CC BY
0MEXANIKA
UDK 621.01
YASSI TASMALI UZATMANING FOYDALI ISH KOEFFITSENTINI VA TASMANING TO'LA SIRPANISHINI ANIQLASH
Sultanov Davronbek Ravshanbek o'g'li NamMQI dooktoranti, [email protected]
Mamahonov Azam Abdumajitovich NaMMTI, t.f.d., доцент, e-mail:[email protected]
Annotatsiya. Maqolada bugungi kunda keng qo'llaniladigan tasmali uzatmalarning konstruktiv xususiyatlari tahlil qilingan. Yassi kesim yuzali tasmali uzatmaning ish rejimlarini o'rganish va tortish grafiklarini qurish orqali ularning yuklanish qobiliyati, sirpanish koeffitsenti, foydali ish koeffitsenti hamda tasmaning to'la sirpanishini aniqlashni o'rganish.
Аннотация. В статье анализируются конструктивные особенности ременных передач, которые широко используются сегодня. Изучить режимы работы ременной передачи с плоской поверхностью поперечного сечения и научиться определять их грузоподъемность, коэффициент скольжения, коэффициент полезной работы и полное проскаль.
Anatation. The article analyzes the structural features of belt transmissions that are widely used today. To study the operating modes of a belt drive with a flat cross-section surface and to learn to determine their load capacity, slip coefficient, useful work coefficient and full slip of the belt by constructing traction graphs.
Kalit so'zlar: uzatma, tasma, yetakchi shkiv, yetaklanuvchi shkiv, taranglik kuchi, yuklanish qobiiliyati, sirpanish koeffisienti, foydalik ish koeffisienti.
Ключевые слова: удлинитель, ремень, ведущий шкив, ведущий шкив, предел прочности, грузоподъемность, коэффициенты скольжения, коэффициенты полезной работы.
Key words: extension, belt, leading pulley, driven pulley, tensile strength, load capacity, slip coefficient, useful work coefficient.
Kirish. Tasmali uzatmalar sanoat va mexanik tizimlarda energiyani samarali uzatishning muhim elementi hisoblanadi. Zamonaviy mexanik tizimlar samaradorligini oshirish bugungi kunda muhim ilmiy va texnologik masala bo'lib qolmoqda. Energiya resurslaridan oqilona foydalanish nafaqat iqtisodiy jihatdan foydali, balki ekologik muammolarni kamaytirish uchun ham zarurdir. Tasmali uzatmalar sanoat, transport va qishloq xo'jaligi texnikalarida energiyani uzatishning asosiy uzatmalaridan biri sifatida keng qo'llaniladi. Ushbu tizimlarning samaradorligini aniqlash va optimallashtirish ularga bog'liq b o'lgan jarayonlarning samaradorligini oshirishga yordam beradi. Tasmali uzatma orqali quvvat uzatilish4ida yuzaga keladigan energiya yo'qotishlarini aniqlash va minimallashtirish uchun foydali ish koeffitsienti (FIK) muhim ko'rsatkich hisoblanadi. FIK tasmaning material xususiyatlari, ishqalanish koeffitsienti, yuklash darajasi va boshqa omillar bilan bog'liq bo'lib, ularni tahlil qilish orqali samaradorlikni oshirish imkoniyatlari ochiladi. Mazkur maqola tasmali uzatmalar samaradorligini o'rganish, ularning foydali ish koeffitsientiga ta'sir ko'rsatuvchi asosiy omillarni tahlil qilish va amaliy takliflarni ishlab chiqishga bag'ishlanadi. Tadqiqot natijalari tasma uzatmalarini loyihalash va ishlatishda samaradorlikni oshirish uchun ilmiy asos b o'lib xizmat qiladi. Tasmali uzatmalar quvvatni elastik tasma orqali uzatadi. Bunda: tasmaning materiali va geometrik o'lchamlari; ishqalanish koeffitsienti; uzatish nisbati asosiy texnik parametrlar hisoblanadi. Foydali ish koeffitsienti (FIK) uzatma orqali uzatilgan foydali quvvatning unga
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
kiritilgan umumiy quvvatga nisbati sifatida aniqlanadi. Bu ko'rsatkich tasmaning energiya samaradorligini ifodalaydi. FIKga ta'sir qiluvchi omillar orasida tasma materiali, o'qlar orasidagi masofa, ishqalanish yo'qotishlari va yuklanganlik darajalari muhim ahamiyat kasb etadi.
