книги / Транспортные машины и комплексы

При сложных трассах с различными уклонами и закругле­ ниями, когда скорость движения сосуда (поезда) автоматически меняется в зависимости от силы тяги (электродвигатели постоян­ ного тока сериесного типа) или при переключении коробки пере­ дач машинистом (рудничные дизелевозы, погрузочно-транспорт­ ные машины, автомобили), всю трассу разбивают на отдельные участки. Для каждого участка вычисляют силу тяги, по которой, пользуясь механической или электромеханической характери­ стикой двигателя, определяют среднюю скорость на данном уча­ стке vt и продолжительность движения th суммируя которые вычисляют 2 ^. (Болес подробно определение продолжительности цикла для отдельных типов машины приведено в соответствующих главах.)

§ 2. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ (СИЛА ТЯГИ) ПРИ УСТАНОВИВШЕМСЯ ДВИЖЕНИИ

При транспортировании энергия расходуется на подъем груза и на преодоление вредных сопротивлений, возникающих при движении.

Рис. 2. Схемы к определению сопротивления движению: а — при скольжении; б — при движении на колесах

При медленном перемещении груза скольжением с постоянной

сопротивления w' и / в принципе аналогичны, так как предста­ вляют отношение силы сопротивления W к реакции N, но суще­ ство их различно. Коэффициент трения / зависит только от материала трущихся поверхностей, смазки и скорости относи­ тельного скольжения, а коэффициент сопротивления w' зависит не только от трения в подшипниках, но и от конструктивных

параметров колеса — соотношения--, а также от коэффициента

трения качения к. Часто при расчетах транспортных устройств на пневмошппных колесах коэффициент / называют коэффициен­ том качения, что должно рассматриваться условно, так как при высоких нагрузках на ось, достигающих, например, в карьерных автосамосвалах 500 кН, силы трения в подшипниках могут быть значительными.

Коэффициент трения качения к зависит от деформации в точке касания колеса и основания (стального колеса и рельса, пневмо­ шины и дорожного покрытия и т. д.) и его значение изменяется в широких пределах в зависимости от материала колеса и осно­ вания.

При значительных скоростях движения, что характерно для многих видов колесного скоростного транспорта, учитывают так­ же сопротивление воздушной среды.

§ 3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ТЯГОВОГО ОРГАНА КОНВЕЙЕРОВ

Для определения усилия, которое должен преодолевать тяго­ вый орган при установившейся работе конвейера, его контур (рис. 3) разбивают на прямолинейные и криволинейные участки (точки 7, 2, 3, 4); на каждом из них вычисляют сопротивления движению, а затем суммируют их. Г1о общему сопротивлению

тягового органа и по принятой скорости движения определяют мощность двигателя.

В горной практике встречаются следующие типичные случаи перемещения насыпных грузов транспортирующими машинами (рис. 4):

толканием (волочением) по неподвижному желобу скребками, прикрепленными к тяговому органу, который скользит по желобу (рис. 4, а);

Щгр)

?р 9 W?+90)? Msy3

Wifep)

Рис. 4. Схемы к определению

переноской на несущей поверхности (пластины, лента), при­ крепленной к тяговому органу, опирающемуся на ходовые ролики, движущиеся по направляющим (рис. 4, б);

переноской на несущей поверхности ленты, движущейся по стационарным опорным роликам (рис. 4, в).

При определении сопротивлений движению тягового органа будем пользоваться следующими обозначениями (рис. 4, г) (кроме ранее встречавшихся):

q0 — линейная масса движущихся частей самого конвейера (цепь

участка грузовой ветви (см. рис. 4, а) для скребкового конвейера

В выражениях (18) и (19) знак плюс соответствует работе па подъем груза и минус — при спуске.

При перемещении груза пластинчатыми и ленточно-цепными конвейерами при работе по схеме, изображенной на рис. 4, б,

При движении несущей поверхности по стационарным опор­ ным роликам (ленточные и некоторые типы ленточно-цепных кон­ вейеров) (см. рис. 4, в) нагрузки на подшипники опорных роли­ ков грузовой ветви складываются из веса роликов, составляющей веса ленты и груза. Сила сопротивления па 1 м длины прямолиней­ ного участка грузовой ветви ленты

При практических расчетах обычно вместо двух коэффициен­ тов w" и w,n вводят один общий коэффициент wr, определяемый экспериментально, а погонную массу опорных роликов склады­ вают с массой движущихся частей конвейера, поэтому выражения

Сопротивление на криволинейных участках (приводных и на­ правляющих звездочках, барабанах, блоках), складывающееся из трения в подшипниках и сопротивления жесткости (трение в шар­ нирах цепи, сопротивление на сгибание и разгибание ленты или каната), учитывают коэффициентом с > 1 . Тогда при приближен­ ных расчетах общее сопротивление при длине конвейера L.

где L — передаточное число механизма привода; Ц — к. п. д. редуктора.

§ 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ В ПЕРИОД НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ДВИЖЕНИЯ

В период неустаиовившегося движения при разгоне затра­ чивается, а при торможении поглощается энергия, равная ки­ нетической энергии всех неравномерно движущихся масс. Продол­ жительность периода неустаиовившегося движения зависит при разгоне от величины избыточного момента двигателя, а при торможении от момента, создаваемого тормозом. Для транс­ портных машин существенное значение имеют динамические нагрузки при разгоне.

Известно, что

Вместо подсчета отдельных составляющих моментов, необ­ ходимых для ускорения поступательно движущихся и вращаю­ щихся масс, можно выразить все массы обобщенным параметром — моментом инерции / 0, приведенным к валу, имеющему угловую скорость со0, например, к валу двигателя.

Для этого необходимо приравнять кинетическую энергию приведенного момента инерции к суммарной кинетической энер­ гии вращающихся и поступательно движущихся масс

стоянен. Этот случай близок к случаю непосредственного вклю­ чения в сеть асинхронного двигателя с короткозамкнутым или

Зная угол поворота вала двигателя, можно легко определить путь в метрах, пройденный лентой или тяговой цепью конвейера.

Очевидно, что, пользуясь формулой (48), можно заменить вращающуюся массу эквивалентной поступательно движущейся массой (кг) со скоростью р0, м/с.

Уравнение кинетической энергии примет вид

Замена кинетической энергии вращающихся масс эквива­ лентной кинетической энергией поступательно движущихся масс удобна при тяговых расчетах электровозной тяги, так как вагон при разгоне требует затраты энергии как на сообщение ускоре­ ния поступательно движущимся массам вагона, так и на угловоо ускорение колесным парам, которые участвуют в поступательном движении вагона и одновременно вращаются относительно своей оси.

§ 5. ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ В ТЯГОВЫХ ОРГАНАХ ЦЕПНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Цепной тяговый орган получил широкое распространение в горных транспортных машинах. Характерной особенностью всех цепных передач является неравномерность движения цепи, вызы­ ваемая периодическими изменениями мгновенного радиуса навивка цепи на ведущую звездочку (рис. 5, а).

Рис. 5. Схема к определению ускорения цепи:

а — расположение цепи на звездочке; б — диаграмма скорости и ускорения

В каждый момент времени ведущим является один зубец или