книги / Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов
..pdfWo, в движущая сила, передаваемая кулаками на грузовую верхнюю ветвь цепи и создаваемая двигателем привода;
W 0t H^oAipCsinp — u/cosp), |
(V.21) |
q0 — вес 1 м несущего полотна;
£пр — расстояние между приводами;
w' — коэффициент сопротивления движению полотна.
Цепной контур, снабженный кулаками, одновременно входя щими в зацепление с верхней и нижней ветвями тяговой цепи и не имеющий двигателя, на наклонном конвейере может выполнять роль уравновешивающего механизма. Уравновешивающая сила
Т = W 0 „( 1 + т]) = q0Lnp(sin Р - и/ cos Р) (1 + Ч). |
(V.22) |
Расстояние между уравновешивающими механизмами наклонного конвейера зависит от допустимой силы 5доп натяжения спуска ющейся ветви тяговой цепи:
Г_ ____£дрп--So_____
ур ~~ <7о (sin р — W cos Р) *
где S = 800 -1- 1200 кгс — первоначальное натяжение тяговой цепи. Достоинства приводов гусеничного типа: возможность передачи движущей силы одной или обоим ветвям тяговой цепи одновремённо
без перегиба цепи и интенсивного износа ее шарниров.
Приводы фрикционного типа устраняют основной недостаток гусеничных приводов, передающих движущую силу зацеплением,— их чувствительность к колебаниям размеров шагов звеньев тяговой цепи.
Фрикционная связь рабочих элементов привода непосредственно с тяговой цепью, имеющей сложную конфигурацию, практически невыполнима. Для передачи движущих сил трением требуются глад кие рабочие поверхности, образуемые с помощью дополнительных деталей, закрепленных на тяговом органе или непосредственно на элементах грузонесущего полотна.
Одним из видов фрикционного привода является магнитофрик ционный, снабженный двумя ведущими цепными контурами, распо ложенными с двух сторон тяговой цепи (рис. V.14, а\ на участке привода грузонесущее полотно снято).
Рабочими элементами привода служат магнитные блоки, шар нирно закрепленные на приводных цепях.
Магнитный блок, разработанный в Донецком политехническом институте (рис. V.14, б), состоит из четырех плоских постоянных оксидно-бариевых магнитов и пяти магнитопроводов (трех внутрен них и двух внешних). Внутренние манитопроводы (полюсники) представляют собой плоские пластины из магнитомягкой стали (сталь 20, Ст. 3 и Др.). У основания полюсники имеют выступы, которыми они входят в пазы щек корпуса блока. Две щеки и пере мычка корпуса изготовлены из немагнитной стали.
цепей и роликов, удобства сопряжения пластин между собой, простоты изготовления.
Наивыгоднейшей формой пластины, исходя из минимальной металлоемкости, будет та, которая при равной площади сечения F дает минимальную длину развертки Р .
Если считать, что заполнение |
пластины происходит до верхнего |
|
края бортов, то для скругленной формы (рис. V.16, в) |
|
|
Р = J/2nF |
- 2,51 V F , |
(V.24) |
что соответствует минимально возможной длине развертки.