Materiallarning ta'siri. Tasma materiallari polimer, kauchuk yoki kompozit asosda ishlab chiqariladi. Polimer asosli tasmalarning yengil va elastikligi sababli energiya yo'qotishlari kamroq bo'ladi, ammo og'ir yuklarda deformatsiya sezilarli darajada oshadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, kauchuk tasmalarning ishqalanishga chidamliligi yuqori bo'lib, ular yuqori FIKni ta'minlaydi.
Ishqalanish koeffitsienti shkiv va tasma orasidagi ishqalanish quvvat uzatish samaradorligini belgilaydi. Optimal ishqalanish koeffitsienti FIKni oshiradi. Kamroq ishqalanish tasmaning sirpanishiga, ortiqcha ishqalanish esa issiqlik yo'qotishlariga olib keladi.
Tasma tarangligi. Tasmaning tarangligi yukni bir tekisda taqsimlash va sirpanishni oldini olish uchun muhim ahamiyatga ega. Optimal taranglikni ta'minlash orqali energiya yo'qotishlarini kamaytirish mumkin. Ayni tadqiqot asosida taranglik qiymatining optimal bo'lishi foydali ish koeffisientini ortishiga bog'liqligi o'rganiladi. Bir qator tadqiqotlarda laboratoriya sharoitida turli materiallar va ish sharoitlarida tasma uzatmalarining FIKlari o'rganilgan. Misol uchun, A. Ivanov (2020) tomonidan o'tkazilgan tajribalarda elastik materiallardan tayyorlangan tasmalarning FIK ko'rsatkichi 92%-95% atrofida bo'lsa, og'ir yuklarga mo'ljallangan tasmalarda bu ko'rsatkich 85%-90% oralig'ida ekanligi qayd etilgan.
Bugungi kunda tasmali uzatmaning foydali ish koeffitsientini oshirish tadqiqot izlanishlarining asosiy yo'llari sifatida:
material tanlash: Ish sharoitlariga mos materialdan foydalangan holda tasma ishlashini optimallashtirish;
shkiv konstruksiyasini takomillashtirish orqali ishqalanish va yukni bir tekis taqsimlashni amalga oshirish;
tasma salqi tarmog'i tarangligi samarali avtomatik boshqarish;
tasma va shkivlarni muntazam nazorat qilish orqali ularning xizmat muddatini oshirish bo'yicha tadqiqotlar amalga oshirilmoqda.
Tasmali uzatma yetaklovchi 1 va yetaklanuvchi 2 shkivlardan hamda ularga taranglik bilan kiydirilgan tasma 3dan iborat (1-rasm). Yuklanish yetaklovchi shkivdan yetaklanuvchi shkivga tasma orqali, tasma bilan shkiv o'rtasida hosil bo'ladigan ishqalanish kuchi hisobiga uzatiladi.
1-rasm. Tasmali uzatma
Tasmali uzatma tasmasining ko'ndalang kesim shakllariga ko'ra doiraviy, yassi, ponasimon va tishli tasmalarga bo' linadi (2-rasm).
