Сопротивление движению тягового органа

При транспортировании в общем случае энергия расходуется на подъем груза и на преодоление вредных сопротивлений, возникающих при движении груза и собственных частей транспортирующих машин, при горизонтальной установке только на преодоление вредных сопротивлений.

Для определения усилия, которое должен преодолевать тяговый орган, приустановившейся работе конвейера его контур (рис. 82) разбивают на прямолинейные и криволинейные участки, отдельно на каждом из них вычисляют сопротивления движению, натяжение тягового органа в точках сопряжения прямолинейных и криволинейных участков (точки 1, 2, 3, 4 на рис. 82), а затем суммируют вычисленные сопротивления и по общему сопротивлению тягового органа и по принятой скорости движения определяют необходимую мощность двигателя.

Сопротивления на прямолинейных участках. На практике встречаются следующие типичные случаи перемещения насыпных грузов транспортирующими машинами (рис. 83).

1) переноской на несущей поверхности (ленте), движущейся по стационарным опорным роликам (рис. 83, а);

2) переноской на несущей поверхности (пластины), прикрепленной к тяговому органу, опирающемуся на ходовые ролики, движущиеся но направляющим (рис. 83, б);

3) толканием (волочением) по неподвижному желобу скребками, прикрепленными к тяговому органу, который скользит по желобу (рис. 83, в).

При определении сопротивлений движению тягового органа будем пользоваться следующими обозначениями (кроме ранее встречавшихся).

Вес вращающихся частей стационарных опорных роликов, приходящийся на 1 м длины грузовой ветви (погонная нагрузка от опорных роликов),
Погонный вес роликов холостой ветви

При движении несущей поверхности по стационарным опорным роликам (ленточные конвейеры) (см. рис. 83, а) нагрузка на подшипники опорных роликов грузовой ветви складывается нз веса роликов, составляющей веса ленты и груза (рис. 83. г). Сила сопротивления на 1 м длины прямолинейного участка грузовой ветви ленты

При практических расчетах обычно вместо двух коэффициентов w” и w” вводят один общий коэффициент w’, определяемый экспериментально, а погонный вес опорных роликов складывают с весом движущихся частей конвейера, поэтому выражения (158) и (159) получают более простой вид

где коэффициентом сопротивления w’ учитывается тренне в цапфах, сопротивление качения роликов по направляющим, а также сопротивление от трения реборд о направляющие.

При перемещении груза скребковыми конвейерами при работе по схеме, изображенной на рис. 83, в, сопротивления на 1 м длины прямолинейного участка грузовой ветви

В выражениях (165) и (166) знак плюс принимается при подъеме груза и минус при спуске.

Сопротивления на криволинейных участках. Криволинейные участки образуются при огибании тяговым органом звездочек и барабанов (рис. 84, а и б), неподвижного криволинейного проводника (рис. 84, в) или батарен направляющих роликов (рис. 84, г).

При набегании на направляющую звездочку (рис, 84, а) звено цепи поворачивается на угол ϕ = 360/z относительно сзади идущего звена. В шарнире звена действует нормальное давление, равное натяжению цепи Sn, которое при относительном повороте вызывает силу трения fnSn. При сбегании со звездочки цепь выпрямляется и звено опять поворачивается на угол ϕ и под действием силы S_n+1 возникает сила трения f_цS_n+1. Кроме того, цепь преодолевает трение в подшипниках ( вала звездочки (рис. 84, б), равное Nfзв где N — суммарное давление на ось:

Так как вес звездочки по сравнению с натяжением цепи мал, то

Работа окружного усилия W_зв при повороте на этот же угол

откуда

Подставляя в выражение (169) значение А из выражения (168),
получим

Для данной цепи все величины, находящиеся в скобках, можно принимать постоянными, следовательно,

При огибании барабана канатом или лентой (см. рис. 84, б) сопротивление на барабане обусловливается трением в цапфах барабана, которое может быть определено так же, как и при огибании звездочки цепью, а также внутренним трением между проволочками каната или прокладками ленты и частичным переходом механической энергии в другой вид энергии.

Так как теоретически определить потери энергии от жесткости и внутреннего трения для лент затруднительно, то при расчетах пользуются формулой (171), в которой подставляют коэффициент R1 определяемый экспериментально.

Сопротивление для приводного барабана или звездочки можно считать в пределах 3—5% суммы натяжений набегающей и сбегающей ветвей

При качении тягового органа с ходовыми роликами по неподвижной криволинейной направляющей(см. рис. 84, в) с центральным углом а тяговый орган можно рассматривать с некоторым приближением как гибкую нить и для определения сопротивления движению W_Kp = Sn+1 — Sn воспользоваться известной формулой Эйлера

В эту формулу вместо коэффициента трения f подставляют коэффициент сопротивления w, тогда

При качении тягового органа по батарее направляющих роликов (см. рис. 84, г) сопротивление на криволинейном участке подсчитывают также по формуле (175).