Методика проверочного расчета клиноременной передачи
УДК 621.81
Расчет на долговечность клиноременных передач
Приводов ленточных конвейеров.
Королев Павел Владимирович, Иркутский национальный исследовательский технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении,
Мартышенко Анастасия Игоревна, Иркутский национальный исследовательский технический университет, студентка группы ГГ-17«Маркшейдерское дело», институт Недропользования,
Степанов Степан Викторович, Иркутский национальный исследовательский технический университет, студент группы ГО-17 «Открытые горные работы», институт Недропользования.
Аннотация: Разработана методика расчета долговечности клиноременных передач приводов ленточных конвейеров. Представлены эмпирические зависимости для определения ресурса клиноременной передачи в зависимости от конструктивных параметров, условий эксплуатации и режимов технического обслуживания.
Ключевые слова: клиновые ремни, клиноременные передачи, долговечность, ресурс, ленточные конвейеры, частота пробега ремня, привод ленточного конвейера.
Студенты направления «Горное дело» при изучении дисциплины «Прикладная механика» выполняют курсовой проект, в котором рассчитывают привод к ленточному конвейеру.
Подробная информация об области применения [1, c.9] и характеристиках условий работы [1, c.15] ленточных конвейеров приводится в источнике [1].
|
|
|
Ленточные конвейеры широко применяются во многих областях: в производстве нерудных строительных материалов для транспортировки гравия и щебня, на открытых горных разработках для транспортировки полезных ископаемых от добывающих механизмов до мест переработки горной массы, на металлургических предприятиях, на машиностроительных предприятиях, на тепловых электростанциях, в гидростроительстве, в химической и целлюлозно-бумажной промышленности.
Привод ленточного конвейера может включать в себя: электродвигатель, зубчатый редуктор, цепную передачу, клиноременную передачу, муфты, тормоза, приводной барабан, аппаратуру управления. Движущая сила ленте передается с помощью фрикционной передачи при огибании ею приводного барабана [1, с.163].
Таким образом, передача мощности от электродвигателя к приводному барабану может осуществляться по различным схемам, например:
Схема 1: электродвигатель, зубчатый редуктор, барабан.
Схема 2: электродвигатель, клиноременная передача, зубчатый редуктор.
Схема 3: электродвигатель, зубчатый редуктор, цепная передача.
На выбор схемы привода оказывает влияние большое число факторов в том числе: область применения и назначения конвейера, требуемая мощность, предпочтения заказчика, требования правил в области промышленной безопасности и т.д.
|
|
|
В заданиях на курсовой проект по дисциплине «Прикладная механика» для студентов направления «Горное дело» используются все перечисленные выше схемы приводов с целью увеличения числа вариантов заданий.
В частности, в задании на курсовой проект для студентов «Горное дело -17» была выбрана схема привода, который включает в себя: электродвигатель, клиноременную передачу, одноступенчатый зубчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми косозубыми колесами, приводной барабан.
При выполнении курсового проекта у студентов не возникает проблем с проектным и проверочным расчетами зубчатого редуктора.
А вот с расчетом клиноременной передачи возникла проблема, которую студенты самостоятельно не смогли решить.
Проектный расчет клиноременной передачи заключается в определении тяговой способности, то есть способности ремня передавать заданную нагрузку без буксования. В результате рассчитывают целый ряд параметров передачи: диаметры шкивов, межосевое расстояние, длину ремня, угол обхвата, число ремней, натяжение ветвей ремня, нагрузку на вал шкива. Эти расчеты проводятся по известным формулам согласно: [2, 3, 4] и в данной статье не рассматриваются.
|
|
|
А проверочный расчет клиноременной передачи на долговечность (ресурс) вызвал у студентов затруднения. Студенты попытались найти учебные пособия с простой и понятной методикой расчета долговечности клиноременной передачи, но оказалось, что таких пособий нет.
