Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Строительные, дорожные, подъемно-транспортные машины и
оборудование"
ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
Методические указания для выполнения лабораторных работ для студентов специальности (1-36 11 01) «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»
Могилев 2005
Составители: В.П. Савицкий, Г.С. Лягушев, В.С. Жариков, А.Н. Костюшко, И.А.Пискун
Подъемно-транспортные машины. Методические указания для выполнения лабораторных работ для студентов специальности Т.05.06.00 (1-36 11 01) «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». – Могилев: Белорусско-Российский университет, 2005.
Рецензент В.И. Иванов
ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
Лабораторные работы по курсу «Подъёмно-транспортные машины» выполняются студентами специальности Т.05.06.00 дневной и заочной форм обучения.
Цель проведения лабораторных работ – закрепление и углубление знаний по вопросам конструирования и расчёта этих машин, по вопросам теории кинетостатических и динамических расчётов, изучения принципов работы, правил проведения техники безопасности, а также приобретение навыков пользования контрольно-измерительными приборами, проведения экспериментальных исследований, статистической обработке опытных данных с отысканием доверительных интервалов, анализ результатов работы.
Лабораторные работы выполняются бригадой студентов на натурных машинах, моделях под руководством преподавателя и лаборанта.
На первом занятии по циклу лабораторных работ все студенты получают от преподавателя общий инструктаж по технике безопасности, о чём каждый студент расписывается в журнале по технике безопасности.
Перед каждой новой лабораторной работой все студенты получают инструктаж на рабочем месте, о чём также расписываются в журнале по ТБ.
Без инструктажа по технике безопасности студенты не допускаются к выполнению лабораторных работ.
До выполнения лабораторной работы студент должен самостоятельно изучить методические указания к ней, используя рекомендуемую литературу и получить конкретное задание.
После завершения лабораторной работы каждый студент составляет письменный отчёт и защищает его у преподавателя.
Отчёт аккуратно, чернилами оформляется на отдельных листах и в нём указываются схемы установки, моделей, основные формулы, обработка опытных данных, доверительный интервал, коэффициент вариации и анализ полученных результатов.
ЧАСТЬ 1. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ.
ЛАБРАТОРНАЯ РАБОТА №1.
СТАЛЬНЫЕ ПРОВОЛОЧНЫЕ КАНАТЫ.
Цель работы: изучить существующие конструкции стальных проволочных канатов по ГОСТ 3241-80, дать характеристику одного из образцов каната и экспериментально определить для него предел прочности материала проволоки.
Общие сведения
В грузоподъемных машинах в качестве гибких органов применяют стальные канаты, а также сварные и пластинчатые цепи. Пеньковые и хлопчатобумажные канаты, обладающие низкой прочностью, а также канаты из искусственного волокна в качестве подъёмных и тяговых элементов грузоподъёмных машин не применяют.
Наибольшее применение в качестве гибкого органа грузоподъёмных машин находят стальные проволочные канаты. Стальные канаты изготовляют (ГОСТ 3241-80) из стальной проволоки (ГОСТ 7372-79) марок B, 1 или 2, полученной путём многократного холодного волочения с промежуточными термической и химической обработками. В процессе волочения сопротивление разрыву проволоки при растяжении увеличивается и имеет высокие значения (до 2600 МПа). Проволоку марки В применяют при выполнении особо ответственных работ, например, в устройствах для подъёма людей. Для специальных целей канаты изготовляют их проволок из нержавеющей стали.
В ГПМ применяют преимущественно канаты двойной свивки (рисунок 1.1.): проволоки сваривают в пряди вокруг сердечника. Число проволок в пряди и число прядей в канате может быть различно. В ГПМ применяют главным образом шестипрядные канаты с числом проволок в пряди 19 и 37.
В зависимости от материала сердечника бывают канаты с органическим сердечником из лубяных (пенька) или синтетических (нейлон, капрон и т.п.) волокон, а при тяжёлом режиме работы, в условиях повышенных температур или химически агрессивной среды – из асбестовых волокон и с металлическим сердечником. В качестве металлического сердечника может применяться канат двойной свивки (рис. 1.1).
а) – ТК (6 19 – 1о.с.); б) - ЛК-0 (6 19 7 7);
в) – ЛК-Р (6 19 – 1о.с.); г) – ЛК-РО (6 36 1о.с.);
д) – ЛК-З (6 25 - 1о.с.); е) – ТЛК (6 27 - 1о.с.);
рис. 1.1.
По типу свивки прядей и канатов одинарной свивки (ГОСТ 3241-80) различают канаты:
ТК – с точечным касанием проволок между слоями;
ЛК – с линейным касанием проволок между слоями;
ЛК-0 – с линейным касанием проволок между слоями при одинаковом диаметре проволок по слоям пряди;
ЛК-Р – с линейным касанием проволок между слоями при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди;
ЛК-3 – с линейным касанием проволок между слоями и с проволоками заполнения;
ЛК-Р0 - с линейным касанием проволок между слоями и имеющих в пряди слои с проволоками разных диаметров и слои с проволоками одинакового диаметра;
ТЛК – с комбинированным точечно-линейным касанием проволок.
По способу свивки (ГОСТ 3241-80):
Н – не раскручивающиеся, свиваемые из заранее деформированных проволок и прядей: из форма соответствует положению в канате. Проволоки нераскручивающихся канатов в ненагруженном состоянии не испытывают внутренних напряжений и сохраняют своё положение после снятия перевязок конца каната;
Р – раскручивающиеся, когда проволоки и пряди после снятия перевязок концов каната стремятся выпрямиться.
По направлению свивки: правое и левое.
По сочетанию направлений свивки каната и его элементов:
- крестовой свивки - направление свивки каната и направление свивки прядей – противоположны;
- одинарной свивки - направление свивки каната и направление свивки прядей одинаковое;
- комбинированной свивки – с чередующимися через одну направлениями свивки прядей.
По назначению:
ГЛ - грузолюдские, служащие для подъёма и транспортиро вания людей и грузов (проволока только марки В);
Г - грузовые, служащие для транспортировки грузов.
Для выбора каната установлены нормы Проматомнадзора. По этим нормам канат выбирается из соотношения
(1.1)
где F – разрывное усилие каната в целом (Н), принимаемое по документу о качестве каната (сертификату) завода-изготовителя, а при проектировании по данным ГОСТов;
S – наибольшее расчётное натяжение в ветви канат без учёта динамических нагрузок (Н);
Zp – коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности каната).
Вследствие сложного характера распределения напряжений в проволоках каната разрывная нагрузка F (агрегатная прочность) всегда меньше суммарной прочности входящих в него проволок
(1.2)
где - суммарное разрывное усилие всех проволок каната.
(1.3)
где - суммарная площадь сечения всех проволок каната, мм2;
- предел прочности материала проволоки, Мпа.
Предел прочности проволоки равен:
(1.4)
Где - разрывное усилие материала проволоки;
- площадь поперечного сечения проволоки.
Отношение принято называть коэффициентом использования прочности эле ментов каната, К=0,83.
1.3. Лабораторная установка
Лабораторная установка предназначена для экспери ментального определения предела прочности δВ материала проволочек каната. Принципиальная схема установки приведена на рис.1.2.
Установка представляет собой основание 1 со стойкой 2, в верхней части которой на кронштейне закреплена втулка 3. Отрезок проволоки зажимается болтами 4 в муфтах 5 и 6. Ниж няя муфта 5 крепится гайкой 7 в динамометрическом кольце 8, а верхняя муфта 6 устанавливается во втулку 3 и затягивается гайкой 9. Динамометрическое кольцо 8 крепится на основании 1 болтом 10.
В соответствии с ГОСТ 1O446-8O длина отрезка проволоки между точками закрепления должна быть 100 - 200 мм. Растя гивающее усилие в проволоке создается вращением гайки 9 и фиксируется индикатором часового типа, смонтированным в дина мометрическом кольце 8. Максимальное усилие в проволоке, со ответствующее разрывному усилию определяется в момент разрыва проволоки.
1.4.1. Изучить конструкцию образца каната в соответст вии с ГОСТ 3241-80. При этом установить:
тип свивки;
способ свивки;
направление свивки;
Принципиальная схема лабораторной установки
Рис 1.2.
сочетание направлений свивки;
назначение. Данные занести в табл. 1.1
1.4.2. Определить основные размеры и параметры образца каната:
диаметр каната, мм
количество прядей, шт.
количество проволок в пряди, шт.
диаметр проволоки, мм
площадь сечения проволоки, мм2
площадь сечения проволок суммарная, мм2
тип сердечника
тип каната по ГОСТ и его разрывное усилие, кН
Данные занести в табл.1.2.
Экспериментально определить предел прочности проволоки заданного образца каната и установить коэффициент использования прочности элементов каната К. Предел проч ности δВ определяется для 3...5 отрезков проволоки длиной IOO...2OO мм.
Обработку результатов экспериментальных исследований производить в соответствии с методикой разработанной на кафедре СДПТМиО /5/.
Таблица 1.1
|
Квалификационный признак |
Характеристика |
|
Тип свивки |
|
|
Способ свивки |
|
|
Направление свивки |
|
|
Назначение |
Таблица 1.2.
|
Размер или параметр |
Обозначение |
Единица измерения |
Величина |
|
Диаметр каната Количество прядей Количество проволок в пряди Диаметр проволоки Площадь сечения проволоки Суммарная площадь сечения всех проволок |
αК nпряд nпров α1пров, α2пров, А1пров, А2пров, АΣ |
мм шт. шт. мм мм2 мм2 |
|
|
Тип сердечника Тип каната по ГОСТ и его Fразр |
|||
|
Предел прочности материала проволоки Коэффициент использования прочности каната |
δВ К |
МПа - |
1.5. Требования по технике безопасности
Перед проведением лабораторной работы преподаватель обязан проинструктировать студентов по ТБ на рабочем месте.
1.6. Отчёт по работе
Указывается цель работы. Отчёт оформляется каждым студентом. В отчёте приводится конструкция каната (сечение каната), принципиальная схема экспериментальной установки, основные расчётные зависимости и характеристики каната в таблицах 1 и 2. Результаты статистической обработки опытных данных, доверительный интервал, коэффициент вариации.
Цепи
1.7.1. Пластинчатые цепи, применяемые на грузоподъёмных машинах, должны соответствовать ГОСТ 191. сварные и штампованные цепи, применяемые в качестве грузовых и для изготовления стропов, должны соответствовать требованиям нормативной документации. На грузоподъёмных машинах могут использоваться также якорные цепи по ГОСТ 228.
1.7.2. Цепи, применяемые на грузопоъёмных машинах и для изготовления стропов, должны иметь свидетельства завода-изготовителя об их испытаниях в соответствии с действующими стандартами, по которым они изгтовлены. При отсутствии указанного свидетельства должны быть произведены испытания образца цепи для определения разрушающей нагрузки и проверка соответсьвия размеров действующему стандарту.
1.7.3. Пластинчатые цепи по ГОСТ 191 могут работать на звёздочках при числе зубьев равным 8 со скоростями не более 0,25 м/с. Коэффициент запаса прочности на разрыв при ручном приводе должен быть не менее 3, машинном приводе – не менее 5. Как исключение, скорость цепи может быть увеличена до 1,5 м/с при соответствующем увеличении запаса прочности до 8.
Коэффициент запаса прочности сварных грузовых цепей и цепей стропов по отношению к разрушающей нагрузке должен приниматься по таблице:
|
Назначение цепи |
Коэффициент запаса прочности Ручной привод Машинный привод |
|
Грузовая, работающая на гладком барабане Грузовая, работающая на звёздочке (калиброванная) Стропы |
3 3 5 6 8 5 |
1.7.4. Допускается сращивание отрезков цепей путём электросварки новых вставленных звеньев или с помощью специальных соединительных звеньев. После сращивания цепь должна быть испытана нагрузкой в 1,25 раза превышающей её расчётное тяговое усилие в течение 10 минут.
1.7.5. Цепной строп подлежит браковке при удлинении звена цепи более 3% от первоначального размера (см. рисунок 1) и при уменьшении диаметра сечения звена цепи вследствие износа более 10% (см. рисунок 2).
|
|
|
|
Увеличение звена цепи: L0 – первоначальная длина звена, мм; L1 – увеличенная длина звена, мм. |
Уменьшение диаметра сечения звена цепи: d0 – первоначальный диаметр, мм; d1, d2 – фактические диаметры сечения звена, измеренные во взаимноперпендикулярных направлениях, мм. |
Рекомендуемая литература
ЛАБРАТОРНАЯ РАБОТА №2.
ПРОСТЕЙШИЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА.
2.1. Цель работы
2.1.1. Изучить конструкцию и принцип действия ручной шестерённой тали, винтового и гидравлического домкратов.
2.1.2. Определить КПД винтового домкрата.
2.1.3. Определить передаточное число гидравлического домкрата.
2.1.4. Определить КПД ручной шестерённой тали.
2.2. Общие сведения
2. 2.1. Простершими типами ГПМ являются подъемные механизмы, имеющие только механизм подъема и обеспечивающие подъем и опус кание груза. К ним относятся: домкраты с винтовым, гидравличес ким, реечным или другим механизмом подъема; лебедки, жестко за крепленные на фундаментах или рамах; тали электрические, пневма тические, ручные, подвешенные к стационарным конструкциям; не которые вертикальные и наклонные подъёмники.
2.3. Порядок выполнения работы
2.3.1. Изучение конструкций и принципов действия простейших ГПМ.
Конструкции и принципы действия ручной шестеренной тали, винтового и гидравлического домкратов изучаются по натурным образцам и рисункам 1.2, 1.3, 1.5 (1).
2.3.2. Определение КПД винтового домкрата
Коэффициент полезного действия винтового домкрата определяется по формуле (2)
где ψ - угол подъема средней винтовой линии резьбы; φ - приведенный угол трения винта по гайке;
где Р - шаг резьбы; d2 - средний диаметр наружной резьбы; p и d2 замеряются на натурном образце домкрата, (4).
Приведенный угол трения φ определяется из выражения
где f - коэффициент трения материала винта по материалу гайки (винт – стальной, гайка - бронзовая).
2.3.3. Определение передаточного числа гидравлического домкрата
Передаточное число гидравлического домкрата определяется из соотношения (см. рис. 2.1.)
где D - диаметр гидроцилиндра, d - диаметр поршня насоса, L и l - плечи рычага.
Значения D, d, L, l определяют ся замером на натурном образце домкрата.
Действительная подъемная сила домкрата определяется из выражения
где Q - подъемная сила домкрата;
F - усилие рабочего, приложенное к рукоятке насоса (рычагу);
η≈0.8 - КПД домкрата.
2.3.4. Определение коэффициента полезного действия ручной шестеренной тали.
По натурному образцу составляется кинематическая схема тали, Коэффициент полезного действия тали определяется из соотноше ния
где Tгр - крутящий момент на грузовой звездочке;
Tв - крутящий момент на ведущей (тяговой) звездочке;
Unn- передаточное число планетарной передачи;
- КПД тали.
где Gгр- вес поднимаемого груза;
F - сила на ведущей (тяговой) цепи;
Dгр и Dв - диаметры начальных окружностей соответственно грузовой и ведущей (тяговой) звездочек.
Схема гидравлического домкрата
1 – гидроцилиндр; 2 - обратный клапан; 3 – вентиль; 4 – насос; 5 - гидробак; 6 - рычаг.
Рис. 2.1.
Для сварных цепей диаметры начальных окружностей звездочек определяются из выражения [1]
где Р - шаг сварной цепи;
Z - число гнезд на звездочка (условное число зубьев);
d - диаметр прутка цепи (калибр).
Передаточное число планетарной передачи, Unn опреде ляется по формуле Виллиса на основании составленной кинемати ческой схемы тали.
Значения параметров Р , Z, d , а также число зубьев колес планетарной передачи Zn - определяются замерами и подсчетом на натурном образце тали.
Действительная величина силы на тяговой цепи, F и на грузовой цепи, Gгр определяется динамометром.
