ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ ХЛОПКА-СЫРЦА ПО РОЛИКОВОЙ ПЛАТФОРМЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ КОНВЕЙЕРА

АННОТАЦИЯ

В статье приведены теоретические исследования сил сопротивления действующих при движении хлопка-сырца по горизонтальной роликовой платформе, влиящие на мощность привода конвейера, которые сложены из трения в опорах, трения качения, сила инерции страгивания сопротивлению вращения при падении груза. Выведена формула общей мощности электродвигателя, которая получена равная 1,5 кВт.

ABSTRACT

The article presents a theoretical study of the resistance forces acting during the movement of raw cotton on a roller platform, affecting the drive power of the conveyor, which are composed of friction in the supports, rolling friction, inertia force, breaking off rotational resistance when the load falls. The formula for the total power of the electric motor is derived, which is equal to 1.5 kW.

Ключевые слова: Приемоподающее устройство, ролики, рольганг, платформа, силы сопротивления, мощность, электродвигатель.

Keywords: Receiving device, rollers, roller table, platform, resistance forces, power, electric motor.

Для повышения надежности и производительности средств приемоподающих устройств и обеспечения бесперебойной выгрузки хлопка из хлопковых прицепов на хлопковых заготовительных пунктах разработан роликовый конвейер на горизонтальной платформе перегружателя хлопка марки ХПП с более длительным сроком эксплуатации (рис.1). Данная конструкция также позволяет выделить некоторую часть сорных примесей из хлопковой массы при перегрузке между роликами рольганга [1,2].

Рисунок 1. Усовершенствованное приемоподающее устройство: 1 - рама, 2 - ролики, 3 - откидной борт, 4 - колковые планки, 5 - мотор-редуктор, 6 - переносной ленточный конвейер, 7 - фартук

Для определения мощности, потребляемой электродвигателем роликовой платформы, определим силу сопротивления движения хлопка-сырца с учетом падения при насыпании.

Сила сопротивления движению груза является определяющей при выборе мощности привода конвейера. Сила сопротивления движению на конвейере может быть сложена из трения в опорах, трения качения, сила инерции страгивания сопротивлению вращения при падении груза, последнее мы пока учитывать не будем, так как момент от нее у нас в расчете выше.

Эти силы сопротивлений носят случайный характер и зависят от расположения роликов и как на них попал хлопок-сырец, в связи с этим в расчет введем поправочный коэффициент. Тогда силу трения качения выразим в следующем виде:

                                               (1)

где  G_хс и G_pол — вес транспортируемого хлопка-сырца и вращающихся частей одного ролика;

f — приведенный к диаметру d_п подшипника коэффициент трения, 0,03;

μ — коэффициент трения хлопка-сырца и поверхностью ролика,

- диаметр ролика, м;

- коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки хлопка-сырцом.

Определим момент трения в опорах подшипника

                                               (2)

Сила сопротивления от инерции груза массой m_гр имеет значение при страгивании с места или с ускорением dv/dt выразим ее, как:  

                                                                (3)

В принципе ее можно было не учитывать при малонагруженном конвейере долек хлопка-сырца так, как масса их мала, но при слеживании во время выгрузки ее на конвейер. Для упрощения расчета введем обобщённый момент, который преодолеет силу инерции и выразим его через следующую формулу:

,                                         (4)

Сила F₂ сопротивления вращения при падении груза, которая может превышать все основные силы сопротивления в начальный момент она носит кратковременный характер. Как говорилось выше при падении происходит деформация роликов, вследствие чего зазор подшипников уменьшается и происходит коротко временная остановка, за счет чего происходит останов и пока выбирается зазор в цепной передачи происходит дерганье в цепной передачи. Его можно выразить следующим образом. Крутящий ее момент возьмем из выражения (4).

Момент расходуемый на скольжение груза в холостой зоне как обобщённый эквивалентным роликом:

                      (5)

где  z— число роликов;

— коэффициент трения скольжения хлопка-сырца.

Найдем теперь общий момент:

,                                                (6)

Пусковой момент двигателя конвейера обеспечивает разгон хлопковой массы до скорости v с постоянным ускорением j_mах. Определим время пуска конвейера:

 ,                                                                 (7)

Объединив всё вместе в одну формулу получаем:

,                                              (8)

где  J₁— момент инерции масс звездочек и двигателя, кгм²;

n_дв — частота вращения двигателя, об/мин;

Тогда общую мощность двигателя можно определить по следующей формуле:

 (9)

где  - угловая скорость, рад/с; - безразмерный коэффициент; - длина ролика, м; - модуль упругости МПа; - момент инерции, м⁴; - масса груза, кг.

Подставив численные значения в формулу получим общую мощность, потребляемую электродвигателем равной 1,5 кВт.

Общий график действия потребляемой мощности показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Мощность потребляемой мотором в зависимости от действия во времени

График был построен с учетом временных действий, сначала включается мотор и преодолеваются силы инерции (пусковой момент), мощность опускается до рабочей при холостом режиме, далее начинается ссыпания на тележку хлопка, и появляются затухающие колебания, которое сказываются на мощности, после чего идет зона нормальной работы, которая выражается графиком.

Определены силы влияющие и на мощность привода горизонтального конвейера, а также теоретическая потребляемая мощность конвейера, которая должна быть не менее 1,5 кВт. Рассмотрен процесс изменения мощности во времени при работе конвейера.

Список литературы:

1. Кулиев Т.М., Джамолов Р.К., Корабельникова Т.Н., Максудов Э.Т., Кулбаев Э.П., Алакбаров Ш.Н., решение о выдаче патента на полезную модель от патентного ведомства по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан: №FAP 01959 «Передвижное устройство для перегрузки хлопка-сырца».
2. Корабельникова Т.Н., Джамолов Р.К. Усовершенствование приёма-подающего устройства хлопка-сырца//Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2020. №6(75) – с. 88-90.
3. Ильин, Колесников, Саратов: Теория колебаний Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003 г.