книги / Промежуточные приводы ленточных конвейеров

Величина тягового фактора может быть снижена за счет соответствующего увеличения предварительного натяжения при­ водной ленты.

Характерные диаграммы натяжений конвейерной и приводной лент для конвейеров с любыми конструкциями линейных приводов, основанных на передаче тягового усилия за счет трения между приводной и конвейерной лентами, показаны на рис. 22, б.

3.2. Ленточные приводы с выпуклым продольным профилем

[21, 22]

Достаточно широко применяемые в горной промышленности передовых стран промежуточные приводы ленточных конвейеров, основанные на использовании бесконечно замкнутых приводных лент, описанные в предыдущем разделе, обладают двумя суще­ ственными недостатками. Один из них - относительно малая величина расчетного удельного тягового усилия (Н/м), что вызывает необходимость доводить длину приводных контуров до 100-200 м и более. Второй недостаток - резкое снижение передаваемого приводом тягового усилия (не менее, чем в 10-15 раз) при отсутствии транспортируемого конвейером груза на участке грузонесущей конвейерной ленты в зоне размещения промежуточного привода.

Повышение тягового усилия, развиваемого промежуточным приводом, может быть достигнуто путем формирования на участке контакта приводной и конвейерной лент криволинейного профиля, обращенного выпуклостью в сторону конвейерной ленты (пат. РФ 4766406/03). Причем выпуклый профиль может быть сформирован искусственно или за счет использования профиля самого конвейера на грузовой или холостой ветвях, на обоих ветвях, а на холостой ветви конвейерной ленты может быть как выпуклый, так и вогнутый (рис. 23).

Привод состоит из приводной ленты 7, охватывающей конце­ вые барабаны 2 и отклоняющие барабаны 3 и расположенные между верхней 4 и нижней 5 ветвями конвейерной ленты. При­ водная лента 7 имеет прогибы 6 криволинейного профиля в пролете между барабанами 2 соответственно в сторону грузонесущей ветви 4 и холостой ветви 5 конвейерной ленты с воз­ можностью взаимодействия с этими ветвями соответственно верхней и нижней ветвей приводной ленты 7.

Приводная лента 7 опирается на роликоопоры 7, закреплен-

а

Рис. 23. Промежуточные приводы ленточного конвейера с криволинейным про­

ветви с использованием профиля ленточного конвейера

ные на неподвижной опоре 8. Роликоопоры 7 могут быть под­ пружинены к раме 8. Холостая ветвь 5 конвейерной ленты сов­ местно с нижней ветвью приводной ленты / роликоопорами 7 может быть прогнута внутрь контура приводной ленты 1. В зависимости от условий работы ленточного конвейера совмест­ ные прогибы ветвей конвейерной ленты могут быть приурочены только к грузонесущей ветви 4 конвейерной ленты (рис. 23, а, д), только к холостой ветви 5 (рис. 23, б, г), к обеим 4 и 5 ветвям конвейерной ленты (рис. 23, в). При этом длины дуг совместных прогибов приводной 1 и конвейерной (4, 5) лент всегда соответствуют расстоянию между продольными осями ба­ рабанов 2.

Привод работает следующим образом (см. рис. 23, а, д). Контур приводной ленты J, встроенный между верхней 4 и

усилия (б)

нижней 5 ветвями конвейерной ленты, приводится во вращение приводным барабаном 2 (одним или двумя), при этом для увели­ чения угла обхвата приводного барабана 2 служат отклоняющие барабаны 3. За счет того, что на верхней ветви приводной ленты 1 на всей длине дуги ее контакта с верхней ветвью 4 конвейерной ленты {юликоопоры 7 установлены на неподвижной опоре 8 так, что образуется выпуклый участок, где происходит взаимодействие обеих лент 1 и 4, тяговое усилие, переда­ ваемое от приводной ленты 1 к конвейерной ленте 4 сущест­ венно возрастает за счет вовлечения в реализацию силы тяги натяжения самой конвейерной ленты 4, ее веса и веса находя­ щегося на ней транспортируемого груза. Реализация последнего фактора становится возможной благодаря увеличению во много раз по сравнению с обычным барабанным приводом длины дуги контакта конвейерной и приводной лент. Это позволяет увели­ чить удельную тяговую скорость промежуточного привода.

Приращение натяжения конвейерной ленты (Н) за счет криво­ линейного профиля приводной ленты и прижатия к ней кон­ вейерной ленты под действием собственного натяжения, веса и веса находящегося на ленте транспортируемого груза (рис. 24, [24]),

где fi - коэффициент сцепления приводной и конвейерной лент; S - мгновенное натяжение (Н) конвейерной ленты на дуге обхвата (рад) конвейерной лентой приводной ленты; до - линейная нагрузка от конвейерной ленты, Н/м; R - радиус криволинейного профиля приводной и конвейерной лент, м.

Линейная нагрузка от конвейерной ленты

соответственно 1 м ленты и находящегося на ней транспорти­ руемого груза, кг/м.

