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

Так как шаг t роликов бывает обычно больше dd, то подкоренное

выражение стремится к единице. Поэтому с достаточной точностью можно положить

B0 = [(lep + dd) £ - d d + b]

(16)

Полученное граничное значение В 0должно быть больше факти­ ческого значения В. Если это не так, то во избежание заклинивания груза следует уменьшить t или увеличить dg, первый способ обычно

предпочтителен. Поэтому многие фирмы, поставляющие роликовые или дисковые дорожки для конвейерных бортов, размещают ролики или диски с весьма небольшими зазорами между собой (см. рис. 8).

Все изложенное выше о выборе ширины конвейера относится к конвейерам с прямолинейной трассой. Наличие на трассе кон­ вейера горизонтально-криволинейных участков резко изменяет условия проходимости груза. На прямолинейных участках кон­ вейера длина груза (т. е. размер его вдоль конвейера) практически мало влияет на выбор его ширины В, а на криволинейных участках

оказывает самое непосредственное влияние на его ширину. По­ этому при проектировании конвейерных систем с горизонтально­ криволинейными участками последние являются определяющими для выбора ширины конвейера. Разная ширина полотен в конвей­ ерной системе прямолинейных и криволинейных участков требует переходных участков с выравнивающими шинами, что при значи­ тельном количестве криволинейных участков ведет к усложнению системы, увеличению вероятности разворота груза на переходных участках. Поэтому, как правило, в конвейерных системах с криво­ линейными участками ширину конвейеров принимают везде оди­ наковой и рассчитывают по участку с худшей проходимостью, т. е. по криволинейному участку. Редкие исключения из этого имеют место при расположении криволинейных участков на концах линий, например при входе или выходе из технологической ма­ шины и при значительной длине прямолинейного участка между ними.

Рассмотрим выбор ширины конвейера на горизонтально-криво­ линейном участке.

Предположим, что на прямолинейном участке груз лежал по центру.

Очевидно, при нормальном прохождении груза по криволиней­ ному участку он должен сохранить свое центральное положение относительно оси М —М конвейера (рис. 21). Согласно этому ри­

сунку и в предположении, что прямоугольный груз вписывается в криволинейный участок конвейера без зазора по дуге наружной

окружности, можно написать

 

 

(R„ -|- 0,55ко)2 =

(0,5/гр)2 + (Rn+

0 ,5 ^ )2.

Предположим, что Вк0 =

КвЬер и Rn =

KRBk0 и учтем также,

что 1гр = ЬгрКгр. Тогда после подстановок

в

полученное выраже­

ние и решения квадратного уравнения относительно величины Кв

получим

к - ________ KR_____ 1

1 /

_______ __________ I

0.25 (Кгр -|- 0.25)

,, у,

Л в “ 2 (KR + 0,25) “f

V

4(/СЛ -h 0,25)a

' Г

(KR -I 0,25)

' l l >

Анализ полученной формулы показывает, что чем больше

K R ,

тем меньше Кв, иначе говоря, с увеличением Rn величина

Вк

уменьшается, и наоборот,

чем больше Кгр, тем больше Вк,

т. е.

 

 

с увеличением длины 1гр величина

 

 

Вк возрастает.

 

 

 

 

 

Величина

Кгр — производная

 

 

от размеров

груза и обычно

бы­

 

 

вает

задана

при

проектировании

 

 

конвейерной

системы. Коэффифи-

 

 

циент

K R

колеблется в

пределах

 

 

3—4;

некоторые

фирмы

считают

 

 

криволинейные

секции

с K R = 3

 

 

нормальным исполнением. Указа­

 

 

нные значения K R

позволяют упро­

 

 

стить

формулу (17).

 

 

 

 

Полагаем, что KR + 0,25 я» KR .

