Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор технической литературы 10
1.1.Составление классификации вертикальных конвейеров 11
1.2. Обзор работ по определению динамических нагрузок 22
1.3. Цель и задачи исследований 27
2. Теория и расчёт вертикального чётырёхцепного конвейера 30
2.1. Основы расчёта вертикального конвейера 31
2.3. Устойчивость груза на конвейере 32
2.3. Динамика вертикального конвейер 36
2.3.1. Определение динамических нагрузок при пуске конвейер 36
2.3.2. Определение динамических усилий при установившемся режиме46
2.3.3. Проведение расчётного эксперимента... 60
2.4. Проблемы формосохранения пищевых изделий 75
2.5 Выводы по главе 80
3. Экспериментальные исследования верігтсально-горизонтальной конвейерной системы
3.1. Техническая характеристика исследуемой конвейерной системы 82
3.2. Опытно-промышленная экспериментальная конвейерная система .89
3.3. Проведение эксперимента 90
3.3.1. Методика экспериментальных исследований 91
3.3.2. Условия проведения исследований 92
3.3.3. Порядок проведения исследований 93
3.3.4. Средства экспериментальных исследований 96
3.4. Обработка данных и оформление результатов исследований 102
3.5 Выводы по главе 117
4. Сравнение результатов исследований 119
4.1. Анализ теоретических и экспериментальных данных 119
4.2. Выводы по главе 125
5. Методические основы расчёта и технико-экономическая эффективность 126
5.1. Выбор расчётной схемы 129
5.2. Выбор тягового и грузонесущего органов конвейера 131
5.3. Выбор скорости движения и расчёт шага платформ 138
5.4. Определение линейных нагрузок 141
5.5. Определение сопротивлений движению и тяговый расчёт конвейера 142
5.6 .Динамика вертикального конвейера 148
5.7. Расчёт тягового усилия и мощности электродвигателя 151
5.8 Технико-экономическая эффективность 155
5.9. Выводы по главе 156
Заключение и основные выводы 158
Список использованных источников 161
Приложения 174
- Обзор работ по определению динамических нагрузок
- Динамика вертикального конвейер
- Опытно-промышленная экспериментальная конвейерная система
- Выбор тягового и грузонесущего органов конвейера
Введение к работе
Основными тенденциями при разработке перспективной техники для хлебопекарной промышленности следует считать создание отечественного конкурентоспособного оборудования для технологических, вспомогательных и транспортных операций наиболее отстающих в механизации участков производства (В первую очередь, ПРТС работы в хлебохранилищах и экспедициях; приём, хранение и подготовка дополнительного сырья, производство специальных сортов, фасовка и упаковка продукции) [132].
Среди проблем, от решения которых существенно зависит уровень развития производства, важное место занимает комплексная механизация и автоматизация транспортно-технологических процессов.
Одним из наиболее совершенных видов транспорта, обеспечивающих высокую производительность и технико-экономическую эффективность при больших грузопотоках, является конвейер.
Современные предприятия с массовым и крупносерийным выпуском продукции широко используют поточные линии на базе цепных конвейеров [87, 130, 121, 109, 128, 79, 64, 5, 83, 57]. Они, как правило являются не только неотъемлемой частью технологического процесса, но и определяют его темп, ритмичность, существенно влияют на организацию всего производства [3, 5]. Вновь создаваемые конвейеры должны отвечать критериям прочности, долговечности, надежности и экономичности в эксплуатации, минимальным затратам материалов и труда при изготовлении. Учитывая все эти факторы и постоянную тенденцию к росту интенсивности труда и производительности машин, необходимы глубокие теоретические и экспериментальные исследования по созданию совершенных методов их расчета.
Известно, что производительность конвейера зависит от линейной нагрузки и скорости транспортирования. Практикуемые в цепных конвейерах небольшие скорости движения, не превышающие обычно один метр в секунду, создают самый неблагоприятный режим работы. Высокие линейные нагрузки, большие статические натяжения в цепи приводят к созданию громоздких и металлоемких машин.
