2.3 Выбор коэфф — в запаса прочности тяговых элементов

Коэф. запаса прочности nп наз. соотношение разрушающей нагрузки Fp к допускаемой нагрузке Fдоп для данного типа тягового элемента:

nп = Fp / Fдоп

Допускаемая нагрузка с учетом коэф. запаса прочности ≥ расчетной нагрузке на тяговый элемент.

Принятый запас прочности должен обеспечить безопасную, долговечную, надежную работу конвейера в реальных конкретных условиях.\Расчетный коэф. запаса прочности резинотканевой ленты на разрыв опред. по формуле:

где nп — номинальный коэф. запаса прочности при расчете по нагрузкам установившегося движения nп.ном = 7, при поверочных расчетах по пусковым нагрузкам nп.ном =5; kр — коэф. режима работы конвейера.

Режим работы ОЛ Л С ТВ ОТ
kр 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8

kт — коэф. конфигурации трассы конвейера (приним. в зависимости от профиля трассы: для горизонтальных — 1.0; для наклонной прямой — 0.90; для наклонно — горизонтальной (сложной) — 0.85); kст — коэф. стыкового соединения концов ленты (приним. в зависим. от типа стыка: для вулканизированного — 0.90 — 0.85; для металл. скоб и шарниров — 0.50; для заклепок — 0.40 — 0.30); kпр — коэф. неравномерности работы прокладок — в зависим. от кол — ва прокладок:

Кол – во прокладок 3 4 5 6 7 8
kп 0.95 0.90 0.88 0.85 0.82 0.80

Выбранная лента по прочности должна удовлетворять условию Fp /nп ≤ Fдоп

Графики расчетного запаса прочности ленты приведены на рисунке 1:

Рисунок 1 — Значение коэф. запаса прочности ленты при kр = 1.0 и kст = 0.85 для различных kт (i — число прокладок)

Расчетный коэф. запаса прочности на разрыв резиновотроссовой ленты при вулканизированном стыке:

Выбранная лента должна соответствовать условию Fp /Bnп ≤ Fˊдоп, где В — ширина ленты, мм;; Fˊдоп — допустимая нагрузка на 1 мм резинотросовой ленты.

Расчетный коэф. запаса прочности на растяжение по несущей способности цепи опред. по формуле:

где nˊп.ном — номинал. коэф. запаса прочности для цепи с термообработанными деталями (при расчете по нагрузкам установившегося движения nˊп.ном = 5, при поверочных расчетах по пусковым нагрузкам nˊп.ном =3); ko — коэф. ослабления расчетного сечения деталей цепи (при предельно допуск. износе ko = 0.8 — 0.9, для вилчатых цепей скребковых конвейеров ko =0.5); kдин — коэф. динамич. нагрузок, принимаемых в зависимости от скорости:

v, м/с До 0.1 0.1 – 0.3 Св. 0.3
kдин   1.0 0.9 0.8

Коэф. запаса прочности по выносливости цепи равен:

где ny = 2.5 — 3 — коэф. запаса прочности по усталости в зависимости от режима работы и производ. условий; kд — коэф. долговечности, приводящий максимал. действующее напряжение к эквивалентному в соответствии с фактич. режимом действия напряжения по времени; c1 — коэф. соотношения предела выносливости для симметричного цикла σ-1 к временному сопротивлению при разрыве σB; c1 = σ-1 / σB =0.33 – 0/40; c2 — коэф. концентрации напряжения, масштабного фактора и состояния поверхности, c2 = 2.0 — 2.5; r — коэф. асимметрии цикла, характер — й отношение максим. и минимал. напряжений в наиболее напряж. детали цепи в периоде цикла (напр. для подвешенных конвейеров r = 0.10 — 0.25).

Коэф. долговечности равен:

где kyп — коэф. упрочнения материалов; k — коэф. срока службы (при 60ТсрNц< No приним. k = 1); kп.н — коэф. переменности нагрузки; Тср — заданный расчетный срок службы цепи, обычно прин. Тср =3·104 ч (приблизительно 5 лет работы в 3 смены); Nц — число циклов измен. напряжений за один грузооборот цепи по магистрали конвейера, мин), Nц =1/Tц; No — базовое число циклов до разрушения деталей цепи; σi — напряжение в детали цепи в i — м промежутке цикла, МПа; σ max — максимал. напряжение в детали цепи при варианте загрузки ВН — 2, МПа; ti — время действия напряжения σi, мин.

При No = 106 и Тср =3·104 имеем k = 1.2163√1/Tц. Для получ. знач. σi и ti общий график измен. напряжения за цикл, вкл. и пиковые напряжения на вертикальных перегибах у подвесных конвейеров, разделяются на отдельные прямоугольные ступени с напряжениями σ1, σ2…σn и временем действия t1, t2 …tn (рисунок 2)

Рисунок 2 — Диаграмма изменения напряжений в детали цепи за цикл работы конвейера

Кол — во ступеней зависит от общей конфигурации диаграммы напряжений. Для наклонных участков целесообразно выбирать ступени так, чтобы разница в напряж. смежных ступеней не превышало 15%.

Для конвейеров, располож. в одной плоскости с прямо пропорциональным распределением напряжений в деталях цепи, вместо диаграммы напряжений можно использовать диаграмму натяжений цепи и по ней выполнить расчет.

Допускаемые натяжения цепи по износу Sдоп, Н, обеспечивающее долговечную ее работу, опред. по формуле:

Sдоп = Арkр

где А — площадь соприкоснов. деталей шарнира, мм2 ; р — допуск. давление в шарнире цепи, МПа (таблица 2.6)

Более точный расчет необходимо выполнять по зквивалентному удельному давлению, т.к. на замкнутом контуре трассы усилия в шарнирах измен. по величине от некоторого минимума до максимума. Окончательный типоразмер выбирается из сравнения расчетов на прочность, выносливость и износ. Для цепей без термообработки допускаемое давление значитительно понижается.