Розрахунок максимальної потужності приводу

 

 

Нижче наводяться основні співвідношення і розрахункові формули розрахунку потужності приводу ланцюгового вертикально- замкнутого конвеєра, методом обходу по контору, на прикладі його прототипу -установки типу УСГ -К.

При прийнятті числа напрямків сортування по один бік конвеєра n = 28 з двобічним розміщенням накопичувачів та кроком 1 м їх розміщення, що дорівнює кроку l _кн закріплення візкових скидачів до тягового ланцюга, довжина холостої (робочої) гілки дорівнює довжині прямолінійної ланки L _пл конвеєра

 

L _пл» 4 + nl _кн» 4+28*1=32 м.

 

У випадку прийняття рівномірного розподілу вантажів по накопичувачах, що створюють навантаження x _А, оптимальне та граничне навантаження відповідно дорівнюють

 

M (x _А) = x _{А опт} = 6142 Н

 

та

x _{А гр} = a _max n = 30*28 = 8400 Н

 

де a _с та a _max – математичне очікування та максимальне значення маси вантажу (у даному випадку – посилки, що дорівнює 6 кг за статистичними обстеженнями згідно з [11, 20]); a _max – максимальна маса вантажу (посилки – 30 кг).

Натяг S ₁ ланцюга в початковій точці 1 контуру – в точці збігання ланцюга з приводної зірочки приймається, як початковий натяг S ₀, наприклад, S ₁ = S ₀» 1000 Н, а натяг S ₂ в точці 2 визначається як сума натягу S ₁ в початковій точці 1 та сили опору W _хг на холостій гілці конвеєра, тобто

 

S ₂ = S ₁ + W _хг. = 1000+9400,2 = 10400,2 Н

 

Сила опору на холостій гілці конвеєра визначається у вигляді

 

W _хг = q _хг gL _пл w_хг,= 25.62*9,8*32*0.117 = 9400,2 Н

 

де q _хг – погонне навантаження на холостій гілці конвеєра, що дорівнює погонній масі рухомих частин конвеєра (маса візкового скидача складає 20,4 кг) та масі ланцюга приведених до 1 м довжини останнього (погонна маса ланцюга ВР-1-100-12,5-5,32 ГОСТ 588 – 74 складає 5,8 кг/м, а його довжина між візками – 0,9 м); w_хг – коефіцієнт опору руху візкового скидача на циліндричних опорних роликах по холостій гілці конвеєра, що визначається у вигляді

 

w_хг = (m_тр d _ц + 2 k)/ D _р = (0,2*15 +2*0.6)/36 = 0,117

 

з урахуванням наступних конструктивних параметрів: m_тр = 0,2 – коефіцієнт тертя ковзання ролика по сталі направляючих опор (матеріал ролика – поліамід 68); k _тр = 0,06 см – коефіцієнт тертя гойдання ролика по сталі; D _р = 36 мм – діаметр ролика; d _ц = 15 мм – діаметр цапфи (конкретні значення параметрів наводяться для установки типу УСГ-К, за яких q _хг = 25,62 кг/м, w_хг = 0,117, W _хг = 9400,2 Н, S ₂ =10400,2 Н [11, 20]).

Натяг S ₃ у точці 3 за спрощення для практичних розрахунків визначається – як сума натягу S ₂ в точці 2 та сили опоруна натяжній зірочці конвеєра у вигляді

 

S ₃ = k _нз S ₂ + W _см=1,06*10400,2+40 = 11064,2 Н

 

 

де коефіцієнт запасу k _нз = 1,05... 1,07 при куті обхвату зірочки 180°; W _см» 40 Н – опір, що виникає при роботі стартового механізму. При підстановці значення k _нз = 1,06 у вираз натяг S ₃ в точці 3 дорівнює 11064,2 Н.

Натяг S ₄ в точці 4 визначається як сума натягу S₃ в точці 3 та сили опоруна робочій гілці конвеєра

 

S ₄ = S₃ + W _рг

 

при визначенні сили опору W _рг на робочій гілці у свою чергу як суми сили опору W _чрг = q _хг gL _пл w_рг = 25.62*9,8*32*0.117 = 9400,2 Н транспортування маси рухомих частин конвеєра на робочій гілці, сили опору

W _тв = 0.131*9,8*8400 = 10783,9 Н транспортування вантажів та сили опору W _св =45200,1 Н, що виникає при скиданні вантажів, тобто

S ₄ = S₃ + W _чрг + W _тв + W _св,= 11064,2 +9400,2+10783,9 +7276 =185170,6Н

 

Матеріал та розміри роликів візка, що застосовуються на холостій і робочій гілках конвеєра є однаковими, тому коефіцієнт опору w_рг руху візка по робочій гілці визначається у відповідності з визначенням цього коефіцієнта w_хг для холостої гілки з додаванням додаткового опору

w_рг = w_хв + Dw_рг, що виникає за рахунок конусності роликів і визначається у вигляді

Dw_рг = 4 b _рm_тр sin b_к/3 D _р,

 

де b _р = 20 мм та b_к =12° – відповідно значення ширини та кута конусності ролика за яких w_рг = 0,131, W _чрг = 9400,2 Н.