2.4. Содержание отчета
В отчете должны быть представлены: схемы гидравлического домкрата и шестеренной тали; данные выполненных измерений (в табличной форме), причем замер каждой величины должен быть выполнен не менее трех раз и определено его среднее значение; необходимые расчеты, выполненные с использованием средних значений измерений.
2.5. Оборудование и инструмент
2.6. Контрольные вопросы
5. Устройство и работа храпового останова ручной шестеренной тали.
6. Чему равно передаточное число планетарной передачи?
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Грузоподъёмные машины: Учебник для вузов по специальности "Подъёмно-транспортные машины и оборудование» / М.П. Алек сандров, Л.Н. Колобов, Н.А. Лобов и др. – М.: Машиностроение, 1986 - 400 с., ил.
2. Машков А.А. Теория механизмов и машин. – Мн.: Высшая шко ла, 1971 - 471 с.
3. ГОСТ 2319-81 (СТ СЭВ 2639-80). Цепи круглозвенные грузовые
и тяговые нормальной прочности. Общие технологические условия.
4. ГОСТ 10177-82 (СТ СЭВ 1781-79). Резьба упорная. Профиль, и основные размеры.
ЛАБРАТОРНАЯ РАБОТА №3.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЕРЕДВИЖЕНИЮ КРАНОВОЙ ТЕЛЕЖКИ.
3.1. Цель работы: теоретически и экспериментально опре делить силу сопротивления передвижению крановой тележки.
3.2. Общие сведения
Для проведения лабораторной работы используется стенд рис. 3.1.
Крановая тележка соединяется с противовесом канатам, в котором до начала движения создается сила
(3.1)
где mпр - масса противовеса; g - ускорение свободного падения; η - КПД полиспаста; in- его кратность.
Стенд для экспериментального определения
сопротивления передвижению крановой тележки
Рис.3.1.
Если допустить, что система абсолютно жесткая, то диффе ренциальные уравнения движения тележки:
(3.2)
где Fтяг - сила сопротивления передвижению тележки; mТ – масса тележки; x и y - перемещения тележки и противовеса.
Ускорение движения тележки:
(3.3)
где t - время передвижения тележки.
Поскольку перемещение противовеса y =x/in, то ускоре ние его движения:
(3.4)
Сила сопротивления передвижению тележки /1/:
(3.5)
где Kтяг - коэффициент тяги;
Кр - коэффициент сопротивления от трения реборд колёс о рельсы;
i - уклон пути,
Кс – обобщенный коэффициент сопротивления.
Если подставить уравнение (5) в (2), то после преобразо ваний получим зависимость:
(3.6)
в которой неизвестными будут две величины: Mт и Kс. Для решения уравнения (6) проводятся два опыта с различными массами противовесов и рассчитываются по (1), (3), (4) сила в канате и ускорение. Масса тележки – постоянная величина, потому:
(3.7)
На основании формулы (7) находим коэффициент
, (3.8)
а по формуле (6) и массу тележки.
После этого определяется по (5) сила сопротивления передви жению тележки.
Теоретически эту силу можно рассчитать по зависимости:
(3.9)
где fц - коэффициент трения в цапфе подшипника; dц - диаметр цапфы; μ - коэффициент трения качения; Dхк - диаметр ходового колеса ( принять dц=45мм, Dхк;=200мм).
Для расчёта силы сопротивления по (9) недостающие данные
принимается по таблицам из /1/.
3.3. Порядок выполнения работы
Под действием падающего противовеса массами mпр1 и mпр2 - тележка перемещается на фиксируемые расстояния X=l, см. рис.3.1, за время t, определяемое по секундомеру. По формулам (3) и(4) рассчитываются ускорения, а по формуле (1) усилия в канате F пр1 и Fпр2. Используя уравнения (6) и (8), находятся коэффициент сопротивле ния Кс и масса тележки mт, а затем по (5) - сила Fтяг. Эксперименты повторяются n раз и результаты обрабатываются согласно /2/.
Определяется по формуле (9) теоретическая сила сопротив ления передвижению тележки.
Результаты экспериментальные и теоретические сравнивают ся и анализируются.
3.4. Отчет по работе
Должен содержать все основные преобразования, изложенные в общей части, таблицу экспериментальных данных и результаты их обработки, включая рассчитанный доверительный интервал, вероят ность и коэффициент вариации.
3.5. Требования по технике безопасности
Перед проведением лабораторной работы преподаватель обя зан проинструктировать студентов по технике безопасности на ра бочем месте.
3.6. Рекомендуемая литература
1. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. /С. А*. Казак, В.Е. Дусье, Е.С. Кузнецов и пр. под ред. С.А. Казака. - М.: Высш. шк.* 1989. - 319 с: ил.
2. Обработка результатов наблюдений и оценка погреш ностей результатов наблюдений. - Методические указания ММИ, ка федра ПТМиО,1987.-16с.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ
4.1 Цель работы: Теоретически и экспериментально определить
развиваемый тормозной момент тормозом ТКТ-100.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Рассмотрим расчетную схему двухколодочного короткоходового тормоза типа ТKT-100, работающего на переменном токе.
Расчетная схема
Рис. 4.1.
Для создания тормозного момента Тт усилие главной пружины 1 определяется по формуле / 1 /
(4.1)
где l1, D, l - размеры по рис. 4,1; μ - коэффициент трения между фрикционной накладкой и шкивом; η – КПД рычажной системы.
Для отвода от шкива левой колодки на допускаемый зазор требуется преодолеть силы трения в шарнире крепления рычага и момент сопротивления от эксцентрично (по отношению к атому шарниру) закрепленной колодки.
Указанные два сопротивления преодолевает вспомогательная пружина 2 с усилием 20..60 Н. При торможении главная пружина преодолевает сопротивление вспомогательной, поэтому
(4.2)
К правой колодке прикреплен электромагнит, якорь 3 которого поворачивается при торможении и на эту работу расходуется усилие главной пружины, следовательно, расчетная сила
(4.3)
где Fя - сила на штоке тормоза, зависящая от момента М якоря магнита, т.е. Fя =M/l2.
Среднее удельное давление между колодкой и шкивом
(4.4)
где Афр - расчетная площадь Поверхности соприкосновения колодки со шкивом.
Площадь Афр находится по формуле
(4.5)
где вк - ширина колодки (обычно на 5 мм меньше ширины шкива); β - угол обхвата колодкой шкива (в данной конструкции β=70°).
Максимально допустимый установочный зазор между колодкой и шкивом
(4.6)
где h1 - половина максимально допустимого хода штока тормоза, определяемая ходом якоря электромагнита (для создания запаса на ком пенсацию износа, деформации обкладок и прогиба рычагов); для рассматриваемой конструкции тормоза δ=0,6мм. Потребный тормозной момент
(4.7)
где Тдик – динамический момент вращающихся масс; Тст – статический момент сопротивления при торможении.
Динамический момент
(4,8)
где - моменты инерции ротора, муфты, тормозного шкива, диска; n - количество дисков; n1 - частота вращения ротора электродвигателя; tТ - время торможения; η - КПД стенда.
Остановка для испытания тормозов изображена на рис. 4.2. и представляет одномассовую динамическую модель, в которой вращающиеся и поступательные массы заменены эквивалентной вращающейся массой.
На литой чугунной плите 1 установлен электродвигатель 2, ко торый соединен с валом тормозного шкива 4 при помощь муфты 3. На одном валу с тормозным шкивом установлены диски 6, с изменением их количества изменяется момент инерции вращающихся масс установки. С помощью гаек 9 регулируемся тормозной момент. Подсчет числа обо ротов в период торможения производится после обработки ленты. Контактный датчик оборотов даёт за 1 оборот вала 4 импульса напря жением около 7 В.
Дли контроля работы установки и управления ею на плите установлен пульт управления 7.
Таким образом, с помощью установки можно изменять динамический момент, формула (8), изменяя n можно изменять усилие главной пружины, изменяя ее длину. Жёсткость пружины
где G - модуль сдвига (для пружинной стали G=8*104 МПа);
d - диаметр проволоки; Dnp - средний диаметр витка;
I - количество рабочих витков, исключая по 1,5 витка с каждого торца, т.к. при изготовлении пружины эти витки сжаты. Усилие главной пружины
где х - рабочий ход пружины.
Установка для испытания тормозов
4.2. Порядок проведения лабораторной работы
4.2.1. Переключатель "скорость" (рис.2) устанавливается в заданное положение 1 или 2.
4.2.2. Гайки 9 тормоза поворачивают в сторону полного ослабления глав ной пружины (тормозной момент станет равным нулю).
4. 2.3. Выключатель «выбег» устанавливается в положении "вил".
4. 2.4. Включается напряжение питания выключателем "сеть", при этом загорается сигнальная лампа.
4.2.5. Выключателем «Двигатель-тормоз» включается электродвигатель 2.
4.2.6. После того, как частота вращения дисков станет установившейся, измеряют ее тахометром и выключают двигатель 2, фиксируя секундомером полное время остановки дисков tоc.
С использованием формулы (7), в которой Тт=0, и формулы 8 определяется статический момент (для одного, двух, трех дисков, при которых зафиксированы tос.1, tос.2, tос.3)
(4.11)
Используя технические данные (рис.2), формулу (2) можно упростить, поскольку для экспериментального стенда дан приведенный момент инер ции всех вращающихся масс (без дисков) момент инерции одного диска .
4 2.7. Гайку 9 закручивают, создавая предварительное натяжение глав ной пружины, и по мерной линейке фиксируют длину пружины; затем гайки закручивают далее, создавая усилие пружины, достаточные для обеспечения тормозного момента Тт. С использова нием формул (9),(10) находится усилие главной пружины, а с учётом (1)...(3) определяется создаваемый тормозной момент (здесь )
4.2.8. Выключателем "Двигатель-тормоз" включаемся электродвигатель.
4.2.9. После того, как частота вращения дисков достигнет установившегося значения, предварительно включив механизм протяжки ленты, выключают двигатель выключателем "Двигатель-тормоз", время торможения фиксируется электросекундомером.
4.2.10. Из записи выбега на пленке определяется время торможения и корректируется с учётом данных по секундомеру.
4.2.11. Определяется разливаемый тормозной момент с учётом формул (7) и (8) и сравнивается с расчётным по п. 2.7.
4.2.12. По описанной методике в п. 2.1…2.11 опыты приводятся с комплектом дисков-грузов, (повторяются некое количество раз) и обрабатываются согласно методических указаний. Результаты могут быть приве дены в форме таблиц или графиков.
4.2.13. С использованием формул (4)и (5) определяются удельные давления для указанной серии экспериментов.
4.3. Содержание отчета
В отчете необходимо привести схематично тормоз и испытательный стенд, описать работу тормоза, методику эксперимента и результаты его согласно п.4.2.1…4.2.13. В заключении приводятся выводы на основании теоретических и экспериментальных данных, анализ причин расхождения между ними.
Вопросы
Рекомендуемая литература
1. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их дета ли и узлы. Техническая эксплуатация кранов/ М.П. Александ ров, М.М. Гохберг, АД. Ковин и др.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988.- 569 с.
ЛАБОРАТОРНАЯ №5.
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В КАНАТАХ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЁМА КРАНОВ.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить различные случаи динамического нагружения механизмов подъёма, определить величину и характер изменения динамических нагрузок в канатах аналитическим методом и с помощью ЭВМ.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Установлено, что около (80-90)% отказов современных грузоподъемных машин в основном связано с динамическими нагрузками.
Расчет динамических нагрузок включает:
1) составление расчетных Сверенных или эквивалентных схем меха низма;
2) определение величины и характера изменения внешних нагрузок,
приложенных к системе;
Привод состоит, как правило, из большого числа сосредоточен ных и распределенных масс, вследствие чего теоретическое исследо вание такой системы становится весьма затруднительным или вообще невозможным.
С достаточной для практики точностью определение максималь ных динамических нагрузок в элементах механизмов подъема можно проводить по двухмассовой системе с упругим звеном (рис. 5.1).
Вследствие большой жёсткости деталей привода по сравнению с жесткостью канатного полиспаста считаем m1 массой всех враща ющихся деталей механизма m2 - массой груза. Жесткость между мас сами определяется жесткостью канатного полиспаста С. К массе m1 приложена движущая (при пуске двигателя) или тормозная (при торможении привода) сила P, к массе m2 – вес груза, причём Q=mg.
В исходном состоянии обе массы неподвижны, усилие в упругом элементе (полиспасте) F0=Q. От этого начального состояния отсчитываем перемещения Х1 и Х2.
Схемы к расчёту динамических усилий
Исследуем динамический процесс при пуске и торможении механизма подъёма, когда груз висит на канатах (или груз начинает подниматься с опоры без слабины каната).
Под движущей силой Р при пуске механизма понимают усилие развиваемое двигателем (приведённое к поступательному движению груза)
, (5.1)
где Р0 - движущее усилие при неподвижном роторе, В - коэффициент пропорциональности, X - угловая скорость ротора, приведенная к грузу.
Тормозное усилие приведенное к грузу
(5.2)
где Тmaх - максимальный момент двигая, Нм
ТТ - расчетный тормозной момент, Нм
U – передаточное число зубчатых передач, in – кратность полиспаста.
ηмех – КПД механизма, Rδ – радиус барабана, м.
Сила сопротивления
(5.3)
Где Q и Gn – вес груза и вес крюковой подвески.
Масса m1 является результатом приведения к канатам вращаю щихся масс механизма на участке от двигателя до барабана:
(5.4)
где δ = 1,154÷1,25 – коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее, чем вал двигателя.
Ip - момент инерции ротора двигателя, кг·м2
IM - момент инерции зубчатой муфты с тормозным приводом, кг·м2.
Массы
(5.5)
здесь g - ускорение силы тяжести.
Под жесткостью С в динамической системе механизма понимает ся приведенная к канатам суммарная жесткость упругих элементов (валов, зубьев передач, канатов и т.д.) механизма и металлоконструкции. Получить аналитическим методом уточненное значение жесткости механизма довольно трудно. Но так как жесткость канатов (у большин ства механизмов подъема) значительно меньше жесткости остальных упругих элементов, то можно записать
(5.6)
где Ек - модуль упругости канатов, Па
Ек =(1,1÷1,3)*109 Па - для канатов с органическим сердечником
Ек =1,4*109 Па - для канатов с металлическим сердечником
Sk - площадь металлического сечения каната, м
α - число полиспаста (α=1 - для плоских и α =2 - для сдвоенных полиспастов)
Н - длина подвески груза (высота подъёма), м
При движении системы усилие в упругом звене
(5.7)
Дифференциальные уравнения движение масс в переходный пери од работы механизма имеют вид
(5.8)
(5.9)
Поскольку в данной работе ставится задача определения уси лий в канатах, то после преобразований
где
- круговая частота собственных колебаний.
Уравнение (1.10) может быть решено численным методом с по мощью ЭВМ.
Аналитическое решение уравнения возможно, если ввести до пущение В=0, т.е. принять движущее усилие постоянным
(5.11)
Тогда период собственных колебаний Т и частота колебаний определяются по формулам
(5.12) (5.13)
Максимальное усилие в упругой связи (в канатах) будет иметь место при :
(5.14)
Динамический коэффициент
(5.15)
Пользуясь уравнениями (5,11-5,15), можно получить определённые фиксированные значения.
Более полное представление о развитии динамического процесса с учётом переменного движущего усилия даёт численный метод.
Ниже приведена программа расчёта:
Можно при этом варьировать различные параметры привода:
С – жёсткость полиспаста; Р – движущее усилие, путём выбора различных типов двигателей с различными характеристиками; m1 – пріведённую массу враўаюўіхся частей прівода; ТТ – тормозное усилие (период торможения) и Qгр, V, H - исходные данные для расчёта.
ПРОГРАММА РАБОТЫ
Студнет получает от преподавателя исходные данные для расчёта:
Q - грузоподъёмность в Н; V - скорость подъёма груза в м/мин; Н – высота подъёма в м; группа режима работы.
