ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Динамические силы, действующие на тяговый элемент цепных конвейеров из "Транспортирующие машины Изд 2 " Одним из достоинств рассмотренных выше промежуточных приводных устройств цепных конвейеров — гусеничных и с помощью звездочек с цевочным зацеплением — является возможность достижения относительно плавного (с небольшими колебаниями скорости) движения тяговых цепей. Этим свойством не обладает обычный рабочий элемент цепного привода — звездочка, при помощи которой движущая сила передается на тяговую цепь. При постоянной угловой скорости приводной звездочки (или блока с прямолинейными гранями) скорость движения цепей не остается постоянной она периодически изменяется (пульсирует) по определенному кинематическому закону. Длительность периодов неравномерности движения цепей равна времени поворота приводной звездочки на центральный угол, соответствующий одному звену цепи. [c.95] Неравномерность движения тягового элемента обусловливает возникновение в нем динамических усилий, тем больших по величине, чем больше ускорения ири пульсирующем движении и больше движущиеся массы груза и самого конвейера. Эти динамические силы не только увеличивают общую действующую на тяговый элемент продольную силу, но и вследствие многократности действия вызывают в тяговых цепях усталостные явления. Установление величины динамических сил дает возможность более точно произвести расчет прочностных размеров тяговых цепей (чем по одному только статическому усилию, определяемому методом обхода по контуру ). [c.95] Помимо продольно действующих на цепь динамических сил, вызванных неравномерностью ее движения, в точке набегания на цепь действуют еще динамические силы, направленные под углом к оси конвейера и обусловленные тем, что каждый новый зуб входит в зацепление с шарниром цепи с ударом. При большой скорости цепи эти удары могут служить причиной разрушения шарниров, а также возникновения в цепи значительных поперечных колебаний. Однако эти колебания распространяются на небольшой участок цепи, так что в них участвует незначительная масса конвейера и груза. Поэтому при определении действующих на тяговый элемент динамических сил поперечные колебания не принимают во внимание, а учитывают только продольные колебания скорости. [c.95] На рис. 56, а показана схема набегания цепи на звездочку или блок с гранями. Тяговое усилие передается зубом /, находящимся в зацеплении с шарниром Г цепи. При дальнейшем вращении звездочки зуб 2 входит в зацепление с шарниром 2, зуб 3 — с шарниром 3 и т. д. [c.95] Как видно из диаграммы иа рис. 57, в момент, когда зуб звездочки входит в зацепление со следующим щарниром цепи, ускорение мгновенно возрастает на величину 2а . Если т — приведенная масса частей конвейера и груза, которую можно считать движущейся поступательно с продольной скоростью находящегося в зацеплении шарнира цепи, то значит динамическая сила в этот момент равна 2та, . Ввиду того, что эта сила прикладывается мгновенно, вызываемые ею напряжения удваиваются и расчетную динамическую силу берут равной 4/тга ,ах- К этому мгновенному динамическому усилию надо прибавить силу инерции действующую в конечный момент каждого периода о и направленную в сторону движения, а следовательно, имеющую отрицательный знак. [c.96] Отсюда следует, что величина наибольшего ускорения [а следовательно, и динамического усилия по уравнению (3. 107)] при том же числе зубьев звездочки и шаге цепи пропорциональна квадрату скорости, а при той же скорости цепи и диаметре звездочки (или ее периметре 2 , ) обратно пропорциональна числу зубьев и прямо пропорциональна шагу цепи. [c.97] Следовательно, на конвейерах с большой скоростью и большим шагом цепи (при котором из условия сохранения в определенных пределах диаметра звездочки число зубьев на ней ограничивается) динамические силы получаются больше, чем на конвейерах с малой скоростью и малым шагом цепи. Вместе с тем, повышение скорости и применение длиннозвенных цепей составляет одно из прогрессивных направлений в развитии цепных конвейеров. Поэтому определение для них хотя бы приближенным расчетом величины динамических сил имеет практическое значение. [c.97] Экспериментальными исследованиями показано, что величина жесткости упругих тел может считаться одинаковой как при статическом, так и при динамическом приложении нагрузки, чем облегчается определение