Скорость транспортировки груза часто определяется технологическим процессом, условиями загрузки и разгрузки, особенностями конструкции конвейера, свойствами груза, быстродействием обработки информации электронной системой управления. При перемещении пищевых продуктов на первое место выходят ограничения связанные с динамическим воздействием на конкретный пищевой продукт в процессе его перемещения, определяемые физико-механическими свойствами, температурным режимом и параметрами упаковки. Известно, что повысить производительность конвейера можно увеличением массы груза на единице длины тяговой цепи или скорости перемещения. Вместе с тем, при прочих равных условиях, скорость ограничивается величинами динамических нагрузок в тяговых цепях и других элементах конвейера.
Среди широкой гаммы транспортирующих машин с цепным тяговым органом вертикальные четырёхцепные конвейеры рис.1 занимают особое ме- сто[87, 130, 109, 128, 79], так как позволяют объединить в единую автоматизированную систему различные транспортно-технологические линии, расположенные на различных уровнях высот (на разных этажах). Это неоспоримое достоинство обусловило боль- Рис. 1 Вертикальный конвейер r г шую потребность в них во многих от раслях промышленности и, особенно, на участках пакетирования и отправки грузов.
Высокая ответственность, которая отводится этим системам в поддержании ритма работы отдельных участков, цехов и предприятия в целом, заставляет предъявлять жесткие требования к их надежности в течение всего эксплуатаци онного периода. Однако, как показывает опыт проектирования и эксплуатации, одним из сдерживающих факторов в развитии вертикальных конвейеров, да и большинства цепных конвейеров является отсутствие до последнего времени достоверной и отвечающей современным возможностям для практической реализации методики определения динамических нагрузок. Существующие методики позволяют сделать только приближенную их оценку, что заставляет проектировщика и конструктора завышать коэффициенты запаса прочности, снижать скорость транспортирования, разрабатывать сложные приводные механизмы и системы управления.
Наиболее широкое применение вертикальные конвейеры и системы на их основе нашли в пищевой промышленности для перемещения пакетированных пищевых изделий при больших грузопотоках. При этом на данный момент отсутствуют исследования, посвященные влиянию динамических процессов на пищевой продукт во время его перемещения.
В процессе перемещения пищевого продукта на вертикальном конвейере на него воздействуют дополнительные силы инерции, связанные с появлением динамических ускорений из-за неравномерности работы системы цепь звёздочка. Их величина может достигать значений 5 м/с с частотой от 1 до 10 Гц. В результате отсутствия достоверной методики для определения динамических характеристик процесса приходится принимать завышенные коэффициенты запаса. В частности при определении максимальной высоты укладки пищевых изделий из условия формосохранения для всех скоростей приходится задавать максимальное значение коэффициента динамического воздействия на пищевой материал или проводить опытную проверку для каждого конкретного случая. При этом утрачивается значение точности определения реологических параметров пищевого материала. Неправильное задание коэффициента динамического воздействия может приводить к тому что до 20 % перемещаемых изделий потеряют товарный вид.
Для выхода из создавшегося положения и, учитывая постоянную тенденцию к росту интенсивности производства, необходимо проведение теоретических и экспериментальных исследований, направленных на совершенствование динамики процессов перемещения грузов с пищевыми средами вертикальными конвейерными системами.
Вышеизложенное свидетельствует об актуальности создания теории и основ расчета параметров динамических процессов происходящих в тяговом органе вертикального конвейера при перемещении пищевых сред исходя из их физико-механических свойств.
Для решения обозначенной научно-технической проблемы были определены следующие основные задачи исследований:
1 .Разработать динамическую и математическую модели вертикального конвейера, отражающие основные закономерности процессов происходящих в его тяговом органе. Оценить влияние динамических процессов на пищевые среды.
2.Создать алгоритм решения математической модели с применением ЭВМ.
3.Произвести экспериментальную проверку результатов теоретических исследований.
4.Разработать инженерную методику расчёта вертикального конвейера с учётом физико-механических свойств пищевого сырья и динамических нагрузок, возникающих в тяговом органе в процессе перемещения грузов с пищевыми средами.
По результатам исследований выполненных и представленных в диссертации, на защиту выносятся положения, обладающие научной новизной:
1. Обоснование динамических и математических моделей процесса перемещения пищевых сред вертикальным конвейером.
