Библиографическое описание:

Федотов А. Б. Инженерный расчет инерционного тележечного конвейера // Молодой ученый. — 2015. — №21.2. — С. 71-74.

 

Инерционные конвейеры с постоянным давлением на дно желоба не получили широкого применения, т.к. постоянное трение груза о желоб вызывает значительное сопротивление транспортированию, изнашивание желоба и значительные нагрузки на привод, связанные с бигармоническим характером колебаний желоба [1]. Разработанная конструкция инерционного тележечного конвейера с переменным сопротивлением движению тележки-спутника при прямом и обратном ходе рамы, позволяет исключить недостатки известных инерционных конвейеров с постоянным давлением груза на дно желоба и тем самым расширить область их применения в частности для перемещения и ориентирования штучных грузов различной геометрической формы [2].

Конструкция такого конвейера (рис. 1) представляет собой приводную, с возможностью возвратно-поступательного перемещения по неподвижному основанию направляющую раму 1, установленную на опорных катках 2, привода 3 рамы, ловителей 4 тележек-спутников 5, выполненных в виде поворотной платформы 6, соединённой шарниром 7 с опорной платформой 8 имеющей опорные катки 9 с механизмами свободного хода, на которой на неподвижных осях 10 смонтированы катки 11, оснащённые механизмами свободного хода 12.

Для транспортирования и ориентирования груза тележки-спутники 5 с закрепленными на них грузами устанавливаются на направляющие рамы 1, которая после включения привода 3 начинает совершать возвратно-поступательные перемещения, опираясь на неподвижное основание через опорные катки 2.

 

Рис_1

Рис. 1. Принципиальная конструктивная схема инерционного тележечного конвейера

При прямом ходе, т.е. когда рама 1 с тележками-спутниками 5 движется в сторону транспортирования, сила инерции груза и опорной платформы стремится вращать опорные катки 9 в направлении противоположном транспортированию, чему препятствуют механизмы свободного хода. При этом сила трения между опорными катками 9 и направляющими рамы 1, преодолевая силу инерции, вовлекает в совместное движение тележку-спутник. Кроме того, сила инерции груза стремится также вращать катки 11 в направлении, противоположном транспортированию, но так как катки одной пары, расположенных на одной геометрической оси имеют возможность вращаться только в разные стороны посредством механизмов свободного хода, то между заторможенным катком и поворотной платформой с грузом возникает сила трения, а незаторможенным – сила сопротивления качению, которая значительно меньше силы трения. Линия действия равнодействующей этих сил не совпадает с линией действия силы инерции, в результате чего возникает момент, вращающий поворотную платформу на катках с грузом. При этом, имеющие возможность вращения в противоположных направлениях катки другой пары, расположенных на одной геометрической оси параллельной оси конвейера не препятствуют вращению поворотной платформы в сторону упомянутого возникающего момента.

При обратном ходе рамы тележки-спутники под действием силы инерции груза, преодолевая сопротивление качения опорных катков по направляющим, продолжают перемещаться в сторону транспортирования, так как механизмы свободного хода не препятствуют вращению опорных катков по направляющим рамы, а поворотная платформа с грузом будет находиться в неподвижном повернутом положении до завершения обратного хода рамы. Далее процесс повторяется.

На основе проведенных теоретических исследований, изложенных в [2], с целью приложения полученных в работе результатов к практике реального проектирования конвейеров без тягового органа для транспортирования и ориентирования штучных грузов различной геометрической формы предлагается методика инженерного расчета основных параметров инерционного тележечного конвейера, алгоритм которой представлен на рис. 2.

В качестве исходных данных для расчета необходимо задать:

1. Масса транспортируемого груза и тележки – mгр;

2. Габариты груза: длина х ширина х высота, SxBгрxH ;

3. Длина транспортирования – Lтр;

4. Интенсивность подачи грузов, которая может характеризоваться производительностью – П.

В качестве искомых параметров необходимо определить:

  1.         Расположение тележек с грузом на конвейере (шаг расстановки) в зависимости от средней скорости транспортирования и производительности (интенсивности).
  2.         Параметры привода рамы конвейера, а именно:

угловая скорость – ω;

приведенные коэффициенты сопротивления, возникающие при перемещении тележки и рамы, соответственно – δт, δр;

амплитуда колебаний рамы – А.