За наявності на конвеєрі вантажів з масою, що дорівнює x_А сила опору при їх транспортуванні визначається у вигляді

 

W _тр = w_рг gx_А = 0.131*9,8*8400 =10783,9 Н

 

 

Сила опору W _св, що виникає при скиданні вантажів залежить від їх маси, числа одночасного їх скидання та конструктивних параметрів скидачів і визначається для середнього навантаження з урахуванням скидання одного вантажу з середньою масою a _спри його розміщенні у центрі поворотної платформи, а для граничного навантаження – скидання n вантажів з максимальною масою a _max при їх найбільш віддаленому розміщенні від центра платформи у вигляді [11]

 

W _св = k _вш g (a _в + a _п) l _цв tgg_с(1 – w tgg_с)/ l _цп(1 – w_ор tgg_с)

W _св = (a _в l _цв + a _п l _цп)(tgg_с + w_ор)/ r _в= (6*0.14+9*0.14)(tg20*0,131)/0,13 =79,9 Н,

так як це максимальна навантаження, то W _св*n =79.9 * 28 = 7276 H.

 

де k _вш = 1,1 – коефіцієнт урахування втрат в шарнірі; a _в та a _п = 9 кг – маса вантажу та платформи; l _цвта l _цп = 140 мм – відстань центрів тяжіння вантажу та поворотної платформи до вісі обертання; w_ор = 0,131 –коефіцієнт опору руху ролика відхиляючого важеля по стрілці; g_с = 20° –кут відхилення стрілки при скиданні вантажу; r _в = 130 мм – довжина відхиляючого важеля.

Втрати S_{4 – 1} на ланках від точки 4 до точки 1 визначаються опором на приводній зірочці у вигляді

S _{4 – 1} = k _пз S ₄ =1.06 *185170,6 =196280,8 Н

 

при підстановці коефіцієнта втрат k _пз = 1,06 і у свою чергу визначають необхідне тягове зусилля конвеєра у вигляді

 

 

W _т = S ₄ – S ₁=196280,8 -1000 =195280,8 Н

 

 

Потужність N _п приводу, що забезпечує необхідне тягове зусилля W _т визначається за формулою

N _п = W _т v _тр/1000h = 195280,8 *0.32/0.75*1000*0,8 = 14.6 кВт,

де необхідна швидкість транспортування вантажу визначається з урахуванням заданої в технічних умовах продуктивності конвеєра

 

 

Кінематичний розрахунок РК

В загальному випадку кінематичний розрахунок РК сортування ПВ включає в себе розрахунок необхідних сил і моментів на приводному валу (барабані), якщо вони задані в явній формі, наприклад, у вигляді тягового зусилля, визначаючий потужність електродвигуна конвеєра, а також числа оборотів приводного валу, загального передавального числа проміжних передач, числа зубів проміжних передач. При цьому перераховані параметри залежать від обраного електродвигуна і редуктора з урахуванням необхідної потужності і моменту.
Швидкість транспортування поштових вантажів в РК:

 

 

l_­ш­ = 1 м.

крок тягового ланцюга t = 42 мм.

Число зубів ведучої зірки конвеєра Z = 69.

Число оборотів приводного валу = 60*0,32 /3,14*0,89 =6,8

де = 42/(sin (180/67)) = 42/0,05 = 0,89.

= 42* 69/3,14 = 896

Для розрахунку загального передавального числа приводної станції РК, при цьому враховуючи, що при виборі двигуна з більшою частотою обертання вала, наприклад 3000 об / хв, конструкція передачі ускладниться, а вартість двигуна низька; а при виборі двигуна з низькою частотою (750 об / хв), конструкція спрощується, вартість двигуна висока. При цьому доцільно вибирати двигун з середнім значенням (1000 об / хв) відповідно розрахунок потужності приводу - відповідає необхідній потужності. Вибраний тип електродвигуна 4А80Б6.

Загальне передавальне число приводної станції становить:

= 1000/6,8 = 147,06

Тип відповідного редуктора з передавальним числом: i_­p­ = 20

Передавальне число проміжної ланцюга визначається з рівності:

, таким чином = 147,06/20 = 7,3

Вибираємо число зубів ведучої зірочки ПЦП з умови Z_­1­­>11

Число зубів ведомої зірочки ПЦП становить: Z_­2­ = i_­пцп · Z_­1 = 7,3 * 11=80

Умови обмеження діаметра в уникнення злітання ланцюга виконується.