2.Закономерности изменения динамики процесса перемещения грузов с пищевыми средами в вертикальном четырёхцепном конвейере.
3.Влияние динамики процессов перемещения на формосохранение пищевых изделий.
4.Результаты экспериментальных исследований процесса перемещения грузов с пищевыми средами с применением современной аппаратуры.
Совокупность представленных к защите следует квалифицировать как решение научной проблемы, заключающейся в раскрытии сложных динамических процессов, сопровождающих работу вертикальных четырёхцепных конвейеров и систем на их основе.
Достоверность научных положений и выводы по работе базируются на накопленном опыте теоретических и экспериментальных исследований, проектирования и реального воплощения в конструкциях вертикальных конвейеров.
Адекватность разработанных методик, проверена в результате экспериментальных исследований на опытно-промышленной вертикально-горизонтальной конвейерной системе.
Практическая значимость заключается в том, что предложенная методика динамического анализа характерных режимов работы вертикальных конвейеров обеспечивает возможность производить расчёт узлов и механизмов с учетом реального нагружения и свойств конкретного пищевого продукта, указывают пути снижения металлоемкости и повышения эффективности процессов перемещения пищевых сред.
Результаты данной работы использованы при изготовлении, наладке и совершенствовании конвейерной системы отгрузочного терминала Краснодарского филиала №1 ЗАО «Очаково», предназначенной для перемещения пакетированной на европоддонах готовой продукции массой до 1 тонны.
Основное содержание диссертации изложено в 9 печатных работах, по результатам проведённых исследований получено два патента. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Научные основы процессов и аппаратов и машин пищевых производств» (г. Краснодар, 2002 г.), Всероссийской научной конференции «Проблемы динамики и прочности исполнительных механизмов и машин» (г. Астрахань, 2002 г.), 30-й научно-практической конференций по итогам НИР за 2003 год.(Санкт-Петербург, 2004 г.), а также на многочисленных научно-технических семинарах кафедры «Техника мясных и молочных производств» СПбГУНиПТ (2001-2004 г.).
Работа вьшолнена на кафедре «Техники мясных и молочных производств» Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий в 2001-2004 г.г.
Обзор работ по определению динамических нагрузок
В элементах вертикальных конвейеров возникают различные виды динамических нагрузок. Это как ряд нагрузок, присутствующих во всех типах конвейеров с цепным тяговым органом, так ряд специфических, присутствующих только в вертикальных конвейерах.
К первой группе относятся нагрузки, возникающие в элементах цепного тягового органа и связанные с кинематикой зацепления, динамическими характеристиками привода и натяжной станции. В данной области проводилось довольно большое количество теоретических исследований.
Получению аналитического решения посвящены работы такого учёного, как профессора Штокмана И. Г. В его работах [121, 136] тяговый орган отождествляется с однородным упругим стержнем. При этом составляется динамическая модель и рассматривается колебательный процесс, возникающий в тяговом органе в результате неравномерности движения цепи при постоянной угловой скорости звёздочки.
Составление динамической модели конвейера в целом невозможно без исследования влияния на его работу динамических характеристик привода и натяжной станции. В [130] исследуются динамические характеристики натяжных станций, а также их влияние на определение краевых условий при составлении дифференциальных уравнений, описывающих динамическую модель. Для вертикальных конвейеров наиболее распространённым типом натяжной станции является пружинно-винтовая.
Кроме этого в [130] исследуется влияние привода на работу конвейера. При этом отдельно исследуются динамические характеристики электродвигателя и передаточного механизма. Теоретические исследования общих для всех конвейеров элементов не описывают динамику непосредственно вертикальных четырехцепных конвейеров. Это происходит из-за отсутствия учета специфических особенностей технологической нагрузки, распределения нагрузки по цепям и т.д. В частности, все формулы описанные выше несомненно вызывают интерес, однако они были получены для динамических моделей горизонтальных конвейеров определённой длины, определённой степени натяжения.