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

Кв = 0,5 +

0,5]/" ** + У

~ ° ' 26 •

Рис. 21. Расположение прямоуголь­

 

 

 

 

 

(18)

ного груза на горизонтально-кри­

 

 

 

 

 

волинейной секции конвейера

При K R > 3 полученная фор­

 

 

 

 

мула дает ошибку в определении

Кв не более чем на 8% .• Формулы (17) и (18) позволяют определить

ширину конвейера при расположении груза, показанном на рис. 21, т. е. без зазора АВ,(0 между наружной кромкой полотна конвейера и угловой гранью груза (точкой Кнар). В таком предположении

ширина Вк криволинейного участка конвейера без бортов

может

быть определена так:

 

 

 

Вк = Вк0Кк = ЬгрКвКк.

(19)

 

Коэффициент Кк>определяющий зазор АВК0, принимается

для

конических

роликов

1,10

для

разрезных

цилиндрических роликов

1,2

для цилиндрических роликов со смещенным центром разворота и диф­

1,3

ференциальных роликов

для

обычных цилиндрическихроликов

1,4

При выводе формул (17) и (18) предположим, что центр тяжести О груза остался на продольной оси М —М конвейера (см. рис. 21). При таком предположении точки Кнар груза совпадают с наружной кромкой полотна при его ширине Вк0, т. е. груз лежит без зазора ДВк0. Наоборот, между точкой груза Квн и внутренней кромкой

полотна имеется зазор, и груз может двигаться внутрь к центру поворота.

Иначе говоря, при подсчете Вк0 по коэффициенту Кв в расчет­

ную ширину полотна конвейера уже учтен даже без коэффици­ ента Кк определенный зазор с внутренней стороны полотна. По­

этому формулой (19) можно пользоваться и для определения ши­ рины криволинейного участка конвейера с бортами. При этом весьма часто борт конвейера на криволинейном участке распо­

лагают

только

с

наружной,

т. е.

 

с наиболее опасной для развора­

 

чивания

груза стороны.

 

 

Ширина

конвейера

при

одно­

 

стороннем

борте

обозначена на

 

рис.

18,

г.

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 22 показана схема за­

 

клинивания прямоугольного груза

 

при

прохождении

им

горизон­

 

тально-криволинейного

участка.

 

Так же как и при заклинивании

 

такого же груза на прямолиней­

 

ном

участке

конвейера,

здесь

Рис. 22. Схема заклинивания пря­

имеется

«диагональ

 

заклинива­

 

моугольного груза между бортами

ния»,

являющаяся

диагональю

криволинейной секции конвейера

прямоугольника.

В отличие от прямолинейного конвейера здесь условия закли­ нивания точек контакта груза с бортом разные с наружной и внутренней сторон криволинейной секции. Условие незаклинивания груза в соответствии с обозначениями на рис. 22 имеет вид

tg (р — »i)

+ tg (р + а*) < tg у,

(20)

где

arcsin с sin у 5

 

аг =

(21)

а г =

с sin у

/ооч

arcsin -gjrpJ .

(22)

Для формулы (20) величина р определяется из соотношения tg р = /, где f — коэффициент трения груза о борт на криволиней­

ном участке при наличии гладких бортов, или tg р = /' при на­ личии бортов с роликами или дисками, при этом /' определяется по формуле (14). Величина «диагонали заклинивания» для прямо­ угольного груза равна

С= j/~Ьгр + lip-

Из формул (20)—(22) и рис. 22 очевидно, что с точки зрения заклинивания грузов наиболее опасен наружный борт. Поэтому, как указывалось выше, иногда встречаются конструкции криво­ линейных участков, у которых внутренний борт обычный (трение

скольжения), а наружный с дисками или роликами. Иногда борт делают только с наружной стороны криволинейного участка.

