Реферат на тему:

Експериментальне визначення опору переміщенню пруткових конвеєрів

Для розрахунку пруткових конвеєрів [1] необхідно знати опір переміщенню
робочого полотна з вантажем. Цей опір може бути знайдений як
теоретичним, так і експериментальним шляхом при різному нахилі робочого
полотна та при різних навантаженнях.

Теоретичне визначення опору переміщенню наведене в роботах [2, 3] та ін.
Цей опір має такі складові: 1) опір переміщенню вантажу, що виникає в
період завантаження; 2) опір руху при переміщенні вантажу робочою віткою
конвеєра; 3) опір руху холостої вітки конвеєра. Згідно з [3] при
завантаженні робочої вітки ланцюгово-пруткового конвеєра коренеплодами,
виникає сила опору руху W1, яка має дві складові і визначається
залежністю:

W1=ma+mg sin?, (1)

де ma — сила інерції (m — маса вантажу, що надходить на полотно із
завантажувального пристрою, a — прискорення цього вантажу; mg — сила
тяжіння вантажу, що надходить на полотно в період завантаження, тобто в
період зміни його швидкості від початкового значення до швидкості
тягового органу; ? — кут нахилу до горизонту робочого полотна в місці
завантаження; g — прискорення вільного падіння.

Масу вантажу, що надходить із завантажувального пристрою, визначають за
формулою [3]:

m=qв?b0, (2)

де qв?=Q/Vср — погонна маса вантажу, що надходить на полотно в період
завантаження, тобто погонна маса на довжині завантаження b0; Q —
продуктивність конвеєра; Vср=(V+V0)/2 — середня швидкість вантажу в
період завантаження, яка визначається за умови, що рух вантажу є
рівноприскореним; V — кінцева швидкість вантажу під час завантаження
(швидкість руху тягового органу); V0 — початкова швидкість руху вантажу
в напрямку руху тягового органу, яку можна вважати рівною нулю.

Тоді середнє прискорення вантажу під час завантаження матиме вигляд:

a=(V+V0)/?t, (3)

де ?t — проміжок часу, за який відбувається зміна швидкості вантажу від
V0 до V;

?t=l/Vср=2l/(V+V0), (4)

де l ?0,1р — шлях, протягом якого відбувається зміна швидкості вантажу
від V0 до V; р — крок розміщення прутків полотна конвеєра.

Підставивши у залежність (1) значення всіх компонентів визначених за
формулами (2), …, (4), отримаємо:

W1= 5qв? b0 (V2+V0 2) / р + qв? b0g sin?, (5)

Коли на полотно конвеєра навантажують штучні вантажі, сила W1
визначається за формулою:

W1= fm? sin?, (6)

де f — коефіцієнт тертя вантажу об полотно; m? — маса одиничного
вантажу.

Сила опору руху тягового органу при переміщенні вантажу робочою віткою
згідно з [3] визначається залежністю:

W2=(qв + qT)Lg(wscos?+sin?), (7)

а для провисаючої холостої вітки сила опору має вигляд:

W3= — qT Lgsin?, (8)

де qв=Q/V — погонна маса вантажу; qT — погонна маса тягового органу, L —
довжина прямолінійного відрізку конвеєра, qT=(20…40)В, (В — ширина
полотна); ws — коефіцієнт опору руху вантажу і тягового органу, який для
полотен, що опираються на ролики або зірочки приймається рівним ws=0,11.

Сумарний опір переміщенню полотна з вантажем конвеєра визначається як
сума всіх опорів:

W= W1 +W2 +W3 . (9)

Для визначення сумарного опору переміщенню полотна з вантажем
експериментальним шляхом застосовувалась дослідна установка. Одна вісь
площини полотна конвеєра шарнірно закріплена на рамі установки, що
дозволяє в процесі дослідження змінювати кут нахилу конвеєра.

Моделювання навантаження на полотно конвеєра здійснювалось з
застосуванням вантажів, які рівномірно розміщувались на полотні в різних
комбінаціях так, щоб рівномірно розподілити навантаження на поверхню
полотна. Для визначення прикладеного зусилля застосовувався динамометр
пружинного типу, зміна деформацій в якому фіксувалась індикатором
годинникового типу з точністю 0,01мм, та перераховувалась згідно з
тарувальним графіком. Рівномірне і поступове прикладання зусилля
забезпечувалось застосуванням лебідки із ходозменшувачем. Вимірювання
проводились для різних положень конвеєра та при різних значеннях
навантаження в цих положеннях. Результати теоретичного розрахунку опору
переміщенню полотна конвеєра дослідної установки представлено у вигляді
графіків.