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
ponasimon kesimli
yassi kesimli tisMl tasma
2-rasm. Tasma kesimlari Tasmali uzatmalarning afzalliklariga quyidagilar:
> energiyani katta masofaga uzata olish mkoniyati: (6.. .5 Metr);
> konstruksiyasining soddali va tannarhining arzonligi;
> tekis va shovqinsiz harakatlanishi, zarb kuchlarini yumshatishi, yuklanishni ortishi hisobiga sirpanib agregatning boshqa a'zolarini sinishini oldini olishi;
> keng diapazonda yuqori tezliklar (100 m/sek) va (0,1-100 kVt) quvvatlarda ishlatilishi;
> rostlash va ta'mirlash ishlarining osonligi;
> yuqori foydali ish koeffisientiga egaligi FIK: 0,91.0,98. Tasmali uzatmalarning asosiy kamchiliklari:
> uzatish sonini yuklanishning qiymatiga muvofiq holda o'zgarib turishi (doimiy emasligi);
> gabarit o'lchamlarining kattaligi va tasma ishlash muddatining qisqaligi (asosan tez harakatlanuvchi uzatmalarda);
> tasma tarangligini doimiy saqlab turish uchun qo'shimcha taranglovchi qurilma talab erilishi (taranglovchi rolik);
> val va tayanch (podshipnik)larga yuklanishni ortib ketishi.
Yassi tasmali uzatmaning tasmasida hosil bo'luvchi kuch va kuchlanishlar. Tasmali uzatma harakatlangandagi tasma tarmoqlarida yuzaga keluvchi kuch va kuchlanishlar 3 -rasmda keltirilgan.
3-rasm. Tasmali uzatma tarmoqlarida yuzaga keluvchi kuch va kuchlanishlar
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
Tasmali uzatma tarmoqlarida quyidagi kuchlar yuzaga keladi:
❖ yetakchi tarmoqdagi taranglik kuchi fi :
❖ yetaklanuvchi tarmoqda taranglik kuchi Fz\
❖ tasmadagi dastlabki taranglik kuchi Fc;
❖ aylanma kuch Ft.
❖ valga ta'sir etuvchi kuch Fv.
Tasmali uzatmada uzatilayotgan burovchi moment T ma'lum bo'lganda, uzatma tarmoqlarida yuzaga keluvchi kuchlaning o'zaro bog'liqlik qonuniyatlari quyidagi ifodalarda namoyon bo'ladi.
2T
F*=T>F<
dL
F1-F2,F1 +F2 = 2F0; Fi = Fa + 2Fv; F2=Fq- 2Ft; Fv = 2Facos]
(1)
Tasmali uzatmalarning yuklanishni uzatish qobiliyati sirpanish va foydali ish koeffitsenti egri chiziqlari asosida baholanadi. Bunday grafiklar (4-rasm) turli tasmalarni tajribada tekshirish natijasida tuziladi. Grafikda ordinatalar o'qiga sirpanish koeffitsenti e va foydali ish koeffitsenti 17, abssissalar o'qiga esa uzatimaning tortish koeffitsenti <p orqali ifodalangan yuklanishi qo'yiladi.
? Тула сирпаниш
1
/
£
80
60
40
0,1 0,2 0,3 0,4 fy 0,5 0,6lpmex (fi
4-rasm. Tasmali uzatmalarning sirpanish koeffitsenti va foydali ish koeffitsenti egri
chiziqlari
Tortish koeffitsenti quyidagicha ifodalanadi:
<p - Fl~**
Рл+Вх
2F0
(2)
Tortish koeffitsienti dastlabki taranglik kuchi 2F0 ning qancha qismi foydali x/-ni uzatishga sarflanilayotganligini ko'rsatadi. Biroq foydali kuch faqat dastlabki taranglikgagina emas, balki tasma tarmoqlaridagi taranglikning Ft = F\ - F2 ayirmasiga ham bog'liqligi yuqoridagi ifodadan ma'lum. Bu ayirmaning mavjudligi tasmaning shkiv ustida sirpanishiga olib keladi. Sirpanish miqdori sirpanish koeffitsienti bilan ifodalanadi:
Yuqorida aytilganlarga binoan, quyidagi xulosaga kelish mumkin: ma'lum dastlabki taranglik 2FQ uchun aylanma kuch Ft ni o'zgartirib, tortish koeffitsientining har-xil qiymatini olish mumkin, lekin bu holda sirpanish koeffitsienti г—ning qiymati ham har xil bo'ladi.
