Инерционного конвейера

Инерционные конвейеры применяются для перемещения штучных грузов – заготовок, обрезков металла, руды, угля и других и их разгрузки за счет сил инерции, действующих на грузы, при изменении направления движения конвейера.

Механизм инерционного конвейера связан с желобом, совершающим возвратно-поступательное движение для перемещения грузов в одном направлении.

При движении желоба в направлении перемещения груза его скорость на большей длине хода возрастает. При изменении направления движения желоба на противоположное груз под действием сил инерции перемещается по желобу в том же направлении и перегружается в бункер или на другой конвейер.

Обработку нагрузочной диаграммы рассмотрим для механизма конвейера, представленного на рис. 32.

Рисунок 32 – Схема механизма инерционного конвейера

Схема механизма задана размерами звеньев, относительным положением кинематических пар, связанных со стойкой, и положением центров масс звеньев:

l_OA = 0,14 м; l_AВ = 0,42 м; l_ВС = 0,2 м; l_ВD = 0,7 м; е = 0,34 м; e₁ = 0,115 м; e₂ = 0,05м; = 0,5 l_AВ; = = 0,5 l_ВC; = 0,5 l_ВD.

Кроме того, заданы параметры:

Частота вращения электродвигателя n_дв = 1260 об/мин;

Частота вращения кривошипа n₁ = 63 об/мин;

Угловая скорость кривошипа .

Массы звеньев рычажного механизма, [кг]:

m₂ = 18; m₃ = 20; m₄=95; масса желоба m_Ж = 450 кг; масса перемещаемого груза m_Г = 800 кг.

Моменты инерции звеньев, [кгм²]:

= 1,0; = 0,04; =1,5; = 4,2; ротора двигателя J_дв = 0,3.

Силы сопротивления при движении желоба ; [кН]:

При движении в направлении перемещения груза = 1,5;

При обратном ходе = 2,5.

Нагружение механизма конвейера задается силами сопротивления движению желоба в направлении перемещения груза и в обратном направлении. При движении в обратном направлении эти силы больше, так как к силам сопротивления добавляются силы трения груза о желоб при их разгрузке и перемещении против движения желоба под действием сил инерции.

Ход желоба Н определяется его крайними положениями в точках D_н и D_к, соответствующими расположению кривошипа ОА на одной линии с шатуном АВ. За начальное положение при построении планов механизма принимается его крайнее положение, при котором эта линия проходит через точки А_н, О, В_н. Другое крайнее положение соответствует прохождению этой линии через точки О, А_к, В_к.

После разметки положений кривошипа и других звеньев за цикл установившегося движения можно сразу построить расчетную нагрузочную диаграмму Р_С(j) (рис. 33). Для этого по крайним положениям желоба (на рис. 32 поз. 5) в точках D_н и D_к обратным построением планов механизма определяют углы j_Р и j_Х поворота кривошипа ОА при движении желоба в прямом и обратном направлении, на оси абсцисс диаграммы наносят эти углы и на этих углах показывают значения заданных сил сопротивления и .

Рисунок 33 – Расчетная нагрузочная диаграмма механизма конвейера

Приведенные моменты сил сопротивления в каждом положении механизма определены с учетом веса звеньев по заданным массам. На рис. 34 показаны рычаги Жуковского для положения 5 кривошипа ОА механизма (рис. 34, а), выделенного на рис. 32 жирными линиями, и положения 10 (рис. 34, б), показанного на рис. 35. Сила от веса желоба и перемещаемого груза обозначена . Планы скоростей повернуты на 90° по направлению вращения кривошипа ОА. Приведенные силы сопротивления определяются из равенства моментов этих сил сумме моментов сил, действующих на звенья механизма относительно полюса повернутого плана скоростей. В положении механизма (рис. 34, а) приведенная сила

, (61)

в положении на рис. 34, б

, (62)

где G₂, G₃, G₄ ­­ – силы веса звеньев;

h_c1, h_c2, h₂, h₃, h₄, – плечи сил в мм относительно полюса "р" повернутого плана скоростей.

Рисунок 34 – Рычаги Жуковского для механизма инерционного конвейера

в положениях кривошипа ОА₅ (а) и ОА₁₀ (б)

Рисунок 35 – План механизма инерционного конвейера с приложенными

силами в положении кривошипа ОА₁₀

Момент от силы G₅ равен нулю, так как равно нулю плечо этой силы относительно полюса «р».

Аналогично определяются приведенные силы в других положениях механизма. Направления моментов приведенных сил и суммарного момента приводимых сил, представляющего собой числитель выражений (61) и (62), должны совпадать. С учетом веса звеньев G₂ = 0,176 кН; G₃ = 0,196 кН; G₄ = 4,414 кН численная величина приведенной силы в положении 5 механизма равна

,

в положении 10

.

Приведенные моменты сил сопротивления определяются по формуле

, (63)

где l_ОА – длина звена приведения - кривошипа ОА.

Условимся эти моменты считать положительными, если они направлены против вращения кривошипа ОА. В положениях 5 и 10 кривошипа ОА моменты положительны. При отрицательных значениях моменты будут действовать по направлению угловой скорости w₁ кривошипа.

Вычисляя значения приведенных моментов сил сопротивления по формуле (63), для всех положений механизма строят график этих моментов (рис. 36, а).

При построении графика следует иметь в виду, что в крайних положениях желоба конвейера (звена 5 в точках D_н и D_к на рис. 32) значения приведенных сил и моментов сил сопротивления равны нулю.

После построения графика методом графического интегрирования определяют значения и строят график работ приведенных моментов сил сопротивления, затем график работ сил движущих (рис. 36, б) и по нему определяют значение и строят график постоянного приведенного момента сил движущих (рис. 36, а) в виде горизонтальной прямой (рис. 36, а).

При графическом интегрировании приведенного момента сил сопротивления число интервалов деления графика по оси абсцисс между положениями 8 и 10 кривошипа увеличено с целью более точного построения графика на этом участке.

Рисунок 36 – Графики приведенных моментов (а) и работ (б) сил движущих

и сил сопротивления инерционного конвейера