Полюсного расстояния при разгрузке ковшей:

Р – полюс; L_Р -полюсное расстояние; F_Ц -центробежная сила;

G - сила тяжести; F - суммарное усилие; R - радиус барабана;

R_О - радиус вращения центра тяжести ковша;

R_Р -наружный радиус вращения ковша.

Полюсное расстояние (см. рис. 2.1), м:

L_p = 895,5/ n² (2.13)

Соотношение между полюсным расстоянием и радиусом барабана (звездочки):

Б = 2L_Р / D. (2.14)

Соотношение Б определяет быстроходность элеватора и способ разгрузки ковшей:

 при Б  1,0 высокоскоростной элеватор с центробежной разгрузкой ковшей;

 при Б = 1,0-1,4 быстроходный элеватор с центробежной и центробежно-самотечной (смешанной) разгрузкой ковшей;

 при Б = 1,4-3,0 среднескоростной элеватор с центробежной, центробежно-самотечной (смешанной) и свободной самотечной разгрузкой ковшей с внутренней стенки;

 при Б > 3,0 тихоходный элеватор со свободной самотечной и самотечной направленной разгрузкой ковшей.

При расхождении принятого способа разгрузки ковшей и определенного соотношением Б рекомендуется внести изменения в проектный расчет.

2.2. Тяговый расчет

Тяговый расчет элеватора выполняется путем последовательного суммирования сопротивлений на отдельных участках контура трассы (рис. 2.2) с учетом сопротивления зачерпыванию груза в нижней части кожуха элеватора.

Рис. 2.2. Схема к тяговому расчету элеватора:

а) схема элеватора; б) диаграмма натяжения тягового органа

Линейная сила тяжести груза, Н/м:

g _ГР = g  Q_час / (3,6 u), (2.15)

где Q_час – производительность элеватора, т/ч; g = 9,81 м/с²; u – принятая скорость движения тягового органа (ленты или цепи), м/с.

Минимальное усилие тягового органа будет в нижней точке холостой ветви элеватора, соответствующей предварительному натяжению ленты (цепи) – S₀ . Все усилия в точках контура трассы при тяговом расчете выражаются через величину S₀ .

Усилие в точке «1», Н:

S₁ = S₀ (2.16)

Сопротивление зачерпыванию груза, Н:

W_ЗАЧ =k_З  g_ГР  А_ЗАЧ, (2.17)

где k_З – коэффициент, учитывающий процент объема груза, попадающий в ковши зачерпыванием: для элеваторов с сомкнутыми ковшами – k_З = 0,2…0,3; для элеваторов с расставленными ковшами – k_З =1,0; g_ГР - линейная сила тяжести груза, Н; А_ЗАЧ – удельная работа, затрачиваемая на зачерпывание груза, Нм/Н: для пылевидных и порошкообразных грузов – 1,2…1,5 Нм/Н; для зернистых и мелкокусковых – 1,5…2,5 Нм/Н; для среднекусковых – 2,5…3,0 Нм/Н; для крупнокусковых – 3,0…4,0 Нм/Н.

Сопротивление, затрачиваемое на гашение скорости падающего груза при его засыпании в ковши, для элеваторов с сомкнутыми ковшами, Н:

(2.18)

где u₁ - скорость падающего в ковши груза; u₁ = 1 м/с.

Для элеваторов с расставленными ковшами сопротивление

W_ГР  0.

Усилие в точке “2”, Н:

, (2.19)

где  - коэффициент сопротивления при огибании тяговым органом барабана (звездочки);  = 1,06…1,08.

Усилие в точке «3», Н:

 для ленточных элеваторов:

S₃ = S₂ + W_2/3 =S₀ + (q_T + q_К + q_ГР ) Н_В, (2.20)

 для цепных элеваторов с учетом динамических усилий в цепи:

S₃ = S₂ + W_2/3 =S₀ + (q_T + q_К + q_ГР ) Н_В + S_ДИН , (2.21)

где W_2/3 - сопротивление на участке «2-3», Н; q_T, q_К, q_ГР - линейные силы тяжести, соответственно, тягового органа, ковшей и груза, Н/м; Н_В – высота подъема груза, м; S_ДИН - динамическое усилие, возникающее от неравномерного хода цепей, Н:

, (2.22)

где u - скорость тягового органа, м/с; z - число зубьев звездочки; t_Ц - шаг цепи, м; g = 9,81 м/с².

Усилие в точке «4» при отсчете против движения тягового органа, Н:

S₄ = S₁ + W_1/4 =S₁ + (q_T + q_К ) Н_В, (2.23)

После выражения всех усилий в точках контура через величину S₀ , определяется значение минимального натяжения тягового органа S₀ в нижней точке холостой ветви.

Для ленточных элеваторов величина S₀ определяется из выражения, Н:

, (2.24)

где  - угол обхвата лентой приводного барабана, рад;  =  (180⁰);  - коэффициент трения между лентой и приводным барабаном;  = 0,10…0,35 (меньшие значения – для влажных условий).

Для цепных элеваторов величина S₀ , Н:

. (2.25)

Полученное из выражений 2.24, 2.25 численное значение S₀ увеличивается для обеспечения запаса по сцеплению (для ленточных) и по прочности (для цепных) на 40 – 80 %. После установления численного значения S₀ определяются численные значения усилий во всех точках расчетного контура и строится диаграмма натяжения тягового органа элеватора (см. рис. 2.2).

После выполнения тягового расчета и построения диаграммы натяжения производится проверка тягового органа на прочность:

 для ленточных элеваторов:

, (2.26)

где i - число прокладок ленты; В_Л – ширина ленты, мм; Р – прочность ленты на разрыв, Н/мм (см. табл. 2.2).

 для цепных элеваторов:

, (2.27)

где z - число цепей; Р_РАЗ – разрушающая нагрузка, Н (табл. 2.3).

При невыполнении условий 2.26 или 2.27 следует скорректировать расчет: увеличить число прокладок ленты или задаться более прочной цепью.

Окружное усилие на ведущем элементе (барабане, звездочке), Н:

 для ленточных элеваторов

F₀ =  (S₃ – S₄) . (2.28)

 для цепных элеваторов с учетом динамических усилий

F₀ = S₃ – S₄ + (S₃ + S₄) ( -1) + S_ДИН . (2.29)

Мощность, затрачиваемая на перемещение тягового органа с грузом, Вт

N_T =F₀u. (2.30)