Определять углы у, a t и а 2 для проверки условий незаклини-

вания груза по формулам (20)—(22) не следует аналитически, го­ раздо проще эти углы определяются с достаточной точностью графически, путем построения конкретной схемы заклинивания по размерам груза и криволинейной секции конвейера. При этом, как указывалось выше, размеры груза следует принимать наи­ меньшими с учетом наибольших отклонений, а размеры конвейера (ширину и радиус поворота) — наибольшими. Для криволиней­ ных секций направляющие бортовые шины в виде роликовых или

 

 

 

дисковых дорожек приме­

 

 

 

няют

обычно с

малыми

 

 

 

диаметрами

роликов

или

 

 

 

дисков (см.

рис. 8), с ми­

 

 

 

нимальными

шагами

ме­

 

 

 

жду ними,

 

что

практиче­

 

 

 

ски

исключает

непосред­

 

 

 

ственное защемление

гру­

 

 

 

зов

на

криволинейном

 

 

 

участке (см. рис. 20). При

 

 

 

необходимости

возмож­

 

 

 

ность

или

невозможность

 

 

 

непосредственного защем­

Рис. 23. Номограмма

фирмы

Галле (Фран­

ления груза рекомендуется

ция) для определения

ширины

В конвейера

проверять также

графиче­

 

 

 

ски.

 

 

 

 

 

Для определения ширины конвейера В многие фирмы предла­

гают заказчикам номограммы и графики. Пользоваться такими графиками следует с большой осторожностью, так как они раз­ работаны применительно к конвейерам определенной конструкции и базируются на опыте, ограниченном рамками одной фирмы и определенным кругом покупателей.

На рис. 23 приведена номограмма фирмы Галле (Франция) для определения ширины криволинейного конвейера в зависимости от tty, Кк и 1гр.

Предположим,

что

груз имеет длину 1гр = 580 мм, ширину

Ьгр =

360 мм и KR = 3 (фирма считает коэффициент Кц = 3 стан­

дартным).

 

 

 

 

 

 

 

Согласно пунктирным линиям на номограмме ширина конвейера

должна быть Вк =

415 мм (ломаная линия abed).

Если пользоваться формулой (15), то для данного случая по­

лучим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

-

J u L -

580

 

1,61;

 

 

 

Лгр ~

Ь ~

360

 

 

 

к

3

|

 

3*

 

.

0,25(1,61

+ 0 ,2 5 )

А в ~

2 (3 -|- 0,25)

\

4 (3 + 0,25)2

г

(3 +

0,25)

Предположим, что криволинейная секция конвейера оборудо­ вана коническими роликами. Тогда Кк = 1,1, откуда

Вк = ЬгрКвКк = 360-1,056-1,1 = 4 1 4 ,6 мм.

Ранее по графику фирмы получено Вк = 415 мм. Следова­

тельно, график фирмы Галле построен для конических роликов, что и соответствует пояснениям фирмы в проспекте.

Таким образом, при определении’ширины криволинейного кон­ вейера для всех конструкций роликов вполне можно пользоваться приведенной номограммой фирмы Галле, но с уточнением по фор­ муле

SD

к&кГ J j >

где ВкГ — ширина конвейеров, определенная по номограмме

фирмы Галле; Кк — коэффициент, принимаемый в зависимости от кон­

струкции роликов.

Определенная расчетом ширина роликового конвейера должна соответствовать действующим нормативам.

В настоящее время по ширине роликовых конвейеров имеются следующие нормативные данные, приведенные в табл. 4.

Как видно из табл. 4, рекомендации и нормативы по ширине роликовых неприводных конвейеров достаточно близки. Учитывая это, при проектировании приводных роликовых конвейеров, устройств и отдельных роликов пользуются обычно рядами пред­ почтительных чисел.

Радиус поворота криволинейной секции R функционально связан с шириной конвейера В, однако в мировой практике эти

взаимосвязанные параметры нормируют на сегодняшний день само­ стоятельно.

Применение ГОСТа 8324—57 показало излишнюю частоту зна­ чений радиуса R. В ГОСТе 8324—71 даны разреженные значения

радиусов, а именно: 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000. Такой ряд близок и к рекомендациям ISO. Эти рекомендации совпадают полностью с нормативами Европейской федерации по механизации, т. е. 400; 500; 630; 800; 1000 и 1250 мм.