На основании этих данных необходимо сделать предварительный статический расчёт, выбрать подвеску, канат, электродвигатель, редуктор, соединительные муфты, тормоз.
Затем по формулам (5/1÷5/6) определяются значения Р (для периодов пуска и торможения), m1, m2, C.
Продолжая расчёт аналитическим методом с помощью формул (5/12÷5/15) определяют: Fmax - максимальное усилие (для процессов пуска и торможения),
KД - динамический коэффициент (для пуска и торможения),
Т – период и f - частоту собственных колебаний.
Наиболее неблагоприятный динамический режим нагружения механизма подъёма имеет место при подъёме груза с “подхватом”. Формула для определения Fmax в этом случае получается довольно грмоздкой.
Вводя допущение m= после упрощёний получим /1/, /2/.
(5.16)
где β – коэффициент, учитывающий упругость основания (β=0,8 – при подъёме с земли и β=0,9 – при подъёме с кирпичного или цементного пола).
Для данного случая динамического нагружения определяют также К0.
Все полученные данные сводятся в таблицу.
Таблица 5.1
|
Вариант нагружения |
Метод определения |
Максимальная нагрузка, Fmax, H |
Динамический коэффициент, Кц |
Период колебаний, Т.с. |
Частота колебаний, f, 1/c |
|
Подъём с веса |
Аналитический Численный |
||||
|
Подъём с подхватом |
Аналитический |
||||
|
Торможение |
Аналитический Численный |
Исследование динамических нагрузок в канатах механизма подъёма численным методом начинают с того, что выписывают значения P, m1, m2, c и PT, определённые аналитическим путём в соответствии с индивидуальным заданием – исходными данными: Q, V, H , группа режима работы.
Затем, пользуясь таблицей идентификаторов (табл. 2) и программой расчёта в диалоговом режиме вводят через дисплей в машину.
Результаты будут получены в виде таблицы значений t - время в с, F - усилие в упругом звене в Н, - перемещение массы m1 в м; - скорость перемещения массы m1 в м/с; - ускорение массы m1 в м/с2; , , - перемещение, скорость и ускорение массы m2 в м, м/с и в м/с2 соответственно.
По этим данным строятся графики, анализируются графики, определяется для периодов пуска и торможения.
Требования к отчёту
Отчёт должен содержать:
Рекомендуемая литература
ПРОГРАММА РАСЧЁТА ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В КАНАТАХ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЁМА “DINAM”
Таблица 5.2
Таблица идентификаторов
|
Параметр |
Обозначение |
Идентификатор |
|
Движущее усилие при пуске механизма (ротор неподвижен) (формулы 1.1) |
P0 |
P0 |
|
Коэффициент пропорциональности (определяется по механической характеристике двигателя) |
B |
B |
|
Тормозное усилие, приведённое к грузу (режим торможения формула 1.2) |
PT |
PT |
|
Силы сопротивления (вес груза, формула 1.3) |
Q |
Q |
|
Приведённая масса вращающихся частей привода (формула 1.4) |
m1 |
M1 |
|
Масса груза (формула 1.5) |
m2 |
M2 |
|
Жёсткость полиспаста (формула 1.6) |
C |
С |
|
Перемещение массы m1 |
||
|
Скорость массы m1 |
||
|
Ускорение массы m1 |
||
|
Перемещение массы m2 |
||
|
Скорость перемещения m2 |
||
|
Ускорение массы m2 |
||
|
Усилие в упругом звене |
F |
F |
|
Круговая частота собственных колебаний |
λ |
LAMB |
Программа Dinam
Integer n, I, j, k
Real m1, m2, lamb
Common /a/ lamb, q, c, p0, b, m1, m2
Write (7,1)
Format (2x, ‘Введите ваш личный номер’ )
Read (5,*)L
Type*, ‘Введите движущее усилие при пуске’
Read (5,*)P0
Type*, ‘Введите коэффициент пропорциональности’
Read (5,*)B
Type*, ‘Введите силу сопротивления, вес груза’
Read (5,*)Q
Type*, ‘Введите приведённую массу механизма М1 (кг)’
Read (5,*)M1
Type*, ‘Введите жёсткость полиспаста (Н/м)’
Read (5,*)C
Type*, ‘Введите интервал вывода данных Т МАХ (с)’
Read (5,*)T
Print 11, l
Format (5x, ‘исполнитель – личный номер ,15/
5x, ‘Пусковые нагрузки’
n=t*20
m2=q/9.81
lamb=q*(m1+m2)/(m1*m2)
dt=.001
dx2=0
assign 17 to k
BO TO 18
Type*, ‘Введите’
Read (5,*)p0
Type*, ‘Введите’
Read (5,*)dx2
Print 21
Format (5x, ‘’)
Dx2=-dx2
B=0
Assign 22 to k
Print 23
Format (5x, ’t’, 3x, ‘F KAH’/ 7x, ‘DX1’, 5x, ‘DDX1’, 3x, ‘x2’, 7x, ‘dx2’, 5x, ‘ddx2’ /70 (‘ ‘)/5x, ‘C’, 10x, ‘H’, 3x, 2(6x, 2m, 8x, m/c, 5x, ‘m/c2’)/70 (‘ ) )
t=d.
f=0
df=0.
x2=0.
Do 24 I=1, n
Do 25 j=1, 100
Call ff(RF1, F, DF, DX2)
RF1=rf1*dt
Call fx(rx1, f)
Rx1=rx1*dt
A=f*df*dt/2
GS1=rf1/2+rf
GS=dx2+rx1/2
Call FF(rf2, a, gsi, gs)
Rf2=rf2*dt
Call fx (rx2, a)
Rx2=rx2*dt
E=a+rf1*dt/4.
Gs1=rf2/2+de
Gs2=dx2+rx2/2
Call ff (rf3, e, gs1, gs2)
Rf3=rf3*dt
Call fx (rx3, e)
Rx3=rx3*dt
E=a+rf2*dt/4
G11=df+rf3
G12=dx2=rx3
Call ff(rf4, e, g11, g12)
Rf4=rf4*dt
Call fx (rx4, e)
<….>
Таблица 5.3
Варианты исходных данных
|
№ п/п |
Масса груза, кг - m2 |
Высота подъёма, м - H |
Скорость подъёма, м/с - V |
№ п/п |
Масса груза, кг - m2 |
Высота подъёма, м - H |
Скорость подъёма, м/с - V |
Группа режима работы |
|
1 |
12500 |
12 |
14.5 |
31 |
10000 |
14 |
10 |
4 |
|
2 |
8000 |
15 |
12 |
32 |
5500 |
8 |
14 |
5 |
|
3 |
4500 |
10 |
10 |
33 |
7500 |
10 |
18 |
3 |
|
4 |
10500 |
16 |
14 |
34 |
13500 |
15 |
12 |
2 |
|
5 |
19500 |
12 |
11 |
35 |
2500 |
12 |
16 |
4 |
|
6 |
3200 |
10 |
10 |
36 |
8500 |
20 |
18 |
5 |
|
7 |
15500 |
15 |
12 |
37 |
10000 |
8 |
13 |
3 |
|
8 |
11000 |
18 |
13 |
38 |
17500 |
12 |
12 |
2 |
|
9 |
7500 |
12 |
10 |
39 |
3000 |
10 |
11 |
4 |
|
10 |
5000 |
15 |
16 |
40 |
20000 |
15 |
12 |
5 |
|
11 |
19000 |
10 |
10 |
41 |
15500 |
12 |
12 |
3 |
|
12 |
15000 |
12 |
12 |
42 |
18500 |
12 |
16 |
2 |
|
13 |
11500 |
12 |
10 |
43 |
4000 |
15 |
15 |
4 |
|
14 |
6000 |
14 |
18 |
44 |
10000 |
16 |
10 |
5 |
|
15 |
18000 |
8 |
12 |
45 |
12000 |
10 |
15 |
3 |
|
16 |
2000 |
10 |
20 |
46 |
16500 |
8 |
18 |
2 |
|
17 |
10000 |
20 |
12 |
47 |
5600 |
14 |
12 |
4 |
|
18 |
5600 |
10 |
16 |
48 |
7500 |
10 |
15 |
5 |
|
19 |
6300 |
10 |
18 |
49 |
4000 |
8 |
16 |
3 |
|
20 |
12000 |
8 |
15 |
50 |
14500 |
15 |
18 |
2 |
|
21 |
17000 |
14 |
10 |
51 |
7100 |
14 |
13 |
4 |
|
22 |
7100 |
8 |
15 |
52 |
11500 |
12 |
14 |
5 |
|
23 |
8500 |
15 |
10 |
53 |
9000 |
11 |
10 |
3 |
|
24 |
6000 |
10 |
14 |
54 |
6000 |
15 |
20 |
2 |
|
25 |
14000 |
10 |
14 |
55 |
1300 |
8 |
15 |
4 |
|
26 |
1500 |
15 |
15 |
56 |
9500 |
10 |
17 |
5 |
|
27 |
9000 |
13 |
10 |
57 |
10000 |
16 |
14 |
3 |
|
28 |
11500 |
10 |
12 |
58 |
12000 |
12 |
19 |
2 |
|
29 |
8500 |
12 |
17 |
59 |
8500 |
17 |
12 |
4 |
|
30 |
11000 |
13 |
13 |
60 |
13500 |
14 |
17 |
5 |
Лабораторная работа №6
СТРОП СИНТЕТИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ
ЛЕНТОЧНЫЙ
6.1. Цель работы: изучить основные технические данные и назначение строп.
6.2 Паспорт СТЛ 3.0 B2N-PES- 3,5 ПС
Основные технические
данные и назначение
6.2.2. Номинальная грузоподъемность
6.2.3. Тип – двухслойный двухпетлевой с накладками
6.2.4. Материал ленты: пилоэстр
6.2.5. Длина стропа, м
6.2.6. Строп текстильный ленточный (СТЛ), изготовленный из полиэстеровой текстильной ленты, предназначен для «мягкой» строповки грузов (труб, оборудования, строительных конструкций и т.п.) без повреждения их поверхностей (полированных, хромированных, покрытых изоляций и т.п.) в обычных условиях (климатическое исполнение У), а также в температурном диапазоне окружающей среды от -40ْ С до +100ْ С.
6.3. Комплектность.
В комплект поставки стропа входит паспорт и конструкция по эксплуатации в количестве 1 шт на комплект стропов, поставляемых в один адрес.
6.4. Свидетельство о приёмке
Строп синтетический текстильный ленточный №
соответствует ТУ РБ 01358198.022-99 и технической документации, признан годным для эксплуатации.
6.5. Транспортирование и хранение
Транспортирование стропов – по группе условий хранения 6 ГОСТ 15150 транспортом любого вида; хранение по группе условий хранения 5 ГОСТ 15150; транспортная маркировка – по ГОСТ 14192.
6.6. Основные правила эксплуатации
6.6.1. Эксплуатация стропа должна осуществляться строго в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов», настоящим паспортом на конкретный строп и требованиями на ТУ РБ 01358198.022-99.
6.6.2. Каждый поступивший на предприятие строп подлежит регистрации его владельцем в журнале учёта и осмотра стропов с указанием обозначения и номера стропа.
6.6.3. Строп до пуска в работу должен быть подвергнут владельцем полному техническому освидетельствованию (осмотру).
Строп, не прошедший осмотр, к работе не допускается.
6.6.4. В случае применения редко используемого стропа или после истечения гарантийного срока хранения, он должен быть подвергнут испытанию статической нагрузкой, превышающей номинальную на 100% в течение 10 минут.
6.6.5. Бракуются и не допускаются в эксплуатацию стропы, у которых выявлено хотя бы одно из следующих повреждений:
а) разрушение более чем на 10% нитей основы (порезы, разрывы, потёртости и т.п.);
б) Разрыв швейных соединений в местах соединения концов ленты, которые обеспечивают несущую способность стропа;
в) деформация стропа вследствие тепловых воздействий (трение, тепловое излучение);
г) повреждения, вызванные воздействием агрессивных сред;
д) повреждения накладок (деформации, трещины, разрывы).
6.6.6. Бракованный строп должен быть подвергнут утилизации или восстановлению на предприятии-изготовителе.
6.6.7. В процессе эксплуатации стропа владелец должен проводить его осмотр каждые 10 дней (за исключением редко используемых), а редко используемый строп – перед выдачей его в работу.
Строп в процессе осмотра которого выявлены повреждения сверх нормативов, указанных в п. 6.6.5., бракуется и должен изыматься из работы.
6.6.8. Результаты осмотра и испытания стропа записываются в журнал учёта и осмотра.
Разрешение на эксплуатацию стропа записываются в журнал учёта и осмотра лицом, выдавшим разрешение.
Инженерно технический работник по надзору за безопасной эксплуатацией грузоподъёмных машин обязан осуществлять надзор за техническим состоянием и безопасной эксплуатацией стропа и принимать меры по предупреждению нарушений правил безопасности, а также не должен допускать эксплуатацию грузоподъёмной машины при отсутствии соответствующих по массе и характеру перемещаемых грузов стропа или неисправности.
При попадании стропа в контакт с щелочами необходима очистка водой или специальными средствами.
Стропы, которые стали влажными в результате очистки или эксплуатации должны быть просушены натуральным способом, без воздействия источника прямого тепла.
Стропольщики должны проводить осмотр стропа перед его применением.
Неисправный строп, не имеющий этикетки, не должен находиться в местах производства работ.
7. Гарантии производителя.
Изготовитель гарантирует соответствие стропа техническим характеристикам, приведённым в данном паспорте (при соблюдении потребителем условий хранения и эксплуатации) в течение 3-х месяцев до дня ввода в эксплуатацию при одноименном режиме работы в пределах гарантийного срока хранения (12 месяцев со дня выпуска стропа).
8. Сведения о закреплении изделия при эксплуатации
|
Наименование изделия |
Должность, фамилия и инициалы |
Основание (наименование, номер и дата документа) |
Примечание |
|
|
закрепление |
открепление |
Строп заводской
№____________
9. Техническое освидетельствование специальными контрольными органами
|
Дата освидетель- ствования |
Результаты освидетельствования |
Периодичность освидетель- ствования |
Срок следующего освидетельствования |
Должность, фамилия, подпись ответственного представителя контрольного органа |
10. Схемы строповки
|
Номинальная грузоподъемность основной схемы, тс |
Цвет ленты |
Грузопдъёмность схем строповки, тс |
||||||||
|
Основная прямая |
Петлёй «удавкой» |
Перекинутая вертикальн. под углом |
Двойной строп. Двухветвевой |
Строп В ¾ петли четырехветвевой |
||||||
|
β=0(±7°) |
β=0-45° |
β=46-60° |
β=0-45° |
β=46-60° |
β=0-45° |
β=46-60° |
||||
|
М=1 |
М=0,8* |
М=2 |
М=1,4 |
М=1* |
М=1,4* |
М=1* |
М=2,1* |
М=1,5* |
||
|
1,0 |
Фиолетовый |
1,0 |
0,8 |
2,0 |
1,4 |
1,0 |
1,4 |
1,0 |
2,1 |
1,5 |
|
2,0 |
Зелёный |
2,0 |
1,6 |
4,0 |
2,8 |
2,0 |
2,8 |
2,0 |
4,2 |
3,0 |
|
3,0 |
Жёлтый |
3,0 |
2,4 |
6,0 |
4,2 |
3,0 |
4,2 |
3,0 |
6,3 |
4,5 |
|
4,0 |
Серый |
4,0 |
3,2 |
8,0 |
5,6 |
4,0 |
5,6 |
4,0 |
8,4 |
6,0 |
|
5,0 |
Красный |
5,0 |
4,0 |
10,0 |
7,0 |
5,0 |
7,0 |
5,0 |
10,5 |
7,5 |
|
6,0 |
Коричневый |
6,0 |
4,8 |
12,0 |
8,4 |
6,0 |
8,4 |
6,0 |
12,6 |
9,0 |
|
8,0 |
Синий |
8,0 |
6,4 |
16,0 |
11,2 |
8,0 |
11,2 |
8,0 |
16,8 |
12,0 |
|
10,0 |
оранжевый |
10,0 |
8,0 |
20,0 |
14,0 |
10,0 |
14,0 |
10,0 |
21,0 |
15,0 |
* - Коэффициент строповки для симметрично подвешенного груза
Лабораторная работа №7.
ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ.
7.1. Цель работы: изучить конструкцию электромагнитов.
А) Масса обмоток электромагнита составляет около 12,5% массы электромагнита при медной обмотке и 10% - при алюминиевой.
Грузоподъёмные электромагниты изготавливаются круглыми и прямоугольными, а также в виде различных специальных форм.
Круглые электромагниты предназначены для стальных и чугунных грузов относительно небольших размеров или неопределённой формы: плит, болванок, различного скрапа, чугунных чушек, стружки, пакетов, рулонной стали и т.п. Они используются также для подъёма бойных шаров, которые при падении дробят крупный чугунный металлолом.
Прямоугольные электромагниты предназначены для стальных и чугунных длинномерных грузов: рельсов, балок, стального проката круглого, прямоугольного и других профилей, труб, листовой стали и т.п. В зависимости от длины грузов применяют два и более прямоугольных магнита, подвешенных на одной траверсе крана. Электромагнитами любых типов можно проводить кантование листов, слябов и других грузов.
Анализ отечественных и зарубежных конструкций электромагнитов показывает, что геометрические соотношения основных размеров в различных сериях электромагнитов близки. Например, для круглых электромагнитов отношение высоты к диаметру составляет 0,2-0,3, а отношение внутреннего диаметра полюса к внешнему равно 0,26-0,36.
Основной показатель грузоподъёмности электромагнитов – коэффициент отношения грузоподъемности электромагнита к его массе КГ. Э.. У круглых магнитов с медной обмоткой КГ. Э.=6÷16, а у прямоугольных КГ. Э.=5÷26 (при подъёме плиты). При алюминиевой обмотке круглые магниты имеют КГ. Э.=13÷26, прямоугольные имеют КГ. Э.=25÷43. таким образом, для подъёма массивных грузов с плоской ровной поверхностью целесообразнее применять прямоугольные магниты. Круглые магниты эффективнее использовать для поднятия скрапа, чушек, стружки и т.п.
Электромагниты, у которых в процессе работы по люсные башмаки подвергаются сильному износу, изго тавливают с болтовым соединением частей магнитопровода. Применение алюминиевой обмотки с наружной ок сидной пленкой снижает массу электромагнита на 15— 20%, но при этом повышается расход электроэнергии на 30%, поэтому применение таких электромагнитов огра ничено.
Вес поднимаемого груза на единицу площади элект ромагнита составляет 7—16 Н/см2. Удельная потребляе мая мощность на единицу веса поднимаемого груза находится в пределах 2—7 Вт/Н, а в ряде случаев для электромагнитов с малой грузоподъемностью она сни жается до 1—2 Вт/Н.
Электромагниты со встроенным питанием от батарей потребляют в среднем 0,4—1,2 Вт/Н. Они надежны и безопасны в эксплуатации, но имеют ограниченную про должительность непрерывной работы и увеличенную массу, а также неудобны в обслуживании.
Электромагниты постоянного тока серий М и ПM соответствуют ГОСТ 10130-74. Они предназначены для работы во невзрывоопасной окружающей среде и высоте над уровнем моря не более 2000 м, имеют степень защиты IP34. Номинальное напряжение 220 В, режим работы ПВ≤50% при работе с холодным грузом. Допускается работа при ПВ более 50%, а также с грузами, имеющими температуру до 500° С, при условии соответствующе го снижения напряжения на катушке электромагнита.
Технические данные электромагнитов серий М к ПМ
|
Тип электромагнита |
Номинальный ток катушки, А |
Грузоподъемность, кг, при грузе |
||||
|
Болванка или плита |
Чугун в чушках |
Скрап стальной |
Стружка стальная |
Бойный шар |
||
|
М 22В М 42В М 62В М 40,Б ПМ 15Б ПМ 25Б |
10,5 32,5 56,5 32,5 10,5 20,0 |
6000 16000 20000 - 7000 14000 |
20 60 1800 - - - |
20 60 1800 - - - |
20 60 1800 - - - |
- - - 10000 - - |
Технические данные электромагнитов приведены в табл. 6-6, причем ток соответствует нагретой катушке, а грузоподъемность г- холодному грузу. Обмоточные дан ные катушек указаны в табл. 6-7.
Обмоточные данные катушек электромагнитов
|
Параметры катушки |
Тип электромагнитов |
||||
|
М 22В |
М 42В М 40Б |
М 62В |
ПМ 15Б |
ПМ 25Б |
|
|
Марка провода Размер голого провода, мм Число витков Сопротивление при 20°С, Ом Масса меди, кг Число секций Число витков в секции Толщина и ширина межвитковой изоляции, мм |
ПСД 1,5х3,1 260 13,50 155 1 2600 - |
ЛММ 0,5х25 1488 4,49 361 4 372 0,2х26,5 |
ЛММ 1,25х25 1662 2,58 1270 6 277 0,3х26,5 |
ПСД 1,8х3,35 2322 14,00 240 2 1161 - |
ЛММ 0,4х22 1152 7,23 290 8 144 0,2х23 |
Корпус отливается из малоуглеродистой стали 25Л и имеет относительно высокую магнитную проницаемость. Внутри корпуса находится катушка, которая снизу закреплена стальной шайбой толщиной 2—3 мм, при варенной к корпусу.
Обмотка состоит из одной или нескольких секций, пропитанных нагревостойкой эмалью. Витки обмотки из медной ленты изолированы друг от друга асбестовой бумагой. Секции соединены последовательно. Обмотка электромагнита расклинивается по внутреннему и на ружному диаметру относительно корпуса. Применяемые в электромагнитах изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости не ниже F.
С наружной части катушка защищена от ударов о груз толстой стальной немагнитной шайбой (плитой). В круглых магнитах немагнитная шайба удерживается при помощи дугообразных стальных полос, приваренных к корпусу, а в прямоугольных — внутренним полюсом, закрепленным болтами на корпусе, и профильной план кой, приваренной снизу к корпусу. Круглый электромаг нит М 40Б для подъема бойного шара выполняется с центральной выемной частью полюса и выступающим наконечником магнитной системы по наружному пери метру электромагнита; наконечник приварен к корпусу и образует с выемной частью полюса в зоне прилегания к грузу сферическую поверхность. После сборки катушки все пустоты в корпусе заливают нагревостойкой полимеризующейся массой для повышения механической и электрической прочности катушки и улучшения отвода тепла от катушки.
|
Тип |
Габаритные размеры, мм |
Масса, кг |
|||||||
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
Ж |
И |
||
|
М 22В М 42В М 40Б М 62В |
785 1170 1150 1650 |
825 1120 1110 1335 |
325 325 325 440 |
275 275 275 390 |
225 300 300 480 |
175 250 250 250 |
100 150 150 150 |
35 45 45 45 |
550 1500 1600 3300 |
Коробка выводов защищена от механических пов реждений массивным стальным литым кожухом. Внутри кожуха находятся изоляционная крышка, закрывающая выводные концы катушки и болт заземления. Питающий кабель вводится в коробку выводов через резиновую втулку и дополнительно закрепляется на входе клицей.
Подвеска круглых электромагнитов осуществляется посредством цепи, состоящей из трех элементов (смы чек), закрепленных в проушинах корпуса. Смычки вы полнены таким образом, чтобы предотвратить закручи вание и обеспечить строго горизонтальное положение подвешенного электромагнита.
Грузоподъемность электромагнитов при различных видах грузов
|
Тип электромагнита |
Количество электромагнитов, работающих на одном кране |
Вид груза |
Размеры груза, мм |
Поднимаемое кол-во, шт. |
Масса груза, кг |
|
|
1 шт. |
общая |
|||||
|
М 42В |
1 1 1 2 2 2 4 4 4 4 |
Изложницы Стальные пробки для изложниц Листы - - - - - - - |
- Ø330, высота ≤100 60х2000х6000 5х1400х4500 12х1800х7300 26х1250х7400 6х1300х12000 8х1600х12000 10х1950х12000 12х2500х12000 |
1 ≤16 1 11 3 ≤3 8 5 4 3 |
≤12500 64 5650 250 1250 1900 750 1200 1850 2850 |
- 1000 - 2750 3750 5700 6000 6000 7400 8500 |
|
М62В |
1 1 1 1 |
Обрезки блюмов с t 120°С Обрезки рельсов Рулоны стали с t 300°С Прессованные пакеты |
≈ 90х110х230 мелкие - - |
≤12 - 4 3 |
- - 2500 1000 |
2000 800 10000 3000 |
|
ПМ 15Б |
1 1 1 1 1 |
Листы - - - Квадрат |
6х1000х1750 6х1400х4200 14х1000х6000 100х1000х4000 450х450х4500 |
8 4 2 1 1 |
85 280 660 3200 7200 |
1680 1120 13020 - - |
|
ПМ 25Б |
1 1 1 |
Блюмы с t 200°С Блюмы с t 200°С Слябы |
300х300х4500 270х270х4500 108х1010х4200 |
1 5 3 |
3200 2700 3600 |
12800 13500 10800 |
|
ПМ 15Б |
1 2 2 2 2 2 4 4 4 |
Слябы Рельсы Р-50 Рельсы Р-65 Рельсы Р-75 Листы Квадраты Рельсы Р-50 с t 500°С Рельсы Р-65 с t 500°С Рельсы Р-75 с t 500°С |
112х760х4200 длина 12500 длина 12500 длина 12500 7х1800х7000 65х65х6000 длина 25000 длина 25000 длина 25000 |
5 10 9 7 10 21 10 9 7 |
2800 625 813 938 700 200 1250 1625 1875 |
14000 6250 7300 6575 7000 4200 12500 14600 13150 |
ЧАСТЬ 2. ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ.
Лабораторная работа N 1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕОСНОВНЫХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАСЫПНЫХ ГРУЗОВ.
1.1 Цель работы
1.1.1. Определить насыпную массу и угол естественного откоса груза.
1.1.2. Определить угол и коэффициент внутреннего трения насыпного груза.
1.1.3. Изучить методику определения этих параметров и их влияние на выбор транспортирующих машин.
1.2. Основные теоретические положения
Выбор типа транспортирующих машин и их параметров связан с физико-механическими свойствами транспортируемых грузов. Насыпные транспортируемые грузы характеризуются следующими свойствами: кусковатостью частиц, насыпной плотностью, подвижностью, абразивностью, влажностью, липкостью, слеживаемостью, смерзаемостью, взрываемостью, ядовитостью, коррозирующими свойствами.
Кусковатостью( или гранулометрический состав) частиц груза характеризуется линейными размерами однородных частиц в заданном объеме(пробе). По размерам частиц насыпные грузы делятся по категориям кусковатости - от пылевидных ( а <= 0,05 мм) до особо крупнокусковатых ( а > 320 мм).
По однородности грузы разделяют на рядовые ( К > 2,5) и сортированные (K<=2,5)
где Lmax и Lmin - линейные размеры наибольшей и наименьшей частиц груза.
Кусковатость частиц насыпного груза учитывают при выборе транспортирующей машины, ширине несущего органа, при определении входных и выходных отверстий бункеров.
Насыпной плотностью p называют массу единицы объема груза. Она зависит от кусковатости и влажности частиц груза. По плотности грузы делятся на: легкие(p<=0,6т/м3), средние(p=0,6...1,0т/м3), тяжелые(p=1,1...2,0т/м3), весьма тяжелые(p>2,0т/м3). Плотность груза учитывается при определении расчетных линейных нагрузок и массовой производительности транспортирующих машин.
Подвижность частиц груза характеризуется коэффициентами внутреннего и внешнего трения и углом естественного откоса груза.
Коэффициент внутреннего трения fв зависит от давления в грузе и сил сцепления между частицами и связан с углом трения зависимостью fв=tgφ. Угол трения φ определяется из диаграммы напряжений(рис 1.1), на которой показана зависимость касательных напряжений T(напряжение среза) от нормальных напряжений сжатия S. Касательное напряжение T0 соответствуют начальному сопротивлению сдвига и характеризуют силу сцепления частиц между собой. Хорошо сыпучие грузы имеют T0 близкие к нулю. Начальное сопротивление сдвига зависит от размеров частиц, степени уплотнения и влажности груза.
Угол естественного откоса α - угол между поверхностью откоса и горизонтальной плоскостью(рис.1.2). Величина угла α зависит от кусковатости частиц и влажности груза. Различают угол естественного откоса в покое αn и в движении αд. Обычно αд=0,7αn, так как в последнем случае на частицы груза действуют дополнительно динамические силы. Для хорошо сыпучих грузов α=φ.
Величина естественного откоса используется при определении площади сечения груза на несущем органе конвейера.
1.3 Лабораторные установки
1.3.1. Насыпная плотность груза определяется с помощью мерного цилиндра ёмкостью 1л. Цилиндр имеет шибер, которым срезаются излишки насыпанного в цилиндр груза. Оставшийся груз взвешивается и насыпная плотность p(т/м3) определяется по формуле:
Где - масса, т; - объем цилиндра, м³
Рис 1.1
1.3.2. Угол естественного откоса измеряется с помощью мерного цилиндра и двух линеек. Для этого мерный цилиндр, наполненный грузом, необходимо поставить на горизонтальную плоскость шибером вниз (дном вверх), вытянуть шибер и медленно поднять цилиндр. Груз при этом образует на плоскости конический штабель. Замеряется диаметр штабеля В (рис. 1.2) и высота треугольника ab - касательной к поверхности штабеля в т. а и вертикальной bc.
Угол естественного откоса определяется по формуле
1.3.3. Коэффициент внутреннего трения определяется путем построения диаграммы напряжений(см. рис.1.1) по результатам измерений на лабораторной установке(см. рис. 1.3), которая состоит из короба 1 для насыпного груза, рамки 2, соединенной шнуром 3 с подвеской для разновесов 4. Для определения коэффициента внутреннего трения необходимо груз засыпать в подвижную рамку 2 на высоту h. Путем последовательной установки разновесов на подвеску добится начала движения рамки 2.
Повторить опыт еще 203 раза при различной высоте груза h.
Определить напряжения G(Па) и T(Па) по формулам
где ρ- плотность груза, кг/м³; h - высота груза в рамке, м; mгр- масса грузов на подвеске, требуемых для передвижения груженой рамки, кг; mп- масса грузов на подвеске, требуемых для передвижения порожней рамки, кг; A - площадь груза в рамке, м²; g - ускорение свободного падения, м²/с; η=0,97 - к.п.д. блока.
По полученным результатам построить диаграмму напряжений (рис 1.1) в координатах T-G. Для этого необходимо провести прямую наиболее близко отстоящую или проходящую через экспериментальные точки и продлить ее до пересечения с ординатой G.
Угол между прямой "ac" и ординатой G и будет углом внутреннего трения φ, а коэффициент внутреннего трения
1.4 Порядок выполнения работы
1.4.1. Определить насыпную плотность груза как указано в п. 1.3.1. и результаты свести в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
|
Материал |
Масса груза в цилиндре , кг |
Объем цилиндра, м³ |
Насыпная плотность, кг/м³ |
1.4.2. Определить угол естественного откоса груза как указано в п. 1.3.2 и результаты свести в таблицу 1.2.
Таблица 1.2
|
Насыпной груз |
Угол естественного покоя |
|
|
В покое αп |
В движении αд |
|
|
Сухой песок |
||
|
Влажный песок |
1.4.3. Определить коэффициент внутреннего трения груза (песка) по методике, изложенной в п. 1.3.3. и результаты свести в таблицу 1.3.
Таблица 1.3
|
№ опыта |
Fn, кг |
Fгр, кг |
h, м |
А, м² |
G = h∙ρ∙g, Па |
τ=(mгр-mп)gη -------------- А, Па |
|
1 2 3 4 |
||||||
По результатам табл. 1.3. построить диаграмму напряжений T-G и определить коэффициент внутреннего трения по формуле (1.5).
