Определение мощности на перемещение сыпучего материала в загрузочной камере конвейера,оснащенной разгрузочными элементами

Туркин В. Н.

УДК 621.796.65, 656.212.6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ НА ПЕРЕМЕЩЕНИЕ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА В ЗАГРУЗОЧНОЙ КАМЕРЕ КОНВЕЙЕРА, ОСНАЩЕННОЙ РАЗГРУЗОЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

В. Н. Туркин, ст. преподаватель, Рязанский ГАТУ

Отмечено, что при перегрузке сыпучего материала трубчатыми скребковыми конвейерами, не оборудованными элементами, позволяющими снижать давление материала на их рабочие органы происходит отказ конвейера. Наиболее простым и эффективным элементом для снижения давления материала является двухскатная Л-образная горка-рассекатель [1, 2, 3].

Для расчета мощности конвейера на транспортирование материала в его загрузочной камере длиной L, оборудованной рассекателем, определим силу трения Fзк для поверхности сдвига материала, наиболее вероятной формой которой будет цилиндрическая поверхность, образованная поступательным движением дисковых скребков конвейера по дну загрузочной камеры (рис. 1).

I

(1)

- fвн L\(T-dl

где fg¡-| — коэффициент внутреннего трения перегружаемого материала;

о — давление материала по нормали к поверхности сдвига, Па;

с11 — элементарная длина дуги (с11 = Яь(1в) окружности сдвига, м.

Выделим в сыпучем материале над элементарной дугой Ь/ цилиндрической поверхности сдвига элементарную призму авс с горизонтальной гранью ав и вертикальной гранью вс (рис. 1, б). Приняв длину элементарно малой дуги Ь/, равной хорде ас определим интересующее нас напряжение о на грани ас.

Запишем уравнение проекций сил действующих на нормаль к площадке ас:

(ас)? - (ав)а созО - (вс]а2 этб1 = 0, (2)

где в — угол, определяющий положение дуги Ь/ и

измеряемый от оси ОY;

о^ — вертикальное давление, Па;

02 — боковое давление, Па.

Выразим элементарные площадки ав и вс через

ас:

ав = (ас )cos в ,

ее = (ас )sin в

(3)

(4)

Подставим полученные выражения в уравнение

(2)

сг = с^ со^ <9+ст2 sin2 <9, (5)

Запишем значение нормального давления сыпучего материала по известной зависимости

где h2 — расстояние от элементарной дуги dl до поверхности естественного откоса сыпучего материала, показанной линией О1К1 (точка М), м; g — ускорение силы тяжести; м/с2; Y — объемная масса перегружаемого материала, кг/м3.

Воспользуемся известной зависимостью между боковым и вертикальным давлением для сыпучего тела, которое для реального материала определяется через коэффициент подвижности m

(7)

_ _ 1 - sill (рш

— — m —-

al 1 + sin <рш

где фвн — угол внутреннего трения перегружаемого материала.

Выразим из вышеприведенной зависимости боковое давление 02:

о2=т-ои (8)

Подставим уравнение (6) и (8) в формулу (5), по-

Вестник РГАТУ

Рисунок 1 — Схема к расчету мощности трубчатого скребкового конвейера

в его загрузочной камере.

а = h2 - у -g(msin2 в+ cos2 f?),

(9)

Определим расстояние h2 согласно схем на рисунке 1 с видами а, в

h2 = Н + h3 -h1 ~ Н + Rd si n0-tgao -Rd сонв, (Ю) где Н — высота от центра скребка до точки Oi,

— расстояние от элементарной призмы авс до поверхности сыпучего материала (точка М), м; hi — расстояние от центра скребка до элементарной призмы авс, м; Rd — радиус дискового скребка, м; а0 — Угол естественного откоса перегружаемого материала.

Подставим значение h2 в уравнение (9), получим зависимость

Таким образом, с учетом полученной зависимости формула нахождения силы сопротивления

сдвигу цилиндра сыпучего материала примет вид

в2

F* =2r-g-f-L\ (H+Rdsтв-

h

■tga0-Rdcos в)- (12)

■(т siii2 в + cos 2 6)-Rdd6

Проинтегрируем данное выражение, окончательно будем иметь

будет равен углу вд:

I н Л

в■]= вд - шхсой — сок»0 - а0. Верхний же предел

Ч а /■ „

интегрирования ©2 принимаем равным п (1800), так как скребок в своей нижней части будет опираться на дно камеры в точке Р.

Таким образом, пределы интегрирования будут иметь значения

= л

-г"", (15)

Затраты мощности на перемещение материла

N =F„-v.

(16)

(11) где — скорость перемещения материала, м/с.

В полученных формулах (12, 13) нижний предел интегрирования в1 будет зависеть от положения рассекателя в вертикальной плоскости относительно центра скребка, а именно: когда рассекатель находится в верхнем положении и весь скребок погружен в массу материала по условию Н>Rд (рис. 1, а) угол в1 будет равен нулю: 81=0. Во втором случае, когда рассекатель находится в нижнем положении и скребок выступает из плоскости материала, стекающего с нижних кромок рассекателя по условию Н<Rд (рис. 1, в) угол в1

Библиографический список

1. Рычков В. А. Методические указания по техническому перевооружению и реконструкции прирельсовых складов незатаренных минеральных удобрений павильонного типа. Рязань, ГНУ ВНИ-ПИагрорхим,1995. - 114 с. : ил.

2. Артюшин А. А. Механизированные технологии складской переработки минеральных удобрений /

A. А. Артюшин, В. А. Рычков, В. Ф. Салынский ; под ред. А. А. Артюшина [и др.]. - М. : Россельхозака-демия, 2002. - 129 с. : ил.

3. Рычков В. А. Машины и оборудование для складской грузообработки, подготовки и доставки минеральных удобрений. Каталог / В. А. Рычков,

B. Ф. Салынский, А. А, Катаев и др. ; под ред. В. А. Рычкова. - Рязань, ГНУ ВНИМС, 2004. - 102 с. : ил.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Туркин В. Н.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Туркин В. Н.

DEFINITION OF CAPACITY ON MOVING OF THE LOOSE MATERIAL TO THE LOADING CHAMBER OF THE CONVEYOR EqUIPPED BY UNLOADING ELEMENTS

Текст научной работы на тему «Определение мощности на перемещение сыпучего материала в загрузочной камере конвейера,оснащенной разгрузочными элементами»