а |
б |
в |
Рис. V.16. Поперечные сечения штрековых и уклонных пластинчатых конвейеров
Однако скругленная форма не получила заметного распростране ния в связи с усложнением узла крепления роликов. Наиболее часто
применяют |
пластины |
прямоугольной |
и особенно трапециевидной |
формы. |
сечения |
прямоугольной |
пластины (рис. V.16, б) |
Площадь |
|||
|
|
F = |
(V.25) |
Определим ширину пластины, при которой площадь сечения
будет максимальной. Имеем |
уравнение |
|
|
дР |
2 |
5 = 0. |
|
дБ |
|
||
|
|
||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
Р = 2,ЪЪУF |
(V.26) |
Площадь сечения |
трапециевидной |
пластины (рис. V.16, |
а) |
F = |
^ - 2 co s a + b ) |
^ ^ sin a. |
(V.27) |
Для определения параметров пластины, при которых площадь сечения будет наибольшей, необходимо решить следующую систему уравнений:
|
= |
у (cos2a — sin2 a) + b -P~ b cosa = 0; |
|
|
|||
d F |
P |
. b |
. P . |
, . |
Л |
|
|
“гг" |
-----гг cos a sin a + |
-s-cos a sin a + -75- sin a — 0 sin a — 0. |
|
||||
o |
b i |
|
l |
l |
|
|
|
|
Решая систему, получим |
|
|
|
|
||
|
a = 60°; |
b = |
|
P = 2,631/7. |
(V.29) |
||
|
Для прямоугольно-трапециевидной пластины (рис. V.16, г) |
||||||
|
F^=(b + |
2l cos a) -p ~ ~ |
21.+ (6 + 1cos a) l sin a. |
(V.30) |
|||
|
Исследуя эту функцию на максимум по а, |
b и I, |
получим |
||||
|
a - 4 5 ‘ ; b = |
- f ; |
/ — f ; |
* |
= 2 ,5 7 /7 |
(V.31) |
Из выражений (V.24), (V.26), (V.29) и (V.31) следует, что по сравнению со скругленной прямоугольная пластина имеет металло емкость больше ыа 13%, трапециевидная — на 5% и прямоугольно трапециевидная — на 2,4%.
Наименьшую ширину имеет прямоугольная пластина, наиболь шую — скругленная. Прямоугольно-трапециевидная форма по срав нению се скругленной дает наименьшее увеличение металлоемкости*
вто же время она удобна для изготовления и крепления роликов*
атакже благодаря отсутствию острых и прямых углов не создает условий для налипания груза. Поэтому применение пластин такой формы перспективно.
Сопряжения пластин подземных конвейеров выполняют вна
хлестку. В процессе эксплуатации конвейеров через неплотности пластинчатого полотна в местах сопряжения пластин мелкие фрак ции груза просыпаются на холостую ветвь полотна и транспорти руются ею я хвостовой звездочке. Это приводит к засорению натяж ной ста#ДиИ‘ Так, на конвейере П-50 на шахте № 40 «Кураховка» (Донбасс) У хвостовой звездочки за смену накапливалось около 250 кг хДтыбк. В связи с этим необходимо следить за плотностью
сопряже0ИЯ пластин.
РазлМча*0т пластины короткие и длинные. Шаг установки корот ких нластиД равен шагу звеньев пластинчатой цепи или двойному шагу звеньев круглозвенной цепи.
Достоинства длинных пластин по сравнению с короткими: не сколько большая их устойчивость, меньший вес полотна (в связи с меньшей величиной суммарной нахлестки) и меньшее число мест сопряжений; достоинства коротких пластин; простота конструкций и легкость прохода закруглений.
Короткие пластины крепят в одной точке, при применении круг лозвенной цепи — к вертикальному ее звену. Длинные пластины крепят в одной или двух точках.
Пример крепления пластины в двух точках показан на рис. V.15.
Ккаждой пластине приварены два кронштейна: задний 3 и передний
4.Передние кронштейны имеют
|
удлиненные |
отверстия, |
облег |
||
|
чающие проход полотном закруг |
||||
|
лений. |
Каждая |
пара |
пластин |
|
|
крепится к тяговой цепи повод |
||||
|
ком 5 |
и болтовым соединением |
|||
|
6. Поводки |
закрепляются на |
|||
|
цепи |
трубными |
пружинными |
||
|
штифтами 7. |
|
конструкциях |
||
|
В некоторых |
||||
|
длинных пластин вторая опора |
||||
|
не крепится к цепи, а свободно |
||||
|
опирается на нее, в других |
||||
|
конструкциях незакрепленный |
||||
Рис. V.17. Схема сопряжения пластин |
конец |
пластины |
опирается на |
||
соседнюю. К |
пластинчатым це |
||||
при огибании звездочки |
пям несущее |
полотно |
крепят |
||
|
сваркой или |
заклепками. |
В большинстве конвейеров тяговые цепи расположены под пласти нами (см. рис. V.16, а, в, г, 5), но в некоторых конвейерах специаль ных типов они расположены по бокам пластин (см. рис. V.16, б).