  1.         Конструктивные параметры тележки.
  2.         Подбор остановов.
  3.         Уточненный расчет параметров колебаний рамы конвейера.
  4. Мощность привода конвейера.

Производительность конвейера зависит от скорости перемещения груза. Например, рекомендуемые скорости транспортирования приводными конвейерами в условиях гибких производственных систем (ГПС) принимают от 2 до 12 м/мин, что соответствует значениям 0,03–0,2 м/с, в этом случае одним из важных факторов является расчет интенсивности грузопотока, которая напрямую зависит от времени обработки детали на технологическом оборудовании.

1. Шаг расстановки тележек с грузом на конвейере определяется в зависимости от заданной производительности и выбираемой по номограмме [2] средней скорости транспортирования груза:

при перемещении штучных грузов массой mгр

,                                                                (1)

при перемещении штучных грузов, учитывающих только количество груза

,                                                                     (2)

где ап – шаг расположения тележек на конвейере; z – количество груза в одной партии; – средняя скорость транспортирования груза.

2. Предварительно принимаются угловая скорость – ω, приведенные коэффициенты сопротивления, возникающие при перемещении груза на тележках δт, амплитуда колебаний рамы – А.

Полученные значения уточняются в зависимости от массы транспортируемого груза, конструктивных параметров тележки, рамы конвейера.

3. Определение параметров тележки необходимо вести по рекомендуемым методикам расчета, изложенных в [2].

4. Подбор остановов проводится по максимальному крутящему моменту, передаваемого обгонной муфтой с определением возможности встраивания ее в каток:

,                                                            (3)

где ат– максимальное ускорение тележки, м/с2.

Предварительно максимальное ускорение можно принять равным максимальному ускорению рамы:

                                                                  (4)

5. Уточненный расчет параметров колебаний рамы конвейера.

В зависимости от предполагаемых размеров тележки, определяется ориентировочная масса катков, масса вращающихся частей катков. Следует отметить, что необходима проверка условий (5) с целью выбора рациональных параметров колебаний рамы:

,                                                (5)

где mк – масса вращающихся частей катков.

Затем конструктивно определяются габариты рамы и в зависимости от количества и массы перемещаемого груза проводятся проектировочные расчеты рамы конвейера с определением ее массы, подбора опорных катков, расчета их осей и подшипников.

Приведенный коэффициент сопротивления движения тележек:

                                                                       (6)

где Wт – общее сопротивление, возникающее при движении тележки по направляющим.

Приведенный коэффициент сопротивления движению рамы будет:

,                                                               (7)

где c – количество конвейеров, работающих от одного привода, шт.; mр – масса рамы конвейера, кг.

Угловая скорость привода уточняется на основании условия отсутствия проскальзывания между опорной поверхностью рамы и опорных катков.

Максимально допустимая амплитуда колебаний рамы также определяется из условия отсутствия скольжения тележки по направляющим в зависимости от полученной угловой скорости привода конвейера.

После уточненного определения параметров колебаний рамы конвейера по определяется время цикла T=2π/ω и время свободного движения груза t1 на конвейере [2] для определения максимального ускорения груза мощности привода для уточнения крутящего момента по (3).

Мощность конвейера:

.                                    (9)

Далее подбирается электродвигатель и обязательно проводится проверка на нагрев по типовым методикам.

Приведенный алгоритм инженерного расчета основных параметров инерционного тележечного конвейера вполне можно описать при помощи систем автоматизированного проектирования.

 

Литература:

  1. Лускань О.А. Импульсные конвейеры для обслуживания гибких производственных систем // Машиностроение и техносфера ХХI века. Сб.трудов XVII международной научно-технической конференции. Донецк – 2010. – Т.2 – С.119-122.
  2. Лускань О.А. Основы теории импульсных инерционных конвейеров. Дисс… на соиск. учен. ст. докт. техн. наук, Новочеркасск – 2011.
Основные термины: рамы конвейера, колебаний рамы, колебаний рамы конвейера, параметров колебаний рамы, инерционного тележечного конвейера, свободного хода, инерции груза, опорных катков, обратном ходе рамы, сила инерции груза, привода конвейера, привода рамы конвейера, штучных грузов, масса рамы конвейера, расчет параметров колебаний, опорные катки, расчеты рамы конвейера, транспортируемого груза, параметров инерционного, транспортирования груза

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle