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

Рассматривая табл. 20, отчетливо видим один из недостатков привода с передачей энергии от ролика к ролику — большая потеря мощности, низкий к. п. д. Уже при 2 0 роликах необходимо

первому из них сообщить крутящий момент, в 1,5 раза превыша­ ющий момент, необходимый для их вращения, при 30 — почти в 2 раза больший. Поэтому применять такие приводы при большой длине конвейера невыгодно.

В случае, если роликовый конвейер работает в режиме частых пусков или реверсирования, двигатель такого конвейера выби­ рается по пусковому моменту.

При этом часто возникает необходимость определить время разгона груза до необходимой скорости или время его торможе­ ния. Это время определяется по обычным формулам

,

_

GD2n

 

1разг

 

V7KM

 

»

 

 

ОIQJV*Ср. Пуск

 

i

_

GD2n

 

Iторм

 

T7R/VT

 

 

 

 

oiDivicp. торм

 

В этих формулах Мср^пуск и

MCfJt т?рм — средние моменты

за время пуска или торможения; McfJmпуск г определяется по харак­ теристике электродвигателя, МСР' торм зависит от характеристики

электродвигателя и принятого способа торможения.

Расчет рольгангового конвейера второго типа (т. е. конвейера, у которого роликовое полотно движется на специальных катках, причем ролики могут быть неподвижны) особого интереса не пред­ ставляет. Тяговый расчет этого конвейера проводится по обще­ известным формулам цепных конвейеров, например пластинчатых.

Особенностью расчета рольгангового конвейера первого типа является то, что к сопротивлениям движению добавляется сопро­ тивление от перемещения роликов по направляющим. Это сопро­ тивление определяется формулой

W7 nPGo2k

Wp0Jl-------5J- *

Таким образом, общее сопротивление движению в этом кон­ вейере складывается из сопротивления качения роликов по на­ правляющим, сопротивления от качения груза по роликам и со­ противления в цапфах роликов. Так как тяговое усилие, равное суммарному сопротивлению', передается через цапфы роликов, то выражение суммарного сопротивления на прямолинейных участках можно найти из равенства

W = npG0^

+ 2 G ^ + W ^ - ,

аР

ар

а р

откуда

2k

 

W ^ (n pG0 + 2G)±

И f

где пр — общее количество роликов на обоих прямолинейных

участках.

При транспортировании груза на рольганговом конвейере наклонно под углом (5 вверх суммарное сопротивление на прямо­ линейных участках

W =

2G sin р +

(npG0+

2G) cos р ^

;

W =

[2G sin р +

(npG0+

2 G) cos р

^ .

Мощность, необходимая для привода рольгангового конвейера при определенном суммарном сопротивлении W, определяется

по формуле (99). В формулу (99) при этом входит скорость переме­ щения цепей.

Приводными роликовыми конвейерами весьма часто транспор­ тируют длинномерные грузы. Конвейеры для длинномерных гру­ зов имеют обычно некоторые конструктивные особенности. Их расчет и проектирование отличается также некоторым своеобра­ зием.

Конструктивно конвейеры для таких грузов отличаются тем что не все ролики делают приводными; между приводными роли­ ками располагают ролики неприводные. При этом холостые ролики зачастую имеют меньший диаметр в сравнении с привод­ ными. Холостые ролики приводятся в движение силами трения от движущегося груза, разгоняются этими силами до определен­ ной скорости. Поэтому чем меньше диаметр и, следовательно, маховой момент холостого ролика, тем меньшая часть энергии тратится на разгон его.