Отсутствие просыпания груза на стыке пластин при их разво роте на звездочке является одним из условий, определяющих тре буемую величину нахлестки пластин б (рис. V.17).
Применительно к круглозвенной цепи длина короткой пластины
|
1П= 2АВ = 2АО tg а0, |
(V.32) |
|
где а0 — центральный |
угол, |
соответствующий одной |
грани звез |
дочки. |
|
|
|
Но |
|
|
|
АО = |
СО + |
СА = R cos -22- + h0, |
|
где R — радиус начальной |
окружности звездочки; |
|
|
Ло — расстояние днища пластины от оси цепи. |
|
||
Отсюда |
|
|
|
ln = 2^R cos-|2- + A0)t g a,. |
(V.33) |
При недостаточной длине пластин между их бортами (при оги бании звездочки) появляются клиновидные щели, что может вызвать преждевременное высыпание груза и засорение привода. Чтобы избе жать этого, длина пластины должна быть не менее, чем
/; = 2 (Д со8 -| 2 -+ Л 0 + /1б)1 е а0. |
(V.34) |
Таким образом, длина пластины зависит от высоты бортов h6, которая для штрековых конвейеров обычно равна 120—150 мм, а для уклонных .150—200 мм.
Веерообразное расположение пластин на закруглении трассы конвейера также оказывает влия ние на требуемую величину на хлестки пластин. При коротких пластинах и круглозвенной тяговой цепи звенья располагаются в виде многоугольника с вершинами (шарнирами цепи) в точках А , 5 , С, D (рис. V.18). Из треугольника ОСЕ можно определить половину центрального угла у0, соответству ющего одному звену цепи,
• * - ? — г г — |
<v -35> |
|
|
где*/„?—[шаг звеньев цепи; |
|
|
|
R —^радиус окружности, впи |
|
|
|
санной в многоугольник |
Рис. V.18. Схема сопряжения плас |
||
цепи. |
|
тин на закруглении трассы |
|
Угол взаимного |
поворота пластин |
|
|
|
V = 2у0. |
(V.36) |
|
Из треугольника OFH получим |
|
|
|
|
/n = 2 (i? + X |
) t g X . |
(V.37) |
Для того чтобы |
осуществлялось |
перекрытие |
пластин, одна из |
них (на рисунке левая) должна иметь большую ширину, чем другая,
на |
величину АВ. |
|
Из |
Необходимая величина АВ определяется следующим образом. |
|
треугольника К М Н имеем |
|
|
|
KM = MHtg^- = btg^-. |
(V.38) |
Из треугольника K M N с учетом (V.38) получим |
|
АВ = К М tg у = Ъtg tg у. |
(V.39) |
Ц ^Трасса конвейера может иметь изгибы в обе стороны. Следова тельно, ширина пластины должна быть увеличена на АВ также и с другой стороны относительно цепи. Таким образом, в изгибающем ся конвейере каждая пластина имеет форму трапеции с размерами оснований В и В + 2АВ.
^Ходовые ролики пластинчатого полотна крепят к роликовым пластинам с помощью сквозных или консольных осей. Ролики обычно
Рис. V.19. Ролики пластинчатого полотна
устанавливают на двух шарикоподшипниках. Конструкция роликов закрытая для защиты подшипников от загрязнения. При этом боль шое значение имеет конструкция уплотнений. Лабиринтные уплот нения отличаются простотой, но они плохо защищают подшипники от влаги и пыли.
Примером неудачного решения может служить ролик фирмы «Демаг» (ФРГ), в котором для уплотнения применены латунные кольца (рис. V.19, а). Как показал опыт эксплуатации конвейера фирмы «Демаг» в Караганде, через 6— 8 месяцев подшипники заштыбовывались.
Находят применение комбинированные уплотнения, сочетающие лабиринты и различные уплотняющие металлические или пластмас совые кольца. Подобное уплотнение использовано, например, в ро лике конвейера П-65 (рис. V.19, б). Однако и эти уплотнения не обеспечивают надежной защиты подшипниковых узлов от влаги и пыли.