Исследованию динамики работы непосредственно вертикальных конвейеров посвящены работы профессора Пертена Ю.А. В приводится анализ не-равномерностей натяжения цепей в зависимости от характера загрузки, а так же от угла установки направляющей в случае загрузки с рольганга. Кроме этого приводится расчётная схема вертикального конвейера, а также рассматривается его работа при режимах пуска и установившегося движения. Профессором Пертеном Ю.А. для описания динамики движения конвейера, включающего шесть грузонесущих платформ, была составлена динамическая модель и на её основе система из семи дифференциальных уравнений.
Упругие свойства участков рабочих цепей учитываются их жесткостью С\, с2,..., перемещение масс — обобщёнными координатами q\, Цг,..., силы демпфирования - коэффициентом диссипации энергии РьРг,...,. К числу внешних сил, действующих на систему относятся активный момент вала ведущего звена привода, весовые нагрузки 2ъ Qb— силы натяжения цепи Рн. Приводной двигатель необходимо рассматривать как электромеханическую подсистему.
Обзор технической литературы показал, что вопросы создания надёжной и удобной техники для транспортировки различных грузов при комплексной механизации в пищевой и других отраслях играют важную роль. Данному вопросу уделено большое внимание в монографиях таких авторов как: Александров М.П., Вайнсон А.А., Дьячков В.К., Зенков Р.Л., Ивашков И.И., А.О. Спиваковыми, И. Г. Штокман Ю.А. Пертен и др. Однако вопросы, связанные с перемещением штучных грузов по вертикали, в частности на вертикальном конвейере освещены не полно. Поэтому исследование, разработка и создание именно такой техники является наиболее перспективным.
На основе исследования патентного фонда и технической литературы составлена новая, ранее не существовавшая, классификация вертикальных конвейеров рис., а так же классификация грузонесущих платформ рис..
Обзор работ по исследованию нагрузок, обобщения практики конструирования и эксплуатации показали, что проблема создания надёжной и удобной для пользователя методики по определению динамических усилий в тяговых и грузонесущих органах транспортирующих машин является актуальной.
Существующие исследования, включая и фундаментальные работы Ганфштенгеля Г.Г., Козьмина П.С., Долголенко А.А., Штокмана И.Г., Пертена Ю.А. не отвечают современным требованиям потребителя. Разработанные ими методики были направлены на получение главным образом аналитического решения, что объективно приводило к необходимости значительного упрощения динамической модели и тем самым снижению точности определяемых параметров.
Динамика вертикального конвейер
При работе вертикального конвейера вследствие особенностей внешних активных сил и связей, определяющих и ограничивающих его движение, в элементах конвейера и в первую очередь его рабочем органе возникают значительные динамические нагрузки, сравнимые со статическими. При работе вертикального конвейера можно выделить два режима.
Первый режим соответствует начальному периоду разгона системы, когда груз находится на приёмном горизонтальном участке конвейера, цепи не натянуты и упругая связь между ведущими звеньями привода и рабочей нагрузкой в момент пуска отсутствует, что эквивалентно динамической системе с разрывом кинематической связи.
Второй режим соответствует установившемуся движению конвейера, когда основными силовыми факторами, определяющими поведение системы, являются кинематическое возмущение от цепной передачи и рабочая нагрузка.
Рассмотрим поведение системы при первом режиме работы вертикального конвейера. Схема системы представлена на рис. 2.4. Груз с массой находится на платформе, вес груза передаётся на опорные элементы конвейера, цепь ослаблена, что представлено на схеме наличием в системе зазора 8. Все промежуточные платформы конвейера не загружены, что соответствует условием т2=/из=..../им=0.
На первом этапе происходит выборка зазоров при значении Рдвтах, далее, на втором этапе, происходит упругая деформация рабочих участков цепи до момента времени tO соответствующего с -(5] - ,-) = Qt. На третьем этапе происходит разгон массы т- т до расчётной скорости движения v = сддв R.
Считая, что выборка зазоров и упругие деформации происходят при дв = demax = const, определим наибольшую деформацию цепей как AS max = (5 -5 ) , а соответствующую ей максимальную динамическую нагрузку Рдин max =с -ASmax определим из условия, что в момент времени наибольшей деформации упругого элемента его потенциальная энергия U должна быть равна работе движущих сил на пути (5 + ASmax ).