1.5. Требования по технике безопасности
Перед выполнением лабораторной работы преподаватель обязан проинструктировать студентов по ТБ на рабочем месте.
1.6 Требования к состоянию отчета
Отчет составляется каждым студентом самостоятельно. В отчете должны быть отражены результаты опытов и сделаны выводы по этим результатам.
1.7 Литература
1.7.1. / 1/, с. 29...34.
Лабораторная работа N 2.
ТЯГОВЫЕ ОРГАНЫ КОНВЕЙЕРОВ.
2.1 Конвейерные ленты и тяговые цепи
2.1.1. Ленты конвейерные резинотканевые ГОСТ 20-85
Конвейерные ленты используются в качестве тягового и грузонесущего органа. Основными параметрами ленты являются: ширина, прочность, относительное удлинение и толщина обкладок. Нормальный ряд ширины ленты определяется ГОСТ 20-85: 100, 200, 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1500, 2000, 2500, 3000 мм. Ширина ленты зависит от производительности конвейера и кусковатости груза.
Прочность на разрыв, т.е. усилие, которое может длительное время передавать лента, определяет максимально возможную длину конвейера, мощность привода и его конструкцию(одно, двух или трехбарабанный).
Относительное удлинение ленты влияет на выбор конструкции натяжного устройства.
Толщина обкладок ленты зависит от типа груза и его физико-механических свойств. Обкладки служат защитой тягового каркаса от повреждения и изнашивания, а также от влаги окружающей среды.
Совершенствование конвейерных лент идет в направлении повышения их прочности, износостойкости и уменьшения относительного удлинения.
ГОСТ 20-85 предусматривает изготовление лент резиноткканевым каркасом четырех типов: 1, 2, 3, 4 и следующих видов:
общего назначения(1.1; 2.1; 2.2; 2Л; 3;4) (-45ºt+60º),
морозостойкие(1.1М; 1.2М; 2М) (-60t+60º),
теплостойкие (2Т1; 2Т2; 2Т3) (-25ºt+60º).
трудновоспламеняющаяся морозостойкая (1.2ШМ; 2 ШМ) (-45ºt+60º)
пищевые (2ПЛ; 3П; 4П) (-25ºt +60º).
Ленты (Рис. 2.1) типа 1 имеют резиновые обкладки рабочей и нерабочей поверхностей и резиновые борта и подразделяются на два подтипа:
2.1.1.1. - для очень тяжелых условий эксплуатации - с защитной прокладкой (G=200 Н/мм) или брекерную прокладку(σ = 40, 100Н/мм), и также трудновоспламеняющиеся(1.2Ш; 1.2ШМ) с брекерной прокладкой.
Ленты типа 2 изготавливают с резиновыми обкладками рабочей и нерабочей поверхности и резиновыми бортами.
Ленты типа 3 и 4 изготавливают с резиновыми обкладками рабочей и нерабочей поверхности и нарезными бортами.
Для изготовления конвейерных лент применяют технические ткани: основа и уток из полиамидных нитей – ТА-100, ТК-100, ТК-200-2, ТА-300, ТК-300, ТА-400, МК-400/120 ГОСТ 18215-80; основа из полиэфирных нитей, а уток из полиамидных – ТЛК-200, ТЛК-300 ГОСТ 22510-55; комбинированных тканей (полиэфир и хлопок) БКНЛ-65, БКНЛ-65-2 ГОСТ 19700-74.
(БКНЛ – бельтинг из комбинированных нитей с лавсаном; ТК, ТА – ткань капроновая, анидная; ТЛК – ткань из лавсана для основы ленты и из капрона – для утка).
Удлинение лент при рабочих нагрузках достигает 3,5%, а прочность по утку 30-40% прочности по основе, что позволяет их стыковывать механическим способом. Прочность ткани находится в пределах 0,54 – 2,98 кН/см ширины.
Полиамидные ткани имеют большую прочность в сухом и влажном состоянии, эластичны, но имеют большое относительное удлинение и плохо склеиваются с резиной, для чего ткань пропитывается адгезионными составами.
Пожароопасные антистатические ленты имеют обкладки из поливинилхлорида(ПВХ) и тканевые прокладки пропитанные огнестойким составом на основе поливинилхлорида. Они имеют низкий коэффициент трения.
Конвейерная лента имеет условное обозначение:
Лента 1.1х1600х4хМК – 400/120-3х8-2хА ГОСТ 20-85, где на первой позиции(1.1) ставится тип и подтип ленты, на второй позиции(1600) ширина ленты в мм, на третьей позиции(4)- количество прокладок, на четвертоц(МК-400/120-3) – тип ткани и ее прочность на основе и утку в Н/мм; на пятой (8) – толщина рабочей обкладки в мм, на шестой (2) – толщина нерабочей обкладки в мм, на седьмой (А) – класс резины обкладок, на восьмой – ГОСТ.
Пример:
Лента 4Пх500х2хБКЛН-65х2х1хП ГОСТ 20-85
Лента типа 4 пищевая, шириной 500 мм с 2-мя прокладками из ткани БКЛН-65, с рабочей обкладкой толщиной 2 мм и нерабочей 1 мм из резины класса П.
Число тяговых прокладок в зависимости от типа ленты, ее ширины и их прочности находятся в пределах от 1 до 6.
Максимально допустимую(расчетную) рабочую нагрузку на основе вычисляют по формуле (ГОСТ 20-85)
P=p1·в·n,
где p1 – максимально допустимая рабочая нагрузка одной тяговой прокладки, Н/мм;
в – ширина ленты, мм;
n – число тяговых прокладок каркаса.
Срок службы ленты в зависимости от условий эксплуатации, типа ткани и класса обкладки для лент 1 типа – 24-40 месяцев, 2 типа – 12-79 месяцев, 3 и 4 типов – 70 месяцев.
Резинотросовые ленты (рис.2.1) состоят из ряда параллельно расположенных и завулканизированных в резину латунированных тросов и резиновых обкладок с обеих сторон. Они имеют большую прочность, малое удлинение, большую гибкость продольную и поперечную, что позволяет увеличивать угол наклона боковых роликов до 45º, большой срок службы.
Ленты РТЛ бывают двух типов:1 и 2.
Ленты типа 1 (1РТЛ-500) изготавливаются с тканевыми прокладками, расположенными в толще защитных обкладок и предназначаются для транспортировки крупнокусковых грузов.
Ленты типа 2 (2РТЛ-500) имеют бестканевую конструкцию и предназначаются для рядовых грузов.
Ленты РТЛ изготавливаются по ТУ 38105841-75 длиной от 70 до 400 м.
2.1.2. Правила приемки ленты
Для проверки соответствия качества лент требованиям ГОСТ 20-85 их подвергают испытаниям, при этом проверяется внешний вид, длина, маркировка, ширина, толщина, прочность при растяжении, относительное удлинение, сопротивление истиранию, физико-механические показатели на основе и утку (прочность прокладки на разрыв) и др.
При получении неудовлетворительных результатов проводят испытания на удвоенном количестве образцов, взятых от той же партии ленты и результаты проверки распространяют на данную ленту в партии.
2.1.3. Методы испытаний
Внешний вид ленты проверяется визуально. Длину ленты проверяют счетчиком метража, ширину – рулеткой не менее чем на трех участках, через 10 м, толщину – толщинометром в трех точках через 10 м.
Прочность ленты определяют на разрывной машине на образце прокладки ленты длиной 200,0±1,0 мм.
где p2– прочность при разрыве, Н;
в – ширина образца, мм.
Относительное удлинение ленты проверяют нагрузкой на 10% больше, чем номинальная на отрезке ленты длиной не менее 400 мм, шириной 50±1,0 мм при полном количестве прокладок(можно без резиновых обкладок) и определяют по формуле:
где l0 – начальная длина рабочего участка, мм;
l1 – длина рабочего участка в момент измерения, мм/
прочность при растяжении и относительное удлинение обкладочных резин определяют по ГОСТ 270-75, морозостойкость по ГОСТ 408-78, истирание обкладочных резин всех типов по ГОСТ 426-77, определение твердости по Шору А – по ГОСТ 263-75 и т.д.
2.1.4. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
Ленты должны иметь четкую маркировку. Ленты типов 1, 2 и 3, в=500 мм должны иметь рельефную маркировку, а типа 3, в=600 и типа 4 всех ширин маркировку на ярлыке из любого материала, обеспечивающую ее сохранность при транспортировании и хранении. Ленты, имеющие рельефную маркировку, также должны иметь маркировку на ярлыке.
Маркировка должна содержать: товарный знак и наименование предприятия изготовителя, тип и вид ленты, тип ткани, ширину и количество прокладок, толщину обкладок и класс резины, номер ленты, год изготовления.
Пример:
Ленты типа 1 наматываются на бобину диаметром 400 мм, а типы 2, 3 и4 сматываются в рулон и перевязываются тканевой лентой.
Ленты транспортируют транспортом всех видов. Масса брутто пакета не должна превышать 1 т.
Хранят ленты в закрытых помещениях при температуре -5ºt +30ºС не ближе 1 м от отопительных приборов и должны быть защищены от воздействия прямых солнечных и тепловых лучей, кислот, щелочей, масел, бензина, керосина их паров и других веществ, разрушающих резину и ткань. Рулоны ленты должны находится в горизонтальном положении (не на торце) не более, чем в два ряда.
После транспортирования ленты при отрицательной температуре она перед монтажом должны быть выдержана при t=20±5ºС не менее 24 часов.
2.1.5. Гарантии изготовителя
гарантийный срок хранения ленты типов 1 и 2 всех видов за исключением лент с нарезными бортами и пищевых – 12 месяцев со дня изготовления. Гарантийный срок лент типа 2 с нарезными бортами и пищевых, а также типов 3 и 4 – 4 месяца со дня изготовления.
Гарантийный срок эксплуатации лент общего назначения, морозостойких и трудновоспламеняющихся для шахт – 12 месяцев, теплостойких вида 2Т1 и пищевых – 6 месяцев, теплостойких вида 2Т2 – 4 месяца, 2Т3 – 3 месяца со дня выхода их в эксплуатацию.
2.1.6. Основные правила стыковки резинотканевых лент
Стыковка лент производится горячей и холодной вулканизацией, а также механическим способом. Перед вулканизацией концы ленты разделывают (см. рис. 2.1).
Для горячей вулканизацией требуется клей (марка указывается заводом изготовителем, можно "Лейконат"), резина прослоенная =0,540 мм, резина обкладочная каландрованная G=2 мм, бензин(БР-1(БР-2), этилацетат, вулканизационный процесс, обеспечивающий давление на ленту не менее 1 МПа и t=150º. В зависимости от толщины ленты процесс вулканизации производится от 10 до 45 минут ( а при t=145º от 20 до 70 минут). Пресс снимают с ленты после охлаждения его до 70ºС.
Длины стыка определяются по формуле:
Lст = lст∙(i-⅓)+⅓в+2l3
где lст = 100350 мм, длина средней ступеньки;
i - число прокладок;
l3 = 30 – 120 мм, ширина заделки стыка;
в - ширина ленты, мм.
Для холодной вулканизации лент используются те же материалы, что и при горячей вулканизации.
Длина стыка определяется по формуле:
Lст = lст∙(i-⅓)+⅓в
Стык для набора полной прочности должен быть выдержан в течение 24 часов без пуска конвейера под нагрузкой.
Концы резинотросовой ленты соединяются только вулканизацией. Перед вулканизацией тросы очищают от резины и промывают бензином. Тросы одного конца ленты укладывают в свободные промежутки между тросами другого конца ленты, покрываются клеем, сырой резиной, текстильными прокладками, обкладками и вулканизируют.
2.1.7. Основные правила эксплуатации конвейерных лент
Тип и вид ленты должен соответствовать условиям ее применения, определяемым ГОСТ 20-85.
Конвейеры, работающие в тяжелых условиях эксплуатации, должны быть оборудованы устройствами, снижающие ударные нагрузки на ленту и предотвращающими продольные прорывы ленты.
Надзор за правильной эксплуатацией ленты осуществляется ответственным должностным лицом.
Резинотканевые ленты стыкуют горячей и холодной вулканизацией по инструкциям разработчиков и изготовителей лент. Ленты из тканей прочностью не более 100 Н/мм, шириной до 1200 мм допускается стыковывать механическим способом по документации соответствующих ведомств и министерств, согласованных с разработчиком.
При отсутствии ленты, рекомендованной в инструкции по эксплуатации конвейера, допускается замена ленты при следующих условиях:
2.2 Цепи тяговые
2.2.1. Пластинчатые цепи
Стандарт устанавливает четыре типа тяговых пластинчатых цепей:
1 – втулочные (рис.2.2),
2 – роликовые (рис.2.3),
3 – катковые с гладким катком с подшипниками скольжения (рис.2.4),
4 – катковые с ребордами на катках с подшипниками скольжения (рис.2.5).
Цепи каждого типа должны изготавливаться следующих исполнений:
1 – неразборная со сплошными валиками (М),
2 – разборная со сплошными валиками(МЯ),
3 – неразборная с полыми валиками(МС).
Для соединения отрезков неразборной цепи исполнений 1 и 3 должны применятся соединительные звенья в виде наружных звеньев с одной съемной пластиной. Допускается в звеньях неразборных цепей неразборное соединение валиков с одной пластиной расклепанной.
Размеры цепей и масса должны соответствовать ГОСТ 588-81.
Для тяговых пластинчатых цепей устанавливается несколько типов специальных пластин для присоединения (1.1; 1.2; 1.3; - с одним, с двумя и тремя отверстиями в полке; 2.1; 2.2; 2.3 – без полки с одним, с двумя и тремя отверстиями; 3 – удлиненные валики).
Присоединительные пластины могут располагаться с одной стороны – 1, и с двух сторон – 2.
Пример условного обозначения:
М112-2-100-1 ГОСТ 588-81,
где М – тяговая пластинчатая цепь со сплошными валиками;
112 – разрывающая нагрузка, кН;
2 – тип цепи;
100 – шаг цепи, мм;
1 – исполнение цепи.
М112-2-200-1-1.3-3-1-3 ГОСТ 588-81
Та же цепь с присоединительной пластиной типа 1.3 исполнения 3 с односторонним ее расположением 1 и чередованием через 3 шага.
М112-2-100-1-3-1-3 ГОСТ 588-81
Та же цепь с присоединительными элементами типа 3 с односторонним их расположением 1 м чередованием через 3 шага.
2.2.1.1. Технические требования
Цепи должны изготавливаться согласно ГОСТ 588-81 длиной отрезка согласно требованиям заказчика. Марки сталей для цепей и твердость их элементов должны обеспечивать разрушающие нагрузки и твердость не менее указанных в ГОСТе. Пластины изготавливаются из стали 40, 45, 50 с термообработкой до HRC 27-355; валики из стали 40, 45, 50 (HRC 40-50), стали 20Г, 20Х, 40Х (HRC 50-62); втулки из стали 15 и 20 (HRC 50-58).
Допускается изготовление катков из чугуна с твердостью поверхности катания не менее HRC 35.
Собранная цепь должна иметь легкую подвижность в шарнирных соединениях.
Каждая партия цепей, в которую входит не более 500 штук, проходит испытания. Испытания проводятся на образцах, количество которых от партии достигает от 1 до 10.
Однако, проверка на отсутствие в деталях цепей окалин, трещин, заусенцев, вмятин, рисок, коррозии проходит вся партия.
Если в процессе испытаний цепей обнаружится несоответствие их хотя бы по одному параметру, проводят повторные испытание удвоенного количества образцов и эти результаты являются окончательными и распространяются на всю партию.
Рис 2.3
2.2.1.2. Методы испытаний
Внешний осмотр производят невооруженным глазом, подвижность шарниров проверяют поворотом от руки звеньев, роликов и катков при горизонтальном положении цепи, зазоры между пластинами – специальным калибром, прочность соединения валиков и втулок с пластинами – на специальных машинах, испытания на разрыв – на разрывных машинах.