Например, в пособии [5, с.4] отмечается, что методические указания пригодны для студентов, выполняющих курсовой проект в течение одного семестра одновременно с прохождением лекционного курса. К сожалению, в данном пособии отсутствует проверочный расчет клиноременной передачи на долговечность.
В пособии [6, с.2], для расчета ременных передач применяется система автоматизированного расчета и проектирования машин и механизмов АРМ WinMachine V8.1 (модуль APM Drive). В пособии приводится формула для определения расчетной долговечности ремня, но ее вид и численные значения, входящих в нее параметров, значительно отличается от формул определения долговечности ремней, приведенных в учебных пособиях [7] и [8].
Численные значения долговечности клиновых ремней, рассчитанных по рекомендациям пособий: [6, 7, 8], отличаются между собой на 2 порядка!
|
|
|
Как студенты поступают в этом случае?
1. Самые дотошные студенты пытаются разобраться самостоятельно, но в итоге просят преподавателя сообщить им «верную» формулу для расчета долговечности клиноременной передачи,
2. Другая группа студентов видит, что в разных пособиях численные значения одних и тех же параметров, входящих в формулу определения долговечности ремня, значительно отличаются друг от друга, и просто подгоняют ответ под рекомендуемые значения.
3. Третья группа студентов, столкнувшись с трудностями расчета долговечности клиновой передачи, игнорирует этот расчет полностью.
Преподаватель обратился ко всему потоку направления «Горное дело» (6 групп) с предложением: «Может ли кто-то разработать простую, доступную и понятную методику расчета долговечности клиноременной передачи?». И такие два студента нашлись!!! Это студент группы ГО-17 Степанов Степан Викторович и студентка группы ГГ-17 Мартышенко Анастасия Игоревна.
Необходимость разработки простой, доступной и понятной для студентов методики расчета долговечности клиноременной передачи преподаватель попытался объяснить следующими факторами:
1. Если определять долговечность (ресурс) клиноременной передачи по широко известной методике [7], то расчетный ресурс будет меньше «Гарантийной наработки ремней» по «ГОСТ 1284.2-89 Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Технические условия».
2. Если определять долговечность клиноременной передачи по таким методикам, как [6] и им подобным, то расчетная величина ресурса превысит рекомендуемые заводами-изготовителями значения «Ресурса ремней в эксплуатации» в 2-3 раза и не будет соответствовать реальным ресурсам, наблюдаемым в эксплуатации.
3. Не каждый студент может воспользоваться такой «серьезной» литературой как: [9], [10]. В отличие от совсем недавнего прошлого, студенты направления «Горное дело» изучают курс «Прикладная механика», включающего дисциплины «Теория механизмов и машин» и «Детали машин» в течение ОДНОГО СЕМЕСТРА, выполняя при этом и курсовой проект.
4. Но это еще не все трудности: у студентов направления «Горное дело», выполняющих курсовой проект по дисциплине «Детали машин», исключили такую дисциплину, как «Сопротивление материалов»!!! Получается, что при расчете деталей машин студенты не знают: что такое напряжение, что такое предельное и допустимое напряжение и т.д.
5. В настоящее время еще не разработан точный метод расчета клиновых ремней на долговечность. Однако ученые и инженеры-практики заметили определенные зависимости между ресурсом клиновых ремней и факторами, которые характеризуют: конструктивные особенности передачи, условия ее эксплуатации, характер технического обслуживания и т.д.: [11], [12]. Учет этих особенностей позволил вывести эмпирические зависимости, позволяющие с достаточной степенью точности рассчитать ресурс клиноременной передачи, в частности для привода механических прессов, режим работы которых относится к тяжелому режиму.
Используя уже известные эмпирические зависимости расчета ресурса клиновых ремней механических прессов, а также экспериментальные данные фактического ресурса ремней, полученные при эксплуатации приводов ленточных конвейеров в других областях промышленности с легким и средним режимами работы [13], авторы разработали и рекомендуют к использованию следующую методику проверочного расчета клиноременной передачи на долговечность.
Методика проверочного расчета клиноременной передачи
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!