Полюсное расстояние

На восходящей ветви вертикального элеватора до подхода к верхнему барабану ковш движется прямолинейно и равномерно, и имеющийся в нем груз находится только под действием силы тяжести Р = mg (рисунок 4). Когда ковш с тяговым элементом, подойдя к барабану, поворачивается вокруг его оси, начинает действовать центробежная сила

, (4.1)

где т – масса груза в ковше, кг;

ν₀ – скорость движения центра тяжести груза в ковше, м/с;

r – радиус вращения, т.е. расстояние от центра тяжести А груза в ковше до центра барабана О, м.

Рисунок 4 – Схема для определения полюсного расстояния

Равнодействующая R сил Р и F при вращении ковша изменяется по величине и направлению. Однако, если продлить вектор равнодействующей до пересечения с вертикалью, проходящий через центр барабана, то при любом положении ковша вектор R будет пересекать вертикаль в одной и той же точке В, называемой полюсом. Расстояние h_n от т. В до центра барабана О называется полюсным расстоянием.

Из подобия ΔАВО и Авс имеем

, откуда

, (4.2)

где .

Из полученного выражения видно, что полюсное расстояние h_n зависит только от частоты вращения барабана. С ее увеличением h_n уменьшается, и центробежная сила возрастает по сравнению с силой тяжести.

При уменьшении частоты вращения барабана влияние силы тяжести на процесс разгрузки возрастает и величина h_n увеличивается.

При h_n £ r_б, т.е. когда полюс находится внутри окружности барабана (рисунок 5 а, б), величина центробежной силы значительно больше силы тяжести (F > Р); все частицы груза движутся в ковше к его наружной стенке и происходит центробежная разгрузка ковшей.

Рисунок 5

При h_n > r_a, т.е. когда полюс располагается вне окружности, проходящей через наружные кромки ковшей {рисунок 5 в, г), сила тяжести велика по сравнению с центробежной силой, и происходит самотечная (гравитационная) разгрузка ковшей через заднюю кромку.

При r_б < h_n > r_a имеет место смешанный (центробежный и самотечный) способ разгрузки ковшей {рисунок 5 д).

Следовательно, характер разгрузки ковшей определяется соотношением между полюсным расстояние h_n и r_б.

(4.3)

Из (4.2) имеем

, (4.4)

где ν – окружная скорость барабана элеватора, м/с.

Таким образом, характер разгрузки ковшей определяется соотношением скорости их движения и диаметром барабана.

Рекомендуются следующие соотношения между диаметром барабана D_б, м и скоростью тягового элемента ν м/с:

– центробежная разгрузка (высокоскоростной элеватор) Б £ 1

(4.5)

– смешанная разгрузка (быстроходный элеватор) Б = 1…1,4

(4.6)

– смешанная разгрузка ковшей с внутренней стенки (среднескоростной элеватор) Б = 1,5…3

(4.7)

– самотечная разгрузка (тихоходный элеватор) Б > 3

. (4.8)