Ma'lumki tasmaning dastlabki tarangligidan maksimal foydalanish uchun tortish koeffitsientining qiymatini kattalashtirishga harakat qilinadi. Biroq p-ning qiymati ma'lum miqdordan oshirib yuborilsa, uzatmadagi zararli hodisa - to'la sirpanish hodisasi ro'y beradi.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
Demak, har bir tasma uchun <p -ning shunday qiymatini aniqlash mumkunki (4-rasmda, cpO ),
uning bu qiymatida sirpanishning salbiy ta'siri uncha katta bo'lmagani holda mumkin qadar ko'p yuklanish Ft uzatiladi, natijada uzatmaning foydali ish koeffitsienti maksimal qiymatiga yetadi.
NTS-1309.4 tajriba qurilmasi turli tasmali uzatmalarni tadqiq qilishga mo'ljallangan (5-rasm). Tajriba qurilmasi tasmali uzatma agregati 1, boshqaruv bloki 2, elektrodvigatel 3, tormozlovchi muftasi 4 va olchov tizimi datchiklari 5 dan iborat.
5-rasm. Tasmali uzatmalarni tadqiq ettish qurilmasi.
1-tasmali uzatma agregati,
2-boshqaruv bloki,
3-elektrodvigatel,
4- tormozlovchi mufta,
5-o'lchov tizimi datchiklari.
Tasmali uzatmadagi dastlabki taranglik kuchi P0 ning qiymati, 6-rasmda keltilgan tarzda kerakli qiymatda sozlanadi.
6-rasm. Tasmali uzatmada dastlabki taranglik kuchi Fc qiymatini o'rnatish.
Boshqaruv blokidagi elementlarning vazifalari 7-rasmda tasvirlangn. Tajriba qurilmasida yuzaga keluvchi halokatli vaziyatlarda qurilmani to'xtatish halokatdagi o'chirgich 1 orqali amalga oshiriladi. Yetakchi va yetaklanuvchi vallardagi burovchi moment 3va burchak tezlik 4 indikatorlar orqali kuzatib turiladi.
7-rasm. Boshqaruv bloki.
1-halokat vaziyatida o'chirgich,
2-burchak tezlik indikatori, 3-burovchi moment indikatori, 4-
burchak tezlik va burovchi momentning yetakchi yoki yetaklanuvchi validagi qiymatini aniqlashga o'tkazish tumleri, 5-yoqish 6-to'xtatish knopkalari, 7-yuklanish momenti qiymatini beruvchi sozlagich
Tasmali uzatma vallaridagi burovchi moment va burchak tezlik qiymatlarini qaysi valga tegishli bo'lishi tumbler 4 orqali amalga oshiriladi. Qurilmani ishga tushirish 5 va o'chirish 6
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
knopkalri yordamida amalga oshiriladi. Boshqaruv blokida joylashgan yuklanish momenti regulyator 7 tasmali uzatma orqali uzatilayotgan moment qiymatini belgilangan oraliqda o'zgartirish imkonini taqdim etadi.
Tasmali uzatmalarning nazariy uzatish nisbati va tadqiqot olib borilayotgan uzatmaning geometrik parametrlarini inobatga olinsa:
yassi tasmali uzatma uchun: i = ——— = 73 mm ^ 2 ga teng bo'ladi.