При этом под радиусом криволинейного участка здесь понимается расстояние от центра его поворота до начала полотна конвейера шириной В.

Как указывалось выше, между радиусом поворота и шириной конвейера существует функциональная зависимость, выражаемая коэффициентом K R . Чем больше K R , тем спокойней движение гру­

зов по криволинейному участку, и наоборот, чем меньше К*, тем вероятнее разворачивание и сбои движения грузов. В то же время при увеличении KR конвейерные системы с большим трудом вписы­

ваются в производственное или складское помещение.

Рис. 24. Схема статической устой­ чивости груза 'на горизонтальном роликовом конвейере

Нормативный материал

Область применения

Рекомендуемая ширина

 

В в мм

 

 

 

 

 

 

 

ГОСТ 8324—71

Стационарные не­

160;

200;

250;

320;

 

приводные роликовые

400;

500;

650;

800;

 

конвейеры

 

общего

 

1000;

1200

 

 

назначения

 

 

 

 

 

 

То же

Переносные

непри­

160;

250;

400;

650

 

водные

роликовые

 

 

 

 

 

конвейеры

 

общего

 

 

 

 

 

назначения

 

 

 

 

 

 

Рекомендации ISO/TC

Неприводные роли­

100;

125;

160;

200;

101—56 и рекомендации Евро­

ковые конвейеры

250;

315;

400;

500;

пейской федерации по механи­

 

 

 

630;

800;

1000;

1250

зации 204-11465-3 (январь

 

 

 

 

 

 

 

1966 г.)

 

 

 

 

 

 

 

В практике коэффициент KR колеблется в пределах 1,5—6; оптимальные значения 3—4, причем KR = 3 для некоторых из­

готовителей является стандартным (нормализованным). ГТ^ассмотрим теперь выбор и расчет следующего параметра ро­

ликового конвейера — шага роликов t. На выбор этого параметра влияют многие факторы, а значе­ ние его для нормальной работы конвейера, пожалуй, несколько более существенно, нежели влия­ ние рассмотренных выше парамет­ ров В и R. Начнем с рассмотре­

ния влияния параметров груза на шаг t.

Положим, что однородный груз с постоянным поперечным се­ чением и длиной 1гр расположен на

полотне горизонтального роли­ кового конвейера (рис. 24). Рас­ смотрим его статическую устой­

чивость относительно точки А. Теоретически можно полагать, что

при t = 0,5 1гр груз всегда будет устойчив и не сможет перевер­ нуться консольной своей частью в пространство между роликами. Однако практически вследствие неизбежных неоднородности массы груза, смещения центра тяжести груза относительно его геометри­ ческого центра, неточных размеров груза и шага t и т. д. всегда возможно переворачивание груза в вертикальной плоскости, и шаг

46

роликов t должен быть выбран с запасом. Положим, что между точками А я В свободно свисает консоль груза с переменной дли­ ной Часть II груза, расположенная справа отточки А, создает

относительно этой точки восстанавливающий момент Л4ц, равный

1~ Vгр ~ ^ 2’

где G — вес груза.

Опрокидывающий момент М\ левой части груза относительно точки А будет

Устойчивость груза относительно точки А характеризуется от­ ношением полученных моментов М.\ и М п> которое обычно назы­ вается коэффициентом устойчивости Ку:

v __ м п

_

(hp — lf>)2

 

Mi

~

ll

 

Обозначим / 0 = 1ерК0', тогда

 

 

К, __ (ltP- l v K0)*

О - /Со)2

(23)

М«о

Полученное уравнение позволяет построить кривую I зависи­ мости Ку от Ко, приведенную на рис. 25. Как видно, значение коэф­

фициента устойчивости резко падает при увеличении длины кон­

соли

груза /0 и достигает Ки = 1 при 10 = 0,5/гр, т. е. при

Ко =

0,5.