Минимальная величина радиуса (R > R Шш) криволинейного профиля ленты определяется по известной формуле

точках сбегания и набегания конвейерной ленты на привод, Н. После интегрирования и преобразования получим формулу для

подсчета максимально возможного натяжения конвейерной ленты в точке ее набегания на выпуклый участок приводной ленты:

а максимально возможное тяговое усилие, развиваемое приво­ дом,

Суммарный угол обхвата конвейерной лентой выпуклого участка приводной ленты

<Р - а + г,

где а - угол обхвата конвейерной лентой приводной ленты на дуге от точки набегания до вершины выпуклого участка, рад;

у- то же, от вершины выпуклого участка до точки сбегания конвейерной ленты с приводной ленты, рад.

Значения углов а и у могут быть найдены следующим образом

[11].Превышение точки набегания конвейерной ленты на при­ водную ленту над плоскостью грузонесущей ветви конвейерной ленты (м)

у- до2/ (25«б),

где х - половина пролета вогнутого участка конвейерной ленты со стороны ее набегания на приводную ленту, м. Отсюда

х- V25H6y/tfo.

Сдругой стороны, острый угол между вектором 5„б и гори­ зонталью, т.е. искомый угол

а- arctg(dy/dx) - апОДдо/Знб).

Поэтому

а - arctg/2<?oy/SH6 ;

у - Н - Л(1 - cosa),

где Я превышение выпуклого участка приводной ленты над плоскостью грузонесущей ветви конвейерной ленты, м.

Отсюда

как So, так и других параметров привода и конвейера, поэтому при расчете промежуточного привода вначале находится значе­ ние угла у из уравнения (68), представленного в виде:

sin2y/cos2y - а + ficosy,

где а - 2до(Н - Я)/So; Ь - 2qoR/So.

После преобразований и введения подстановки 1 - cosy - t уравнение представляем в виде

Fit) - t - (1 - t)ia + t i \ - t ) - 0.

Это уравнение может быть разрешено относительно t итера­ ционным методом (на ЭВМ):

где F" (tj) - первая производная от Fit.).

Искомый угол

Принимаемое далее для расчетов значение угла у не должно превышать максимально допустимого значения уо, назначаемого из условия нескатывания груза на наклонном участке конвейер­ ной ленты. С учетом подпора груза, находящегося на участке

ленты под максимальным углом наклона, массой груза, рас­ полагающегося на смежном, более пологом участке ленты, можно принимать Уо = (1,1 ... 1,2)0, где 0 - предельный угол наклона конвейера, определяемый свойствами транспортируемого груза.

Если окажется, что у > Уо, то для дальнейших расчетов принимаем г 8 То, а величина превышения выпуклого участка приводной ленты над плоскостью грузонесущей ветви конвейер­ ной ленты должна быть соответствующим образом скорректиро­ вана.

Для этого можно воспользоваться формулой (68), из которой получим:

Я * l^SotgWtfo + Л(1 - C O S T ) .

По найденному значению т подсчитывается и величина а, но для этого необходимо выразить параметр SH6 через т и а.

Из выражения (65) имеем

„„Принимая во внимание, что для относительно малых углов а ег - 1 + рос (с недостатком), а ос s tga (с избытком), с достаточной для практических расчетов точностью можно при­ нять, что

Подставляя полученное выражение в выражение (67), после преобразований и введения подстановки 1 - cos2a - т найдем

- CIT/ F ,

где bi = 2qoR; ai - 2q0(H R); c = ( S o + qoRieH*; Ci - цс.

Характеристика зависимости углов у и а обхвата конвейер­ ной лентой приводной ленты от радиуса R кривизны выпуклого

Рис. 25. Характерные зависимости углов обхвата у (а) и а (б) конвейерной лентой приводной ленты от радиуса кривизны выпуклого участка приводной ленты

участка приводной ленты и ее превышения Я над плоскостью грузонесущей ветви конвейерной ленты показаны на рис. 25.

Расчетная формула для определения величины максимально возможного тягового усилия (Н), обеспечиваемого приводом (см. также рис. 24, б),

Аналогичным образом рассчитываются параметры промежуточ­ ного привода для холостой ветви конвейерной ленты. Для этого случая а - 0.

(б)

При расчете параметров совместных приводов для грузовой и холостой ветвей конвейерной ленты правая часть формулы (59) дополняется соответствующей величиной сопротивлений движению ленты на холостой ветви.

Характерные зависимости тягового усилия, развиваемого промежуточным приводом, от радиуса кривизны выпуклого участка (рис. 26, а) и его превышения над плоскостью грузонесущей ветви конвейерной ленты (рис. 26, б) показаны на рис. 26. Там же показана зависимость длины привода от радиуса кривизны при заданных превышениях выпуклого участка.

Повысить тяговые возможности привода с выпуклым криво­ линейным профилем можно за счет увеличения угла обхвата конвейерной лентой приводной ленты со стороны сбегающей ветви конвейерной ленты путем формирования на этом участке конвейера вогнутого участка (а.с. 1801873).