J difl-s) 3B?ntn ° °
Tadqiqotni olib borishda boshqaruv panelida joylashgan tugma orqali tajriba qurilmasi ishga tushirildi. Bunda boshqaruv blokidagi barcha parametrlar ko'rsatkichlari nol holatda bo'lishi ta'minlandi. Tadqiqot olib borilayotgan yassi tasmani tanlab shkivlarga kiydirildi. Tasmali uzatma yateklanivchi shkivini o'z oqida gorizontal siljitish orqali tasmali uzatmaga dastlabki taranglik beriladi (6-rasm). Tasmani dastlabki taranglik kuchi F0 rostlanadi. Sozlash qurilmasi (fll) orqali yuklanish momenti beriladi. Boshqarish-ko'rsatish bloki orqali yuklanish momenti M iiing oshirib borish tartibida, uchta hoi uchun yetakchi va yetaklanuvchi vallardagi burchak tezlik (uti vaw2i hamda burovchi moment (M± va MZl Nm) qiymatlari qayd etildi.
Olingan qiymatlarni 1-jadvalda qayd etildi. Tadqiq etilayotgan tasmali uzatmaga berilgan dastlabki taranglik kuchi F0 qiymatlari jadvalda aks ettirildi. Yozib olingan natijalar asosida har bir berilgan yuklanish momenti M qiymatlari uchun uzatmaning yetakchi va yetaklanuvchi vallaridagi quvvatlar: Pi,Pz P = M-ta ifoda yordamida hisoblanadi hamda ularning qiymatlariga muvofiq uzatmaning foydali ish koeffisienti V = ~ ning qiymati aniqlanadi.
Tasmaning dastlabki taranglik kuchi F0, o'lchangan yetaklanuvchi valdagi burovchi moment (¿Vf?) qiymati va hisoblangan FIK lar (i]J asosida tasmali uzatmalarning foydali ish koeffisiyentini taranklik kuchi qiymatiga bog'liqlik grafigi qurildi (8-rasm). Grafikdan shuni ko'rishimiz mumkinki taranglik kuchini kichik qiymatida sirpanish xolatlarini belgilovchi qiymat ortib boradi. Bu esa uzatmaning foydali isg koeffisientini kamayishiga sabab bo'ladi/ Shuni alohida qayd etish lozimki tarangli kuchining yuqori qiymatlarida ham foydali ish koeffisienti maqbul qiymatda bo'lmaydi/ Shuning uchun yassi tasmali uzatmalarni qo'llashda optimal taranglik kuchini ta'minlash muhim hisoblanadi.
1-jadval
Berilgan va o'lchangan kattaliklar Hisoblangan kattaliklar
№ 1-val 2-val
Mir Nm M2,Nm Pi.Vt Pz.Vt ij.%
1 ►Tasmaning o'rnatilgan tarangligi: Fq = 100 jV Uzatish nisbati: : = 2
1 133,01 0,11 64,97 0,15 13,30 9,74 73,23
2 132,33 0,17 64,50 0,26 22,50 16,77 74,53
3 129,63 0,52 62,89 0,83 67,41 52,20 77,44
2 ►Tasmaning o'rnatilgan tarangligi: F0 = ISO jY Uzatish nisbati: : = 2
1 130,10 0,14 63,96 0,23 18,21 14,71 80,78
2 128,06 0,26 63,10 0,47 33,30 27,76 83,36
3 127,20 0,51 62,60 0,89 64,87 55,71 85,88
5 ►Tasmaning o'rnatilgan tarangligi: F0 = 200 jY Uzatish nisbati: : = 2
1 128,20 0,22 64,05 0,40 28,20 25,6 90,78
2 127,80 0,45 63,20 0,86 57,51 54,35 94,51
3 126,00 0,91 62,80 1,75 114,66 109,9 95,85
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
V,%
95 90 85 80 75 70
90
8-rasm. Tarangli kuchini foydali ish koeffisientiga bog'liqlik grafigi
Xulosa. Yuqorida olib birlgan tadqiqot natijalarida yassi tasmali uzatmaning foydali ish koeffitsienti va tasmaning to'la sirpanishi ko'rib chiqiladi. Tasma uzatmalari mexanizmlarida ish unumdorligi va samaradorlikni belgilovchi muhim omil ekanligi aniqlandi. Shu bilan birga, tasmaning taranglik darajasi uzatmaning mexanik xususiyatlariga, jumladan foydali ish koeffitsientiga va sirpanish hodisasiga bevosita ta'sir ko'rildi. Quyidagi asosiy xulosalarni keltirish mumkin:
Tasma tarangligi ortishi bilan kontakt zonadagi ishqalanish kuchlarini ortishiga sabab bo'ladi, bu esa sirpanishni kamaytirishga xizmat qiladi. Natijada, quvvatning samarali uzatilishi ta'minlanadi, bu foydali ish koeffitsientining oshishiga olib keldi. Biroq, haddan tashqari yuqori taranglik tasmaning xizmat muddatini qisqartirishi va ortiqcha mexanik kuchlanishga olib kelishi aniqlandi.