Измерение длины отрезка цепи производится штангенциркулем, при этом цепь должна лежать на горизонтальной плоскости и нагружена усилием, составляющем 20% от разрушающего.
2.2.1.3. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
Маркировка товарного знака или условного обозначения изготовителя наносится клеймением не менее чем 5% наружных пластин с внешней стороны.
Консервация готовых цепей по ГОСИ 9.014-76 должна обеспечить стойкость против коррозии не менее 6 месяцев со дня консервации.
Цепи можно транспортировать всеми видами транспорта, уложенными в деревянные ящики в упаковочной бумаге или без упаковки при условии предохранении их от коррозии, загрязнения и механических повреждений.
Хранение цепей должно быть в условиях исключающих их механические повреждения и коррозию.
Завод изготовитель гарантирует срок эксплуатации цепей – 12 месяцев со дня ввода их в эксплуатацию.
2.2.2. Цепи тяговые разборные ГОСТ 589-85
Настоящий стандарт распространяется на цепи тяговые разборные, используемые в конвейерах и других ПТМ и механизмах.
2.2.2.1. Типы, основные параметры и размеры
Цепи изготавливают двух типов:
Р-1 – с вращающимися валиками (рис.2.5)
Р-2 – с фиксированными валиками (рис.2.6).
Пример условного обозначения:
Цепь Р1-80-106 ГОСТ 589-85,
где на первой позиции ставится тип цепи,
на второй – шаг звена в мм,
на третьей – разрушающая нагрузка в кН.
Основные параметры и размеры цепей определяются ГОСТом.
2.2.2.2. Технические требования
Цепи должны изготавливаться отрезками длиной по согласованию с потребителем. На поверхности деталей цепи не должно быть трещин, зажимов, расслоений и острых кромок.
Детали цепи штампуют из сталей 40, 50, 40Г2, 40Х ( HRC 27 – 38). В собранных цепях должна быть обеспечена подвижность всех шарнирных соединений. Критерием отказа цепей является увеличение среднего значения шага по зацеплению более чем на 5% от номинального значения.
2.2.2.3. Правила приемки
Соответствие цепей требованиям стандарта определяется приемосдаточными и периодическими испытаниями.
На испытание должна поступать партия цепи (длиной не более 1000 м) одного типоразмера, изготовленная за одну смену и принятая по одному документу. Из партии произвольно выбирается один образец длиной 2,5 м для проверки внешнего вида и подвижности шарнирных соединений и один пятизвездный образец для проверки размеров и испытаний на растяжение.
При испытании образца пробной нагрузкой на разрыв следует определять общее удлинение при пробной нагрузке, разрушающую нагрузку и общее удлинение при разрыве, которые должны соответствовать требованиям ГОСТа.
При неудовлетворительных результатах испытаний должно быть приведено повторное испытание удвоенного числа образцов. Результаты повторных испытаний являются окончательными и распространяются на всю партию.
Периодическим испытаниям подвергают партии цепей, выдержавших приемо-сдаточные испытания. Периодические испытания следует проводить в объеме приемо-сдаточных на одной партии цепей каждого типоразмера не реже одного раза в три года.
2.2.2.4 Методы испытаний
Внешний вид цепей производится визуально. Измерение цепей следует проводить при нагрузке, равной 0,01-0,02 разрушающей.
Масса цепи определяется взвешиванием нескольких отрезков цепи общей длиной около 15 м и вычисляется средняя фактическая масса 1 м.
Подвижность шарнирных соединений и валиков производят поворотом рукой.
Испытание на растяжение проводят на разрывной машине, при этом при испытании на растяжение пробной нагрузкой и на разрыв образец предварительно растягивают нагрузкой равной половине пробной, после чего разгружают до нагрузки равной 0,01 разрушающей. Затем образец нагружают пробной нагрузкой и определяют общее удлинение.
Далее образец нагружают до разрушения, фиксируют значение разрушающей нагрузки и определяют общее удлинение при разрыве.
2.2.2.5. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
На каждом участке цепи должно быть не менее одного звена с нанесенным клеймом, содержащим товарный знак или условное обозначение предприятия-изготовителя.
Консервация цепей по ГОСТ 10198-78.
Срок защиты цепей – 6 месяцев.
Цепи следует транспортировать без тары пакетами по ГОСТ 21929-76. Пакеты обвязываются самой цепью или проволокой по ГОСТ 3282-74. Допускается по согласованию с потребителем упаковывать цепи в дощатые ящики по ГОСТ 10198-78.
Хранение цепей по группе условий хранения ГОСТ 15150-69.
Гарантийный срок эксплуатации – 6 месяцев с момента ввода цепей в эксплуатацию.
2.2.3. Круглозвенные грузовые и тяговые цепи нормальной прочности. ГОСТ 2319-81(СТ СЭВ 2639-80).
2.2.3.1. Типы и размеры цепей(Рис.2.7.)
Круглозвенные цепи бывают двух типов:
А – короткозвенные(tB) и В – длиннозвенные (t>B)
Для этих целей устанавливаются два исполнения:
1 – калиброванные и 2 – некалиброванные.
Пример условного обозначения:
Цепь А1-10х28 ГОСТ 2319-81
Цепь В2-10х36 ГОСТ 2319-81
Материал круглая сталь: Ст2, Ст3 или сталь 10 а также 30ХГСА – легированная сталь
10 – калибр цепи, т.е. номинальный диаметр прутка, из которого изготавливается цепь, мм;
28 – шаг цепи, мм.
2.2.3.2. Технические требования
Круглозвенные цепи должны изготавливаются из круглой углеродистой стали с временным сопротивлением разрыву больше 340 МПа и относительным удлинением больше 25%.
Цепи калибров до 8 мм должны изготавливаться длиной 50 м, а калибров 9 мм и больше – длиной 25 мм или других длин по требованию заказчика.
Свариваются стыковой электросваркой методом сопротивления или оплавления и потом подвергаются термической обработке. Диаметр сварного шва должен быть не менее диаметра прутка и не должен превышать 0,1d , а ширина не больше 1,2d.
Калибровочные цепи после термической обработки подвергаются растяжению калибровочной нагрузкой.
Калибровочная цепь - это цепь, подвергнутая в процессе изготовления растяжению калибровочной нагрузкой и характеризуется повышенной точностью по шагу и нормированными предельными отклонениями для участков. (Отклонения шага цепи не более 2,5%).
Калибровочная нагрузка – это растягивающее усилие, которому подвергают участок цепи в процессе изготовления для получения заданных предельных отклонений в процессе изготовления для получения заданных предельных отклонений шага и длины участка.
(В некалиброванных цепях допускается отклонение шага до 4%).
Рабочая нагрузка – наибольшее растягивающее усилие, которому может быть подвергнута цепь при её использовании.
Звенья цепи, вставленные в процессе изготовления, должны быть обработаны также, как готовые звенья. Если звенья вставлены после испытания цепи то их следует после обработки также подвергнуть испытанию пробной нагрузкой.
Пробная нагрузка – это растягивающее усилие, которому подвергают участок цепи по всей длине после изготовления с целью проверки прочности.
2.2.3.3. Правила приемки
Изготовитель должен проводить приемо-сдаточные испытания цепей пробной нагрузкой, на разрыв, внешний осмотр и проверку размеров.
Цепи предъявляются к приемке одного размера, типа и исполнения. Приемо-сдаточные испытания проводятся на образцах, отобранных от партии, в минимальном количестве которых должен быть:
для проверки размеров звеньев участок цепи из 5 звеньев;
для проверки длины участка l калиброванной цепи – три последовательно расположенных участка;
для испытания на разрыв – один образец из пяти звеньев (для цепей d13 мм ) и из трех звеньев (для цепей d16 мм).
Испытаниям пробной нагрузкой подвергаются все отрезки партии по всей длине.
Внешнему осмотру подвергаются все звенья цепей в партии.
Результаты испытаний считают удовлетворительными, если все отрезки цепей в партии и отобранные образцы удовлетворяют техническим требованиям и соблюдаются основные параметры и размеры.
При неудовлетворительных результатах испытаний должны быть проведены повторные испытания удвоенного числа образцов, результаты которых являются окончательными и распространяются на всю партию.
Дефектные звенья заменяются.
2.2.3.4. Методы испытаний
Внешний осмотр цепей производят визуально. Размеры звеньев замеряются, как показано на рис.
Длина участка l=11t калиброванных цепей измеряется на отрезке, растянутом нагрузкой 0,1 от пробной.
Испытания цепей пробной нагрузкой и на разрыв производится на испытательной машине, при этом нагружение до значения пробной производится плавно.
При испытании на разрыв образец нагружается до разрушения.
2.2.3.5. Маркировка, упаковка, хранение и транспортировка
Цепи маркируются (клеймятся) в следующих местах:
Цепи транспортируются связками, на которых должна быть металлическая бирка с указанными на ней:
Цепи транспортируют без упаковки, смазанными антикоррозийным составом по ГОСТ 9.014-78, любым видом транспорта, с защитой от атмосферных осадков.
2.2.3.6. Гарантии изготовителя
Изготовитель гарантирует соответствие цепей стандарту, срок гарантии 9 месяцев с момента ввода цепи в эксплуатацию.
Гарантийный срок эксплуатации не распространяется на цепи, работающие в агрессивной и абразивной средах.
Лабораторная работа №3
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА.
3.1. Цель работы.
3.1.1. Изучение конструкции и работы ленточного конвейера.
3.1.2. Изучение опорных устройств конвейеров.
3.1.3. Определение силы сопротивления движению ленты на роликоопоре.
3.1.4. Определение производительности конвейера.
3.1.5 Определение мощности электродвигателя привода
конвейера.
3.2. Основные теоретические положения.
3.2.1. Ленточные конвейеры применяются для перемещения в горизонтальном и наклонном (до 20°) направлениях разнообразных на сыпных и штучных грузов или же для межоперационного транспортиро вания изделий при поточном производстве. Они получили широкое рас пространение благодаря большой производительности (до 30000 т/ч) большой длине транспортирования (до 13000 м/с) в одном ставе и до 150 км в системе из нескольких конвейеров).
Ленточные конвейеры общего назначения изготавливаются по ГОСТ 22644-77 и ГОСТ 22647-77.
Ленты в конвейерах являются одновременно и грузонесущими и тяговыми элементами.
Лента поддерживается роликоопорами и реже настилом (деревян ным, металлическим, пластмассовым). Основные параметры роликоопор установлены ГОСТ 22645-77 и ГОСТ 22646-77. Тип роликоопоры и диаметр ролика выбирают в зависимости от ее назначения, характеристики транспортируемого груза, ширины и скорости движения ленты. Верхняя, гру женая ветвь ленты поддерживается роликоопорами: прямыми (рис. 4.1, б,в) - для плоской формы ленты и желобчатыми (рис. 4.1, г-и) - на двух, трех и пяти роликах.
Дисковая роликоопора (рис. 4.1, в) предназначено, кроме поддер жания ленты, для очистки ленты от налипшего груза и устанавливается на нижней, порожней ветви ленты после ее сбегания с приводного барабана.
В зоне загрузки конвейера (рис. 4.1, е), особенно при транспор тировании кусковых грузов, устанавливают не менее трех, пяти амор тизирующих роликоопор (с резиновыми кольцами на поверхности) с шагом ≈ 0,5 м, которые служат для смягчения ударов груза о ленту и тем самым сохраняют ее от повреждений.
Центрирующие роликоопоры (рис. 4.1, 3) устанавливаются на ниж ней и верхней ветвях ленты на конвейерах длиной более 50 и на рас стоянии 20-25 м одна от другой и не позволяют ленте при движении сходить из роликоопор.
Дефлекторные ролики применяют редко, только в условиях способ ствующих боковому сбеганию ленты и устанавливают их через 15-20 м одна от другой.
Для снижения напряжений на кромках ленты при переходе ее с желобчатого профиля на прямой при набегании на барабаны перед при водным и после заднего барабана устанавливают две-три переходные выполаживающие роликоопоры, которые имеют меньший угол наклона боковых роликоопор. Для этой же цели головной барабан устанавливают так, чтобы его образующая была на половине желобчатости роликоопоры (рис. 4.1, г).
На мощных конвейерах (в открытых разработках), которые требуют частого монтажа и демонтажа, используются роликоопоры гирляндного типа (рис. 4.1, ж) оси роликов которых соединяются между собой шарнирами, а вся роликоопора крюками подвешивается к станине.
При транспортировании влажных, химически агрессивных грузов применяют подвесные роликоопоры с осью из стального троса (рис. 4.1, и), к которому вулканизацией крепятся резиновые или пластмас совые диски-ролики. Гибкие роликоопоры имеют только два подшипника, они обеспечивают плавную желобчатость ленты, удобны для монтажа, ремонта и обслуживания.
Угол наклона боковых роликов желобчатой роликоопоры по ГОСТ 22645-77 равен 20° и 30° для всех грузов и любой ширины ленты. До пускается увеличение угла наклона до 45-60° для грузов с плотностью 0,5-1,0 т/м3 при ширине ленты 400-800 мм.
В трехроликовой желобчатой роликоопоре нагрузка на средний ро лик составляет до 70%, а на боковые - до 15% от общей нагрузки.
Подшипники роликоопор рассчитываются на 20000 часов работы.
Схема расположения роликоопор на конвейере см. рис, 4.1.а.
Расстояния между роликоопорами на верхней ветви ленты выби рают в зависимости от характеристики транспортируемых грузов, а на нижней ветви принимают в 2-2,5 раза большим чем на верхней, но не более 3,5 м.
При транспортировании штучных грузов массой до 25 кг роликоопоры на рабочей ветви устанавливают с шагом 1-1,4 м, а с мас сой больше 25 кг с таким шагом, чтобы груз опирался не менее чем на две роликоопоры.
3.2.2. Сила сопротивления движению ленты по роликоопорам состоит из:
WΛ=W1+W2+W3+W4, (4.1)
где W1=40-50%- сопротивление от деформации груза;
W2=20-25%- сопротивление вращению роликов;
W3=I0-I5%- сопротивление от вдавливания роликов в ленту;
W4=10-20%- сопротивление от изгиба ленты.
Измерение силы сопротивления передвижению произведем на под вижной роликовой опоре с помощью динамометра (ИЦД) рассмотрев рав новесие роликоопоры от действующих на нее сил (рис. 4,2).
WΛ=Wp=Sa-Sнб=Wg-Wк, (4.2)
где Wg - показания динамометра (ИЦД);
Wк - сила сопротивлений передвижению роликоопоры
3.2.3. Различают техническую(паспортную) и эксплуатационную производительности конвейера, которые связаны между собою следую щим образом
Qэ=Qт*кн*кв*кг, (4.3)
где кн- коэффициент неравномерности загрузки кгнвейера;
кв- коэффициент использования конвейера по времени;
кг- коэффициент готовности конвейера.
Кроме того, различают производительности массовую, объемную и штучную.
Объемная производительность определяется по формуле, м3/ч
Qv= 3600 F*V (4.4)
Если объемную производительность умножить на насыпную плот ность груза то получим массовую производительность.
3.2.4. Мощность электродвигателя привода конвейера можно оп ределить по производительности, зная общий коэффициент сопротив ления по формуле, кВт
(4.5)
где Qm- массовая производительность конвейера, т/ч;
L- длина проекции конвейера на горизонтальную ось,
H- высота проекции конвейера на вертикальную ось,
ω- общий коэффициент сопротивления;
ή - к. п. д. механизма привода.
3.3. Лабораторная установка
Ленточный конвейер (см. рис. 4.1, а) состоит из приводного барабана I и натяжного 2 огибаемых бесконечной лентой 3, верхняя ветвь, грузовая, которого перемещается по желобчатым роликоопорам, а нижняя - по плоским роликоопорам установленным на ставе. При водной барабан закреплен на ставе неподвижно а натяжной на салаз ках, позволяющих ему перемещаться при вращении натяжных винтов. Ход натяжного барабана в зависимости от применяемого типа ленты (тканевая, синтетическая, резинотросовая) принимается 2-4% от длины конвейера.