Учитывая, что на движение грузов по полотну роликового кон­ вейера воздействуют многочисленные факторы, нарушающие ста­ бильность этого движения, величину Ку не следует брать меньше

1,5. Для простейших случаев, когда транспортируют однородные грузы несложной формы в виде прямоугольных параллелепипедов, цилиндров, труб, балок постоннного сечения и т. д., коэффи­ циент Ку, равный 1,5, Обеспечивается согласно кривой I (рис. 25) при /С0 = 0,45. Следовательно, минимальный шаг t между роли­

ками должен быть для данных грузов и статического коэффициента устойчивости Ку — 1,5 не более 0,45/^, т. е.

0 ,4 5 V ' (24)

Полученная величина t, а следовательно и Ку = 1,5 опреде­

ляются также другими авторами [4] с учетом экспериментальных исследований, проведенных ими.

Рассмотрим вопрос статической устойчивости на роликовом полотне более сложного по форме груза. Положим, что однородный груз в форме клина с боковыми гранями в виде прямоугольных тре­ угольников лежит на полотне конвейера основанием 1гр х ьер.

Предположим также, что рассматривается статическая устойчи­ вость груза на полотне в предвидении движения его тяжелой частью (вертикальным катетом) вперед или назад.

Пользуясь изложенным способом определения Ку как част­

ного от деления восстанавливающего и опрокидывающего момен­ тов, действующих на груз, нетрудно вывести, что для однородного груза в виде клина при движении

его вперед легкой частью

 

 

 

2 - 3 X0 + *g

(25)

 

 

Ки =

 

Ki

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

движении

клиновидного

 

груза тяжелой

 

частью

вперед

 

 

 

 

 

Ki

 

 

(26)

 

 

 

2 —

ЗЛ"0 +

/CQ '

 

 

 

 

 

По этой формуле

Ку представ­

 

ляет собой

величину,

обратную

 

величине Ку, получаемой по фор­

 

муле (25). Это понятно,

поскольку

 

груз в этих случаях

как бы пере­

 

ворачивается на 180°

 

 

Рис. 25. Графики зависимости коэф­

Кривая

II

на рис. 25 построе­

на для

первого

случая

(легкой

фициента Ко устойчивости груза

от расположения его на роликах

частью

груза

вперед),

а

кривая

 

III — для

второго

случая. Из

графиков видно, что для обеспечения

Ку =

1,5 при

движении

клина легкой частью вперед необходимо, чтобы

 

 

 

* < 0 ,6 3 /гр,

 

 

 

 

 

 

(27)

а при движении его тяжелой частью вперед

 

 

 

 

 

/ < 0 ,3 /гр.

 

 

 

 

 

 

(28)

С точки зрения удешевления конвейера, т. е. уменьшения ко­

личества роликов, определяемых по формулам (27) и (28), каза­

лось бы, целесообразно транспортировать грузы легкой частью

вперед. Однако при движении клина легкой частью вперед и при

шаге t — 0,631гр груз опрокидывается тяжелой частью назад,

что

нарушит движение грузов. Следовательно, и в этом случае t

сле­

дует принимать не более 0.3L,. Таким образом, смещение центра тяжести груза от 0,5/гр до 0,331гр (на 17% от общей длины груза) ведет к уменьшению шага роликов с t = 0,45/гр до t — 0,31гр,

т. е. на 20% от той же общей длины груза. Следовательно, нерав­ номерность распределения массы груза по его длине ведет к умень­ шению шага роликов, утяжелению и удорожанию конвейеров.

48

При выводе формул (23), (25) и (26) предполагается, что массы груза распределяются вдоль конвейера по закону прямой линии (в первом случае — равномерное, во втором и в третьем — неравно­ мерно прямолинейное). Практически масса груза может распре­ деляться по длине груза по любому закону, в том числе и весьма неравномерно и неорганизованно. Поэтому для определения наи­ большего допустимого шага t роликов в каждом конкретном случае,

когда масса груза распределена по его длине неравномерно, целе­ сообразно определять шаг t расчетом, строить кривую К 0 = = / (Ку) и, приняв наименьшее допустимое значение Ку, опре­ делить наибольшее допустимое значение Ко и соответствующее значение t в зависимости от 1гр.

