книги / Скребковые конвейеры

Рис. 4.7. Зависимости максимально действую­ щих нагрузок Л/т а х от жесткости препят­ ствия С и приведенного момента инерции ве­ домой части привода J

телей мощностью 32 кВт (при прочих равных условиях, кроме напол­ нения гидромуфт) приводит к затуханию колебаний головного приво­ да через 1,5—2,0 с после начала торможения, хвостовой привод осущест­ вляет движение по статическим характеристикам до опрокидывания.

Решением системы уравнений (4.3) при различных значениях жест­ кости препятствия и моментов инерции ведомой части привода получе­ ны зависимости максимальных действующих нагрузок A ^ax от жест­ кости препятствия С и приведенного момента инерции ведомой части

привода / (рис. 4.7).

На основании проведенного исследования режимов стопорения многоприводного забойного скребкового конвейера видно, что макси­ мальные нагрузки действуют в ближайшем по ходу от места заклинива­ ния приводе. При этом второй привод нагружается по статическим ха­ рактеристикам. В связи с таким распределением нагрузок между приво­ дами имеется возможность вести упрощенный расчет многоприводной системы как одноприводной.

При расчете нагрузок, действующих в конвейере, необходимо к ди­ намическим нагрузкам первого (по ходу от места заклинивания) при­ вода добавить статические нагрузки второго привода с учетом сил соп­ ротивления движению тягового органа.

Для проведения исследования необходимо принять следующие упрощающие допущения: 1) электродвигатели работают по статичес­ ким характеристикам; 2) падение напряжения на режимах двигателей не влияет на величину динамических нагрузок; 3) распределенная масса тягового органа и груза учитывается, исходя из принципа Релея; 4) при­ нимается монотонный характер нарастания нагрузки на заклиниваемое сечение; 5) принимается кусочно-линейная аппроксимация статической и динамических характеристик гидромуфт.

При проведении исследования учитывают: 1) величину и распределе­ ние масс в приводе и тяговом органе; 2) величину и характер распреде­ ления упругой податливости; 3) КПД редукторов; 4) статическую и ди­ намическую характеристики гидромуфт; 5) изменение частоты враще­ ния ротора при статическом и динамическом нагружении.

Эквивалентная схема забойного скребкового конвейера, построен­ ная при принятых допущениях, приведена на рис. 4.8. Здесь в виде цилиндра представлена масса всех движущихся частей двигателя и насос-

Рис. 4.8. Эквивалентная схема забой* ного скребкового конвейера

ной части гидромуфты, приведенная к валу ротора; к валу турбинного колеса приведен момент инерции J всех движущихся элементов ведомой части привода и тягового органа. Жесткость С имитирует приведенную к турбинному колесу жесткость препятствия и передач с тяговым орга­ ном. Положение системы определяется углом поворота турбинного ко­ леса ^ , к которому приложен гидродинамический момент М.

Уравнение движения такой системы можно представить в виде

где п —число приводных блоков.

В левой части этого уравнения записан суммарный движущий мо­ мент, состоящий из момента, передаваемого гидродинамическими муф­ тами, и динамического момента, который в случае торможения направ­ лен в сторону движения. Правая часть уравнения представляет собой суммарный момент сопротивления, равный некоторому начальному моменту Л/нач, которым был нагружен привод в момент резкого тормо­

М от частоты вращения турбинного колеса ф = Г2 и подставить в урав­ нение.

Аналитическое выражение зависимости между передаваемым гидро­ муфтой моментом и угловой скоростью турбинного колеса для гидро­ муфт типов ТЛ32, ТЛ32Н, ТП32, ТП345, как уже указывалось, не пред­ ставляется возможным. Поэтому имеет смысл при расчетах пользоваться графоаналитическим способом. При этом можно воспользоваться графи­ ческой зависимостью передаваемого гидромуфтой момента от угловой скорости турбинного колеса в виде статической и динамических харак­ теристик (подобных представленным на рис. 4.9), полученных пред­ варительно при экспериментальных исследованиях на стендах.

Удобно принять кусочно-линейную аппроксимацию статической у расчетной (согласно ранее описанному приему) динамической характе-

Рис. 4.9. Статические (1) и динами­ ческие (2) стендовые характеристи­ ки гидромуфты

где а и b коэффициенты, характеризующие соответствующий участок характеристики;

где Мнлц, £2нач и Л/кон, £2кон “ значения гидравлических моментов и угловых скоростей турбинного колеса, определенные по динамической характеристике соответственно для точек начала и конца рассматривае­ мого участка. При этом начальные значения для последующего участка равны конечным для предыдущего.

Подставляя значение момента, передаваемого гидромуфтой, из

Это неоднородное линейное дифференциальное уравнение второго порядка. Если корни характеристического уравнения действительные, то его решение имеет вид

где а, /3 —мнимые корни характеристического уравнения;

^и Л2 - некоторые постоянные коэффициенты, определяемые из

уравнений (4.9) и (4.10) при начальных условиях, если t = 0, то <р = 0;

о? = £2

^ нач

Изменение момента на валу турбинного колеса определяется после­ довательно по выделенным участкам:

М = Мт + п{а - Мнач) (1 - eaf cos fit) +

п2Ь2

при С > ■

4 У

или

М = М т +п( а - М ) + и(а - Л/нац) х

Рис. 4.10. Характеристики:

1 - экспериментальные; режима резкого торможения тягового органа; 2 - расчет­ ная статическая характеристика; 3 - ра­ счетная динамическая

при с < n 2b2/4Jt

где М — крутящий момент на валу турбинного колеса гидромуфты в конце участка устойчивой части характеристики (статической или дина­ мической) , полученных экспериментально на стендах.

Для последующих участков момент определяют по формуле (4.11) или (4.12).

В формулах (4.11) и (4.12) отсчет времени ведется с начала соот­ ветствующего участка. Продолжительность торможения в пределах вы-

деленного участка определяют из уравнений (4.9), (4.10) при с > -■ ^

и из уравнений (4.7) , (4.8) при с < n 2b2/4J.

Для проверки изложенной методики расчета динамических нагру­ зок, возникающих ^цри резком торможении тягового органа однопри­ водного забойного конвейера, были проведены расчеты с учетом стати­ ческих и динамических характеристик.

Расчеты, выполненные по статической характеристике, отличаются от экспериментальных данных, а выполненные по динамической характе­ ристике хорошо совпадают с экспериментальными данными. На рис. 4.10 приведены графики, построенные по результатам эксперименталь­ ных исследований (кривые 1) режима резкого торможения тягового органа, а также полученных расчетным путем (кривая 2 по стати­ ческой характеристики, кривые 3 —по динамической характеристике).