Моменты холостого хода и транспортирования для холостого ролика подсчитывают по тем же формулам (96) и (97). Поскольку момент буксования — максимальный момент, который может быть передан от ролика транспортируемому грузу, то момент, который может пойти на приведение в движение холостых роликов,

М < М б — М т

где М Гпрш — момент транспортирования приводного ролика. Зная момент транспортирования холостого ролика Afr

можно' определить число п холостых роликов, которое может

быть между приводимыми:

м тхол-I 2 Мдоп

При этом следует иметь в виду, что если грузы не идут сплош­ ным потоком, холостые ролики замедляют движение или останавли­ ваются. При попадании на них грузов приводным роликам при­ ходится разгонять холостые ролики аналогично тому, как это

имеет место на гравитационных роликовых конвейерах. При этом для разгона необходим дополнительный момент. Максимальный момент, распределяющийся на приводные ролики, может быть определен из условия пробуксовки холостого ролика в процессе разгона до скорости транспортирования [36]:

Мдоп. 1_ Pfedp

2ii\H

Нередко необходимо определять время действия М*,,, ь Так как этот момент является двигательным для холостого ролика, то время его действия

GDln

^доп

 

 

 

 

 

 

375 ( i s t

-

" » )

 

 

 

В практических

расчетах

 

 

моментом

сопротивления

 

 

в

подшипниках

Мп ввиду

 

 

его

малости

можно

пренеб­

 

 

речь.

 

 

 

 

 

 

Нередко

на

рольгангах

Рис. 75. Схема усилий

при прогибе длин­

для транспортирования длин­

номерного

груза

номерных

грузов

ролики

 

 

имеют довольно большой шаг, а между роликами установлен настил. При этом конец длинномерного груза может прогибаться и упираться в ролик (рис. 75).

Рассмотрим дополнительные нагрузки, возникающие в этом случае.

При максимальном изгибе длинномера (до настила) усилие, необходимое для транспортирования на ролике,

Р cos а — Рм sin а,

иначе

р — Рл f 1 _— __Р Гтма — г у ^ ^*dp '

Максимально возможное усилие определяется пробуксовкой

Ртmax PNf6.

Значит, транспортирование возможно, если

Р т < Р Nfe-

Подставив PN, имеем

Р ' < 1‘ { р тр + Р ~ \ / Г i - | ) -

Без выполнения этого условия транспортирование при малых скоростях или при трогании с места невозможно. Поэтому для уменьшения усилия Рт можно либо увеличивать усилие Рм,

153

передаваемое от предыдущего приводного ролика, либо соответ­ ствующим образом подбирать параметры роликового конвейера I и dp, определяющие Рт.

Дополнительный

момент на

приводном ролике от усилия Рт

 

 

м

Pjdp

 

 

•п доп.

2

2ii)H'

Если

настил отсутствует,

 

 

При

определении

б учитывают следующие факторы [14].

1.

Упругий прогиб консоли груза; при этом консоль груза

принимают условно за балку с заделкой и перемещение конца

консоли

определяют

как

 

 

 

 

Si

Qt*

 

 

 

8EJ

2. Максимальный упругий прогиб ролика; в том случае, если ширина В ролика много больше ширины транспортируемого груза

(например, при транспортировании профильного проката, бревен и т. п.), нагрузку на ролик можно считать сосредоточенной; в противном случае (например, при транспортировании металличе­ ских листов) нагрузку на ролик можно считать равномерно рас­ пределенной. В первом случае максимальный прогиб ролика

 

а _

РВ3

 

 

 

 

 

° 2 —

48EJ 5

 

 

 

 

во втором

 

 

 

 

 

 

Л — 5РВЗ

 

 

 

 

 

° 2 — 384£7 •

 

 

 

 

Учитывая, что часть нагрузки на один

ролик

может

дости­

гать при расстоянии между роликами

t

величины Pm X

2qt,

будем

иметь

 

 

 

 

 

 

б.

qtB3

 

 

 

 

 

24EJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЛИ

 

 

 

 

 

 

 

«. _

5qtB3

 

 

 

 

 

2 —

192£7 ’

 

 

 

 

3.

Неточность монтажа роликов, превышение одного над дру­

гим б3.

 

 

 

на длине t\

4.

Отклонение от прямолинейности

материала

при отклонении р мм на 1 м длины

 

 

 

 

 

б4 =

0,1(3/.

 

 

 

 

Площадь сечения проката

Длина проката (/ — шаг

Усилие Р (доля от веса

роликов конвейера)

груза G)

Более

10 000

м м 2

Менее 3

t

7 5 % ,

»

2 000

м м 2

Более 3 t

50%

»

2 000

м м 2

»

4

t

зо% -

Мелкий сорт и тонкие

 

9

 

Вес груза на длине 3 t

полосы

 

 

 

t

Суммарный прогиб б нередко весьма существенно влияет на параметры роликового конвейера, в частности на шаг t роликов.