1 3

Рис. 26. Штучные грузы с массой, сосредоточенной в точке О

Граничный и, очевидно, наиболее трудный случай распределе­ ния массы груза по его длине — это случай, когда масса может считаться практически сосредоточенной в одной точке, располо­ женной несимметрично относительно центра опорной плоскости груза.

На рис. 26 показаны три конструктивных варианта такого распределения массы груза по его длине. На рис. 26, а показана

металлическая заготовка корпуса подшипника, состоящего из весьма массивной центральной части 1 и легких подкладки 2 и фасонок 3. Здесь без особой погрешности общий вес груза G можно

полагать сосредоточенным и приложенным к центру О. Допусти­ мый наименьший шаг роликов для этого груза t ^ 0,45/гр.

На рис. 26, б аналогичный, но несимметричный вариант. При

движении такого груза вправо (по рисунку)

0,9/2;

при движении влево

0,9/j.

Во избежание опрокидывания груза назад при расчете учитывают наименьшее из двух значение t.

При большой разнице и /2 применение роликовых конвейе­ ров получается слишком дорогим, так как требуется более частое расположение роликов. В таких случаях иногда целесообразно применение поддонов, подкладок или производственной тары (рис. 26, в). Здесь благодаря легкому, но достаточно прочному и

4 К. Е. Ивановский

49

жесткому поддону может быть получено более благоприятное рас­ положение точки приложения силы G (в том числе и оптимальное

расположение, когда /2 = М- При этом следует иметь в виду не­ обходимость достаточно точного укладывания груза на поддон, а также возможность нарушения взаимного расположения груза и поддона в процессе транспортирования. Иначе говоря, Ку п t

здесь следует брать с большим запасом, чем в случае монолитного

груза, т. е. примерно Ку =

2,0 и К 0 — 0,41. Тогда для рис. 26, в

t ==£. 0,82lz или ^ sg0,82/j,

а при = /2 / «s; 0,41/г/,.

Применение поддонов и подкладок эффективно и в ряде дру­ гих случаев, например для мягких грузов, для мелких, легких и неопределенных по форме, для грузов с неопределенной ориента­ цией при загрузке их на конвейер и т. д.

Рассмотрим теперь влияние расположения центра тяжести груза по высоте на выбор величины t. К центру тяжести груза,

движущегося по роликовому полотну, могут быть приложены сле­ дующие силы: движущие силы, силы инерции, вес груза.

Движущие силы. В гравитационных конвейерах при равно­ мерном движении груза эта движущая сила Р по аналогии с дви­

жением грузов по наклонной плоскости определяется по выра­ жению

Р = G sin а,

где а — угол наклона роликового полотна к горизонту.

При равномерном движении грузов по конвейеру эта сила

должна равняться суммарному сопротивлению W роликов кон­

вейера движению грузов.

Угол а 0 наклона конвейера при равномерном движении грузов или, как его иногда называют, «угол равновесия», так же как и при движении грузов по гладкой наклонной плоскости, можно представить в виде следующего выражения:

S W = Gw cos а 0,

где w — общий коэффициент сопротивления движению грузов по

полотну конвейера.

Сопоставляя оба предыдущих выражения, получим

 

w = t g a 0;

 

Р = 2 W = G tg a0 = Gw.

(29)

Практически величина a 0 колеблется в довольно узких пре­ делах, редко бывает больше 5—6° и для обобщенных расчетов и выводов может быть принята округленно

а 0 = 2° 52' и t g a 0 = w = 0,05.

Сила Р в формуле (29) является гравитационной и приложена

кцентру тяжести груза.

Вприводных конвейерах движущей^силой является сцепление между опорной поверхностью груза и"*роликами конвейера. Эта

50