Geum.ru

Вестник Брянского государственного технического университета. 2011. №2(30)

Вид материалаДокументы
Подобный материал:

Вестник Брянского государственного технического университета. 2011. № 2(30)

УДК 621.867


А.А. Реутов, Р.Б. Иваницкий


ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ СЕЧЕНИЯ ГРУЗА

НА ЛЕНТЕ КРИВОЛИНЕЙНОГО КОНВЕЙЕРА


Предложена модель расчета формы сечения сыпучего груза на ленте криволинейного конвейера при наклоне роликоопор и боковом смещении ленты. Результаты расчета сопоставлены с экспериментальными значениями.


Ключевые слова: ленточный конвейер, криволинейная трасса, роликоопора, сечение груза.


Ленточные конвейеры (ЛК) с криволинейной трассой состоят, как правило, из прямолинейных и криволинейных участков. На участках трассы, искривленных в горизонтальной плоскости, для удержания ленты на ставе роликоопоры устанавливают с наклоном к горизонту.

Загружают ЛК на прямолинейном участке так, чтобы груз располагался посередине ленты. На рис. 1 показано поперечное сечение груза на ленте конвейера с трехроликовыми опорами.

При центральном расположении груза относительно ленты оси симметрии поперечного сечения груза (пятиугольника АBСDE) и поперечного сечения ленты совпадают.

Обозначим длину сторон АВ и CD как , длину стороны ВC – ,



Рис. 1. Поперечное сечение груза на ленте:

1- груз; 2- лента; 3 - ось симметрии поперечного сечения груза

– угол наклона боковых роликов по отношению к среднему, – угол естественного откоса груза при движении с лентой.

Выразим координаты угловых точек сечения АBСDE (рис. 1) через координаты точки B:







Точка Е является точкой пересечения линий АЕ и DE. Ее координаты и найдем через уравнения этих линий:



где

Таким образом,



Уравнения линий АВ, ВС, CD, AE, DE имеют вид



(1)



Площадь пятиугольника АBCDЕ определим через уравнения линий АВ, ВС, CD, AE, DE:

(2)

При движении ленты по криволинейному участку трассы конвейера вследствие наклона роликоопор и смещения ленты относительно роликоопор происходит пересыпание груза и изменение формы его поперечного сечения. Поперечное сечение груза на ленте принимает форму неправильного пятиугольника А1BС1D1E1 (рис. 2).

Для расчета сил взаимодействия ленты с роликами и определения условий движения ленты без просыпания груза необходимо определить форму и размеры сечения груза в

зависимости от угла наклона роликоопор  и смещения ленты U.

Примем для этого следующие допущения:

- транспортируемый груз является абсолютно сыпучим телом;

- угол откоса груза при движении ленты не превышает предельного значения ;

- площадь поперечного сечения груза на ленте не изменяется при изменении формы сечения.


Рис. 2. Поперечное сечение груза на ленте при наклоне роликоопор и смещении ленты

Выразим координаты точки D1 через координаты точки B:



Выражение для площади пятиугольника  аналогично форму-

ле (2).

Вследствие наклона роликоопоры угол наклона отрезка D1Е1 к горизонту равен а из-за пересыпания части груза угол наклона отрезка А1Е1 к горизонту равен .

Координаты точек А1 и Е1 сечения груза (рис. 2) найдем из уравнений отрезков D1Е1 , А1Е1 и условия.

Уравнения линий А1В, ВС1, С1D1, A1E1, D1E1 имеют вид, аналогичный уравнениям (1). На рис.3 приведены графики зависимости длины отрезка А1В от U при , мм, мм.



Рис.3. Графики зависимости длины отрезка А1B сечения груза от смещения ленты при

разном наклоне боковых роликов




При возвращении среднего ролика в горизонтальное положение (=0) и ленты в центральное положение (U=0) также происходит пересыпание груза, и поперечное сечение груза на ленте принимает форму неправильного пятиугольника А2BС2D2E2 (рис. 4).

При этом угол наклона отрезка D2Е2 к горизонту равен , а отрезка А2Е2 –

Координаты точек А2 и Е2 сече-


Рис. 4. Поперечное сечение груза на ленте после возвращения среднего ролика в горизонтальное положение и ленты в центральное положение

ния груза (рис. 4) также найдем из уравнений отрезков D2Е2 , А2Е2 и условия неизменности площади сечения груза.

Для проверки полученных теоретических зависимостей проведены эксперимента-

льные исследования на лабораторной установке, состоящей из деревянного основания, резиновой ленты и прозрачных боковин (рис.5).

Полный факторный эксперимент проведен с сухим песком для трех факторов: , , U. Каждый фактор имеет три уровня варьирования. Опыты дважды повторялись в каж- дой точке плана.




Рис. 5. Лабораторная установка для исследования

формы поперечного сечения груза

В таблице приведены расчетные (выделены жирным шрифтом) и средние экспериментальные значения длин отрезков при , мм, мм и разных значениях факторов.

Таблица

Длины сторон сечения груза, полученные теоретически и экспериментально, мм





U
АВ
А1В
А2В
CD
C1D1
C2D2

20
0
50
69
33
85
69
119
69

69
27
77
69
119
60

20
10
0
69
90
90
69
69
69

69
90
90
69
69
69

20
10
50
69
60
110
69
119
69

69
54
104
69
119
55

40
0
50
69
43
90
69
119
69

69
34
84
69
119
55

40
10
0
69
82
82
69
69
69

69
84
84
69
69
69

40
10
50
69
62
112
69
119
69

69
55
105
69
119
49


Для большинства опытов расчетные значения длин отрезков поперечного сечения груза находятся в пределах доверительного интервала с вероятностью 0,95. Наибольшие расхождения расчетных и средних экспериментальных значений длин для всех отрезков составляют 28,9 %, для отрезка А1В – 20,9 %, А2В - 9,4 %, C1D1 - 0 %, C2D2 - 28,9 %.

Таким образом, экспериментальная проверка подтвердила адекватность теоретической модели расчета геометрических параметров поперечного сечения груза на ленте.

На изменение размеров отрезков А1В, А2В наибольшее влияние оказывает смещение ленты. После наклона роликопоры к горизонту и возврата затем в исходное положение (=0) поперечное сечение груза не становится первоначальным. Длина отрезка А2В увеличивается по сравнению с начальной длиной АВ, что может привести к просыпанию груза.


Материал поступил в редколлегию 16.02.11.