Натяжное устройство предназначено для придания ленте необходимого натяжения с целью прижатия ее к приводному барабану с силой достаточной для обеспечения необходимого сцепления ее с барабаном из условия передачи потребного тягового усилия а так же для устранения больших прогибов ленты между роликоопорами в месте наименьшего ее натяжения.
По технике безопасности барабаны конвейера сверху и с тор цов должны быть ограждены, вдоль конвейера должен быть натянут трос соединяемый с кнопкой остановки конвейера, имеются переходные мостики, конвейер должен быть заземлен.
3.4. Порядок выполнения работы
3.4.1. Изучить конструкцию ленточного конвейера по натурно му образцу. Включить конвейер и ознакомиться с его работой.
3.4.2. Изучить опорные устройства конвейера на натурном об разце и по настоящей методичке (рис. 4.1, б-и).
3.4.3. Определить силу сопротивления движению ленты по роликоопоре. Для этого необходимо, при неработающем конвейере, уста новить стрелку динамометра, замеряющего силу на ноль (засечь по казания ИДЦ). Включить конвейер и снять показания динамометра (ИДЦ). Передвигая роликоопору вдоль става конвейера произвести измерения силы сопротивления и сделать анализ полученных результатов.
3.4.4. Определить объемную производительность конвейера при транспортировке насыпного груза (по заданию; преподавателя) по формуле(4.4) При этом необходимо замерять ширину ленты, определить высоту груза на ленте и его площадь сечения а также скорость движения ленты.
3.4.5. Определить мощность электродвигателя привода конвейе ра по формуле(4.5), предварительно замерив длину и высоту конвейе ра и перевести объемную производительность в массовую.
3.5. Требования по технике безопасности.
3.5.1. Перед проведением лабораторной работы студентов инструктируют по технике безопасности на рабочем месте.
3.5.2. Включать и выключать лабораторную установку можно только с разрешения преподавателя и под его наблюдением.
3.5.3. Измерение скорости движения ленты, силы сопротивления движению производить под наблюдением преподавателя
3.6. Мерительный инструмент и аппаратура.
3.6.1. Линейка 500 мм
3.6.2. Рулетка 10 м
3.6.3. Тахометр
3.6.4. Динамометр (измеритель деформации цифровой)
3.7. Требования к отчету и его содержание.
3.7.1. Отчет составляется каждым студентом самостоятельно с эскизированием элементов конвейера, схемы конвейера, с написа нием формул и пояснений к ним, с приведением результатов измере ний и вычислений.
Отчет должен содержать
3.7.2. Название работы и ее цель;
3.7.3. Эскизы роликоопор;
3.7.4. Схему конвейера с расстановкой по его длине необходимых роликоопор;
3.7.5. Результаты измерения силы сопротивления передвижения ленты по роликоопоре и их анализ;
3.7.6. Результаты измерения параметров конвейера и мощности привода.
3.8. Литература.
3.8.1. / I / с. 98..99, 106..111.
Лабораторная работа №4.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПРИВОДОВ ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА.
4.1. Цель работы.
4.1.1. Закрепление теоретических знаний по приводам с пе редачей тягового усилия за счет трения между рабочим органом и тяговым элементом.
4.1.2. Определение влияния угла обхвата лентой приводного барабана на величину его тягового усилия.
4.1.3. Определение влияния предварительного натяжения лен ты на величину тягового усилия привода.
4.1.4. Определение влияния коэффициента трения между лен той и барабаном на величину тягового усилия барабана.
4.2. Основные теоретические положения.
Тяговое усилие на ленту приводных барабанов передается трением при огибании ею последних.
Приводы могут быть одно, двух, трехбарабанные. С барабанами, расположенными вместе (рис.5 а,б,в) или с раздельным расположением барабанов (рис.5 г) (на переднем и заднем концах конвейера) а так же промежуточные (рис.5 д).
Трехбарабанные приводы применяют редко из-за сложности конструкции и многократных перегибов ленты.
Промежуточные приводы (рис.5 д) устанавливаются на прямолинейных участках конвейера. Передача тягового усилия происхо дит путем сцепления приводной поддерживающей ленты с основной лентой. К преимуществам прямолинейных приводов относятся сниже ние расчетного натяжений лент, возможность установки нескольких приводов; недостаток их - требуется значительная длина приводных лент и особенно в наклонных конвейерах.
Барабаны могут иметь жесткую кинематическую связь (зубчатая передача), соединяться с помощью дифференциального редуктора или иметь каждый индивидуальный привод.
Первые два типа приводов не получили распространения из-за сложности конструкции и недостаточной надежности.
Однобарабанные приводы просты, надежны, компактны, в них единичный перегиб ленты, хорошо используется сила тяжести спус кающейся обратной ветви ленты. Их недостаток - ограниченный (до 240°) угол обхвата лентой приводного барабана, что требует более прочных лент.
Двухбарабанные приводы имеют увеличенный угол обхвата (до 400°), что позволяет использовать менее прочные ленты.
Теория фрикционного привода связывает усилия в набегающей и сбегающей ветвях ленты формулой Зйлера
,(5.1)
где f- коэффициент сцепления ленты с барабаном;
α - угол обхвата лентой барабана, рад.
Величина определяет тяговую способность барабана и называется тяговым фактором.
Тяговое (окружное) усилие, которое может передать приводной барабан, без учета потерь на самом барабане из-за жесткости ленты, Н.
,(5.2)
Как видно из (5.2) тяговое усилие зависит от первоначального натяжения ленты, коэффициента трения и угла обхвата лентой барабана.
Повышение тягового усилия можно достичь путем приложения внешней силы, прижимающей ленту к барабану (роликом, прижимной лентой, давлением сжатого воздуха и.т.п.), однако эти устройст ва, вследствие их сложности, не получили промышленного распространения.
Передача тягового усилия ленте от барабаня происходит на дуге скольжения, определяемое углом скольжения. На этой дуге происходит упругое удлинение ленты (скольжение). Если дуга скольжения ленты приближается по величине или становится равной дуге обхвата лентой барабана, то происходит буксирование барабана относительно ленты, т.е. недостаточность тягового фактора барабана.
Тяговое усилие на лабораторной установке можно определить по формуле, Н
где F- усилие динамометра в момент начала проскальзывания барабана по ленте, H; L- длина плеча рычага, м; D- диаметр барабана, м.
4.3. Лабораторная установка.
Лабораторная работа проводится на установке (см. рис. 5,е), которая представляет собой барабан, установленный подшипниками на раму, к валу которого прикреплен рычаг с подвеской для груза, могущего перемещаться с помощью винта.
Барабан огибается лентой, один конец которого закрепляется в нескольких местах, что позволяет изменять угол обхвата лентой барабана а на другом конце подвешивается груз, определяющий на тяжение ленты.
4.4. Порядок выполнения работы.
4.4.1. Изучить конструкцию лабораторной установки и ознако миться с формулами, отражающими теорию передачи тягового усилия трением.
4.4.2. Определить влияние угла обхвата лентой барабана на тяговое усилие и показать его графически Wср=f(α). Для этого необходимо измерить динамометром усилие F при одном угле обхвата (не менее трех раз) при постоянном усилии в сбегаю щей ветви и занести результаты измерений в таблицу-5.1. Опыты повторить при разных углах обхвата лентой барабана.
4.4.3. Определить влияние предварительного натяжения ленты на величину тягового усилия и показать его графически Wср=f(Sсб).
Дня этого необходимо измерить динамометром усилие F при некотором постоянном угле обхвата лентой баря6ана (не менее трех раз) изменяя усилие в сбегающей ветви ленты и результаты занести в таблицу 5.2.
Таблица 5.1.
|
Α |
F1 W1 |
F2 W2 |
F3 W3 |
Wср |
Sсб |
Wтеор |
|
α1 |
||||||
|
α2 |
||||||
|
α3 |
||||||
Таблица 5.2.
|
Sсб |
F1 W1 |
F2 W2 |
F3 W3 |
Wср |
α |
Wтеор |
|
Sсб1 |
||||||
|
Sсб2 |
||||||
|
Sсб3 |
||||||
4.4.4. Определить влияние коэффициента трения между лентой и барабаном на величину тягового усилия привода и показать его графически W=f(f1).
Для этого необходимо ленту наложить на резиновое кольцо, огибающее барабан и измерить усилие F при одном и том же угле обхвата но при переменных значениях усилий в сбегающей ветви, соответствуют предыдущему опыту и результаты занести в таблицу 5.3.
Таблица 5.3.
|
Sсб |
F1 W1 |
F2 W2 |
F3 W3 |
Wср |
αср f |
Wтеор |
|
Sсб1 |
||||||
|
Sсб2 |
||||||
|
Sсб3 |
||||||
4.5. Требования по технике безопасности.
4.5.1. Оберегаться от ударов грузами при падении.
4.6. Мерительный инструмент и аппаратура.
1. Линейка 500 мм.
2. Динамометр.
4.7. Требования к отчету и его содержанию.
4.7.1.Отчет составляется каждым студентом самостоятельно, аккуратно, с приведением формул и пояснений к ним, результатов измерений и вычислений.
Отчет должен содержать.
4.7.2. Название работы и её цель.
4.7.3. Эскизы приводов и лабораторной установки.
4.7.4. Таблицы с результатами измерений и вычислений.
4.8. Литературе
4.8.1. / I / с.59...63, 78...82, 11…118.
Лабораторная работа №5.
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАБОТЫ ПЛАСТИНЧАТОГО КОНВЕЙЕРА.
5.1. Цель работы:
5.1.1. Изучение конструкции пластинчатого конвейера и его работы;
5.1.2. Изучение конструкций настилов Пластинчатых кон вейеров;
5.1.3. Изучение причин вызывающих динамические усилия в тяговом органе конвейера;
5.1.4. Определение динамических усилий в тяговом органе конвейера.
5.2. Основные теоретические положения.
Пластинчатыми конвейерами транспортируются грузы металлургической, химической, угольной, энергетической и других отраслей промышленности (тяжелые крупнокусковые, абразивные, горячие).
Тяговым элементом пластинчатых конвейеров является одна или две цепи, а грузонесущим - жесткий настил (металлический и реже деревянный, пластмассовый, резинотканевый).
Цепи используются пластинчатые катковые по ГОСТ 588-81, втулочные или роликовые по ГОСТ 588-81 а также круглозвенные по ГОСТ 589-85. Одна цепь используется только в конвейерах легкого типа с шириной настила до 400 мм.
ГОСТ 22281-76 предусматривает следующие виды настилов: безбортовый плоский незамкнутый с катками (рис. 6,в), плоский сом кнутый ПС с катками (рис. 6,д); бортовой волнистый БВ (рис. 6,е); коробчатый мелкий КМ (рис. 6,ж); коробчатый глубокий КГ (рис. 6,з).
Направление движения настила должно строго соответствовать стрелкам, в противном случае возможно попадание груза между пластинами и его повреждения.
По ГОСТ 22281-76 настилы изготавливают шириной 400, 500, 650 ...1600 мм и высотой борта 80, 100, 125…500 мм.
Угол наклона конвейера β≤(φд-5°)( φд- угол естественного откоса груза в движении). При коробчатом настиле β=45-60°.
При постоянной угловой скорости приводной звездочки ско рость движения цепи не остается постоянной, а периодически изме няется каждой раз за время поворота звездочки на угол, соответ ствующий одному звену цепи.
Неравномерность движения цепи обус лавливает возникновение в ней динамических усилий, которые уве личивают как общую действующую силу так и усталостные явления от многократности действия.
На цепь действуют также динамические силы, направленные под углом к ее оси, от удара зубьев звездочки о шарниры цепи, вызывающие поперечные колебания. Однако эти колебания цепи распространяются на небольшой участок и поэтому динамические силы от них не принимают во внимание, а учитывают только продольные.
Постоянно действующие динамическое усилие, в цепи конвейера определяется по формуле:
,
где q и qн- линейные массы от транспортирующего груза и настила, кг/м;
С'-коэффициент, учитывающий изменение приведенной мас сы движущихся частей конвейера (С'=2 при Lk<25 м; С'=1.5 при Lk=25..60м; С'=1 при Lk>60 м).
qн=60B+A, (6.2)
где Q- производительность конвейера, т/ч.
B- ширина настила, м;
А- коэффициент (А=40...150 в зависимости от типа и ширины настила);
Lk- длина конвейера, м;
V- скорость движения цепи, м/с;
z- число зубьев звездочки;
tц- шаг цепи, м.
Динамическое усилие в цепи в период пуска определяется по формуле
(6.3)
где -приведенная масса;
kv=0,5...О,7- коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со скоростью v;
ky=0,85…0.95- коэффициент, учитывающий упругое удлиненение цепей;
D0- начальный диаметр звездочки, м;
- угловое ускорение вала электродвигателя;
-средний пусковой момент двигателя;
-статический момент при пуске.
Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя
(6.4)
где δ=1,15...1,2 - коэффициент учитывающий момент инерции масс механизма на втором, третьем и т.п. валах редуктора;
Jp- момент инерции ротора;
R- радиус начальной окружности звездочки, м;
Up- передаточное число редуктора;
Ηm- к.п.д. механизма.
5.3. Лабораторная установка
Пластинчатый конвейер (рис. 6,а) состоит из приводных звездочек I и натяжных звездочек 2, огибаемых бесконечными тяговыми органами (цепями) 3, двигающимися по направляющим 4. Приводные звездочки установлены на валу, соединенным через редуктор с электродвигателем, натяжные звездочки - на оси, установленной подшипниками на салазках, могущих перемещаться при вращении винтов натяжного устройства. Ход натяжного устройства должен быть не ме нее 1,6-2 шага цепи из условия сборки цепи.
5.4. Порядок выполнения работы
5.4.1. Изучить конструкцию пластинчатого конвейера с помощью
настоящих методических указаний и натурной установки и его рабо ту, включив конвейер.
5.4.2. Изучить конструкции настилов пластинчатых конвейеров по рис.6,в...з и определить тип настила лабораторной установки.
5.4.3. Изучить причину, вызывающую постоянно действующее ди намическое усилие в цепях конвейера (рис. 6,a...б) и определить это усилие по формуле 6.1. Для этого необходимо замерить ширину настила В, длину конвейера Lk (расстояние между осями приводных и натяжных звездочек), скорость движения настила (цепей) V шаг цепи, tц, определить количество зубьев звездочки.
5.4.4. Определить динамическое усилие в цепях конвейера в пе риод его пуска по формуле 6.3., определив начальный диаметр звездочки Do, передаточное число редуктора Up, массу движущихся частей м и угловое ускорение двигателя εqв.
Определение динамических усилий произвести на ДВК по программе записанной на диске. Изменяя исходные данные формул 6.1. и 6.3. проанализировать по полученным результатам их влияние на динамические усилия тяговых органах.
Единицы ускорения вводимых данных представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1. Таблица обозначений вводимых в ДВК параметров
|
Обозначение величины машинное |
Наименование величины |
Обозначение величины расчетное |
Единица измерения |
|
B |
Ширина настила |
B |
М |
|
A |
Коэффициент |
A=40…150 |
- |
|
Q |
Линейная масса груза |
Q=0 |
кг/м |
|
KU |
Коэффициент, учитывающий упругое удлинение цепей |
Ky=0,85...0,95 |
- |
|
L |
Длина конвейера |
Lk |
М |
|
KW |
Коэффициент, учитывающий уменьшение средней скорости вращающихся масс по сравнению со скоростью полотна |
Kv=0,5...0,7 |
|
|
G |
Масса вращающихся частей конвейера(без привода) |
G |
Кг |
|
IR |
Момент инерции ротора двигателя |
Ip |
Кг*м*с2 |
|
D |
Диаметр делительной окружности звездочки |
D0 |
м |
|
K |
К.п.д. привода |
- |
|
|
U |
Передаточное число редуктора |
Up |
- |
|
I |
Момент инерции движущихся масс конвейера, приведенный к валу двигателя |
Iнр |
Кг*м*с2 |
|
С |
Коэффициент, учитывающий уменьшение приведенной массы движущихся частей конвейера |
С’=2 при l<25м С’=1,5 при l=25…60 С’=1 при l>60м |
|
|
V |
Скорость движения настила |
v |
М/с |
|
Z |
Число зубьев звездочки |
Z |
- |
|
TC |
Шаг цепи |
tц |
м |
|
P |
Мощность электродвигателя привода |
N |
КВТ |
|
N |
Частота вращения вала электродвигателя |
n |
Об/мин |
|
W |
Коэффициент сопротивления передвижению |
ω=0,2…0,13 |
5.5. Требования по технике безопасности
5.5.1. Перед проведением лабораторной работы студентов инструктируют го технике безопасности на рабочем месте.