величины жесткости экспериментальным путем в каждом отдельном случае (а именно — статическим растяжением). [c.97] Величина коэффициента к зависит от способа перемещения груза. Так, для скребковых конвейеров она экспериментально определена (проф. И. Г. Штокманом) равной 0,3—0,5. Для пластинчатых конвейеров, а также для ковшовых элеваторов и конвейеров, перемещающих штучные грузы, рекомендуется принимать к 1,0 . [c.98] Указанные данные относятся к случаю, когда тяговый элемент конвейера не имеет провисающих участков между опорными элементами, например участков между осями ходовых или стационарных роликов. В противном случае, вследствие колебаний тягового элемента на этих участках, вызывающих трение в шарнирах и связанное с этим рассеяние энергии, скорость распространения упругой волны, как показывают эксперименты, несколько снижается. [c.98] Некоторое искажение закона распространения упругих волн по длине тягового элемента может происходить при наличии в контуре поворотных пунктов, а также грузовых и пружинных натяжных устройств. [c.98] Таким образом, получение данных для точного расчета динамических сил путем определения действительной величины масс, участвующих в движении по приведенному выше кинематическому закону, требует в ряде случаев специальных экспериментов. При их отсутствии пользуются упрощенной формулой, предложенной ВНИИПТМАШем в качестве временных норм расчета для типичного случая конвейеров, состоящих из двух ветвей — грузовой и обратной общего веса ( , + 2 /о) где I — длина конвейера. [c.98] Приведенный приближенный способ определения 5 , как показали экспериментальные данные, дает практически приемлемые результаты при коротких (длиной до 20—25 м) KOHBeiiepax и при малом натяжении цепи в точке сбегания с приводной звездочки. При длинных конвейерах и значительном натяжении цепи действительные динамические силы могут отличаться от определяемых по уравнениям (3. ИЗ)—(3. 115)4 Особенные отклонения возможны при попадании вынужденных колебаний тягового элемента в резонанс с собственными колебаниями. [c.99] Явление резонанса, увеличивая динамические силы, может послужить причиной быстрого разрушения цепей и потому его необходимо избегать. Рассмотрим условия возникновения резонанса. [c.99] Если вынужденные и собственные колебания совершаются антифазно, т. е. вызывают колебания противоположных знаков, то динамические нагрузки получают минимальные значения. В наиболее неблагоприятном случае сложения при резонансе колебаний, изменив один из параметров [более удобно u( u)], можно ликвидировать это явление и уменьшить действуюш,ие на тяговый элемент динамические силы. [c.99] В отдельных случаях, на конвейерах с длиннозвенными цепями и большой скоростью, применяют специальные уравнительные приводы, слу-жаш,ие для уменьшения или полного устранения неравномерности движения цепи. [c.100] Два типа таких приводов показаны на рис. 58 и 59. В приводе по рис. 58 на приводном валу сидит зубчатое колесо, имеющее волнообразное очертание с количеством волн по числу зубьев звездочки, приводимое во вращение эксцентрично насаженной на вал шестерней. Общее передаточное число этой пары, т. е. отношение числа зубьев колеса и шестерни, равно числу зубьев звездочки, так что при одном полном обороте шестерни колесо и звездочка поворачиваются на центральный угол, соответствующий шагу цепи. При вращении шестерни передаточное число этой пары (а следовательно, угловая скорость колеса) не остается постоянным в положении, показанном на рисунке, оно имеет минимум, а через пол-оборота шестерни и поворот на половину центрального угла звездочки — максимум. Следовательно, угловая скорость в эти моменты имеет соответственно максимум и минимум, благодаря чему и происходит в известной степени уравнивание поступательной скорости цепи. [c.100] На рис. 59 показан другой тип уравнительного привода с короткозвенной цепной передачей, в которой приводная цепь 1 ложится несколькими звеньями на специальную звездочку, имеющую грани, параллельные с гранями приводной звездочки тяговой цепи 2. При равномерном вращении ведущего цепного колеса скорость приводной цепи можно считать практически постоянной, при этом ведомое цепное колесо вращается с переменной угловой скоростью. Как видно из схемы, тяговая цепь движется подобно приводной, а следовательно, имеет примерно постоянную скорость. [c.100] Вернуться к основной статье