При транспортировании горячего проката шаг роликов определяют из условия пластического прогиба. При этом также конец груза рассматривают как балку, заделанную одним концом.

L - n t

"

t

 

 

 

 

b t

Гф - 41

 

■ / 1

i

 

 

ф ф - " ф ” ф тф- -т$т

 

 

 

 

 

2

3

п-1

п

п+1

Рис. 76.

Схема положения

длинномерного груза на роликовом конвейере

 

н

Считая, что предельно допустимым напряжением является предел текучести стг и что эти напряжения достигаются только в крайних волокнах сечения, будем иметь

При проектировании роликового приводного конвейера часто необходимо знать, как мы видели выше, часть Р общей нагрузки,

приходящейся на данный ролик. Эту нагрузку определяют мето­ дами, изложенными в гл. II. Для приводных конвейеров, в част­ ности, имеются следующие рекомендации.

При транспортировании коротких и жестких грузов часто считают, что груз опирается на роликовый конвейер двумя точ­ ками.

На основании опытных данных для прокатных профилей при­

нимают

распределение нагрузки по роликам [38], приведенное

в табл.

2 1 .

| При транспортировании длинномерных относительно нежестких грузов чаще всего их рассматривают как многоопорные неразрез­ ные балки с консолями (рис. 76). При этом длина консоли в про­

цессе

перемещения меняется.

 

Если шаг между роликами i, то, обозначив длину консоли

через

Kt, будем иметь коэффициент О

К ^ 1 .

Количе­

 

 

 

Нагрузка

ство роли­

 

 

 

 

ков, на

 

 

 

 

которые

 

 

 

Промежу

одновре­

 

 

 

менно

Первый Pi

 

 

опирается

от Р 2

 

груз

 

 

 

- £ ( I + 2 * I + * 5-

 

 

2

 

 

 

 

3

- £ ( 3 +

8*1 +

 

- £ ( 1 0 - 6 * 2 -

 

+ 5 * 1 +

*1)

 

 

4

"зеГ ( 12 +

30/С! +

1 5 -(зЗ + 3*1 — 18*2)

 

+ 16/<1 -

*5)

 

 

 

 

ж

( 44+ 112*1 +

9 0 * 2 - 6 * 2 )

-$2 (104 + 24*5 +

5

 

-^ -(1 2 8 -

+71*5 + * 5 )

-^ -(165 + 418*! +

6

 

 

- Щ

( 473 -

ЗЗб*^ +

б*^)

ТШ (4°7 + 90*5 - 24*5)

+ 265*5 - К \ )

 

 

 

 

 

 

 

 

^ ( 6 1 5 +

1560*1 +

 

ш

( 177° -

 

 

ш

( 1500+

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

112*5 + 24*5)

+ 989*1 + К \ )

 

— 1142*5 -

б*2)

 

Ш

( 2296 +

5822*! +

ш

( т 1 -

 

5822 ( 5617 +

 

5822 ( 5863 “

8

 

 

 

 

 

 

 

 

-

112/с| — 22/cf)

+

3691*1 - к \ )

-4 6 8 0 * 5 +

б*8)

+ 1142*5 -

24*5)

Нагрузки на ролики находят на основании теоремы о трех моментах. При этом, если расстояния t между роликами и на­ грузка q кгс/м в пролетах одинаковы и жесткость груза по длине

неизменна, то написание уравнений трех моментов значительно упрощается. Формулы для определения нагрузок на ролики при этих условиях для грузов длиной не более 3t, 4 1, 5t, 6t, 71, 81, 9 1, т. e. опирающихся одновременно на 2, 3, 4, 5, 6 , 7 или 8 роликов, даны в табл. 2 2 .

Проанализируем данные этой таблицы со следующих точек зрения: изменения нагрузок на ролик в процессе транспортирова­ ния груза, максимальной нагрузки на ролик, минимального тяго­ вого усилия, передаваемого роликами на груз.