С целью определения не только наибольших значений, но и характера изменения динамических нагрузок в цепях конвейера после выборки зазоров, рассмотрим движение системы при значениях /g. Конструктивные особенности конвейеров, типы приводных двигателей, а также степень износа тяговых цепей в значительной степени определяют уровень и характер динамических нагрузок, возникающих в системе. Конструктивные особенности в основном определяют характер кинематического возмущения; различные типы приводных электродвигателей зависят от принятого режима работы, категории грузов; степень износа цепей определяет величину зазора в системе, что при различных степенях износа не определяет однозначно конкретный участок внешней характеристики приводного двигателя, обуславливающий динамические в упругих элементах системы. Поэтому представляется необходимым рассмотреть поведение системы при общем случае изменения возмущающей силы F(t). Это даёт возможность использовать полученные результаты для исследования динамики реальных систем.
Принимаем, что в момент времени ty , соответствующий началу упругих деформаций рабочих участков цепей конвейера, масса /и, находится в покое в состоянии статического равновесия, а на массу гп\ действует произвольное возмущение F(t).
Выражение (2.12) даёт возможность определять динамические нагрузки в упругом элементе во временном диапазоне от ty до ta, т.е. до выполнения соотношения сп Si Pc, где Pc-Qt - силы статического сопротивления в данном случае соответствуют весовым нагрузкам. Характер изменения возмущающей силы может приниматься любой в соответствии с исследуемой системой. Рассмотрим поведение системы при F{t) - demax const 5 что соответствует разгону системы двигателем с жесткой характеристикой.
Анализ формул (2.3) - (2.29), характеризующих динамические нагрузки в период выборки зазоров, упругой деформации рабочих участков цепей и разгона масс позволяет совместно с результатами экспериментов дать качественную и количественную характеристику процессов транспортирования груза че-тырёхцепными вертикальными конвейерами. Далее предлагается инженерная методика для нахождения максимального усилия передаваемого через цепи при пуске конвейера.
Данная динамическая модель представляет собой модель с сосредоточенными параметрами рабочих участков двух цепных контуров конвейера. Один из них внутренний другой наружный. Инерционные характеристики модели приводятся к массам ти mi, rrii2, т3, т , /w34- Упругие и диссипативные характеристики определяются приведёнными коэффициентами жёсткости системы Си с2, с3, с4 и коэффициентами диссипации энергии Рь р2, Рз, Рд-
При составлении систем дифференциальных уравнений для моделей, включающих цикловые механизмы, коэффициенты А& в выражениях для кинетической энергии чаще всего не могут быть приняты постоянными, так как одна или несколько обобщённых координат не являются малыми величинами в данном случае такой координатой является координата входного звена системы фо(0- Существенного упрощения можно достичь введением избыточных координат, устраняющих необходимость предварительного выражения всех координат системы через независимые обобщенные координаты. Для этой цели была избыточная координата q5.
Опытно-промышленная экспериментальная конвейерная система
Для проведения эксперимента была создана опытно-промышленная экспериментальная конвейерная система, имитирующая работу реальной автоматизированной конвейерной системы.
Схема опытно-промышленной конвейерной системы для проведения испытаний и исследования отдельных узлов приведена на рис.3.8. Она включает цепной подающий конвейер 1, вертикальный поднимающий конвейер 2, горизонтальный цепной конвейер 3, вертикальный опускающий 4, горизонтальный цепной принимающий конвейер 5. Рис.3.8. Опытно-промышленная экспериментальная конвейерная система.
Для нештатной установки горизонтального конвейера были разработаны, изготовлены и установлены кронштейны 7 (рис.3.9 а). Кроме этого для придания жесткости горизонтальному цепному конвейеру была собрана подставка 6, состоящая из бетонного основания и сварной металлоконструкции (3.9 б ).