Промежуточный привод (рис. 27) состоит из грузонесущей ветви ленты 1 с возможностью огибания его выпуклого участка 2 бесконечной приводной ленты 3, замкнутой на приводном 4 и натяжном 5 барабанах. При этом выпуклый участок 2 приводной ленты 3 сформирован роликоопорами б, закрепленными на соответствующим образом спрофилированной раме 7.

Грузонесущая ветвь конвейерной ленты 1 в пределах плоского участка 8 конвейера опирается на роликоопоры 9.

Непосредственно за бесконечной приводной лентой 3 про­ межуточного привода по ходу движения 10 грузонесущей ветви ленты 1 последняя опирается на роликоопоры Н с возможностью образования вогнутого участка 12, радиус Ro которого выби­ рается минимально возможным исходя из принятого минимального

Рис. 27. Промежуточный привод с увеличенным углом обхвата приводной ленты конвейерной лентой

значения S o натяжения конвейерной ленты 7 в точке 13 сбегания ее с выпуклого участка 2 бесконечной приводной ленты 3.

Роликоопоры 77, формирующие вогнутый участок 72, на этом участке установлены ниже остальной поверхности грузонесущей ветви конвейерной ленты 7 и с учетом обеспечения допустимого провеса ленты 7 между роликоопорами 77. При принятом значе­ нии натяжения So ленты 7 шаг роликоопор 77 на вогнутом участке меньше, чем шаг роликоопор 9 на остальной длине грузонесущей ветви 7 конвейерной ленты.

Суммарный угол обхвата грузонесущей ветвью ленты 7 вы­ пуклого участка 2 бесконечной приводной ленты 3 складывается из угла а, определяющего направление вектора S Hб натяжения ленты 7 в точке 14 набегания ее на выпуклый участок 2 и угла 0, определяющего направление вектора S o натяжения ленты 7 в точке 13 ее сбегания с выпуклого участка 2 (в предыдущем приводе угол у определяется положением 15 ленты 7 в зоне ее сбегания с выпуклого участка 2).

Привод действует следующим образом. При включении при­ водного барабана 4 бесконечная приводная лента 3 начинает движение по направлению вращения барабана 4> взаимодействуя своим выпуклым участком 2 с грузонесущей ветвью конвейерной ленты 7. Тяговое усилие передается при суммарном угле обхвата а + 0, который увеличен по сравнению с предыдущей конструкцией на величину 0 у. Поэтому величина тягового усилия, передаваемого конвейерной ленте 7, также возрастает.

Описанная конструкция промежуточного привода может при­ меняться в том числе на конвейерах, профиль которых изоби­ лует выпуклыми и вогнутыми участками.

Максимально возможная величина тягового усилия, переда­

где дополнительный угол обхвата (рад)

Предварительное натяжение конвейерной ленты S o (Н) и радиус вогнутого участка конвейерной ленты 7 ? о ( м ) связаны известным соотношением:

При выполнении этого условия даже незагруженная конвейер­ ная лента не поднимется над роликоопорами.

При выбранном So шаг расстановки роликоопор (м) на вогнутом участке определяется из соотношения

т.е. из условия опирания на роликоопоры загруженной ленты. Остальные параметры привода рассчитываются так же, как и

для описанной ранее конструкции.

Величина тягового усилия, которую могут обеспечить линей­ ные приводы с выпуклыми участками приводной ленты, зависит от угла обхвата приводной ленты конвейерной лентой, а сам угол обхвата, помимо прочих параметров, - от соотношения параметров Я и R. Изменяя их, можно в известных пределах регулировать величину тягового усилия, передаваемого конвейерной ленте.

Такой привод (а.с. 1803362) состоит (рис. 28, а) из при­ водной ленты 7, замкнутой на приводном 2 и натяжном 5 барабана*. Верхняя ветвь приводной ленты 1 опирается на роликоопоры 4Уобразующие выпуклый участок 5, который в свою очередь постоянно огибается грузонесущей ветвью конвейерной ленты б, над плоскостью 7 которой выпуклый участок 5 уста­ новлен с превышением Я.

Роликоопоры 4 закреплены на параллельно ориентированных продольных элементах 8 из высокоупругого материала, обра­ зующих совместно работающий элемент 9 с возможностью его прогиба в сторону грузонесущей ветви конвейерной ленты б. Элементы 8 по концам соединены между собой поперечными балками 10 и 77, а в пролете - балками 72, 75. Балки 72 и 13 шарнирно (шарниры 14, 15) установлены на раме 76, а балки 10 и 11 шарнирными 77 и 18 кинематически связаны соответственно со штоком 19 и корпусом 20 силового привода 27. При этом одна из шарнирных опор (75) выполнена в виде ползуна с возможностью его смещения вдоль рамы б в плоскости парал­ лельной плоскости 7 конвейера.

Элемент 9 может быть выполнен разрезным (рис. 28, б), состоящим из двух частей (22 и 25) с вставной средней балкой 24, профилированной (25) со стороны роликоопор 4 по радиусу, равному среднему радиусу элемента 9 в пределах его регулиро­ вания. При этом концы разрезного элемента 9 заделаны в среднюю балку 24.