на ролики

точны е

Д ° Pn -i

~

- « « ь

- ^ - ( 3 3 - 1 8 * 1 + 3 * 2 )

2 4 * 2 )

 

 

 

- ^ ■ ( 1 2 8 - 9 0 * 2 - 6 * 1 )

 

 

^ ■ ( 4 0 7

+ 9 0 * 2 - 2 4 * ? )

^ ■ ( 4 7 3 - 3 3 6 * 1 + 6 * 1 )

1560 ( 1690 + 22

* j +

 

qt /

 

'

1 Ш ( 1

7 7 0 -

 

1160 ( 1500+

+ 2 2

* 2 )

 

+

112*2 + 2

4 * j )

-

1142*1

-

6 * 1 )

6822 ( 5863 ~

 

 

6 |Г 2 ( 5617

+

 

ш { т 1 ~

- 1 1 2 * | -

2 2

* 1 )

+

1142*2 — 2 4 * 1 )

-

4680*1 +

6 * 1 )

П осл едн и й

Р

- ^ - ( l - * l +

2 * 2 +

+ * Э

- £ (З + * 1 + 8 * 2 +

+5 / с |)

Ж( ‘2 + 3 0 * 2 +

+1 6 * 2 - * 2 )

ТТ2" О*4

112* 2 +

+ 7 1 * 2 +

* 2 )

- щ - (165 +

 

4 1 8 * 2 +

+ 2 6 5 * 1 _

 

К 1)

Ш(615 + 1560*2 +

+

9 8 9 * 1 +

* ? )

5 ^ ( 2 2 9 6 +

5822*2 +

+

3691*2 _ ^ 2 )

Изменения нагрузки на ролик в процессе движения груза для 5, 6 , 7 и 8 роликов даны на рис. 77. Знание изменения нагрузки на

ролик в процессе транспортирования необходимо, например, для определения эквивалентной нагрузки при расчете подшипников на долговечность.

Максимальная нагрузка на ролик, как видно из формул табл. 22 и рис. 77, бывает в том случае, когда ролик бывает первым или

последним,

а вылет консоли таков, что К =

1. Ниже приведены

максимальные нагрузки

на

ролик.

 

 

 

 

Количество

роликов

 

 

 

 

 

 

 

под грузом

нагруз­

2

3

4

5

6

7

8

Максимальная

 

 

 

 

 

 

 

ка на ролик в кгс

2qt

2qt

1,93qt

2,03?/

2,03qt

1,96?/

2,03?/

Как видим, максимальная нагрузка на ролик превышает дву­ кратную нагрузку на один пролет между роликами. Это нагрузка, на которую необходимо рассчитывать ролик на прочность.

Неравномерное распределение нагрузки на ролики может существенно сказаться на работе конвейера в том случае, если его приводные ролики чередуются с холостыми. В этом случае сила, движущая груз, величина переменная, зависящая от того, какими

Рис. 77. Изменение нагруз­ ки на ролик при транспор­ тировании длинномерного груза:

а — груз опирается на пять ро­

ликов; б — то же, на шесть роликов; в — то же, на семь

роликов; 2 — то же, на восемь роликов

по порядку окажутся приводные ролики. Ниже приведены макси­ мальная и минимальная суммарные части нагрузок, приходя­ щиеся на приводные ролики в том случае, если приводные ролики

ч е р е д у ю т с я

ч е р е з

о д и н

с

ХОЛОСТЫМИ.

 

 

 

 

Общее количество роликов,

 

 

 

 

 

 

 

на

которые

опирается

2

3

4

5

6

7

8

транспортируемый груз

Количество

приводных

ро­

 

 

 

 

 

 

 

ликов под грузом при

 

 

 

 

 

 

 

максимальной

нагрузке

1

2

2

3

3

4

4

на

приводные ролики

 

Максимальная

суммарная

 

 

 

 

 

 

 

нагрузка,

приходящаяся

 

 

 

 

 

 

 

на

приводные

ролики

2qt

2,5 qt

3,139/

3,579/

4,369/

4,449/

5,339/

Количество приводных

ро­

 

 

 

 

 

 

 

ликов под грузом при ми­

 

 

 

 

 

 

 

нимальной

нагрузке

на

1

1

2

2

3

3

4

приводные

ролики .