V

o

o

oe

o

Відносні відхилення результатів обраховувались за формулою:

?=((Fн-Fзн)/Fн)*100, (10)

?=((Fн-Fтеор)/Fн)*100,

?=((Fзн-Fтеор)/Fзн)*100,

де Fн, Fзн, Fтеор — опір переміщенню, відповідно для нового, зношеного
та знайденого теоретично.

Цим аналізом встановлено, що відносні відхилення результатів для нового
та зношеного полотна знаходяться в межах точності розрахунку. Так,
мінімальне середнє відхилення для горизонтального положення полотна за
різного навантаження складає лише 0,45 %, а максимальне — досягнуто при
куті нахилу полотна 380 і складає 3,25 %. Середнє відхилення для різних
навантажень і різних кутів нахилу складає 1,53 %. З цього можна зробити
висновок, що стан полотна практично не впливає на опір переміщенню
конвеєра.

1. Порівняння результатів для нового і зношеного полотна

Положення

?,%

Середнє значення

Без вантажу

7

14

21

28

35

Горизонтальне

0

1,54386

0,606729

0,342801

0,505051

0,29707

0,450229

Під кутом 14 град.

0,18298

1,393728

7,4115

2,40036

0,99963

7,69231

2,88218

Під кутом 25 град.

15,38462

2,39726

0

6,25832

8,28446

5,93838

0,44988

Під кутом 38 град.

16,0124

0,701754

0,307062

1,25313

2,84146

0,41142

3,2516

Середне значення

0,20269

1,509151

1,62443

2,39225

2,90512

3,58479

1,53336

2. Порівняння результатів для нового полотна і розрахованих теоретично

Положення

?,%

Середнє значення

Без вантажу

7

14

21

28

35

Горизонтальне

28,9535

37,0192

48,6066

45,8571

51,3376

53,8857

44,2766

Під кутом 14 град.

28,5882

19,5833

16,6452

15,6021

19,5133

21,5649

20,2495

Під кутом 25 град.

44,8101

10,6061

5,62162

5,732218

6,894198

3,17919

8,59843

Під кутом 38 град.

34,4444

0,34965

9,116279

16,58537

13,97222

9,976852

2,592654

Середне значення

34,1991

16,7147

15,4393

9,78541

12,4961

17,1632

17,633

3. Порівняння результатів для зношеного полотна і розрахованих
теоретично

Положення

?,%

Середнє значення

Без вантажу

7

14

21

28

35

Горизонтальне

22,45266

25,87313

32,29745

31,20393

33,58714

35,20918

30,10391

Під кутом 14 град.

22,37443

15,19435

20,18538

15,5241

17,15543

23,61516

19,00814

Під кутом 25 град.

18,38843

7,368421

5,322416

0,167084

0,812458

8,514014

6,762137

Під кутом 38 град.

35,88602

1,06007

10,3696

18,3993

13,0298

10,6274

2,93337

Середне значення

24,77538

11,84396

11,85891

7,123945

9,631299

14,17774

13,23521

Порівняння експериментальних результатів, одержаних для нового полотна з
теоретичними показало, що вони значно відрізняються. Так, середнє
значення при горизонтальному положенні полотна складає 44,3 %, а при
нахилі конвеєра під кутом 38° — 2,6 %. У цілому середнє значення
відхилення складає 17,6 %. Такі ж порівняння проведено для зношеного
полотна. Максимальне середнє відхилення має місце при горизонтальному
положенні та складає 30,1 %, а мінімальні значення одержані при
встановленні полотна під кутом 38° і складає 2,9 %. Загальне середнє
відхилення результатів складає 13,2%. Таким чином, аналіз одержаних
даних показує, що результати, одержані експериментальним та теоретичним
шляхом, значно відрізняються — в середньому в межах від 13 до 17 %.
Оскільки теоретичні результати одержані для середніх значень конвеєрів з
різними параметрами, то перевагу слід надати експериментальним
результатам, оскільки вони визначені для конкретного пруткового конвеєра
і для конкретних умов використання. Ці результати планується в
подальшому використовувати при динамічному аналізі пруткового конвеєра,
а також при їхньому розрахунку на міцність.

Список літератури:

Ловейкін В.С., Ярошенко В.Ф., Коробко М.М. Дискретна модель динаміки
руху пруткового конвеєра // Науковий вісник НАУ. — 2004. — №73. — С.
292–296.

Спиваковский А.Д. Транспортирующие машины. — М., 1964. — 375с.

Похожие записи