Назначение, классификация и теория транспортирующих машин
Назначение и классификация Транспортирующие машины широко используют в сельском хозяйстве для межцехового, внутрицехового и внутриагрегатного перемещения грузов. Их основные достоинства — непрерывность потока груза и более высокая производительность. Они участвуют в обеспечении главных грузовых потоков в виде транспортирующих машин общего назначения: ленточных, скребковых, ковшовых, винтовых, пневматических транспортеров — и специального: зернопогрузчиков, свеклопогрузчиков, навозопогрузчиков, кормораздатчиков и др. Машины непрерывного транспорта различают по роду груза, по конструкции, по принципу действия, по направлению движения, по приводу в движение груза, по назначению и схеме установки. Для повышения эффективности транспортирующих машин при многообразии грузов и сезонности погрузочно-разгрузочных работ в сельском хозяйстве наблюдается тенденция их универсализации. Общая теория Производительность транспортера определяется произведением погонной массы груза или его объема (q, кг/м — сыпучих, q0, м3/м — транспортирование в ковшах, сосудах и других емкостях, qш - кг/м — штучных) на скорость перемещения х, м/с. Секундная производительность соответственно будет qх, кг/с; q0х, m3/c; qшх, кг/с. Тогда часовая производительность для сыпучего груза, т/ч, П = 3,6qх =3,6шгFх, (152) где ц — коэффициент наполнения; г — насыпная или объемная плотность; F — площадь сечения потока груза, м2. Объемная производительность, м3/ч,
где V — емкость грузонесущего
органа, м3;
а — расстояние между емкостями.
Тогда х : а — количество емкостей, перемещающихся в секунду.
Умножением правой части формулы (153) на ш и г получим, т/ч,
где t = a : х —время прохождения грузом
расстояния между грузами, с.
Решая совместно
уравнения (155) и (156), получим, т/ч,
П = 0,001ПzG. (157)
Мощность привода и коэффициент
сопротивления движению
Энергия в транспортерах расходуется
на преодоление сопротивлений перемещения груза по горизонтали, подъема груза,
холостого хода. Рассмотрим транспортирование груза из точки А в точку В (рис. 46,а). Это можно выполнить
перемещением по наклонному направлению под углом в или по горизонтали АБ и вертикали
БВ.
Мощность для перемещения груза по горизонтали
где Lг — L cosв — путь
транспортирования по горизонтали;
щг — коэффициент сопротивления движению груза;
qх = 1000П :
3600 — секундная производительность.
Рис.
46. К определению мощности (а) и график (б) зависимости коэффициента
сопротивления.
Тогда мощность,
Вт,
Nг = 0,278gПLcosв. (158)
Мощность для подъема
Nв = gqHхщв = 0,278gПL(1 + щв')sinв (159)
где щв = 1 + щв' — коэффициент сопротивления
движению груза по вертикали при щв' — коэффициенте, учитывающем дополнительные
сопротивления;
Н = Lsin в — высота транспортирования.
Коэффициент сопротивления движению транспортера — это отношение силы сопротивления к
полезной силе тяжести или соответственно мощностей, т. е.
Кс = (Nг+Nв)/0,278gПL = щгcos в + щв sin в. (160)
Зависимость Кс
от в и условий работы показана на рисунке 46,б. Наибольшее его значение не
всегда будет при в = 90°. Мощность холостого хода
пои замкнутом контуре
здесь 2 — цифра, учитывающая сопротивление двух ветвей;
q0 — погонная масса подвижных частей
транспортера.
Суммарная мощность двигателя для предварительных
приближенных расчетов.
где Ки — коэффициент, учитывающий сопротивление от
инерции при пуске;
з — к. п. д.
механизма;
Np — мощность на преодоление сопротивлений в разгрузочном устройстве.
Основные технико-экономические
показатели
Большинство транспортеров
универсально. Их можно применять для разных грузов и любых направлений
транспортирования. Поэтому выбирать оптимальный вариант, учитывая условия работы,
агробиологические требования, необходимо на основе технико- экономических
показателей (табл. 7).
Коэффициент
энергоемкости Кэ характеризует расход энергии на транспортирование единицы массы груза в
единицу времени на единицу расстояния:
|
Таблица 7
| |||||||||||||||||
Примечание. Кэ.л и Км.л — для ленточного транспортера, принятые за единицу.
Коэффициент металлоемкости Км — количество массы транспортера, приходящейся на единицу транспортируемого груза в единицу времени, на единицу длины транспортера:
Показателем удельной стоимости эксплуатации может служить коэффициент эксплуатации Кэк, руб. ч/т. м;
где С — стоимость эксплуатации в единицу времени.
Окончательное решение о выборе типа
транспортера принимают, учитывая первоначальные затраты при соответствующих
долговечности и надежности работы.
Основные узлы транспортеров
К основным станциям транспортеров с
гибким тяговым органом относятся
приводные и натяжные механизмы. Транспортеры без тягового органа оснащены
приводными устройствами.
Приводные механизмы в зависимости от способа передачи усилия к
тяговому или рабочему органу разделяются на фрикционные (рис.
47,а, б, в и г) и с
зацеплением (рис. 47,д,е и ж). Располагать
их можно в любом месте транспортера. Выбор места определяется удобством монтажа и
обслуживания и максимальным снижением натяжения тягового органа.
Натяжные механизмы необходимы для обеспечения
работоспособности тягового органа. Различают натяжные механизмы периодического
(винтовые, реечные, рис. 48, а и б) и непрерывного (пружинные и грузовые, рис. 48, в, г и д)
действия. Последние применяют в транспортерах большой длины.
Натяжное
усилие определяют по формуле
Т = k(Sсб + Sнаб +T0) (166)
где k =1,1 —коэффициент потерь в блоках;
Scб
и Sнаб
— соответственно натяжение сбегающей и набегающей ветвей;
T0 = gG : f - усилие перемещения подвижных частей массой
G при коэффициенте сопротивления
движению f.
Рис. 47. Схемы приводов тягового
органа:а, б, в и г —
фрикционные; д,
е, ж — с зацеплением; з — диаграммы нагружения.
Рис- 48. Схемы натяжных устройств:
а — винтовое; б — зубчато-реечное; в — пружинное; г ид — грузовые.
Приводную станцию рациональнее ставить в конце груженой ветви, тогда она же ведущая. В этом варианте будет наименьшее натяжение ведущей ветви S'mах и натяжное усилие Т'. На рисунке 47, з показаны два варианта (I и II) расположения приводных станций, для которых S''max > S'mах, а Т'' > Т' в несколько раз. Это очевидно, так как потери на участках 1—2, 2—3, 3—4 и 4—1 будут во втором варианте большими, чем в первом. Приведенные преимущества не всегда можно использовать в транспортирующих устройствах, встроенных в комплексы машин и в сложные машины.