В течении 2003 года на территории ЗАО «Завод «Универсалмаш» (дочернее предприятие АО «Кировский завод») проводились экспериментальные исследования на вертикально-горизонтальной опытной конвейерной системе. Наиболее простыми и точными, а зачастую единственно возможными, методами исследования напряженного состояния деталей, узлов и металлоконструкций сложных технических изделий, каким является конвейер, являются тензо-метрические исследования. В программу испытаний были включены: визуальное наблюдение за работой конвейера, непрерывная работа конвейера в холостом режиме в течении 72 часов (7x10+2), настройка и проверка автоматики при 5% рабочей нагрузки (пустой поддон), тензометрическое испытание вертикального конвейера при нагрузке 0- -50% от рабочей, тензометрическое испытание горизонтального конвейера при нагрузке 0-400% от рабочей. а б
Наиболее подходящим методом измерения усилий и напряжений в элементах конструкций для рассматриваемой конвейерной системы является электротензометрия, которая относится к электрическим методам измерения. Первичным преобразователем при тензометрировании является тензорезистор, который измеряет относительную деформацию. Для нашего случая лучше всего подходят тензорезисторы с металлической решеткой.
К этим параметрам относятся: 1. Определение действующих усилий в элементах тяговых органов вертикального конвейера на различных участках трассы в режиме непрерывной работы и в режиме пуска-остановки, при подъеме и опускании груза. Особый интерес представляют данные о напряжениях в момент огибания грузонесущей платформой звездочек. 2. Определение нагрузок действующих на каждую цепь при различном расположении центра приложения сил от веса груза относительно геометрического центра платформы вертикального конвейера. 3. Определение усилий в элементах тяговых органов горизонтального конвейера в режиме непрерывной работы, пуска-остановки, при разном направлении движения груза, при отсутствии и наличии смазки на направляющих цепей.
Производится подготовка поверхностей для приклеивания тензодатчиков, их обрабатывают наждачной бумагой, постепенно уменьшая размер её зерна. В результате должны быть сняты все дефекты в виде вьтуклостей, углублений, царапин и т.п. Подготовленная поверхность должна иметь зеркальный блеск (шероховатость поверхности будет не более Ra 0,160 [126]). Подготовка поверхности представляет собой трудоемкую и емкую по времени операцию, поэтому желательно ее осуществлять заблаговременно. Непосредственно перед наклейкой датчиков подготовленную поверхность требуется обезжирить для большей адгезии.
Бумажную основу тензодатчика приклеивают к подготовленной поверхности вдоль линий главных напряжений. Обычно используют феноло-формальдегидный клей БФ-2 или БФ-4 (ГОСТ 12172-74), но можно применить другой клей с необходимым набором свойств (шов должен быть пластичен, водо-, бензо-, масло- и вибростоек).
После наклейки датчиков они при помощи проводных связей подключаются к регистрирующей аппаратуре, и проводится балансировка мостовой схемы. В данном случае пары датчиков подбирались таким образом, чтобы разность сопротивлений была менее 0,5 Ом, и балансировка производилась автоматически.
Тарировка Тарировка для вертикального конвейера проводилась непосредственно перед основными измерениями. При этом использовался тот же груз. Для этого включалась измерительная аппаратура, затем при помощи мостового крана в центр платформы опускался груз, с одновременной фиксацией сигналов от тен-зодатчиков. При известных весе мерного груза и разности показаний прибора, определялись тарировочные коэффициенты. Причём коэффициенты определялись для каждого пишущего канала. При выходе из строя датчика, а также при повторной сборке электрической схемы тарировка проводилась заново.
Этапы исследований Во время первого этапа исследований измерения проводились на тяговых цепях вертикального конвейера. На одной из пластин каждой из четырех цепей было размещено по одному датчику. Они были наклеены вдоль пластины (по известной линии главных напряжений)[84].
Выбор тягового и грузонесущего органов конвейера
В качестве тягового органа вертикального конвейера могут выступать цепи различной конструкции, металлические ленты, резино-тросовые элементы. Наиболее перспективным тяговым элементом является - резиновый фигурный ремень с расположенной внутри группой металлических тросиков рис.5.5.
Скорость транспортирования штучных грузов на вертикальных конвейерах может быть до 0,5 м/с и более. Она выбирается исходя из общей скорости транспортно-технологической линии. На практике для грузов более 500 кг скорость не рекомендуется выбирать более 0,2 м/с. Требуемую производительность можно обеспечить, уменьшая шаг платформ и повышая их грузоподъёмность.