Tasmaning to'la sirpanishi uzatmada energiya yo'qotilishiga sabab bo'ladi, bu esa uzatmaning samaradorligini pasaytiradi. Tasma tarangligini optimal darajada oshirish sirpanishni kamaytiradi, lekin mexanik yuklanish chegarasidan oshib ketmasligi kerak. Taranglik darajasini noto'g'ri tanlash sirpanishni yo'qotishlarni oshirishi mumkinligi aniqlandi.
Tasma tarangligi foydali ish koeffitsientini oshirish va sirpanishni minimallashtirish uchun optimal darajada sozlanishi kerak. Optimal taranglikka erishish uchun tasmaning elastiklik modulini, ish sharoitlarini va uzatma koeffitsientini hisobga olish talab qilinadi. Tasma tarangligini oshirish foydali ish koeffitsientini yaxshilash va sirpanishni kamaytirish uchun muhim bo'lsa-da, bu o'z chegarasida amalga oshirilishi kerak. Haddan tashqari taranglik mexanik buzilishlar va tasmaning tezroq eskirishiga olib kelishi mumkin. Mexanik tizimning samaradorligini oshirish uchun tasmaning optimal taranglik darajasini ta'minlash, ishqalanish kuchlarini boshqarish va tasmaning materiali bilan bog'liq parametrlarni hisobga olish zarur.
ADABYOTLAR
1. Piotr Kulinowski, Piotr Kasza, Jacek Zarzycki. The Analysis of Effectiveness of Conveyor Belt Tensioning Systems. AGH University of Science and Technology, Poland.
2. K. P. Shah. Construction, Installation and Maintenance of Power Transmission V-Belt Drives. Email: kpshah123[at]gmail.com (Please replace [at] with @).
3. Imon Onnered. Automatic Belt Tension Device. Division of product development department of design sciences, Faculty of engineering lth | lund university 2020.
4. H. Zhu ,W.D. Zhu , W. Fan a. Dynamic modeling, simulation and experiment of power transmission belt drives: A systematic review. Journal of Sound and Vibration.
5. Aleksandr E Zverovshchikov, Aleksandra A Generalova and Artem A Nikulin Ensuring the performance characteristics of a friction V-belt variator. Journal of Physics:
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali 5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
MEXANIKA
Conference.
6. Zhang D., Liu X., Li Z. (2010). The Simulation Research on Tension Automatic Control System of Belt Conveyor. 2011 International Conference on Computers, Communications, Control and Automation (CCCA 2011), VOL II Pages: 468-471.
7. Zur T., Hardygora M. (1996). Przenosniki tasmowe w gornictwie. Wydawnictwo "Sl^sk", Katowice.
8. Hardygora M. Komander H., Blazej R. (2012). Method of predicting the fatigue
strength in multiplies splices of belt conveyors. Maintenance and Reliability Volume: 14 Issue: 2 pp.
Mexanika va Texnologiya ilmiy jurnali
5-jild, 3-son, 2024 Maxsus son