Имеются сведения о применении роликов на подшипниках сколь жения из специальной пластмассы. Чтобы уменьшить вес и создать резервуар для масла, ролик выполнен пустотелым.
Крепление роликов к пластинам наиболее целесообразно разъем ное, позволяющее быстро заменять поврежденные ролики.
Диаметр ходовых роликов принимают равным 80—120 мм, что обеспечивает сравнительно небольшое сопротивление движению и в то же время незначительное увеличение веса грузонесущего по лотна.
Поверхность катания роликов может быть цилиндрической (обычно механически обработанной), конической (с технологическим уклоном при изготовлении штамповкой) и сферической (у конвейеров, работающих при малых радиусах закругления).
Для центрирования пластинчатого полотна в колее направля ющих ходовые ролики в большинстве случаев снабжены ребор дами.
Высоту реборд принимают равной 20—25 мм.
Ширина поверхности катания ролика определяется из конструк тивных соображений (необходимость размещения внутри ролика двух шарикоподшипников, уплотнений и пр.). Обычно она соста вляет 0,4—0,6 диаметра.
Расстояние между ходовыми роликами по длине конвейера дол жно ограничивать стрелу провеса, чтобы она не превышала V4 рас стояния от нижней точки пластинчатого полотна до элементов опор ной конструкции или почвы выработки.
Для ограничения сил, действующих на ролики на закруглениях трассы, расстояния между ходовыми роликами принимают тем мень шими, чем меньше радиус закругления.
При использовании в качестве тягового органа круглозвенной цепи шаг установки роликов обычно составляет 0 ,8—1,6 м.
В конвейерах П-50 и П-65 при минимальном допустимом радиусе изгиба трассы 20 м шаг установки роликов 1,28 м. При сближении на отдельных участках пластинчатого полотна (обычно длиной 2—3 м) ходовых роликов до расстояния, равного одному-двум шагам тяговой цепи, эти участки можно использовать для транспортирования штуч ных грузов. Так, в конвейерах П-50 и П-65 при шаге роликов 0,32 м допускается транспортирование материалов и оборудования массой до 0,5 т.
При радиусе кривизны трассы менее 20 м устанавливают дополни тельные направляющие ролики на вертикальных осях (см. рис. V,16, г). При этом ходовые ролики могут быть с ребордами и без них.
В первом случае дополнительные направляющие устанавливают только на закруглениях трассы, во втором — по всей длине кон вейера.
Применение направляющих роликов на вертикальных осях хотя и повышает устойчивость полотна и уменьшает коэффициент сопро тивления его движению на закруглении, однако утяжеляет и удо рожает конструкцию.
Удачно использована уголковая направляющая одновременно для ходовых и направляющих роликов в комбинированной роликоопоре, показанной на рис. V.19, в. Ходовой ролик 1 с шарико подшипником 2 установлен на полуоси 3, прикрепленной к пластине. В выемке торцевой части оси жестко укреплена вертикальная ось 4
направляющего ролика 5. Роликоопора воспринимает одновременно вертикальные и радиальные нагрузки. При этом не требуется допол нительных шин для направляющих роликов. Радиальные усилия воспринимаются вертикальной полкой уголковой направляющей 6, по горизонтальной полке которой перемещаются ходовые ролики. Это обеспечивает устойчивое движение пластинчатого полотна на закруглениях трассы.
§ 4. ОПОРНЫЕ РАМЫ
Опорные рамы штрековых и уклонных конвейеров состоят из ли нейных, поворотных и переходных секций. Линейные секции длиной 2,5—3,5 м изготовляются из стандартного проката (швеллеров и уголков).
а
Рис. V.20. Опорная рама конвейера П-65:
а — линейная секция; б — переходной вкладыш
На рис. V.20, а показана характерная для штрековых изгиба ющихся конвейеров конструкция линейной секции. Секция опирается на стулья 1 , к которым прикреплены левый и правый прогоны 2 с направляющими колеями 3 и 4 для ходовых роликов. Сверху про гоны ограждены перилами, которые прикреплены к контрнаправляющжм верхней колеи.