М;

60 м;

і – погонні навантаження від ваги вантажу і робочого елемента

конвеєра;

- прискорення сили тяжіння;

, м – довжина конвеєра.

( 3.10 )

Формула (3.10) одержана за умови, що ланцюг є абсолютно твердим тілом, придатна для визначення динамічних зусиль інерційного характеру в коротких конвеєрах.

В розподіленні навантажень на ланцюги конвеєрів значної довжини суттєву роль відіграє пружність тягового елемента, - виникають динамічні зусилля коливного характеру, які залежать від параметрів і характеристик ланцюгів, зірочок, швидкості руху, величини рухомих мас, розмірів і форми траси, конструкції приводу.

Еквівалентна схема такого конвеєра представляється складним пружним стержнем, коливний рух якого описується системою рівнянь

 

( 3.11 )

в яких і - функції пружного зміщення набіжної і збіжної віток, відповідно;

м/с – швидкості поширення пружної хвилі коливань у ланцюгах робочої та неробочої віток конвеєра відповідно;

де , Н – статична жорсткість ланцюга;

- коефіцієнт участі вантажу в нерівномірному русі.

Розв’язок (3.10) знаходять у вигляді

( 3.12 )

де А, Н – амплітуда збуджуючої сили;

- середня швидкість поширення пружних коливань;

, с – на півперіод збуджень,- переспряження шарнірів ланцюга з привід-

ною зірочкою

( 3.13 )

, м – довжина тягового елемента конвеєра.

Період Т, с власних коливань тягового елемента

( 3.14 )

Явище резонансу настає у випадках рівності (кратності) періодів власних коливань Т,с тягового елемента і збудження , с:

із умови рівності періодів

звідки

( 3.15 )

Із (3.12):

при , де n – парне число

( 3.16 )

при , де m – не парне число

( 3.17 )

Розрахункова розривна сила , Н, ланцюга

F_розр. ≥

де – коефіцієнт запасу міцності ланцюга;

Н – розрахункова сила натягу вітки ланцюга

( 3.18 )

Сила натягу ланцюга в період пуску привідного двигуна

( 3.19 )

де , Н – динамічне навантаження на тяговий елемент під час пуску конвеєра

 

( 3.20 )

тут , кг – зведена (до швидкості руху тягового органу конвеєра) маса

вантажу, тягового органі і обертових частин конвеєра (без

приводу)

 

( 3.21 )

– коефіцієнт, що враховує пружне видовження ланцюгів,

 

– погонні маси ланцюга і вантажу відповідно;

– коефіцієнт, що враховує зменшення середньої швидкості

обертових мас конвеєра (порівняно із швидкістю);

, кг – маса обертових частин конвеєра (без приводу);

- кутове прискорення вала двигуна під час пуску

( 3.22 )

при цьому , Н·м – середній пусковий момент

привідного двигуна,

, Н·м – момент сил статичного опору руху тягового

елемента конвеєра під час пуску;

, кг·м² - зведений до вала

двигуна момент інерції рухомих мас конвеєра і вантажу;

тут , м – радіус початкового (ділильного) кола привідної зірочки;

- передаточне число приводу;

- к.к.д. механізму приводу;

, Н – сумарна сила опору пересування тягового органу з вантажем.

 

 

Тема 4. Тягові ланцюги.

Різнотипні тягові ланцюги, що використовуються в якості робочого органу (тягового чи вантажонесівного) в конвеєрах різних за конструкціями та призначенням, узагальнено відзначаються:

• можливістю обгинання зірочок і блоків малих діаметрів;

• гнучкістю в горизонтальній та вертикальній площинах;

• високою міцністю та незначним видовженням;

• зручністю і підвищеною міцністю кріплень вантажонесівних та

опорних елементів;

• надійністю передавання тягової сили зачепленням на зірочці при

малому попередньому натягуванні (5…20%) від тягової сили;

• можливістю використання при високих температурах.