Тяговый расчёт конвейера является общепринятым для расчёта большинства конвейеров с тяговым органом. В его методическую основу положено допущение о равномерном распределении веса груза, грузонесущих элементов и т.д. вдоль в длины тягового органа. При этом рассматриваются только ключевые точки, а изменение натяжений между ними принимается по линейному закону.
Сопротивление движению на участках огибания цепью звёздочек складывается из сопротивления в подшипниках звёздочек, сопротивления в шарнирах цепи при её перегибе, сопротивления от трения пластин тягового органа. Эти сопротивления могут быть рассчитаны при известных усилиях в цепи в точках набегания и сбегания. При проведении тягового расчёта данные усилия не известны. Поэтому для проектировочного расчёта они принимаются в зависимости от угла обхвата в виде Sc6 =SHa6 -(ft, где ф,-=1,05 при угле обхвата 90, где ф/=1,1 при угле обхвата 180. При тяжелых режимах в условиях сильной запылённости и нерегулярной смазки цепей коэффициенты должны быть увеличены в 1,5-2 раза. Таким образом, для z-образного вертикального четырёхцепного конвейера без верхнего петлевого участка рис.5.10. коэффициенты сопротивления будут следующими.
Особенность тягового расчёта вертикального конвейера в том, что он производится отдельно для внутреннего и внешнего контура. Расчёт начинают с определения точки минимального натяжения цепи. Её положение зависит от конфигурации трассы и направления движения конвейера. Величина Sniin задаётся на уровне 500-K3000 Н и может контролироваться на этапе наладки конвейера.
При отсутствии данных о положении точки минимального натяжения можно применить следующий метод. Определяются сопротивления движению отдельно для сил трения и силы тяжести, начиная от точки сбегания с приводной звёздочки. Сопротивления сил трения принимают только положительные значения, а сопротивления силы тяжести как положительные, так и отрицательные. Далее при суммировании сил сопротивлений определяется точка минимально натяжения цепи. Силы сопротивления от огибания звёздочек при этом не учитываются.
Нагрузка распределяется неравномерно по цепям из-за несовпадения центра платформы и проекции центра тяжести груза. Кроме этого неравномерность может возникать вследствие перекоса платформы, неравномерности шага цепи, неточностей изготовления рамных конструкций.
Коэффициент неравномерности следует принимать равным 1,1 при ориентированной загрузке конвейера, постоянстве центра тяжести от груза к грузу и незначительно больших размерах платформы по сравнению с габаритами груза. Его следует увеличивать при несоблюдении этих условий. Рекомендации, выработанные в результате теоретических и экспериментальных исследований, представлены в таблице 5.9.
При работе вертикального конвейера возникают значительные динамические нагрузки, вызванные неравномерностью работы системы цепь-звёздочка. Для их учёта при инженерном расчёте вводится коэффициент динамичности кд равный отношению реальных усилий в тяговом органе к усилию полученному в результате тягового расчёта без учёта динамической со 149 ставляющей. С целью изучения динамики вертикального конвейера были проведены теоретические и экспериментальные исследования. Алгоритм расчёта переменных составляющих перемещений, скоростей, ускорений усилий представлен в главе 2. Составление математической модели, её преобразование и решение - трудоёмкий процесс. Выполнять данный расчёт следует при необходимости определения конкретных значений усилий или ускорений.
Все конструктивные параметры следует выбирать таким образом, чтобы коэффициент динамического воздействия не превышал допустимый и, соответственно, не нарушались целостность упаковки продукта и его форма.
С целью упрощения инженерного расчёта по результатам исследований рассчитаны значения коэффициентов динамичности табл. 5.10. и коэффициентов динамического воздействия табл. 2.2. Если необходимы какие-либо конструктивные отклонения, то коэффициенты могут меняться. Такими отклонениями могут быть увеличенный шаг платформ, увеличенное число зубьев и т.д. При конструктивном выборе цепи с заведомо большей разрывной нагрузкой коэффициент динамичности можно не учитывать при скорости до 0,5 м, при этом проверку на формосохранение пищевого продукта необходимо проводить обязательно.
