устройств автоматического адресования находящихся в специальных контейнерах грузов на ответвленные роликовые конвейеры показан на рис. 14.5, а. В днище каждого контейнера заделаны несколько металлических пластинок по числу ответвлений от главного конвейера. На одной из пластинок устанавливается с помощью электромагнитной головки кодированный адрес конвейера. Перед каждым

ответвлением ниже роликов крепится считывающее устройство. Если кодовая комбинация на контейнере совпадает с комбинацией данного считывающего устройства, то посылается команда на отклоняющее устройство в виде поворотного рычага, переводящего контейнер на боковой конвейер; при несовпадении кодовых комбинаций контейнер беспрепятственно проходит данное ответвление и продолжает движение по главному конвейеру до соответствующего ответвления.

На сходящихся под острым углом конвейерах во избежание столкновения грузов устанавливают блокирующие механические или электрические устройства. Механическое устройство в виде колонки с поворотным двуплечим рычагом показано на рис. 14.5,6. Проходящий по одному конвейеру груз не допускает на время своего прохода движение по второму конвейеру. При электрическом способе блокирования (рис. 14.5, в) на конвейерах монтируют электрические выключатели и соединенный с ними, установленный на сопряженном конвейере стопор. При про-

Рис. 14.2. Конвейер с дисковыми роликами с трассой:

а — прямой; б — изогнутой

Рис. 14.3. Неприводные роликовые конвейеры:

а — конвейеры с криволинейными секциями; б — стрелка; в — узел пересечения на поворотном круге, на шариках

Рис. 14.4. Неприводной распределительный роликовый конвейер с четырьмя приемными секциями:

/ — электротележка; 2, 4, 5, 7 — приемные секции; 3 -управление экранами; 6

— распределительный конвейер