Динамические и статистические нагрузки

Динамические и статические нагрузки. Динамические нагрузки. Движение ходовой части конвейера (грузонесущего и тягового элементов с грузом) имеет периоды установившегося и неустановившегося движения. Период установившегося движения — длительный период движения ходовой части с постоянной скоростью. Периоды неустановившегося движения — кратковременные, состоят из периодов пуска конвейера (трогание с места и разгон всех движущихся масс до номинальной скорости) с определенным ускорением и остановки конвейера с соответствующим замедлением. Период установившегося движения — длительный период движения ходовой части с постоянной скоростью.

Конвейер — это сложная динамическая система масс, соединенных упругими связями (цепью, лентой). При запуске двигателя привода упругие связи деформируются и в системе конвейера появляются колебания, возникают динамические нагрузки на составляющие конвейера.

Существенное условие снижения пускового динамического усилия увеличение временного интервала пуска и, как следствие этого, снижение пускового ускорения движущихся масс.

Приближенно максимального натяжения Smax тягового элемента при пуске конвейера можно определить по упрощенной формуле:

Максимальное натяжение тягового элемента при пуске
Максимальное натяжение тягового элемента при пуске

где S0 — первоначальное натяжение тягового элемента, создаваемое натяжным устройством, Н; W — статическое сопротивление движению ходовой части подсчитанная по пусковому коэффициенту сопротивления, wˊ , Н; j — ускорение движ. ход. части при пуске конвейера (J = 0.1 — 0.2 м/ c2 ; q0 ,q г — линейные нагрузки от силы тяжести ход. части и транспортируемого груза, Н/м; Lx. Lг — длины незагруженной (холостой) и загруженной ветвей конвейера, м; kn — коэффициент учета инерции вращающих масс (барабанов, роликов и т. п.), kn=0.05 — 0.08.

Коэффициент сопротивления движению ходовой части равен:

wˊ  = kˊ w,

где kˊ = 1.2 — 1.5 — коэффициент увеличения сопротивления при пуске (при переходе от состояния покоя к движению) конвейера; меньшее знач. принимают при t > 0, большее — при t < 0, а также когда ролики и катки имеют подшипники скольжения, w — коэффициент сопротивления при установившемся движении, выбранный в соотв. с производственными условиями работы конвейера.

Время пуска конвейера, обусловлено электросхемой и пусковой характеристикой приводного электродвигателя,

Время пуска конвейера
Время пуска конвейера

где (GD2)k — маховый момент всех движущих частей конвейера, приведенный к валу двигателя, кг·м2 ; nном — номинальная частота вращения двигателя, мин; Мст — момент статических сил сопротивления при установившемся движ. конвейера, приведенный к валу электродвиг — ля, Н·м; Мср.п — средний пусковой момент электродвиг-ля, Н·м; Ку — коэф. учета упругого удлинения тягового элем. обусловливающий неодновременность приведения в движ. масс конвейера (для резинотканевых лент Ку = 0.7 — 0.8, для резинотросовых лент и цепей Ку = 0.9 — 1.0).

Для электродвигателя с короткозамкнутым ротором, вкл. непосредственно в сеть без пускового уст — ва, знач. Мср.п принимается по каталогу электродвигателей. Для эл.двиг. с фазным ротором, вкл. в сеть через пусковое уст — во (роторную станцию или тиристорное уст — во), знач. Мср.п выбирается т/образом чтобы было выдержано tn ≥tпmin , где tпmin=v/j

Обычно соответ. подбором параметров пускового уст — ва принимают Мср.п = (1.2 — 1.5) Mст:

Маховый момент
Маховый момент всех движущих частей конвейера, приведенный к валу двигателя

где kk = 1.1 — 1.25 — коэф. приведения вращ. частей механизма привода конвейера к ротору двиг.; (GD2)р — маховый момент ротора двиг. (берется из каталога эл.двиг.), кг·м2 ; mi — масса вращ. частей элем. конвейера ( барабанов, роликов, звездочек и т.д.), кг; ƞ = 0.8 — 0.9 — КПД привода.

У конвейеров тяг. элем. которого служит цепь (1 или 2), динам. нагрузки возникают и при установившемся движ. из — за изменения размера ведущего радиуса приводной звездочки в ходе ее вращ — я (так назыв. «динамика цепного привода») Знач. этих нагрузок зависят гл. образом от числа зубьев приводной звездочки z и скорости движ. цепи v. При z = 13 — 20 и v ≤ 0.3 м/с. Эти нагрузки сравнительно незначительны и учитываются соотв. коэф. при выборе запаса прочности цепи.

Статистические нагрузки. В течении эксплуатации конвейера с комбинационной трассой, включающей подъемы и спуски, допускаются следующие варианты загрузки: ВН — 1 — нулевая (холостой ход); ВН — 2 — нормальная загрузка, гарантирующая назначенную плановую производительность с той или иной неравномерностью подачи груза и существованием некоторого резерв; ВН — 3 — наибольшая загрузка по наибольшей производительности загрузочного устройства или по полной пропускной способности грузонес. элемента; ВН — 4 — mах. прерывистая загрузка, когда все участки конвейерной магистрали загружены полностью, а зоны спусков не загружены (разновидность максимального натяжения тягового элемента); ВН — 5 — min. прерывистая загрузка, когда загружены только зоны спусков, а все остальные части магистрали конвейера не загружены (условие формирования min. вплоть до нулевого и отрицат. натяжения и самопроизвольного движения ход. части под влиянием спускающегося груза).

Для конвейеров с прямой магистралью, без подъемов и спусков, варианты загрузки ВН — 4 и ВН — 5 исключены. Загрузка элементов конвейера по вариантам ВН — 3 и ВН — 5 обычно ограничиваются при фрикционном приводе запасом сцепления ленты с барабаном, а при приводе с зацеплением предохранительным устройством (например, срезным пальцем)и реле максимальной защиты электродвигателя.

Комбинационную трассу с подъемами и спусками имеют конвейеры: пластинчатые, ленточные, тележечные, подвесные, люлечные, ковшовые, скребковые.

Прямую трассу имеют: ковшовые элеваторы, вибрационные, шагающие, штанговые и прочие конвейеры аналогичного типа.

Время действия разобранных вариантов загрузки различно: ВН — 1, ВН — 2 — продолжительный интервал времени, включающий много циклов; ВН — 3 — предельно возможный в течении 1 — 2 циклов; ВН — 4, ВН — 5 — кратковременные, малая часть одного цикла, их можно расценивать как пиковые нагрузки.

Продолжительность действия вариантов ВН — 4 или ВН — 5 равна:

t=(Lc /L)*Tц,

Где Lc , L — длины спуска и всей трассы, м.

Основным расчетным вариантом загрузки конвейера для определения расчетного натяжения тягового элемента и мощности двигателя берется вариант ВН — 2 с учетом коэффициента возможной перегрузки, обеспечивающей заданную плановую производительность при возможной неравномерности подачи груза и неполного использования рабочего времени.

Расчетная линейная нагрузка от перемещаемого груза на 1 метр длины конвейера определяется по формуле:

Расчетная линейная нагрузка
Расчетная линейная нагрузка

где kн — коэф. неравномерности подачи груза на конвейер (обычно kн = 1.1 — 1.5) при загрузке из бункера при помощи питателя — kн = 1; g — ускорение свободного падения, g = 9.81 м/с2; Qmcp — средняя плановая массовая производительность конвейера по техн. заданию, т/ч; kt — коэф. испол. конвейера по времени (обычно kt = 0.80 — 0.95); kг — коэф. готовности конвейера; v — скорость движения грузонес. элемента, м/с.