Смирнов В. К., Шпакунов И. А., Коваль А. В., Приставко П. С.

ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ НА ШЕВЕЛЕНИЕ

сборник статей «Вопросы рудничного транспорта»,

вып. 12, К. «Наукова думка», 1972, 16–24

При транспортировании насыпного груза ленточным конвейером происходит непрерывное перемешивание груза, изменение его формы. Энергия, затрачиваемая на перемешивание материала, изменение его формы безвозвратно идет на нагрев материала и ленты, их истира­ние и другие потери, связанные с деформацией материала. Эти ви­ды энергии в дальнейшем условимся называть энергией, идущей на «шевеление» материала. Определение величины этой энергии является задачей данной работы.

Для конвейерных установок потери энергии на «шевеление» насыпного груза определяются упругой деформацией конвейерной ленты между роликами. При входе порции материала на роликоопору лента сдавливает его; в этом случае возникает пассивное давление насыпного груза. После прохождения роликоопоры груз под действием активного давления изменяет свою форму. Частота деформации груза определяется соотношением

(1)

где – скорость движения ленты, – расстояние между роликоопорами.

Для преодоления пассивного сопротивления деформации насыпно­го груза требуется определенная затрата работы. Часть ее возвра­щается в систему в виде активной работы при развале насыпного гру­за. При этом также происходят потери энергии на «шевеление».

Отношение потерь энергии на «шевеление» насыпного груза к его активной работе обозначим через коэффициент и назовем его коэффициентом удельных потерь энергии на «шевеление» груза

(2)

где – потери энергии на «шевеление» насыпного груза, – активная работа при развале насыпного груза.

Определение коэффициента удельных потерь энергии на «шевеление» груза в зависимости от его физических свойств, частоты и амплитуды колебания производилось на специально изготовленном стенде (рис. 1), представляющем собой желоб с наклонными бортами 7, которые качаются на шарнирах относительно днища желоба.

Рис. 1. Стенд для определения коэффициента удельных потерь энергии на «шевеление» насыпного груза:

Борта приводятся в колебательное движение электродвигателем постоянного тока 1 через клиноременную передачу 2 и кривошипно-шатунный механизм. Величина частоты колебания регулируется путем изменения подаваемого на двигатель напряжения. Угол наклона бортов можно изменять от 0 до 80° путем замены тяг 6, а амплиту­да колебания бортов регулируется сменными эксцентриками 3 в пределах 0⁰30^/ – 6⁰00^/ . Для того чтобы коэффициент трения между бортами и насыпным грузом был таким же, как на конвейере, борта покрыты резиной 8. Днище, борта желоба и кривошипно-шатунный механизм установлены на общей раме. Все вращающиеся узлы (шар­ниры) собраны на шарикоподшипниках.

Для определения потерь энергии и активной работы ма­териала при амплитуде колебаний боковых стенок необ­ходимо знать усилие в штоке и его перемещение за цикл колебания боковых стенок. Шток кривошипно-шатунного механизма соединен с тягами через динамометр типа ЭДК-ДГИ, сигнал с кото­рого подавался на осциллограф Н-700; одновременно записывалось перемещение штока при помощи потенциометрического датчика пере­мещения 4, сигнал с которого подавался также на осциллограф Н-700.

По данным осциллограмм строим диаграмму , (рис.2). Площадь 1 характеризует работу при сжатии насыпного груза , площадь 2 – работу при развале насыпного груза . Разность работ и , соответствующая на графике площади петли, равна потере энергии

(3)

Определение активной работы насыпного груза производилось при частоте колебания бортов . С учетом этого разработана методика определения актив­ной работы насыпного груза.

Рис. 2. Зависимость усилия в штоке от его перемещения за цикл колебаний боковых стенок