Оценка самоцентрирующей возможности подвесных роликоопор Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 621.867.2

© Ю.А. Яхонтов, 2012

ОЦЕНКА САМОЦЕНТРИРУЮЩЕИ ВОЗМОЖНОСТИ ПОДВЕСНЫХ РОЛИКООПОР

Исследован боковой сход ленты от сосредоточенной возмущающей силы, решено однородное уравнение для статической деформации ленты и построены кривые бокового схода ленты при различных конструкциях роликоопор.

Ключевые слова: боковой сход ленты, самоцентрирующие возможности подвесных роликоопор, кривые бокового схода.

При исследовании поперечного движения ленты на конвейере с подвесными роликоопорами, кроме определения областей и оценки вида устойчивого движения ленты, необходимо знать и самоцентрирующие возможности отдельных конструкций подвесных роликоопор, то есть степень их «сопротивления» боковому сходу ленты.

Для этого был исследован боковой сход ленты от сосредоточенной возмущающей силы Р, движущейся вдоль конвейера. В соответствии с уравнением поперечного движения, имеем следующее однородное уравнение для статической деформации ленты [1]

4

4х ( с V Л я2

^ , к1 gX 2

V

3 5 с1 — к1 g 35 Ъъ

р^ Зхц ^ р^ р^ ) Зх2 р^ Зх р^

Решение соответствующего характеристического уравнения показывает, что в зависимости от параметров конвейера и угла его установки, корни могут быть действительные и различные, а также могут быть комплексно сопряженные.

В случае действительных и различных корней имеем значения

А<1 = ; Я2 = ^2; Хъ = —СХ3; = — а 4. (2)

Анализ корней для исследуемого спектра параметров конвейера показал, что по абсолютной величине разница между

и |а3|, а также |а2| и |а4| незначительна (не превышает 0,73 % —

1,87 %), что дает основание при расчётах использовать следующие значения корней

^5 = 0, (1)

А,! — ; А2 — ; А3 — —сХц; А4 — —<0-2.

(3)

Проверочный расчет и построение форм бокового схода ленты показал правомерность подобного решения (на графиках практически полное слияние волн боковых сходов лент в обоих случаях.

В случае комплексно сопряженных корней, как и в предыдущем случае, из-за незначительного различия корней по абсолютной величине (0,5—1,6 %) можно для решения пользоваться корнями, имеющими вид

V4 — ±а±р/. (4)

Сход ленты в боковом направлении, построенный для проверки для полного (четыре различных корня) и упрощенного случая (4) практически полностью совпадает.

В случае действительных и различных корней выражения для левой и правой полуволн, которые будут симметричны, запишем в виде

«(—)00 —

Р

а 2

2 Ы (а 2 — а 2 ))а1

ехр (а1^) — ехр (а 2^)

Л

8(+)00 —-

Р

а

—2 ехр (—а1^) — ехр (—а2

2Ы ( а 2 — а2 ))а1 В точке приложения силы Р боковой сход определится

8~ (0)—-зт )—1'

2Ы (а 2 — а2 ))а1

(5)

(6)

В случае комплексно сопряженных корней имеем выражения бокового схода ленты для левой и правой полуволн

«(—КО — "" 8(+)(^) ——

Р

4ЕЛа (а2 +р2) Р

( а ' ехр(а^) 008Р^--8тр£,

V

/

( а '

, ,-ехр(—а£) 008Р^н— 8т РЕ,

4ЕЗ а (а2 +р2) ^ \ в

(7)

И соответственно максимальный боковой сход в точке приложения силы Р

Р

5^ (0)=-

(8)

4£Лх(а2 +р2) '

Оценим самоцентрирующие возможности рассматриваемых подвесных роликоопор на примере горизонтального конвейера. Определим кривые бокового изгиба ленты при одинаковой возмущающей силе Р на ставе с подвесными роликоопорами типов 1, 2, 3 (см. первую статью данного сборника) применительно к параметрам ленточного конвейера с лентой шириной 1000 мм. При одинаковой для трёх типов подвесных роликоопор возмущающей силе (Р = 851 Н), по полученным уравнениям бокового схода ленты были построены кривые (рис. 1).

Как видно из графика, наименьший боковой сход имеет лента на ставе с подвесными роликоопорами с плечом крепления на канаты става (типа 1). Он составил (0) = 0,052 м, в то время как на ставе с шарнирным креплением подвесных роликоопор к канатам става (типа 2) 5^ (0) = 0,1 м. Несколько меньший боковой сход

ленты на конвейере с подвесными роликоопорами типа 3, по сравнению с роликоопорами типа 2, объясняется отсутствием на жестком ставе децентрирующей силы от наклона роликоопор в сторону бокового схода ленты, имеющего место на канатном ставе.

При равной, для трёх типов креплений роликоопор, величине максимального бокового схода [ 5^ (0) = 0,1 м] внешняя возмущающая сила возрастает с 851 Н на ставе с ролико-опорами типа 2, до 1651 Н на ставе с ро-ликоопорами типа 1.

Рис. 1. Кривые бокового схода грузовой ветви ленты на горизонтальном конвейере (ролико-опоры типов 1, 2, 3)

Выводы: 1. Было проведено исследование самоцентрирующих возможностей отдельных конструкций подвесных ролико-опор. Установлено, что лучшие показатели из исследуемых конструкций имеет став с роликоопорами типа 1. При одинаковой внешней возмущающей силе на горизонтальном конвейере, величина максимального бокового схода на ставе с роликоопорами типа 1 составила 0,052 м, на ставе с роликоопорами типа 3 — 0,0925 м и на ставе с роликоопорами типа 2 — 0,1 м.

2. Установлено, что на бремсберговом конвейере с изменением угла наклона конвейера при постоянной возмущающей внешней силе, величина бокового схода увеличивается. Например, для конвейера с лентой шириной 1000 мм, при р = -3°,

5тах = 0,067 м, при Р = -10°, 5тах = 0,081 м, при Р = -16°,

Зтах = 0,1 м.

Значительное влияние на боковой сход ленты оказывает натяжение канатов става. При одинаковых условиях, для конвейера с лентой шириной 1000 мм и углом установки р = -10°, и при одинаковой внешней возмущающей силе (Р = 776 Н) величина максимального бокового схода составит: для става с провесом канатов у = 0,011т , 5тах = 0,06 м, а для става с провесом канатов у = 0,02 1т , бтах = 0,1 м.

3. На уклонном конвейере, где сила трения от перекоса боковых роликов является центрирующей, при одинаковых параметрах конвейера и внешней возмущающей силе, боковой сход ленты значительно меньше, чем на бремсберговом конвейере. Величина максимального бокового схода на бремсберговом конвейере с Р = -16° составляет 0,1 м, в то время как на уклонном конвейере с р = +18° всего 0,052 м.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Яхонтов Ю.А. Исследование бокового схода ленты на конвейерах с подвесными роликоопорами. Изв. вузов. Геология и разведка. 2004. — № 2. — С. 57—59.