Недоліки тягових ланцюгів:

• відносно високі маса і вартість;

• наявність великої кількості шарнірів, кі потребують ретельного

догляду і змащування в процесі експлуатації;

• обмеження швидкості руху ≈ (1,0…1,5) м/с, внаслідок появи дина-

мічних навантажень та інтенсивного зношування на високих швид-

костях;

Конструктивні типи ланцюгів.

Основні параметри ланцюгів:

• крок р_л, м – відстань між осями шарнірів;

• руйнівна (розривна) сила F_р, Н;

• маса (погонна) m, кг/м.

Круглоланкові зварні ланцюги поділяються на коротколанкові, в яких ширина В наближено дорівнює кроку р (В р) та довго ланкові, в яких р > В.

 

 

 

 

 

Рис. 4.1. Зварні круглоланкові ланцюги:

а) – коротколанковий; б) – довголанковий.

 

Матеріали для виготовлення ланцюгів: пруткова сталь марок Ст.2, Ст.3, сталь 10, легована сталь 30ХГСА з термічною обробкою (цементація, загортування, відпускання) або без термічної обробки.

Ланцюги виготовляють відрізками довжиною (1…2) м, які затим з’єднують в єдиний тяговий орган конвеєра разом з вантажонесівними елементами з допомогою спеціальних з’єднувальних ланок.

По точності виготовлення кругло ланкові ланцюги поділяються на калібровані (з відхиленням кроку від 1,0% до 2,5%) і некалібровані )з відхиленням кроку до 40%). Перші приводяться в рух зачепленням на зірочці (кулачковому Блоку), другі – фрикційно на гладкому блоці.

Круглоланкові ланцюги вирізняються:

• простою конструкцією;

• низькою вартістю;

• просторовою гнучкістю;

• відкритими самоочищуваними шарнірами;.

Недоліки ланцюгів:

• не значна площа контакту ланок, що є передумовою швидкого зношу-

вання, особливо ланок з невисокою твердістю робочих поверхонь;

• недостатньо висока точність виготовлення, особливо некаліброваних

ланцюгів вимагає застосування фрикційних приводів.

В конвеєрах переважно застосовують калібровані термічно оброблені ланцюги. Їх розраховують на розтягування при МПа.

Пластинчасті ланцюги.

За конструкцією вузла шарніра поділяються на:

• безвтулкові безроликові та безвтулкові роликові;

• втулкові безроликові та втулкові роликові;

• каткові з гладкими катками та каткові з ребордними катками.

 

 

 

 

Рис. 4.2. Конструкції пластинчастих ланцюгів:

а) – безвтулкові; б) – втулкові; в) – каткові.

 

Ролик, встановлений на валик чи втулку ланцюга, так саме і каток, встановлений на втулку, при входженні шарніра в зачеплення катається по поверхні зубця, завдяки чому зменшуються втрати на тертя в зачепленні та зношення спряжених поверхонь. Зовнішній діаметр роликів, на відміну від катків,й за ширину пластини; діаметр роликів завжди більший за ширину пластини, рис. 4.2.

В зачепленнях ланцюгів із зірочками котки і ролики виконують однакові функції; на лінійних (криволінійних) ділянках трас конвеєрів котки виконують також функції опорно-ходових елементів робочих органів (полотна, настилу, підвісок і ін.) їх.

Найбільш прості на конфігурацією і дешеві безвтулкові (інакше – штирьові) ланцюги, внаслідок малої площі поверхонь контакту в шарнірах швидко зношуються при значних навантаженнях і підвищених (більше 1,0 м/с) швидкостях; їх застосування в конвеєрах обмежене машинами тихохідними з малими тяговими силами.

Найбільш ефективними в застосуванні є роликові та коткові пластинчасті ланцюги завдяки конструкції шарнірів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.3. Конструкції вузлів шарнірів пластинчастих ланцюгів:

а – пластинчастого втулкового; б, в – пластинчастого коткового (з гладкими

і ребордними котками) на підшипниках ковзання; г , д – те ж саме на підшип-

никах кочення; е – пластинчастої роликової із закритим шарніром.

 

Параметри пластинчастих ланцюгів унормовані ДСТУ (ГОСТ 588), згідно з яким виготовляються ланцюги типів: 1 – втулкові; 2 – роликові4 3 – коткові без реборд; 4 – з ребордами на котках з підшипниками ковзання. Ланцюги всіх типів мають три виконання: 1М – нерозбірні, - з двохстороньо розклепаними суцільними валиками і запресованими втулками; 2М – розбірні,- з роз’ємним кріпленням втулок і суцільних валиків на лисках; 2МС – нерозбірні ,- з порожнистими валиками.

Нормальний ряд кроків,мм: 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 600; 800; 1000.

Матеріали та наближені розрахунки на міцність деталей пластинчастих ланцюгів.

Пластини. Рекомендований матеріал – сталь 40, 40Х, 45, 50, з термообробкою (загартування з відпусканням) до НRС 27…33.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.4.

Умова міцності (на розрив) перерізів 1-1 та 2-3 внутрішньої та 3-3 зовнішньої пластин

( 4.1 )

де , Н – розрахункова сила натягу ланцюга;

, м² – ефективна площа перерізу пластин;

і , МПа – розрахункове розривне напруження в перерізі та його

допустима межа, відповідно;

в перерізі 1-1

, МПа

тут р, МПа – рівномірно розподілений (по площі контакту) тиск між пластиною

і валиком

( 4.2 )

при цьому і , м – радіус провушини та товщина пластини, відповідно;

- центральний кут у провушині (рис. 4.4, а);

в перерізі 2-2

, МПа

( 4.3 )

тут і , м – ширина пластин і провушин, відповідно;

в перерізі 3-3

, МПа.

Валик, рис. 4.4, б. Рекомендований матеріал: сталь 40, 45, 50 з термообробкою до НRС 40…50 на поверхні; сталь 20Г, 20Х з НRС 55…62 після цементації і загартування; сталь 40Х з НRС 50…58 після загартування. Умова міцності при згинанні

( 4.4 )

де М, Н·м – згинаючий момент у середньому перерізі валика

( 4.5 )

тут е, мм – відстань між зовнішніми пластинами;

, мм³ – осьовий момент опору перерізу валика, при цьому

, мм – діаметр валика;

МПа – допустиме згинальне напруження для матеріалу

валика (сталь 40, сталь 50;

із умови (4.4)

 

( 4.6 )

Напруження від зрізання

( 4.7 )

де , мм² – площа перерізу валика;

МПа – допустиме напруження при зрізанні для матеріалу валика.

Втулка, рис. 4.4, в. Рекомендований матеріал: сталь 15, сталь 20 із НRС 50…58 після цементації і загартування.

Умова міцності при згинанні

( 4.8 )

де М, Н·мм – згинаючий момент у середньому перерізі втулки

( 4.9 )

де с і , мм – відстань між осями внутрішніх пластин та ширина ролика

(котка), відповідно;

, Н – сила на зубці зірочки, , - сила натягу збіжної

вітки ланцюга,

, мм³ – момент опору перерізу втулки

( 4.10 )

тут і , мм – діаметри втулки, відповідно зовнішній і внутрішній;

після підстановки

МПа для сталі 40, 50,

( 4.11 )

тут .

Рекомендовані співвідношення розмірів пластин, валиків і втулок:

Розбірні ланцюги. За конструкцією і способом виготовлення поділяються на ковані (гаряче штамповані), рис. 4.5. і холодно штамповані, рис. 4.6.

 

 

 

 

Рис. 4.5. Конструкція кованого (гарячештампованого) ланцюга:

а, б – схеми рухомості осі ланцюга в площині осі шарніра відповідно, з циліндричним і бочкоподібним валиком; в – секція ланцюга, г – схема складання ланцюга.

 

 

 

 

Рис. 4.6. Конструкція холодноштампованого ланцюга.