. •

Минимальная

суммарная

 

 

 

 

 

 

 

нагрузка,

приходящаяся

0

 

 

 

 

2,569/

2,67 9/

на

приводные

ролики

 

0,59/

0,879/

1,439/

1,649/

168

Изменение движущего усилия при чередовании приводных и холостых роликов через один для 5, 6 , 7, 8 и 9 роликов даны

на графике, приведенном на рис. 78. При проектировании следует

qtf

 

----------У

 

*

 

w

V

7

 

 

 

3.5

 

 

 

 

 

з,о

 

 

 

 

 

2.5

. . .

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2JO

 

 

 

1

1

1.5

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

а)

S) t

t

1 t

_

t

Рис. 78. Изменение движущего усилия при транспортировании длинномерного груза при чередовании приводных и холостых роликов через один:

а

— груз опирается на пять роликов; б — то же, на шесть роликов; в — то же, на семь

роликов; г — то же, на восемь роликоп; а —гдвижущее усилие

= 2 Я/ ==

д

— приводной ролик чередуется с двумя холостыми; груз опирается на восемь роликов

 

(движущее усилие Р ? P f =■ J qtf).

 

помнить, что сила трения должна обеспечить движение груза даже при минимальной нагрузке на приводные ролики. Однако следует учитывать, что, во-первых, движущийся груз обладает кинетиче­ ской энергией, которая может протолкнуть груз до следующих при-

водных роликов, причем скорость груза в этом случае уменьшается; во-вторых, при выведении зависимостей принят ряд допущений, в частности коэффициенты Ki и К 2 в реальных условиях никогда чне могут быть равны 1 (рассмотрение этих вопросов выходит за

рамки данной работы). Поэтому приведенные выше суммарные нагрузки будут в реальных условиях минимальные — несколько больше, максимальные — несколько меньше.

3. НЕКОТОРЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ГРУЗОВ ПРИВОДНЫМИ РОЛИКОВЫМИ КОНВЕЙЕРАМИ

Изменение скорости движения груза с помощью приводного рольганга является одним из наиболее часто встречающихся слу­ чаев его применения.

Рабочие рольганги в прокатном производстве ускоряют дви­ жение слитка при подаче его к валкам. При переходе с рабочего на транспортный рольганг груз также нередко замедляется или ускоряется. Рольганги или отдельные «роликоускорители», при­ меняемые в деревообрабатывающей промышленности, ускоряют движение бревен при подаче их к обрабатывающим машинам. При отводе готовых изделий или полуфабрикатов от станков дви­ жение этих изделий также нередко ускоряется рольгангами. При передаче штучных грузов с одной транспортирующей машины на другую (например, с ленточного конвейера на другой), в том случае, если эти машины движутся с разными скоростями, между ними устанавливают приводные «роликовые переходы», замедля­ ющие или ускоряющие движение груза до скорости той транспор­ тирующей машины, на которую груз передается. Такие случаи встречаются, например, на предприятиях связи при сортировке посылок и других почтовых отправлений.

Пути ускорения и замедления в значительной мере определяют длину рольганга. Этим процессам при проектировании механиза­ ции следует уделять особое внимание.

В основе ускорения груза рольгангом лежит следующий физи­ ческий процесс. Груз, скорость которого меньше скорости кон­ вейера, попадает на ускоряющий рольганг. В частном случае начальная скорость груза может равняться нулю. Груз ускоряется силой трения между ним и роликами. Привод рольганга отдает грузу часть кинетической энергии; при этом скорость привода уменьшается, крутящий момент растет. Затем скорость груза и ролика выравнивается, и двигатель разгоняет груз и ролик до конечной скорости.

Сообщение грузу ускорения и передача ему кинетической энер­ гии могут происходить по различным законам. Нередко скорость двигателя снижается незначительно, и ее можно считать неиз­ менной. Такое положение имеет место, например, при двигателе с сильно завышенной мощностью или в случае, когда рольганг рассчитан на ускорение и транспортирование грузов с различной

160