5.5.2. Включить и выключать лабораторную установку можно только с разрешения преподавателя и под его наблюдением.
5.5.3. Измерение частоты вращение приводных звездочек и скорости настила производить под наблюдением преподавателя.
5.5.4. Включать ДВК и работать на нем разрешается преподавателем и производится под его наблюдением.
5.6. Мерительный инструмент и ЭВМ
5.6.1. Тахометр
5.6.2. Линейка l=500 мм.
5.6.3. Рулетка l=5 м.
6.6.4. ДВК, диски ГМД с ОС и программой по определению динамических усилий в цепях.
5.7. Требования к отчету и его содержание
5.7.1. Отчет составляется каждым студентом самостоятельно с зарисовкой эскизов конструкции пластинчатого конвейера, приводной и натяжной станции, настилов, с написанием формул и пояснений к ним, с приведением измерений и выполненными вычислениями.
Отчет должен содержать.
5.7.2. Название работы и ее цель.
5.7.3. Эскизы конструкции конвейера и его элементов.
5.7.4. Определение постоянно действующей динамической силы в цепях.
5.7.5. Определение динамической силы в цепях конвейера в период пуска.
5.8. Литература
5.8.1. /1/ с. 166...173
Лабораторная работа №6.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОВШОВОГО ЭЛЕВАТОРА.
6.1. Цель работы.
6.1.1. Изучение конструкции и работы ковшового элеватора;
6.1.2. Определение производительности элеватора и коэффициента заполнения ковшей;
6.1.3. Определение к.п.д. элеватора;
6.1.4. Изучение процесса загрузки и разгрузки ковшей элеватора.
6.2. Основные теоретические положения.
Ковшовые элеваторы предназначены для транспортирования насыпных грузов по вертикали или под большим углом наклона к горизонту ( α=75-90°). Груз располагается в ковшах закрепленных на тяговом органе- ленте или цепях(Рис. 7.1).
Расчетная производительность ковшового элеватора определяется по формуле, т/ч
, (7.1.)
где φ=f ( v, характера груза, типа ковшей)- коэффициент заполнения ковшей (φ=0,6÷0,85); ρ- насыпная плотность груза, т/м3; v- скорость транспортирования, м/с; i0- объем ковша, л; pk- шаг ковшей, м.
Эксплуатационная производительность элеватора определяется по формуле, т/ч.
, (1.2)
где mгр- масса груза, поднятого элеватором, кг; t- время работы элеватора, с.
Основной причиной расхождения расчетной и эксплуатационной производительности элеватора является коэффициент заполнения ковшей, который можно определить по формуле:
, (7.3)
Коэффициент полезного действия элеватора
, (7.4)
где Nn=- полезная мощность, т.е. мощность потребная на подъем груза, кВт;
H=5,9м - высота элеватора;
- мощность, потребная на зачерпывание, груза, кВт;
- сила сопротивления зачерпыванию груза, H.
K3=1,25+2,5 - коэффициент зачерпывания, Н м/Н;
- линейная сила тяжести, Н/м;
g=9,81 м/с - ускорение свободного падения;
- мощность потребляемая электродвигателем при транспортировании груза, кВт:
- к.п.д. привода элеватора;
ηдв=0,98÷0,99 – к.п.д. электродвигателя;
ηm=0,98 - к.п.д. муфты.
ηp=0,88 - к.п.д. редуктора.
Загрузка ковшей быстроходного элеватора производится зачерпыванием груза ковшами в башмаке (мелкозернистые неабразивные грузы а тихоходного элеватора- засыпанием грузов в ковши через загрузочный патрубок(абразивные кусковые грузы).
Разгрузка ковшей элеватора(Рис. 7.2) бывает центробежная, самотечная свободная и самотечная направленная. При центробежной разгрузке (Рис. 7.2 г) ковши разгружаются главным образом под действием центробежной силы, возникающей во время прохождения ковша через приводной барабан элеватора. Центробежная разгрузка ковшей возможна в быстроходных элеваторах (v=1÷4 м/с) с расставленными ковшами. Шаг ковшей в этом случае выбирается та кой, чтобы выброшенный из ковша груз не попадал на идущий впере ди ковш.
Свободная самотечная (Рис. 7.2,е) разгрузка характеризуется дополнительным отклонением ковша, обеспечивающим свободное высы пание груза под действием силы тяжести (v =0,6÷0,8 м/с).
Самотечная направленная (Рис. 7.2,д) разгрузка ковшей при меняется на тихоходных элеваторах (v= 0.4÷1 м/с) при ис пользовании ковшей типа 0. В этом случае насыпной груз под действием силы тяжести высыпается из ковша на заднюю стенку впе реди идущего ковша и по ней, как по лотку, ссыпается в разгрузоч ный патрубок.
Использование того или иного способа разгрузки ковшей опре деляется отношением радиуса приводного барабана и его частоты вра щения, т.е. полюсным расстоянием; при полюсном расстоянии l≤rб происходит центробежная разгрузка, при l>rk (rk-радиус окружности, проведенной через наружные кромки ковшей) -самотечная; при rб <l< rk - смешанный способ разгрузки ковшей.
Полюсное расстояние определяется по формуле, м
, (7.5)
где n-частота вращения вала приводного барабана, 1/мин;
Для того, чтобы правильно спроектировать разгрузочное уст ройство нужно знать траекторию движения груза при любом способе разгрузки.
Начало отрыва частиц груза от ковша определим графически (рис 7.2,б). Для этого вычертим в масштабе барабан и ковш в произвольном положении. Отложим произвольную нормальную силу N и касательную T=f*N ( f-коэффициент трения груза о стенку ковша.
Сложив геометрические силы N и T, получим равнодействующую R. Из центра барабана радиусом ОВ (расстоя ние до полюса) делаем засечку на продолжении равнодействующей и получим точку B1- полюс, который должен лежать на вертикали. По ворачивая рисунок так, чтобы т. B1- совместилась с вертикалью, получим положение ковша, в котором начинается разгрузка груза, т.е. положение ковша, в котором начинается разгрузка, определяется углом α.
Частика груза, оторвавшись от ковша под действием сил инерции и силы тяжести, будет перемещаться по параболе. Кривую полета час тицы удобнее строить в косоугольных координатах (Рис. 7.2,в), при няв за ось X направление касательной к барабану из точки начала отрыва, а за ось У - вертикальную ось.
Очертание параболы определяется координатами
xi=vi*t, (7.6)
, (7.7)
где vi скорость движения частицы груза, м/с; t- время движения частицы, с; g=9.81 м/с- ускорение свободного падения.
Для внутреннего очертания слоя груза
vi=vΛ (7.8)
для наружного очертания слоя груза
(7.9)
где - радиус барабана, м; - суммарная толщина ленты и стенки ковша, м; L- вылет ковша(толщина груза), м.
6.3. Лабораторная установка
Ленточный элеватор (см. Рис 7.1) состоит из приводного 1 и натяжного 2 барабанов, огибаемых бесконечной лентой 3 – с жестко прикрепленными к ней ковшами 3. Кожух элеватора является однов ременно защитной и несущей конструкцией. Он состоит из головки 5, башмака 6 и средних секций 7.
Средние секции обычно имеют длину 2-2,5 м. Соединение секций кожуха - болтовое. В головке кожуха устанавливаются подшипники приводного барабана и разгрузочный патрубок 9, в башмаке имеется загрузочный патрубок 9 и винто вое натяжное устройство 10.
Для предотвращения обратного хода ленты с гружеными ковшами при отключении привода на нем, как правило, устанавливается тор моз или останов на конце вала приводного барабана.
Натяжное устройство имеет ход 3-5% от высоты элеватора.
В вертикальных элеваторах к кожуху крепятся направляющие уст ройства 11, которые уменьшают колебания ленты. У наклонных элева торов рабочая ветвь ленты движется по опорным роликам. По расположению ковшей на ленте элеваторы различают с расставленными ковшами (pk>Hk) и с сомкнутыми ковшами (pk≈Hk). Шаг расстав ленных ковшей pk=(2÷3)Нк.
ГОСТ 2036-77 предусматривает три типа ковшей (см. Рис.7.1.а,б,в):
1) глубокие со скругленным днищем (тип Г) для сухих легкосыпучих грузов (см. Рис. 7.1,а);
2) мелкие со скругленным днищем (тип М) для влажных и слежи вающихся грузов (см Рис. 7.1,б);
3) с бортовыми направляющими и остроугольным днищем (тип О) для хорошо сыпучих грузов на тихоходных элеваторах (см. Рис. 7.1,в).
Основные параметры ковша: ширина В, вылет L , высота Н, емкость i0.
Достоинства ковшовых элеваторов: малые габаритные размеры в поперечном сечении, большая высота подъема груза (60-75 м), боль шой диапазон производительности (5-500 м3/ч).
Недостаток - необходимость равномерной подачи груза.
6.4. Порядок выполнения работы.
6.4.1. Изучить конструкцию элеватора с помощью п.7.3 методич ки и лабораторной установки. Включить элеватор и ознакомиться с его работой,
6.4.2. Определить расчетную производительность элеватора по формуле(7.1), приняв коэффициент заполнения ковшей φ=0,5÷0,6.
Для этого нужно замерить емкость ковша, шаг их установки, на сыпную плотность груза и скорость транспортирования. Результаты измерений свести в таблицу 7.1.
Таблица 7.1.
|
Емкость ковшей, l0, л |
Шаг ковшей, pк, м |
Диаметр барабана, D |
Частота вращения барабана, n1, 1/мин |
Скорость ленты, v, м/с |
Насыпная плотность груза, ρ, т/м3 |
Коэффициент заполнения ковшей φ |
Расчетная производительность, Qp, т/ч |
|
1 |
|||||||
|
2 |
|||||||
|
3 |
Определить фактические производительности по формуле (7.2) и коэффициент заполнения ковшей по формуле (7.3) и данные свести в таблицу 7.2.
Таблица 7.2.
|
№ опыта |
Масса груза, кг |
Время работы элеватора, с |
Фактическая производительность элеватора, т/ч средняя |
Фактический коэффициент заполнения ковшей, φср |
Мощность развиваемая электродвигателем, Nф |
|
1 |
|||||
|
2 |
|||||
|
3 |
6.4.3. Определить к.п.д. элеватора по формуле (7.4). Для это го необходимо определить полезную мощность по фактической производительности, мощность, потребную на зачерпывание груза и к.п.д. привода элеватора (см. раздел 7.2).
6.4.4. Построить расчетные траектории движения частиц груза, отрывающихся от основания и носка ковшей. Для этого необходимо вы чертить в масштабе приводной барабан элеватора, определить по фор муле (7.5) и отложить полюсное расстояние, найти начальное положе ние ковша на барабане, при котором происходит отрыв грузами построить траекторию движения задавая X и определяя У по формуле (7.6) для скоростей внутреннего и наружного слоев груза.
По вычерченным траекториям движения слоев груза очерчивается головка элеватора так, чтобы весь груз из ковшей попадал в разгру зочный патрубок. Данные по расчету траекторий занести в таблицу 7.3.
Таблица 7.3.
|
Формула траектории |
ТОЧКИ |
||||
|
X1 |
X2 |
X3 |
X4 |
X5 |
|
6.5. Требования по технике безопасности
6.5.1. Перед проведением лабораторной работы студентов инст руктируют по технике безопасности на рабочем месте.
6.5.2. Включить и выключить лабораторную установку можно только с разрешения преподавателя и под его наблюдением.
6.5.3. Измерения частоты вращения приводного барабана и ско рость ленты производить под наблюдением преподавателя.
6.6. Мерительный инструмент
6.6.1. Ваттметр
6.6.2. Тахометр
6.6.3. Штангенциркуль
6.6.4. Линейка L=500 мм
6.6.5. Секундомер
6.7. Требования к отчету и его содержание
6.7.1. Отчет составляется каждым студентом самостоятельно с зарисовкой эскизов конструкции элеватора и его узлов, с написани ем формул и пояснений к ним, с приведением таблиц с измерениями и вычислениями.
Отчет должен содержать:
6.7.2. Название работы и ее цель;
6.7.3. Определение расчетной и фактической производитель ности элеватора, а также фактического коэффициента заполнения ковшей,
6.7.4. Определение к.п.д. элеватора
6.7.5. Траектории полета частиц груза из ковша и профиль головки элеватора с разгрузочным патрубком.
6.8. Литература
7.8.1. /I/ с.329...342.
Лабораторная работа №7.
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДВУХМАССОВОЙ ВИБРАТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ВИБРАТОРОМ (ВИБРОПИТАТЕЛЬ).
7.1. Цель работы
Определение зависимости производительности вибрационной транспортирующей машины от параметров данной машины.
Производительность вибротранспортной машины завесит главным образом от скорости перемещения материала по вибрирующей поверх ности.
Скорость груза V в свою очередь, в основном определяет ся величиной амплитуды А, возмущающей силы- F=f(J) и частотой колебаний; направлением колебаний грузонесущего органа α; углом наклона; грузонесущего органа к горизонту, β.
7.2. Последовательность выполнения работы
Ознакомившие с конструкцией установки и правилами безопаснос ти, группа студентов приступает к выполнению работы в предлагаемой последовательности.
7.2.1. Определение зависимости скорости перемещения материала по желобу от тока питающего вибратор v=f(J).
Замер производить через 0,5 А. Питающий ток не должен превы шать 4А.
Полученные данные свести в таблицу 9.1.
Таблица 9.1.
|
J |
||||||
|
V1 |
||||||
|
V2 |
||||||
|
V3 |
||||||
|
Vср |
Скорость движения определять: v=L/t, (м/с)
Полученные данные выразить в виде графика v=f(J)
7.2.2. Определение зависимости скорости перемещения груза от угла наклона желоба к горизонту v=f(β).
Исследования начать при β=0. Причем зависимость опреде лить как при положительных, так и при отрицательных углах. Заме ры производить через 2 градуса при постоянном питающем токе J=2А.
Замеры свести в таблицу 9.2.
Таблица 9.2.
|
β0 |
|||||
|
V1 |
|||||
|
V2 |
|||||
|
V3 |
|||||
|
Vср |
Полученные зависимости выразить в виде графика v=f(β0)
7.2.3. При постоянном питающем токе J=2A и постоянном угле наклона к горизонту β, определить зависимость скорости от изменений угла вибрации-α, v=f(αo)
Исследование провести в пределах αmax=25° и αmin=15°. Замеры снимать через 2°. Данные замеров свести в таблицу 9.3.
Таблица 9.3.
|
α0 |
|||||
|
V1 |
|||||
|
V2 |
|||||
|
V3 |
|||||
|
Vср |
Полученные зависимости выразить в виде графика v=f(α)
7.3. Оформление отчета
Отчет по лабораторной работе оформляется бригадой в одном экземпляре, на отдельных листах писчей бумаги (и миллиметровке) прошитых в переплет. Отчет должен содержать в себе схему установки описание ее работы, необходимые таблицы и графики.
7.4. Необходимый инструмент и измерительные приборы
1) Секундомер 1 шт.
2) Рулетка 1 шт.
3) Ключ рожковый на 24 мм 2 шт.
7.5. Литература
7.5.1. /I/ 366 с.
Список использованных источников