Лабораторные работы

Главная

Лабораторная работа

Определение тягового фактора, коэффициента сцепления ленты с барабаном и расчет максимально

возможной длины ленточного конвейера

1. Цель работы

– изучить конструкцию ленточного конвейера с эскизированием экспериментальной установки и ее основных узлов;

– экспериментально определить тяговую способность барабана;

– определить коэффициенты трения ленты о барабан для различных материалов ленты;

– рассчитать максимальную длину конвейера с использованием результатов лабораторной работы.

Работа состоит из двух частей: экспериментальной и расчетной, и выполняется за два занятия (4 часа) подгруппой студентов.

2. Описание лабораторной установки

Передача усилия тяговому элементу транспортирующих машин, выполненному в виде лент или каната, осуществляется с помощью сил трения.

Максимально возможное, реализуемое приводным барабаном, усилие может быть определено из выражения:

где S_нб – натяжение в точке набегания ленты на приводной барабан, Н;

S_сб – натяжение в точке сбегания ленты с приводного барабана, Н;

μ – коэффициент трения ленты о приводной барабан;

α – угол обхвата лентой (канатом) барабана, рад.

Таким образом, при неизменном состоянии фрикционных поверхностей (ленты и барабана) реализуемое барабаном тяговое усилие зависит от предварительного натяжения, угла обхвата лентой барабана и коэффициента трения ленты о барабан.

Лабораторная установка (рис. 1) представляет собой короткий ленточный конвейер с шириной ленты 400 мм. Привод – электрический, однобарабанный. Натяжное устройство – грузовое. Лента поддерживается на рабочей ветви тремя трехроликовыми опорами, на холостой ветви – одной однороликовой. Угол обхвата лентой барабана α = 180°.

Рис. 1. Ленточный конвейер

Максимальное тяговое усилие, которое может быть передано барабаном гибкому тяговому элементу, определяется с помощью специального измерительного устройства (рис. 2), состоящего из планок 1, удерживаемых на ленте 2 силами трения, двух тяг 3, прикрепленных шарнирно к планкам, и динамометра (на рис. не показан), соединенного тягами с рамой конвейера. Замкнутый контур ленты состоит из двух участков: тканевой ленты без покрытия и ленты с обкладками из резины.

Рис. 2. Устройство для измерения максимального натяжения

Натяжение ленты, в точке сбегания с приводного барабана, принимаем равным:

где Р_Г – вес груза натяжного устройства, Н;

W_Т – сопротивление перемещению тележки натяжного устройства с учетом потерь в отклоняющих блоках, Н.

Из (1) имеем:

Или

Коэффициент трения ленты о приводной барабан будет равен:

В формуле (5) S_нб определяется по показанию динамометра.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Выполнить эскиз действующей модели ленточного конвейера с указанием основных размеров.

3.2. Определить сопротивление движению тележки натяжного устройства (W_Т), для чего поместить ее в крайнее положение так, чтобы лента на обеих ветвях провисала. Нагружать натяжное устройство грузами до тех пор, пока тележка сдвинется с места. Сопротивление движению тележки с учетом потерь в отклоняющих блоках будет равно суммарному весу грузов на натяжном устройстве.

3.3. С помощью планок зажать ленту, после чего соединить планки с металлоконструкцией конвейера тягами через динамометр.

3.4. Включить электродвигатель конвейера и снять показания динамометра. Повторять опыты с изменением веса груза натяжного устройства по указанию преподавателя. Пункты 3.3 и 3.4 повторить для каждого участка ленты, располагая её таким образом, чтобы исследуемый участок охватывал приводной барабан.

3.5. Результаты измерений заносятся в табл. 1. Значение коэффициента трения для различных лент определяется как среднее по результатам всех измерений для данной ленты.

Таблица 1. Результаты измерений

Тип ленты	Номер опыта	Р_Г, Н	W_Т, Н	S_нб, Н	S_сб, Н	𝜇	μ_ср
Без покрытия	1
	2
	3
С резиновыми обкладками	1’
	2’
	3’

4. Расчетная часть

В расчётной части определяется максимально возможная длина горизонтального прямолинейного конвейера, работу которого может обеспечить установленный на экспериментальной установке привод. Каждому студенту задается один из вариантов исходных данных, приведенных в табл. 2.

Таблица 2. Исходные данные для расчета

№ вар.	Производительность Q, т/ч	Транспортируемый материал	Угол естественного откоса в движении, φ_д	Угол наклона Боковых роликов, α_р	Насыпная масса γ, т/м³
1	50	Антрацит	20	20	0,85
2	55	Уголь каменный	10	30	0,70
3	60	Гравий	10	36	1,60
4	65	Земля формов.	15	30	1,30
5	70	Песок сухой	20	20	1,20
6	75	Цемент	20	30	1,00
7	70	Антрацит	20	36	0,95
8	65	Пшеница	10	30	0,65
9	60	Земля формов.	10	20	1,25
10	55	Известняк	15	20	1,5
11	50	Аглом. ж. руды	20	30	1,90
12	55	Мука пшеничн.	20	36	0,50
13	60	Песок сухой	15	30	1,30
14	65	Гравий	15	20	1,80
15	70	Уголь каменный	15	36	0,80
16	120	Руда железная	16	20	2,5
17	100	Апатит порошок	12	36	1,7

Расчёт начинается с определения параметров производительности и погонных нагрузок конвейера, согласно методике приведенной в [1]. При этом необходимо определить:

– ширину ленты (В), м;

– скорость движения ленты (V), м/с;

– погонную нагрузку от веса груза (q_в), Н/м;

– погонную нагрузку от веса ленты (q_л), Н/м;

– погонную нагрузку от вращающихся частей роликовой опоры на груженой и холостой ветвях ( и ), Н/м.

Для определения искомой длины выполняется тяговый расчет по схеме, представленной на рис. 3.

Рис. 3. Схема конвейера к тяговому расчёту

Натяжение в точке 3 определяется из условия максимально допустимого провеса ленты на груженой ветви конвейера:

где – расстояние между роликовыми опорами груженой ветви, м.

Величины S₄ и S₁ определяются из тягового расчета:

где – коэффициент, учитывающий сопротивление на натяжном барабане, при α_б=180°, можно принять .

Сопротивления и определяются согласно [1]. Т.к. в оба выражения (7) и (8) входит искомая длина конвейера l, то для её определения используем уравнение Эйлера: